JPH0252015A - 多孔質セラミックハニカムフィルターおよびその製法 - Google Patents
多孔質セラミックハニカムフィルターおよびその製法Info
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- JPH0252015A JPH0252015A JP63201657A JP20165788A JPH0252015A JP H0252015 A JPH0252015 A JP H0252015A JP 63201657 A JP63201657 A JP 63201657A JP 20165788 A JP20165788 A JP 20165788A JP H0252015 A JPH0252015 A JP H0252015A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はコージェライトからなる多孔質セラミックハニ
カムフィルターに関するもので、さらに詳しくはディー
ゼル車の排気中に含まれる微粒子（スート）を捕集する
ために用いられるフィルターで耐熱衝撃性に優れるとと
もに微粒子の捕集時間を向上することができる多孔質セ
ラミックハニカムフィルターおよびその製法に関するも
のである。
カムフィルターに関するもので、さらに詳しくはディー
ゼル車の排気中に含まれる微粒子（スート）を捕集する
ために用いられるフィルターで耐熱衝撃性に優れるとと
もに微粒子の捕集時間を向上することができる多孔質セ
ラミックハニカムフィルターおよびその製法に関するも
のである。
（従来の技術）
近年工業技術の進歩に伴い、耐熱性、耐熱衝撃性に優れ
た材料としてセラミックス材料が種々の分野に利用され
ている。その−例として、コージェライトからなりディ
ーゼル車から排出される微粒子捕集用フィルターとして
、ハニカム構造を有するディーゼルパティキュレートフ
ィルターが使用されている。
た材料としてセラミックス材料が種々の分野に利用され
ている。その−例として、コージェライトからなりディ
ーゼル車から排出される微粒子捕集用フィルターとして
、ハニカム構造を有するディーゼルパティキュレートフ
ィルターが使用されている。
このディーゼルパティキュレートフィルターとしては、
大別して大型車用の高捕集効率タイプと小型車用の低捕
集効率タイプとがあり、それぞれの用途に応じて使いわ
けられている。
大別して大型車用の高捕集効率タイプと小型車用の低捕
集効率タイプとがあり、それぞれの用途に応じて使いわ
けられている。
多孔質ハニカムフィルターのフィルター性能に関する先
行文献としては特公昭６１−５４７５０号があり、オー
ブンポロシティ（気孔率）と平均細孔径を制御すること
で高捕集効率タイプから低捕集効率タイプまでのフィル
ターを設計できることが開示されている。また特開昭５
８−７０８１４号では圧力損失（圧損）を下げるために
例えば１００ ＩＩ−以上の大気孔を導入すればよいこ
とが開示されている。
行文献としては特公昭６１−５４７５０号があり、オー
ブンポロシティ（気孔率）と平均細孔径を制御すること
で高捕集効率タイプから低捕集効率タイプまでのフィル
ターを設計できることが開示されている。また特開昭５
８−７０８１４号では圧力損失（圧損）を下げるために
例えば１００ ＩＩ−以上の大気孔を導入すればよいこ
とが開示されている。
（発明が解決しようとする課Ｂ）
多孔質ハニカムフィルターの特性としては、微粒子の捕
集効率、圧力損失、微粒子の捕集時間の三つがある。捕
集効率と圧損は反比例の関係にあり、捕集効率を高くし
ようとすると圧損が増大し、圧損を低くしようとすると
捕集効率が悪化するが、この点はエンジンの種類等に依
存する問題である。
集効率、圧力損失、微粒子の捕集時間の三つがある。捕
集効率と圧損は反比例の関係にあり、捕集効率を高くし
ようとすると圧損が増大し、圧損を低くしようとすると
捕集効率が悪化するが、この点はエンジンの種類等に依
存する問題である。
フィルター特性として最も重要なことは、一定収下の圧
損で捕集が継続できる時間すなわち捕集時間が長いこと
である。捕集時間が短かければ再生処理のインターバル
が短くなり、必然的にフィルター容積を大きくしなけれ
ばならない問題がある。
損で捕集が継続できる時間すなわち捕集時間が長いこと
である。捕集時間が短かければ再生処理のインターバル
が短くなり、必然的にフィルター容積を大きくしなけれ
ばならない問題がある。
本発明の目的は上述した課題を解消して、高捕集効率タ
イプ、低捕集効率タイプを問わずに捕集時間を長く向上
することのできる、すなわち同じ捕集効率、圧損であっ
ても捕集時間が大幅に長くなる多孔質セラミックハニカ
ムフィルターおよびその製法を捉供しようとするもので
ある。
イプ、低捕集効率タイプを問わずに捕集時間を長く向上
することのできる、すなわち同じ捕集効率、圧損であっ
ても捕集時間が大幅に長くなる多孔質セラミックハニカ
ムフィルターおよびその製法を捉供しようとするもので
ある。
（課題を解決するための手段）
本発明の多孔質セラミックハニカムフィルターは、主成
分の化学組成がＳｉＯ２４２〜５６重量％、Ａｎ、０．
３０〜４５重量％、ＭｇＯ１２〜１６重量％で結晶相の
主成分がコージェライトからなる多孔質ハニカムフィル
ターであって、気孔率が４０％以上５５％以下で直径２
μ爾以下の細孔容積が０．０１５ ｃｃ７ｇ以下である
ことを特徴とする多孔質セラミックハニカムフィルター
であることを特徴とするものである。
分の化学組成がＳｉＯ２４２〜５６重量％、Ａｎ、０．
３０〜４５重量％、ＭｇＯ１２〜１６重量％で結晶相の
主成分がコージェライトからなる多孔質ハニカムフィル
ターであって、気孔率が４０％以上５５％以下で直径２
μ爾以下の細孔容積が０．０１５ ｃｃ７ｇ以下である
ことを特徴とする多孔質セラミックハニカムフィルター
であることを特徴とするものである。
本発明の多孔質セラミックハニカムフィルターの製法は
、主成分の化学組成が５ｉｎｔ４２〜５６重量％、Ａ２
□０，３０〜４５重景％、ＭｇＯ１２〜１６重量％であ
るコージェライト化原料粉末に造孔剤を添加し、混合物
とし、該混合物の２μ閤以下の原料粒子が全体の３５％
以下になるように調整した後、可塑剤及び粘結剤を加え
てバッチとし、この可塑化したバッチを押出し成形法に
より成形後乾燥し、次いでこの乾燥物を１３５０〜１４
４０°Ｃにて焼成することを特徴とする多孔質セラミッ
クハニカムフィルターの製法を特徴とするものである。
、主成分の化学組成が５ｉｎｔ４２〜５６重量％、Ａ２
□０，３０〜４５重景％、ＭｇＯ１２〜１６重量％であ
るコージェライト化原料粉末に造孔剤を添加し、混合物
とし、該混合物の２μ閤以下の原料粒子が全体の３５％
以下になるように調整した後、可塑剤及び粘結剤を加え
てバッチとし、この可塑化したバッチを押出し成形法に
より成形後乾燥し、次いでこの乾燥物を１３５０〜１４
４０°Ｃにて焼成することを特徴とする多孔質セラミッ
クハニカムフィルターの製法を特徴とするものである。
（作 用）
上述した構成において、所定の細孔容積すなわち気孔率
が４０％以上５５％以下で直径２μＭ以下の細孔容積が
０．０１５ ｃｃ／ｇ以下とすることにより、高捕集効
率タイプ、低捕集効率タイプを問わず、微小気孔の減少
が捕集時間を長くすることとなる。
が４０％以上５５％以下で直径２μＭ以下の細孔容積が
０．０１５ ｃｃ／ｇ以下とすることにより、高捕集効
率タイプ、低捕集効率タイプを問わず、微小気孔の減少
が捕集時間を長くすることとなる。
これは直径２μｍ以下の細孔は微粒子の捕集に寄与して
おらず、逆に微粒子により目詰りを起こし、早期の圧…
上昇を招くためである。また２μｍ以上の細孔は捕集効
率、圧損にかかわるため用途に応じて細孔量の調整を行
う。なお、細孔容積が０．０１０ ｃｃ／ｇ以下である
とさらに捕集時間を向上することが可能となるため好ま
しい。
おらず、逆に微粒子により目詰りを起こし、早期の圧…
上昇を招くためである。また２μｍ以上の細孔は捕集効
率、圧損にかかわるため用途に応じて細孔量の調整を行
う。なお、細孔容積が０．０１０ ｃｃ／ｇ以下である
とさらに捕集時間を向上することが可能となるため好ま
しい。
この細孔容積を達成する製法としては、コージェライト
化原料粉末に造孔剤を添加した混合物中の２μ−以下の
原料粒子を全体の３５％以下に調整することにより、直
径２μｍ以下の細孔容積を０．０１５ ｃｃ／ｇ以下と
することができ、本発明の多孔質セラミックハニカムフ
ィルターを得ることができる。なお、２μｍ以下の原料
粒子が全体の１５％以下であると、直径２Ｉｊ１１以下
の細孔容積量をさらに減少させることができるため好ま
しい。
化原料粉末に造孔剤を添加した混合物中の２μ−以下の
原料粒子を全体の３５％以下に調整することにより、直
径２μｍ以下の細孔容積を０．０１５ ｃｃ／ｇ以下と
することができ、本発明の多孔質セラミックハニカムフ
ィルターを得ることができる。なお、２μｍ以下の原料
粒子が全体の１５％以下であると、直径２Ｉｊ１１以下
の細孔容積量をさらに減少させることができるため好ま
しい。
本発明の製法における原料の好適例として、シリカの２
μｍ以下の粒子量がシリカ全体の２０％以下、アルミナ
の２μｍ以下の粒子量がアルミナ全体の７０％以下、カ
オリンの２μ−以下の粒子量がカオリン全体の６０％以
下、造孔剤の２μｍ以下の粒子量が造孔剤全体の１０％
以下であると好ましい。
μｍ以下の粒子量がシリカ全体の２０％以下、アルミナ
の２μｍ以下の粒子量がアルミナ全体の７０％以下、カ
オリンの２μ−以下の粒子量がカオリン全体の６０％以
下、造孔剤の２μｍ以下の粒子量が造孔剤全体の１０％
以下であると好ましい。
（実施例）
本発明の多孔質セラミックハニカムフィルターを製造す
るには、まずコージェライト組成すなわち、Ｓｉｎ、が
４２〜５６重量％１，１．０．が３０〜４５重蓋％、Ｍ
ｇＯが１２〜１６重量％となるように、カオリン、仮焼
カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカ、タ
ルク、焼りルク、及びグラファイト等の造孔剤の所定量
を、その２μｍ以下の原料粒子が全体の３５％以下にな
るように調整した原料粉末を混合する。次に、この混合
物に可塑剤及び粘結剤を加えて可塑化して変形可能なパ
ンチとする。この可塑化したバッチを押出し成形法によ
り成形後乾燥し、次いでこの乾燥物を１３５０〜１４４
０°Ｃの温度で焼成して、第１図 （ａ） 、 （ｂ）
に正面図および一部切欠き側面図を示すような、多孔質
セラミンク隔壁３と貫通孔２とよりなる多孔質セラミン
クハニカム構造体１を得る。その後、得られた多孔質セ
ラミックハニカム構造体ｌの端面を、第２図（ａ） 、
（ｂ）にその正面図および一部切欠き側面図を示すよ
うに封じ材４により目封じし、多孔質セラミックハニカ
ムフィルター５を得ている。
るには、まずコージェライト組成すなわち、Ｓｉｎ、が
４２〜５６重量％１，１．０．が３０〜４５重蓋％、Ｍ
ｇＯが１２〜１６重量％となるように、カオリン、仮焼
カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカ、タ
ルク、焼りルク、及びグラファイト等の造孔剤の所定量
を、その２μｍ以下の原料粒子が全体の３５％以下にな
るように調整した原料粉末を混合する。次に、この混合
物に可塑剤及び粘結剤を加えて可塑化して変形可能なパ
ンチとする。この可塑化したバッチを押出し成形法によ
り成形後乾燥し、次いでこの乾燥物を１３５０〜１４４
０°Ｃの温度で焼成して、第１図 （ａ） 、 （ｂ）
に正面図および一部切欠き側面図を示すような、多孔質
セラミンク隔壁３と貫通孔２とよりなる多孔質セラミン
クハニカム構造体１を得る。その後、得られた多孔質セ
ラミックハニカム構造体ｌの端面を、第２図（ａ） 、
（ｂ）にその正面図および一部切欠き側面図を示すよ
うに封じ材４により目封じし、多孔質セラミックハニカ
ムフィルター５を得ている。
以下、実際の例について説明する。
１隻貫
次の第１表に示す化学分析値及び粒度の原料を、第２表
Ｎａ １−Ｎｏ、１０１のバッチに調合し、原料１００
重量部に対し、メチルセルロース３．５重量部及び添加
水を加え、混練し、押出成形可能な坏土とした。次いで
、それぞれのパンチの坏土を、公知の押出成形法により
、リブ厚４３０μ僧、−平方センチ当りのセル数１６ケ
を有する直径１１８ｍ、高さ１５２ ｍの円筒形ハニカ
ム構造体を成形した。それぞれのパンチによるハニカム
構造体は、乾燥後第２表に示す焼成条件で焼成し、焼結
体の特性として、４０〜８００°Ｃでの熱膨張係数３気
孔率、２μｑ以下の細孔の総組孔容積、コージェライト
結晶量の評価を実施した。
Ｎａ １−Ｎｏ、１０１のバッチに調合し、原料１００
重量部に対し、メチルセルロース３．５重量部及び添加
水を加え、混練し、押出成形可能な坏土とした。次いで
、それぞれのパンチの坏土を、公知の押出成形法により
、リブ厚４３０μ僧、−平方センチ当りのセル数１６ケ
を有する直径１１８ｍ、高さ１５２ ｍの円筒形ハニカ
ム構造体を成形した。それぞれのパンチによるハニカム
構造体は、乾燥後第２表に示す焼成条件で焼成し、焼結
体の特性として、４０〜８００°Ｃでの熱膨張係数３気
孔率、２μｑ以下の細孔の総組孔容積、コージェライト
結晶量の評価を実施した。
また、焼結したハニカム構造体の端面を封じ材により目
封じし、フィルター特性として初期圧損、捕集時間の評
価を実施した。結果を第２表に示す。
封じし、フィルター特性として初期圧損、捕集時間の評
価を実施した。結果を第２表に示す。
さらに、第３図に２μ−以下の総細孔看と捕集時間の関
係を、第４図に本願発明のＦＭ集待時間向上効果それぞ
れ示す。
係を、第４図に本願発明のＦＭ集待時間向上効果それぞ
れ示す。
第２表のうち試験Ｎｏ、 １〜６２は高捕集効率タイプ
、Ｎｏ、６３〜１０１は低捕集効率タイプである。第２
表に示した結果から直径２μｍ以下の細孔容積が０．０
１５ ｃｃ／ ｇ以下であれば、０．０１５ ｃｃ／
ｇを超えたものより捕集時間を長くすることができる。
、Ｎｏ、６３〜１０１は低捕集効率タイプである。第２
表に示した結果から直径２μｍ以下の細孔容積が０．０
１５ ｃｃ／ ｇ以下であれば、０．０１５ ｃｃ／
ｇを超えたものより捕集時間を長くすることができる。
また気孔率が４０％未満では初期圧損が高すぎ、気孔率
が５５％を趙えるとハニカム構造体として強度に問題が
生ずる。
が５５％を趙えるとハニカム構造体として強度に問題が
生ずる。
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、気孔
率４０〜５５％における直径２μｍ以下の細孔容積を０
．０１５ ｃｃ／ｇ以下とすることにより、高捕集効率
タイプ、低圧損タイプを問わず捕集時間を長くすること
が可能な多孔質セラミックハニカムフィルターを得るこ
とができる。
率４０〜５５％における直径２μｍ以下の細孔容積を０
．０１５ ｃｃ／ｇ以下とすることにより、高捕集効率
タイプ、低圧損タイプを問わず捕集時間を長くすること
が可能な多孔質セラミックハニカムフィルターを得るこ
とができる。
？ｆｉ １図（ａ） 、 （ｂ）は多孔質セラミックハ
ニカム構造体の一例の構成を示す正面図および一部切欠
き側面図、 第２図（ａ） 、 （ｂ）は多孔質セラミックハニカム
フィルターの一例の構成を示す正面図および一部切欠き
側面図、 第３図は本願発明の捕集時間向上効果を示すグラフ、 第４図は２μｍ以下の総細孔量と捕集時間の関係を示す
グラフである。 １・・・多孔質セラミックハニカム構造体２・・・貫通
孔 ３・・・多孔質セラミック隔壁 ４・・・封じ材 ５・・・多孔質セラミックハニカムフィルター第１図 （ａ） （ｂ） 第２図 （ａ） （ｂ） 第４図
ニカム構造体の一例の構成を示す正面図および一部切欠
き側面図、 第２図（ａ） 、 （ｂ）は多孔質セラミックハニカム
フィルターの一例の構成を示す正面図および一部切欠き
側面図、 第３図は本願発明の捕集時間向上効果を示すグラフ、 第４図は２μｍ以下の総細孔量と捕集時間の関係を示す
グラフである。 １・・・多孔質セラミックハニカム構造体２・・・貫通
孔 ３・・・多孔質セラミック隔壁 ４・・・封じ材 ５・・・多孔質セラミックハニカムフィルター第１図 （ａ） （ｂ） 第２図 （ａ） （ｂ） 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、主成分の化学組成がＳｉＯ＿２４２〜５６重量％、
Ａｌ＿２Ｏ＿３３０〜４５重量％、ＭｇＯ１２〜１６重
量％で結晶相の主成分がコージェライトからなる多孔質
ハニカムフィルターであって、気孔率が４０％以上５５
％以下で直径２μｍ以下の細孔容積が０．０１５ｃｃ／
ｇ以下であることを特徴とする多孔質セラミックハニカ
ムフィルター。 ２、直径２μｍ以下の細孔容積が０．０１０ｃｃ／ｇ以
下である請求項１記載の多孔質セラミックハニカムフィ
ルター。 ３、主成分の化学組成がＳｉＯ＿２４２〜５６重量％、
Ａｌ＿２Ｏ＿３３０〜４５重量％、ＭｇＯ１２〜１６重
量％であるコージェライト化原料粉末に造孔剤を添加し
、混合物とし、該混合物の２μｍ以下の原料粒子が全体
の３５％以下になるように調整した後、可塑剤及び粘結
剤を加えてバッチとし、この可塑化したバッチを押出し
成形法により成形後乾燥し、次いでこの乾燥物を１３５
０〜１４４０℃にて焼成することを特徴とする多孔質セ
ラミックハニカムフィルターの製法。 ４、前記コージェライト化原料と造孔剤を添加した混合
物の２μｍ以下の原料粒子が全体の１５％以下になるよ
う調整する請求項３記載の多孔質セラミックハニカムフ
ィルターの製法。
Priority Applications (4)
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| JP63201657A JP2578176B2 (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 多孔質セラミックハニカムフィルターおよびその製法 |
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| US07/389,336 US5069697A (en) | 1988-08-12 | 1989-08-03 | Porous ceramic honeycomb filter and method of producing the same |
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ID=16444729
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