JPH06304423A - 排ガスフィルタ - Google Patents
排ガスフィルタInfo
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- JPH06304423A JPH06304423A JP5331580A JP33158093A JPH06304423A JP H06304423 A JPH06304423 A JP H06304423A JP 5331580 A JP5331580 A JP 5331580A JP 33158093 A JP33158093 A JP 33158093A JP H06304423 A JPH06304423 A JP H06304423A
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- Japan
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- silica
- alumina
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 排ガス中の微粒子を除去する無機繊維を構成
成分とする排ガスフィルタにおいて、無機繊維としてア
ルミナとシリカの含有量が９８重量％以上で、繊維の屈
曲強さが１．５Ｋｇ／ｍｍ2 以上の連続アルミナ・シリ
カ繊維を用いることを特徴とする排ガスフィルタ。 【効果】 短期間で破損することなく長期間安定的に微
粒子を捕集し得る排ガスフィルタを供給する。
成分とする排ガスフィルタにおいて、無機繊維としてア
ルミナとシリカの含有量が９８重量％以上で、繊維の屈
曲強さが１．５Ｋｇ／ｍｍ2 以上の連続アルミナ・シリ
カ繊維を用いることを特徴とする排ガスフィルタ。 【効果】 短期間で破損することなく長期間安定的に微
粒子を捕集し得る排ガスフィルタを供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は排ガスを浄化するフィル
タ、特にディーゼルエンジンの排ガス中の微粒子（パー
ティキュレート）を捕集し、捕集した微粒子を焼却する
ことにより、再生することの可能な排ガスフィルタに関
する。
タ、特にディーゼルエンジンの排ガス中の微粒子（パー
ティキュレート）を捕集し、捕集した微粒子を焼却する
ことにより、再生することの可能な排ガスフィルタに関
する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排ガスから微粒子
を除去するためには、排気管途中に耐熱性のフィルタを
設けるのが一般的である。フィルタはある程度微粒子を
捕集すると、目詰まりのため圧力損失が増加しエンジン
の出力を低下させるので、適当な間隔で捕集した微粒子
を再燃焼し、フィルタを再生（リゼネレーション）する
必要がある。
を除去するためには、排気管途中に耐熱性のフィルタを
設けるのが一般的である。フィルタはある程度微粒子を
捕集すると、目詰まりのため圧力損失が増加しエンジン
の出力を低下させるので、適当な間隔で捕集した微粒子
を再燃焼し、フィルタを再生（リゼネレーション）する
必要がある。
【０００３】このフィルタはセラミックスモノリシス、
セラミックフォームや金属網が用いられる。しかし、セ
ラミックスモノリシスフィルタは微粒子を再燃焼する
際、局部的な加熱によるクラックや容積損失が発生する
という重大な問題がある。一方、セラミックフォームフ
ィルタは微粒子の捕集効率が不充分である。又、金属網
フィルタは微粒子を再燃焼する際、耐熱性が不充分で破
損してしまう。
セラミックフォームや金属網が用いられる。しかし、セ
ラミックスモノリシスフィルタは微粒子を再燃焼する
際、局部的な加熱によるクラックや容積損失が発生する
という重大な問題がある。一方、セラミックフォームフ
ィルタは微粒子の捕集効率が不充分である。又、金属網
フィルタは微粒子を再燃焼する際、耐熱性が不充分で破
損してしまう。
【０００４】特開平３−２７５１１０号公報では０．１
〜１０mmの長さにチョップしたアルミノシリケート繊維
とセラミック原料粉末とからなるセラミックシートの一
方を波板とし、他方の平板と接着したものを積層もしく
は巻き上げ焼成により一体化したセラミック製コルゲー
トハニカム構造のフィルタを提案している。
〜１０mmの長さにチョップしたアルミノシリケート繊維
とセラミック原料粉末とからなるセラミックシートの一
方を波板とし、他方の平板と接着したものを積層もしく
は巻き上げ焼成により一体化したセラミック製コルゲー
トハニカム構造のフィルタを提案している。
【０００５】特開平２−２５６８１２号公報では、通気
性支持材と交互に層をなす複数のセラミック繊維濾過材
料及び電気加熱素子とを含み、前記セラミック繊維が特
にアルミナ・ボリア・シリカセラミック繊維である微粒
子トラップを提案している。
性支持材と交互に層をなす複数のセラミック繊維濾過材
料及び電気加熱素子とを含み、前記セラミック繊維が特
にアルミナ・ボリア・シリカセラミック繊維である微粒
子トラップを提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特開平３−２７５１１
０号公報では、フィルタ材料がチョップした繊維とセラ
ミック粉末からなっているため、強度が弱く使用中破損
したり、繊維とセラミック粉末の分散が悪く、気孔の大
きさが不均一という問題がある。
０号公報では、フィルタ材料がチョップした繊維とセラ
ミック粉末からなっているため、強度が弱く使用中破損
したり、繊維とセラミック粉末の分散が悪く、気孔の大
きさが不均一という問題がある。
【０００７】一方特開平２−２５６８１２号公報では、
トラップが連続セラミック繊維からできているため微粒
子の捕集効率は高いが、該公報で望ましいセラミック繊
維として教示されている連続アルミナ・ボリア・シリカ
・セラミック繊維を用いた場合に於いても、長期間ディ
ーゼルエンジンの微粒子トラップに使用すると繊維が破
損し、使用不能になるという問題がある。
トラップが連続セラミック繊維からできているため微粒
子の捕集効率は高いが、該公報で望ましいセラミック繊
維として教示されている連続アルミナ・ボリア・シリカ
・セラミック繊維を用いた場合に於いても、長期間ディ
ーゼルエンジンの微粒子トラップに使用すると繊維が破
損し、使用不能になるという問題がある。
【０００８】かかる状況下に鑑み、本発明者等は排ガス
中、特にディーゼルエンジンよりの排ガス中の微粒子を
効率良く、長期間捕集し、再生することの可能な排ガス
フィルタの開発を目的とし鋭意研究した結果、特定の組
成を有し、且つ特定の屈曲強さを有する無機繊維からな
る排ガスフィルタは、長期間安定的に微粒子を捕集し再
生し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
中、特にディーゼルエンジンよりの排ガス中の微粒子を
効率良く、長期間捕集し、再生することの可能な排ガス
フィルタの開発を目的とし鋭意研究した結果、特定の組
成を有し、且つ特定の屈曲強さを有する無機繊維からな
る排ガスフィルタは、長期間安定的に微粒子を捕集し再
生し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】すなわち、本発明は、排ガス中の微粒子を
除去する無機繊維を構成成分とする排ガスフィルタにお
いて、無機繊維としてアルミナとシリカの含有量が９８
重量％以上で、繊維の屈曲強さが１．５Kg／mm2 以上の
連続アルミナ・シリカ繊維を用いることを特徴とする排
ガスフィルタを提供するにある。
除去する無機繊維を構成成分とする排ガスフィルタにお
いて、無機繊維としてアルミナとシリカの含有量が９８
重量％以上で、繊維の屈曲強さが１．５Kg／mm2 以上の
連続アルミナ・シリカ繊維を用いることを特徴とする排
ガスフィルタを提供するにある。
【００１０】以下、本発明を更に詳細に説明する。本発
明の特徴は、排ガス中の微粒子を除去するフィルタは、
アルミナとシリカの含有量が９８重量％以上の連続アル
ミナ・シリカ繊維を用いる。該繊維中のアルミナとシリ
カの含有量が９８重量％未満の場合には、これを使用し
た排ガスフィルタを長期間ディーゼルエンジンの微粒子
トラップに使用すると繊維が破損し使用不可能になるこ
とがある。特に繊維を構成する無機物が酸化硼素、アル
カリ金属又はその酸化物、アルカリ土類金属又はその酸
化物の場合、その量が上記範囲（２重量％）より多くな
ると、短期間で繊維が破損し使用不可能になる。
明の特徴は、排ガス中の微粒子を除去するフィルタは、
アルミナとシリカの含有量が９８重量％以上の連続アル
ミナ・シリカ繊維を用いる。該繊維中のアルミナとシリ
カの含有量が９８重量％未満の場合には、これを使用し
た排ガスフィルタを長期間ディーゼルエンジンの微粒子
トラップに使用すると繊維が破損し使用不可能になるこ
とがある。特に繊維を構成する無機物が酸化硼素、アル
カリ金属又はその酸化物、アルカリ土類金属又はその酸
化物の場合、その量が上記範囲（２重量％）より多くな
ると、短期間で繊維が破損し使用不可能になる。
【００１１】この理由は明らかではないが、排ガスフィ
ルタが再生時に１０００℃付近迄加熱されるため、アル
ミナ・シリカ繊維中に含有される不純物無機物が飛散し
繊維が多孔質化したり、不純物がアルミナやシリカと反
応し微細な構造変化をきたすとか、更には排ガス中のＳ
分等と不純物が反応しこれが繊維の脆化を促進すること
も考えられる。
ルタが再生時に１０００℃付近迄加熱されるため、アル
ミナ・シリカ繊維中に含有される不純物無機物が飛散し
繊維が多孔質化したり、不純物がアルミナやシリカと反
応し微細な構造変化をきたすとか、更には排ガス中のＳ
分等と不純物が反応しこれが繊維の脆化を促進すること
も考えられる。
【００１２】更に本発明の特徴は、排ガス中の微粒子を
除去するフィルタが屈曲強さが約１．５Kg／mm2 以上、
好ましくは約２．０Kg／mm2 以上の連続アルミナ・シリ
カ繊維からなることにある。
除去するフィルタが屈曲強さが約１．５Kg／mm2 以上、
好ましくは約２．０Kg／mm2 以上の連続アルミナ・シリ
カ繊維からなることにある。
【００１３】屈曲強さとは、表面が平滑な直径０．５mm
の金属棒に繊維を３６０度屈曲させて引っ掛け、引張速
度１５０mm／分で引張った時の繊維が破断する強度であ
る。
の金属棒に繊維を３６０度屈曲させて引っ掛け、引張速
度１５０mm／分で引張った時の繊維が破断する強度であ
る。
【００１４】屈曲強さが１．５Kg／mm2 未満の繊維を用
いて排ガスフィルタを作った場合、得られる排ガスフィ
ルタは長期間ディーゼルエンジンの微粒子トラップに使
用すると繊維が破損し使用不可能になる。この理由は明
らかではないが、使用中の繰り返し熱膨張、熱収縮や振
動により、繊維の折り曲げられた部分が破損することが
考えられる。
いて排ガスフィルタを作った場合、得られる排ガスフィ
ルタは長期間ディーゼルエンジンの微粒子トラップに使
用すると繊維が破損し使用不可能になる。この理由は明
らかではないが、使用中の繰り返し熱膨張、熱収縮や振
動により、繊維の折り曲げられた部分が破損することが
考えられる。
【００１５】本発明で用いられる連続アルミナ・シリカ
繊維のアルミナ対シリカの重量比は、９対１〜６対４、
より好ましくは９対１〜７対３の間が望ましい。シリカ
の量がこの範囲より多い場合は耐熱性が低く、長期間デ
ィーゼルエンジンの微粒子トラップに使用した場合、破
損しやすくなる。又、シリカの量が上記範囲より少ない
場合は繊維の伸びが小さく、製織が困難になる。
繊維のアルミナ対シリカの重量比は、９対１〜６対４、
より好ましくは９対１〜７対３の間が望ましい。シリカ
の量がこの範囲より多い場合は耐熱性が低く、長期間デ
ィーゼルエンジンの微粒子トラップに使用した場合、破
損しやすくなる。又、シリカの量が上記範囲より少ない
場合は繊維の伸びが小さく、製織が困難になる。
【００１６】また、本発明で用いられる連続アルミナ・
シリカ繊維は、大気中、１１００℃で１００時間加熱後
の引張強度が１４０Kg／mm2 以上、好ましくは１５０Kg
／mm 2 以上の物性を有するものであることが望ましい。
この場合には更に寿命の長い排ガスフィルターの提供が
可能である。
シリカ繊維は、大気中、１１００℃で１００時間加熱後
の引張強度が１４０Kg／mm2 以上、好ましくは１５０Kg
／mm 2 以上の物性を有するものであることが望ましい。
この場合には更に寿命の長い排ガスフィルターの提供が
可能である。
【００１７】本発明で用いられる連続アルミナ・シリカ
繊維の直径は特に規定されないが、繊維の直径が大きく
なると屈曲強さが小さくなるため好適には１５μ以下、
更に好適には１１μ以下が望ましい。
繊維の直径は特に規定されないが、繊維の直径が大きく
なると屈曲強さが小さくなるため好適には１５μ以下、
更に好適には１１μ以下が望ましい。
【００１８】本発明に適用する連続アルミナ・シリカ繊
維は上記物性を満足するものであれば特にその製造方法
は制限されるものではなく、例えば前駆ポリマー法、無
機塩法、ゾルゲル法、スラリー法等の方法で得ることが
出来る。
維は上記物性を満足するものであれば特にその製造方法
は制限されるものではなく、例えば前駆ポリマー法、無
機塩法、ゾルゲル法、スラリー法等の方法で得ることが
出来る。
【００１９】本発明の排ガスフィルタは、通常公知の構
造のものであればよく、キャンドルタイプやコイルタイ
プ等の排ガスフィルタが使用される。より具体的にはキ
ャンドルタイプのフィルタであれば特開平２−２５６８
１２号の第１図にみられるように、筒状の壁面に開口部
を有するステンレス製管や、或いは金網等の支持材の上
に、連続アルミナ・シリカ繊維を巻付け、その上に電気
加熱素子を巻付け、更にその上に連続アルミナ・シリカ
繊維を巻付け、その後交互に電気加熱素子、連続アルミ
ナ・シリカ繊維が巻付けることにより構成されたものが
挙げられる。また、コイルタイプのフィルタとしては
ソサェティ オブ オートモティブエンジニアズ（Soci
ety of Automotive Engineers) 870015 の第６７頁〜７
８頁「Experiences in the Development of Ceramic Fi
ber Coil Particulate Traps」の第１図（Fig.1)に見ら
れるように一端を封じた金属支持材上に連続アルミナ・
シリカ繊維を十字形に巻付けることにより構成されたも
のが挙げられる。
造のものであればよく、キャンドルタイプやコイルタイ
プ等の排ガスフィルタが使用される。より具体的にはキ
ャンドルタイプのフィルタであれば特開平２−２５６８
１２号の第１図にみられるように、筒状の壁面に開口部
を有するステンレス製管や、或いは金網等の支持材の上
に、連続アルミナ・シリカ繊維を巻付け、その上に電気
加熱素子を巻付け、更にその上に連続アルミナ・シリカ
繊維を巻付け、その後交互に電気加熱素子、連続アルミ
ナ・シリカ繊維が巻付けることにより構成されたものが
挙げられる。また、コイルタイプのフィルタとしては
ソサェティ オブ オートモティブエンジニアズ（Soci
ety of Automotive Engineers) 870015 の第６７頁〜７
８頁「Experiences in the Development of Ceramic Fi
ber Coil Particulate Traps」の第１図（Fig.1)に見ら
れるように一端を封じた金属支持材上に連続アルミナ・
シリカ繊維を十字形に巻付けることにより構成されたも
のが挙げられる。
【００２０】本発明で用いられる排ガスフィルタには、
排ガス中の微粒子以外の有害成分を浄化するために公知
の触媒を担持させてもよい。
排ガス中の微粒子以外の有害成分を浄化するために公知
の触媒を担持させてもよい。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、実施例は本発明の一実施態様を示すものであ
り、これにより本発明が制約されるものではない。尚、
本発明に於いて、引張強度は以下の方法により測定し
た。また表１中に於いて上段は実施例、下段は比較例で
あり、屈曲強さの単位はKg／mm2 、引張強度はKg／m
m2 、繊維径はμｍである。 引張強度；大気中、１１００℃、１００時間加熱後の繊
維を、引張試験機（東洋ボールドウィン株式会社 モデ
ル ＵＴＭ−II−２０Ｒ）を用い、測定長２５ｍｍ、引
張速度１ｍｍ／分で引張った時に繊維が破断する強度を
引張強度とした。
するが、実施例は本発明の一実施態様を示すものであ
り、これにより本発明が制約されるものではない。尚、
本発明に於いて、引張強度は以下の方法により測定し
た。また表１中に於いて上段は実施例、下段は比較例で
あり、屈曲強さの単位はKg／mm2 、引張強度はKg／m
m2 、繊維径はμｍである。 引張強度；大気中、１１００℃、１００時間加熱後の繊
維を、引張試験機（東洋ボールドウィン株式会社 モデ
ル ＵＴＭ−II−２０Ｒ）を用い、測定長２５ｍｍ、引
張速度１ｍｍ／分で引張った時に繊維が破断する強度を
引張強度とした。
【００２２】実施例１ アルミナ８５重量％、シリカ１５重量％、それ以外の無
機物０．１重量％以下からなり、表１に示す屈曲強さ、
引張強度、繊維直径を有する連続アルミナ・シリカ繊維
を用いて排ガスフィルタを作り、ディーゼルエンジン排
ガス雰囲気中で３０℃、１０分間←→１０００℃、１０
分間の繰り返し加熱テストを行った。この際１０００℃
に加熱した時のみ初期の背圧が１０ＫＰａになるように
排ガスを流し、フィルタの破損状態を調べた。その結
果、繰り返し回数が３０００回になっても、フィルタの
外観に変化はなかった。
機物０．１重量％以下からなり、表１に示す屈曲強さ、
引張強度、繊維直径を有する連続アルミナ・シリカ繊維
を用いて排ガスフィルタを作り、ディーゼルエンジン排
ガス雰囲気中で３０℃、１０分間←→１０００℃、１０
分間の繰り返し加熱テストを行った。この際１０００℃
に加熱した時のみ初期の背圧が１０ＫＰａになるように
排ガスを流し、フィルタの破損状態を調べた。その結
果、繰り返し回数が３０００回になっても、フィルタの
外観に変化はなかった。
【００２３】比較例１ アルミナ９９．５重量％、シリカ０．５重量％以下から
なり、表１に示す屈曲強さ、引張強度、繊維直径を有す
る連続アルミナ繊維を用いて排ガスフィルタを作り、実
施例１と同条件で繰り返し加熱テストを行った。その結
果、繰り返し回数１０回でフィルタは繊維が破れ開口し
ていた。
なり、表１に示す屈曲強さ、引張強度、繊維直径を有す
る連続アルミナ繊維を用いて排ガスフィルタを作り、実
施例１と同条件で繰り返し加熱テストを行った。その結
果、繰り返し回数１０回でフィルタは繊維が破れ開口し
ていた。
【００２４】実施例２〜５、比較例２〜６ 表１に示したセラミック繊維を用い排ガスフィルタを作
り、実施例１と同一条件で繰り返し加熱テストを行い、
フィルタが破損するまでの繰り返し回数を調べた。その
結果を表１に示す。
り、実施例１と同一条件で繰り返し加熱テストを行い、
フィルタが破損するまでの繰り返し回数を調べた。その
結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【発明の効果】以上詳述した本発明の特定物性を有する
連続アルミナ・シリカ繊維よりなる排ガスフィルタは従
来の無機繊維よりなるフィルタの如く短期間で破損する
ことなく、長期間安定的に微粒子を捕集し再生し得るも
ので、その産業上の寄与効果は頗る大である。
連続アルミナ・シリカ繊維よりなる排ガスフィルタは従
来の無機繊維よりなるフィルタの如く短期間で破損する
ことなく、長期間安定的に微粒子を捕集し再生し得るも
ので、その産業上の寄与効果は頗る大である。
Claims (4)
- 【請求項１】 排ガス中の微粒子を除去する無機繊維を
構成成分とする排ガスフィルタにおいて、無機繊維とし
てアルミナとシリカの含有量が９８重量％以上で、繊維
の屈曲強さが１．５Kg／mm2 以上の連続アルミナ・シリ
カ繊維を用いることを特徴とする排ガスフィルタ。 - 【請求項２】 連続アルミナ・シリカ繊維が２．０Kg／
mm2 以上の屈曲強さを有することを特徴とする請求項１
記載の排ガスフィルタ。 - 【請求項３】 連続アルミナ・シリカ繊維のアルミナ対
シリカの重量比が９対１〜６対４の範囲であることを特
徴とする請求項１記載の排ガスフィルタ。 - 【請求項４】 連続アルミナ・シリカ繊維の大気中１１
００℃で１００時間加熱後の引張強度が１４０Kg／mm2
以上であることを特徴とする請求項１記載の排ガスフィ
ルタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5331580A JPH06304423A (ja) | 1993-02-25 | 1993-12-27 | 排ガスフィルタ |
| TW83101483A TW268074B (ja) | 1993-02-25 | 1994-02-22 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3655493 | 1993-02-25 | ||
| JP5-36554 | 1993-06-10 | ||
| JP5331580A JPH06304423A (ja) | 1993-02-25 | 1993-12-27 | 排ガスフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06304423A true JPH06304423A (ja) | 1994-11-01 |
Family
ID=26375616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5331580A Pending JPH06304423A (ja) | 1993-02-25 | 1993-12-27 | 排ガスフィルタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06304423A (ja) |
| TW (1) | TW268074B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100371562C (zh) * | 2002-04-10 | 2008-02-27 | 揖斐电株式会社 | 废气净化用蜂窝状过滤器 |
| EP2843675A2 (en) | 2004-01-22 | 2015-03-04 | Showa Denko K.K. | Metal oxide dispersion, metal oxide electrode film, and dye sensitized solar cell |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5331580A patent/JPH06304423A/ja active Pending
-
1994
- 1994-02-22 TW TW83101483A patent/TW268074B/zh active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100371562C (zh) * | 2002-04-10 | 2008-02-27 | 揖斐电株式会社 | 废气净化用蜂窝状过滤器 |
| EP2843675A2 (en) | 2004-01-22 | 2015-03-04 | Showa Denko K.K. | Metal oxide dispersion, metal oxide electrode film, and dye sensitized solar cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW268074B (ja) | 1996-01-11 |
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