JP2000218165A - ハニカムフィルタ及びその製造方法 - Google Patents
ハニカムフィルタ及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】破壊強度を向上することができるハニカムフィ
ルタを提供する。 【解決手段】多孔質炭化珪素焼結体よりなる基材２は孔
部内面に強度増加用のシリカ膜８が形成され、そのシリ
カ膜８を含む基材２の酸素濃度は１wt％〜１０wt％であ
る。シリカ膜８を含む多孔質炭化珪素焼結体中の酸素は
炭化珪素粒子６の表層部に存在している。
ルタを提供する。 【解決手段】多孔質炭化珪素焼結体よりなる基材２は孔
部内面に強度増加用のシリカ膜８が形成され、そのシリ
カ膜８を含む基材２の酸素濃度は１wt％〜１０wt％であ
る。シリカ膜８を含む多孔質炭化珪素焼結体中の酸素は
炭化珪素粒子６の表層部に存在している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
等の内燃機関における排気ガスを浄化処理するために使
用されるハニカムフィルタに係り、詳しくはその強度向
上に関する。
等の内燃機関における排気ガスを浄化処理するために使
用されるハニカムフィルタに係り、詳しくはその強度向
上に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばディーゼルエンジンの排気
ガスを浄化するために、耐熱性及び熱伝導性に優れた多
孔質炭化珪素焼結体をハニカム状に形成したハニカムフ
ィルタが用いられている。このハニカムフィルタをディ
ーゼルエンジンの排気側に接続し、このフィルタによっ
て排気ガス中のスス（カーボン）,ＮＯｘ及びＨＣ等を
酸化分解するようになっている。
ガスを浄化するために、耐熱性及び熱伝導性に優れた多
孔質炭化珪素焼結体をハニカム状に形成したハニカムフ
ィルタが用いられている。このハニカムフィルタをディ
ーゼルエンジンの排気側に接続し、このフィルタによっ
て排気ガス中のスス（カーボン）,ＮＯｘ及びＨＣ等を
酸化分解するようになっている。
【０００３】このようなハニカムフィルタの破壊強度を
向上するためには、炭化珪素の焼成温度及び焼成時間を
最適化することにより炭化珪素粒子同士のネック（結合
部分）を成長させたり、炭化珪素粒子の粒度分布を最適
化することによりネックの数を増加させたりする方法が
ある。
向上するためには、炭化珪素の焼成温度及び焼成時間を
最適化することにより炭化珪素粒子同士のネック（結合
部分）を成長させたり、炭化珪素粒子の粒度分布を最適
化することによりネックの数を増加させたりする方法が
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の方法を用いて多孔質炭化珪素焼結体を製造しても、多
孔質炭化珪素焼結体の強度の上限があり、さらなる強度
の向上を望むことはできない。また、多孔質炭化珪素焼
結体よりなるハニカムフィルタには、排気ガス中のパテ
ィキュレートの濾過に適した気孔径及び気孔率が存在す
る。このような気孔径、気孔率を備えた多孔質炭化珪素
焼結体を得るためには、炭化珪素粒子の粒度分布や炭化
珪素の焼成温度及び焼成時間にも制限が加えられる。
の方法を用いて多孔質炭化珪素焼結体を製造しても、多
孔質炭化珪素焼結体の強度の上限があり、さらなる強度
の向上を望むことはできない。また、多孔質炭化珪素焼
結体よりなるハニカムフィルタには、排気ガス中のパテ
ィキュレートの濾過に適した気孔径及び気孔率が存在す
る。このような気孔径、気孔率を備えた多孔質炭化珪素
焼結体を得るためには、炭化珪素粒子の粒度分布や炭化
珪素の焼成温度及び焼成時間にも制限が加えられる。
【０００５】従って、このように製造されたハニカムフ
ィルタの中には十分な強度がないため、捕集されたパテ
ィキュレート中のススの燃焼再生時に発生する熱応力に
耐え切れず、破壊してしまうものがある。
ィルタの中には十分な強度がないため、捕集されたパテ
ィキュレート中のススの燃焼再生時に発生する熱応力に
耐え切れず、破壊してしまうものがある。
【０００６】本発明は上記の事情を考慮してなされたも
のであって、その目的は多孔質炭化珪素焼結体よりなる
ハニカムフィルタの強度を向上することができ、極めて
簡単な方法によって多孔質炭化珪素焼結体の孔部内面に
所望の厚さのシリカ膜を確実に形成することが可能なハ
ニカムフィルタ及びその製造方法を提供することにあ
る。
のであって、その目的は多孔質炭化珪素焼結体よりなる
ハニカムフィルタの強度を向上することができ、極めて
簡単な方法によって多孔質炭化珪素焼結体の孔部内面に
所望の厚さのシリカ膜を確実に形成することが可能なハ
ニカムフィルタ及びその製造方法を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、ハニカム状に形成され
た多孔質炭化珪素焼結体の孔部内面に強度増加用のシリ
カ膜が形成され、そのシリカ膜を含む多孔質炭化珪素焼
結体の酸素濃度は１wt％〜１０wt％としたことを要旨と
する。
めに、請求項１に記載の発明は、ハニカム状に形成され
た多孔質炭化珪素焼結体の孔部内面に強度増加用のシリ
カ膜が形成され、そのシリカ膜を含む多孔質炭化珪素焼
結体の酸素濃度は１wt％〜１０wt％としたことを要旨と
する。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のハニカムフィルタにおいて、前記シリカ膜を含む多孔
質炭化珪素焼結体中の酸素は炭化珪素粒子の表層部に存
在することを要旨とする。
のハニカムフィルタにおいて、前記シリカ膜を含む多孔
質炭化珪素焼結体中の酸素は炭化珪素粒子の表層部に存
在することを要旨とする。
【０００９】請求項３に記載の発明は、予めハニカム状
に形成した多孔質炭化珪素焼結体を酸化雰囲気にて８０
０℃〜１６００℃で５〜１００時間加熱することによ
り、この焼結体の孔部内面において前記焼結体の炭化珪
素の一部を酸化して強度増加用のシリカ膜を形成するよ
うにしたハニカムフィルタの製造方法を要旨とする。
に形成した多孔質炭化珪素焼結体を酸化雰囲気にて８０
０℃〜１６００℃で５〜１００時間加熱することによ
り、この焼結体の孔部内面において前記焼結体の炭化珪
素の一部を酸化して強度増加用のシリカ膜を形成するよ
うにしたハニカムフィルタの製造方法を要旨とする。
【００１０】請求項３に記載の製造方法によってハニカ
ムフィルタを製造すると、多孔質炭化珪素焼結体の孔部
内面において、炭化珪素の一部が酸化されて、炭化珪素
粒子の表層部にシリカ膜が形成される。シリカ膜を含む
多孔質炭化珪素焼結体の酸素濃度は１wt％〜１０wt％の
範囲であることが必要である。このシリカ膜によって炭
化珪素粒子間のネックが成長するとともに、ネックの結
合角度が大きくなってネックの結合端部が滑らかにな
り、結合強度が向上するとともに、応力集中が緩和さ
れ、ハニカムフィルタの破壊強度が向上する。
ムフィルタを製造すると、多孔質炭化珪素焼結体の孔部
内面において、炭化珪素の一部が酸化されて、炭化珪素
粒子の表層部にシリカ膜が形成される。シリカ膜を含む
多孔質炭化珪素焼結体の酸素濃度は１wt％〜１０wt％の
範囲であることが必要である。このシリカ膜によって炭
化珪素粒子間のネックが成長するとともに、ネックの結
合角度が大きくなってネックの結合端部が滑らかにな
り、結合強度が向上するとともに、応力集中が緩和さ
れ、ハニカムフィルタの破壊強度が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に従って説明する。図１及び図２に示すように、ハニカ
ムフィルタ１の基材２は高い融点（〜３０００℃）を有
する多孔質炭化珪素焼結体によってハニカム状に形成さ
れると共に、全体として四角柱状をなしている。なお、
基材２は２０００〜２１００℃の温度で焼結されてい
る。そして、この基材２には軸線方向に平行に延びる多
数のガス通過孔３が形成され、各ガス通過孔３の供給側
及び排出側のいずれか一端が炭化珪素質の小片４によっ
て交互に封止されている。この基材２において、各ガス
通過孔３の内壁面には所定の酸素濃度（１〜１０wt％）
を有するシリカ膜が形成されている。
に従って説明する。図１及び図２に示すように、ハニカ
ムフィルタ１の基材２は高い融点（〜３０００℃）を有
する多孔質炭化珪素焼結体によってハニカム状に形成さ
れると共に、全体として四角柱状をなしている。なお、
基材２は２０００〜２１００℃の温度で焼結されてい
る。そして、この基材２には軸線方向に平行に延びる多
数のガス通過孔３が形成され、各ガス通過孔３の供給側
及び排出側のいずれか一端が炭化珪素質の小片４によっ
て交互に封止されている。この基材２において、各ガス
通過孔３の内壁面には所定の酸素濃度（１〜１０wt％）
を有するシリカ膜が形成されている。
【００１２】そこで、基材２の製造方法について説明す
ると、先ず、炭化珪素粉末を主成分とする原料により、
公知の方法に従ってハニカム状基材２を焼成する。この
とき、図３，４に示すように、基材２における炭化珪素
粒子６同士は互いにネック７にて結合しており、炭化珪
素粒子６間のネック７の結合角度は小さくネック７の結
合端部は先鋭状になっている。従って、この状態で基材
２に曲げ荷重が作用すると、ネック７の結合端部に応力
が集中する。
ると、先ず、炭化珪素粉末を主成分とする原料により、
公知の方法に従ってハニカム状基材２を焼成する。この
とき、図３，４に示すように、基材２における炭化珪素
粒子６同士は互いにネック７にて結合しており、炭化珪
素粒子６間のネック７の結合角度は小さくネック７の結
合端部は先鋭状になっている。従って、この状態で基材
２に曲げ荷重が作用すると、ネック７の結合端部に応力
が集中する。
【００１３】そして、この基材２を炭化珪素製の炉に入
れ、炉内を空気雰囲気、すなわち酸化雰囲気とするとと
もに、炉内の温度を５〜１００時間にわたって８００〜
１６００℃の範囲の温度に保持する。
れ、炉内を空気雰囲気、すなわち酸化雰囲気とするとと
もに、炉内の温度を５〜１００時間にわたって８００〜
１６００℃の範囲の温度に保持する。
【００１４】この加熱温度が８００℃未満であると、酸
化反応が起こり難く、１６００℃を越えると、酸化反応
が進みすぎて、シリカ膜が焼結体内部まで形成されて、
強度低下を招く。
化反応が起こり難く、１６００℃を越えると、酸化反応
が進みすぎて、シリカ膜が焼結体内部まで形成されて、
強度低下を招く。
【００１５】上記の加熱処理により、図５，６に示すよ
うに、各ガス通過孔３の内壁面及び基材２の表面におい
て、炭化珪素粒子６の表層部が酸化され、所定の酸素濃
度（１〜１０wt％）のシリカ膜８が形成される。このシ
リカ膜８によって炭化珪素粒子６間のネック７が成長す
るとともに、ネック７の結合角度が大きくなってネック
７の結合端部が滑らかになる。従って、ネック７の結合
強度が向上するとともに、ネック７の結合端部での応力
集中が緩和され、基材２の破壊強度が向上する。このシ
リカ膜の生成量は前記空気量，加熱時間，加熱温度等に
依存して変化するため、これらを制御することにより、
所望の酸素濃度の均一なシリカ膜８を形成できる。
うに、各ガス通過孔３の内壁面及び基材２の表面におい
て、炭化珪素粒子６の表層部が酸化され、所定の酸素濃
度（１〜１０wt％）のシリカ膜８が形成される。このシ
リカ膜８によって炭化珪素粒子６間のネック７が成長す
るとともに、ネック７の結合角度が大きくなってネック
７の結合端部が滑らかになる。従って、ネック７の結合
強度が向上するとともに、ネック７の結合端部での応力
集中が緩和され、基材２の破壊強度が向上する。このシ
リカ膜の生成量は前記空気量，加熱時間，加熱温度等に
依存して変化するため、これらを制御することにより、
所望の酸素濃度の均一なシリカ膜８を形成できる。
【００１６】その後、前記シリカ膜８に、白金に代表さ
れる白金族元素やその他の金属元素及びその酸化物等か
らなる酸化触媒を担持させ、ガス通過孔３の供給側及び
排出側のいずれか一端を炭化珪素質の小片４によって交
互に封止すれば、内燃機関等の排気ガスを浄化するため
のハニカムフィルタ１が形成される。
れる白金族元素やその他の金属元素及びその酸化物等か
らなる酸化触媒を担持させ、ガス通過孔３の供給側及び
排出側のいずれか一端を炭化珪素質の小片４によって交
互に封止すれば、内燃機関等の排気ガスを浄化するため
のハニカムフィルタ１が形成される。
【００１７】そして、排気ガスが排気通路５内におい
て、図１に矢印Ａで示すように、その供給側からハニカ
ムフィルタ１内に導入されると、ガス通過孔３間の壁部
により、排気ガス中のススやＨＣ等が濾過されると共
に、シリカ膜８上の触媒により、燃焼再生される。そし
て、浄化された排気ガスが矢印Ｂで示すように、ハニカ
ムフィルタ１から排出される。
て、図１に矢印Ａで示すように、その供給側からハニカ
ムフィルタ１内に導入されると、ガス通過孔３間の壁部
により、排気ガス中のススやＨＣ等が濾過されると共
に、シリカ膜８上の触媒により、燃焼再生される。そし
て、浄化された排気ガスが矢印Ｂで示すように、ハニカ
ムフィルタ１から排出される。
【００１８】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。 （実施例１）炭化珪素粉末を主成分とする原料の押出成
形加工により、図２において辺Ｌ１，Ｌ２がそれぞれ３
３mmの正方形状をなし、図１において長さＬ３が１５０
mmの四角柱状をなすハニカム状基材２を形成した。この
ハニカム基材２において、辺Ｌ１，Ｌ２に沿って正方形
状の開口部を有する１８個のガス通過孔３を形成し、ガ
ス通過孔３の開口部の一辺Ｗを１．８mm、壁厚Ｄを０．
３６mmに設定した。この基材２を炭化珪素製の炉内に入
れ、炉内を空気雰囲気とするとともに、１４００℃で３
０時間にわたって加熱した。
説明する。 （実施例１）炭化珪素粉末を主成分とする原料の押出成
形加工により、図２において辺Ｌ１，Ｌ２がそれぞれ３
３mmの正方形状をなし、図１において長さＬ３が１５０
mmの四角柱状をなすハニカム状基材２を形成した。この
ハニカム基材２において、辺Ｌ１，Ｌ２に沿って正方形
状の開口部を有する１８個のガス通過孔３を形成し、ガ
ス通過孔３の開口部の一辺Ｗを１．８mm、壁厚Ｄを０．
３６mmに設定した。この基材２を炭化珪素製の炉内に入
れ、炉内を空気雰囲気とするとともに、１４００℃で３
０時間にわたって加熱した。
【００１９】その結果、表１に示すように、基材２の重
量は１２６．１３５ｇから５．３３１ｇ増加して１３
１．４６６ｇとなり、ガス通過孔３の内面全体に、酸素
濃度として４．２３wt％のシリカ膜８が形成された。
量は１２６．１３５ｇから５．３３１ｇ増加して１３
１．４６６ｇとなり、ガス通過孔３の内面全体に、酸素
濃度として４．２３wt％のシリカ膜８が形成された。
【００２０】次に、上記のようにして得られた基材２の
破壊荷重をオートグラフを用いて３点曲げ法で測定し
た。なお、下部スパンは１３５mmとし、ヘッドスピード
は０．５mm／分に設定した。シリカ膜８を含む基材２の
破壊強度は、図７に示すように約５５０kg／cm2 であっ
た。ちなみに、前記基材２と同様の形状寸法及びほぼ重
量を備えシリカ膜を形成していない基材の破壊強度は、
図７に示すように３５０kg／cm2 であった。
破壊荷重をオートグラフを用いて３点曲げ法で測定し
た。なお、下部スパンは１３５mmとし、ヘッドスピード
は０．５mm／分に設定した。シリカ膜８を含む基材２の
破壊強度は、図７に示すように約５５０kg／cm2 であっ
た。ちなみに、前記基材２と同様の形状寸法及びほぼ重
量を備えシリカ膜を形成していない基材の破壊強度は、
図７に示すように３５０kg／cm2 であった。
【００２１】上記の基材２の圧力損失は、図８に示すよ
うに１０．５ＫＰａであった。図９に示すように、この
ときの気孔径は約８．５μmであり、気孔率は約４４．
５％であった。ちなみに、シリカ膜を形成していない基
材の圧力損失は９．８ＫＰａであり、このときの気孔径
は約９μm、気孔率は約４６％であった。
うに１０．５ＫＰａであった。図９に示すように、この
ときの気孔径は約８．５μmであり、気孔率は約４４．
５％であった。ちなみに、シリカ膜を形成していない基
材の圧力損失は９．８ＫＰａであり、このときの気孔径
は約９μm、気孔率は約４６％であった。
【００２２】（実施例２）実施例１の基材２と同様の形
状寸法を備えた多孔質炭化珪素焼結体よりなる基材２
を、空気雰囲気の炉内で１４５０℃で９０時間にわたっ
て加熱した。
状寸法を備えた多孔質炭化珪素焼結体よりなる基材２
を、空気雰囲気の炉内で１４５０℃で９０時間にわたっ
て加熱した。
【００２３】その結果、表１に示すように、基材２の重
量は１２５．１２１ｇから１０．５５２ｇ増加して１３
５．６７３ｇとなり、ガス通過孔３の内面全体に、酸素
濃度として８．４３wt％のシリカ膜が形成された。
量は１２５．１２１ｇから１０．５５２ｇ増加して１３
５．６７３ｇとなり、ガス通過孔３の内面全体に、酸素
濃度として８．４３wt％のシリカ膜が形成された。
【００２４】次に、上記のようにして得られた基材２の
破壊荷重を実施例１と同様にして測定した。この実施例
のシリカ膜８を含む基材２の破壊強度は、図７に示すよ
うに約４５０kg／cm2 であった。
破壊荷重を実施例１と同様にして測定した。この実施例
のシリカ膜８を含む基材２の破壊強度は、図７に示すよ
うに約４５０kg／cm2 であった。
【００２５】上記の基材２の圧力損失は、図８に示すよ
うに１２．６ＫＰａであった。図９に示すように、この
ときの気孔径は約８．１μmであり、気孔率は約４４％
であった。
うに１２．６ＫＰａであった。図９に示すように、この
ときの気孔径は約８．１μmであり、気孔率は約４４％
であった。
【００２６】（比較例１）実施例１の基材２と同様の形
状寸法を備えた多孔質炭化珪素焼結体よりなる基材２
を、空気雰囲気の炉内で１３００℃で３００時間にわた
って加熱した。
状寸法を備えた多孔質炭化珪素焼結体よりなる基材２
を、空気雰囲気の炉内で１３００℃で３００時間にわた
って加熱した。
【００２７】その結果、表１に示すように、基材２の重
量は１２５．５６２ｇから１６．２５７ｇ増加して１４
１．８１９ｇとなり、ガス通過孔３の内面全体に、酸素
濃度として１２．９４wt％のシリカ膜が形成された。
量は１２５．５６２ｇから１６．２５７ｇ増加して１４
１．８１９ｇとなり、ガス通過孔３の内面全体に、酸素
濃度として１２．９４wt％のシリカ膜が形成された。
【００２８】次に、上記のようにして得られた基材２の
破壊荷重を実施例１と同様にして測定した。この実施例
のシリカ膜８を含む基材２の破壊強度は、図７に示すよ
うに約４６０kg／cm2 であった。
破壊荷重を実施例１と同様にして測定した。この実施例
のシリカ膜８を含む基材２の破壊強度は、図７に示すよ
うに約４６０kg／cm2 であった。
【００２９】上記の基材２の圧力損失は、図８に示すよ
うに９．９ＫＰａであった。図９に示すように、このと
きの気孔径は約８．９μmであり、気孔率は約４５．５
％であった。
うに９．９ＫＰａであった。図９に示すように、このと
きの気孔径は約８．９μmであり、気孔率は約４５．５
％であった。
【００３０】（比較例２）実施例１の基材２と同様の形
状寸法を備えた多孔質炭化珪素焼結体よりなる基材２
を、空気雰囲気の炉内で１３００℃で４時間にわたって
加熱した。
状寸法を備えた多孔質炭化珪素焼結体よりなる基材２
を、空気雰囲気の炉内で１３００℃で４時間にわたって
加熱した。
【００３１】その結果、表１に示すように、基材２の重
量は１２５．４７９ｇから１．００２ｇ増加して１２
６．４８１ｇとなり、ガス通過孔３の内面全体に、酸素
濃度として０．７９９wt％のシリカ膜が形成された。
量は１２５．４７９ｇから１．００２ｇ増加して１２
６．４８１ｇとなり、ガス通過孔３の内面全体に、酸素
濃度として０．７９９wt％のシリカ膜が形成された。
【００３２】次に、上記のようにして得られた基材２の
破壊荷重を実施例１と同様にして測定した。この実施例
のシリカ膜８を含む基材２の破壊強度は、シリカ膜を形
成していない基材の破壊強度３５０kg／cm2 以下であっ
た。
破壊荷重を実施例１と同様にして測定した。この実施例
のシリカ膜８を含む基材２の破壊強度は、シリカ膜を形
成していない基材の破壊強度３５０kg／cm2 以下であっ
た。
【００３３】上記の基材２の圧力損失は、図８に示すよ
うに１５ＫＰａよりはるかに上回っていた。図９に示す
ように、このときの気孔径も８μmを下回っており、気
孔率は４４％を下回っていた。
うに１５ＫＰａよりはるかに上回っていた。図９に示す
ように、このときの気孔径も８μmを下回っており、気
孔率は４４％を下回っていた。
【００３４】
【表１】 上記の実施例１，２及び比較例１，２の破壊強度の測定
結果に基づいて、図７に示すように基材２の破壊強度と
酸素濃度との関係を得ることができる。基材２の酸素濃
度が１〜１０wt％の範囲であると、破壊強度は３９０kg
／cm2 〜５５０kg／cm2 の範囲となり、シリカ膜が形成
されていない基材の破壊強度の１．１１〜１．５７倍の
破壊強度を得ることができる。また、基材２の酸素濃度
が２〜８wt％の範囲であると、破壊強度は４８０kg／cm
2 〜５５０kg／cm2 の範囲となり、シリカ膜が形成され
ていない基材の破壊強度の１．３７〜１．５７倍の破壊
強度を得ることができる。さらに、基材２の酸素濃度が
４〜６wt％の範囲であると、破壊強度は５４０kg／cm2
〜５５０kg／cm2 の範囲となり、シリカ膜が形成されて
いない基材の破壊強度の１．５４〜１．５７倍の破壊強
度を得ることができる。
結果に基づいて、図７に示すように基材２の破壊強度と
酸素濃度との関係を得ることができる。基材２の酸素濃
度が１〜１０wt％の範囲であると、破壊強度は３９０kg
／cm2 〜５５０kg／cm2 の範囲となり、シリカ膜が形成
されていない基材の破壊強度の１．１１〜１．５７倍の
破壊強度を得ることができる。また、基材２の酸素濃度
が２〜８wt％の範囲であると、破壊強度は４８０kg／cm
2 〜５５０kg／cm2 の範囲となり、シリカ膜が形成され
ていない基材の破壊強度の１．３７〜１．５７倍の破壊
強度を得ることができる。さらに、基材２の酸素濃度が
４〜６wt％の範囲であると、破壊強度は５４０kg／cm2
〜５５０kg／cm2 の範囲となり、シリカ膜が形成されて
いない基材の破壊強度の１．５４〜１．５７倍の破壊強
度を得ることができる。
【００３５】また、実施例１，２及び比較例１，２の圧
力損失の測定結果に基づいて図８に示すように基材２の
圧力損失と酸素濃度との関係を得ることができる。さら
に、実施例１，２及び比較例１，２の気孔径及び気孔率
の測定結果に基づいて図９に示すように基材２の気孔径
及び気孔率と酸素濃度との関係を得ることができる。図
８及び図９に基づいて、基材２の気孔径及び気孔率が低
下すればするほど、圧力損失が大きくなることが分か
る。
力損失の測定結果に基づいて図８に示すように基材２の
圧力損失と酸素濃度との関係を得ることができる。さら
に、実施例１，２及び比較例１，２の気孔径及び気孔率
の測定結果に基づいて図９に示すように基材２の気孔径
及び気孔率と酸素濃度との関係を得ることができる。図
８及び図９に基づいて、基材２の気孔径及び気孔率が低
下すればするほど、圧力損失が大きくなることが分か
る。
【００３６】以上のことから、破壊強度を向上しつつ、
圧力損失が１５ＫＰａ未満の基材２を得るためには、酸
素濃度として１〜１０wt％のシリカ膜８を基材２の炭化
珪素粒子の表層部に形成すればよい。また、１〜１０wt
％のシリカ膜８は、基材２を酸化雰囲気にて８００℃〜
１６００℃で５〜１００時間加熱することにより得るこ
とができる。
圧力損失が１５ＫＰａ未満の基材２を得るためには、酸
素濃度として１〜１０wt％のシリカ膜８を基材２の炭化
珪素粒子の表層部に形成すればよい。また、１〜１０wt
％のシリカ膜８は、基材２を酸化雰囲気にて８００℃〜
１６００℃で５〜１００時間加熱することにより得るこ
とができる。
【００３７】また、酸素濃度として２〜８wt％のシリカ
膜８を形成した基材２は、シリカ膜が形成されていない
基材の破壊強度の１．３７〜１．５７倍の破壊強度を得
ることができるとともに、圧力損失を１２．５ＫＰａ未
満とすることができ、良好な特性のハニカムフィルタを
得ることができる。
膜８を形成した基材２は、シリカ膜が形成されていない
基材の破壊強度の１．３７〜１．５７倍の破壊強度を得
ることができるとともに、圧力損失を１２．５ＫＰａ未
満とすることができ、良好な特性のハニカムフィルタを
得ることができる。
【００３８】さらに、酸素濃度として４〜６wt％のシリ
カ膜８を形成した基材２は、シリカ膜が形成されていな
い基材の破壊強度の約１．５倍以上の破壊強度を得るこ
とができるとともに、圧力損失を１２．５ＫＰａ未満と
することができ、より良好な特性のハニカムフィルタを
得ることができる。
カ膜８を形成した基材２は、シリカ膜が形成されていな
い基材の破壊強度の約１．５倍以上の破壊強度を得るこ
とができるとともに、圧力損失を１２．５ＫＰａ未満と
することができ、より良好な特性のハニカムフィルタを
得ることができる。
【００３９】なお、上記実施形態は次のように変更して
もよく、その場合でも同様の作用および効果を得ること
ができる。 ・ 上記実施形態では、基材２は全体として四角柱状に
形成したが、円柱状に形成した基材に実施してもよい。
もよく、その場合でも同様の作用および効果を得ること
ができる。 ・ 上記実施形態では、基材２は全体として四角柱状に
形成したが、円柱状に形成した基材に実施してもよい。
【００４０】・ 上記実施形態では、基材２を空気雰囲
気で加熱することにより炭化珪素粒子を酸化させたが、
炭化珪素粒子の酸化はこれに限定されるものではない。
次に、上記実施形態から把握できる他の技術的思想を以
下に記載する。
気で加熱することにより炭化珪素粒子を酸化させたが、
炭化珪素粒子の酸化はこれに限定されるものではない。
次に、上記実施形態から把握できる他の技術的思想を以
下に記載する。
【００４１】・ 請求項１及び２のいずれか１項に記載
のハニカムフィルタにおいて、前記シリカ膜を含む多孔
質炭化珪素焼結体の酸素濃度は２wt％〜８wt％であるハ
ニカムフィルタ。
のハニカムフィルタにおいて、前記シリカ膜を含む多孔
質炭化珪素焼結体の酸素濃度は２wt％〜８wt％であるハ
ニカムフィルタ。
【００４２】・ 請求項１及び２のいずれか１項に記載
のハニカムフィルタにおいて、前記シリカ膜を含む多孔
質炭化珪素焼結体の酸素濃度は４wt％〜６wt％であるハ
ニカムフィルタ。
のハニカムフィルタにおいて、前記シリカ膜を含む多孔
質炭化珪素焼結体の酸素濃度は４wt％〜６wt％であるハ
ニカムフィルタ。
【００４３】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び２の
いずれかに記載の発明は、ハニカムフィルタの破壊強度
を向上することができるという優れた効果を発揮する。
いずれかに記載の発明は、ハニカムフィルタの破壊強度
を向上することができるという優れた効果を発揮する。
【００４４】請求項３に記載の発明は、炭化珪素焼結体
の強度低下を招くことなく、極めて簡単な方法によって
孔部内面に所望のシリカ膜を確実に形成することができ
るという優れた効果を発揮する。
の強度低下を招くことなく、極めて簡単な方法によって
孔部内面に所望のシリカ膜を確実に形成することができ
るという優れた効果を発揮する。
【図１】本発明の製造方法によって製造されるハニカム
フィルタの断面図。
フィルタの断面図。
【図２】同じくハニカムフィルタの側面図。
【図３】焼成時の多孔質炭化珪素焼結体を示す模式図。
【図４】同じく焼成時の多孔質炭化珪素焼結体を拡大し
て示す模式図。
て示す模式図。
【図５】シリカ膜を形成した多孔質炭化珪素焼結体を示
す模式図。
す模式図。
【図６】同じくシリカ膜を形成した多孔質炭化珪素焼結
体を拡大して示す模式図。
体を拡大して示す模式図。
【図７】多孔質炭化珪素焼結体の破壊強度と酸素濃度と
の関係を示す線図。
の関係を示す線図。
【図８】多孔質炭化珪素焼結体の圧力損失と酸素濃度と
の関係を示す線図。
の関係を示す線図。
【図９】多孔質炭化珪素焼結体の気孔径及び気孔率と酸
素濃度との関係を示す線図。
素濃度との関係を示す線図。
２…基材、３…ガス通過孔、６…炭化珪素粒子、７…ネ
ック、８…シリカ膜。
ック、８…シリカ膜。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D048 AA06 AA18 AB01 AB03 BA06X BA06Y BA45X BA45Y BB02 4G069 AA01 AA03 AA08 BA02A BA02B BB15A BB15B BD04A BD04B BD05A BD05B CA03 CA07 CA10 CA13 CA15 CA18 EA19 EA27 EB17Y FA04 FC07
Claims (3)
- 【請求項１】 ハニカム状に形成された多孔質炭化珪素
焼結体の孔部内面に強度増加用のシリカ膜が形成され、
そのシリカ膜を含む多孔質炭化珪素焼結体の酸素濃度は
１wt％〜１０wt％であるハニカムフィルタ。 - 【請求項２】 前記シリカ膜を含む多孔質炭化珪素焼結
体中の酸素は炭化珪素粒子の表層部に存在する請求項１
に記載のハニカムフィルタ。 - 【請求項３】 予めハニカム状に形成した多孔質炭化珪
素焼結体を酸化雰囲気にて８００℃〜１６００℃で５〜
１００時間加熱することにより、この焼結体の孔部内面
において前記焼結体の炭化珪素の一部を酸化して強度増
加用のシリカ膜を形成するようにしたハニカムフィルタ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02295899A JP4071381B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | ハニカムフィルタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02295899A JP4071381B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | ハニカムフィルタ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000218165A true JP2000218165A (ja) | 2000-08-08 |
| JP4071381B2 JP4071381B2 (ja) | 2008-04-02 |
Family
ID=12097123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02295899A Expired - Lifetime JP4071381B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | ハニカムフィルタ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4071381B2 (ja) |
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-
1999
- 1999-01-29 JP JP02295899A patent/JP4071381B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP4071381B2 (ja) | 2008-04-02 |
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