JPH0337962B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0337962B2 JPH0337962B2 JP57021225A JP2122582A JPH0337962B2 JP H0337962 B2 JPH0337962 B2 JP H0337962B2 JP 57021225 A JP57021225 A JP 57021225A JP 2122582 A JP2122582 A JP 2122582A JP H0337962 B2 JPH0337962 B2 JP H0337962B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- ceramic body
- alumina
- network structure
- dimensional network
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
本発明は内燃機関の排出ガス浄化用フイルタ及
びその製造方法に係る。 デイーゼル機関の排出ガス中には炭素、炭化水
素、金属などからなる微粒子が含まれており、こ
れらの微粒子が大気に放出されると黒つぽい煙状
になり、不快な臭いがするなど、環境保全上好ま
しくないと言われている。そのため、従来より微
粒子を捕集するために内燃機関の排出ガス通路内
にフイルタを挿入したものが提案されている。こ
のフイルタとして従来から三次元網目構造のセラ
ミツクが使用されているが、このセラミツクは機
械的強度が弱く、その結果セラミツクを金属製ケ
ース内に充填するときに破壊したり、あるいは機
関運転時に発生する振動によつて破壊するという
問題があつた。さらに、フイルタ上に捕集された
微粒子を燃焼せしめてセラミツクによる微粒子捕
集能力を再生する必要があるが、従来のセラミツ
クには触媒作用がないために微粒子を燃焼させる
のにかなりの高温を必要とするという問題があ
る。 本発明は、以上の如き従来技術の問題点に鑑
み、内燃機関の排出ガス浄化用フイルタにおい
て、フイルタを構成する三次元網目構造のセラミ
ツクの強度を増大してセラミツクの破壊を防止
し、更にセラミツクに触媒作用を持たせて微粒子
のより低温での燃焼を可能にすることを目的とす
る。 そして、本発明は上記目的を、リチア、シリ
カ、アルミナで構成される低膨張性三元化合物を
その表面及び（又は）内部に有する三次元網目構
造をなすセラミツク体であることを特徴とする、
内燃機関の排出ガス浄化用フイルタを提供するこ
とによつて、達成する。 また、本発明は、上記排出ガス浄化用フイルタ
を製造する方法として、三次元網目構造のセラミ
ツク体にリチウムシリケートを含浸し、約700〜
1300℃の温度で焼成し、よつてリチア、シリカ、
アルミナから構成される低膨張性三元化合物を前
記のセラミツク体の表面及び（又は）内部に生成
されることを含んで成る方法を提供する。 ここに、リチア、シリカ、アルミナより構成さ
れる低膨張性三元化合物は、典型的には一般式： XLi2O・YSiO2・ZAl2O3 で表わされる化合物である。式中のＸ、Ｙ、Ｚは
必ずしも整数である必要はなく、またセラミツク
フイルタ中に本式に該当する三元化合物の二種類
以上が存在してもよい。また、本化合物は低膨張
性である必要があるが、その理由は一般的に低熱
膨張性セラミツクより成るフイルタ本体と同様な
熱膨張率を有すべきだからである。リチア、シリ
カ、アルミナの三元よりなる化合物は通常一般的
に低熱膨張性である。 本発明に依る方法で用いるリチウムシリケート
は、例えばリチアLiO2、シリカSiO2を適当な混
合比でアルカリ性溶液にしたものである。また、
本発明で用いる三次元網目構造のセラミツクは、
発泡状、ハニカム構造など慣用のものであること
ができる。材質的にはコージエライトが好まし
い。本出願人は、先に、三次元網目構造をなすセ
ラミツクにアルカリ金属のシリケートを含浸した
微粒子の捕集材を開示した（特開昭58−81419号
公報）。この先願では、アルカリ金属シリケート
の含浸後700℃で焼成しているが、含浸されてい
るアルカリ金属シリケートに化学的変化は生じな
い。単に、アルカリ金属シリケートが含浸され
て、捕集材の強度向上と燃焼開始温度低下の効果
を奏するものである。これに対し、本発明では、
アルミナを含むセラミツク、特にコージエライト
にアルカリ金属シリケートを含浸した後、900〜
1300℃で焼成することにより、リチア、シリカ、
アルミナから構成される低膨張性三元化合物、典
型的にはXLi2O・YSiO2・ZAl2O3を生成するこ
と、そして浄化用フイルタの強度向上及び燃焼開
始温度低下の効果と共に耐熱衝撃性向上の効果を
奏する点で、先願と異なる。なお、上記焼成温度
は900℃以上でないと上記低熱膨張性三元化合物
が生成せず、一方1300℃を越えると該三元化合物
は生成するが、該化合物が軟化し始めるので適当
でない。 以下、本発明を実施例を参照しつつ具体的に説
明する。 実施例 １ シリカ（SiO2）51重量％、アルミナ（Al2O3）
35重量％、マグネシア（MgO）14重量％の化学
組成になるように配合したタルク、カオリン、水
酸化アルミニウムよりなる配合物100重量部と、
水60重量部、さらに粘結剤としてポリビニルアル
コール１重量部および界面活性剤１重量部を混合
し、よく撹拌し、泥漿化した。市販の発泡状ポリ
ウレタンフオームをこの泥漿中に浸漬し、次いで
引き上げて120℃で１〜３時間乾燥した。この操
作を２〜３回繰り返した後、1400℃で３時間焼成
してコージエライト質セラミツクよりなる三次元
網目構造のフイルタ材を得た。 次に市販のリチウムシリケート（LiO2 ２％；
SiO2 20％）水溶液（PH＝10.7）に上記フイルタ
材を浸漬した後取り出し、乾燥し、1000℃で２時
間焼成し、本発明の実施例をなすフイルタ材（実
施例1a）を得た。 このようにして得たフイルタ材の一部分を取り
出し、粉末Ｘ線回折法で分析したところ、β−ス
ポジユーメン（Li2O・Al2O3・4SiO2）が同定さ
れた。 実施例 ２ 実施例におけると同様にして得た三次元網目構
造のコージエライト質セラミツクを、活性アルミ
ナ粉末110重量部、アルミナゾル20重量部、水20
重量部よりなる泥漿に浸漬し、乾燥後、700℃で
２時間焼成して、活性アルミナコート層を形成し
た。コート量は全体のうち20重量％であつた。 このフイルタ材を、実施例１におけると同様に
して、リチウムシリケート水溶液に浸漬し、乾燥
後900℃で２時間焼成し、本発明の実施例をなす
もう一つのフイルタ材（実施例2a）を得た。 このフイルタ材ではβ−スポジユーメンとユー
クリブタイト（Li2O・Al2O3・2SiO2）とが固定
された。 比較例 １ 実施例１と同様にしてコージエライト質セラミ
ツクを得、リチウムシリケートを含浸しないで、
比較例とした（比較例1b）。 比較例 ２ 実施例２と同様にして表面に活性アルミナコー
ト層を形成したコージエライト質セラミツクを
得、やはりリチウルシリケートを含浸しないで、
もう一つの比較例とした（比較例2b）。 試 験 これらのフイルタ材について以下の試験を行な
い、本発明の効果を調べた。 (1) 強度 上記の各フイルタ材を気密性のある薄いゴム
に入れ、静水圧を印加し、破壊圧力を求めた。
その結果を第１表に示す。
びその製造方法に係る。 デイーゼル機関の排出ガス中には炭素、炭化水
素、金属などからなる微粒子が含まれており、こ
れらの微粒子が大気に放出されると黒つぽい煙状
になり、不快な臭いがするなど、環境保全上好ま
しくないと言われている。そのため、従来より微
粒子を捕集するために内燃機関の排出ガス通路内
にフイルタを挿入したものが提案されている。こ
のフイルタとして従来から三次元網目構造のセラ
ミツクが使用されているが、このセラミツクは機
械的強度が弱く、その結果セラミツクを金属製ケ
ース内に充填するときに破壊したり、あるいは機
関運転時に発生する振動によつて破壊するという
問題があつた。さらに、フイルタ上に捕集された
微粒子を燃焼せしめてセラミツクによる微粒子捕
集能力を再生する必要があるが、従来のセラミツ
クには触媒作用がないために微粒子を燃焼させる
のにかなりの高温を必要とするという問題があ
る。 本発明は、以上の如き従来技術の問題点に鑑
み、内燃機関の排出ガス浄化用フイルタにおい
て、フイルタを構成する三次元網目構造のセラミ
ツクの強度を増大してセラミツクの破壊を防止
し、更にセラミツクに触媒作用を持たせて微粒子
のより低温での燃焼を可能にすることを目的とす
る。 そして、本発明は上記目的を、リチア、シリ
カ、アルミナで構成される低膨張性三元化合物を
その表面及び（又は）内部に有する三次元網目構
造をなすセラミツク体であることを特徴とする、
内燃機関の排出ガス浄化用フイルタを提供するこ
とによつて、達成する。 また、本発明は、上記排出ガス浄化用フイルタ
を製造する方法として、三次元網目構造のセラミ
ツク体にリチウムシリケートを含浸し、約700〜
1300℃の温度で焼成し、よつてリチア、シリカ、
アルミナから構成される低膨張性三元化合物を前
記のセラミツク体の表面及び（又は）内部に生成
されることを含んで成る方法を提供する。 ここに、リチア、シリカ、アルミナより構成さ
れる低膨張性三元化合物は、典型的には一般式： XLi2O・YSiO2・ZAl2O3 で表わされる化合物である。式中のＸ、Ｙ、Ｚは
必ずしも整数である必要はなく、またセラミツク
フイルタ中に本式に該当する三元化合物の二種類
以上が存在してもよい。また、本化合物は低膨張
性である必要があるが、その理由は一般的に低熱
膨張性セラミツクより成るフイルタ本体と同様な
熱膨張率を有すべきだからである。リチア、シリ
カ、アルミナの三元よりなる化合物は通常一般的
に低熱膨張性である。 本発明に依る方法で用いるリチウムシリケート
は、例えばリチアLiO2、シリカSiO2を適当な混
合比でアルカリ性溶液にしたものである。また、
本発明で用いる三次元網目構造のセラミツクは、
発泡状、ハニカム構造など慣用のものであること
ができる。材質的にはコージエライトが好まし
い。本出願人は、先に、三次元網目構造をなすセ
ラミツクにアルカリ金属のシリケートを含浸した
微粒子の捕集材を開示した（特開昭58−81419号
公報）。この先願では、アルカリ金属シリケート
の含浸後700℃で焼成しているが、含浸されてい
るアルカリ金属シリケートに化学的変化は生じな
い。単に、アルカリ金属シリケートが含浸され
て、捕集材の強度向上と燃焼開始温度低下の効果
を奏するものである。これに対し、本発明では、
アルミナを含むセラミツク、特にコージエライト
にアルカリ金属シリケートを含浸した後、900〜
1300℃で焼成することにより、リチア、シリカ、
アルミナから構成される低膨張性三元化合物、典
型的にはXLi2O・YSiO2・ZAl2O3を生成するこ
と、そして浄化用フイルタの強度向上及び燃焼開
始温度低下の効果と共に耐熱衝撃性向上の効果を
奏する点で、先願と異なる。なお、上記焼成温度
は900℃以上でないと上記低熱膨張性三元化合物
が生成せず、一方1300℃を越えると該三元化合物
は生成するが、該化合物が軟化し始めるので適当
でない。 以下、本発明を実施例を参照しつつ具体的に説
明する。 実施例 １ シリカ（SiO2）51重量％、アルミナ（Al2O3）
35重量％、マグネシア（MgO）14重量％の化学
組成になるように配合したタルク、カオリン、水
酸化アルミニウムよりなる配合物100重量部と、
水60重量部、さらに粘結剤としてポリビニルアル
コール１重量部および界面活性剤１重量部を混合
し、よく撹拌し、泥漿化した。市販の発泡状ポリ
ウレタンフオームをこの泥漿中に浸漬し、次いで
引き上げて120℃で１〜３時間乾燥した。この操
作を２〜３回繰り返した後、1400℃で３時間焼成
してコージエライト質セラミツクよりなる三次元
網目構造のフイルタ材を得た。 次に市販のリチウムシリケート（LiO2 ２％；
SiO2 20％）水溶液（PH＝10.7）に上記フイルタ
材を浸漬した後取り出し、乾燥し、1000℃で２時
間焼成し、本発明の実施例をなすフイルタ材（実
施例1a）を得た。 このようにして得たフイルタ材の一部分を取り
出し、粉末Ｘ線回折法で分析したところ、β−ス
ポジユーメン（Li2O・Al2O3・4SiO2）が同定さ
れた。 実施例 ２ 実施例におけると同様にして得た三次元網目構
造のコージエライト質セラミツクを、活性アルミ
ナ粉末110重量部、アルミナゾル20重量部、水20
重量部よりなる泥漿に浸漬し、乾燥後、700℃で
２時間焼成して、活性アルミナコート層を形成し
た。コート量は全体のうち20重量％であつた。 このフイルタ材を、実施例１におけると同様に
して、リチウムシリケート水溶液に浸漬し、乾燥
後900℃で２時間焼成し、本発明の実施例をなす
もう一つのフイルタ材（実施例2a）を得た。 このフイルタ材ではβ−スポジユーメンとユー
クリブタイト（Li2O・Al2O3・2SiO2）とが固定
された。 比較例 １ 実施例１と同様にしてコージエライト質セラミ
ツクを得、リチウムシリケートを含浸しないで、
比較例とした（比較例1b）。 比較例 ２ 実施例２と同様にして表面に活性アルミナコー
ト層を形成したコージエライト質セラミツクを
得、やはりリチウルシリケートを含浸しないで、
もう一つの比較例とした（比較例2b）。 試 験 これらのフイルタ材について以下の試験を行な
い、本発明の効果を調べた。 (1) 強度 上記の各フイルタ材を気密性のある薄いゴム
に入れ、静水圧を印加し、破壊圧力を求めた。
その結果を第１表に示す。
【表】
同表から、実施例1a、2aは比較例1b、2bに
対してそれぞれ約２倍の強度を有していること
がわかる。 (2) 熱膨張係数 各フイルタ材から10×10×20mmの小片を切り
出し、その熱膨張係数を20〜800℃の間で測定
した。その結果を平均値で第２表に示す。
対してそれぞれ約２倍の強度を有していること
がわかる。 (2) 熱膨張係数 各フイルタ材から10×10×20mmの小片を切り
出し、その熱膨張係数を20〜800℃の間で測定
した。その結果を平均値で第２表に示す。
【表】
第２表に見られるように本発明の実施例1a、
2aのセラミツクは比較例1b、2bそれぞれのセ
ラミツクより熱膨張係数が低い。これは排出ガ
ス浄化用フイルタとして耐熱衝撃性を向上させ
る。 (3) 触媒作用 各フイルタ材を実際のデイーゼルエンジンの
排気系に装着し、2000rpm.6Kgｆ・ｍにて５時
間定常運転を行ない、各フイルタ材に微粒子を
捕集させた。このフイルタ材を取り出し、その
一部を用いて熱分析し、炭素分の燃焼開始温度
を求めた。その結果を第３表に示す。
2aのセラミツクは比較例1b、2bそれぞれのセ
ラミツクより熱膨張係数が低い。これは排出ガ
ス浄化用フイルタとして耐熱衝撃性を向上させ
る。 (3) 触媒作用 各フイルタ材を実際のデイーゼルエンジンの
排気系に装着し、2000rpm.6Kgｆ・ｍにて５時
間定常運転を行ない、各フイルタ材に微粒子を
捕集させた。このフイルタ材を取り出し、その
一部を用いて熱分析し、炭素分の燃焼開始温度
を求めた。その結果を第３表に示す。
【表】
第３表から明らかなように、本発明の実施例
であるフイルタ材１ａ，１ｂの炭素燃焼開始温
度は、それぞれ比較例1b、2bより低く、本発
明のフイルタ材が触媒作用を持つていることを
示している。 また、本発明に依る実施例1a、2bのフイル
タ材を金属製容器に挿入して実際のデイーゼル
エンジン車に装着して試験した。金属製容器に
圧入する際の圧力及び走行時の振動に問題なく
耐え、２万Km走行後取り出して調べても割れや
欠けが全くなかつた。さらに、走行時のフイル
タ再生回数も少なくて済み、本発明に依るフイ
ルタの触媒作用もあわせて確認できた。
であるフイルタ材１ａ，１ｂの炭素燃焼開始温
度は、それぞれ比較例1b、2bより低く、本発
明のフイルタ材が触媒作用を持つていることを
示している。 また、本発明に依る実施例1a、2bのフイル
タ材を金属製容器に挿入して実際のデイーゼル
エンジン車に装着して試験した。金属製容器に
圧入する際の圧力及び走行時の振動に問題なく
耐え、２万Km走行後取り出して調べても割れや
欠けが全くなかつた。さらに、走行時のフイル
タ再生回数も少なくて済み、本発明に依るフイ
ルタの触媒作用もあわせて確認できた。
第１図は内燃機関の排出ガス浄化用フイルタの
透視図及びその一部分の拡大図である。
透視図及びその一部分の拡大図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ リチア、シリカ、アルミナから構成される低
膨張性三元化合物をその表面及び（又は）内部に
有する三次元網目構造をなすセラミツク体である
ことを特徴とする、内燃機関の排出ガス浄化用フ
イルタ。 ２ 三次元網目構造のコージエライト質セラミツ
ク体にリチウムシリケートを含浸し、900〜1300
℃の温度で焼成し、よつてリチア、シリカ、アル
ミナから構成される低膨張性三元化合物を該セラ
ミツク体の表面及び（又は）内部に生成させるこ
とを特徴とする、内燃機関の排出ガス浄化用フイ
ルタの製造方法。 ３ 三次元網目構造のセラミツク体にアルミナを
含むセラミツク体のコーテイング層を形成し、該
三次元網目構造のセラミツク体にリチウムシリケ
ートを含浸し、900〜1300℃の温度で焼成し、よ
つてリチア、シリカ、アルミナから構成される低
膨張性三元化合物を該セラミツク体の表面及び
（又は）内部に生成させることを特徴とする、内
燃機関の排出ガス浄化用フイルタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57021225A JPS58139718A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 内燃機関の排出ガス浄化用フイルタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57021225A JPS58139718A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 内燃機関の排出ガス浄化用フイルタ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58139718A JPS58139718A (ja) | 1983-08-19 |
| JPH0337962B2 true JPH0337962B2 (ja) | 1991-06-07 |
Family
ID=12049069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57021225A Granted JPS58139718A (ja) | 1982-02-15 | 1982-02-15 | 内燃機関の排出ガス浄化用フイルタ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58139718A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3675133D1 (de) * | 1985-08-16 | 1990-11-29 | Alusuisse Lonza Services Ag | Filterkerze zur reinigung der abgase von dieselmotoren. |
| JPS6461368A (en) * | 1987-09-01 | 1989-03-08 | Showa Kogyo Kk | Porous ceramic for adsorption of oils |
| US7384612B2 (en) * | 2002-02-19 | 2008-06-10 | Kabushiki Kaisha Chemical Auto | Diesel exhaust gas purifying filter |
| JP4355469B2 (ja) * | 2002-03-08 | 2009-11-04 | 日本碍子株式会社 | アルミナ担持担体、触媒体及びアルミナ担持担体の製造方法 |
| JP2009172604A (ja) * | 2009-03-26 | 2009-08-06 | Kyocera Corp | セラミックスフィルタおよびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5881419A (ja) * | 1981-11-12 | 1983-05-16 | Toyota Motor Corp | 微粒子の捕集材 |
-
1982
- 1982-02-15 JP JP57021225A patent/JPS58139718A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58139718A (ja) | 1983-08-19 |
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