JPH0420971Y2 - - Google Patents

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JPH0420971Y2
JPH0420971Y2 JP1985192018U JP19201885U JPH0420971Y2 JP H0420971 Y2 JPH0420971 Y2 JP H0420971Y2 JP 1985192018 U JP1985192018 U JP 1985192018U JP 19201885 U JP19201885 U JP 19201885U JP H0420971 Y2 JPH0420971 Y2 JP H0420971Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本考案は、内燃機関から排出される排気ガスを
浄化するフイルタ、特にデイーゼルエンジンから
排出されるパテイキユレートを捕集するフイルタ
に関する。 (従来の技術) 従来、デイーゼルエンジンから排出されるパテ
イキユレートを捕集するフイルタとしては、捕集
効率や耐熱性の面より、セラミツク構造体が一般
に使用されている。このセラミツク構造体は、ハ
ニカム状またはフオーム状に形成されたもので、
例えばハニカム状セラミツク構造体は、第3図と
第4図に示すように、多孔質のセラミツク(通
常、コーデイエライト)から成る隔壁1により多
数のセル2を形成し、そのセル2の両端開口部を
交互に栓3で閉塞した構造を有している。また触
媒担持能力を高めるため、前記隔壁1の上にγア
ルミナ皮膜4を設けるようにしたものである。
かゝるフイルタは、セル2の開口部を上・下流に
向けるように、エンジンの排気系に取付けられ使
用に供されるものとなり、排気ガスが、第3図に
矢印で示すように、隔壁1を通じて隣接するセル
2内へ流動する間に、エンジンからのパテイキユ
レートを捕捉する。 ところでフイルタは、使用を重ねるに従い、パ
テイキユレートの堆積により背圧が上昇して排気
効率が低下するための、捕捉したパテイキユレー
トを定期的に焼却し、再生を行なう必要がある。
そして従来、一般にはヒータ、バーナー等の加熱
手段を用いた外部着火方式によりその再生を行つ
ていたが、パテイキユレートの燃焼にはかなりの
高温が必要なため、燃焼効率を上げることが困難
で、なおかつ不完全燃焼による有毒ガスの発生等
をもともなつて、思うように再生性を高めること
ができないという問題があつた。 この再生性を改善するため、従来、例えば前記
隔壁1に白金(pt)、パラジウム(pd)等の白金
族元素を担持させる試み(特開昭55−24597号公
報)、あるいは銅(Cu)、マンガン(Mn)、バナ
ジウム(V)等の卑金属元素を担持させる試み
(特開昭58−109136号公報、特開昭58−109139号
公報)等がなされ、これにより、パテイキユレー
トをより低温度で燃焼させ得ることが確認されて
いる。 (考案が解決しようとする問題点) しかしながら、上記外部着火方式は、フイルタ
の上流側でパテイキユレートに着火し、フイルタ
の下流側へ燃焼を伝播させて再生を行なうもので
あるため、熱伝導性に劣る上記従来のセラミツク
製フイルタでは、パテイキユレートの燃焼熱が下
流側のパテイキユレートまで伝播し難く、燃焼が
途中で停止し易いという特質があり、上記種々の
試みによつてもなお、満足する再生性を確保する
ことが困難であつた。 これに関連し、本願発明者は、特開昭60−
94868号にて、セラミツク構造体のパテイキユレ
ート捕集面に銅、銀(Ag)等の熱伝導性の良好
な金属皮膜を形成することにより燃焼伝播性能を
改善したフイルタを実現している。しかしなが
ら、例えば銅は比較的低温で酸化あるいは硫化し
易い性質を有しているため、耐久性が不十分であ
り、また銀は触媒性能(酸化性能)にやや劣るた
め、着火性がやや劣り、いずれも根本的な解決に
は到らなかつた。 本考案は、上記従来の種々の問題点に鑑みてな
されたもので、その目的とするところは、着火性
を犠牲にすることなく燃焼伝播性能の向上を図
り、なおかつ再生性の長期にわたる安定的維持を
可能とするパテイキユレート捕集用フイルタを提
供することにある。 (問題点を解決するための手段) このため、本考案は、多孔質セラミツク構造体
のパテイキユレート捕集面に銅皮膜を形成し、さ
らに前記銅皮膜上に銀皮膜を形成したことを特徴
とする。 セラミツク構造体は、ハニカム状、フオーム状
を問わないもので、また触媒担持能力を高めるた
めに、パテイキユレート捕集面にγアルミナ皮膜
を設けたものも含むものである。 パテイキユレート捕集面に形成する銅皮膜の厚
さは、あまり薄すぎると銅の触媒効果が発揮でき
ず、逆に厚すぎると熱容量が大きくなつて燃焼伝
播性能に悪影響を与えるため、0.3〜10μm範囲と
するのが望ましい。一方、銀皮膜の厚さは、あま
り薄すぎると下地の銅の保護皮膜としての効果が
なく、逆に厚すぎると銅の触媒性能を減殺するた
め、本考案ではこの銀皮膜の厚さを0.05〜5.0μm
とした。 銅皮膜を形成するには、例えば、セラミツク構
造体を塩化パラジウム溶液に浸漬した後、水素化
ホウ素ナトリウム水溶液中でパラジウム還元を行
なつてメツキの核を形成し、しかる後に無電解銅
メツキ液に浸漬してメツキする方法を採用するこ
とができる。また前記銅皮膜上へ銀皮膜を形成す
るには、例えば、前記銅メツキを終えたセラミツ
ク構造体を硝酸銀よう化カリウム溶液に浸漬し、
銀の置換メツキする方法を採用することができ
る。 (作用) 上記のように構成したパテイキユレート捕集用
フイルタにおいて、触媒性能(酸化性能)に優れ
かつ熱伝導性の良好な銅皮膜の存在により、パテ
イキユレートの着火性能並びに捕集面上での燃焼
伝播性能が向上し、良好なフイルタの再生性を確
保できる。また該銅皮膜上に設けた銀皮膜の存在
により、酸化あるいは硫化雰囲気からの銅の保護
を通じて、再生性の長期にわたる安定的維持が可
能になるばりか、銀自体のもつ優れた熱伝導性に
より、燃焼伝播性能のより一層の向上を達成でき
るようになる。 (実施例) 以下、本考案の実施例を添付図面を参照して説
明する。 第1図は本考案にかゝるパテイキユレート捕集
用フイルタの要部構造を示したものである。な
お、本実施例はハニカム状フイルタへの適用例を
示したものであり、その全体構造は前出第3図と
同様であるので、こゝではその説明を省略する。
本実施例の特徴とするところは、多孔質セラミツ
ク構造体(コーデイエライト製)11のパテイキ
ユレート捕集面にγアルミナ皮膜12を形成し、
そのγアルミナ皮膜12の上に銅皮膜13を形成
し、さらに前記銅皮膜13上に銀皮膜14を形成
した点にある。 こゝで上記フイルタは、一例として下記の手順
により製造することができる。 すなわち、市販のコーデイエライト質セラミツ
ク構造体11を備え、これを活性アルミナ粉末、
アルミナゾル、硝酸アルミニウム、蒸留水から成
るスラリーに浸漬し、引き上げた後空気流で余分
の液滴を吹き払つて乾燥し、その後600℃で3時
間の焼成を行なつて、該セラミツク構造体11上
(パテイキユレート捕集面)にγアルミナ皮膜1
2を設ける。 次にこのフイルタを0.2g/の塩化パラジウム
(PdC2)溶液に3分間浸漬してパラジウムを吸
着させ、引き上げて後余分の液滴を吹き払い、そ
の後水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)水溶液
中でパラジウムの還元を行なつて無電解メツキの
核を形成し、さらに水洗後、市販の無電解銅メツ
キ液に30分間浸漬し、前記γアルミナ皮膜12上
に銅メツキ層(銅皮膜13)を形成する。なお、
銅メツキ層の厚さは、銅メツキ液の濃度および量
を変化させることにより調整する。次に、上記銅
メツキを施したフイルタを、硝酸銀50g/、よ
う化カリウム500g/を含む水溶液に浸漬し、
60℃の浴温下で処理し、銀の置換メツキを行う。 以下、上記のごとくして得たフイルタについ
て、後述する燃焼試験を行つた。供試フイルタ
は、本考案に含まれるものをA〜Fとし、それぞ
れ表に示す銅皮膜および銀皮膜厚さを有するもの
とした。なお比較のため、銅皮膜のみを設けたフ
イルタG、銀皮膜のみを設けたフイルタH、銅
(酸化銅)を担持したフイルタIおよび銀を担持
したフイルタJを得、これらについても同様の試
験を行つた。。但し、銅皮膜の形成は上記した方
法の銅メツキ工程をそのまゝ踏襲し、一方、銀皮
膜の形成は、コーデイエライト質セラミツク構造
体に、上記と同様の方法によりアルミナ皮膜を形
成すると共にパラジウム溶液による核形成を行
い、その後、硝酸銀、アンモニア水、蒸留水から
成る銀液と、酒石酸カリウムナトリウム、蒸留水
から成る還元液とを等容量混合した溶液中に浸漬
する方法によつた。また銅の担持は、セラミツク
構造体にγアルミナ皮膜を設けた後、これを硝酸
銀水溶液に浸漬し、乾燥、焼成して、フイルタ1
あたりCUOを10g担持させる方法、さらに銀の
担持は、セラミツク構造体にγアルミナ皮膜を設
けた後、これを硝酸銀水溶液に浸漬し、乾燥、焼
成して、フイルタ1あたりAgを10g担持させ
る方法によつた。 燃焼試験は、上記A〜Hの供試フイルタ(但し
フイルタ大きさは直径30mm、長さ50mm)を排気量
2400ccの渦流室式デイーゼルエンジンの排気系に
取付け(12本同時取付け可能)、回転数2000rpm、
トルク3Kg・mの条件で2.5時間運転して、フイ
ルタ1個当り0.60〜0.65gのパテイキユレートを
付着させ、次に、このフイルタを第2図に示す試
験装置に組込み、窒素4.5/min、酸素0.5/
minのガス流量下でパテイキユレートを燃焼さ
せ、その燃焼率を測定した。 第2図において、15は、一端にガス流入口1
6を、他端に排気口17をそれぞれ設けた反応管
で、該反応管15内は、そのガス流入口16を設
けた側の一端部が環状電気炉18で覆われ、また
その内部にヒータ19を設けている。試験は、こ
の反応管15内に、供試フイルタ10と整流用モ
ノリス担体20とを、前記ヒータ19を挟んで収
納し、ガス流入口16から反応管15内にガスを
導入してこれを電気炉18の熱で予熱し、同時に
ヒータ19に通電してフイルタ10の端面を加熱
し、パテイキユレートを燃焼させるようにする。 なお、こゝでは、ヒータ19によるフイルタ1
0の加熱温度は450℃とし、また供試フイルタと
して、新品のものと、該新品を燃焼試験に供した
後、電気炉内(大気)で800℃×3時間の熱処理
を施したものとの双方を用いた。 試験結果を次表に一括して示す。
【表】 これより、銅皮膜のみを設けたフイルタGは、
新品における燃焼率が高いものの、後熱処理によ
り燃焼率が著しく低下する様子が明らかである。
また銀皮膜のみを設けたフイルタHは、後熱処理
による燃焼率低下は少ないものの、新品いおける
燃焼率が著しく悪いことが明らかである。また銅
または銀を担持したフイルタI,Jは、新品、熱
処理品共に燃焼率が著しく小さいかゼロとなり、
再生性が極めて悪いことが明らかとなつた。一
方、銅皮膜上に銀皮膜を設けた本考案にかゝるフ
イルタA〜Fは、何れも後熱処理による燃焼率低
下はほとんどなく、しかも新品における燃焼率も
比較的高レベルに保つことができることが明らか
である。 (考案の効果) 以上、詳細に説明したように、本考案は、多孔
質セラミツク構造体のパテイキユレート捕集面に
銅皮膜と適当厚さの銀皮膜とを積層形成したの
で、銀が銅の保護皮膜として作用して銅の触媒性
能の劣化を抑制でき、フイルタの再生性の長期に
わたる安定的維持を達成できるようになつた。ま
た、銅および銀の熱伝導性の良さにより、燃焼伝
播性能が向上してパテイキユレートの燃焼が容易
となり、フイルタの再生性が向上するようになつ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案にかゝるパテイキユレート捕集
用フイルタの要部構造を示す断面図、第2図はフ
イルタの燃焼試験装置を示す断面図、第3図は従
来のフイルタの構造を示す断面図、第4図はその
A部詳細図である。 11……セラミツク構造体、12……アルミナ
皮膜、13……銅皮膜、14……銀皮膜。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 多孔質セラミツク構造体のパテイキユレート捕
    集面に銅皮膜を形成し、さらに前記銅皮膜上に銀
    皮膜を0.05〜5.0μmの厚さに形成したことを特徴
    とするパテイキユレート捕集用フイルタ。
JP1985192018U 1985-12-13 1985-12-13 Expired JPH0420971Y2 (ja)

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JPS5843214A (ja) * 1981-09-09 1983-03-12 Bridgestone Corp エンジン排ガス中のパ−テイキユレ−ト浄化体
JPS58131123A (ja) * 1982-02-01 1983-08-04 Toyota Motor Corp 内燃機関の排出ガス浄化用フイルタ

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