JPH0616854B2 - パテイキユレ−ト捕集用ハニカムフイルタ - Google Patents
パテイキユレ−ト捕集用ハニカムフイルタInfo
- Publication number
- JPH0616854B2 JPH0616854B2 JP62076996A JP7699687A JPH0616854B2 JP H0616854 B2 JPH0616854 B2 JP H0616854B2 JP 62076996 A JP62076996 A JP 62076996A JP 7699687 A JP7699687 A JP 7699687A JP H0616854 B2 JPH0616854 B2 JP H0616854B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- potassium titanate
- catalyst
- honeycomb filter
- alumina
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排気ガス中のパティキュレートを捕集するハ
ニカムフイルタ、特に、ディーゼルエンジンから排出さ
れるパティキュレートを捕集するハニカムフイルタに関
するものである。
ニカムフイルタ、特に、ディーゼルエンジンから排出さ
れるパティキュレートを捕集するハニカムフイルタに関
するものである。
従来、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレ
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、セラミック構造体が、一般に、使用されてい
る。このセラミック構造体は、ハニカム状またはフォー
ム状に形成されたもので、例えばハニカム状セラミック
構造体は、第４図に示すような構造を有している。
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、セラミック構造体が、一般に、使用されてい
る。このセラミック構造体は、ハニカム状またはフォー
ム状に形成されたもので、例えばハニカム状セラミック
構造体は、第４図に示すような構造を有している。
すなわち、多孔質のセラミック（通常、コーディエライ
ト）からなる隔壁１１により多数のセル１２を形成し、
そのセル１２の両端開口部を交互に栓１３で閉塞してい
る。該フイルタは、使用に際して、セル１２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
れるものとなり、排気ガスが、第４図に矢印で示すよう
に、隔壁１１を通じて隣接するセル１２内へ流動する間
に、エンジンからの排気ガス中に含まれるパティキュレ
ートを捕捉する。
ト）からなる隔壁１１により多数のセル１２を形成し、
そのセル１２の両端開口部を交互に栓１３で閉塞してい
る。該フイルタは、使用に際して、セル１２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
れるものとなり、排気ガスが、第４図に矢印で示すよう
に、隔壁１１を通じて隣接するセル１２内へ流動する間
に、エンジンからの排気ガス中に含まれるパティキュレ
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、パティキュ
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、定期的にパティキュレートを焼却し、再生を行な
う必要がある。このフイルタの再生方法としては、ヒー
タ、バーナー等の加熱手段により外部着火する方式や内
部着火する方式等がある。外部着火手段を用いた場合に
おいて、その再生性を向上させる方法として、一般に、
パティキュレートの燃焼を促進するように触媒をセラミ
ックハニカムフイルタに担持させることが種々提案さ
れ、例えば特開昭５５−24597 号には触媒として白金族
金属、特開昭58-109136号には固体酸に付着させたCu、M
n、Fe、Co、Ni等の卑金属、特開昭58-109139号にはCuと
Mnの組み合わせが示されている。また、特開昭61-25282
1 号では、第５図に示すようにパティキュレート捕集面
に金属皮膜１４を形成して燃焼伝達性を向上させること
が提案されている。図中、１５はセラミック皮膜を示
す。通常、これらの触媒成分を担持するには、担持特性
を改良するために活性アルミナ等のセラミック層を形成
することが多く行われている。
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、定期的にパティキュレートを焼却し、再生を行な
う必要がある。このフイルタの再生方法としては、ヒー
タ、バーナー等の加熱手段により外部着火する方式や内
部着火する方式等がある。外部着火手段を用いた場合に
おいて、その再生性を向上させる方法として、一般に、
パティキュレートの燃焼を促進するように触媒をセラミ
ックハニカムフイルタに担持させることが種々提案さ
れ、例えば特開昭５５−24597 号には触媒として白金族
金属、特開昭58-109136号には固体酸に付着させたCu、M
n、Fe、Co、Ni等の卑金属、特開昭58-109139号にはCuと
Mnの組み合わせが示されている。また、特開昭61-25282
1 号では、第５図に示すようにパティキュレート捕集面
に金属皮膜１４を形成して燃焼伝達性を向上させること
が提案されている。図中、１５はセラミック皮膜を示
す。通常、これらの触媒成分を担持するには、担持特性
を改良するために活性アルミナ等のセラミック層を形成
することが多く行われている。
しかしながら、一般に用いられる触媒溶液の含浸による
触媒の担持は、セラミック質ハニカムフイルタの細孔の
内部まで高濃度に分散させることができるが、ディーゼ
ルパティキュレートを燃焼するには、パティキュレート
と触媒とが直接接触する必要があり、該パティキュレー
トは細孔の内部まではほとんど入らないので十分な効果
が得られない。これに対し、上記の金属被覆したフイル
タでは、フイルタの最表面にのみ触媒成分を付着させる
ことができるので、上記の触媒成分を分散させたフイル
タに比べて高密度の触媒成分がパティキュレートに作用
する点で再生効果が大きい。しかし、該フイルタ表面は
比較的平滑であり、触媒とパティキュレートとの接触機
会（接触面積）が十分であるとは言えず、更に再生性の
優れたフイルタが望まれている。
触媒の担持は、セラミック質ハニカムフイルタの細孔の
内部まで高濃度に分散させることができるが、ディーゼ
ルパティキュレートを燃焼するには、パティキュレート
と触媒とが直接接触する必要があり、該パティキュレー
トは細孔の内部まではほとんど入らないので十分な効果
が得られない。これに対し、上記の金属被覆したフイル
タでは、フイルタの最表面にのみ触媒成分を付着させる
ことができるので、上記の触媒成分を分散させたフイル
タに比べて高密度の触媒成分がパティキュレートに作用
する点で再生効果が大きい。しかし、該フイルタ表面は
比較的平滑であり、触媒とパティキュレートとの接触機
会（接触面積）が十分であるとは言えず、更に再生性の
優れたフイルタが望まれている。
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、再生性
の優れたパティキュレート捕集用ハニカムフイルタを提
供することを目的とするものである。
の優れたパティキュレート捕集用ハニカムフイルタを提
供することを目的とするものである。
本発明のパティキュレート捕集用ハニカムフィルタは、
セラミック質ハニカムフィルタのパティキュレート捕集
面に、チタン酸カリウム繊維と活性アルミナとを、該繊
維が両者の合計重量％に基づいて１０ないし８０重量％
となるように含有するコート層を形成し、更に、酸化触
媒を担持したことを特徴とする。
セラミック質ハニカムフィルタのパティキュレート捕集
面に、チタン酸カリウム繊維と活性アルミナとを、該繊
維が両者の合計重量％に基づいて１０ないし８０重量％
となるように含有するコート層を形成し、更に、酸化触
媒を担持したことを特徴とする。
本発明において、コート層中にチタン酸カリウム繊維を
該繊維と活性アルミナの合計重量に基づいて、１０ない
し８０重量％、好ましくは３０ないし７０重量％含有す
ることが好ましい。
該繊維と活性アルミナの合計重量に基づいて、１０ない
し８０重量％、好ましくは３０ないし７０重量％含有す
ることが好ましい。
セラミック質ハニカムフイルタのパティキュレート捕集
面にチタ酸カリウム繊維と活性アルミナを含有するコー
ト層を形成することにより、コート層の表面が該繊維に
より粗くなり、そこにパティキュレートの酸化触媒を担
持させると、酸化触媒はその粗くなった表面の活性アル
ミナに主に担持され、触媒の表面積が大きくなり、その
結果、触媒とパティキュレートとの接触する機会が増
え、加えてチタン酸カリウムも触媒作用し、再生性が向
上する。
面にチタ酸カリウム繊維と活性アルミナを含有するコー
ト層を形成することにより、コート層の表面が該繊維に
より粗くなり、そこにパティキュレートの酸化触媒を担
持させると、酸化触媒はその粗くなった表面の活性アル
ミナに主に担持され、触媒の表面積が大きくなり、その
結果、触媒とパティキュレートとの接触する機会が増
え、加えてチタン酸カリウムも触媒作用し、再生性が向
上する。
チタン酸カリウム繊維のコート層中の含有量は、該繊維
と活性アルミナの合計重量に基づいて、１０重量％未満
であると、再生性が十分でなく、８０重量％を超える
と、酸化触媒の担持が非常に困難となるため、１０ない
し８０重量％とした。
と活性アルミナの合計重量に基づいて、１０重量％未満
であると、再生性が十分でなく、８０重量％を超える
と、酸化触媒の担持が非常に困難となるため、１０ない
し８０重量％とした。
本発明を実施例により図面を参照して説明する。なお、
部及び％は、特記しない限り、すべて重量に基づく。
部及び％は、特記しない限り、すべて重量に基づく。
実施例１ 市販の直径３０mm、長さ５０mmの円柱状コーディエライ
ト質ハニカム構造体を、活性アルミナとしてγ−アルミ
ナ粉末９０部、チタン酸カリウム繊維１０部、硝酸アル
ミニウム１５部、蒸留水６０部、アルミナゾル100部か
らなるスラリーに浸漬し、これを引き上げた後、空気流
で余分の液滴を吹き払って、120℃で２時間乾燥し、600
℃で３時間焼成し、該ハニカム構造体上（パティキュレ
ート捕集面）に、γ−アルミナとチタン酸カリウムの合
計重量に基づいてチタン酸カリウム繊維を５％含有する
アルミナコート層を形成した。
ト質ハニカム構造体を、活性アルミナとしてγ−アルミ
ナ粉末９０部、チタン酸カリウム繊維１０部、硝酸アル
ミニウム１５部、蒸留水６０部、アルミナゾル100部か
らなるスラリーに浸漬し、これを引き上げた後、空気流
で余分の液滴を吹き払って、120℃で２時間乾燥し、600
℃で３時間焼成し、該ハニカム構造体上（パティキュレ
ート捕集面）に、γ−アルミナとチタン酸カリウムの合
計重量に基づいてチタン酸カリウム繊維を５％含有する
アルミナコート層を形成した。
次にこのハニカム構造体を１g/lからなる塩化パラジウ
ム溶液からなる活性化溶液に３分間浸漬したのち、余分
な液滴を吹き払い、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い、無電解メッキ用の
核を形成した。次いでこのハニカム構造体を十分水洗し
た後、市販の無電解銅メッキ液に３０分間浸漬し、前記
アルミナコート層上に銅メッキ層を形成した。このとき
の銅メッキ量は２２g/l。
ム溶液からなる活性化溶液に３分間浸漬したのち、余分
な液滴を吹き払い、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い、無電解メッキ用の
核を形成した。次いでこのハニカム構造体を十分水洗し
た後、市販の無電解銅メッキ液に３０分間浸漬し、前記
アルミナコート層上に銅メッキ層を形成した。このとき
の銅メッキ量は２２g/l。
次に、硝酸銀７．５g/l、NH4OH（２８％）６．４ml/l、
Na2S2O3２６g/lからなる溶液を調製し、銅メッキを施し
た該ハニカム構造体をその溶液に浸漬して銀の置換メッ
キを行って、フィルタを製作した。
Na2S2O3２６g/lからなる溶液を調製し、銅メッキを施し
た該ハニカム構造体をその溶液に浸漬して銀の置換メッ
キを行って、フィルタを製作した。
第１図は、上記のようにして製造されたフィルタの隔壁
（第３図参照）の断面構造を示すもので、コーディエラ
イト素地１上にアルミナコート層２、銅メッキ層３、銀
メッキ層４が順次形成されている。
（第３図参照）の断面構造を示すもので、コーディエラ
イト素地１上にアルミナコート層２、銅メッキ層３、銀
メッキ層４が順次形成されている。
実施例２〜４ アルミナコート層中のチタン酸カリウム繊維の含有量を
γ−アルミナとチタン酸カリウムの合計重量に基づい
て、それぞれ、２５、５０、７５％と変えたほかは実施
例１と同様にしてコーディエライト質ハニカム構造体の
パティキュレート捕集面に、アルミナコート層、銅メッ
キ層、銀メッキ層を形成して、フイルタを製作した。
γ−アルミナとチタン酸カリウムの合計重量に基づい
て、それぞれ、２５、５０、７５％と変えたほかは実施
例１と同様にしてコーディエライト質ハニカム構造体の
パティキュレート捕集面に、アルミナコート層、銅メッ
キ層、銀メッキ層を形成して、フイルタを製作した。
比較例１〜３ アルミナコート層中のチタン酸カリウム繊維の含有量を
γ−アルミナとチタン酸カリウムの合計重量に基づい
て、それぞれ、０、５、100％と変えたほかは実施例１
と同様にしてコーディエライト質ハニカム構造体のパテ
ィキュレート捕集面に、アルミナコート層、銅メッキ
層、銀メッキ層を形成して、フイルタを製作した。
γ−アルミナとチタン酸カリウムの合計重量に基づい
て、それぞれ、０、５、100％と変えたほかは実施例１
と同様にしてコーディエライト質ハニカム構造体のパテ
ィキュレート捕集面に、アルミナコート層、銅メッキ
層、銀メッキ層を形成して、フイルタを製作した。
なお、チタン酸カリウムの含有量が100％の比較例３は
触媒化すなわち金属メッキ層の形成が困難であった。し
たがって、触媒化のためには少なくとも２０％程度の活
性アルミナが存在することが好ましい。
触媒化すなわち金属メッキ層の形成が困難であった。し
たがって、触媒化のためには少なくとも２０％程度の活
性アルミナが存在することが好ましい。
試験例 実施例１ないし４並びに比較例１及び２のフイルタを排
気量2400CCの渦流室式ディーゼルエンジンの排気系に取
りつけ、回転数2000rpm、トルク３kgｍの条件で２．５
時間運転してフイルタ１個あたり0.60〜0.65ｇのパティ
キュレートを付着させ、このフイルタを第３図に示す試
験装置に組み付け、パティキュレート燃焼率を測定し
た。
気量2400CCの渦流室式ディーゼルエンジンの排気系に取
りつけ、回転数2000rpm、トルク３kgｍの条件で２．５
時間運転してフイルタ１個あたり0.60〜0.65ｇのパティ
キュレートを付着させ、このフイルタを第３図に示す試
験装置に組み付け、パティキュレート燃焼率を測定し
た。
第３図において、１６は一端にガス流入口１７を、他端
に排気口１８をそれぞれ設けた反応管で、該反応管１６
内に、上記のように形成したフイルタ１０と整流用モノ
リス担体１９とを内装する。反応管１６は、そのガス流
入口側が環状電気炉２０で覆われており、このガス流入
口１７から反応管１６内に導入されたガスは、前記電気
炉２０で加熱されてフイルタ１０に至り、該フイルタ１
０に捕捉されているパティキュレートを燃焼させる。な
お、燃焼率の測定は、窒素ガス4.5l/分、酸素ガス0.05l
/分のガス流量で、ヒータに接近したフイルタ端面の温
度を３水準にヒータ通電量によって変化させて行った。
また、新品時のパティキュレート燃焼率を測定した後、
電気炉内の空気中で800℃３時間熱処理を加え、上記と
同一の操作でパティキュレート燃焼率を測定した。結果
を次表に示す。
に排気口１８をそれぞれ設けた反応管で、該反応管１６
内に、上記のように形成したフイルタ１０と整流用モノ
リス担体１９とを内装する。反応管１６は、そのガス流
入口側が環状電気炉２０で覆われており、このガス流入
口１７から反応管１６内に導入されたガスは、前記電気
炉２０で加熱されてフイルタ１０に至り、該フイルタ１
０に捕捉されているパティキュレートを燃焼させる。な
お、燃焼率の測定は、窒素ガス4.5l/分、酸素ガス0.05l
/分のガス流量で、ヒータに接近したフイルタ端面の温
度を３水準にヒータ通電量によって変化させて行った。
また、新品時のパティキュレート燃焼率を測定した後、
電気炉内の空気中で800℃３時間熱処理を加え、上記と
同一の操作でパティキュレート燃焼率を測定した。結果
を次表に示す。
チタン酸カリウム含量がそれぞれ０％及び５％である比
較例１及び２は新品時、熱処理後とも、ほぼ同等の性能
であるが、実施例１ないし４は、チタン酸カリウムの含
量が１０ないし７５％で、チタン酸カリウムの含量が増
大するに従って、再生性能が向上している。特に、チタ
ン酸カリウムをそれぞれ５０％及び７０％を含有する実
施例３及び４は、熱処理による劣化も非常に少なくなっ
ている。
較例１及び２は新品時、熱処理後とも、ほぼ同等の性能
であるが、実施例１ないし４は、チタン酸カリウムの含
量が１０ないし７５％で、チタン酸カリウムの含量が増
大するに従って、再生性能が向上している。特に、チタ
ン酸カリウムをそれぞれ５０％及び７０％を含有する実
施例３及び４は、熱処理による劣化も非常に少なくなっ
ている。
これは、第２図のチタン酸カリウムを含むアルミナコー
ト層の表面の顕微鏡写真（実施例３チタン酸カリウム５
０％）に示すようにアルミナコート層の表面がチタン酸
カリウム繊維（微結晶）により粗くなっているため、そ
こに形成する触媒層（金属被覆）の面積が増大し、その
結果、触媒とパティキュレートの接触する機会が増し、
再生性が向上したものである。
ト層の表面の顕微鏡写真（実施例３チタン酸カリウム５
０％）に示すようにアルミナコート層の表面がチタン酸
カリウム繊維（微結晶）により粗くなっているため、そ
こに形成する触媒層（金属被覆）の面積が増大し、その
結果、触媒とパティキュレートの接触する機会が増し、
再生性が向上したものである。
本発明のパティキュレート捕集用ハニカムフイルタは、
パティキュレート捕集面に、チタン酸カリウム繊維を含
有するアルミナコート層を形成し、そこに酸化触媒を担
持させたので、触媒の面積が増大し、再生性が非常に優
れる。
パティキュレート捕集面に、チタン酸カリウム繊維を含
有するアルミナコート層を形成し、そこに酸化触媒を担
持させたので、触媒の面積が増大し、再生性が非常に優
れる。
第１図は本発明の実施例のハニカムフイルタの隔壁の断
面図、 第２図は本発明の実施例のハニカムフイルタのアルミナ
コート層の表面のチタン酸カリウム繊維の形状を表わす
顕微鏡写真、 第３図は本発明の実施例の燃焼試験装置の構成を示す断
面図、 第４図は従来のハニカムフイルタの断面図、 第５図は従来のハニカムフイルタの隔壁の断面図を表わ
す。 図中、 １……コーディエライト素地、２……アルミナコート層 ３……銅メッキ層、４……銀メッキ層
面図、 第２図は本発明の実施例のハニカムフイルタのアルミナ
コート層の表面のチタン酸カリウム繊維の形状を表わす
顕微鏡写真、 第３図は本発明の実施例の燃焼試験装置の構成を示す断
面図、 第４図は従来のハニカムフイルタの断面図、 第５図は従来のハニカムフイルタの隔壁の断面図を表わ
す。 図中、 １……コーディエライト素地、２……アルミナコート層 ３……銅メッキ層、４……銀メッキ層
Claims (1)
- 【請求項１】セラミック質ハニカムフイルタのパティキ
ュレート捕集面にチタン酸カリウム繊維と活性アルミナ
とを、該繊維が両者の合計重量％に基づいて１０ないし
８０重量％となるように含有するコート層を形成し、更
に、酸化触媒を担持したことを特徴とするパティキュレ
ート捕集用ハニカムフイルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62076996A JPH0616854B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | パテイキユレ−ト捕集用ハニカムフイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62076996A JPH0616854B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | パテイキユレ−ト捕集用ハニカムフイルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63242350A JPS63242350A (ja) | 1988-10-07 |
| JPH0616854B2 true JPH0616854B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=13621389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62076996A Expired - Lifetime JPH0616854B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | パテイキユレ−ト捕集用ハニカムフイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616854B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5070173B2 (ja) * | 2008-09-24 | 2012-11-07 | 本田技研工業株式会社 | 排ガス浄化フィルタ及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP62076996A patent/JPH0616854B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63242350A (ja) | 1988-10-07 |
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