JPH06218213A - 排気ガス処理用フィルタ及びその製造方法 - Google Patents
排気ガス処理用フィルタ及びその製造方法Info
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- JPH06218213A JPH06218213A JP5029689A JP2968993A JPH06218213A JP H06218213 A JPH06218213 A JP H06218213A JP 5029689 A JP5029689 A JP 5029689A JP 2968993 A JP2968993 A JP 2968993A JP H06218213 A JPH06218213 A JP H06218213A
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- exhaust gas
- porous body
- gas treatment
- sialon
- filter
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
- B28D5/0076—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for removing dust, e.g. by spraying liquids; for lubricating, cooling or cleaning tool or work
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- Filtering Materials (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、排気ガス中の粒子状物質を効率的
に捕集して焼却させる高強度で耐久性に富んだ排気ガス
処理用フィルタ及びその製造方法を提供する。 【構成】 この排気ガス処理用フィルタの製造方法は、
ＴｉＮ粉末とβサイアロン組成になる原料粉末とを混合
してスラリーを作製し、該スラリーをポリウレタンフォ
ームに含浸し、次いで、これを焼成してポリウレタンフ
ォームを焼失させ、ＴｉＮを含むサイアロンから成る多
孔体を作製する。その後、該多孔体の表面及び骨格表面
に１５００℃の高温炉中でＣＶＤによってＳｉＣ膜をコ
ーティングして排気ガス処理用フィルタを作製する。
に捕集して焼却させる高強度で耐久性に富んだ排気ガス
処理用フィルタ及びその製造方法を提供する。 【構成】 この排気ガス処理用フィルタの製造方法は、
ＴｉＮ粉末とβサイアロン組成になる原料粉末とを混合
してスラリーを作製し、該スラリーをポリウレタンフォ
ームに含浸し、次いで、これを焼成してポリウレタンフ
ォームを焼失させ、ＴｉＮを含むサイアロンから成る多
孔体を作製する。その後、該多孔体の表面及び骨格表面
に１５００℃の高温炉中でＣＶＤによってＳｉＣ膜をコ
ーティングして排気ガス処理用フィルタを作製する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、エンジン、燃焼炉、
焼却炉等から排出される排気ガスを浄化処理するため、
排気系に組み込まれるケース内に配置される排気ガス処
理用フィルタ及びその製造方法に関する。
焼却炉等から排出される排気ガスを浄化処理するため、
排気系に組み込まれるケース内に配置される排気ガス処
理用フィルタ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの排気ガスよ
りカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート即ち粒子状
物質を捕集する排気ガス処理用フィルタの材料として
は、多孔質の壁を通過する時の捕集効果を狙ったウォー
ルタイプの排気ガス処理用フィルタ、また、３次元に網
目状になった多孔体を利用するも排気ガス処理用フィル
タ等が開示されている。
りカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート即ち粒子状
物質を捕集する排気ガス処理用フィルタの材料として
は、多孔質の壁を通過する時の捕集効果を狙ったウォー
ルタイプの排気ガス処理用フィルタ、また、３次元に網
目状になった多孔体を利用するも排気ガス処理用フィル
タ等が開示されている。
【０００３】従来、エンジンの排気ガスを処理する排気
ガス処理装置として、例えば、コーディエライト（２Ｍ
ｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 ）により作製された気
孔性のハニカム構造のフィルタを排気通路に並列に２組
配置したディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置が開
示されている。該ディーゼルエンジンの排気微粒子浄化
装置は、排気ガスを一方のハニカム構造のフィルタに通
し、該フィルタで排気ガス中のカーボンを濾過し、その
フィルタにカーボンが堆積して目詰まりした場合に、そ
のフィルタに排気ガスを流すのを遮断し、別のフィルタ
に排気ガスを流すように切り換え、目詰まりしたフィル
タの下流側から空気を送り込み、そのフィルタを加熱し
て目詰まりしているカーボンを焼却するものである。こ
のようなディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置とし
て、例えば、実開平１−１４４４２７号公報に開示され
たものがある。
ガス処理装置として、例えば、コーディエライト（２Ｍ
ｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 ）により作製された気
孔性のハニカム構造のフィルタを排気通路に並列に２組
配置したディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置が開
示されている。該ディーゼルエンジンの排気微粒子浄化
装置は、排気ガスを一方のハニカム構造のフィルタに通
し、該フィルタで排気ガス中のカーボンを濾過し、その
フィルタにカーボンが堆積して目詰まりした場合に、そ
のフィルタに排気ガスを流すのを遮断し、別のフィルタ
に排気ガスを流すように切り換え、目詰まりしたフィル
タの下流側から空気を送り込み、そのフィルタを加熱し
て目詰まりしているカーボンを焼却するものである。こ
のようなディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置とし
て、例えば、実開平１−１４４４２７号公報に開示され
たものがある。
【０００４】また、実開平１−１３６６１７号公報に
は、パティキュレートフィルタが開示されている。該パ
ティキュレートフィルタは、導電性セラミックスからな
るヒータを兼ねる薄肉のポーラスエレメントを複数段に
配置し、該各ポーラスエレメントに電力を個別に供給可
能且つ電力を制御可能に構成したものである。
は、パティキュレートフィルタが開示されている。該パ
ティキュレートフィルタは、導電性セラミックスからな
るヒータを兼ねる薄肉のポーラスエレメントを複数段に
配置し、該各ポーラスエレメントに電力を個別に供給可
能且つ電力を制御可能に構成したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ウ
ォールタイプの排気ガス処理用フィルタは、再生のため
捕集後に粒子状物質を燃焼焼却するので、場合によって
は、溶損、破損等が発生することがあり、実用上好まし
くない材料である。また、上記網目状多孔体の排気ガス
処理用フィルタはその気孔径を５０μｍ以下にすること
が難しくその粒子捕集効率は８０％以下であり、効率が
低く実用上好ましくないものである。また、捕集された
粒子状物質が振動等によって一挙に排出されてしまうと
いう現象も発生している。
ォールタイプの排気ガス処理用フィルタは、再生のため
捕集後に粒子状物質を燃焼焼却するので、場合によって
は、溶損、破損等が発生することがあり、実用上好まし
くない材料である。また、上記網目状多孔体の排気ガス
処理用フィルタはその気孔径を５０μｍ以下にすること
が難しくその粒子捕集効率は８０％以下であり、効率が
低く実用上好ましくないものである。また、捕集された
粒子状物質が振動等によって一挙に排出されてしまうと
いう現象も発生している。
【０００６】これらの捕集装置を再生するには、大きく
分けて２つの方法が行われている。１つの方法は、バー
ナで堆積した黒鉛、カーボン、煤、ＨＣ等の粒子状物質
を燃焼焼却することである。別の方法は、電気式ヒータ
によって加熱し、堆積した粒子状物質に着火させるもの
であり、着火装置は何れも堆積した粒子状物質に着火さ
せることで、燃焼を伝播させ、再生させるものである。
従って、排気ガス処理用フィルタが時には高温になりす
ぎ、フィルタの溶損、破損等が発生することがある。ま
た、燃焼の伝播が不均一になり、フィルタの目詰まりの
原因になり、徐々に圧力損失が大きくなり、エンジンの
排圧が上昇し、性能劣化を起こすことがある。通常、デ
ィーゼルエンジンから排気される排気ガスに含まれてい
るカーボン、ＨＣ等のパティキュレート或いはスモーク
は、直径が２００Å程度と言われているが、それらは次
第に凝集して１０μｍ〜２０μｍの直径を持つ煤に成長
する。これらの煤は、通常、６００℃〜７００℃の温度
で酸素が存在すれば燃焼して炭酸ガスになる。
分けて２つの方法が行われている。１つの方法は、バー
ナで堆積した黒鉛、カーボン、煤、ＨＣ等の粒子状物質
を燃焼焼却することである。別の方法は、電気式ヒータ
によって加熱し、堆積した粒子状物質に着火させるもの
であり、着火装置は何れも堆積した粒子状物質に着火さ
せることで、燃焼を伝播させ、再生させるものである。
従って、排気ガス処理用フィルタが時には高温になりす
ぎ、フィルタの溶損、破損等が発生することがある。ま
た、燃焼の伝播が不均一になり、フィルタの目詰まりの
原因になり、徐々に圧力損失が大きくなり、エンジンの
排圧が上昇し、性能劣化を起こすことがある。通常、デ
ィーゼルエンジンから排気される排気ガスに含まれてい
るカーボン、ＨＣ等のパティキュレート或いはスモーク
は、直径が２００Å程度と言われているが、それらは次
第に凝集して１０μｍ〜２０μｍの直径を持つ煤に成長
する。これらの煤は、通常、６００℃〜７００℃の温度
で酸素が存在すれば燃焼して炭酸ガスになる。
【０００７】前掲実開平１−１３６６１７号公報に開示
されたパティキュレートフィルタは、炭化ケイ素の多孔
体であり、脆いものであり、使用中に酸化等が進み、そ
の多孔体の耐久性が十分でなく、実用上好ましくないと
いう問題を有している。
されたパティキュレートフィルタは、炭化ケイ素の多孔
体であり、脆いものであり、使用中に酸化等が進み、そ
の多孔体の耐久性が十分でなく、実用上好ましくないと
いう問題を有している。
【０００８】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、エンジン、燃焼炉、焼却炉等から
排出される排気ガスを浄化処理するため排気系に組み込
まれるケーシング内に配置されて使用され、特に、ディ
ーゼルエンジンから排気される排気ガスに含まれるカー
ボン、煤、ＨＣ等の粒子状物質を捕集する排気ガス処理
用フィルタに係わり、多孔体を高強度に構成するため、
ＴｉＮを添加したサイアロンで作製し、この多孔体の表
面をＣＶＤで合成した炭化ケイ素で被覆し、高温酸化雰
囲気で安定した通電加熱ができる耐久性に富んだ排気ガ
ス処理用フィルタ及びその製造方法を提供することであ
る。
解決することであり、エンジン、燃焼炉、焼却炉等から
排出される排気ガスを浄化処理するため排気系に組み込
まれるケーシング内に配置されて使用され、特に、ディ
ーゼルエンジンから排気される排気ガスに含まれるカー
ボン、煤、ＨＣ等の粒子状物質を捕集する排気ガス処理
用フィルタに係わり、多孔体を高強度に構成するため、
ＴｉＮを添加したサイアロンで作製し、この多孔体の表
面をＣＶＤで合成した炭化ケイ素で被覆し、高温酸化雰
囲気で安定した通電加熱ができる耐久性に富んだ排気ガ
ス処理用フィルタ及びその製造方法を提供することであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、排気通路に設置されるケーシング内に収容
されて排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する排気
ガス処理用フィルタにおいて、ＴｉＮを含むサイアロン
から作製されている多孔体、及び該多孔体の表面及び骨
格表面にコーティングされているＳｉＣ膜から構成した
ことを特徴とする排気ガス処理用フィルタに関する。
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、排気通路に設置されるケーシング内に収容
されて排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する排気
ガス処理用フィルタにおいて、ＴｉＮを含むサイアロン
から作製されている多孔体、及び該多孔体の表面及び骨
格表面にコーティングされているＳｉＣ膜から構成した
ことを特徴とする排気ガス処理用フィルタに関する。
【００１０】或いは、この発明は、排気通路に設置され
るケーシング内に収容されて排気ガス中に含まれる粒子
状物質を捕集する排気ガス処理用フィルタの製造方法に
おいて、ＴｉＮ粉末とβサイアロン組成になる原料粉末
とを混合して混合物を作製し、該混合物を焼成してＴｉ
Ｎを含むサイアロンから成る多孔体を作製し、該多孔体
の表面及び骨格表面にＣＶＤによってＳｉＣ膜をコーテ
ィングしたことを特徴とする排気ガス処理用フィルタの
製造方法に関する。
るケーシング内に収容されて排気ガス中に含まれる粒子
状物質を捕集する排気ガス処理用フィルタの製造方法に
おいて、ＴｉＮ粉末とβサイアロン組成になる原料粉末
とを混合して混合物を作製し、該混合物を焼成してＴｉ
Ｎを含むサイアロンから成る多孔体を作製し、該多孔体
の表面及び骨格表面にＣＶＤによってＳｉＣ膜をコーテ
ィングしたことを特徴とする排気ガス処理用フィルタの
製造方法に関する。
【００１１】また、この排気ガス処理用フィルタの製造
方法において、ＴｉＮを含むサイアロンから成る多孔体
を作製する工程において、ＴｉＮ粉末とβサイアロン組
成になる原料粉末とを混合してスラリーを作り、該スラ
リーをポリウレタンフォームに含浸し、これを乾燥固化
して焼成して多孔体を作製したものである。
方法において、ＴｉＮを含むサイアロンから成る多孔体
を作製する工程において、ＴｉＮ粉末とβサイアロン組
成になる原料粉末とを混合してスラリーを作り、該スラ
リーをポリウレタンフォームに含浸し、これを乾燥固化
して焼成して多孔体を作製したものである。
【００１２】また、この排気ガス処理用フィルタの製造
方法において、ＴｉＮを含むサイアロンから成る多孔体
を作製する工程において、ＴｉＮ粉末とβサイアロン組
成になる原料粉末とを混合してスラリーを作り、該スラ
リーに樹脂粒子を添加して混合し、これを乾燥固化して
焼成して多孔体を作製したものである。
方法において、ＴｉＮを含むサイアロンから成る多孔体
を作製する工程において、ＴｉＮ粉末とβサイアロン組
成になる原料粉末とを混合してスラリーを作り、該スラ
リーに樹脂粒子を添加して混合し、これを乾燥固化して
焼成して多孔体を作製したものである。
【００１３】また、この排気ガス処理用フィルタの製造
方法において、ＴｉＮを含むサイアロンから成る多孔体
を作製する工程において、ＴｉＮとβサイアロン組成に
なる原料とを粗い粒子で構成して原料粒子を作り、これ
らの原料粒子を配合混合して混合物を作り、該混合物を
焼成温度をコントロールして気孔をコントロールして多
孔体を作製したものである。
方法において、ＴｉＮを含むサイアロンから成る多孔体
を作製する工程において、ＴｉＮとβサイアロン組成に
なる原料とを粗い粒子で構成して原料粒子を作り、これ
らの原料粒子を配合混合して混合物を作り、該混合物を
焼成温度をコントロールして気孔をコントロールして多
孔体を作製したものである。
【００１４】更に、この排気ガス処理用フィルタの製造
方法において、前記βサイアロン組成になる原料粉末
は、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＡｌＮ、Ａｌ2 Ｏ3 及びＹ2 Ｏ3 の混
合物から成り、Ｓｉ6 - Z ＡｌZ ＯZ Ｎ8 - Z の組成に
おいて、Ｚ＝０．５となるように配合されているもので
ある。
方法において、前記βサイアロン組成になる原料粉末
は、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＡｌＮ、Ａｌ2 Ｏ3 及びＹ2 Ｏ3 の混
合物から成り、Ｓｉ6 - Z ＡｌZ ＯZ Ｎ8 - Z の組成に
おいて、Ｚ＝０．５となるように配合されているもので
ある。
【００１５】更に、この排気ガス処理用フィルタの製造
方法において、前記多孔体の表面及び骨格表面にＳｉＣ
膜をＣＶＤによってコーティングする工程は、クロロシ
ランとＮ2 とを用いて高温炉中でＣＶＤを行ったもので
ある。クロロシランは（ＣＨ3 ）X ＳｉＣｌ4 - x であ
り、ここでＸ＝１〜３である。
方法において、前記多孔体の表面及び骨格表面にＳｉＣ
膜をＣＶＤによってコーティングする工程は、クロロシ
ランとＮ2 とを用いて高温炉中でＣＶＤを行ったもので
ある。クロロシランは（ＣＨ3 ）X ＳｉＣｌ4 - x であ
り、ここでＸ＝１〜３である。
【００１６】
【作用】この発明による排気ガス処理用フィルタ及びそ
の製造方法は、上記のように構成されており、次のよう
に作用する。即ち、この発明は、ＴｉＮを含むサイアロ
ンから作製されている多孔体の表面及び骨格表面にＣＶ
ＤによってＳｉＣの被膜がコーティングされているの
で、多孔体の表面及び骨格表面即ち気孔を形成する骨格
の表面にはＳｉＣ膜が存在し、高温酸化雰囲気でも劣化
が発生せず、高強度であり且つ安定した排気ガス処理用
フィルタの材料を作製できる。そして、この排気ガス処
理用フィルタは、通電加熱ができ、耐久性に富んだフィ
ルタを作製できる。
の製造方法は、上記のように構成されており、次のよう
に作用する。即ち、この発明は、ＴｉＮを含むサイアロ
ンから作製されている多孔体の表面及び骨格表面にＣＶ
ＤによってＳｉＣの被膜がコーティングされているの
で、多孔体の表面及び骨格表面即ち気孔を形成する骨格
の表面にはＳｉＣ膜が存在し、高温酸化雰囲気でも劣化
が発生せず、高強度であり且つ安定した排気ガス処理用
フィルタの材料を作製できる。そして、この排気ガス処
理用フィルタは、通電加熱ができ、耐久性に富んだフィ
ルタを作製できる。
【００１７】従って、この排気ガス処理用フィルタに、
例えば、ディーゼルエンジンから排気される排気ガスを
流すことによって排気ガスに含まれるカーボン、煤、Ｈ
Ｃ等のパティキュレート即ち粒子状物質を捕集でき、捕
集した粒子状物質を燃焼焼却させることができ、フィル
タ内には粒子状物質が過剰に堆積することがなく、フィ
ルタが常に良好な状態で排気ガスを焼却処理することが
でき、フィルタを長期にわたって連続して使用すること
ができる。
例えば、ディーゼルエンジンから排気される排気ガスを
流すことによって排気ガスに含まれるカーボン、煤、Ｈ
Ｃ等のパティキュレート即ち粒子状物質を捕集でき、捕
集した粒子状物質を燃焼焼却させることができ、フィル
タ内には粒子状物質が過剰に堆積することがなく、フィ
ルタが常に良好な状態で排気ガスを焼却処理することが
でき、フィルタを長期にわたって連続して使用すること
ができる。
【００１８】即ち、前記フィルタを構成する前記多孔体
については、表面及び骨格表面に全面的に炭化ケイ素の
膜が形成されており、排気ガス中に含まれるカーボン、
煤、ＨＣ等の粒子状物質がその多孔体に入って衝突する
際にいたるところに衝突して多孔体内に堆積するが、前
記多孔体は通電して加熱されて赤熱されているので、そ
の赤熱されたフィルタによって粒子状物質は、酸素と反
応してカーボンは炭酸ガスになり、ＨＣは炭酸ガスと蒸
気になり、或いはＳはＳＯ2 に変換してガスになって排
出される。
については、表面及び骨格表面に全面的に炭化ケイ素の
膜が形成されており、排気ガス中に含まれるカーボン、
煤、ＨＣ等の粒子状物質がその多孔体に入って衝突する
際にいたるところに衝突して多孔体内に堆積するが、前
記多孔体は通電して加熱されて赤熱されているので、そ
の赤熱されたフィルタによって粒子状物質は、酸素と反
応してカーボンは炭酸ガスになり、ＨＣは炭酸ガスと蒸
気になり、或いはＳはＳＯ2 に変換してガスになって排
出される。
【００１９】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明による排気
ガス処理用フィルタ及びその製造方法の実施例を説明す
る。図１はこの発明による排気ガス処理用フィルタを製
造する工程を示すブロック図である。
ガス処理用フィルタ及びその製造方法の実施例を説明す
る。図１はこの発明による排気ガス処理用フィルタを製
造する工程を示すブロック図である。
【００２０】この発明による排気ガス処理用フィルタ
は、例えば、ディーゼルエンジンの排気通路に組み込ま
れるＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィル
タ）として適用できる多孔質セラミックスであり、特
に、ディーゼルエンジンから放出される排気ガスを排気
通路内に配置したフィルタに通して排気ガスに含まれる
カーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート即ち粒子状物
質を多孔質セラミックスのフィルタで捕集し、捕集され
た粒子状物質を赤熱したフィルタ内で焼却してガスにし
て放出する排気ガスを浄化するのに使用されるものであ
る。
は、例えば、ディーゼルエンジンの排気通路に組み込ま
れるＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィル
タ）として適用できる多孔質セラミックスであり、特
に、ディーゼルエンジンから放出される排気ガスを排気
通路内に配置したフィルタに通して排気ガスに含まれる
カーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート即ち粒子状物
質を多孔質セラミックスのフィルタで捕集し、捕集され
た粒子状物質を赤熱したフィルタ内で焼却してガスにし
て放出する排気ガスを浄化するのに使用されるものであ
る。
【００２１】この排気ガス処理用フィルタは、排気通路
に設置されるケーシング内に収容されて排気ガス中に含
まれる粒子状物質を捕集し、捕集した粒子状物質を焼却
させることができるものあり、窒化チタンＴｉＮを含む
サイアロンＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎから作製されている多孔
体、及び該多孔体の表面及び骨格表面即ち気孔を構成す
る骨格の表面にコーティングされている炭化ケイ素Ｓｉ
Ｃの被膜から構成されているものである。
に設置されるケーシング内に収容されて排気ガス中に含
まれる粒子状物質を捕集し、捕集した粒子状物質を焼却
させることができるものあり、窒化チタンＴｉＮを含む
サイアロンＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎから作製されている多孔
体、及び該多孔体の表面及び骨格表面即ち気孔を構成す
る骨格の表面にコーティングされている炭化ケイ素Ｓｉ
Ｃの被膜から構成されているものである。
【００２２】この排気ガス処理用フィルタを製造するに
は、次のようにして作製できる。即ち、まず、平均粒度
０．８μｍのＴｉＮ粉末を４２ｗｔ％と、βサイアロン
組成になるように配合した原料粉末を５８ｗｔ％とを準
備し（ステップ１０）、メタノール溶媒を加えてボール
ミルによって１６時間混合してスラリーを作製した（ス
テップ１１）。ここで、βサイアロンを作製するための
原料としては、窒化ケイ素Ｓｉ3 Ｎ4 、窒化アルミニウ
ムＡｌＮ、酸化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 及び酸化イッリ
ウムＹ2 Ｏ3 とを混合した混合物を用いた。ここで、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 の粒度は０．６μｍであり、該Ｓｉ3 Ｎ4 のα
化率は９５％である。また、ＡｌＮの粒度は１μｍ、Ａ
ｌ2 Ｏ3 の粒度は０．５μｍ、及びＹ2 Ｏ3 の粒度は
０．５μｍである。更に、上記混合物については、βサ
イアロン組成として、Ｓｉ6 - Z ＡｌZ ＯZ Ｎ8 - Z の
組成でＺ＝０．５となるように配合されており、Ｙ2 Ｏ
3 を６ｗｔ％とした。
は、次のようにして作製できる。即ち、まず、平均粒度
０．８μｍのＴｉＮ粉末を４２ｗｔ％と、βサイアロン
組成になるように配合した原料粉末を５８ｗｔ％とを準
備し（ステップ１０）、メタノール溶媒を加えてボール
ミルによって１６時間混合してスラリーを作製した（ス
テップ１１）。ここで、βサイアロンを作製するための
原料としては、窒化ケイ素Ｓｉ3 Ｎ4 、窒化アルミニウ
ムＡｌＮ、酸化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 及び酸化イッリ
ウムＹ2 Ｏ3 とを混合した混合物を用いた。ここで、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 の粒度は０．６μｍであり、該Ｓｉ3 Ｎ4 のα
化率は９５％である。また、ＡｌＮの粒度は１μｍ、Ａ
ｌ2 Ｏ3 の粒度は０．５μｍ、及びＹ2 Ｏ3 の粒度は
０．５μｍである。更に、上記混合物については、βサ
イアロン組成として、Ｓｉ6 - Z ＡｌZ ＯZ Ｎ8 - Z の
組成でＺ＝０．５となるように配合されており、Ｙ2 Ｏ
3 を６ｗｔ％とした。
【００２３】次いで、上記混合物のスラリーを、孔径が
１００μｍのポリウレタンフォームに含浸した（ステッ
プ１２）。スラリーを含浸したポリウレタンフォームを
乾燥した後（ステップ１３）、９気圧の窒素雰囲気中で
１７５０℃で４時間焼成した（ステップ１４）。ポリウ
レタンフォームは焼却されて焼失され、ＴｉＮを含むサ
イアロンから成る多孔体が作製された。次いで、上記の
ように作製した多孔体の表面にＣＶＤによってＳｉＣ膜
をコーティングするため、多孔体にクロロシラン〔（Ｃ
Ｈ3 ）X ＳｉＣｌ4 - x 、ここで、Ｘ＝１〜３である〕
とＮ2 とを用いて、１５００℃のＣＶＤ炉中にて、多孔
体の表面及び骨格表面に炭化ケイ素ＳｉＣの被膜を１０
μｍコーティングし（ステップ１５）、この発明による
排気ガス処理用フィルタを作製した。
１００μｍのポリウレタンフォームに含浸した（ステッ
プ１２）。スラリーを含浸したポリウレタンフォームを
乾燥した後（ステップ１３）、９気圧の窒素雰囲気中で
１７５０℃で４時間焼成した（ステップ１４）。ポリウ
レタンフォームは焼却されて焼失され、ＴｉＮを含むサ
イアロンから成る多孔体が作製された。次いで、上記の
ように作製した多孔体の表面にＣＶＤによってＳｉＣ膜
をコーティングするため、多孔体にクロロシラン〔（Ｃ
Ｈ3 ）X ＳｉＣｌ4 - x 、ここで、Ｘ＝１〜３である〕
とＮ2 とを用いて、１５００℃のＣＶＤ炉中にて、多孔
体の表面及び骨格表面に炭化ケイ素ＳｉＣの被膜を１０
μｍコーティングし（ステップ１５）、この発明による
排気ガス処理用フィルタを作製した。
【００２４】一方、この排気ガス処理用フィルタの特性
を従来のフィルタと比較するため、比較試料として、多
孔体の骨格即ち表面にＳｉＣの被膜をコーティングして
いない比較試料を作製した。この排気ガス処理用フィル
タと比較試料とを、１１００℃の酸化雰囲気中で、１５
０時間暴露即ち晒した後、両者の強度を測定したとこ
ろ、次のような結果を得た。即ち、この排気ガス処理用
フィルタであるＴｉＮを含むサイアロンからなる多孔体
の骨格にＳｉＣの被膜がコーティングされているフィル
タは、初期強度の曲げ強度が３０ＭＰａであり、１１０
０℃の酸化雰囲気中で１５０時間晒した後の曲げ強度が
３０ＭＰａであった。これに対して、比較試料であるＴ
ｉＮを含むサイアロンからなる多孔体は、初期強度の曲
げ強度が２５ＭＰａであり、１１００℃の酸化雰囲気中
で１５０時間晒した後の曲げ強度が１０ＭＰａであっ
た。上記の試験から分かるように、ＳｉＣ膜がコーティ
ングされたＴｉＮを含むサイアロンからなる多孔体は、
酸化雰囲気で強度が劣化せず、例えば、ディーゼルエン
ジンの排気ガス処理に使用するディーゼルパティキュレ
ートフィルタＤＰＦには優れている材料であることが分
かる。
を従来のフィルタと比較するため、比較試料として、多
孔体の骨格即ち表面にＳｉＣの被膜をコーティングして
いない比較試料を作製した。この排気ガス処理用フィル
タと比較試料とを、１１００℃の酸化雰囲気中で、１５
０時間暴露即ち晒した後、両者の強度を測定したとこ
ろ、次のような結果を得た。即ち、この排気ガス処理用
フィルタであるＴｉＮを含むサイアロンからなる多孔体
の骨格にＳｉＣの被膜がコーティングされているフィル
タは、初期強度の曲げ強度が３０ＭＰａであり、１１０
０℃の酸化雰囲気中で１５０時間晒した後の曲げ強度が
３０ＭＰａであった。これに対して、比較試料であるＴ
ｉＮを含むサイアロンからなる多孔体は、初期強度の曲
げ強度が２５ＭＰａであり、１１００℃の酸化雰囲気中
で１５０時間晒した後の曲げ強度が１０ＭＰａであっ
た。上記の試験から分かるように、ＳｉＣ膜がコーティ
ングされたＴｉＮを含むサイアロンからなる多孔体は、
酸化雰囲気で強度が劣化せず、例えば、ディーゼルエン
ジンの排気ガス処理に使用するディーゼルパティキュレ
ートフィルタＤＰＦには優れている材料であることが分
かる。
【００２５】また、この発明による排気ガス処理用フィ
ルタ（即ち、ＳｉＣ膜がコーティングされたＴｉＮを含
むサイアロンからなる多孔体）と、コーティングをして
いない多孔体（即ち、比較試料）とを、酸化雰囲気中に
暴露した即ち晒した後に、電子顕微鏡で組織を観察した
結果、比較試料のものはＴｉＮの酸化が進んでいること
が判明した。このことより、比較試料のものは電気伝導
性も変化しており、この材料を通電加熱して用いる場合
にも好ましくないことが判明した。更に、この排気ガス
処理用フィルタを構成するＴｉＮを含むサイアロンとＳ
ｉＣのＣＶＤ膜との熱膨張係数は、両者共、５×１０
- 6 ／Ｋであり、ＴｉＮを含むサイアロンから成る多孔
体とＳｉＣ膜との界面での剥離が発生しないことが判明
した。しかも、多孔体にＣＶＤによってコーティングし
たＳｉＣ膜には、焼結助剤が含まれていないため、耐蝕
性にも優れていることが明らかである。
ルタ（即ち、ＳｉＣ膜がコーティングされたＴｉＮを含
むサイアロンからなる多孔体）と、コーティングをして
いない多孔体（即ち、比較試料）とを、酸化雰囲気中に
暴露した即ち晒した後に、電子顕微鏡で組織を観察した
結果、比較試料のものはＴｉＮの酸化が進んでいること
が判明した。このことより、比較試料のものは電気伝導
性も変化しており、この材料を通電加熱して用いる場合
にも好ましくないことが判明した。更に、この排気ガス
処理用フィルタを構成するＴｉＮを含むサイアロンとＳ
ｉＣのＣＶＤ膜との熱膨張係数は、両者共、５×１０
- 6 ／Ｋであり、ＴｉＮを含むサイアロンから成る多孔
体とＳｉＣ膜との界面での剥離が発生しないことが判明
した。しかも、多孔体にＣＶＤによってコーティングし
たＳｉＣ膜には、焼結助剤が含まれていないため、耐蝕
性にも優れていることが明らかである。
【００２６】この排気ガス処理用フィルタの製造方法
は、上記実施例では、ＴｉＮを含むサイアロンから成る
多孔体をポリウレタンフォームを用いて作製したが、ポ
リウレタンフォームを用いることなく、例えば、樹脂粒
子を添加する等で作製することができる。即ち、この排
気ガス処理用フィルタの製造方法において、ＴｉＮを含
むサイアロンから成る多孔体を作製する工程では、Ｔｉ
Ｎ粉末とβサイアロン組成になる原料粉末とを混合して
スラリーを作製し、該スラリーに樹脂粒子を添加混合
し、これを乾燥焼成し、含有する樹脂粒子を焼却して焼
失させ、多孔体を作製することができる。
は、上記実施例では、ＴｉＮを含むサイアロンから成る
多孔体をポリウレタンフォームを用いて作製したが、ポ
リウレタンフォームを用いることなく、例えば、樹脂粒
子を添加する等で作製することができる。即ち、この排
気ガス処理用フィルタの製造方法において、ＴｉＮを含
むサイアロンから成る多孔体を作製する工程では、Ｔｉ
Ｎ粉末とβサイアロン組成になる原料粉末とを混合して
スラリーを作製し、該スラリーに樹脂粒子を添加混合
し、これを乾燥焼成し、含有する樹脂粒子を焼却して焼
失させ、多孔体を作製することができる。
【００２７】或いは、この排気ガス処理用フィルタの製
造方法において、ＴｉＮを含むサイアロンから成る多孔
体を作製する工程では、ＴｉＮとβサイアロン組成にな
る原料とを粗い粒子で構成し、これらの原料粒子を混合
し、焼成温度をコントロールして気孔率をコントロール
して所望の気孔率を有する多孔体を作製することができ
る。
造方法において、ＴｉＮを含むサイアロンから成る多孔
体を作製する工程では、ＴｉＮとβサイアロン組成にな
る原料とを粗い粒子で構成し、これらの原料粒子を混合
し、焼成温度をコントロールして気孔率をコントロール
して所望の気孔率を有する多孔体を作製することができ
る。
【００２８】
【発明の効果】この発明による排気ガス処理用フィルタ
及びその製造方法は、上記のように構成されており、次
のような効果を有する。即ち、この発明は、ＴｉＮを含
むサイアロンから作製した多孔体の表面及び骨格表面に
ＣＶＤによってＳｉＣの被膜をコーティングしたので、
前記多孔体自体はＳｉＣ膜をコーティングすることによ
って高温酸化雰囲気でも劣化することがなく、高強度を
維持でき安定している。また、この排気ガス処理用フィ
ルタは、通電加熱ができる耐久性に富んだ材料となり、
例えば、ディーゼルエンジンから排気される排気ガスを
浄化するＤＰＦのフィルタとして極めて有効な材料とな
る。即ち、ディーゼルエンジンの排気ガス処理用フィル
タに適用して通電加熱すれば、カーボン、煤、ＨＣ等の
パティキュレート即ち粒子状物質を燃焼焼却させること
ができ、フィルタ内にはパティキュレートが過剰に堆積
することがなく、フィルタが常に良好な状態で排気ガス
を焼却処理することができ、フィルタを長期にわたって
連続して使用することができる。
及びその製造方法は、上記のように構成されており、次
のような効果を有する。即ち、この発明は、ＴｉＮを含
むサイアロンから作製した多孔体の表面及び骨格表面に
ＣＶＤによってＳｉＣの被膜をコーティングしたので、
前記多孔体自体はＳｉＣ膜をコーティングすることによ
って高温酸化雰囲気でも劣化することがなく、高強度を
維持でき安定している。また、この排気ガス処理用フィ
ルタは、通電加熱ができる耐久性に富んだ材料となり、
例えば、ディーゼルエンジンから排気される排気ガスを
浄化するＤＰＦのフィルタとして極めて有効な材料とな
る。即ち、ディーゼルエンジンの排気ガス処理用フィル
タに適用して通電加熱すれば、カーボン、煤、ＨＣ等の
パティキュレート即ち粒子状物質を燃焼焼却させること
ができ、フィルタ内にはパティキュレートが過剰に堆積
することがなく、フィルタが常に良好な状態で排気ガス
を焼却処理することができ、フィルタを長期にわたって
連続して使用することができる。
【００２９】即ち、前記フィルタを構成する前記多孔体
については、表面に炭化ケイ素の膜が形成されており、
排気ガス中に含まれるカーボン、煤、ＨＣ等の粒子状物
質がその多孔体に入って衝突する際に、いたるところに
衝突して多孔体内に堆積するが、前記多孔体は通電して
加熱されるので、その熱によって粒子状物質は、酸素と
反応してカーボンは炭酸ガスになり、ＨＣは炭酸ガスと
蒸気になり、或いはＳはＳＯ2 に変換してガスになって
排出される。従って、前記フィルタ内には粒子状物質が
過剰に堆積することがなく、前記フィルタは常に良好な
状態で排気ガスを通過させることができ、前記フィルタ
を安定して連続して使用することができ、前記フィルタ
の耐久性を向上できる。
については、表面に炭化ケイ素の膜が形成されており、
排気ガス中に含まれるカーボン、煤、ＨＣ等の粒子状物
質がその多孔体に入って衝突する際に、いたるところに
衝突して多孔体内に堆積するが、前記多孔体は通電して
加熱されるので、その熱によって粒子状物質は、酸素と
反応してカーボンは炭酸ガスになり、ＨＣは炭酸ガスと
蒸気になり、或いはＳはＳＯ2 に変換してガスになって
排出される。従って、前記フィルタ内には粒子状物質が
過剰に堆積することがなく、前記フィルタは常に良好な
状態で排気ガスを通過させることができ、前記フィルタ
を安定して連続して使用することができ、前記フィルタ
の耐久性を向上できる。
【図１】この発明による排気ガス処理用フィルタを製造
する工程を示すブロック図である。
する工程を示すブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 38/06 ＺＡＢ Ｅ 41/87 ＺＡＢ Ｇ Ｒ Ｆ０１Ｎ 3/02 ＺＡＢ ３０１ Ｄ
Claims (7)
- 【請求項１】 排気通路に設置されるケーシング内に収
容されて排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する排
気ガス処理用フィルタにおいて、ＴｉＮを含むサイアロ
ンから作製されている多孔体、及び該多孔体の表面及び
骨格表面にコーティングされているＳｉＣ膜から構成し
たことを特徴とする排気ガス処理用フィルタ。 - 【請求項２】 排気通路に設置されるケーシング内に収
容されて排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する排
気ガス処理用フィルタの製造方法において、ＴｉＮ粉末
とβサイアロン組成になる原料粉末とを混合して混合物
を作製し、該混合物を焼成してＴｉＮを含むサイアロン
から成る多孔体を作製し、該多孔体の表面及び骨格表面
にＣＶＤによってＳｉＣ膜をコーティングしたことを特
徴とする排気ガス処理用フィルタの製造方法。 - 【請求項３】 ＴｉＮを含むサイアロンから成る多孔体
を作製する工程において、ＴｉＮ粉末とβサイアロン組
成になる原料粉末とを混合してスラリーを作り、該スラ
リーをポリウレタンフォームに含浸し、これを乾燥固化
して焼成して多孔体を作製することを特徴とする請求項
２に記載の排気ガス処理用フィルタの製造方法。 - 【請求項４】 ＴｉＮを含むサイアロンから成る多孔体
を作製する工程において、ＴｉＮ粉末とβサイアロン組
成になる原料粉末とを混合してスラリーを作り、該スラ
リーに樹脂粒子を添加して混合し、これを乾燥固化して
焼成して多孔体を作製することを特徴とする請求項２に
記載の排気ガス処理用フィルタの製造方法。 - 【請求項５】 ＴｉＮを含むサイアロンから成る多孔体
を作製する工程において、ＴｉＮとβサイアロン組成に
なる原料とを粗い粒子で構成して原料粒子を作り、これ
らの原料粒子を配合混合して混合物を作り、該混合物を
焼成温度をコントロールして気孔をコントロールして多
孔体を作製することを特徴とする請求項２に記載の排気
ガス処理用フィルタの製造方法。 - 【請求項６】 前記βサイアロン組成になる原料粉末
は、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＡｌＮ、Ａｌ2 Ｏ3 及びＹ2 Ｏ3 の混
合物から成り、Ｓｉ6 - Z ＡｌZ ＯZ Ｎ8 - Zの組成に
おいて、Ｚ＝０．５となるように配合されていることを
特徴とする請求項２、３、４又は５に記載の排気ガス処
理用フィルタの製造方法。 - 【請求項７】 前記多孔体の表面及び骨格表面にＳｉＣ
膜をＣＶＤによってコーティングする工程は、クロロシ
ランとＮ2 とを用いて高温炉中でＣＶＤを行ったことを
特徴とする請求項２、３、４、５又は６に記載の排気ガ
ス処理用フィルタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5029689A JPH06218213A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 排気ガス処理用フィルタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5029689A JPH06218213A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 排気ガス処理用フィルタ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218213A true JPH06218213A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=12283081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5029689A Pending JPH06218213A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 排気ガス処理用フィルタ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06218213A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1382590A3 (en) * | 2002-07-19 | 2004-06-30 | Erbicol SA | Open cell foam ceramic material |
| KR100734924B1 (ko) * | 2007-04-14 | 2007-07-03 | 신원식 | 슬러지 탄화물을 담지한 악취 및 휘발성유기화합물 처리용다공성 폴리우레탄 폼 담체의 제조방법 및 그에 의해제조된 다공성 폴리우레탄 폼 담체 |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP5029689A patent/JPH06218213A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1382590A3 (en) * | 2002-07-19 | 2004-06-30 | Erbicol SA | Open cell foam ceramic material |
| KR100734924B1 (ko) * | 2007-04-14 | 2007-07-03 | 신원식 | 슬러지 탄화물을 담지한 악취 및 휘발성유기화합물 처리용다공성 폴리우레탄 폼 담체의 제조방법 및 그에 의해제조된 다공성 폴리우레탄 폼 담체 |
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