JPH0699011A - 繊維セラミックフィルタ - Google Patents
繊維セラミックフィルタInfo
- Publication number
- JPH0699011A JPH0699011A JP4066955A JP6695592A JPH0699011A JP H0699011 A JPH0699011 A JP H0699011A JP 4066955 A JP4066955 A JP 4066955A JP 6695592 A JP6695592 A JP 6695592A JP H0699011 A JPH0699011 A JP H0699011A
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- JP
- Japan
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- fiber
- ceramic
- weight
- cordierite
- filter
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- 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.)
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フィルタ全体として熱膨張率が低くスポーリ
ングが極めて起こりにくい繊維セラミックフィルタを提
供する。 【構成】 コーディエライト組成からなるセラミック繊
維と焼成後にコーディエライトになる原料粉末とから作
られ、セラミック繊維同士がコーディエライトにより結
合された繊維セラミックフィルタ。
ングが極めて起こりにくい繊維セラミックフィルタを提
供する。 【構成】 コーディエライト組成からなるセラミック繊
維と焼成後にコーディエライトになる原料粉末とから作
られ、セラミック繊維同士がコーディエライトにより結
合された繊維セラミックフィルタ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は繊維セラミックフィルタ
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ディーゼルエンジンの排ガス中
に含まれるパーティキュレートを除去するためのフィル
タとしては、コーディエライト等のセラミック押出成形
によるハニカム構造体等が使用されている。これらは耐
熱性にはすぐれているが粉体の焼結体であるので多孔性
に欠け、又平均孔径も極めて小さいため通気抵抗が高
く、目詰まりを生じ易いという問題がある。
に含まれるパーティキュレートを除去するためのフィル
タとしては、コーディエライト等のセラミック押出成形
によるハニカム構造体等が使用されている。これらは耐
熱性にはすぐれているが粉体の焼結体であるので多孔性
に欠け、又平均孔径も極めて小さいため通気抵抗が高
く、目詰まりを生じ易いという問題がある。
【０００３】そこで、特開昭５８−２２３４２０号公報
はアルミナ繊維、シリカ繊維又はシリカ−アルミナ繊維
などの耐熱性無機質のセラミック繊維をシリカ−アルミ
ナ質系粘土で焼結させた繊維セラミックをハニカム形状
のフィルタとして用いることを開示している。又特開昭
６２−５６７７１号公報はアルミノシリケート繊維、ム
ライト繊維又はアルミナ繊維をセラミック原料粉末で焼
結させた繊維セラミックをハニカム形状のフィルタとし
て用いることを開示している。
はアルミナ繊維、シリカ繊維又はシリカ−アルミナ繊維
などの耐熱性無機質のセラミック繊維をシリカ−アルミ
ナ質系粘土で焼結させた繊維セラミックをハニカム形状
のフィルタとして用いることを開示している。又特開昭
６２−５６７７１号公報はアルミノシリケート繊維、ム
ライト繊維又はアルミナ繊維をセラミック原料粉末で焼
結させた繊維セラミックをハニカム形状のフィルタとし
て用いることを開示している。
【０００４】しかし、上述のような繊維セラミックは熱
膨張係数が大きいのでディーゼルパティキュレートを捕
集後焼却して再生するようなときの急激な温度勾配によ
って発生する熱応力によってクラックが生じフィルタが
破壊される場合があった。
膨張係数が大きいのでディーゼルパティキュレートを捕
集後焼却して再生するようなときの急激な温度勾配によ
って発生する熱応力によってクラックが生じフィルタが
破壊される場合があった。
【０００５】そこで上記スポーリングを防止するため、
特開平２−３０２３７４号公報は、アルミナとシリカを
主成分とするセラミック繊維７５〜９５重量％とマグネ
シア換算で５〜２５重量％のマグネシア原料とを均一に
分散、成形し、１３００〜１４００℃で焼成してなり、
繊維部分を主としてコーディエライト相及びムライト相
となす一方、マトリックスを主としてコーディエライト
相及びフォルステライト相となした繊維質セラミックス
を提案している。
特開平２−３０２３７４号公報は、アルミナとシリカを
主成分とするセラミック繊維７５〜９５重量％とマグネ
シア換算で５〜２５重量％のマグネシア原料とを均一に
分散、成形し、１３００〜１４００℃で焼成してなり、
繊維部分を主としてコーディエライト相及びムライト相
となす一方、マトリックスを主としてコーディエライト
相及びフォルステライト相となした繊維質セラミックス
を提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記特開
平２−３０２３７４号公報に提案された繊維質セラミッ
クスもディーゼルパティキュレートを捕集後焼却して再
生するようなときの急激な温度勾配によって発生するス
ポーリングを防止するには未だ不充分であることがわか
った。
平２−３０２３７４号公報に提案された繊維質セラミッ
クスもディーゼルパティキュレートを捕集後焼却して再
生するようなときの急激な温度勾配によって発生するス
ポーリングを防止するには未だ不充分であることがわか
った。
【０００７】本発明の目的は、フィルタ全体として熱膨
張率が低くスポーリングが極めて起こりにくい繊維セラ
ミックフィルタを提供することである。
張率が低くスポーリングが極めて起こりにくい繊維セラ
ミックフィルタを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミック繊
維又はセラミック繊維とセラミック原料粉末の混合物よ
りなる紙から作られた繊維セラミックフィルタにおい
て、セラミック繊維がコーディエライト組成からなる繊
維であり、かつセラミック原料粉末が焼成後にコーディ
エライトになる組成であり、セラミック繊維同士がコー
ディエライトにより結合されている繊維セラミックフィ
ルタを提供する。
維又はセラミック繊維とセラミック原料粉末の混合物よ
りなる紙から作られた繊維セラミックフィルタにおい
て、セラミック繊維がコーディエライト組成からなる繊
維であり、かつセラミック原料粉末が焼成後にコーディ
エライトになる組成であり、セラミック繊維同士がコー
ディエライトにより結合されている繊維セラミックフィ
ルタを提供する。
【０００９】上記繊維セラミックフィルタからなるディ
ーゼルパティキュレートトラップフィルタ素子を作るの
に用いることができる。
ーゼルパティキュレートトラップフィルタ素子を作るの
に用いることができる。
【００１０】前記セラミック繊維は、前記セラミック原
料粉末との合計量を基準として２０〜９０重量％である
ことがより望ましい。２０重量％より少ないときは繊維
を入れた効果の発現が不充分で、多孔性に欠け、孔径の
小さいものとなるおそれがある。一方９０重量％より多
いとフィルタとしての孔が大き過ぎてフィルタとしての
作用を果さなくなるおそれがある。
料粉末との合計量を基準として２０〜９０重量％である
ことがより望ましい。２０重量％より少ないときは繊維
を入れた効果の発現が不充分で、多孔性に欠け、孔径の
小さいものとなるおそれがある。一方９０重量％より多
いとフィルタとしての孔が大き過ぎてフィルタとしての
作用を果さなくなるおそれがある。
【００１１】前記セラミック繊維及びセラミック原料粉
末の化学組成は、MgO ：１２〜１６重量％、Al2O3 ：３
０〜４５重量％及びSiO2：４２〜５６重量％が好まし
く、更に好ましくは、MgO ：１２．５〜１５重量％、Al
2O3 ：３２〜３８重量％及びSiO2：４７〜５３重量％で
ある。そして上記セラミック繊維及びセラミック原料粉
末の焼成後のセラミックは、結晶の主成分がコーディエ
ライトである。
末の化学組成は、MgO ：１２〜１６重量％、Al2O3 ：３
０〜４５重量％及びSiO2：４２〜５６重量％が好まし
く、更に好ましくは、MgO ：１２．５〜１５重量％、Al
2O3 ：３２〜３８重量％及びSiO2：４７〜５３重量％で
ある。そして上記セラミック繊維及びセラミック原料粉
末の焼成後のセラミックは、結晶の主成分がコーディエ
ライトである。
【００１２】
【作用】本発明フィルタは、繊維の部分及びその結合部
分がすべてコーディエライトから成るので、熱膨張係数
を十分に小さくすることができムライト質フィルタ等に
比べ耐熱衝撃性が格段に向上している。また通常の押出
成形で作られるコーディエライトハニカムに比べて気孔
率が大きくなり圧力損失が小さくなるという長所を持
ち、耐熱衝撃性も向上する。
分がすべてコーディエライトから成るので、熱膨張係数
を十分に小さくすることができムライト質フィルタ等に
比べ耐熱衝撃性が格段に向上している。また通常の押出
成形で作られるコーディエライトハニカムに比べて気孔
率が大きくなり圧力損失が小さくなるという長所を持
ち、耐熱衝撃性も向上する。
【００１３】
【実施例】実施例１ 組成がSiO2５１重量％、Al2O3 ３５重量％、MgO １４重
量％のコーディエライト組成繊維（平均繊維長２mm、平
均繊維径３μm ）５５重量部とコーディエライト組成粘
土粉末４５重量部と有機質結合剤１０重量部とからなる
紙（厚さ０．５mm、坪量５００ｇ／m2）を常法により抄
造した。
量％のコーディエライト組成繊維（平均繊維長２mm、平
均繊維径３μm ）５５重量部とコーディエライト組成粘
土粉末４５重量部と有機質結合剤１０重量部とからなる
紙（厚さ０．５mm、坪量５００ｇ／m2）を常法により抄
造した。
【００１４】この紙を９０mm角に切断し、電気炉に入れ
て１４００℃で２時間焼成することにより、コーディエ
ライトペーパ基板を得た。この基板の中央部をアセチレ
ンバーナでライン状に加熱することにより、熱衝撃試験
を行なった。その結果、基板表面温度が１０５０℃にな
ってもクラックは認められなかった。
て１４００℃で２時間焼成することにより、コーディエ
ライトペーパ基板を得た。この基板の中央部をアセチレ
ンバーナでライン状に加熱することにより、熱衝撃試験
を行なった。その結果、基板表面温度が１０５０℃にな
ってもクラックは認められなかった。
【００１５】また、得られた紙の半量を段ボール加工機
によりコルゲート加工し、未加工の平板状のものとを交
互に重ねて有機結合剤で接着し、巻き取ってハニカム構
造とした。このハニカム構造体のセル開口部をコーディ
エライト組成粘土で交互に充填し閉塞されたセルが集合
した形状のハニカム構造体を得た。これを空気中で、１
４００℃まで昇温し２時間加熱焼成して図１に示した形
状の構造体を作った。図１はフィルタ素子の具体的構成
であり、一端が閉塞された多数のセルを有する構造体１
であって、構造体１の一方に開口したセル内に送り込ま
れた流体が、セル壁を通過して、構造体１の他方に開口
し、隣接したセルに移行して排出されるよう構成してい
る。図中の矢印Ａ及びＢは流体の流れの方向を示す。こ
のようにすれば、限られた容積の中でフィルタとしての
有効面積を極めて大きく取ることができ、コンパクトで
経済的なフィルタ素子を得ることができる。
によりコルゲート加工し、未加工の平板状のものとを交
互に重ねて有機結合剤で接着し、巻き取ってハニカム構
造とした。このハニカム構造体のセル開口部をコーディ
エライト組成粘土で交互に充填し閉塞されたセルが集合
した形状のハニカム構造体を得た。これを空気中で、１
４００℃まで昇温し２時間加熱焼成して図１に示した形
状の構造体を作った。図１はフィルタ素子の具体的構成
であり、一端が閉塞された多数のセルを有する構造体１
であって、構造体１の一方に開口したセル内に送り込ま
れた流体が、セル壁を通過して、構造体１の他方に開口
し、隣接したセルに移行して排出されるよう構成してい
る。図中の矢印Ａ及びＢは流体の流れの方向を示す。こ
のようにすれば、限られた容積の中でフィルタとしての
有効面積を極めて大きく取ることができ、コンパクトで
経済的なフィルタ素子を得ることができる。
【００１６】このフィルタ素子のディーゼルパティキュ
レートの捕集効率は８０％であった。
レートの捕集効率は８０％であった。
【００１７】比較例１ 組成がSiO2２８重量％、Al2O3 ７２重量％のムライト繊
維（平均繊維長２mm、平均繊維径３μm ）５５重量部と
コーディエライト組成粘土粉末４５重量部と有機質結合
剤１０重量部とからなる紙（厚さ０．５mm、坪量５００
ｇ／m2）を実施例１と同様に常法により抄造した。
維（平均繊維長２mm、平均繊維径３μm ）５５重量部と
コーディエライト組成粘土粉末４５重量部と有機質結合
剤１０重量部とからなる紙（厚さ０．５mm、坪量５００
ｇ／m2）を実施例１と同様に常法により抄造した。
【００１８】この紙を実施例１と同様に９０mm角として
焼成し熱衝撃試験を行なった。その結果、基板表面温度
が５００℃になった時にクラックが発生した。
焼成し熱衝撃試験を行なった。その結果、基板表面温度
が５００℃になった時にクラックが発生した。
【００１９】比較例２ 組成がSiO2５２重量％、Al2O3 ４８重量％のアルミノシ
リケート繊維（平均繊維長２mm、平均繊維径２μm ）５
５重量部とこれと同じものをボールミルで粉砕して平均
長さ５〜１５μm となったアルミノシリケート繊維４５
重量部の混合物に、Ｍｇ（ＯＨ）2 試薬を１５重量部添
加し、さらに有機質結合剤１０重量部を加えて常法によ
り紙（厚さ０．５mm、坪量５００ｇ／m2）を抄造した。
リケート繊維（平均繊維長２mm、平均繊維径２μm ）５
５重量部とこれと同じものをボールミルで粉砕して平均
長さ５〜１５μm となったアルミノシリケート繊維４５
重量部の混合物に、Ｍｇ（ＯＨ）2 試薬を１５重量部添
加し、さらに有機質結合剤１０重量部を加えて常法によ
り紙（厚さ０．５mm、坪量５００ｇ／m2）を抄造した。
【００２０】この紙を実施例１と同様に９０mm角に切断
して焼成し、熱衝撃試験を行なった。その結果、基板表
面温度が６００℃になった時に、クラックが発生した。
して焼成し、熱衝撃試験を行なった。その結果、基板表
面温度が６００℃になった時に、クラックが発生した。
【００２１】実施例２ 組成がSiO2４９重量％、Al2O3 ３８重量％、MgO １３重
量％のコーディエライト組成繊維（平均繊維長２mm、平
均繊維径３μm ）以外は実施例１と同様の方法で紙を抄
造し、切断、焼成して熱衝撃試験を行なった。その結
果、実施例１と同様に、基板表面温度が１０５０℃にな
ってもクラックは認められなかった。
量％のコーディエライト組成繊維（平均繊維長２mm、平
均繊維径３μm ）以外は実施例１と同様の方法で紙を抄
造し、切断、焼成して熱衝撃試験を行なった。その結
果、実施例１と同様に、基板表面温度が１０５０℃にな
ってもクラックは認められなかった。
【００２２】比較例３〜５ 表１に示すセラミック繊維及びセラミック原料粉末を用
いて、実施例１と同様にしてフィルタを作り、同様にし
てクラック発生温度を測定した。
いて、実施例１と同様にしてフィルタを作り、同様にし
てクラック発生温度を測定した。
【００２３】比較例６ 表１に示すセラミック原料粉末を用いてハニカム押出品
を作り実施例１と同様にして焼成し、同様にしてクラッ
ク発生温度を測定した。
を作り実施例１と同様にして焼成し、同様にしてクラッ
ク発生温度を測定した。
【００２４】以上の結果を、各例のフィルタの熱膨張係
数と共に表１に示す。
数と共に表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、フィルタ全体としての
熱膨張係数が低くスポーリングが極めて起こりにくい繊
維セラミックフィルタが得られる。
熱膨張係数が低くスポーリングが極めて起こりにくい繊
維セラミックフィルタが得られる。
【図１】本発明のフィルタ素子の１例の斜視図。
１…フィルタ素子を構成する構造体
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミック繊維よりなる紙又はセラミッ
ク繊維とセラミック原料粉末の混合物よりなる紙から作
られた繊維セラミックフィルタにおいて、前記セラミッ
ク繊維がコーディエライト組成からなる繊維であり、か
つ前記セラミック原料粉末が焼成後にコーディエライト
になる組成であり、前記セラミック繊維同士がコーディ
エライトにより結合されていることを特徴とする前記繊
維セラミックフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4066955A JPH0699011A (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 繊維セラミックフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4066955A JPH0699011A (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 繊維セラミックフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0699011A true JPH0699011A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=13330959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4066955A Withdrawn JPH0699011A (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 繊維セラミックフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0699011A (ja) |
-
1992
- 1992-03-25 JP JP4066955A patent/JPH0699011A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |