JPS6069228A - デイ−ゼル機関排気ガス系用粒状物ろ過器 - Google Patents

デイ−ゼル機関排気ガス系用粒状物ろ過器

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JPS6069228A
JPS6069228A JP59156468A JP15646884A JPS6069228A JP S6069228 A JPS6069228 A JP S6069228A JP 59156468 A JP59156468 A JP 59156468A JP 15646884 A JP15646884 A JP 15646884A JP S6069228 A JPS6069228 A JP S6069228A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ディーゼル機関排気ガス系の一部として使用
される粒状物５濾過器に関する。
懸濁粒状物を含む流体−気体または（および）液体−か
らの固体粒状物の除去は、通常５濾過器を用いて為され
る。全般に５濾過器は、（１）５濾過器の入口表面から
出口表面に流れる流体に対して透過性であり、そして（
２）粒状物の殆んどまたは全てが流体と共に５濾過器内
を完全に通過するのを所望の如くに拘束できるように、
内部に伸びており、（相互連絡されてもよく）そして小
横断面寸法または最小直径を持つ複数の気孔を右した製
品または素材の形の多孔性固体材料で作られる。かかる
気孔はいわゆる［Ａ−プン・ポロシティ−１または［ア
クセシブル・ポロシティ］を構成する。
拘束粒状物は５濾過器の入口表面または（および）気孔
内に捕集され、−力流体はこれらの捕集粒状物およびヂ
過器を通過し続（）る。一部または全ての気孔の各々の
最小横断面寸法は一部または全ての粒状物の寸法よりも
大であり１ｑる。しかしその寸法差は、５濾過器内を流
れる流体の５濾過中に有意量または所望量の粒状物が５
濾過器上または（および＞　５濾過器内に拘束または捕
集されるような値に制限される。捕集粒状物の品が増す
につれて、通常デ過器中の流体流速は望ましくない値ま
で下がる。この時点でデ過器は使い捨て／交換可能要素
として廃棄され、またはす過器を再使用できるように５
濾過器から捕集粒状物を適切に除去することにより再生
される。
有用な５濾過器について全般に次の４点が主に考慮され
る： （１）５濾過効率二流体が５濾過器を通過する時に所定
容積の流体から除去される、該流体容積中の懸濁粒状物
の間（通常は５濾過器通過前の所定流体容積中に最初に
含まれる全粒状物に対する重量％として表わされる）； （２）　流速：５濾過器および捕集粒状物を通過する単
位時間当りの流体容積、または関連続供給系においては
、５濾過器が無い場合の系内圧力と比較した、ヂ過器お
よびう濾過器上の捕集粒状物の存在によって系内の５濾
過器より上流に生じる背圧または増加圧力； （３）　連続運転時間＝５濾過効率または（および）流
速／背圧が不満足な値になって５濾過器交換または（お
よび）再生が必要となる迄のす過器連続使用累積時間；
および （４）　小型構造：最良の組合せのヂ過効率、流速／背
圧および連続運転時間を達成するための省空間最小容積
および形状。
高められた温度での流体５濾過については、５濾過器内
の主要温度条件およびヂ過器と接触する流体および懸濁
粒状物の化学的反応性の下で適切な機械的および化学的
耐久性を持つ５濾過器をも考慮しなければならない。
前記の考慮事項、特に全般的な４主要点は、下記に例示
される先行技術５濾過器または不完全な５濾過器示唆に
よると種々の成金に組込まれているがしかし十分に満足
できる王台に組込まれているとは思われない。
米国特許第２，８８４，０９１号、第２，９５２，３３
３号および第３，２４２，６４９号にはひだ付のヂ過器
材料多孔簿板からなる種類の５濾過器を記しており、そ
の層には、平行な波またはひだがひだ付板の折り目に対
して実質的に垂直に延びている波形またはひだ付スペー
サが差込まれている。要するに流体はスペーサで限定さ
れた完全く１層または列を為すセルに入り、デ過器板の
各側だけを通過して（スペーサ内の隣接セルを分離する
スペーサの波またはひたヒグメント内を通過せずに）５
濾過される。更にこれらの波は、実質的に３０°よりも
小さな内角度の「角」を持つ正弦波状の幾何形状の為す
横断面を有したセル状通路を包含する。
英国特許出願第８４８，１２９号は、波形スペーサを差
込む代りに、ひだ間の間隔を保つためのスペーサえくぼ
の付いたヂ過器材料多孔薄板を用いた別の形のひだ付デ
過器を示している。
米国特許第３，３４６，１２１号には、各層内の（しか
し必ずしも層から層へではない）交互配列状の流路また
は通路の端部を閉塞する対向鋸歯状の横方向部分を持ち
、各層内の流体が多孔壁を通過して５濾過されるように
為した波形層構造の多孔薄壁ハネカム外観器が開示され
ている。この波配列は、実質的に３０°より小さな内角
酊によって形成された多数の角を持つ横断面幾何形状を
流路またはセルが有した配列になっている。更に層状構
造は、層が互いに隣接して二重層および時には三重層ま
たは壁厚と等しくなった多数の部分を含む。
米国特許第３，５３３，７５３号は、交差「細管」流路
の層状網状組織を持つ触媒体を記している。これらの流
路は燃焼排気ガス塵または沈降粒子用の５濾過器体とし
て機能でき、それらは米国特許第４，０５４．４１７号
に記される如きディーゼル機関排気煤または粒状物であ
り得る。
米国特許第３，６３７，３５３号には、ディーゼル機関
により生じる排気ガスから粒状物を５戸別するための流
体流動細隙を有した粒状触媒の管状充填床が開示されて
いる。
米国特許第４，０５４，４１７号は又、米国特許第３，
５３３．７５３号の材料の代替として且つ類似した王台
に（即ち流体が全流路に流入し通過しそして流出する王
台に）、タービン機関用熱交換器または自動車用の単体
接触転化器に用いられる既知月利（例えば波形＠造とし
て米国特許第３，１１２．１８４＠に、および押出構造
として米国特許第３，７９０，６５４号に開示される如
きもの）の開示ディーゼル排気５濾過器の製作を示唆し
ている。
米国■ンビロメンタル・プロテクション・エージエンシ
ーの研究報告Ｅ　Ｐ　Ａ　−６００／　２−７７−０５
６は、波形および押出両方のハネカム外観の幾つかの商
業的に入手可能な多孔薄壁セラミック単体がディーゼル
排気粒状物用に可能なす過器であることを示唆している
。しかしこの研究報告に示される配列は、横断面に３０
°より小さな角度の内角を有した交Ｕ層直交流設計の波
形単体だＧノであり、排気ガスはセルまたは通路の層間
の薄壁だ【ノを通過するように為される。この報告はま
たセラミック繊維の接着多孔素材がディーゼル排気粒状
物のヂ過器に適切であることを示唆している。しかしな
がら、この報告は背圧が問題となるディーゼル機関系内
の排気ガスを取扱ったものではなく、また対向するセル
端が交互に封止されたセラミックハネカム５濾過器を開
示するものでもない。
英国特許第１，４４０，１８４号は、耐火性金属酸化物
繊維の接着多孔板を、粒状物質含有高温廃ガスおよび鋳
造前の溶融金属のヂ過に用いるための波形または型押ハ
ネカム構造物に形成できることを開示している。前記の
場合の如く、波形または型押構造物の横断面は３０°よ
りはるかに小さな多数の内角麿の角を含む。
米国特許第３，８９３，９１７号および第３，９６２，
０８１号は、溶融金属が発泡構造を通過する時に溶融金
属から同伴固体または包含粒状物を除去するためのセラ
ミック発泡５濾過器を記している。
米国特許第４，０４１，５９１号および第４，０４１，
５９２号には、各通路に入った流体が流れ続けて、セル
壁を通過せずに通路の開放出口端から流出するように、
全てのセルまたは通路を平行に為した薄壁ハネカム構造
の多流体流動通路体が開示されている５交互の選択され
たセル列または層の末端は封止されて、流体導管へ流れ
を別々に分配するのに得策なように為される。これらの
物体について示される任意的用途は５濾過および浸透で
あり、この場合には最初の組のセルに流入Ｊる流体の一
部が、最初の組のセルと隣接する一つ置きの組のセルと
の間の多孔薄壁を通過して後者の組のセルに流入でき、
一方より一層高濃度の望ましくないまたは分離可能な成
分を含む残りの流体部分が最初の組のセル内を流れ続け
てその開放出口から流出できるように、ハネカム構造体
を形成するために多孔材料が用いられる。後者の用途例
としては飲料水または浄水を製造するための塩水または
不純水の逆浸透５濾過および限外５濾過が挙げられ、こ
の場合には最初の組のセルを限定する多孔壁表面に適切
な選択的透過膜が裏打ちされる。
今や特に前記の４つの主要考慮事項の全てに関して優れ
た組合せの長所を持つと信じられる、流体中の懸濁系か
ら固体粒状物を除去するＩｃめの新規な５濾過器体が考
えられた。５濾過されるべき流体の高められた温度より
高い初期融点を持つ無機〈特にセラミック）材料で製作
した場合には、優れた組合せの長所として、かかる高温
流体による主要ヂ過条件下での適切な機械的および科学
的耐久性に関する点が挙げられる。
この新規な５濾過器体は、セルまたは通路が相互に平行
で入口および出口端面間に長手方向に伸びている、多孔
薄壁ハネカム構造物に基づく。これは、小角度の角を持
つ形状によってもたらされる流体流動パターンおよび粒
状物蓄積パターンに起因して流体が５濾過器に十分に効
果的に接近するのを妨げるような内角度（Ｚ３０°）の
角がセルの横断面幾何形状中に全く存在しないような１
合に、全てのｅル壁全体が隣接入口および出ロレル間に
直接的に効果的な５濾過器を構成する独特な特徴を有す
る。濾過器の入口および出口端面の各々から見ると、交
番する群のセル末端が格子縞またはチェッカー盤配列に
て開放および閉鎖しており、出口端面配列は入口端面配
列と逆になっている。
特に本発明は、構造物の入目および出目端面間に長手方
向に相互に平行に伸びた複数のセルを限定する多孔薄壁
の母材を有するハネカム構造の５濾過器を有する、ディ
ーゼル機関系内の排気ガス中の懸濁系から固体粒状物を
炉別するための装置を提供する。全般に壁厚は約１．５
ｍｍより厚くない（好ましくは最大的０．６３５．であ
る）。壁は、壁を通して流体を完全に流れさせ、大部分
または全ての粒状物が完全に壁を通過するのを拘束する
のに十分な容積および寸法の実質的に均一なランダム相
互連絡されたオープンポロシティを含む。全般にオープ
ンポロシティは、少なくとも約２５容量％（好ましくは
少なくとも約３５容閤％）であり、少なくとも約１μ′
ｒｒＬ（好ましくは少なくとも約３．５μｍ）の平均気
孔直径（慣用的な水銀−貫入ボロシメトリにて測定）を
持つ気孔によって形成される。セルの横断面形状は、３
０°より小さい（好ましくは４５°より小さい）角度の
内角の無い実質的に均一に反復する幾何形状配列を形成
する。入口群のセルは、入口端面で開放し出口端面に隣
接した所で閉鎖される。出口群のセルは、入口端面に隣
接した所で閉鎖され出口端面で開放される。
入口群の各セルは出口群のセルとだけセル壁を共有する
。出口群の各セルは入口群のセルとだけセル壁を共有す
る。
構造物の複数の横方向セクター（例えば環状またはパイ
／楔形）の各々の内部または構造物全体の壁が、かかる
セクター各々の全体または構造物全体における実質的に
均一なデ過のために実質的に均一な厚さを有して、連続
運転時間を最大にするように為すのが共益である。
構造物内の横断面セル密疫は、小型構造内のす過器表面
積を最大にするために全般に少なくども約１．５セル／
ｃｉ＜好ましくは少なくとも約７．７５セル／　ｃｄ）
であるべぎである。
本発明の別の具体例によれば、壁中の相互連絡されるー
ブンボロシティの容積およびオープンポロシティを形成
する気孔の平均気孔直径は、第８図の！１−２−３−４
を結ぶ（好ましくは同図の点１−５−６−４を結ぶ）境
界線により限定される帯域内に存する特徴がある。かか
る気孔率および気孔直径は慣用的な水銀−貫入ポロシメ
トリにより決定される。
これらの製品を製造するための材料として、米国特許第
３，８８５，９７７号に開示される範囲よりも狭い組成
範囲を含むマンガン含有鉱物バッチ組成物から、コーデ
ィエライト結晶構造および低い熱膨服係数を持ら十分な
密度を有する特徴のある焼結生成物を形成できることが
判明した。
更に、予備反応されたコーディエライト材料が廿ラミッ
クパッチ材料の少なくとも５０垂閤％（特に５０−９５
重醋％）を構成する場合に不透質マンガン含有］−ディ
エライト焼結生成物をより一層経済的に望ましく製造で
きることが判った。
この材料は、主要および一次結晶相がコーディエライト
結晶構造であり、約１．７−２．４Ｒ０・　１．９−２
．４Ａ見２０３・　４．５−５，２８　ｉ　０２の分析
モル組成を有し、そして （ａ）　ＲＯがＲＯに対するモル％で表わして約５５−
９５％のＭｎＯおよび５−４５％のＭｏＯを含む、完全
に生のセラミック材料、および （ｂ）　少なくとも約５０重量％の予備反応コーディエ
ライト材料を含み、残りが生セラミック材利であり、こ
の材料中のＲＯがＲＯに対するモル％で表わして約５−
４０％のＭｎＯおよび６０−９５％のＭ≦１０を含む、 から選択される鉱物バッチ組成から作られる不透質素焼
焼結マンガン含有セラミック生成物を与える。
完全に生のセラミック材料から製造された生成物の場合
には、ＲＯの比をＭｒｌＯ約７４−９０モル％およびｔ
ＪＱ　０１０−２６モル％どした生成物がより一層望ま
しい。
生セラミツク材料と予備反応コーディエライト（ｐｒｅ
ｒｅａｃｔｅｄ　ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ　）材料との混
合物から製造された生成物の場合には、ＲＯの比をＭｎ
Ｏ約６−１５モル％およびＭ（＋　０８５−９４モル％
とした生成物がより一層望ましい。更に、予備反応コー
ディエライト材料が鉱物バッチ組成物の約８０−９０重
量％であるのが好ましい。
本発明の最も好ましい形態におけるモル組成は約１．９
−２．ＩＲＱ・１．９−２．１Ａ　９Ｊ２０３・４．９
−５．ＩＳｉ　０２である。
所望ならば、前記の処方におけるＭｏＯを部分的に、米
国特許第３，８８５，９７７Ｍ　（２欄、５５−６４行
）に記される王台にＮ　ｉ　Ｏ、Ｃｏ　Ｏ、Ｆ　ｅ　Ｏ
または（および）ＴｔＯ２の如き他の酸化物で置換でき
る。従って、本明細書中のＭ（１０の記述はかかる任意
的に用い得る部分的置換物を本発明に包含するように意
図される。
生成物は焼結して不透質状態になるのみならず、約１５
−２０Ｘ　１０’　／　’Ｃ（２５−１０００℃）の程
度の典型的な低い熱膨張率（ＣＴＥ）を示す。これらは
、米国特許第３，７９０，６５４号、第３，８９９，３
２６号、第３．９００，５４６号および第３，９１９，
３８４号の方法によるハネカム構造物の製造、おＪ：び
同様の低いＣＴＥを持つコーディエライトハネカム構造
物の結合または充填用のセラミックセメントの製造に特
に適切である。
本発明者は、前記生成物の結合用に適したセメントを見
出した。
一定組成のレラミック基剤に別の一定組成のコーディエ
ライトシャモットを播種し、それに、焼成時にセメント
を発泡させて発泡セラミック素材を生じるのに有効な量
の発泡剤を添加することによって、焼結コーディエライ
ト発泡セラミック素材を形成できる発泡性粒状物セラミ
ックセメントを製造できることが判った。
このセメントは１−４０ｆｆｌ量％のコーディエライト
シャモット、９９−６０重量％のセラミック基剤および
発泡剤からなる。基剤は、約１．７−２．４ＭＯ・１．
２−２．４Ａ見２０３・４．５−５．４８　ｉ　０２か
らなる分析モル組成を有しＭＯがＭＯに対するモル％で
表わして約０−５５％のＭ（１０および少なくとも４５
％のＭｎＯを含む生セラミツク材料である。
焼粉は、前もって焼成微粉砕されそして約１．１−２．
４Ｒ０・　１．９−２．４Ａ９Ｊｚ　Ｏａ　・　４．５
−５．２８１０２からなる分析モル組成を有し、ＲＯが
ＲＯに対するモル％で表わして１％から、ＭＯ即ちＭｏ
ｏのモル％よりも約２０モル％低いモル％値までの量の
ＭｎＯを含み、残りが実質的にＭｈｏであるようなセラ
ミック材料である。ＭＯとＲＯのいずれかまたは両方に
おける少量のＭ（１０を、水明細書で参照した米国特許
第３，８８５，９７７号に記される如＜Ｎｉ　Ｏ，Ｃｏ
　Ｏ，Ｆｅ　ＯおよびＴｉ０ｚの如き等モル量の他の酸
化物で置換えることができる。発泡剤は、はぼセメント
の発泡［１，即ちシャモットおよび基剤がガスによる発
泡に適切な軟化状態となる温度にて分解してガスを放出
する種々の物質から選択できる。かかる物質としては、
好ましくはシャモットまたは（および）基剤中に存する
カチオンの、炭化物、炭酸塩、硫酸塩等の如き化合物が
ある。炭化珪素が好ましい発泡剤であり、シャモットと
基剤の合計に対して約５重量％の実用量までの有効量の
いずれにても（通常は少なくとも０．２５重間％）使用
できる。これより多い量を用いることもできるが付加的
便益はなく、しかし、この場合には発泡素材中のセラミ
ック聞が希釈される。全般に１−２重」％の５ｉＣ（シ
トモットと基剤の合計に対する重量％）が好ましい。
発泡セラミック素材中でコーディエライトを完全に結晶
化させるために、セメント中のシャモットが少なくとも
５重量％であり相応じて基剤が９５重量％を越えないの
が得策である。好ましい比率はシャモット５−２０重量
％、基剤９５−８０重量％である。
本発明は化学量論的コーディエライト帯域と非化学量論
的共融コーディエライト帯域の両方を包含する前記のモ
ル組成範囲内の基本組成物を広範に利用できるが、約１
．７−２．４ＭＯ−１，９−２，４Ａ　９ｔ２０３・４
．５−５，２８　ｌ　０２　ｈ’６’ｔＪル分析モル組
成を有しＭＯが前記の如くである、全般に化学煽論型の
基本組成物を用いるのが好ましい。がかるモル組成が約
１．８−２．１ＭＯ・　１．９−２．ＩＡＱ、２０３　
・４．９−５，２８　ｔ　０２　テア’）ＭＯ１ｆｉ全
ＴＭｎＯであるのが最も好ましい。
ＭＯとＲＯ中のＭｎＯの必要最小差が約２０モル％であ
ることにより、基剤の融点よりも適切な程度に高い融点
をシャモットが持ち、斯くして発泡温度でのシャモット
による適切なコーディエライト結晶化播種効果が確保さ
れる。かかる効果を高めるには、基本組成物のＭＯが約
１５モル％以下のＭｏＯを含むのが好ましい。
約１．８−２．ＩＲＱ　・１．９−２．１Ａ９．．２０
３　・４．９−５．２Ｓ　ｔ　０２の分析組成を有し、
ＲＯが８−１２モル％のＭｎＯを含み残りがｔｖｌｏＯ
であるようなシャモットが最も好ましい。
所望ならば、シャモットと基剤の合計に対して５重量％
程度までの少量の慣用的融剤をセメント中に任意的に含
めることができる。かがる融剤は、本明細書にて参照さ
れた米国特許第３，１８９，５１２号おにび第３，６３
４，１１１号に例示されている。
本発明者は、新規な焼結コーディエライト発泡セラミッ
ク素材を具現するセラミック構造物、および構造物中に
かかる素材を備える方法をも見出した。この構造物は、
小間隔を保つ少なくとも２つのコーディエライトセラミ
ック表面を広く含み、これらの表面間の間隙中にそれら
に結合した素材を有する。またこの方法においては、セ
メントをぜ かかる表面間に配置し、次にこの配置されたセメントを
持った構造物を約１１６０−１３２５℃の範囲の発泡温
度に焼成し、しかる後冷却してセメントを発泡セラミッ
ク素材に転化する。特に流体に対して実質的に不透質の
発泡セラミック素材を得るために、１１７０−１２５０
℃の範囲の発泡温度が好ましい。
これにより低い温度では、適切なセメント発泡が生じな
い。また、少なくとも約り００℃／時間（好ましくは少
なくとも約り００℃／時間）の加熱速葭で発泡温度に焼
成するのが望ましい。これによりはるかに低い加熱速ｒ
！！（例えば５０℃／時間）では、セメントのセラミッ
ク成分が発泡に十分な桿状かくなる前に発泡剤ガスの損
失を引起す悪影響が生じる。
第１図の５濾過器体１は、複数のセル３を限定Ｊ−る交
差した均一な薄さの壁２の母材を有した気泡またはハネ
カム構造（１［１体）を含む。セル３は入口端面４と出
口端面５との間の５濾過器体１内で長手方向に相互に平
行に伸びている。普通はフィルター体１は周壁またはス
キン６をも有する。入口群の交番セルフは入口端面４で
開放し、出口端面５に隣接した所で閉鎖手段８により閉
鎖、封止または閉塞される。手段８は、ｇ１２に付着し
面５から手段８の端面９まで内側へ小距離だけ伸びたシ
ーラントまたはセメント素材であることができる。
他の交番セル１０は出口群を形成し出目端面５で開放し
、閉鎖手段１１により入口端面４に隣接する所で同様に
閉鎖される。閉鎖手段１１も同様に面４から手段１１の
端面１２まで小路＊ｔだけ内側へ伸びている。かように
、端面４および５の所で見ると、交番開放および閉鎖セ
ルは格子縞またはチェッカー盤配列をなり。
１段８および１１を含めた５濾過器体１は、壁２が必要
な相互連絡したオープンポルシティを持ち手段８，１１
が全般に流体不透過性であるような適切な材料で作られ
得る。かかる材料としては、セラミック（全般に結晶質
）、ガラス−セラミック、ガラス、金属、サーメット、
樹脂または有機重合体、紙または編織布（充填物含有ま
たは不含有のもの）等およびそれらの相合せ物を挙げ得
る。壁２およびスキン６については、焼結を引起こすた
めに焼成せしめられた後に多孔質焼結材料を生じる物質
特にセラミック、ガラス−セラミック、ガラス金属また
は（および）サーメットの可塑成形性および焼結性微粒
子または（および）短Ｉｌ維から作るのが好ましい。所
望ならば（成形性粒子バッチまたは混合物用の揮発性可
塑剤／結合剤の他にも）、適切または慣用的な不安定ま
たは可燃性（焼失）添加剤を成形性および焼結性混合物
中に分散して、壁２の焼結材料中に適切で十分なオープ
ンポロシティを備えることができる。更に米国特許第３
，９５０，１７５号に記載の如くに原料を選択すること
によって壁２に必要なオープンポロシティを設計するこ
ともできる。
５濾過器体１はどの適切な技法によっても製作できる。
５濾過器体（栓８，１１を除く）を米国特許第３．７９
０，６５４号、第３，９１９，３８４号および第４，０
０８，０３３号に開示される方法で焼結性混合物の押出
によって作るのが好ましい。かかる生の押出ハネカム体
を次に、米国特許第３，８９９，３２６号に開示される
方法で焼成して焼結状態にする。
次に焼結性または他の適切な混合物をセル３の適切な端
部に圧入して枠手段８．１１を焼結単体１内に形成でき
る。例えばかかる混合物を加圧空気作動式シーラントガ
ンで圧入でき、ガンのノズルは、混合物をセル端部に押
出して閉塞するように端面４．５の適正なセル間［１部
に位置決めされ得る。効果的に製造するように各面４．
５の複数のまたは全ての交番セルに閉塞混合物を同時に
圧入するために、適切な組立または位置決めされたかか
るガン（または複数のガン）のシーラントノズル列を使
用できる。焼結性または他のヒートセット混合物で閉塞
した後に５濾過器体１を焼成すると、壁２の隣接部分に
密着した硬化閉鎖手段８，１１が生じる。これらの栓８
，１１は、５濾過器体１を通過すべき流体に対して実質
的に不透過性である。
所望ならば、シーラント混合物特にセラミックセメント
をセル３の端部に圧入する前に単体１を焼成または焼結
するのは必ずしも必要でない。例えば適切に選択された
セラミックセメントの焼成または発泡温度と実質的に等
しいまたは非常に近い焼成温度を持つセラミック材料で
単体１を作ることができる。この場合には、単体が未焼
成または生の状態であるうちにセメントをセル端に圧入
できる。しかる後生セメント栓付きの生単体を、適切な
温度または単体およびセメント（発泡が特徴である場合
にはその発泡を含む）の焼結をもたらすのに適切な範囲
内の温度に焼成する。
第２図はセル３の縦列（第１図の面Ａ−Ａ）およびセル
３の水平列（第１図の面Ｂ−８）の両方における５濾過
器体１内の流体流動パターンを示す。
流体流動は矢印線１３で示される。かように流体１３は
入口端面４から入口セル７に入るが、栓８の端面９の閉
塞効果の故に流体はある圧力下に、セルフの頂部、底部
および両側にあるセル壁２内の気孔またはオープンポロ
シティを通過する。流体１３が全セル壁２全体を通過す
る一方、セル壁の気孔率は粒状物を多孔蓄積物（これは
ヂ過器体１の交換前にセルフの全てを満たすこともある
）として気孔内および細孔上に拘束するように作用する
。
全セル壁２全体が独特な優れたデ過能力を示す５濾過器
として作用することが判る。入口端面４に隣接する栓１
１の端面１２は流体が逆方向に流れないようにするから
、セル１０に流入した気体１３は次に出目端面５でこれ
らのセルから流出する。又、栓１１は、流体１３が最初
にセルフおよび壁２を通らずに直接セル１０に入るのを
防ぐ。
セル３の横断面形状を第１図の如き正方形にするのが好
ましいが、他の適切な形状のいずれをも用い得る。かか
る他の形状の例を第３−６図に示す。第３図のセル３ａ
は等辺三角形の横方向幾何形状のものであるが、直角三
角形の形であることもできる。第４図のセル３ｂは偏菱
形の横断面形状を持つが、任意的には菱形であってもよ
い。同様に、正方形の代りに矩形で横方向セル形状を形
成できる。製造がさほど容易でない横方向セル形状を第
５図に示すが、これは反復配列した四辺形のセル３Ｃを
構成する。これらの多角形の各々において、小角度の角
での不均一な粒状物蓄積を避Ｉプそして端面４，５に隣
接した所での交番セルの適正完全なｒＪｌ塞を可能とす
るために、交差壁２が６０℃以上の夾角を形成するのが
好ましい。又、ハネカム５濾過器体の機械的強度を＾め
るために、セル壁２の形成材料と同じまたは類似した材
料でセル角に肉付けしまた（よりずかに充填するのが望
ましい場合もある。この後者の考えを拡張して、現在の
ところほど望ましくはないが第６図の如き形状にするこ
ともでき、この場合にはセル３ｄは円形の横方向形状を
持つ。壁２は、最も薄い部分２ａからより一層岸い（最
大肉付けされた）部分２ｂへ実質的に均一に変化する１
合に、全体にわたって実質的に均一な厚さを持つ。後者
の考えの別の代替法としては長円の横方向セル形状が考
えられる。或目的のために望むならば、複数の横方向セ
クター（例えば環状またはパイ／ｐＡ形−すなわち扇形
−のもの）を有した５濾過器体を作り、１つまたは複数
のセクターにおける横方向セル横断面積がもう１つのま
たは他の複数のセクターにおけるかかる面積よりも大で
あるようにし得る。異なる横方向セクターに反復配列の
異なる横方向セル形状を採用することも考え得る。
横方向セル形状に関する５濾過器体の全ての変形におい
て、入口端面で閉塞されたセルが出口端面で開放されイ
してその逆になされるような１合に格子縞配列にて交番
セルが各端面に隣接した所で閉塞される。又、かかるセ
ルの横断面積は、約２−９３セル／ｃｄの範囲の横方向
セル密度を備える寸法にするのが望ましい。相応して、
約０．０５−１．２７　＃ＩＩＩ＋の範囲の厚さの薄壁
を作るのが望ましい。
本発明によれば、個々に約５マイクロメートル乃至０．
０５マイクロメートルの大きさであり得る炭質粒状物に
よる大気汚染を避けるために、ディーゼル機関排気ガス
から炭質粒状物を除去する５濾過装閤が提供される。第
７図は負型的なかかる装置を示し、これは容器または化
２０内に保持された５濾過器体１を含む。５濾過器体１
は第１図に示すものと同じであり、スキン６、人目端面
４から伸びて栓８で閉塞された入口セルフ、および出口
端面５で開放した出口セル１０を有する。缶２０は内燃
機関の排気系に接触転化器ハネカム基体を取付けるのに
採用される慣用的な缶（米国特許第３，４４１，３８１
号参照）と同様のものである。缶２０は各々５濾過器保
持部２３．２４で形成された２つの部分２１．２２、導
管接続具２５．２Ｂ、各々接続具２５．２６を部分２３
゜２４に接続する円錐部２７．２８、および合いフラン
ジ２９、３０を有する。合いフランジ２９．３０は（例
えば図示されないボルトおよびナラ１へにより）機械的
に共に締付けられて缶を適切に使用状態に組立てた状態
に保ち、５濾過器体１の交換時に缶２０を開くためには
ずされ得るようになされる。Ｌ形横断面の内部環状取付
部材３１．３２は、各々而４．５に接触して５濾過器体
１を化２０内の適正な固定軸方向位置に保つように、各
々部分２３．２４に締付けられる。
デ過器体１に対する機械的衝撃や振動を緩和するために
、メタルメツシュ、耐火ＩＮ等の包装材料またはマット
３３でヂ過器体１を囲むのが普通望ましく、マット３３
は５濾過器体１と部分２３．２４との間の環状空間を満
たし得る。ヂ過器体１からの熱損失および部分２３．２
４の過熱を最小とするためにガラスまたは鉱質綿マット
の如き断熱材料３４の層をも５濾過器体１の囲りに巻く
ことができる。
接続具２５．２６はディーゼル機関の排気ガス導管に適
切に（例えば溶接またはガスケット付の機械的継手によ
り締付６）られる。缶２０を機関排気マニホルドから少
し遠くの下流側の排気ガス導管内に配置して導管の一部
を形成するようにできるが、缶２０を排気マニホルド出
口の近くまたは出口部に配置するのが望ましい。後者の
配置によると、排気マニホルドから出た時のより一層高
温の排気ガスを利用して、ガス中の過剰邑の空気を用い
て、ナ過器体１中に拘束された炭質粒状物を燃焼させて
更にガス状燃焼生成物を形成することにより、デ過器体
１の再生を容易にできる。このガス状燃焼生成物は、次
に５濾過器体１を通過して流出し、接続具２６を経て、
接続具２６に締６０プられた尾筒（図示されず）に放出
され得る。望ましいならば（特に缶２０を排気マニホル
ドから少し遠くの排気導管に沿う下流側に配置する場合
に）、化２０内に燃焼−火装置を配置でき、例えば予熱
プラグを円錐部２７内にまたは電気ヒーターをデ過器体
１の中心軸内に（米国特許第３，４６８，９８２号の装
置と同様のもの）配置でき、５濾過器体１の上流地点で
化２０内に二次空気を注入して、缶２０からす過器体１
をはずさずに濾過器体１を再生するのを補助できる。
又、」過器体１の壁２上にまたは壁２内に（接触転化器
ハネカム基体と同様に）触媒物質を置いて、５濾過器体
１内の燃焼再生を容易にできる。通常使用においては、
ディーゼル機関はしばしば高速回転（ｒｏｍ）されるが
、これは５濾過器体１の交換のために缶２０を幾度も開
く必要性を生じること無く５濾過器体１の反復再生燃焼
を引起すのに十分な熱く例えば４００−５００℃または
それ以上）を発生させるのに寄与できる。但し、取りは
ずした５濾過器体１を空気で逆フラッシングして粒状物
の殆んどを５濾過器体１から収集袋に吹き流し、次に高
温空気を５濾過体に通過せしめることによって完全に再
生し、缶２０内に再取付けできる。
本発明の好ましい実施例においては、相互連絡したオー
プンポロシティの容積およびオープンポロシティ形成気
孔の平均直径は、第８図の点１−２−３−４を結ぶ境界
線で限定される帯域内に存する。
より好ましい具体例においては、壁の厚さを約１．５Ｎ
以下とし、第８図の点１−５−６−４を結ぶ境界線で限
定される帯域内の、相互連絡したオープンポロシティの
容積およびオープンポロシティ形成気孔の平均直径を用
い、少なくとも約１．５セル／ｃｉの横断面［ル密痘の
構造物とする。
別の得策な具体例では、壁厚を約０．３馴以上、更に好
ましくは約０．６３５ｍ＋以下にし、セル密度を少なく
とも約７．１５セル／Ｃｄにする。
これらおよび他の製品用の密なコーディエライト焼結構
造は、制御量以内でコーディエライト結晶構造中のＭｈ
ｏを部分的にＭｒｌＯで置換えることによって達成され
る。この［換により、十分な密度を達成できる焼結温度
範囲が下がりそして広（なることによって、コーディエ
ライトバッチ材料の焼結性が大幅に増す。全般に完全に
生のセラミック材料を含む鉱物バッチ組成物を十分な密
度に焼成する段階は約１２００−１３００℃でなされ、
一方予備反応コーディエライト材料を含む鉱物バッチ組
成物は約１２５０−１４１０℃で不透質状態に焼結され
る。又、鉱物バッチ組成物中に予備反応コーディエライ
ト材料が含まれる場合には、不透質生成物の形成に必要
な最小酸化マンガン重量％は約０．６重量％であり、一
方完全に生のセラミック材料を含む鉱物バッチ組成物に
ついては最小的１２．６重量％である。従って予備反応
コーディエライト材料を含む鉱物バッチ組成物を用いる
と、より一層耐火性の生成物が生じ（酸化マンガンを含
まない通例のコーディエライトと同様に）、十分な密度
をもたらすのに必要な酸化マンガン口がより一層少なく
て済むという便益がある。更に予備反応コーディエライ
ト材料を含む鉱物バッチ組成物では全般に焼成収縮が少
ない。
完全に生のバッチ材料を有しＭｎＯのモル比率が低く過
ぎる（即ちＲＯの５５モル％より少量）か、または予備
反応コーディエライト材料の含有量が低く過ぎる（即ち
鉱物バッチ組成物の５０重量％より少量）か、または少
なくとも約５０重量％の予備反応コーディエライト材料
を含み一方ＲＯに対して５−４０％の範囲外のＭｎ０モ
ル比率を有するかのいずれかの鉱物バッチ組成物では、
十分な密度の達成が不可能であるかまたは確実でない。
完全に予備反応されたコーディエライト材料の鉱物バッ
チ組成物は約１４１０℃で十分な密度に焼成され得るが
、しかし不透質生成物への成形および焼成の前にかかる
バッチ材料を十分に微細に粉砕するための余分な費用を
要する。
本発明に用いられる不透質焼結生成物は、前記に明示さ
れるモル組ｌｉ限界内で起こる如き一次コーディエライ
ト相以外の相を少量含み得る。
前記の密なコーディエライトセラミックの記載における
用語の意味は次の通りである：（ａ）　［十分な密度、
１および［不透質］は、全８　ニ１９７０年１　月２２
８現在有効イ＞Ａｓ”ｒＭ　ＤｅＳＩＱ６８１０ロａｒ
ｔｏロ−７０に定義される如き見掛気孔率用熱湯試験ま
たは慣用的水銀ボロシメトリ試験（本発明に用いられる
生成物については両試験法共に実質的に同じ結果を与え
る）により測定して１容量％未満のＡ−プンボａシティ
を示すセラミック体の状態を意味する； （ｂ）　「生の、１は、別のバッチ成分と予備反応せし
められていないが、溶融すること無く個々にａｔ焼また
は焼成されていてもよく、または未焼成であるセラミッ
クバッチ材料の状態を意味する：（Ｃ）　［予備反応（
された）］は、２種またはそれ以上の原料間の反応にＪ
：っで形成され、原料の溶融は高々少量だけに起ぎてい
るセラミックバッチ材料の状態を意味する； （ｄ）　［鉱物バッチ組成（物）」はセラミック材料の
全てが生または（および）予備反応されているセラミッ
クバッチ組成（物）を意味する。
例 米国特許第３，８８５，９７７号および第４，００１，
０２８号に開示される種類のコーディエライトセラミッ
ク材料は全般にディーゼル粒状物トラップフィルターに
用いるのに好ましい。何故ならば、内燃機関排気系の触
媒基体としての用途で以前に判った如く、これらの材料
はディーゼル機関の系を含めたかかる系内で受ける熱的
、科学的および物理的条件に耐えそして耐久性を示し得
る性質を持つからである。表１に示ずコーディエライト
バッチ組成物を用いて、正方形横断面セルを持つ一連の
５濾過器ハネ力ム試判を押出し形成した。これらの試料
を次に乾燥し、全般に下記の代表的焼成法に従って焼成
した。
約６０時間以内に８０℃から１４２５℃に昇温する。
１４２５℃に約１０時間保つ。
約２４時間以内に１４２５℃から室温に冷却する。
焼成したままの試料の壁は、表２に示す代表的なオープ
ンポロシティおよび平均気孔直径を持ち、これらの値は
バッチ組成に用いた黒鉛（焼き尽した材料として）およ
び滑石の変化と特別な関係を持って試料によって異なっ
た。
表　２ オープンポロシティ　平均気孔直径 ＬＬ（容　量　％）　（立Ｃゴ恥ニュニ）Ａ　３５　４ ８　４４、５　９ Ｃ４１，３１０ ０４Ｂ、０　１１ Ｅ　４．８．５　１３ Ｆ　４７．７　１３ Ｇ　４６．８　１２ Ｈ６５，６１１ １６５，８１５ Ｊ　３８．８　３５ Ｋ　３７．　２　３５ １　３６．７　２３ Ｍ　４４．　７　２２ Ｎ　５４．　６　６ 空気作動式シーラントガンを用いて交番セル端に可塑成
形性セラミックセメントを圧入することにより、前記の
如くに焼結試料の交番セル木部に栓を形成した。シーラ
ントガンへ適用された操作空気圧の時間を測ることによ
って、閉塞セメントのセル端圧入量を制御した。この手
段により、セル端面からセル内への深さまたは長さが約
９．５−１３８の範囲のセメント線を全般的に作った。
前記の試料について採用された好ましい閉塞セメン１−
は、マンガン−マグネシウムコーディエライト発泡タイ
プのものであった。特に、前記の試料に用いられた好ま
しい発泡セメントは、下記表１０の試料６に従うバッチ
組成を持つものであった。
圧入セメント栓付の前もって焼成された試料を次３８− に全般的に下記に従って焼成した。セメントバッチ中の
Ｍｎ−Ｍｇコーディエライトシャモットは、マンガン含
有の密なコーディエライトであった。
特に、シャモットは次のバッチ組成（セラミック原料合
計に対する重量％）で作られた。
試料Ａシャモット（−２００メツシユ）　８４．４８ジ
ヨーシアーカオリン・カオペーク１０粘土（Ａ　Ｐ　Ｓ
　１０）　１０．００ ベ一カーＭｎＣＯ３粉　４．１５ ペンシルバニア・ガラス・サンド・ ミヌシル・シリカ（ＡＰＳ５）　０．７８フイツツ？　
ＭＰ９６−２８滑石（ＡＰＳ２０）　０．５９メチルセ
ルロ一ス結合剤／可塑剤　４．０ステアリン酸アルカリ
押出助剤　０．５蒸留水可塑剤　２６．０ このＭｎ−ＭＯココ−ィエライトシャモットを全般的に
試料Ａと同じ焼成法に従って焼成し、但し最大渇麿を１
４２５℃ではなく　１４０５℃とした。
−３９＝ 前記の圧入セメント栓付の前もって焼成された試料を、
全般的に下記の代表的焼成法に従って焼成した。
約６時間以内に室温から１２１０℃に昇温する。
１２１０℃に約３０分保つ。
約１８時間以内に１２１０℃から室温に冷却する。
セメントは焼成中に発泡してセル壁への良好な封止状態
を出現し、ｎつ全般に流体不透質栓を生じた。発泡作用
により、非発泡性セラミックセメントが示すような通常
の乾燥焼成収縮が妨げられた。
前記の発泡セメントは枠形成に好ましいが、他の適切な
発泡性および非発泡性セラミックをも使用できる。排気
系の熱条件および化学的および物理的弊害の下で耐久性
があるものであれば、非セラミックセメントまたはシー
ラントをも使用できる。
前記の如くして作った種々のセル密度、壁厚および外部
寸法（直径および長さ）の５濾過器試料を、一定の速度
および４荷条件で水ブレーキ動力計で運転される１９８
０オールズモービル３５０ＣＩ　Ｄ　（立方インチ排気
容量）ディーゼルＶ−８機関の排気系内で試験した。１
１０００ｐｐの駆動軸速度を用いたが、この値は４０　
ｉ＋ｐｈ　（６４に！Ｒ／時間）の車両路上速度に等し
い。用いた負荷は１００　ｆｔ　−１ｂｓ　（約１３６
ジユール）トルクであり、この値は水平な平坦路面上の
一定な４０　＊ｐｈ　（６４触／時間）速度での、基本
車両道路負荷より高い負荷に等しい。この基本道路負荷
より高い１荷は、加速変動および路面平坦状態の変化の
ために実際のまたは通常見られる通路負荷が通常基本道
路負荷よりも高いことから考えて、より一層実際的な単
位時間当り排気粒状物容積を与える。濾過器試料の試験
を始める前に機関が乗用運転温度に達するまで暖機運転
した。
デ過器缶を機関排気マニホルドから約２．１ｍ下流側に
配置した。缶内の各５濾過器内の排気ガス流速（４つの
気筒からの排気ガス）は約ｉ、ｏ−１，ｉ立方メートル
／分の範囲でほぼ一定であった。５濾過器試料に起因す
る背圧（または試料両端間の圧力降下）を液圧計で測定
し、試験中にその値が初期レベルから水柱１４０　ｃｔ
ｙｒに上がるまで監視した。
水柱１４０ｃＩｎより高い背圧は適正な機関運転のため
に良くないことが機関製造者により明らかにされていた
ので、背圧が水柱１４０ｃｍに達した時点で試験を止め
た。かように、５濾過器両端間の圧力降下が水柱１４０
．に達した時に、濾過器は前記の系内で単一運転におけ
るその最大有効５濾過能カを示した。試験開始（５濾過
器内の排気ガス通過開始）がらヂ過曹圧が水柱１４０ｃ
ｍになるまでの合計時間を濾過器の運転時間と呼ぶこと
にする。
ヂ過器缶の下流側で排気ガス試料を採取した。
缶内に濾過器が無い時の未５濾過排気ガス全囲中の粒状
物量（１マイル当りのグラム、即ちｇ／ｍｉ、）を、未
ヂ過ガス試料中の粒状物量測定値から計算した。この粒
状物量（粒状物基準量と呼ぶことにする）の変化は、系
に及ぼされた水柱１４０備までの背圧範囲にわたって無
視できる程度であることが判った。種々の試験において
粒状物基準量は０．１７　ｇ／ＩＩＮ、乃至ｏ、２４９
／１．であった。缶内に濾過器かある時のヂ過排気ガス
全量中の粒状物残量（ｇ／１ｌｌｉ、　）を、５濾過ガ
ス試料中の粒状物量測定値から計算した。粒状物基準量
と粒状物残量との差を粒状物基準量に対する百分率で表
わし、これを５濾過効率計算値と称する。これに付随し
て、試験中の更過器重量増加（即ち初期未試験５濾過器
重量に対する増加）を粒状物基準量に対する百分率で表
わしたデ過効率は、同一試験については前記の５濾過効
率計鐸値とほぼ一致した。
表３に、１５．Ｓセル／ＣＩｌの正方形セル密度、直径
約９．３ＣＭの外部寸法、３０．５ＣＩＲの長さおよび
表中に示した壁厚を有した一連の試験５濾過器試料に関
する初期圧力降下、運転時間およびヂ過効率を示す。
所定壁厚の殆んどの場合に、同一試料ハネカム体の２つ
の５濾過器を試験した。
表　３ 壁厚（ｒｔｍ　）　０．３０５　０．４３２　０．６３
５期圧力降下（水柱ｃｔｎ　） 試料８　３０．２／１４，２　３５．０／３４．５　３
９．８／３４，５ＩＩＤ　２９．４／２４，８　２８，
２　４０．５／２９，７１ｚｌ−１２４，６／２０．９
　２０．０／１６．３　３０．１１Ｉ　Ｉ　１１．６／
１０．０　− Ｄ　Ｊ　６．２／　７，３　１５．７／１６．８ＩＩ　
Ｋ　８．１／　８．６　９．５／　９，９　１７．４／
１７．６ｎ　Ｌ　１２．７　１９．０／１７，２　２４
．０／２１．３ｎＭ　１１．０／１１．７　２９．０／
２３．７　２３．４／２１．７＃　Ｎ　２０．８／２３
，７　２８．６／２７．９１１」■Ｌ工■」レー 試料Ｃ２，０１／２，２０　２．３９／２，０４　１．
１８／１．４８ｎ　Ｄ　３，４０／　３，８　３，１７
　１．８９／　２，３ｎＨ３，６０／　５．０　３．２
０／４，３０　３．３０〃　Ｉ　４．５０／４．９０　
− 〃Ｊ　１８．０／１６，６　５．９０／４，３０＃Ｋ　
８．８０／１１．３　５．４０１５，７０　２．１７／
３．００＃Ｌ　６，００　１，８０／２，１６　１．３
２／１．５５＃Ｍ　７．８０／８，５０　２．６７／３
，００　１．３９／１．７８＃Ｎ　３．５０／３，６０
　３．００／３，３０　２．４０／２．６０表３（完結
） ５濾過効率（％） 試料３　９１．３／９５．０　− ＃　Ｃ９５，９／　９６，０　９５．８／　９７．８　
９７．０／　８８．２ＩＩ　Ｄ　９４．６／　９５．３
　９６，０　９４，６／　９５，０＃　ｌ−１８４，３
／８０．９　８６．８／８９．０　８７．０〃Ｉ　６９
．７／６０，１　− ｎ　Ｊ　５１，２／４１，３　６４．０／６２，６７７
　Ｋ　５７．５／　４６，４　６６．８／　６２．３　
７８．１／　７７．６１１Ｌ　６７．８　８５．８／８
６，１　８５．３／８９．４〃Ｍ　６６．８／７０．３
　８７．０／８４．９　８８．４／８７．６〃Ｎ　９６
．３／９６，２　９８．０／９７．０　９８．３／９８
．８前記の試験に基づいて、最も実用的な５濾過器とし
て好ましいのは、少なくとも７５％の平均５濾過効率お
よび３時間の最小平均運転時間を示すものである。表３
のデータにおいて試料り、ト１およびＮがこの好ましい
部類に適合し、この部類は一層全般的には第８図の帯域
１２３４により、最も好ましくは帯域１５６４（これら
の番号の点を結ぶ境弄線で示される帯域、その座標値は
下記の如くである）により限定される。
（％）　（μ７ＦＬ） １　５８、　５　１ ２　３３、　０　２０ ３　５２、　５　２０ ４　９０、　０　１ ５　３９．５　１５ ６　６２．０　１５ かように、ディーピル排気系に好ましい部類の５濾過器
は、最適な釣合のオープンポロシティおよび平均気孔直
径を持つ。
前記の試験データは又、所定外部寸法およびセル密度の
デ過器の５濾過効率を最大にすると運転時間が短くなる
傾向があることを示す。しかし、運転時間は５濾過器表
面積に正比例することが判った。
ア過効率への影響を避けるために、セル密度または（お
よび）外部寸法を増すことによって運転時間を増すこと
ができる。
表４の試験データ（前記の同じ試験から引出したもの）
は、壁厚０．３０５ＩＭおよび直径約９．３１のヂ過器
の運転時間に対するセル密度および外部寸法の増加の効
果を示す。正方形セル密度が３１および４６．５セル／
Ｃｄである５濾過器の代表的初期背圧は各々水柱１４．
１／１０．５および１５．７備であった。試料りと同様
に、試料ＥおよびＦも又第８図により示されるヂ過器の
好ましい部類に入る。１ＴＩｔより大きいヂ過器表面積
を持つ試料Ｆの５濾過器に関する実際の試験データは得
られなかったが、かかる大型の試料Ｆ５濾過器が３時間
を越える運転時間を示ずことはこれらのデータから明白
である。
５濾過器の表面積がより一層大きいとより一層長い運転
時間が得られることは、１５．５セル／ｃＩｌの正方形
セル密度、約１４　、４　ｃｔｎの直径、約３０．５α
Ｍの長さおよび約０　、４３２　ｍｍの壁厚を持つ試料
０５濾過器の試験結果によっても示される。その５濾過
器表面積は３．０３　ｍであった。この５濾過器の初期
背圧は水柱３．０αｍであり、７９％のヂ過効率および
２３．１時間の運転時間を示した。
供試ヂ過器試料にお番ノる蓄積粒状物状態を検査した。
全般に蓄積粒状物は完全にかかる５濾過器を満たしてい
た。５濾過器内の種々の半径方向および軸方向位置に関
して粒状物量における有意差は見られなかった。これら
の結果は大部分、これらの−、濾過器試料内の横方向正
方形幾何形状のセル中に小角度の角が無いことに起因す
ると考えられる。
更に、蓄積、粒状物の充１ｊｌ密度は５濾過試料全体に
わたって比較的一定であると推定され、直径約９．３１
：ｆｆｌ！および長さ３０．５Ｃ＃ｌの試料では０．０
５−０．０６９／　ｃａｒ　３、直径約１４．４ｃｉお
よび長さ３０．５ｃｍの試料では約０．０９９７．＃Ｉ
３であった。
更に、ヂ過器試料中の粒状物蓄積は５濾過器圧ツノ降下
に対して３段階の効果を持つことが観察された。第１段
階はかなり実質的な着実な圧力降下の増加を包含した。
その後の第２段階では圧力降下はそれよりはるかに低い
速度で増加した。最後に第３段階（見たところ蓄積粒状
物中の流体流路が完全に閉塞された峙）では、圧力降下
の増加は再びはるかに一層高い速疫に加速した。これら
の３段階は全て、直径１４．４ｃｕｒおよび長さ３０，
５ｃｔｎの大型試料に通常見られ得る。しかし、小型試
別はしばしば第１および第２段階を示すかまたは第１段
階を示し、その後圧力降下は水柱１４０画に達する。
約７．７５セル／　ｄｒの正方形セル密度および約０．
６３５ｓ＋ｍの壁厚を持つヂ過器試料Ｇにより、より一
層低いセル密度の効果が示された。それらの入路外部寸
法および試験結果を表５に示す。これらの結果は、より
一層小さな５濾過器表面積の故に、低セル密度により運
転時間が減る傾向があるがしかしかかる傾向はより一層
大きな外部寸法を採用することによって相殺され得るこ
とを示す。第８図に示す如く、試料Ｇもデ過器の好まし
い部類に入る。
表　５ 直　径　長　さ　５濾過効率　運転時間（ｃａｒ　）　
（ｃｔｎ　）　（％）　（時間）９．３　３０．５　９
５．０　１．３５９．３　３０．５　９６．４　１．７
３１４．４　２９．８　９３．３　１４．７セル密度約
７．７５セル／ｃｄ、壁厚約０．６３５ＡＩＩ＋。
直径約１４．９αおよび長さ約１７，８ｃＩＲの試料Ａ
５濾過器をも作った。これは、短か過ぎる運転時間の指
標となるかなり高い初期圧力降下を示した。しかし、セ
ル密度または（および）外部寸法を増すことにより試料
Ａ　５濾過器における運転時間を改善できる。
表６および表８に示す一連の試料は前記の押出および焼
成法により好ましい形のハネカム構造物に作られた。バ
ッチセラミック材料は（セラミック材料合計に対する重
量％として）４．０％のメチルセルロース可塑剤／結合
剤および０．５％のステアリン酸アルカリ押出助剤と乾
式配合された。これらの混合物をミツクスーマラー内の
水で可塑化し、予備押出してスパゲツティ状素材にする
ことによって更に可塑化および脱気した。しかる後に十
分に可塑化および圧縮されたバッチを押出してハネカム
生形態にし、乾燥および焼成した。
表６および表８に、バッチセラミック材料から計算した
分析モル組成をも示す。
表７は完全に生のセラミック材料を含む鉱物バッチ組成
物から作られ１容量％より低いオープンポロシティを示
ず表６の試料１−４に関する焼結温度、焼成収縮および
ＣＴＥを示す。かかる温度は十分な密度のための大略最
低ｍｙＬであった。
バッチ材料（ａ　） セラミック材料合計に対する重量％ ジョーシアーカオリン・カオペーク１０　粘土（ＡＰＳ
　１０）ジョーシアーカオリン・グロマックス　１１　
粘土（ＡＰＳ　１．９）ペンシルバニア・ガラス・サン
ド・ミヌシル・シリカ（ＡＰＳ　５）フイシン？ＭＰ４
０−２７　滑石（ＡＰＳ　３．５）ベーカー試薬　Ｍｎ
ＣＯ３粉末 ダイヤモンド・ジャムロック　ＭｏＯ型　１−ＩＰＸ　
粉末蒸留水可塑剤 分析組成（モル％） ＭｏＯ Ｍ（ＩＱ Ａ処２０３ ｉＯ２ Ｍｎ　Ｏ（ＲＯに対する％として） ＭｏＯ（ＲＯに対する％として） （ａ）　ＡＰＳは平均粒度（マイクロメートル）を示す
。
人−一一旦 試　料 １　２　３　４ １６．５０　１６．４５　１６．４７　１６．４９５５
．５５　４８．９８　４７．１１　４５．６６−　−　
３．０２　５．３５ １５．４３　１２．４８　７．５５　３．７４−　２２
．１０　２５．８６　２８．７７１２．５１　−−　−
　− ４３．０　４８．８　４６．３　４０．７１２．８　１
４．５　１７．４　１９．８９．４　７．９　４−．９
　２．５ ２２．２　２２．５　２２．４　２２．３５５．６　５
５．１　５５．．３　５５．４５７．７　７４．７　７
８．０　Ｂ８．８４２．３　３５．３　２２．０　１１
．２５４− 表　７ １　１２８５　１３．２　１７．５ ２　１３０ＯＬ９．７　１９．７ ３　１２００　１２．０　１６．４ ４　１２００　１９．４　１８．４ 試料１−４とは反対に、完全に生のセラミック材料で同
様に調製されたがＭＯのモル比率がＲＯに対して５０モ
ル％またはそれ以下である他の試料は、過燐酸を引起こ
さない焼結温度で十分な密度を出現できなかった。例え
ば約０．８Ｍｎ０・　１．２Ｍり０　・２ＡＬｚ　０３
　・５Ｓｉ　０２　（Ｍｎ　ＯはＲＯに対して４０モル
％である）の分析モル組成を持つ試料は１２４０℃の焼
結温度で焼成された後に４７容量％のオープンポロシテ
ィを示した。
表８の試料５−９は予備反応コーディエライト材料を含
む鉱物バッチ組成物を示す。予備反応コーディエライト
材料＃１は米国特許第３，８８５，９７７号の焼成組成
物Ｆと実質的に同じであるが、但し破砕および粉砕され
た粒状物形態で用いられた。
予備反応コーディエライト材料＃２は米国特許第４．０
０１，０２８号の焼成組成物８０４と実質的に同じであ
るが、但し破砕および粉砕された粒状物形態で用いられ
た。
表９に１容量％より低いオープンポロシティを示す表８
の試料５−９に関する焼結温度、焼成収縮およびＣＴＥ
を示す。かかる温度は十分な密度のための大略最低温度
であった。
表　９ ５　１２５０　１５．４　１７，１ ６　１３９０　１４．６　１７．８ ７　１４００１６−１８　１６．７ ８　１４００１６−１８　１８．０ ９　１４１０　１７．０　１７，０ ５０重石％より少量の予備反応コーディエライトを含む
か、またはＭＯの量が実質的にＲＯに対して５−４０モ
ル％の範囲の外であり少なくとも５０重量％の予備反応
コープイエライ１−をも含む他の試料は、十分な密度で
確実に調製され得ながった。
表１０に示すバッチ材料を十分に混合して試料ペースト
を形成することにより、一連の発泡性粒状物セラミック
セメント試料を調製した。
試料１−４および６に関する粘土、シリカおよびＭｎＯ
の組合せ基剤の分析モル組成は１．８４　Ｍｎ　Ｏ・２
．０４　ＡｊＬ２０３・５．１１８ｉ　０２　Ｔ”あっ
た。試料５のかかる組成は２，３６　Ｍｎ　０・　１．
２９Ａ９Ｊ２０３　・　５，３５　Ｓ　ｆ　０２であっ
た。
表１０のセメントバッチ中のＭｎ−Ｍ（＋コープイエラ
イ１〜シャモットは、マンガン含有の密なコーディエラ
イトであった。特に、シャモットは下記のバッチ組成（
セラミックバッチ材料合計に対する重量％）から調製さ
れた； Ｍ（ｌコーディエライトシャモット （９５％−２００メツシユ）　８４．４８ジヨーシアー
カオリン・カオペーク １０粘土（ＡＰＳ　１０）　１０．００ベ一カー試薬Ｍ
ｎＣＯ３粉末　４．１５ペンシルバニア・ガラス・サン
ド・ ミヌシル・シリカ　（ＡＰＳ　５）　０．７８フィッツ
７−ＭＰ９６−２８滑石 （ＡＰＳ　２０）　０．５９ メチルセルロ一ス結合剤／可塑剤　４．０ステアリン酸
アルカリ押出助剤　０．５蒸留水可塑剤　２６．０ このＭｎ−Ｍ（ｌコーディエライトシャモットを全般に
下記の焼成法によって焼成した：約６０時間以内に８０
℃から１４０５℃に昇温する。
１４０５℃に約１０時間保つ。
約２４時間以内に１４０５℃から室温に冷却する。
ＭＯココ−ィエライトシャモット（ｌｙｌｎ　−Ｍ（１
コーデイエライトシヤモツト用のバッチ中のもの）は下
記のバッチ組成（セラミックバッチ材料合計に対する重
量％）から調製されたニ ジヨーシアーカオリン・ハイドライド ＭＰ粘土（ＡＰＳ　９．７）　２５．１５ジヨーシアー
カオリン・グロマックス ＬＬ粘土（ＡＰＳ　１．９）　２１．１７フイツツア−
ＭＰ９６−２８滑石 （ＡＰＳ　２０）　４０．２１ アルコアＡ−２アルミナ （ＡＰＳ　５．８）　１３．４７ メチルセルロ一ス結合剤／可塑剤　４．０ステアリン酸
アルカリ押出助剤　０．５蒸留水可塑剤　３２．５ このＭ（］コーディエライトシャモットを全般にＭｎ　
−Ｍｏ−］−ディ■ライトシャモットの場合と同じ焼成
法によって焼成し、但し最高温度は１４２５℃であった
。
Ｍｎ−Ｍ！］コーディ■ライトシャモットの分析モル組
成は２．０３Ｒ０・２０．４Ａ９Ｊ２０３　・　４．９
２Ｓｉ０２でありＲＯは９．１モル％のＭｎＯおよび９
０．３モル％のＭ（ＩＱから成った。
Ｍｎ−Ｍｇコーディエライトシャモットについて記した
のと同じバッチ組成から米国特許第３，７９０．６５４
号および第３，９１９，３８４号に従って幾つかのセラ
ミックハネカム単体片を押出した。しかる後にこれらの
押出された生ハネカム体を米国特許第３．８９９，３２
６号に開示される如くに、そしてＭｎ　−Ｍ（＋コーデ
ィエライトシャモットについて記したのと同じ焼成法に
より焼成した。表１０に記した試料ペーストを、接合寸
べきこれらのハネカム片のコーディエライト表面に適用
し、しかる後にこれらのペースト塗布された表面を一緒
に押圧することによって、一連のハネカム片対を一緒に
接合した。これらの組合せ接合片対を少な（とも２２−
７５℃の空中で乾燥し、しかる後に約り００℃／時間の
速痩で表１に示す発泡温度に加熱し、発泡温度に約１時
間保ら、炉速度にて少なくとも２００℃に冷却し、この
時点で発泡接合片を炉から取出して外囲空気雰囲気中で
更に冷却した。発泡セメント試料の熱膨張率（ＣＴＥ）
を表１０に示すが、これらの値は試料５のＣＴＥを除い
て片についての１８×１０−１／’Ｃ（２５−１０００
℃）の代表的ＣＴＥに非常に近かった。
これらの焼結発泡セメント試料は全て、実質的に完全に
コーディエライトの結晶構造を有した。
３分で２５０℃から８００℃に加熱し−その後３分で２
５０℃に冷却する５０サイクルの循環熱衝撃試験に発泡
接合片を供すると、セメント試料１−４および６での発
泡接合片は良好な耐熱衝撃性を示し、レタ２ｊ〜試利５
での発泡接合片は中程度の耐熱衝撃性を示した。しかし
、セメント試料５は、発泡試料５のＣＴＥにより一層近
いＣＴＥを持つ片について良好に作用し、Ｑ好な耐熱衝
撃性を示すと考られる。
同一および類似組成物から作られ前記のＭｇコーディエ
ライトシャモットと同様に焼成された押出セラミックハ
ネカム体中のセルの端部を閉塞するのに、発泡性セメン
ト試料６をも用いた。これらの場合にはＭｎ−ＭＱコー
ディ■ライトシャモットは９５重量％−３２５メツシユ
であり、２．０重量％のメヂルセルロースおよび７０．
Ｏｉ量％の水でセメントバッチを形成してペーストを生
じた。このペーストを、適切な形のノズルを持つ空圧作
動式シーラントまたはコーキングガンで対向セル壁表面
間のセル端に圧入した。しかる後にこれらの生栓付の物
体を全般に下記の代表的焼成法により焼成した： 約６時間内に室温から１２１０℃に昇温する。
１２１０℃に約３０分保つ。
約１８時間、内に１２１０℃から室温に冷却する。
セメントは焼成中に発泡して、セル壁に良好に封止され
全般に流体不透質の焼結コーディエライト素材を生じた
。
セメント中のコーディエライトシャモットおよびＳｉＣ
または他の発泡剤の粒度は所望に応じて変えることがで
きた。例えばシャモットは−２０メツシユ程度の粗大な
ものでもよかった。本明細書中のメツシュ寸法は全て米
国標準篩シリーズによる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に用いられるヂ過器体の好ましい具体例
の一部切欠斜視図、 第２図は第１図の線および矢印Ａ−Ａおよび線および矢
印Ｂ−８の各々により示される各面についての断面図、 第３図−第６図は種々の横断面セル形状を持つ本発明に
用いられる５濾過器体の４つの代替具体例の端面の図、 第７図はディーゼル機関排気ガスから粒状物を５Ｐ別す
るための本発明の５濾過装置の縦断面図、第８図は本発
明に用いられる５濾過器の組合せオープンポロシティお
よび平均気孔寸法のグラフ図（ディーゼル機関排気導管
または系内の５濾過器に関して本発明を実施する最良モ
ードとして、かかる５濾過器の帯域１２３４内の独特な
オープンポロシティと平均気孔寸法の組合せをも示す）
である。 １　・・・５戸　過　器　体　２・・・壁３・・・セ　
ル　４・・・人　目　端　面５・・・出　口　端　面　
６・・・ス　キ　ン７・・・入口群の交番セル ８、１１・・・閉　鎖　手　段 ９・・・手段８の端面　１０・・・出口群の交番セル１
２・・・手段１１の端面　１３・・・流　体２０・・・
缶　２３．２４・・・５濾過器保持部２５、２６・・・
導管接続具　２７．２８・・・円　錐　部２９、３０・
・・合いフランジ 第１頁の続き 優先権主張　［相］１９８呼７月３日［相］米国（（Ｓ
）［相］１６５６１１０１９８師７月３日［相］米国（
ＵＳ）［相］１６５６４６０１９８岬７月３日［相］米
国（Ｕ　Ｓ）［相］１６５６４７＠発明者　ロパート　
ジョン　ペ　アメリカ合衆国イスレー　−ド　ドライブ ０発　明　者　ウニイン　ハロルド　アメリカ合衆国ピ
ッチャ−ジュニア　−ン　ウ゛アレーニューヨーク州　
コーニング　オーチャ７ ニユーヨーク州　ビッグフラツッ　グリドライブ　３０
２

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　流体流中の懸濁系から固体粒状物を５戸別する
    ための！ｉｉ置であって、ハネカム構造の５濾過器を備
    え、このヂ過器が、構造物の入口端面と出口端面との間
    で長手方向に相互に平行に伸びた複数のセルを限定する
    多孔質薄壁の母材を有し、これらの壁は、流体が完全に
    壁を通して流れるのを可能としそして粒状物の殆んどま
    たは全てが壁内を完全に通過するのを防止するのに十分
    な容積および寸法の実質的に均一な相互連絡したオープ
    ンポロシティを含み、これらのセルの横断面形状は３０
    ″より小さな角度の内角を持たない実質的に均一な反復
    配列の幾何学形状を形成し、入口群のセルが人目端面で
    開放し、出口端面に隣接する所で閉鎖され、出口群のセ
    ルが人目端面に隣接する所で閉鎖され出口端面でｆｌｕ
    放しており、入口群の各セルが出口群のセルとだけセル
    壁を共有し、出口群の各セルが入口群のセルとだけセル
    壁を共有していることを特徴とする装置において、前記
    ５濾過器の入口面がガス流路の上流側に而した状態で排
    気ガス通路を横切って挿入されディーゼル機関排気ガス
    系の一部として用いられることを特徴とするディーゼル
    機関排気ガス系用粒状物ヂ過器。
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DE (2) DE3177120D1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08332330A (ja) * 1995-06-02 1996-12-17 Corning Inc 精製装置およびその製造方法並びに精製方法

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0135945B1 (en) 1980-07-03 1989-11-08 Corning Glass Works Apparatus for filtering solid particulates
DE3101026A1 (de) * 1981-01-15 1982-08-26 Engelhard Kali-Chemie Autocat Gmbh, 3000 Hannover Bifunktionaler filter zur behandlung von abgasen
US4455180A (en) * 1981-08-24 1984-06-19 Corning Glass Works Method of fabricating a sintered and selectively plugged honeycomb structure
US4419108A (en) * 1982-02-22 1983-12-06 Corning Glass Works Filter apparatus and method of filtering
US4427423A (en) * 1982-02-22 1984-01-24 Corning Glass Works High aspect ratio solid particulate filtering apparatus and method of filtering
US4415344A (en) * 1982-03-01 1983-11-15 Corning Glass Works Diesel particulate filters for use with smaller diesel engines
US4591383A (en) * 1982-09-30 1986-05-27 Corning Glass Works Apparatus and method of filtering molten metal using honeycomb structure of sintered alumina as filter element
DE3370593D1 (en) * 1982-09-30 1987-05-07 Corning Glass Works Improved alumina molten metal filters
US4681624A (en) * 1985-04-26 1987-07-21 Corning Glass Works Method of filtering molten metals using a monolithic refractory honeycomb filter
FR2593077B1 (fr) * 1986-01-23 1990-10-19 Desobeau Jacques Filtre en matiere refractaire.
US4758272A (en) * 1987-05-27 1988-07-19 Corning Glass Works Porous metal bodies
US5195319A (en) * 1988-04-08 1993-03-23 Per Stobbe Method of filtering particles from a flue gas, a flue gas filter means and a vehicle
US5497620A (en) * 1988-04-08 1996-03-12 Stobbe; Per Method of filtering particles from a flue gas, a flue gas filter means and a vehicle
ATE175586T1 (de) * 1988-04-08 1999-01-15 Per Stobbe Verfahren zur herstellung eines porösen filterkörpers
JPH0738930B2 (ja) * 1990-03-30 1995-05-01 日本碍子株式会社 多孔質セラミックフィルタの製法
US5961918A (en) * 1996-05-20 1999-10-05 Corning Incorporated Triangular cell metal filters
DE19882624T1 (de) * 1997-08-20 2000-08-24 Implico Bv Katalytischer Konverter
US6827754B2 (en) 2001-09-13 2004-12-07 Hitachi Metals, Ltd. Ceramic honeycomb filter
DE60318937T3 (de) † 2002-03-04 2013-10-10 Ibiden Co., Ltd. Verwendung eines wabenfilters zur abgasreinigung
FR2853256B1 (fr) * 2003-04-01 2005-10-21 Saint Gobain Ct Recherches Structure de filtration, notamment filtre a particules pour les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne.
JP4439236B2 (ja) 2003-10-23 2010-03-24 イビデン株式会社 ハニカム構造体
US20050103232A1 (en) 2003-11-19 2005-05-19 Gadkaree Kishor P. Composition and method for making ceramic filters
KR100680097B1 (ko) * 2004-02-23 2007-02-09 이비덴 가부시키가이샤 허니콤 구조체 및 배기 가스 정화 장치
GB2428465A (en) * 2005-07-19 2007-01-31 Thomas Tsoi Hei Ma A system for dispensing EGR in a reciprocating internal combustion engine
CN1911526B (zh) * 2005-08-10 2010-08-18 金烈水 一种高效率静电除尘器
DE102006041187B4 (de) 2006-09-01 2019-02-14 Robert Bosch Gmbh Filterelement, insbesondere zur Filterung von Abgasen einer Brennkraftmaschine
CN102153362B (zh) * 2010-11-29 2013-06-05 杭州中亚新材料科技有限公司 一种氧化铝泡沫陶瓷废料回收方法
CN110668802A (zh) * 2019-10-30 2020-01-10 北京交通大学 一种轻质高强堇青石多孔陶瓷的绿色制备方法及过滤器
US11731907B2 (en) 2020-08-04 2023-08-22 Applied Materials, Inc. Ceramic material with high thermal shock resistance and high erosion resistance
CN116477924A (zh) * 2023-04-03 2023-07-25 宜兴市晶石陶瓷有限公司 一种利用固废制备大尺寸发泡陶瓷的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4938266A (ja) * 1972-08-16 1974-04-09

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB440184A (en) 1933-05-17 1935-12-16 James Norman Macrae Improvements in and relating to means for controlling the supply of fuel to burner furnaces
US2884091A (en) 1957-05-06 1959-04-28 Cambridge Filter Mfg Corp Filters
GB848129A (en) 1958-03-12 1960-09-14 Gen Motors Ltd Improvements in or relating to filters for fluids
US3112184A (en) 1958-09-08 1963-11-26 Corning Glass Works Method of making ceramic articles
US2952333A (en) 1959-03-04 1960-09-13 Flanders Filter Inc Filters
US3189512A (en) 1962-01-08 1965-06-15 Cording Glass Works Ceramic cements, laminates and methods
US3433753A (en) 1963-08-01 1969-03-18 Ici Ltd Paint composition including a dispersant having a solvatable chain-like component
US3242649A (en) 1963-09-17 1966-03-29 American Air Filter Co Electrical gas cleaner
US3441381A (en) 1965-06-22 1969-04-29 Engelhard Ind Inc Apparatus for purifying exhaust gases of an internal combustion engine
US3346121A (en) 1965-08-13 1967-10-10 Corning Glass Works Filter and method for its production
US3419937A (en) * 1965-08-13 1969-01-07 Corning Glass Works Filter and method and apparatus for its production
DE1517993A1 (de) * 1965-10-29 1969-02-13 Heinz Berger Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren
FR1515158A (fr) * 1967-01-17 1968-03-01 Sfec Perfectionnements aux supports des catalyseurs
BE756235A (fr) 1969-09-16 1971-03-16 Corning Glass Works Ciments en ceramique de verre
US3637353A (en) 1970-08-24 1972-01-25 Oxy Catalyst Inc Apparatus for purifying and silencing the exhaust gases of a hydrocarbon-fueled engine
US3768982A (en) 1971-06-22 1973-10-30 Ford Motor Co Catalytic converter with electrically preheated catalyst
US3788486A (en) 1971-09-30 1974-01-29 Minnesota Mining & Mfg Filter
US3790654A (en) 1971-11-09 1974-02-05 Corning Glass Works Extrusion method for forming thinwalled honeycomb structures
GB1440184A (en) 1972-07-03 1976-06-23 Ici Ltd Refractory structure
US3919384A (en) 1973-03-12 1975-11-11 Corning Glass Works Method for extruding thin-walled honeycombed structures
US3899326A (en) 1973-03-30 1975-08-12 Corning Glass Works Method of making monolithic honeycombed structures
US3900546A (en) 1973-09-18 1975-08-19 Corning Glass Works Filtering extrusion batch material
US3950175A (en) 1973-11-05 1976-04-13 Corning Glass Works Pore size control in cordierite ceramic
US3885977A (en) 1973-11-05 1975-05-27 Corning Glass Works Anisotropic cordierite monolith
US3893917A (en) 1974-01-02 1975-07-08 Alusuisse Molten metal filter
US4001028A (en) 1974-05-28 1977-01-04 Corning Glass Works Method of preparing crack-free monolithic polycrystalline cordierite substrates
US4024056A (en) 1975-07-21 1977-05-17 Swiss Aluminium Ltd. Filtering of molten metal
US3962081A (en) 1975-03-28 1976-06-08 Swiss Aluminium Ltd. Ceramic foam filter
US4008033A (en) 1975-10-07 1977-02-15 Corning Glass Works Extrusion mask
US4041591A (en) 1976-02-24 1977-08-16 Corning Glass Works Method of fabricating a multiple flow path body
US4041592A (en) 1976-02-24 1977-08-16 Corning Glass Works Manufacture of multiple flow path body
GB1511045A (en) * 1976-08-10 1978-05-17 Hilton D Rotary disc thermal transfer machine
US4054417A (en) 1976-12-23 1977-10-18 General Motors Corporation Regenerative-filter-incinerator device
US4276071A (en) * 1979-12-03 1981-06-30 General Motors Corporation Ceramic filters for diesel exhaust particulates
GB2064360B (en) * 1979-12-03 1984-05-16 Gen Motors Corp Ceramic filters for diesel exhaust particulates and methods for making such filters
US4264346A (en) * 1979-12-12 1981-04-28 General Motors Corporation Diesel exhaust particulate traps
JPS56129020A (en) * 1980-03-15 1981-10-08 Ngk Insulators Ltd Ceramic filter
JPS577217A (en) 1980-06-16 1982-01-14 Ngk Insulators Ltd Ceramic honeycomb filter and preparation thereof
DE3167174D1 (en) 1980-06-16 1984-12-20 Ngk Insulators Ltd Method for producing ceramic honeycomb filters
EP0135945B1 (en) 1980-07-03 1989-11-08 Corning Glass Works Apparatus for filtering solid particulates

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4938266A (ja) * 1972-08-16 1974-04-09

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08332330A (ja) * 1995-06-02 1996-12-17 Corning Inc 精製装置およびその製造方法並びに精製方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0135945A2 (en) 1985-04-03
EP0043694B1 (en) 1986-02-12
EP0135945A3 (en) 1986-04-30
EP0043694A1 (en) 1982-01-13
JPH0577442B2 (ja) 1993-10-26
DE3173763D1 (en) 1986-03-27
DE3177120D1 (en) 1989-12-14
EP0135945B1 (en) 1989-11-08

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