JPS6241054B2 - - Google Patents

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JPS6241054B2
JPS6241054B2 JP55117737A JP11773780A JPS6241054B2 JP S6241054 B2 JPS6241054 B2 JP S6241054B2 JP 55117737 A JP55117737 A JP 55117737A JP 11773780 A JP11773780 A JP 11773780A JP S6241054 B2 JPS6241054 B2 JP S6241054B2
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Akio Yano
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は排ガス中に含まれる微粒子を除去する
ためのフイルタに関するものであり、さらに詳し
くは耐熱性にすぐれ、小型かつフイルタ面積の非
常に大きいセラミツクハニカムフイルタに関する
ものである。 従来のフイルタには吸着材等の種々の充填材を
介装したもの、スチールウオール、セラミツクフ
アイバ、多孔質磁器等があるが、微粒子除去を目
的としたものでは目の細かいものを用いなければ
捕集効率が上がらず、逆にこのことは高い過速
度を要求される場合に圧力損失の上昇を招く欠点
があつた。また、従来のフイルタではその構造が
シート状、板状または円筒状のもので、フイルタ
面積を大きくするための手段としては、波型構
造、二重円筒状等比較的単純な構造のものが一般
的であり、単位体積当りのフイルタ面積の飛躍的
な増大は望めなかつた。このため高い圧力損失を
避けるためにはフイルタ容積がかなり大きくなり
小型のものを得ることは極めて困難であつた。 ハニカム構造体は、最近自動車排気ガス浄化用
触媒担体、ガスタービン用熱交換体等に広く利用
されており、上述のように一定形状の貫通孔が均
一に多数分布し、かつ貫通孔は平行で直接的にな
つているため、ガス流の圧力損失が非常に小さ
く、単位体積当りの表面積は大きく、しかも貫通
孔は薄い壁で構成されているため、小さな熱量で
ヒート・アツプが容易に行なえる等の利点があり
注目されてきた。 しかしながら、従来この種のセラミツクハニカ
ム構造体においては、多数の貫通孔を形成する薄
い隔壁は、隔壁にコーテイングされた触媒を使用
し、排ガス中の一酸化炭素（CO）、炭化水素
（HC）、窒素酸化物（NOX）等の有害なガス成分
を除去するための触媒担体や、熱交換体の機能に
限定されていた。 一方、多孔質セラミツク材料よりなる多数の貫
通孔を有するハニカム構造体の所定の貫通孔の一
端部を封ずるとともに、残りの貫通孔の他端部を
封じることによつて、フイルタ有効面積が大き
く、圧力損失の少いフイルタを得ることができ
る。 第１図および第２図に示したものは、その一例
として貫通孔の断面形状が四角形の場合のもので
あり第３図および第４図に示したものは上記ハニ
カム構造のものを一端面から見た場合、市松模様
（チエツカーフラツグパターン）に封じた例を示
したものである。 すなわちハニカム構造の貫通孔の一端を封ずる
ことにより貫通孔を形成する薄い多孔質隔壁をフ
イルタとして用いたものである。第５図に示した
ものは第４図に示したものの一部拡大図であり、
そのフイルタは含塵ガス流に対して貫通孔方向が
平行になるようにセツトされ、ガス導入側端面の
開口部２ａよりフイルタに流入したガス流は貫通
孔封じ物４により、他端面が封じられているため
に貫通孔を形成している薄い多孔質セラミツク隔
壁３を通過してガス排出側が開口している隣接貫
通孔に移り、開口部２ｂより排出させる。すなわ
ち貫通孔を形成している薄い多孔質隔壁３がフイ
ルタの役目をして、ガス中の浮遊微粒子を過す
るものである。 したがつて、そこに用いられる封じ材は、フイ
ルタ部分を通過しないガスが、そのまま流出する
ことのないよう隔壁と緊密に接着している必要が
あり、さらに高温排気の浄化などに用いる場合に
は、封じ材の耐熱性も要求される。耐熱性が高
く、接着力を有する封じ材としてのアルミナセメ
ントは、アルミナ酸カルシウムの水和によつて常
温で硬化し、封じ後再び焼成しなくても封じ材が
強固に接着したセラミツクハニカムフイルタを作
れるという利点があるが、その反対に高温になる
とアルミナセメント中のCaOがセラミツクハニカ
ム構造体の隔壁を侵蝕し耐熱性および過性能の
低下をもたらすという欠点を生ずることがある。 本発明はこのような欠点を改良するためになさ
れたものであつて、セラミツクハニカム構造体の
所定の位置の貫通孔の端部をアルミナセメントを
封じ材として封じたセラミツクハニカムフイルタ
において、アルミナセメント中に含まれるCaOが
27重量％以下であるセラミツクハニカムフイルタ
である。さらにここで封じ材をアルミナセメント
と骨材の混合物とすることが好ましい。またセラ
ミツクハニカム構造体の材料をコージエライト質
セラミツク材料およびムライト質セラミツク材料
の中の１種とすることも好ましい。 セラミツクハニカム構造体の製造法には種々の
方法があり、例えば有機多孔質シートにセラミツ
ク泥漿を含浸させてハニカム構造を作り、これを
焼成するペーパーデイツピング法および所定形状
の多数のパイプを結束させるパイプ結束法、所定
形状の多数のスリツトをもつダイスより押出す一
体押出法、プレス法等がある。 セラミツクハニカム構造体の製造法を押出法を
例にあげて、さらに詳しく説明すれば、アルミ
ナ、シリカ、ムライト、コージエライト等のセラ
ミツク原料の微粉に、有機バインダー、可塑剤を
加えて混練したセラミツク原料を主成分とした調
合物を作り、これを貫通孔の断面形状が三角形、
四角形、六角形等の所定の形状を構成するように
多数のスリツトからなるダイスより押出すことに
より、一体構造として成形し、焼成して多孔質セ
ラミツクハニカム構造体を得ることができる。 以下に実施例を説明する。 実施例 １ 市販のCaO含有量が38重量％、27重量％、18重
量％の３種類のアルミナセメントと微粒のアルミ
ナ粉末を組み合せて、CaO量が38重量％、32.5重
量％、27重量％、18重量％、９重量％に段階的に
異なるセメント組成物を作成した。これに適量の
水を加え、よく混練し、ペースト状にし、封じ材
とした。 封じに供するセラミツクハニカム構造体は直径
120mm、長さ150mm、貫通孔の隔壁の厚さ0.3mm、
一平方インチ当りの貫通孔数約200個のコージエ
ライト質およびハニカム構造体焼成品を用いた。
その開口端面に、片面に粘着性樹脂を含浸させた
紙を貼りつけ、次に市松模様（チエツカーフラツ
グパターン）になるように封じたい貫通孔にあわ
せ針でフイルムにあて穴をあけ、残りの貫通孔も
他の端面で封じられるように穴をあける。次いで
穴あけしたハニカム構造体の端面を前記封じ材を
いれた容器の中に浸漬しバイブレーターで振動を
与えて貫通孔内に封じ材を導入する。他の端面も
同様にして封じ材を導入したハニカム構造体を硬
化室へ入れ温度55℃、湿度90％で２時間養生し、
封じ材を硬化させた後端面のフイルムをはがしセ
ラミツクハニカムフイルタを得た。アルミナセメ
ントは、この時すでに貫通孔に強固に接着してい
た。でき上つたセラミツクハニカムフイルタは、
約一昼夜放置の後、電気炉にて1100〜1400℃の所
定の温度で24時間加熱処理し、熱処理後のフイル
タの接着部の隔壁のセメントとの高温反応による
変化の状態を肉眼で観察し、さらに反応をおこし
ていないと判断されたサンプルについて封じ部分
の接着強度をプツシユプルスケールで測定した。
この結果を第１表に示した。
【表】 実施例 ２ CaO量が38重量％および27重量％のアルミナセ
メントと、骨材として125μｍ篩あるいは250μｍ
篩を通過させた合成ムライトの粉末およびこれと
は別に用意した149μｍ篩を通過させたコージエ
ライト質セラミツクスの粉末を組み合せて、ま
た、セラミツクスハニカム構造体としてコージエ
ライト質セラミツクスを用いて、実施例１の方法
に従つてセラミツクハニカムフイルタを作成し、
実施例１と同様な評価を行つた。この結果を第２
表に示す。
【表】
【表】 以上の実施例で明らかなようにアルミナセメン
トを封じ材として用いると、焼成せずに強固な結
合が得られるという利点の他に本発明により限定
されるCaO量が27％以下のアルミナセメントを用
い、さらに好ましくはこれに骨材を加えて封じ材
として使用することにより1200℃以上の高温でも
隔壁を侵蝕することなく、耐熱性の高い、フイル
タ効果の大きなセラミツクハニカムフイルタを得
ることができ、ジーゼルエンジンその他の内燃機
関の高温排気中の微粉炭塵の除去等に極めて有効
である。また本発明のセラミツクハニカムフイル
タはCO、HC、（NOX）等の三元除去触媒を担持
したセラミツクハニカム触媒の前に配置するとセ
ラミツクハニカム触媒の目詰り防止に極めて効果
があり、フイルタ部分に捕集させたカーボンダス
ト等の微粒子は高温排気のために燃焼し、CO又
はHC、（NOX）となり、触媒で捕捉されるので
本発明のセラミツクハニカムフイルタは洗浄を必
要とせず継続使用できる利点があり、本発明は産
業の発達に寄与する。
【図面の簡単な説明】
第１図はハニカム構造体の一例を示す正面図、
第２図はその一部切欠き側面図、第３図は本発明
の製造法により造られたフイルタの一例を示す正
面図、第４図はその一部切欠き側面図、第５図は
本発明のフイルタの説明図である。 １…ハニカム構造体、２…貫通孔、３…多孔質
セラミツク隔壁、４…封じ材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツクハニカム構造体の所定の位置の貫
    通孔の端部をアルミナセメントを封じ材として封
    じたセラミツクハニカムフイルタにおいて、アル
    ミナセメント中に含まれるCaOが27重量％以下で
    あることを特徴とするセラミツクハニカムフイル
    タ。 ２ 封じ材がアルミナセメントと骨材の混合物で
    ある特許請求の範囲第１項記載のセラミツクハニ
    カムフイルタ。 ３ セラミツクハニカム構造体の材料が、コージ
    エライト質セラミツク材料およびムライト質セラ
    ミツク材料の何れか一種である特許請求の範囲第
    １項または第２項記載のセラミツクハニカムフイ
    ルタ。
JP55117737A 1980-06-16 1980-08-28 Ceramic honeycomb filter Granted JPS5742317A (en)

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CA000379295A CA1153709A (en) 1980-08-28 1981-06-08 Ceramic honeycomb filter
EP81302704A EP0042302B1 (en) 1980-06-16 1981-06-16 Method for producing ceramic honeycomb filters
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