JP2002320807A - ハニカムフィルタ及びその製造方法 - Google Patents
ハニカムフィルタ及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高強度、高靱性で割れ難く、また、単位体積当
たりの濾過面積が大きく、且つ、低コスト、低圧損、高
集塵率のハニカムフィルタの提供。 【解決手段】多数のチューブ７を集束してハニカム状の
フィルタ本体２ａを形成し、該フィルタ本体の上流端に
ガス流入口３を千鳥状に配すると共に、前記フィルタ本
体の下流端に前記ガス流入口に対向する箇所以外の箇所
にガス流出口６を設け、チューブ壁面で排ガス中の粒子
状物質を捕集するハニカムフィルタである。前記チュー
ブ７を目の粗い織布又は不織布で形成すると共に、前記
チューブ７の濾過面にチューブ７より目の細かい繊維層
で形成される濾過層８を設け、かつ、前記チューブ７及
び前記濾過層８を形成している繊維１０，１１，１３の
表面に、気相蒸着法によるコーティング層を有する。
たりの濾過面積が大きく、且つ、低コスト、低圧損、高
集塵率のハニカムフィルタの提供。 【解決手段】多数のチューブ７を集束してハニカム状の
フィルタ本体２ａを形成し、該フィルタ本体の上流端に
ガス流入口３を千鳥状に配すると共に、前記フィルタ本
体の下流端に前記ガス流入口に対向する箇所以外の箇所
にガス流出口６を設け、チューブ壁面で排ガス中の粒子
状物質を捕集するハニカムフィルタである。前記チュー
ブ７を目の粗い織布又は不織布で形成すると共に、前記
チューブ７の濾過面にチューブ７より目の細かい繊維層
で形成される濾過層８を設け、かつ、前記チューブ７及
び前記濾過層８を形成している繊維１０，１１，１３の
表面に、気相蒸着法によるコーティング層を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの排ガス中に含まれている粒子状物質を除去するため
のハニカム形状のフィルタ及びその製造方法に関する。
ンの排ガス中に含まれている粒子状物質を除去するため
のハニカム形状のフィルタ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のフィルタとしては、例えば、
（ａ）焼結セラミックス製ハニカムフィルタ、（ｂ）セ
ラミック繊維製チューブフィルタ、（ｃ）チューブ状セ
ラミックフィルタなどが知られている。
（ａ）焼結セラミックス製ハニカムフィルタ、（ｂ）セ
ラミック繊維製チューブフィルタ、（ｃ）チューブ状セ
ラミックフィルタなどが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焼結セ
ラミックス製フィルタは、熱応力や機械的応力に対して
極めて弱く、熱応力や機械的応力で割れ易いという問題
がある。
ラミックス製フィルタは、熱応力や機械的応力に対して
極めて弱く、熱応力や機械的応力で割れ易いという問題
がある。
【０００４】また、セラミック繊維製チューブフィルタ
や、チューブ状セラミックフィルタなどは、単位体積当
たりの濾過面積が小さいため、必然的に集塵機が大形化
する。このため、これらのフィルタの適用範囲は、発電
設備を有し、売電収入のある設備等に限定される。
や、チューブ状セラミックフィルタなどは、単位体積当
たりの濾過面積が小さいため、必然的に集塵機が大形化
する。このため、これらのフィルタの適用範囲は、発電
設備を有し、売電収入のある設備等に限定される。
【０００５】一方、セラミック繊維製チューブフィルタ
は、小さい粒子を除去するために、蒸着時間を長くして
気孔径を小さくすると、コストアップになるほか、圧力
損失が大になる。
は、小さい粒子を除去するために、蒸着時間を長くして
気孔径を小さくすると、コストアップになるほか、圧力
損失が大になる。
【０００６】また、ウィスカ凝集層を有するセラミック
繊維製チューブフィルタは、超微粒子を除去することが
できるが、圧力損失が大になる。また、製造工程が複雑
でコストアップとなっている。
繊維製チューブフィルタは、超微粒子を除去することが
できるが、圧力損失が大になる。また、製造工程が複雑
でコストアップとなっている。
【０００７】本発明は、係る従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、その目的の一つは、高強度、高靱性で割
れ難く、また、単位体積当たりの濾過面積が大きく、か
つ、低コスト、低圧損、高集塵率のハニカムフィルタ及
びその製造方法を提供することにある。
たものであり、その目的の一つは、高強度、高靱性で割
れ難く、また、単位体積当たりの濾過面積が大きく、か
つ、低コスト、低圧損、高集塵率のハニカムフィルタ及
びその製造方法を提供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、上記の目的に加え、
フィルタ中の空孔の大きさの制御が容易なハニカムフィ
ルタ及びその製造方法を提供することにある。
フィルタ中の空孔の大きさの制御が容易なハニカムフィ
ルタ及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】本発明の更に他の目的は、触媒燃焼があら
ゆる走行条件に対応可能となるハニカムフィルタ及びそ
の製造方法を提供することにある。
ゆる走行条件に対応可能となるハニカムフィルタ及びそ
の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、次のように構成されている。
め、本発明は、次のように構成されている。
【００１１】（１） 多数のチューブを集束してハニカ
ム状のフィルタ本体を形成し、該フィルタ本体の上流端
にガス流入口を千鳥状に配すると共に、前記フィルタ本
体の下流端に前記ガス流入口に対向する箇所以外の箇所
にガス流出口を設け、チューブ壁面で排ガス中の粒子状
物質を捕集するハニカムフィルタにおいて、前記チュー
ブを目の粗い織布又は不織布で形成すると共に、前記チ
ューブの濾過面にチューブより目の細かい繊維層で形成
される濾過層を設け、かつ、前記チューブ及び前記濾過
層を形成している繊維の表面に、気相蒸着法によるコー
ティング層を有することを特徴とするハニカムフィル
タ。
ム状のフィルタ本体を形成し、該フィルタ本体の上流端
にガス流入口を千鳥状に配すると共に、前記フィルタ本
体の下流端に前記ガス流入口に対向する箇所以外の箇所
にガス流出口を設け、チューブ壁面で排ガス中の粒子状
物質を捕集するハニカムフィルタにおいて、前記チュー
ブを目の粗い織布又は不織布で形成すると共に、前記チ
ューブの濾過面にチューブより目の細かい繊維層で形成
される濾過層を設け、かつ、前記チューブ及び前記濾過
層を形成している繊維の表面に、気相蒸着法によるコー
ティング層を有することを特徴とするハニカムフィル
タ。
【００１２】（２） フィルタ本体が、濾過層を有する
チューブと、濾過層を持たないチューブとからなり、か
つ、濾過層を有するチューブと、濾過層を持たないチュ
ーブとを千鳥状に配して成る（１）記載のハニカムフィ
ルタ。
チューブと、濾過層を持たないチューブとからなり、か
つ、濾過層を有するチューブと、濾過層を持たないチュ
ーブとを千鳥状に配して成る（１）記載のハニカムフィ
ルタ。
【００１３】（３） フィルタ本体が、濾過層と、濾過
層を持たないチューブとからなり、かつ、前記チューブ
を正方配列すると共に、前記チューブの間を縫って前記
濾過層を波形状に配して成る（１）記載のハニカムフィ
ルタ。
層を持たないチューブとからなり、かつ、前記チューブ
を正方配列すると共に、前記チューブの間を縫って前記
濾過層を波形状に配して成る（１）記載のハニカムフィ
ルタ。
【００１４】（４） 上記（１）に記載のハニカムフィ
ルタであって、気相蒸着法によるコーティング層を有す
る繊維層で形成される濾過層に存在する空孔にセラミッ
クス又は金属製の粒子を含浸させると共に、その表面を
セラミックスで被覆して成るハニカムフィルタ。
ルタであって、気相蒸着法によるコーティング層を有す
る繊維層で形成される濾過層に存在する空孔にセラミッ
クス又は金属製の粒子を含浸させると共に、その表面を
セラミックスで被覆して成るハニカムフィルタ。
【００１５】（５） 上記（１）及び（４）に記載のハ
ニカムフィルタであって、気相蒸着法によるコーティン
グ層を有する繊維に、酸化触媒を付着させて成るハニカ
ムフィルタ。
ニカムフィルタであって、気相蒸着法によるコーティン
グ層を有する繊維に、酸化触媒を付着させて成るハニカ
ムフィルタ。
【００１６】（６） 上記（１）及び（４）に記載のハ
ニカムフィルタであって、該ハニカムフィルタを形成し
ているフィルタ本体に電極を装着して成るハニカムフィ
ルタ。
ニカムフィルタであって、該ハニカムフィルタを形成し
ているフィルタ本体に電極を装着して成るハニカムフィ
ルタ。
【００１７】（７） 多数のチューブを集束してハニカ
ム状のフィルタ本体を形成し、該フィルタ本体の上流端
にガス流入口を千鳥状に配すると共に、前記フィルタ本
体の下流端に前記ガス流入口に対向する箇所以外の箇所
にガス流出口を設け、チューブ壁面で排ガス中の粒子状
物質を捕集するハニカムフィルタにおいて、目の粗い織
布又は不織布で筒状のチューブを形成する工程と、前記
チューブより目の細かい繊維層で濾過層を形成する工程
と、前記チューブ及び濾過層の両方又は何れか一方に繊
維結合剤を含浸させた後、チューブの一群に濾過層を巻
回させる工程と、濾過層を有するチューブと、濾過層を
持たないチューブとを千鳥状に配して集束させた後、加
圧成型して繊維結合剤を硬化させる工程と、繊維結合剤
が硬化したブロック状の中間体を高温不活性雰囲気に曝
して繊維結合剤を無機化させる工程と、繊維結合剤の無
機化後、繊維の表面に、気相蒸着法によるコーティング
層を形成する工程とから成るハニカムフィルタの製造方
法。
ム状のフィルタ本体を形成し、該フィルタ本体の上流端
にガス流入口を千鳥状に配すると共に、前記フィルタ本
体の下流端に前記ガス流入口に対向する箇所以外の箇所
にガス流出口を設け、チューブ壁面で排ガス中の粒子状
物質を捕集するハニカムフィルタにおいて、目の粗い織
布又は不織布で筒状のチューブを形成する工程と、前記
チューブより目の細かい繊維層で濾過層を形成する工程
と、前記チューブ及び濾過層の両方又は何れか一方に繊
維結合剤を含浸させた後、チューブの一群に濾過層を巻
回させる工程と、濾過層を有するチューブと、濾過層を
持たないチューブとを千鳥状に配して集束させた後、加
圧成型して繊維結合剤を硬化させる工程と、繊維結合剤
が硬化したブロック状の中間体を高温不活性雰囲気に曝
して繊維結合剤を無機化させる工程と、繊維結合剤の無
機化後、繊維の表面に、気相蒸着法によるコーティング
層を形成する工程とから成るハニカムフィルタの製造方
法。
【００１８】（８） 多数のチューブを集束してハニカ
ム状のフィルタ本体を形成し、該フィルタ本体の上流端
にガス流入口を千鳥状に配すると共に、前記フィルタ本
体の下流端に前記ガス流入口に対向する箇所以外の箇所
にガス流出口を設け、チューブ壁面で排ガス中の粒子状
物質を捕集するハニカムフィルタにおいて、目の粗い織
布又は不織布で筒状のチューブを形成する工程と、前記
チューブに繊維結合剤を含浸させて角形チューブを形成
する工程と、前記チューブより目の細かい繊維層で濾過
層を形成する工程と、前記角形チューブを、繊維結合剤
を含浸させた前記濾過層で交互に巻き込んで一層構造の
ハニカムユニットを形成する工程と、前記一層構造のハ
ニカムユニットを所定段数積層して角形チューブを正方
配列させる工程と、前記角形チューブが正方配列した中
間体を加圧成型して繊維結合剤を硬化させる工程と、繊
維結合剤が硬化したブロック状の中間体を高温不活性雰
囲気に曝して繊維結合剤を無機化させる工程と、繊維結
合剤の無機化後、繊維の表面に、気相蒸着法によるコー
ティング層を形成する工程とから成るハニカムフィルタ
の製造方法。
ム状のフィルタ本体を形成し、該フィルタ本体の上流端
にガス流入口を千鳥状に配すると共に、前記フィルタ本
体の下流端に前記ガス流入口に対向する箇所以外の箇所
にガス流出口を設け、チューブ壁面で排ガス中の粒子状
物質を捕集するハニカムフィルタにおいて、目の粗い織
布又は不織布で筒状のチューブを形成する工程と、前記
チューブに繊維結合剤を含浸させて角形チューブを形成
する工程と、前記チューブより目の細かい繊維層で濾過
層を形成する工程と、前記角形チューブを、繊維結合剤
を含浸させた前記濾過層で交互に巻き込んで一層構造の
ハニカムユニットを形成する工程と、前記一層構造のハ
ニカムユニットを所定段数積層して角形チューブを正方
配列させる工程と、前記角形チューブが正方配列した中
間体を加圧成型して繊維結合剤を硬化させる工程と、繊
維結合剤が硬化したブロック状の中間体を高温不活性雰
囲気に曝して繊維結合剤を無機化させる工程と、繊維結
合剤の無機化後、繊維の表面に、気相蒸着法によるコー
ティング層を形成する工程とから成るハニカムフィルタ
の製造方法。
【００１９】上記の如く、フィルタ本体を構成するチュ
ーブとしては、濾過層を有するチューブと、濾過層を持
たないチューブとがある。そして、濾過層を有するチュ
ーブは、チューブの外面、内面、又は内外両面に、下記
の濾過層の何れか一つを有する。
ーブとしては、濾過層を有するチューブと、濾過層を持
たないチューブとがある。そして、濾過層を有するチュ
ーブは、チューブの外面、内面、又は内外両面に、下記
の濾過層の何れか一つを有する。
【００２０】（ａ）濾過層： （イ）ペーパ、マット、又はフェルト （ロ）空孔に短繊維を有するか、或いは空孔及び表面に
短繊維を有するペーパ、マット、又はフェルト （ハ）最外層にもペーパ、マット、又はフェルトを有
し、かつ、空孔に短繊維を有するか、或いは空孔及び表
面に短繊維を有するペーパ、マット、又はフェルト （ｂ）チューブには、下記の何れか一つを適用する。
短繊維を有するペーパ、マット、又はフェルト （ハ）最外層にもペーパ、マット、又はフェルトを有
し、かつ、空孔に短繊維を有するか、或いは空孔及び表
面に短繊維を有するペーパ、マット、又はフェルト （ｂ）チューブには、下記の何れか一つを適用する。
【００２１】（１）ヤーンとヤーンとの間に０．０５ｍ
ｍ〜２ｍｍの隙間を有する織布製のチューブ （２）ペーパ、マット、フェルト、又はヤーンとヤーン
との間に０．０５ｍｍ〜２ｍｍの隙間を有する織布で成
型したのチューブ （３）短繊維を鋳込み成型、又は遠心力成型したチュー
ブ （４）二種類以上の材質の連続繊維のヤーンを交互に織
り込んだチューブで、かつ、少なくとも１種類のヤーン
が高温不活性雰囲気中で形状が保持できない材質で構成
されているチューブ （５）上記（１）〜（４）のチューブで、かつ、チュー
ブ内部に高温不活性雰囲気中で形成が保持できない材質
の繊維束を有するチューブ （ｃ）短繊維は、上記ペーパ、マット、又はフェルトの
繊維の径より細く、かつ、上記ペーパ、マット、又はフ
ェルトの空孔へ浸透する長さのものが好ましく使用され
る。
ｍ〜２ｍｍの隙間を有する織布製のチューブ （２）ペーパ、マット、フェルト、又はヤーンとヤーン
との間に０．０５ｍｍ〜２ｍｍの隙間を有する織布で成
型したのチューブ （３）短繊維を鋳込み成型、又は遠心力成型したチュー
ブ （４）二種類以上の材質の連続繊維のヤーンを交互に織
り込んだチューブで、かつ、少なくとも１種類のヤーン
が高温不活性雰囲気中で形状が保持できない材質で構成
されているチューブ （５）上記（１）〜（４）のチューブで、かつ、チュー
ブ内部に高温不活性雰囲気中で形成が保持できない材質
の繊維束を有するチューブ （ｃ）短繊維は、上記ペーパ、マット、又はフェルトの
繊維の径より細く、かつ、上記ペーパ、マット、又はフ
ェルトの空孔へ浸透する長さのものが好ましく使用され
る。
【００２２】（ｄ）繊維及び短繊維としては、炭化珪
素、炭素、アルミナ、アルミナ・シリカ、窒化珪素のい
ずれか１つ、或いは２種類以上の繊維を適用する。
素、炭素、アルミナ、アルミナ・シリカ、窒化珪素のい
ずれか１つ、或いは２種類以上の繊維を適用する。
【００２３】（ｅ）気相蒸着法に適用する素材として
は、繊維や短繊維と同様に、炭化珪素、炭素、アルミ
ナ、アルミナ・シリカ、窒化珪素のいずれか１つ、或い
は２種類以上の素材を適用する。
は、繊維や短繊維と同様に、炭化珪素、炭素、アルミ
ナ、アルミナ・シリカ、窒化珪素のいずれか１つ、或い
は２種類以上の素材を適用する。
【００２４】（ｆ）フィルタ本体の成型方法を列挙する
と、下記の方法を挙げることができる。
と、下記の方法を挙げることができる。
【００２５】（い）上記（ｂ）の（１）〜（５）のチュ
ーブを正方配列に集合して角形断面形状のハニカムに成
型する方法 （ろ）上記（ｂ）の（１）〜（５）のチューブを千鳥配
列に集合して角形断面形状のハニカムに成型する方法 （は）上記（ｂ）の（５）のチューブを正方配列で所定
断面の大きさになるように集合し、その後、真空成型或
いは加圧成型してハニカムに成型する方法 （に）上記（ｂ）の（５）のチューブを千鳥配列で所定
断面の大きさになるように集合し、その後、真空成型或
いは加圧成型してハニカムに成型する方法 （ほ）上記（ｂ）の（５）のチューブをハニカムを構成
する複数層のうちの１層分のみ真空成型或いは加圧成型
して硬化し、これを所定の層数積層接合して角形断面形
状のハニカムに成型する方法 （へ）上記（い）〜（ほ）で、予め、チューブ１本を成
型硬化しておき、このチューブを正方配列或いは千鳥配
列に集束・接合・硬化してハニカムに成型する方法 （ｇ）繊維間の空孔を調整する方法としては、セラミッ
クス又は金属製の粒子を使用する方法を挙げることがで
きる。また、粒子にセラミックスを被覆させる方法とし
ては、気相蒸着法、セラミックス接着剤塗布法、溶射
法、セラミックス接着剤塗布法などを挙げることができ
る。
ーブを正方配列に集合して角形断面形状のハニカムに成
型する方法 （ろ）上記（ｂ）の（１）〜（５）のチューブを千鳥配
列に集合して角形断面形状のハニカムに成型する方法 （は）上記（ｂ）の（５）のチューブを正方配列で所定
断面の大きさになるように集合し、その後、真空成型或
いは加圧成型してハニカムに成型する方法 （に）上記（ｂ）の（５）のチューブを千鳥配列で所定
断面の大きさになるように集合し、その後、真空成型或
いは加圧成型してハニカムに成型する方法 （ほ）上記（ｂ）の（５）のチューブをハニカムを構成
する複数層のうちの１層分のみ真空成型或いは加圧成型
して硬化し、これを所定の層数積層接合して角形断面形
状のハニカムに成型する方法 （へ）上記（い）〜（ほ）で、予め、チューブ１本を成
型硬化しておき、このチューブを正方配列或いは千鳥配
列に集束・接合・硬化してハニカムに成型する方法 （ｇ）繊維間の空孔を調整する方法としては、セラミッ
クス又は金属製の粒子を使用する方法を挙げることがで
きる。また、粒子にセラミックスを被覆させる方法とし
ては、気相蒸着法、セラミックス接着剤塗布法、溶射
法、セラミックス接着剤塗布法などを挙げることができ
る。
【００２６】（ｈ）フィルタ本体に酸化触媒を付着する
方法としては、酸化触媒をスラリー状にしてフィルタ本
体に振りかける方法、或いは酸化触媒のスラリー液にフ
ィルタ本体をどぶ漬けする方法などを挙げることができ
る。
方法としては、酸化触媒をスラリー状にしてフィルタ本
体に振りかける方法、或いは酸化触媒のスラリー液にフ
ィルタ本体をどぶ漬けする方法などを挙げることができ
る。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。 （１）第１の実施形態 先ず、本発明に係るハニカムフィルタの第１の実施形態
について説明する。図１に示すように、ハニカムフィル
タ１ａは、直方体状に形成され、本体２ａの上流端に
は、ガス流入口３が千鳥状に設けられ、それ以外の箇所
は、遮蔽板４によって閉鎖されている。また、フィルタ
本体２ａの下流端には、遮蔽板４に対向する箇所にガス
流出口６（図５参照）が設けられている。５は遮蔽板を
示している。
を用いて説明する。 （１）第１の実施形態 先ず、本発明に係るハニカムフィルタの第１の実施形態
について説明する。図１に示すように、ハニカムフィル
タ１ａは、直方体状に形成され、本体２ａの上流端に
は、ガス流入口３が千鳥状に設けられ、それ以外の箇所
は、遮蔽板４によって閉鎖されている。また、フィルタ
本体２ａの下流端には、遮蔽板４に対向する箇所にガス
流出口６（図５参照）が設けられている。５は遮蔽板を
示している。
【００２８】フィルタ本体２ａは、図２に示すように、
濾過層８を有するチューブ７ａと、濾過層を持たないチ
ューブ７ｂとが千鳥状に配列されている。濾過層８は、
図３に示すように、マット９及びマット９の片面に含浸
させたミルドファイバ（微小繊維）１０から形成され、
ミルドファイバ（微小繊維）１０の一部は、図４に示す
ように、マット９を形成している繊維１１の間に存在す
る空孔１２内に含浸されている。
濾過層８を有するチューブ７ａと、濾過層を持たないチ
ューブ７ｂとが千鳥状に配列されている。濾過層８は、
図３に示すように、マット９及びマット９の片面に含浸
させたミルドファイバ（微小繊維）１０から形成され、
ミルドファイバ（微小繊維）１０の一部は、図４に示す
ように、マット９を形成している繊維１１の間に存在す
る空孔１２内に含浸されている。
【００２９】フィルタ本体２ａは、オートクレーブ（図
示せず）中で角形断面形状に加圧成型された後、高温の
不活性雰囲気中で繊維結合剤が無機化されており、その
後、ハニカムを形成している繊維１０，１１，１３の表
面には、気相蒸着法による炭化珪素のコーティング（図
示せず）が施されている。
示せず）中で角形断面形状に加圧成型された後、高温の
不活性雰囲気中で繊維結合剤が無機化されており、その
後、ハニカムを形成している繊維１０，１１，１３の表
面には、気相蒸着法による炭化珪素のコーティング（図
示せず）が施されている。
【００３０】上記チューブ７ａ及び７ｂは、炭化珪素繊
維のヤーンを編成した織布によって形成され、マット９
は、チューブ７ａ，７ｂと同様に、炭化珪素繊維で形成
されている。また、ミルドファイバ（微小繊維）１０に
も炭化珪素繊維が用いられている。
維のヤーンを編成した織布によって形成され、マット９
は、チューブ７ａ，７ｂと同様に、炭化珪素繊維で形成
されている。また、ミルドファイバ（微小繊維）１０に
も炭化珪素繊維が用いられている。
【００３１】しかして、図５に示すように、ガス流入口
３からチューブ７ｂ内に流入した排ガスａは、矢印で示
すように、濾過層８を通過して隣接するチューブ７ａに
流入する。その際、排ガスａ中に含まれている粒子状物
質が濾過層８に捕集される。特に、マット９の片面に含
浸し、かつ、気相蒸着法によるコーティング（図示せ
ず）が施されているミルドファイバ（微小繊維）１０に
よって排ガスａ中の粒子状物質が捕集される。そして、
粒子状物質が除去されて浄化された排ガスａ′は、ガス
流出口６から系外に排出される。
３からチューブ７ｂ内に流入した排ガスａは、矢印で示
すように、濾過層８を通過して隣接するチューブ７ａに
流入する。その際、排ガスａ中に含まれている粒子状物
質が濾過層８に捕集される。特に、マット９の片面に含
浸し、かつ、気相蒸着法によるコーティング（図示せ
ず）が施されているミルドファイバ（微小繊維）１０に
よって排ガスａ中の粒子状物質が捕集される。そして、
粒子状物質が除去されて浄化された排ガスａ′は、ガス
流出口６から系外に排出される。
【００３２】上記のように、本発明のハニカムフィルタ
１ａは、炭化珪素繊維で強化された複合セラミックで形
成されているから高強度で、かつ、靱性が高く、非常に
割れ難い。また、マット９の片面にミルドファイバ（微
小繊維）１０が含浸されているために、排ガスａ中に含
まれている粒子状物質の捕集率が高い。また、濾過層８
は、炭化珪素などのセラミック繊維で形成されているた
めに、圧力損失が低い。また、本発明のハニカムフィル
タ１ａは、単位体積当たりの濾過面積が大きいため、コ
ンパクト化、低コスト化が計れる。
１ａは、炭化珪素繊維で強化された複合セラミックで形
成されているから高強度で、かつ、靱性が高く、非常に
割れ難い。また、マット９の片面にミルドファイバ（微
小繊維）１０が含浸されているために、排ガスａ中に含
まれている粒子状物質の捕集率が高い。また、濾過層８
は、炭化珪素などのセラミック繊維で形成されているた
めに、圧力損失が低い。また、本発明のハニカムフィル
タ１ａは、単位体積当たりの濾過面積が大きいため、コ
ンパクト化、低コスト化が計れる。
【００３３】次に、本発明のハニカムフィルタの製造方
法について説明する。
法について説明する。
【００３４】先ず、図６に示すように、炭化珪素の長繊
維（ヤーン）１３を編成して丸形のチューブ７を形成す
る。このチューブ７は、その中心部にレーヨン繊維など
の高温不活性雰囲気中で形状が保持できない繊維束７０
が入っている。この芯入りチューブ７は、径の異なる２
種類のものを用意する。即ち、小径のチューブ７は、そ
の周囲に後で説明する濾過層８を巻回させた時に、その
径が大径のチューブ７の径と同じになるものを用意す
る。
維（ヤーン）１３を編成して丸形のチューブ７を形成す
る。このチューブ７は、その中心部にレーヨン繊維など
の高温不活性雰囲気中で形状が保持できない繊維束７０
が入っている。この芯入りチューブ７は、径の異なる２
種類のものを用意する。即ち、小径のチューブ７は、そ
の周囲に後で説明する濾過層８を巻回させた時に、その
径が大径のチューブ７の径と同じになるものを用意す
る。
【００３５】次に、図７に示すような濾過層８を用意す
る。この濾過層８は、炭化珪素繊維からなるマット９の
片面に、マット９の繊維１１の径より細く、かつ、マッ
ト９の空孔１２へ浸透する非常に短い炭化珪素繊維のミ
ルドファイバ（極小繊維）１０をエタノール中に分散さ
せて作ったスラリーを均一に散布した後、エタノールを
蒸発させて作製する。
る。この濾過層８は、炭化珪素繊維からなるマット９の
片面に、マット９の繊維１１の径より細く、かつ、マッ
ト９の空孔１２へ浸透する非常に短い炭化珪素繊維のミ
ルドファイバ（極小繊維）１０をエタノール中に分散さ
せて作ったスラリーを均一に散布した後、エタノールを
蒸発させて作製する。
【００３６】次に、小径のチューブ７に、例えば、四塩
化炭素で希釈したフェノール樹脂などの繊維結合用有機
高分子樹脂（以下、繊維結合剤という）を含浸させた
後、その外側にシート状の濾過層８を１層だけ巻きつけ
て濾過層８を有するチューブ７ａを形成する（図８参
照）。その際、濾過層８の両端は、所定の重なり代を持
って巻き重ねられる。なお、濾過層８に繊維結合剤を含
浸させると、濾過層８の巻き付け作業が容易になる。
化炭素で希釈したフェノール樹脂などの繊維結合用有機
高分子樹脂（以下、繊維結合剤という）を含浸させた
後、その外側にシート状の濾過層８を１層だけ巻きつけ
て濾過層８を有するチューブ７ａを形成する（図８参
照）。その際、濾過層８の両端は、所定の重なり代を持
って巻き重ねられる。なお、濾過層８に繊維結合剤を含
浸させると、濾過層８の巻き付け作業が容易になる。
【００３７】次に、図９に示すように、濾過層８を巻き
つけたチューブ７ａと、繊維結合剤を含浸させた濾過層
の無いチューブ７ｂとを成型機１４に交互に入れて成型
すると、濾過層８を有するチューブ７ａと、濾過層を持
たないチューブ７ｂとが互いに接合し、平板状の中間体
１５（図１０参照）が成型される。その際、チューブ７
ａ，７ｂの芯部には、予め、繊維束７０が詰められてい
るから、チューブ７ａ，７ｂが偏平に押しつぶされるこ
とがない。
つけたチューブ７ａと、繊維結合剤を含浸させた濾過層
の無いチューブ７ｂとを成型機１４に交互に入れて成型
すると、濾過層８を有するチューブ７ａと、濾過層を持
たないチューブ７ｂとが互いに接合し、平板状の中間体
１５（図１０参照）が成型される。その際、チューブ７
ａ，７ｂの芯部には、予め、繊維束７０が詰められてい
るから、チューブ７ａ，７ｂが偏平に押しつぶされるこ
とがない。
【００３８】次に、上記中間体１５をオートクレーブ
（図示せず）内に所定の段数だけ積み重ねて加圧成型
し、チューブ７ａ，７ｂに含浸させた繊維結合剤を硬化
させると、図１１に示すように、ブロック状の中間体１
６が得られる。この中間体１６は、繊維結合剤が硬化し
ているから、ハンドリングに耐えられる。
（図示せず）内に所定の段数だけ積み重ねて加圧成型
し、チューブ７ａ，７ｂに含浸させた繊維結合剤を硬化
させると、図１１に示すように、ブロック状の中間体１
６が得られる。この中間体１６は、繊維結合剤が硬化し
ているから、ハンドリングに耐えられる。
【００３９】次に、このブロック状の中間体１６を高温
の不活性ガス中で加熱して繊維結合剤を無機化させる。
その際、繊維結合剤は、炭化するが繊維どうしを結合す
る役目を保持している。また、チューブ７ａ，７ｂの芯
として使われていた繊維束７０は、高温に曝されて分
解、ガス化しているので、形状は保持されず、図１２に
示すように、芯部が中空になったハニカム状の中間体１
７が得られる。
の不活性ガス中で加熱して繊維結合剤を無機化させる。
その際、繊維結合剤は、炭化するが繊維どうしを結合す
る役目を保持している。また、チューブ７ａ，７ｂの芯
として使われていた繊維束７０は、高温に曝されて分
解、ガス化しているので、形状は保持されず、図１２に
示すように、芯部が中空になったハニカム状の中間体１
７が得られる。
【００４０】次に、化学気相蒸着法によってハニカム状
の中間体１７を形成している繊維１０，１１，１３の表
面に、炭化珪素をコーティングする。
の中間体１７を形成している繊維１０，１１，１３の表
面に、炭化珪素をコーティングする。
【００４１】しかる後に、機械加工によりハニカム状の
中間体１７の前後両端を切断して所定の長さのフィルタ
本体２ａとした後、その両端開口部へ遮蔽板４，５を高
温用接着剤等によって取り付けて千鳥状に閉鎖すると、
図１に示すハニカムフィルタ１ａを比較的容易に製造す
ることができる。
中間体１７の前後両端を切断して所定の長さのフィルタ
本体２ａとした後、その両端開口部へ遮蔽板４，５を高
温用接着剤等によって取り付けて千鳥状に閉鎖すると、
図１に示すハニカムフィルタ１ａを比較的容易に製造す
ることができる。
【００４２】また、所望により、ハニカムフィルタ本体
２ａにセラミックス又は金属製の粒子１８を含浸させる
と、濾過層８を形成している繊維１１の間に存在してい
る空孔１２の大きさを容易に調整することができる（図
１３（ａ）及び（ｂ）参照）。粒子１８にセラミックス
を被覆する方法としては、気相蒸着法、セラミックス接
着剤塗布法、溶射法、セラミックス接着剤塗布法などを
適用することができる。
２ａにセラミックス又は金属製の粒子１８を含浸させる
と、濾過層８を形成している繊維１１の間に存在してい
る空孔１２の大きさを容易に調整することができる（図
１３（ａ）及び（ｂ）参照）。粒子１８にセラミックス
を被覆する方法としては、気相蒸着法、セラミックス接
着剤塗布法、溶射法、セラミックス接着剤塗布法などを
適用することができる。
【００４３】また、所望により、ハニカムフィルタ２ａ
に酸化触媒１９を付着させることができる（図１４参
照）。しかして、温度が高温のディーゼル排ガスの場合
には、濾過層８で捕集した粒子状物質を触媒燃焼させる
ことができる。温度が低温のディーゼル排ガスの場合に
は、フィルタ本体２ａに直接通電し、酸化触媒１９が活
性化する温度になるまで加熱することにより、捕集した
粒子状物質を触媒燃焼でき、あらゆる走行条件に対応可
能となる。なお、直接通電する場合は、ハニカムフィル
タ本体２ａの両端部へ銀ペースト等の導電性物質を付着
させ、通電用の電極と接触させる。
に酸化触媒１９を付着させることができる（図１４参
照）。しかして、温度が高温のディーゼル排ガスの場合
には、濾過層８で捕集した粒子状物質を触媒燃焼させる
ことができる。温度が低温のディーゼル排ガスの場合に
は、フィルタ本体２ａに直接通電し、酸化触媒１９が活
性化する温度になるまで加熱することにより、捕集した
粒子状物質を触媒燃焼でき、あらゆる走行条件に対応可
能となる。なお、直接通電する場合は、ハニカムフィル
タ本体２ａの両端部へ銀ペースト等の導電性物質を付着
させ、通電用の電極と接触させる。
【００４４】フィルタ本体に酸化触媒を付着する方法と
しては、酸化触媒をスラリー状にしてフィルタ本位に振
りかける方法、或いは酸化触媒のスラリー液にフィルタ
本体をどぶ漬けする方法などを挙げることができる。 （２）第２の実施形態 次に、本発明に係るハニカムフィルタの第２の実施形態
について説明する。図１５に示すように、ハニカムフィ
ルタ１ｂは、直方体状に形成され、本体２ｂの上流端に
は、ガス流入口３が千鳥状に設けられ、それ以外の箇所
は、遮蔽板４によって閉鎖されている。また、フィルタ
本体２ｂの下流端は、遮蔽板４に対向する箇所にガス流
出口６（図１７参照）が設けられている。５は遮蔽板を
示している。
しては、酸化触媒をスラリー状にしてフィルタ本位に振
りかける方法、或いは酸化触媒のスラリー液にフィルタ
本体をどぶ漬けする方法などを挙げることができる。 （２）第２の実施形態 次に、本発明に係るハニカムフィルタの第２の実施形態
について説明する。図１５に示すように、ハニカムフィ
ルタ１ｂは、直方体状に形成され、本体２ｂの上流端に
は、ガス流入口３が千鳥状に設けられ、それ以外の箇所
は、遮蔽板４によって閉鎖されている。また、フィルタ
本体２ｂの下流端は、遮蔽板４に対向する箇所にガス流
出口６（図１７参照）が設けられている。５は遮蔽板を
示している。
【００４５】フィルタ本体２ｂは、図１６に示すよう
に、濾過層８及び濾過層を持たない角形チューブ７ｂか
ら形成されている。角形チューブ７ｂは、正方配列さ
れ、濾過層８は、隣接している角形チューブ７ｂの間を
縫うように角形の波形状に配されている。
に、濾過層８及び濾過層を持たない角形チューブ７ｂか
ら形成されている。角形チューブ７ｂは、正方配列さ
れ、濾過層８は、隣接している角形チューブ７ｂの間を
縫うように角形の波形状に配されている。
【００４６】濾過層８は、図３に示すように、マット９
及びマット９の片面に含浸させたミルドファイバ（微小
繊維）１０から形成され、ミルドファイバ（微小繊維）
１０の一部は、図４に示すように、マット９を形成して
いる繊維１１の間に存在する空孔１２内に含浸されてい
る。
及びマット９の片面に含浸させたミルドファイバ（微小
繊維）１０から形成され、ミルドファイバ（微小繊維）
１０の一部は、図４に示すように、マット９を形成して
いる繊維１１の間に存在する空孔１２内に含浸されてい
る。
【００４７】フィルタ本体２ｂは、オートクレーブ（図
示せず）中で角形断面形状に加圧成型された後、高温の
不活性雰囲気中で繊維結合剤が無機化される。その際、
ハニカムを形成している繊維１０，１１，１３の表面に
は、気相蒸着法による炭化珪素のコーティングが施され
ている。
示せず）中で角形断面形状に加圧成型された後、高温の
不活性雰囲気中で繊維結合剤が無機化される。その際、
ハニカムを形成している繊維１０，１１，１３の表面に
は、気相蒸着法による炭化珪素のコーティングが施され
ている。
【００４８】チューブ７ｂは、炭化珪素繊維のヤーンを
編成した織布によって形成され、マット９は、チューブ
７ｂと同様に、炭化珪素繊維で形成されている。また、
ミルドファイバ（微小繊維）１０にも炭化珪素繊維が用
いられている。
編成した織布によって形成され、マット９は、チューブ
７ｂと同様に、炭化珪素繊維で形成されている。また、
ミルドファイバ（微小繊維）１０にも炭化珪素繊維が用
いられている。
【００４９】しかして、図１７に示すように、ガス流入
口３からチューブ７ｂ内に流入した排ガスａは、矢印で
示す如く、濾過層８を通過して隣接するチューブ７ｂに
流入する。その際、排ガスａ中に含まれている粒子状物
質が濾過層８に捕集される。特に、マット９の片面に含
浸し、かつ、気相蒸着法によるコーティング（図示せ
ず）が施されているミルドファイバ（微小繊維）１０に
よって排ガスａ中の粒子状物質が捕集される。粒子状物
質が除去されて浄化された排ガスａ′は、ガス流出口６
から系外に排出される。
口３からチューブ７ｂ内に流入した排ガスａは、矢印で
示す如く、濾過層８を通過して隣接するチューブ７ｂに
流入する。その際、排ガスａ中に含まれている粒子状物
質が濾過層８に捕集される。特に、マット９の片面に含
浸し、かつ、気相蒸着法によるコーティング（図示せ
ず）が施されているミルドファイバ（微小繊維）１０に
よって排ガスａ中の粒子状物質が捕集される。粒子状物
質が除去されて浄化された排ガスａ′は、ガス流出口６
から系外に排出される。
【００５０】上記のように、本発明のハニカムフィルタ
１ｂは、炭化珪素繊維で強化された複合セラミックで形
成されているから高強度で、かつ、靱性が高く、非常に
割れ難い。また、マット９の片面にミルドファイバ（微
小繊維）１０が含浸されているために、排ガスａ中に含
まれている粒子状物質の捕集率が高い。また、濾過層８
は、炭化珪素などのセラミック繊維で形成されているた
めに、圧力損失が低い。また、本発明のハニカムフィル
タ１ｂは、単位体積当たりの濾過面積が大きいため、コ
ンパクト化、低コスト化が計れる。
１ｂは、炭化珪素繊維で強化された複合セラミックで形
成されているから高強度で、かつ、靱性が高く、非常に
割れ難い。また、マット９の片面にミルドファイバ（微
小繊維）１０が含浸されているために、排ガスａ中に含
まれている粒子状物質の捕集率が高い。また、濾過層８
は、炭化珪素などのセラミック繊維で形成されているた
めに、圧力損失が低い。また、本発明のハニカムフィル
タ１ｂは、単位体積当たりの濾過面積が大きいため、コ
ンパクト化、低コスト化が計れる。
【００５１】次に、本発明のハニカムフィルタの製造方
法について説明する。
法について説明する。
【００５２】先ず、図６の丸形のチューブ７を用意す
る。このチューブ７は、既に説明した如く、炭化珪素の
長繊維（ヤーン）１３を編成したものであり、その中心
部には、レーヨン繊維などの高温不活性雰囲気中で形状
が保持できない繊維束７０が入っている。
る。このチューブ７は、既に説明した如く、炭化珪素の
長繊維（ヤーン）１３を編成したものであり、その中心
部には、レーヨン繊維などの高温不活性雰囲気中で形状
が保持できない繊維束７０が入っている。
【００５３】次に、この丸形チューブ７に、例えば、四
塩化炭素で希釈したフェノール樹脂などの繊維結合用有
機高分子樹脂（以下、繊維結合剤という）を含浸させた
後、成型機（図示せず）により１本ずつ角形のチューブ
７ｂに成型する（図１８）。このチューブ７の芯部に
は、予め、繊維束７０が詰められているから、成型の際
にチューブ７が偏平に押しつぶされることがない。
塩化炭素で希釈したフェノール樹脂などの繊維結合用有
機高分子樹脂（以下、繊維結合剤という）を含浸させた
後、成型機（図示せず）により１本ずつ角形のチューブ
７ｂに成型する（図１８）。このチューブ７の芯部に
は、予め、繊維束７０が詰められているから、成型の際
にチューブ７が偏平に押しつぶされることがない。
【００５４】次に、図７の濾過層８を用意する。濾過層
８は、炭化珪素繊維からなるマット９の片面に、マット
９の繊維１１の径より細く、かつ、マット９の空孔１２
へ浸透する非常に短い炭化珪素繊維のミルドファイバ
（極小繊維）１１をエタノール中に分散させて作ったス
ラリーを均一に散布した後、エタノールを蒸発させて作
製されている。
８は、炭化珪素繊維からなるマット９の片面に、マット
９の繊維１１の径より細く、かつ、マット９の空孔１２
へ浸透する非常に短い炭化珪素繊維のミルドファイバ
（極小繊維）１１をエタノール中に分散させて作ったス
ラリーを均一に散布した後、エタノールを蒸発させて作
製されている。
【００５５】次に、角形チューブ７ｂを、繊維結合剤を
含浸させたシート状の濾過層８で交互に巻き込み、図１
９に示すような、一層構造のハニカムユニット２０を形
成する。
含浸させたシート状の濾過層８で交互に巻き込み、図１
９に示すような、一層構造のハニカムユニット２０を形
成する。
【００５６】次に、この一層構造のハニカムユニット２
０をオートクレーブ（図示せず）内に所定の段数だけ積
み重ねた後、加圧成型すると、図２０に示すような、ブ
ロック状の中間体２１が得られる。その時、チューブ７
ｂや濾過層８に含浸させた繊維結合剤が硬化し、ハンド
リングに耐えられるようになる。
０をオートクレーブ（図示せず）内に所定の段数だけ積
み重ねた後、加圧成型すると、図２０に示すような、ブ
ロック状の中間体２１が得られる。その時、チューブ７
ｂや濾過層８に含浸させた繊維結合剤が硬化し、ハンド
リングに耐えられるようになる。
【００５７】次に、このブロック状の中間体２１を高温
不活性雰囲気に曝して繊維結合剤を無機化させる。その
際、繊維結合剤は、炭化するが繊維どうしを結合する役
目を保持している。また、チューブ７ｂの芯として使用
されていた繊維束７０は、高温に曝されて分解、ガス化
しているので、図２１に示すように、芯部が中空になっ
たハニカム状の中間体２２が得られる。
不活性雰囲気に曝して繊維結合剤を無機化させる。その
際、繊維結合剤は、炭化するが繊維どうしを結合する役
目を保持している。また、チューブ７ｂの芯として使用
されていた繊維束７０は、高温に曝されて分解、ガス化
しているので、図２１に示すように、芯部が中空になっ
たハニカム状の中間体２２が得られる。
【００５８】次に、化学気相蒸着法によってハニカム状
の中間体２２を形成している繊維１０，１１，１３の表
面に、炭化珪素をコーティングする。
の中間体２２を形成している繊維１０，１１，１３の表
面に、炭化珪素をコーティングする。
【００５９】しかる後に、機械加工によりハニカム状の
中間体２２の前後両端を切断して所定の長さのフィルタ
本体２ｂとした後、その両端開口部へ遮蔽板４，５を高
温用接着剤等によって取り付けて千鳥状に閉鎖すると、
図１５に示すハニカムフィルタ１ｂを比較的容易に製造
することができる。
中間体２２の前後両端を切断して所定の長さのフィルタ
本体２ｂとした後、その両端開口部へ遮蔽板４，５を高
温用接着剤等によって取り付けて千鳥状に閉鎖すると、
図１５に示すハニカムフィルタ１ｂを比較的容易に製造
することができる。
【００６０】また、所望により、上記ハニカムフィルタ
本体２ｂにセラミックス又は金属製の粒子１８を含浸さ
せると、濾過層８を形成している繊維１１の間に存在し
ている空孔１２の大きさを容易に調整することができる
（図１３（ａ）及び（ｂ）参照）。また、粒子１８にセ
ラミックスを被覆する方法としては、気相蒸着法、セラ
ミックス接着剤塗布法、溶射法、セラミックス接着剤塗
布法などを適用することができる。
本体２ｂにセラミックス又は金属製の粒子１８を含浸さ
せると、濾過層８を形成している繊維１１の間に存在し
ている空孔１２の大きさを容易に調整することができる
（図１３（ａ）及び（ｂ）参照）。また、粒子１８にセ
ラミックスを被覆する方法としては、気相蒸着法、セラ
ミックス接着剤塗布法、溶射法、セラミックス接着剤塗
布法などを適用することができる。
【００６１】また、所望により、上記ハニカムフィルタ
本体２ｂに酸化触媒１９を付着させることができる（図
１４参照）。そして、温度が高温のディーゼル排ガスの
場合には、濾過層８で捕集した粒子状物質を触媒燃焼さ
せることができる。温度が低温のディーゼル排ガスの場
合には、フィルタ本体２ｂに直接通電し、酸化触媒１９
が活性化する温度になるまで加熱することにより、捕集
した粒子状物質を触媒燃焼でき、あらゆる走行条件に対
応可能となる。なお、直接通電する場合は、ハニカムフ
ィルタ本体２ｂの両端部へ銀ペースト等の導電性物質を
付着させ、通電用の電極と接触させる。
本体２ｂに酸化触媒１９を付着させることができる（図
１４参照）。そして、温度が高温のディーゼル排ガスの
場合には、濾過層８で捕集した粒子状物質を触媒燃焼さ
せることができる。温度が低温のディーゼル排ガスの場
合には、フィルタ本体２ｂに直接通電し、酸化触媒１９
が活性化する温度になるまで加熱することにより、捕集
した粒子状物質を触媒燃焼でき、あらゆる走行条件に対
応可能となる。なお、直接通電する場合は、ハニカムフ
ィルタ本体２ｂの両端部へ銀ペースト等の導電性物質を
付着させ、通電用の電極と接触させる。
【００６２】フィルタ本体に酸化触媒を付着する方法と
しては、酸化触媒をスラリー状にしてフィルタ本位に振
りかける方法、或いは酸化触媒のスラリー液にフィルタ
本体をどぶ漬けする方法などを挙げることができる。
しては、酸化触媒をスラリー状にしてフィルタ本位に振
りかける方法、或いは酸化触媒のスラリー液にフィルタ
本体をどぶ漬けする方法などを挙げることができる。
【００６３】次に、本発明を実施例により更に詳しく説
明する。
明する。
【００６４】
【実施例】（実施例１） （１）フィルタ （ａ）構成：炭化珪素繊維／化学気相蒸着法による炭化
珪素 （ｂ）フィルタの成型： （イ）炭化珪素繊維（ニカロン、繊維径１５ミクロンメ
ートル）のヤーンで、外径４ｍｍ、内径３．４ｍｍのチ
ューブを製造する（目付重量２５０ｇ／ｍ2 ）。チュー
ブ内部にレーヨン繊維集束材を有する。
珪素 （ｂ）フィルタの成型： （イ）炭化珪素繊維（ニカロン、繊維径１５ミクロンメ
ートル）のヤーンで、外径４ｍｍ、内径３．４ｍｍのチ
ューブを製造する（目付重量２５０ｇ／ｍ2 ）。チュー
ブ内部にレーヨン繊維集束材を有する。
【００６５】（ロ）上記（イ）に下記の繊維結合剤を含
浸する。
浸する。
【００６６】繊維結合剤：四塩化炭素で希釈したフェノ
ール樹脂（重量濃度：２０％） （ハ）炭化珪素繊維（繊維径１５ミクロンメートル、長
さ６ｍｍ）のマット（目付重量６０ｇ、厚さ０．３ｍ
ｍ）の片面に炭化珪素繊維のミルドファイバ（繊維径８
ミクロンメートル、長さ１３０ミクロンメートル）のス
ラリー（エタノール中に分散）を振りかけて、厚さ０．
５ｍｍの不織布を形成する。
ール樹脂（重量濃度：２０％） （ハ）炭化珪素繊維（繊維径１５ミクロンメートル、長
さ６ｍｍ）のマット（目付重量６０ｇ、厚さ０．３ｍ
ｍ）の片面に炭化珪素繊維のミルドファイバ（繊維径８
ミクロンメートル、長さ１３０ミクロンメートル）のス
ラリー（エタノール中に分散）を振りかけて、厚さ０．
５ｍｍの不織布を形成する。
【００６７】（ニ）上記（イ）のチューブに（ハ）の不
織布を１層積層（重なり代３ｍｍ）する。
織布を１層積層（重なり代３ｍｍ）する。
【００６８】（ホ）長さ３００ｍｍの上記（ニ）のチュ
ーブと、上記（イ）と同様に製造した外径５ｍｍ、内径
４．４ｍｍのチューブとを交互に配列して集束する。
ーブと、上記（イ）と同様に製造した外径５ｍｍ、内径
４．４ｍｍのチューブとを交互に配列して集束する。
【００６９】集束後の断面寸法：２１７（ｍｍ）×２１
７（ｍｍ）×３０５（ｍｍ） （ヘ）オートクレーブ中で加圧成型し、繊維結合剤を硬
化させる。
７（ｍｍ）×３０５（ｍｍ） （ヘ）オートクレーブ中で加圧成型し、繊維結合剤を硬
化させる。
【００７０】（ｃ）上記成型品を８００℃のアルゴンガ
ス中で無機化した後、ＣＶＤ（化学気相蒸着法）により
炭化珪素をコーティングする（３０本のチューブで長さ
方向の５箇所の平均膜厚：９ミクロンメートル）。
ス中で無機化した後、ＣＶＤ（化学気相蒸着法）により
炭化珪素をコーティングする（３０本のチューブで長さ
方向の５箇所の平均膜厚：９ミクロンメートル）。
【００７１】（ｄ）機械加工により両端を切断して長さ
３００ｍｍの角形断面のハニカムを製造する。
３００ｍｍの角形断面のハニカムを製造する。
【００７２】・壁 厚：１．１２ｍｍ ・濾過面積：７．６ｍ2 （２）特 性 （ａ）平成５年製造の積載重量２トンのトラックのマフ
ラ下流へ取り付けて、１３モードで８時間運転する。
ラ下流へ取り付けて、１３モードで８時間運転する。
【００７３】（ｂ）フィルタの圧損（濾過速度１２ｍ／
分、温度２０℃、湿度６５％の空気中） ・運転開始前： ７１０ｍｍＨ2 Ｏ ・運 転 後：１０２０ｍｍＨ2 Ｏ （ｃ）集塵率：９０．５％（但し、フィルタ無しで捕集
した粒子状物質の重量と、フィルタを取り付けた状態で
捕集した粒子状物質の重量から計算した。） （比較例１） （イ）焼結炭化珪素ハニカムフィルタ（イビデン製） （ａ）フィルタの圧損 ・運転開始前： ８５０ｍｍＨ2 Ｏ ・運 転 後：１２６０ｍｍＨ2 Ｏ （ｂ）集塵率：８８．３％ （ロ）焼結炭化珪素繊維製蛇腹フィルタ（いすゞ製） （ａ）フィルタの圧損 ・運転開始前： ７９０ｍｍＨ2 Ｏ ・運 転 後：１１６０ｍｍＨ2 Ｏ （ｂ）集塵率：７３．５％ 従って、本発明と従来例とを比較すると、フィルタ圧損
及び集塵率とも本発明の方が優れていることが分かる。 （実施例２） （１）フィルタ （ａ）構成：炭化珪素繊維／化学気相蒸着法による炭化
珪素 （ｂ）フィルタの成型： （イ）炭化珪素繊維（ニカロン、繊維径１５ミクロンメ
ートル）のヤーンで、外径４ｍｍ、内径３．４ｍｍのチ
ューブを製造する（目付重量２５０ｇ／ｍ2 ）。チュー
ブ内部にレーヨン繊維集束材を有する。
分、温度２０℃、湿度６５％の空気中） ・運転開始前： ７１０ｍｍＨ2 Ｏ ・運 転 後：１０２０ｍｍＨ2 Ｏ （ｃ）集塵率：９０．５％（但し、フィルタ無しで捕集
した粒子状物質の重量と、フィルタを取り付けた状態で
捕集した粒子状物質の重量から計算した。） （比較例１） （イ）焼結炭化珪素ハニカムフィルタ（イビデン製） （ａ）フィルタの圧損 ・運転開始前： ８５０ｍｍＨ2 Ｏ ・運 転 後：１２６０ｍｍＨ2 Ｏ （ｂ）集塵率：８８．３％ （ロ）焼結炭化珪素繊維製蛇腹フィルタ（いすゞ製） （ａ）フィルタの圧損 ・運転開始前： ７９０ｍｍＨ2 Ｏ ・運 転 後：１１６０ｍｍＨ2 Ｏ （ｂ）集塵率：７３．５％ 従って、本発明と従来例とを比較すると、フィルタ圧損
及び集塵率とも本発明の方が優れていることが分かる。 （実施例２） （１）フィルタ （ａ）構成：炭化珪素繊維／化学気相蒸着法による炭化
珪素 （ｂ）フィルタの成型： （イ）炭化珪素繊維（ニカロン、繊維径１５ミクロンメ
ートル）のヤーンで、外径４ｍｍ、内径３．４ｍｍのチ
ューブを製造する（目付重量２５０ｇ／ｍ2 ）。チュー
ブ内部にレーヨン繊維集束材を有する。
【００７４】（ロ）上記（イ）に下記の繊維結合剤を含
浸して１辺の長さが３．１ｍｍの角形チューブを成型す
る。
浸して１辺の長さが３．１ｍｍの角形チューブを成型す
る。
【００７５】繊維結合剤：四塩化炭素で希釈したフェノ
ール樹脂（重量濃度：２０％） （ハ）炭化珪素繊維（繊維径１５ミクロンメートル、長
さ６ｍｍ）のマット（目付重量６０ｇ、厚さ０．３ｍ
ｍ）の片面に炭化珪素繊維のミルドファイバ（繊維径８
ミクロンメートル、長さ１３０ミクロンメートル）のス
ラリー（エタノール中に分散）を振りかけて、厚さ０．
５ｍｍの不織布を形成する。
ール樹脂（重量濃度：２０％） （ハ）炭化珪素繊維（繊維径１５ミクロンメートル、長
さ６ｍｍ）のマット（目付重量６０ｇ、厚さ０．３ｍ
ｍ）の片面に炭化珪素繊維のミルドファイバ（繊維径８
ミクロンメートル、長さ１３０ミクロンメートル）のス
ラリー（エタノール中に分散）を振りかけて、厚さ０．
５ｍｍの不織布を形成する。
【００７６】（ニ）上記（ハ）に上記（ロ）の繊維結合
剤を含浸させる。
剤を含浸させる。
【００７７】（ホ）上記（ロ）の角形チューブを上記
（ニ）の不織布に交互に巻き込んでハニカムの１段を成
型（幅２２０ｍｍ、長さ６０５ｍｍ）する。
（ニ）の不織布に交互に巻き込んでハニカムの１段を成
型（幅２２０ｍｍ、長さ６０５ｍｍ）する。
【００７８】（ヘ）上記（ホ）を６０段積層して２２０
（ｍｍ）×２２０（ｍｍ）×３０５（ｍｍ）のハニカム
を成型、硬化させる。
（ｍｍ）×２２０（ｍｍ）×３０５（ｍｍ）のハニカム
を成型、硬化させる。
【００７９】（ｃ）上記成型品を８００℃のアルゴンガ
ス中で無機化した後、ＣＶＤ（化学気相蒸着法）により
炭化珪素をコーティングする（３０本のチューブで長さ
方向の５箇所の平均膜厚：９ミクロンメートル）。
ス中で無機化した後、ＣＶＤ（化学気相蒸着法）により
炭化珪素をコーティングする（３０本のチューブで長さ
方向の５箇所の平均膜厚：９ミクロンメートル）。
【００８０】（ｄ）機械加工により両端を切断して長さ
６００ｍｍの角形断面のハニカムを製造する。
６００ｍｍの角形断面のハニカムを製造する。
【００８１】・壁 厚：１．１２ｍｍ ・濾過面積：１５．２ｍ2 （２）特 性 （ａ）平成５年製造の積載重量４．５トンのトラックの
マフラ下流へ取り付けて、１３モードで８時間運転す
る。
マフラ下流へ取り付けて、１３モードで８時間運転す
る。
【００８２】（ｂ）フィルタの圧損（濾過速度１２ｍ／
分、温度２０℃、湿度６５％の空気中） ・運転開始前： ７５０ｍｍＨ2 Ｏ ・運 転 後：１０８０ｍｍＨ2 Ｏ （ｃ）集塵率：９２．８％（但し、フィルタ無しで捕集
した粒子状物質の重量と、フィルタを取り付けた状態で
捕集した粒子状物質の重量から計算した。） （比較例２） （イ）焼結炭化珪素ハニカムフィルタ（イビデン製） （ａ）フィルタの圧損 ・運転開始前： ９５０ｍｍＨ2 Ｏ ・運 転 後：１３６０ｍｍＨ2 Ｏ （ｂ）集塵率：８９．５％ （ロ）焼結炭化珪素繊維製蛇腹フィルタ（いすゞ製） （ａ）フィルタの圧損 ・運転開始前： ８２０ｍｍＨ2 Ｏ ・運 転 後：１１４０ｍｍＨ2 Ｏ （ｂ）集塵率：７５．２％ 従って、本発明と従来例とを比較すると、フィルタ圧損
及び集塵率とも本発明の方が優れていることが分かる。
分、温度２０℃、湿度６５％の空気中） ・運転開始前： ７５０ｍｍＨ2 Ｏ ・運 転 後：１０８０ｍｍＨ2 Ｏ （ｃ）集塵率：９２．８％（但し、フィルタ無しで捕集
した粒子状物質の重量と、フィルタを取り付けた状態で
捕集した粒子状物質の重量から計算した。） （比較例２） （イ）焼結炭化珪素ハニカムフィルタ（イビデン製） （ａ）フィルタの圧損 ・運転開始前： ９５０ｍｍＨ2 Ｏ ・運 転 後：１３６０ｍｍＨ2 Ｏ （ｂ）集塵率：８９．５％ （ロ）焼結炭化珪素繊維製蛇腹フィルタ（いすゞ製） （ａ）フィルタの圧損 ・運転開始前： ８２０ｍｍＨ2 Ｏ ・運 転 後：１１４０ｍｍＨ2 Ｏ （ｂ）集塵率：７５．２％ 従って、本発明と従来例とを比較すると、フィルタ圧損
及び集塵率とも本発明の方が優れていることが分かる。
【００８３】
【発明の効果】上記のように、本発明のハニカムフィル
タは、チューブを目の粗い織布又は不織布で形成すると
共に、前記チューブの濾過面にチューブより目の細かい
繊維層で形成される濾過層を設け、かつ、前記チューブ
及び前記濾過層を形成している繊維の表面に、気相蒸着
法によるコーティング層を有するので、高強度で、か
つ、靱性が高く、非常に割れ難くなり、あらゆるトラッ
ク、あらゆる運転条件で使えるようになった。従って、
工業上、有用である。
タは、チューブを目の粗い織布又は不織布で形成すると
共に、前記チューブの濾過面にチューブより目の細かい
繊維層で形成される濾過層を設け、かつ、前記チューブ
及び前記濾過層を形成している繊維の表面に、気相蒸着
法によるコーティング層を有するので、高強度で、か
つ、靱性が高く、非常に割れ難くなり、あらゆるトラッ
ク、あらゆる運転条件で使えるようになった。従って、
工業上、有用である。
【００８４】また、マットの片面にミルドファイバ（微
小繊維）が含浸されているために、排ガス中に含まれて
いる粒子状物質の捕集率が向上するようになった。ま
た、濾過層は、炭化珪素などのセラミック繊維で形成さ
れているために、圧力損失が低い。また、本発明のハニ
カムフィルタは、単位体積当たりの濾過面積が大きいた
め、コンパクト化、低コスト化が計れるようになった。
小繊維）が含浸されているために、排ガス中に含まれて
いる粒子状物質の捕集率が向上するようになった。ま
た、濾過層は、炭化珪素などのセラミック繊維で形成さ
れているために、圧力損失が低い。また、本発明のハニ
カムフィルタは、単位体積当たりの濾過面積が大きいた
め、コンパクト化、低コスト化が計れるようになった。
【００８５】また、本発明のハニカムフィルタの製造方
法によれば、上記の優れた機能を有するハニカムフィル
タを比較的容易に製造することができる。
法によれば、上記の優れた機能を有するハニカムフィル
タを比較的容易に製造することができる。
【００８６】また、ハニカム状の中間体にセラミックス
又は金属製の粒子を含浸させると、濾過層を形成してい
る繊維の間に存在している空孔の大きさを容易に調整す
ることができる。
又は金属製の粒子を含浸させると、濾過層を形成してい
る繊維の間に存在している空孔の大きさを容易に調整す
ることができる。
【００８７】また、ハニカムフィルタ本体に酸化触媒を
付着させることにより、温度が高温のディーゼル排ガス
の場合には、濾過層で捕集した粒子状物質を触媒燃焼さ
せることができる。温度が低温のディーゼル排ガスの場
合には、フィルタ本体に直接通電し、酸化触媒が活性化
する温度になるまで加熱することにより、あらゆる走行
条件に対応可能となる。
付着させることにより、温度が高温のディーゼル排ガス
の場合には、濾過層で捕集した粒子状物質を触媒燃焼さ
せることができる。温度が低温のディーゼル排ガスの場
合には、フィルタ本体に直接通電し、酸化触媒が活性化
する温度になるまで加熱することにより、あらゆる走行
条件に対応可能となる。
【図１】本発明に係るハニカムフィルタの第１の実施形
態を示す斜視図である。
態を示す斜視図である。
【図２】第１のハニカムフィルタの横断面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】図３のＢ部拡大図である。
【図５】第１のハニカムフィルタの作用説明図である。
【図６】丸形チューブの斜視図である。
【図７】濾過層の模式図である。
【図８】濾過層を有する丸形チューブの横断面図であ
る。
る。
【図９】丸形チューブ群を平板状に成型する説明図であ
る。
る。
【図１０】平板状の中間体の横断面図である。
【図１１】ブロック状の中間体の横断面図である。
【図１２】ハニカム状の中間体の横断面図である。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は粒子で空孔の隙間調整を
行なう説明図である。
行なう説明図である。
【図１４】酸化触媒を付着させた状態を示す説明図であ
る。
る。
【図１５】本発明に係るハニカムフィルタの第２の実施
形態を示す斜視図である。
形態を示す斜視図である。
【図１６】第２のハニカムフィルタの横断面図である。
【図１７】第２のハニカムフィルタの作用説明図であ
る。
る。
【図１８】角形チューブの横断面図である。
【図１９】１層構造の中間体の横断面図である。
【図２０】ブロック状の中間体の横断面図である。
【図２１】ハニカム状の中間体の横断面である。
１ａ，１ｂ ハニカムフィルタ ２ａ，２ｂ フィルタ本体 ３ ガス流入口 ６ ガス流出口 ７，７ａ，７ｂ チューブ ８ 濾過層 １０，１１，１３ 繊維
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｊ 35/04 Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１Ａ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１ ３０１Ｅ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｃ (72)発明者 橋本 雅方 岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造船 株式会社玉野事業所内 Ｆターム(参考） 3G090 AA03 BA04 4D019 AA01 BA05 BB02 BB03 BB10 BC07 BC20 BD03 CA01 CB04 CB06 4D048 AA14 AB01 BA06 BA46 BB02 BB14 BB18 CC38 4D058 JA32 JB06 SA08 TA06 4G069 AA03 BA13A BA13B BB15B BD05B CA02 CA03 CA07 CA18 EA18 EA25 EA27 EB10 EE07
Claims (8)
- 【請求項１】 多数のチューブを集束してハニカム状の
フィルタ本体を形成し、該フィルタ本体の上流端にガス
流入口を千鳥状に配すると共に、前記フィルタ本体の下
流端に前記ガス流入口に対向する箇所以外の箇所にガス
流出口を設け、チューブ壁面で排ガス中の粒子状物質を
捕集するハニカムフィルタにおいて、前記チューブを目
の粗い織布又は不織布で形成すると共に、前記チューブ
の濾過面にチューブより目の細かい繊維層で形成される
濾過層を設け、かつ、前記チューブ及び前記濾過層を形
成している繊維の表面に、気相蒸着法によるコーティン
グ層を有することを特徴とするハニカムフィルタ。 - 【請求項２】 フィルタ本体が、濾過層を有するチュー
ブと、濾過層を持たないチューブとからなり、かつ、濾
過層を有するチューブと、濾過層を持たないチューブと
を千鳥状に配して成る請求項１記載のハニカムフィル
タ。 - 【請求項３】 フィルタ本体が、濾過層と、濾過層を持
たないチューブとからなり、かつ、前記チューブを正方
配列すると共に、前記チューブの間を縫って前記濾過層
を波形状に配して成る請求項１記載のハニカムフィル
タ。 - 【請求項４】 請求項１に記載のハニカムフィルタであ
って、気相蒸着法によるコーティング層を有する繊維層
で形成される濾過層に存在する空孔にセラミックス又は
金属製の粒子を含浸させると共に、その表面をセラミッ
クスで被覆して成るハニカムフィルタ。 - 【請求項５】 請求項１及び請求項４に記載のハニカム
フィルタであって、気相蒸着法によるコーティング層を
有する繊維に、酸化触媒を付着させて成るハニカムフィ
ルタ。 - 【請求項６】 請求項１及び４に記載のハニカムフィル
タであって、該ハニカムフィルタを形成しているフィル
タ本体に電極を装着して成るハニカムフィルタ。 - 【請求項７】 多数のチューブを集束してハニカム状の
フィルタ本体を形成し、該フィルタ本体の上流端にガス
流入口を千鳥状に配すると共に、前記フィルタ本体の下
流端に前記ガス流入口に対向する箇所以外の箇所にガス
流出口を設け、チューブ壁面で排ガス中の粒子状物質を
捕集するハニカムフィルタにおいて、 目の粗い織布又は不織布で筒状のチューブを形成する工
程と、 前記チューブより目の細かい繊維層で濾過層を形成する
工程と、 前記チューブ及び濾過層の両方又は何れか一方に繊維結
合剤を含浸させた後、チューブの一群に濾過層を巻回さ
せる工程と、 濾過層を有するチューブと、濾過層を持たないチューブ
とを千鳥状に配して集束させた後、加圧成型して繊維結
合剤を硬化させる工程と、 繊維結合剤が硬化したブロック状の中間体を高温不活性
雰囲気に曝して繊維結合剤を無機化させる工程と、 繊維結合剤の無機化後、繊維の表面に、気相蒸着法によ
るコーティング層を形成する工程とから成るハニカムフ
ィルタの製造方法。 - 【請求項８】 多数のチューブを集束してハニカム状の
フィルタ本体を形成し、該フィルタ本体の上流端にガス
流入口を千鳥状に配すると共に、前記フィルタ本体の下
流端に前記ガス流入口に対向する箇所以外の箇所にガス
流出口を設け、チューブ壁面で排ガス中の粒子状物質を
捕集するハニカムフィルタにおいて、 目の粗い織布又は不織布で筒状のチューブを形成する工
程と、 前記チューブに繊維結合剤を含浸させて角形チューブを
形成する工程と、 前記チューブより目の細かい繊維層で濾過層を形成する
工程と、 前記角形チューブを、繊維結合剤を含浸させた前記濾過
層で交互に巻き込んで一層構造のハニカムユニットを形
成する工程と、 前記一層構造のハニカムユニットを所定段数積層して角
形チューブを正方配列させる工程と、 前記角形チューブが正方配列した中間体を加圧成型して
繊維結合剤を硬化させる工程と、 繊維結合剤が硬化したブロック状の中間体を高温不活性
雰囲気に曝して繊維結合剤を無機化させる工程と、 繊維結合剤の無機化後、繊維の表面に、気相蒸着法によ
るコーティング層を形成する工程とから成るハニカムフ
ィルタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001130627A JP2002320807A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | ハニカムフィルタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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