JP5322364B2 - セラミックフィルタエレメント及びその製造方法 - Google Patents
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Description
結合材料が触媒材料を呈するか、又は部分的に触媒材料により置換されることでフィルタエレメントの効率は更に増大する。
本明細書において、粘着剤を触媒材料に添加することが好ましい一方、該触媒材料は好ましくはフラックスから成るものとする。
好ましくは、支持材料の比率は、重量比で60乃至90%であり、触媒/結合材料の比率は、重量比で10乃至40%であるようにする。好ましくは、支持材料の比率は、重量比で約65乃至75%であり、触媒結合材料の比率は、重量比で25乃至35%であるようにする。一例として、支持材料はSiC又はAl2O3から成るものとし、触媒結合材料は、粘土━希土類元素(アルミン酸カルシウム)及び粘土から成るものとすることができる。
支持体が最初に製造され、次に、粒子を分離する層が支持体に施される、かかるフィルタエレメントを製造する方法は、結合材料が微細な粒として混合され且つ各場合にて触媒材料と均質に混合され、次に、この混合体は支持材料と混合され、形成される材料は次に支持材料を製造する金型内に導入され且つ焼結されるようにすることを特徴とする。
製造方法の更なる変形例は、結合材料及び触媒材料から複合的粒子が製造されるようにし、次に、これらの複合材料が支持材料と混合されることを含む。支持体を製造するため、形成される混合体を金型内に導入し且つ焼結させる。
更なる実施の形態によれば、触媒材料は、支持材料の粒が被覆される、希土類の酸化物又は混合した酸化物の1つ又は2つ以上から成る。
第一の変形例によれば、
a)支持材料及び触媒材料は、支持体の製造のため共に使用され、これにより、その双方の材料が微細な粒の形態にて存在し且つ混合される。
b)微細な粒の形態にて存在する従来の支持材料のみが使用され、これにより、支持材料の粒は、希土類の1つ又は2つ以上の酸化物又は混合した酸化物及び(又は)1つ又は2つ以上のアルミン酸塩、1つ又は2つ以上のチタン酸塩、又は二酸化チタンにて被覆される。
c)同様に微細な粒の形態にて存在する触媒材料のみが使用される。
支持体を製造するため、このようにして形成されたこれらの材料を次に焼結させる。
第三の実施の形態によれば、この問題点は、請求項22によるフィルタキャンドル又はフィルタ管によって解決される。
Claims (27)
- 粒子を分離する流れ方向の第一の層と、支持体を形成する第二の層とを有し、該第二の層が粒子の形態をした支持材料、結合材料及び触媒材料を呈する、高温のガスをろ過するセラミックフィルタエレメントにおいて、
結合材料が触媒材料を呈するか又は少なくとも一部分が触媒材料により置換されることと、
支持材料の粒子が触媒材料及び(又は)結合材料により互いに結合されることと、を特徴とし、
支持材料の粒子は、SiC、ムライト及び酸化アルミニウムから選択され、
触媒材料は、少なくとも1の希土類の酸化物及び(又は)少なくとも1のアルミン酸塩及び/又はチタン酸塩又は二酸化チタン酸塩及び/又はケイ酸塩から選択され、
支持体を形成するための支持材料、結合材料及び触媒材料の焼結後に、触媒材料は促進剤が添加され、促進剤は白金、パラジウム、ロジウム、金、銀、ニッケル、銅、マンガン又はコバルトから選択され、
結合材料は、カオリン、フラックス剤及び粘土から選択される、セラミックフィルタエレメント。 - 請求項1に記載のフィルタエレメントにおいて、触媒材料及び結合材料が化合物粒子として存在することを特徴とする、フィルタエレメント。
- 請求項2に記載のフィルタエレメントにおいて、化合物粒子が、重量比で90乃至99%の触媒材料と、残りの結合材料とから成ることを特徴とする、フィルタエレメント。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のフィルタエレメントにおいて、結合材料を触媒材料によって完全に置換したとき、触媒材料が、1以上のアルミン酸塩、1以上のチタン酸塩、又は二酸化チタンから成ることを特徴とする、フィルタエレメント。
- 請求項1乃至4のいずれか一項に記載のフィルタエレメントにおいて、触媒材料が、少なくともアルミン酸カルシウムから成ることを特徴とする、フィルタエレメント。
- 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のフィルタエレメントにおいて、支持材料の比率が重量比で60乃至90%に達し、触媒材料−結合材料の比率が重量比で10乃至40%に達することを特徴とする、フィルタエレメント。
- 粒子を分離する流れ方向の第一の層と、支持体を形成する第二の層とを有し、該第二の層が、支持材料、結合材料及び触媒材料を呈し、支持体が最初に製造され、その後、粒子の分離層が支持体の上に施される、高温のガスをろ過するセラミックフィルタエレメントを製造する方法において、
結合材料が微細な粒とされ且つ触媒材料と均質に混合され、
次に、該混合体が支持材料と混合され、
形成される混合体が金型内に導入され且つ支持体を製造すべく焼結される
ことを特徴とし、
支持材料の粒子は、SiC、ムライト及び酸化アルミニウムから選択され、
触媒材料は、少なくとも1の希土類の酸化物及び(又は)少なくとも1のアルミン酸塩及び/又はチタン酸塩又は二酸化チタン酸塩及び/又はケイ酸塩から選択され、
焼結工程において支持体を形成後に、触媒材料は促進剤が添加され、促進剤は白金、パラジウム、ロジウム、金、銀、ニッケル、銅、マンガン又はコバルトから選択され、
結合材料は、カオリン、フラックス剤及び粘土から選択される、製造方法。 - 請求項7に記載の製造方法において、支持材料が、少なくとも一部分、触媒材料により置換されることを特徴とする、製造方法。
- 粒子を分離する流れ方向の第一の層と、支持体を形成する第二の層とを有し、該第二の層が、支持材料、結合材料及び触媒材料を呈し、支持体が最初に製造され、その後、粒子の分離層が支持体の上に施される、高温のガスをろ過するセラミックフィルタエレメントを製造する方法において、
化合物粒子が結合材料及び触媒材料から製造され、
次に、該化合物粒子が支持材料と混合され、
形成される混合体が金型内に導入され且つ支持体を製造すべく焼結される
ことを特徴とし、
支持材料の粒子は、SiC、ムライト及び酸化アルミニウムから選択され、
触媒材料は、少なくとも1の希土類の酸化物及び(又は)少なくとも1のアルミン酸塩及び/又はチタン酸塩又は二酸化チタン酸塩及び/又はケイ酸塩から選択され、
焼結工程において支持体を形成後に、触媒材料は促進剤が添加され、促進剤は白金、パラジウム、ロジウム、金、銀、ニッケル、銅、マンガン又はコバルトから選択され、
結合材料は、カオリン、フラックス剤及び粘土から選択される、製造方法。 - 粒子を分離する流れ方向の第一の層と、支持体を形成する第二の層とを有し、該第二の層が、支持材料、結合材料及び触媒材料を呈し、支持体が最初に製造され、その後、粒子の分離層が支持体の上に施される、高温のガスをろ過するセラミックフィルタエレメントを製造する方法において、
熱の作用の下、触媒材料及び(又は)結合特性を形成する、少なくとも1つの粉体形態の原材料又は溶液中に存在する少なくとも1つの原材料が支持材料と混合され、
形成される混合体が金型内に導入され且つ支持体を製造すべく焼結される
ことを特徴とし、
支持材料の粒子は、SiC、ムライト及び酸化アルミニウムから選択され、
触媒材料は、少なくとも1の希土類の酸化物及び(又は)少なくとも1のアルミン酸塩及び/又はチタン酸塩又は二酸化チタン酸塩及び/又はケイ酸塩から選択され、
焼結工程において支持体を形成後に、触媒材料は促進剤が添加され、促進剤は白金、パラジウム、ロジウム、金、銀、ニッケル、銅、マンガン又はコバルトから選択され、
結合材料は、カオリン、フラックス剤及び粘土から選択される、製造方法。 - 請求項10に記載の方法において、酸化カルシウム及び酸化アルミニウム又は硝酸カルシウム及び硝酸アルミニウムが原材料として使用されることを特徴とする、方法。
- 請求項1に記載のセラミックフィルタエレメントにおいて、
支持材料が、少なくとも一部分、触媒材料により置換されることを特徴とする、セラミックフィルタエレメント。 - 請求項12に記載のフィルタエレメントにおいて、触媒材料が、1以上のアルミン酸塩、1以上のチタン酸塩、又は二酸化チタンから成ることを特徴とする、フィルタエレメント。
- 請求項12によるフィルタエレメントにおいて、触媒材料が、支持材料が被覆される希土類の酸化物又は混合した酸化物から成ることを特徴とする、フィルタエレメント。
- 請求項12に記載のフィルタエレメントにおいて、触媒材料が、希土類の少なくとも1つの酸化物又は混合した酸化物と、少なくとも1のアルミン酸塩、1のチタン酸塩又は二酸化チタン酸塩との混合体から成ることを特徴とする、フィルタエレメント。
- 支持体を形成する第二の層内に粒子を分離する流れ方向の第一の層を有し、前記第二の層が、支持材料、結合材料及び触媒材料を呈する支持体を形成し、支持体が最初に製造され、その後、粒子の分離層が支持体の上に施される、高温のガスをろ過するセラミックフィルタエレメントを製造する方法において、
支持体の製造のため、
a)微細な粒の形態にて存在し且つ混合される支持材料及び触媒材料が使用され、又は、
b)微細な粒の形態にて存在する支持材料のみが使用され、該支持材料の粒が希土類の1つ又は2つ以上の酸化物又は混合した酸化物及び(又は)1つ又は2つ以上のアルミン酸塩、1つ又は2つ以上のチタン酸塩又は二酸化チタンにて被覆され、
このようにして処理された材料がその後に焼結されることを特徴とし、
支持材料の粒子は、SiC、ムライト及び酸化アルミニウムから選択され、
触媒材料は、少なくとも1の希土類の酸化物及び(又は)少なくとも1のアルミン酸塩及び/又はチタン酸塩又は二酸化チタン酸塩及び/又はケイ酸塩から選択され、
焼結工程において支持体を形成後に、触媒材料は促進剤が添加され、促進剤は白金、パラジウム、ロジウム、金、銀、ニッケル、銅、マンガン又はコバルトから選択され、
結合材料は、カオリン、フラックス剤及び粘土から選択される、製造方法。 - 請求項16に記載の方法において、方法のステップb)にて、ソル−ゲル法によって被覆が行われることを特徴とする、方法。
- 請求項17に記載の方法において、支持材料の粒がミキサ内でゾルにて噴霧されることを特徴とする、方法。
- 請求項16に記載の方法において、方法のステップb)にて、セラミックマッドに噴霧することによる被覆によって被覆が行われることを特徴とする、方法。
- 請求項19に記載の方法において、支持材料の粒がミキサ内でセラミックマッドにて噴霧されることを特徴とする、方法。
- 請求項16に記載の方法において、方法のステップa)又はb)にて、支持材料の粒が触媒作用のある貴金属又は非貴金属を添加されることを特徴とする、方法。
- 請求項16に記載の方法において、触媒材料及び(又は)支持材料の粒が、焼結工程において支持体を形成後に、触媒作用がある貴金属又は非貴金属をドープされることを特徴とする、方法。
- 請求項21又は22に記載の方法において、白金、パラジウム、ロジウム、金、銀、ニッケル、銅、マンガン又はコバルトにより添加が行われることを特徴とする、方法。
- 請求項1に記載のセラミックフィルタエレメントを有し、一側部にて閉じられた円筒状の成形本体を呈する、高温のガスを分離するフィルタキャンドルにおいて、
成形本体の内部空間が触媒材料のバルク堆積物にて充填されることと、
成形本体の開放した側部に閉塞体が配置されることと
を特徴とする、フィルタキャンドル。 - 請求項24に記載のフィルタキャンドルにおいて、閉塞体が多孔質のセラミック層として形成されることを特徴とする、フィルタキャンドル。
- 請求項24又は25に記載のフィルタキャンドルにおいて、触媒材料が少なくともアルミン酸カルシウムから成ることを特徴とする、フィルタキャンドル。
- 粒子を分離する流れ方向の第一の層と、支持体を形成する第二の層とを有し、支持体がSiC、ムライト及び酸化アルミニウムから選択された支持材料粒子と、希土類の1つ又は2つ以上の酸化物、及び/又は1つ又は2つ以上のアルミン酸塩、及び/又は1つ又は2つ以上のケイ酸塩、及び/又はチタン酸塩、又は二酸化チタンから選択された触媒材料と、を含み、支持体を形成するための支持材料、結合材料及び触媒材料の焼結後に、触媒材料には促進剤が添加され、促進剤は白金、パラジウム、ロジウム、金、銀、ニッケル、銅、マンガン及び/又はコバルトから選択され、支持材料粒子は少なくとも部分的に触媒材料によって互いに結合されており、カオリン、フラックス剤及び粘土から選択される結合材料を有する、高温のガスをろ過するセラミックフィルタエレメント。
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