JPH02102707A - 排ガス浄化用フィルタ - Google Patents

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】 イ、産業上の利用分野 本発明は、排ガス浄化用フィルタに関する。

口、従来技術 近年、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中のパ
ティキュレート（主として固体状炭素微粒子と高分子量
炭化水素等とからなる。）及び窒素酸化物（ＮＯｘ　）
が環境衛生上問題化している。

排ガスを浄化する方法として、排気系にパティキュレー
ト捕集用フィルタを設け、捕集されたパティキュレート
を電気ヒータ、ガスバーナ又はフィルタに担持させた触
媒を用いるなどして燃焼させるシステムが提案されてい
る。パティキュレートを捕集するためのフィルタとして
は、ハニカム型フィルタ、三次元網目構造を持つセラミ
ックス担体、スティールウール、ワイヤメツシュ等があ
る。

パティキュレートＫＩ集用ハニカムフィルタは、特開昭
５８−１８５９１９号公報に開示されているように、多
数の貫通孔の両端のうちの一方が交互にプラグで閉塞さ
れた構造を有し、互いに隣合う貫通孔の側壁（セル側壁
）には、ガスが通過できる数十μｍ〜数百μｍ　（平均
数十μｍ）の細孔が分散している。

このような構造のハニカム型フィルタは、パティキュレ
ート捕集率が他の型のフィルタよりも高い。

捕集されたパティキュレートは、電気ヒータ、ガスバー
ナ、ハニカム型フィルタに担持された触媒等で燃焼させ
て除去するのであるが、フィルタの入口側で捕集された
パティキュレートだけが燃焼し、奥に捕集されたパティ
キュレートは燃焼し難い、また、パティキュレートはそ
の大部分が入口側に捕集されるという問題がある。

この問題を解消したハニカム型フィルタとして、特開昭
６１−１２９０１６号公報が提示されている。この公報
記載のハニカム型フィルタは、第６図に示すように、セ
ル側壁２０貫通孔５Ａ側の表面にアルミナのコーティン
グ層４４を形成したものである。

ところが、アルミナのコーティング層４４はセル側壁２
の表面に形成しているため、貫通孔５Ａから側壁２内の
空孔を経由して貫通孔５Ｂへのガスの流入を阻害するよ
うになり、通気抵抗（圧力損失）が増大して早期に使用
不能となる。従って、捕集したパティキュレートの燃焼
、除去によるフィルタの再生を頻繁に行わねばならない
。また、排ガスの浄化のための触媒を担持する表面積も
充分には太き（ならず、排ガス浄化を目的とした触媒担
持用フィルタとして、充分に満足できるには至っていな
い。

ハ０発明の目的 本発明は、排ガス中のパティキュレートを捕集する機能
が高（しかも圧力損失が小さく、かつ触媒担持面積を大
きくして排ガスを効果的に浄化できるフィルタを提供す
ることを目的としている。

二１発明の構成 本発明は、細孔が分散されたセル側壁を有するハニカム
型フィルタにおいて、前記セル側壁の主として前記細孔
内面に耐熱性セラミックスの層が略均一に形成されてい
ることを特徴とする排ガス浄化用フィルタに係る。

ホ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に基く排ガス浄化用フィルタ（以下、単にフィル
タと呼ぶ。）は、例えば次のようにして製造される。

ハニカム型フィルタの一端から吸引しながら他端から活
性アルミナの希懸濁液を小さな流量で供給し、セル側壁
内面の細孔に上記希懸濁液を行き渡らせるように吸引す
ると、主として上記細孔内面にアルミナの層が均一にか
つ高分散に（極めて薄い薄層として）形成される。余剰
の上記希懸濁液は、上記の吸引によってフィルタ外に排
出される。

上記のようにセル側壁の主として細孔内に薄いアルミナ
の層を高分散で形成させるためには、供給する上記希懸
濁液の流量、粘度、希釈度を使用するハニカム型フィル
タに対して最適条件に設定する。上記希懸濁液の供給量
は、吸引ポンプを制御Ｉすることによって最適供給量と
する。上記希懸濁液としては、主として前記細孔内にア
ルミナを高分散させて前述した圧力損失を小さ（するた
めに、活性アルミナ：アルミナゾル：水の割合を重量比
で（５〜２５）　　：　　（０〜１０）　　；　　（９
５〜６５）とするのが好ましい。

セル側壁の主として細孔内面にアルミナを高分散にコー
トしたハニカム型フィルタは、１２０℃で５時間乾燥し
てから８００°Ｃで２時間焼成する。

以上のようにして製造されたフィルタは、側壁内の細孔
内面に薄いアルミナの層が高分散に被着していて、ガス
は流通を阻害されることなく細孔を通ることができる。

従って、前述のセル側壁表面にアルミナ等をコーティン
グしたフィルタに較べて圧力損失が小さくなる。このフ
ィルタに触媒を担持させると、側壁内の細孔内面にアル
ミナが高分子ｆｔで被着しているので触媒の担持面積も
大きくなり、パティキュレートと触媒との接触の機会が
大きくなり、フィルタの再生や排ガスの浄化が効果的に
なされる。

アルミナのほかに、耐熱性を有する他の酸化物、例えば
ジルコニア、シリカ又は両者の混合物その他の耐熱性酸
化物、炭化物、窒化物、硼化物も使用可能である。また
、アルミナゾルやシリカゾルを含有する希懸濁液を使用
しても有効である。

次に、具体的な実施例について説明する。

尖施貫１ 使用したハニカム型フィルタは、第３図及び第３図のＩ
Ｖ−ＩＶ線矢視断面図である第４図に示す構造のもので
あって、コージェライト（２ＭｇＯ・Ａ１．０３・５Ｓ
ｉＯ１）からなり、気孔率５０％、径３０ｍｍ、高さ５
０ｍｍ、側壁２の厚さ２ｍｍ、貫通孔５Ａ、５Ｂの内法
寸法２胴×２１１ＩＩ１１である。

このハニカム型フィルタ１１に、第５図に示す装置を使
用して次の処理を施した。

装置は減圧容器１４を有し、減圧容器１４の天蓋を貫通
して円筒状のフィルタホルダ１３が取付けられ、その上
端には懸濁液供給用のガイド１６が接続している。フィ
ルタホルダ１３は、処理するハニカム型フィルタのサイ
ズに応じたものを使用できるよう、交換可能にしである
。フィルタホルダ１３内にはシールリング１５を介して
ハニカム型フィルタ１１が固定される。

減圧容器１４内を吸引口１４ａに接続する図示省略した
減圧ポンプで約６００ｍｍ１ｇに減圧しながらガイド１
６からアルミナ懸濁液１２をハニカム型フィルタ１１に
供給する。アルミナ懸濁液１２は、アルミナ：アルミナ
ゾル：水の割合を、重量比で５．５　：　８．５　：　
８６とした希懸濁液である。懸濁液１２は、セル側壁２
の貫通孔５Ａ側の表面（第４図参照）から多数の細孔を
有するセル側壁内を通す。

希懸濁液の通過後も充分吸引してセル側壁内での高分散
を確認する。余剰の懸濁液は貫通孔５日を経由して減圧
容器１４の底部に貯えられる。この処理が終了したら、
減圧容器１４の最下部に設けられたドレンコック１４ｂ
を開いてその上に貯えられている余剰の懸濁液１２を取
出し、次の処理の使用に供する。

次に、ハニカム型フィルタ１１を、フィルタホルダ１３
から取外し、１２０°Ｃに５時間加熱して乾燥し、その
後８００°Ｃに２時間加熱の焼成を施した。

以上の処理を施したフィルタは、第１図に拡大部分図示
するように、フィルタ１にはセル側壁２の細孔３の内面
にアルミナの薄層４Ａが形成されている。細孔３は三次
元の空間で連続しているので、前記希懸濁液は細孔３に
供給され、フィルタ１は、上記のような構造となり、使
用時には細孔３を経由して排ガスが通過できる。なお、
セル側壁２の貫通孔５Ａ側の表面にはアルミナの薄層４
Ｂが形成される。アルミナ１層４Ａ、４日の合計量は、
ハニカム型フィルタ１１に対して５ｆＬｊｌｔ比で１０
％である。アルミナの薄層４Ｂは、希懸濁液が乾燥、焼
成されてなっているので、細孔３を塞ぐようなことが実
質的になく、これによる圧力損失の増大は僅かである。

第２図は第１図のフィルタ全体の断面図である。

セル側壁２内の細孔３及び細孔３の内面に形成されたア
ルミナの薄層４Ａ（第１図参照）は、微細であるので第
２図には図示していない。

以上のようにして作製されたフィルタ１について、圧力
損失を測定した。

測定結果は下記表に示す通りであった。表には、上記と
同様のアルミナ希懸濁液にフィルタを直接浸漬してアル
ミナ層を形成させたもの（比較例１）と、アルミナ懸濁
液供給時に容器内を僅か減圧して第３図、第４図の貫通
孔５Ａの側壁表面にアルた結果が併記しである。なお、
比較例１．２のフィルタ共に、形成されたアルミナの層
の菫は、フィルタ１と同様にハニカム型フィルタに対し
て重量比で１０％である。

表 表から、本実施例ではいずれも比較のフィルタに較べて
圧力損失が著しく小さく、使用時に排ガスの通過が良好
になされることが解る。

なお、上記の効果に加えて、本実施例のフィルタは、セ
ル側壁の細孔内面にアルミナが高分散にコートされてい
るので、このアルミナに触媒を担持させて排ガス中の一
酸化炭素、炭化水素、ＮＯｘ等の気体状物質も効果的に
処理することができる。

へ１発明の効果 本発明に基く排ガス浄化用フィルタは、ハニカム型フィ
ルタのセル側壁の主として細孔内面に耐熱性セラミンク
スの層を略均一に形成させているので、排気ガスが細孔
を経由して側壁を通過でき、パティキュレート捕集能力
が高いというハニカム型フィルタの利点をその侭保有し
、かつ圧ツノ損失が小さく目詰′りを起すことなく長期
間連続して使用できる。その上、細孔内面の耐熱性セラ
ミックスの層によって触媒担持面積が太き（なり、この
フィルタに触媒を担持させた場合には、この触媒の作用
によって排ガスの浄化を一層効果的に行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の実施例を示すものであって、 第１図は排ガス浄化用フィルタの拡大部分断面図、 第２図は第１図の排ガス浄化用フィルタの断面図、 第３図は基体として使用したハニカム型フィルタの平面
図、 第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図、第５図はア
ルミナ薄層形成用装置の概略断面図である。 第６図は従来の排ガス浄化用フィルタの断面図である。 なお、図面に示された符号において １・・・・・・・・・排ガス浄化用フィルタ２・・・・
・・・・・セル側壁 ３・・・・・・・・・セル側壁内の空孔４Ａ、４日・・
・・・・・・・アルミナ薄層５Ａ、５Ｂ・・・・・・・
・・貫通孔 ６Ａ１６日・・・・・・・・・フ゛ラグ１１・・・・・
・・・・ハニカム型フィルタ１２・・・・・・・・・ア
ルミナ懸濁液１４・・・・・・・・・減圧容器 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、細孔が分散されたセル側壁を有するハニカム型フィ
   ルタにおいて、前記セル側壁の主として前記細孔内面に
   耐熱性セラミックスの層が略均一に形成されていること
   を特徴とする排ガス浄化用フィルタ。