JPH0422013Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本考案は、内燃機関から排出される排気ガスを
浄化するフイルタ、特にデイーゼルエンジンから
排出されるパテイキユレートを捕集するフイルタ
に関する。 （従来の技術） 従来、デイーゼルエンジンから排出されるパテ
イキユレートを捕集するフイルタとしては、捕集
効率や耐燃性の面より、セラミツク構造体が一般
に使用されている。このセラミツク構造体は、ハ
ニカム状またはフオーム状に形成されたもので、
例えばハニカム状セラミツク構造体は、第３図と
第４図に示すように、多孔質のセラミツク（通
常、コーデイエライト）から成る隔壁１により多
数のセル２を形成し、そのセル２の両端開口部を
交互に栓３で閉塞した構造を有している。また触
媒担持能力を高めるため、前記隔壁１の上にγア
ルミナ皮膜４を設けるようにしたものである。
かゝるフイルタは、セル２の開口部を上・下流に
向けるように、エンジンの排気系に取付けられ使
用に供されるものとなり、排気ガスが、第３図に
矢印で示すように、隔壁１を通して隣接するセル
２内へ流動する間に、エンジンからのパテイキユ
レートを捕捉する。 ところでフイルタは、使用を重ねるに従い、パ
テイキユレートの堆積により背圧が上昇して排気
効率が低下するため、捕捉したパテイキユレート
を定期的に焼却し、再生を行なう必要がある。そ
して従来、一般にはヒータ、バーナー等の加熱手
段を用いた外部着火方式によりその再生を行つて
いたが、パテイキユレートの燃焼にはかなりの高
温が必要なため、その燃焼効率を上げることが困
難で、思うように再生性を高めることができない
という問題があつた。 この再生性を改善するため、従来、例えば前記
隔壁１に白金（Pt）、パラジウム（Pd）等の白金
族元素を担持させる試み（特開昭55−24597号公
報）、あるいは銅（Cu）、マンガン（Mn）、バナ
ジウム（Ｖ）等の卑金属元素を担持させる試み
（特開昭58−109136号公報、特開昭58−109139号
公報）等がなされ、これにより、パテイキユレー
トをより低温度で燃焼させることが確認されてい
る。 （考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上記外部着火方式は、フイルタ
の上流側でパテイキユレートに着火し、フイルタ
の下流側へ燃焼を伝播させて再生を行なうもので
あるため、熱伝導性に劣る上記従来のセラミツク
質フイルタでは、パテイキユレートの燃焼熱が下
流側のパテイキユレートまで伝播し難く、燃焼が
途中で停止し易いという特質があり、上記種々の
試みによつてもなお、満足する再生性を確保する
ことが困難であつた。 これに関連し、本願発明者等は、特願昭60−
94868号にて、セラミツク構造体のパテイキユレ
ート捕集面に銅、銀等の熱伝導性の良好な金属皮
膜を形成することにより燃焼伝播性を改善したフ
イルタを実現している。しかしながら、銅は、比
較的低温で酸化あるいは硫化し易い性質を有して
いるため、燃焼伝播性の低下を招いて耐久性に劣
るという問題があり、一方銀は、酸化あるいは硫
化し難いため、燃焼伝播性の維持には問題ないも
のの、触媒効率が要求される着火性にやや劣ると
いう問題があり、いずれも根本的な解決には到ら
なかつた。 本考案は、上記従来の種々の問題点に鑑みてな
されたもので、その目的とするところは、着火性
を犠牲にすることなく燃焼伝播性能の向上を図
り、なおかつ再生の長期にわたる安定的維持を可
能とするパテイキユレート捕集用フイルタを提供
することにある。 （問題点を解決するための手段） このため、本考案は、多孔質セラミツク構造体
のパテイキユレート捕集面に銀皮膜を形成し、さ
らに前記銀皮膜上に銅皮膜を形成したことを特徴
とする。 （作用） 上記のように構成したパテイキユレート捕集用
フイルタにおいて、下地に高熱伝導率を有する銀
皮膜を形成したので、燃焼伝播性の維持が可能に
なり、一方、前記銀皮膜上に、酸化しても触媒性
能がほとんど変化しない銅皮膜を形成したので、
着火性の確保が可能になつて、フイルタは全体と
して再生性が向上するようになる。 （実施例） 以下、本考案の実施例を添付図面を参照して説
明する。 第１図は本考案にかゝるパテイキユレート捕集
用フイルタの要部構造を示したものである。な
お、本実施例はハニカム状フイルタへの適用例を
示したものであり、全体構造は前出第３図と同様
であるので、こゝではその説明を省略する。本実
施例の特徴とするところは、多孔質セラミツク構
造体（コーデイエライト製）１１のパテイキユレ
ート捕集面に触媒担持能力の大きいγアルミナ皮
膜１２を形成し、そのγアルミナ皮膜１２の上に
銀皮膜１３を形成し、さらに前記銀皮膜１３上に
銅皮膜１４を形成した点にある。 こゝで上記フイルタは、一例として下記の手順
により製造することができる。 すなわち、市販のコーデイエライト質セラミツ
ク構造体１１を備え、これを活性アルミナ粉末、
アルミナゾル、硝酸アルミニウム、蒸留水から成
るスラリーに浸漬し、引き上げた後空気流で余分
の液滴を吹き払つて乾燥し、その後焼成を行つて
該セラミツク構造体１１上（パテイキユレート捕
集面）にγアルミナ皮膜１２を設ける。次にこの
フイルタを塩化スズ（SnCl₂）、塩酸（HCl）から
成る活性化溶液に浸漬し、水洗後硝酸銀
（AgNO₃）、ホルマリン（HCHO）、蒸留水から
成る銀溶液に10分間浸漬し、引き上げた後水洗す
る。続いてこのフイルタを市販の無電解銅メツキ
液に10分間浸漬して銅メツキを行い、その後乾燥
する。 なお、上記処理による銀メツキ量、銅メツキ量
は、各々フイルタ容積１当り20ｇ、５ｇであつ
た。 以下、上記のごとくした得たフイルタＡについ
て、後述する燃焼試験を行つた。なお比較のた
め、上記実施例と同一の方法によりγアルミナ皮
膜を形成したセラミツク構造体を用い、この上に
さらに銅皮膜のみを形成したフイルタＢ、銀皮膜
のみを形成したフイルタＣおよび銅皮膜上に銀皮
膜を積層形成したフイルタＤを得、これらについ
ても同様の試験を行つた。 但し、銅のみの皮膜の形成は、上記セラミツク
構造体を0.2ｇ／の塩化パラジウム（PdCl₂）水
溶液に３分間浸漬してPdを吸着させ、続いて水
素化ホウ素ナトリウム（NaBH₄）水溶液中で還
元して無電解メツキ用の核を形成し、次に市販の
無電解銅メツキ液に15分間浸漬することによりフ
イルタ容積１当り10ｇの銅メツキ層を形成する
方法、一方、銀皮膜のみの形成は、上記セラミツ
ク構造体を塩化スズ、塩酸から成る活性化水溶液
に浸漬し、水洗した後、硝酸銀、ホルマリン、蒸
留水から成る銀溶液に10分間浸漬し、引き上げて
水洗、乾燥することによりフイルタ１当り10ｇ
の銀メツキ層を形成する方法、また銅皮膜と銀皮
膜との積層形成は、前記と同一の無電解メツキに
よりフイルタ１当り10ｇの銅メツキ層を形成し
た後、硝酸銀、ヨウ化カリウム（K₂Ｉ）から成
る銀溶液に60℃の浴温下で浸漬し、銀の置換メツ
キを行なう方法によつた。 燃焼試験は、上記Ａ〜Ｄの供試フイルタ（但し
フイルタ大きさは直径30mm、長さ50mm）を排気量
2400c.c.の渦流室式デイーゼルエンジンの排気系に
取付け（12本同時取付け可能）、回転数2000rpm、
トルク３Kg・ｍの条件で2.5時間運転して、フイ
ルタ１個当り0.60〜0.65ｇのパテイキユレートを
付着させ、次に、このフイルタを第２図に示す試
験装置に組込み、窒素4.5／min、酸素0.5／
minのガス流量下でパテイキユレートを燃焼さ
せ、その燃焼率を測定した。 第２図において、１５は、一端にガス流入口１
６を、他端に排気口１７をそれぞれ設けた反応管
で、該反応管１５内は、そのガス流入口１６を設
けた側の一端部が環状電気炉１８で覆われ、また
その内部にヒータ１９を設けている。試験は、こ
の反応管１５内に、供試フイルタ１０と整流用モ
ノリス担体２０とを、前記ヒータ１９を挟んで収
納し、ガス流入口１６から反応管１５内にガスを
導入してこれを電気炉１８の熱で予熱し、同時に
ヒータ１９に通電してフイルタ１０の端面を加熱
し、パテイキユレートを燃焼させるようにする。 なお、こゝでは、ヒータ１９によるフイルタ１
０の加熱温度は３水準に変化させ、また供試フイ
ルタとして、新品のものと、該新品を燃焼試験に
供した後、電気炉内（大気）で800℃×３時間の
熱処理を施したものとの双方を用いた。 試験結果を次表に一括して示す。

【表】 これにより、銅皮膜のみを設けたフイルタＢ
は、新品における燃焼率いわゆる初期性能は高い
ものの、後熱処理により燃焼率が著しく低下する
様子が明らかである。また銀皮膜のみを設けたフ
イルタＣは、後熱処理にる燃焼率低下はほとんど
ないもも、着火性が悪いことが明らかである。ま
た銅皮膜上に銀皮膜を設けたフイルタＤは、何れ
も後熱処理による燃焼率低下はほとんどないもの
の、初期性能に劣つていることが明らかである。
これに対して本考案にかゝるフイルタＡは、初期
性能が銅皮膜のみを設けたフイルタＢと同等まで
改良され、また後熱処理後も比較的優れた再生性
を保持することが明らかである。これは、銅皮膜
が酸化されて銅酸化物（CuO）の形態となつても
着火性に寄与する触媒効果は保持されており、着
火後の燃焼伝播性は熱伝導率の大きい銀皮膜で確
保されているためと考えられる。 （考案の効果） 以上、詳細に説明したように、本考案は、多孔
質セラミツク構造体のパテイキユレート捕集面に
銀皮膜と銅皮膜とを積層形成したので、銀皮膜に
よる燃焼伝播性の確保と銅皮膜による良好な着火
性の維持とを図ることができて、全体として再生
性に優れたフイルタを実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかゝるパテイキユレート捕集
用フイルタの要部構造を示す断面図、第２図はフ
イルタの燃焼試験装置を示す断面図、第３図は従
来のフイルタの構造を示す断面図、第４図はその
Ａ部詳細図である。 １１……セラミツク構造体、１２……アルミナ
皮膜、１３……銀皮膜、１４……銅皮膜。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 多孔質セラミツク構造体のパテイキユレート捕
   集面に銀皮膜を形成し、さらに前記銀皮膜上に銅
   皮膜を形成したことを特徴とするパテイキユレー
   ト捕集用フイルタ。