JPH062204B2 - セラミツク構造体 - Google Patents
セラミツク構造体Info
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- JPH062204B2 JPH062204B2 JP13715285A JP13715285A JPH062204B2 JP H062204 B2 JPH062204 B2 JP H062204B2 JP 13715285 A JP13715285 A JP 13715285A JP 13715285 A JP13715285 A JP 13715285A JP H062204 B2 JPH062204 B2 JP H062204B2
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S55/00—Gas separation
- Y10S55/30—Exhaust treatment
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はセラミック構造体に関し、例えばディーゼルエ
ンジンのパティキュレートトラッパ、排気ガス浄化用触
媒担体に適用できる。
ンジンのパティキュレートトラッパ、排気ガス浄化用触
媒担体に適用できる。
（従来の技術） 従来、例えばディーゼルエンジンより排出されるパティ
キュレート（カーボン微粒子）を捕捉するトラッパとし
て特開昭５８−１６１９６２号公報に記載されたものが
ある。
キュレート（カーボン微粒子）を捕捉するトラッパとし
て特開昭５８−１６１９６２号公報に記載されたものが
ある。
これは、三次元網状構造を有した多孔質セラミックで構
成されていて、入口穴と出口穴とが隔壁を介して隔置さ
れ、入口穴より入った排気ガスは隔壁を通って出口穴に
至り、隔壁にて排気ガスのパティキュレートを捕捉する
構造になっている。
成されていて、入口穴と出口穴とが隔壁を介して隔置さ
れ、入口穴より入った排気ガスは隔壁を通って出口穴に
至り、隔壁にて排気ガスのパティキュレートを捕捉する
構造になっている。
そして、従来では、こうしたセラミック構造体の外周囲
にセラミック補強層を一体に形成している。
にセラミック補強層を一体に形成している。
（発明が解決しようとする問題点） しかるに、従来のものでは耐熱衝撃性が悪く、補強層に
割れを生ずるという問題がある。
割れを生ずるという問題がある。
（問題点を解決するための手段） 本発明者は上記の問題点について究明したところ、高温
下に所定時間セラミック構造体を置き、室温まで放冷す
る耐熱衝撃試験を行なうと、上記補強層の外側（表皮部
分）に強い引張りの熱応力が加わり、該補強層の材料の
許容応力を超えたために補強層が割れてしまうことを知
った。
下に所定時間セラミック構造体を置き、室温まで放冷す
る耐熱衝撃試験を行なうと、上記補強層の外側（表皮部
分）に強い引張りの熱応力が加わり、該補強層の材料の
許容応力を超えたために補強層が割れてしまうことを知
った。
そこで、本発明は、例えば前記入口穴、出口穴を有した
円筒状の排気ガス浄化部などのような内部構造部分と、
前記補強層のような外部構造部分とを備えたセラミック
構造体において、該外部構造部分を内部構造部分より焼
成収縮率の小さいセラミック材料で構成し、かかる収縮
率の差によって外部構造部分に残留圧縮応力を付与した
ものである。
円筒状の排気ガス浄化部などのような内部構造部分と、
前記補強層のような外部構造部分とを備えたセラミック
構造体において、該外部構造部分を内部構造部分より焼
成収縮率の小さいセラミック材料で構成し、かかる収縮
率の差によって外部構造部分に残留圧縮応力を付与した
ものである。
（作用） 本発明において、セラミック材料の焼成時には内部およ
び外部構造部分は収縮するが、内部構造部分の方が外部
構造部分に比べて焼成収縮率が大きいため、該内部構造
部分は大きく収縮する。一方、該構造部分の外側に形成
された外部構造部分は上記内部構造部分より収縮が小さ
いため、該外部構造部分には内部構造部分の収縮に伴い
圧縮応力が働く。
び外部構造部分は収縮するが、内部構造部分の方が外部
構造部分に比べて焼成収縮率が大きいため、該内部構造
部分は大きく収縮する。一方、該構造部分の外側に形成
された外部構造部分は上記内部構造部分より収縮が小さ
いため、該外部構造部分には内部構造部分の収縮に伴い
圧縮応力が働く。
従って、外部構造部分には残留圧縮応力が付与されてい
るため、セラミック構造体が高温に晒され、その後放冷
された際に該外部構造部分に発生する引張り応力はこの
残留圧縮応力によって緩和されることになる。
るため、セラミック構造体が高温に晒され、その後放冷
された際に該外部構造部分に発生する引張り応力はこの
残留圧縮応力によって緩和されることになる。
（発明の効果） 故に、本発明によれは、熱衝撃による外部構造部分に作
用する該部分の表面の引張り応力が従来に比べて小さく
なり、従来に比べより高い温度まで該部分は割れること
がなく、耐熱衝撃性が向上するという優れた効果があ
る。
用する該部分の表面の引張り応力が従来に比べて小さく
なり、従来に比べより高い温度まで該部分は割れること
がなく、耐熱衝撃性が向上するという優れた効果があ
る。
（実施例） 以下本発明をディーゼルエンジンのパティキュレートト
ラッパに適用した実施例について説明する。
ラッパに適用した実施例について説明する。
まず、トラッパ構造について説明をする。第１図（ａ）
は、トラッバ１の排出ガス入口側からみた正面図、第１
図（ｂ）は、その軸線方向の断面図である。トラッパ１
は、外径１０７mm、長さ７８mmの円柱形状であって、コ
ーディエライト系セラミックからなる。なお、これ以外
にもＳｉＯ，Ｓｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3，β−スポジューメン
系等の種々のセラミック材料であってもよい。最外周部
には、厚さ２mmにわたって緻密に構成された補強層２が
一体に結合形成されている。内部は、第２図にその詳細
構造を図示するごとく多孔質セラミック構造体からな
る。すなわち、三次元網目構造の骨格４と、それにより
囲まれて形成される通気部５を有する。トラッパ１の内
部には、格子状に配列された断面正方形の内部中空穴６
が隔壁３を隔てて軸線に対して平行に２２６個設けられ
ている。該中空穴６の設けてある部分を排気ガス浄化部
としてある。また、中空穴はひとつおきに反対側の端面
７または８に開口し、他端は７ａおよび８ａで封止され
ている。すなわち排出ガス入口側端面７，出口側端面８
に入口穴６１および出口穴６２がそれぞれ１１３個ずつ
開口している。開口率、すなわち内部中空穴の断面積の
総和がトラッパ１の全体の断面積にしめる割合は約２０
％である。内部中空穴６の開口部は、端面７または８に
向かうに従ってその断面積が増大するように広がったテ
ーパー部９を有しており、端面開口部１０は、内部中空
穴の断面正方形と中心軸を共通にし、その軸のまわりに
４５度回転させた拡大正方形となっている。開口部１０
の面積の合計が開口端７または８の面積に占める割合す
なわち開口端での開口率は５０％以上である。
は、トラッバ１の排出ガス入口側からみた正面図、第１
図（ｂ）は、その軸線方向の断面図である。トラッパ１
は、外径１０７mm、長さ７８mmの円柱形状であって、コ
ーディエライト系セラミックからなる。なお、これ以外
にもＳｉＯ，Ｓｉ3Ｎ4，Ａｌ2Ｏ3，β−スポジューメン
系等の種々のセラミック材料であってもよい。最外周部
には、厚さ２mmにわたって緻密に構成された補強層２が
一体に結合形成されている。内部は、第２図にその詳細
構造を図示するごとく多孔質セラミック構造体からな
る。すなわち、三次元網目構造の骨格４と、それにより
囲まれて形成される通気部５を有する。トラッパ１の内
部には、格子状に配列された断面正方形の内部中空穴６
が隔壁３を隔てて軸線に対して平行に２２６個設けられ
ている。該中空穴６の設けてある部分を排気ガス浄化部
としてある。また、中空穴はひとつおきに反対側の端面
７または８に開口し、他端は７ａおよび８ａで封止され
ている。すなわち排出ガス入口側端面７，出口側端面８
に入口穴６１および出口穴６２がそれぞれ１１３個ずつ
開口している。開口率、すなわち内部中空穴の断面積の
総和がトラッパ１の全体の断面積にしめる割合は約２０
％である。内部中空穴６の開口部は、端面７または８に
向かうに従ってその断面積が増大するように広がったテ
ーパー部９を有しており、端面開口部１０は、内部中空
穴の断面正方形と中心軸を共通にし、その軸のまわりに
４５度回転させた拡大正方形となっている。開口部１０
の面積の合計が開口端７または８の面積に占める割合す
なわち開口端での開口率は５０％以上である。
次に、上記トラッパ１製造方法を説明する。三次元網目
状構造の隔壁を有するトラッパを得るには、同様な三次
元網目構造を有するポリウレタンフォームなどの有機化
合物を骨材として使用し、この骨材の表面にセラミック
材料を固着し、これを焼成すると母材たる有機化合物が
燃焼飛散し、周囲のセラミック材が母材と同様の構造と
なることを利用する。
状構造の隔壁を有するトラッパを得るには、同様な三次
元網目構造を有するポリウレタンフォームなどの有機化
合物を骨材として使用し、この骨材の表面にセラミック
材料を固着し、これを焼成すると母材たる有機化合物が
燃焼飛散し、周囲のセラミック材が母材と同様の構造と
なることを利用する。
第３図（ａ）および（ｂ）は、ポリウレタンフォーム成
形型のうち、成形形容器１１の形状を説明する図で、同
図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＸ
−Ｘ線矢視断面図である。この成形形容器部１１は底板
１２と、底板１２上に植設された複数個の柱状部１３
と、底板１２の外周部に植設されて柱状１３を取巻く円
管状側壁部１４とから成っている。柱状部１３は断面形
状が正方形で、下部１３ａが、第１図に示したトラッパ
の開口部９の形状に対応するように、底板１２に向かっ
て広がるテーパ部１３ｂを有し、底板１２との境では、
柱状部１２の正方形の中心軸を４５度回転させた拡大正
方形を形成している。また円管状側壁部１４上面には外
周４当分箇所に組付用ネジ孔１５が設けてある。
形型のうち、成形形容器１１の形状を説明する図で、同
図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＸ
−Ｘ線矢視断面図である。この成形形容器部１１は底板
１２と、底板１２上に植設された複数個の柱状部１３
と、底板１２の外周部に植設されて柱状１３を取巻く円
管状側壁部１４とから成っている。柱状部１３は断面形
状が正方形で、下部１３ａが、第１図に示したトラッパ
の開口部９の形状に対応するように、底板１２に向かっ
て広がるテーパ部１３ｂを有し、底板１２との境では、
柱状部１２の正方形の中心軸を４５度回転させた拡大正
方形を形成している。また円管状側壁部１４上面には外
周４当分箇所に組付用ネジ孔１５が設けてある。
第４図（ａ）および（ｂ）は、上記成形型容器部１１に
施蓋するための成形型蓋部２０を示し、同図（ａ）は平
面図、同図（ｂ）はＹ−Ｙ線矢視断面図である。この成
形型蓋部２０は、蓋板２１と、蓋板２１上に植設された
複数個の柱状部２２とから成っている。蓋板２１は、柱
状部２２と干渉しない位置に貫通孔２１ａが穿設されて
いる。柱状部２２は、後述の如く成形型蓋部２０を容器
部１１に被せたときに、容器部１０の柱状部１２に干渉
しないように考慮して設けられている。また蓋板２１の
外周４等分箇所には、容器部１１に蓋部２０を固定する
ための組付用孔２１ｂが穿設されている。
施蓋するための成形型蓋部２０を示し、同図（ａ）は平
面図、同図（ｂ）はＹ−Ｙ線矢視断面図である。この成
形型蓋部２０は、蓋板２１と、蓋板２１上に植設された
複数個の柱状部２２とから成っている。蓋板２１は、柱
状部２２と干渉しない位置に貫通孔２１ａが穿設されて
いる。柱状部２２は、後述の如く成形型蓋部２０を容器
部１１に被せたときに、容器部１０の柱状部１２に干渉
しないように考慮して設けられている。また蓋板２１の
外周４等分箇所には、容器部１１に蓋部２０を固定する
ための組付用孔２１ｂが穿設されている。
第５図は、成形型容器部１１に成形型蓋部２０を組付け
てボルト２５により固定した状態を示しており、容器部
１１と、蓋部２０との組合せによってギャビティー２６
が生じる。
てボルト２５により固定した状態を示しており、容器部
１１と、蓋部２０との組合せによってギャビティー２６
が生じる。
次に、ウレタンフォームの成形法を説明すると、ギャビ
ティ２６内面には予めワックス系離型剤を、成形型の離
型剤の融点以上に加熱しておき、スプレーまたはハケ塗
りによって塗布する。次に成形型を３０℃〜５０℃に調
整しておき、成形型容器部１１に有機イソシアネート，
ポリオール，整泡剤，発泡剤および触媒を混合したウレ
タンフォーム原料混合液を撹拌混合しながら注入し、成
形型蓋部２０を閉じる。ここで、前記有機イソシアネー
トとしては、トリレンジイソシアネート，またはメチレ
ンジイソシアネートまたは両者の混合物、前記ポリオー
ルとしては、ポリエーテルポリオールおよび、またはポ
リエステル系ポリオールとからなる重合体ポリオール、
またはこれとポリエーテルポリオールとの混合物、前記
発泡剤としては、水または、ハロゲン置換脂肪族炭化水
素系発泡剤（トリクロロモノフロロメタンなどのフロン
類）、または両者の混合物、前記整泡剤としては、アル
コール変性シリコーン整泡剤、前記触媒としては、樹脂
化反応を促進する触媒としてアルコールとイソシアネー
トとの反応触媒として有効に用いられる３級アミンおよ
びその有機塩酸類、発泡反応を促進する触媒としては、
水とイソシアネートとの反応触媒として有効に用いられ
るモルホリン，エタノールアミン等を用いた。ウレタン
フォーム原料混合液はキャビティ２６内で発泡し型内の
空気を押した後穴２１ａより溢れるので栓をする。発泡
後１００℃〜１２０℃で２０〜６０分間加熱硬化させ
る。硬化後に容器部１１と蓋部２０とを分離させればウ
レタンフォーム成形体が得られる。
ティ２６内面には予めワックス系離型剤を、成形型の離
型剤の融点以上に加熱しておき、スプレーまたはハケ塗
りによって塗布する。次に成形型を３０℃〜５０℃に調
整しておき、成形型容器部１１に有機イソシアネート，
ポリオール，整泡剤，発泡剤および触媒を混合したウレ
タンフォーム原料混合液を撹拌混合しながら注入し、成
形型蓋部２０を閉じる。ここで、前記有機イソシアネー
トとしては、トリレンジイソシアネート，またはメチレ
ンジイソシアネートまたは両者の混合物、前記ポリオー
ルとしては、ポリエーテルポリオールおよび、またはポ
リエステル系ポリオールとからなる重合体ポリオール、
またはこれとポリエーテルポリオールとの混合物、前記
発泡剤としては、水または、ハロゲン置換脂肪族炭化水
素系発泡剤（トリクロロモノフロロメタンなどのフロン
類）、または両者の混合物、前記整泡剤としては、アル
コール変性シリコーン整泡剤、前記触媒としては、樹脂
化反応を促進する触媒としてアルコールとイソシアネー
トとの反応触媒として有効に用いられる３級アミンおよ
びその有機塩酸類、発泡反応を促進する触媒としては、
水とイソシアネートとの反応触媒として有効に用いられ
るモルホリン，エタノールアミン等を用いた。ウレタン
フォーム原料混合液はキャビティ２６内で発泡し型内の
空気を押した後穴２１ａより溢れるので栓をする。発泡
後１００℃〜１２０℃で２０〜６０分間加熱硬化させ
る。硬化後に容器部１１と蓋部２０とを分離させればウ
レタンフォーム成形体が得られる。
次に、このウレタンフォーム成形体にセラミックスラリ
ーを含浸させた後、ポリウレタンを焼成し多孔質セラミ
ックフィルター１を得る方法について詳述する。含浸に
使用されるセラミックスラリーの原料は、焼成によりコ
ーディエライト組成となる酸化マグネシウム（Ｍａ
Ｏ），アルミナ（ｌ2Ｏ3），ケイ酸（ＳｉＯ2）を含む
混合粉末、あるいは上記混合粉末を加熱しコーディエラ
イト系セラミックにし、これを粉末化した合成コーディ
エライト粉末、あるいは両者の混合物にメチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール等のバインダ、および水を加
えたものである。前記ウレタンフォームをこのスラリー
に含浸した後、エアガンや遠心分離装置を用いて余分な
スラリーを除去し、８０℃〜１２０℃の乾燥炉の中で２
〜３時間乾燥する。以上の含浸から乾燥までの操作を２
〜３回繰り返し、必要量のセラミックスラリーをウレタ
ンフォーム発泡体骨格表面に付着させる。
ーを含浸させた後、ポリウレタンを焼成し多孔質セラミ
ックフィルター１を得る方法について詳述する。含浸に
使用されるセラミックスラリーの原料は、焼成によりコ
ーディエライト組成となる酸化マグネシウム（Ｍａ
Ｏ），アルミナ（ｌ2Ｏ3），ケイ酸（ＳｉＯ2）を含む
混合粉末、あるいは上記混合粉末を加熱しコーディエラ
イト系セラミックにし、これを粉末化した合成コーディ
エライト粉末、あるいは両者の混合物にメチルセルロー
ス、ポリビニルアルコール等のバインダ、および水を加
えたものである。前記ウレタンフォームをこのスラリー
に含浸した後、エアガンや遠心分離装置を用いて余分な
スラリーを除去し、８０℃〜１２０℃の乾燥炉の中で２
〜３時間乾燥する。以上の含浸から乾燥までの操作を２
〜３回繰り返し、必要量のセラミックスラリーをウレタ
ンフォーム発泡体骨格表面に付着させる。
次に、得られた三次元網状骨格で構成された円筒の外周
部に、先の原料よりも焼成時の収縮率が約2.5％低い原
料を使用したセラミックスラリーを厚さ２mmになる様に
塗り込み、８０〜１２０℃の乾燥炉の中で、２〜３時間
乾燥した。その後、焼成温度１４００℃で３〜６時間焼
成処理を行う。
部に、先の原料よりも焼成時の収縮率が約2.5％低い原
料を使用したセラミックスラリーを厚さ２mmになる様に
塗り込み、８０〜１２０℃の乾燥炉の中で、２〜３時間
乾燥した。その後、焼成温度１４００℃で３〜６時間焼
成処理を行う。
上記骨格表面に付着させるセラミック材料と外周部を形
成するセラミック材料との収縮率をコントロールする具
体的な例としては出発原料組成に対する合成コーディエ
ライトの添加量を変えることにより行なった。
成するセラミック材料との収縮率をコントロールする具
体的な例としては出発原料組成に対する合成コーディエ
ライトの添加量を変えることにより行なった。
第６図は前記コーディエライトの出発原料組成に合成コ
ーディエライト添加量を変化させた場合の収縮率変化を
示す。なお焼成温度は１４００℃、４時間である。この
第６図において、骨格部のセラミックスとしては合成コ
ーディエライト３wt％含むもの（ａ点）、外周部には合
成コーディエライトを含まないもの（ｂ点）を使用し
た。この焼成収縮率の差は約2.5％となる。
ーディエライト添加量を変化させた場合の収縮率変化を
示す。なお焼成温度は１４００℃、４時間である。この
第６図において、骨格部のセラミックスとしては合成コ
ーディエライト３wt％含むもの（ａ点）、外周部には合
成コーディエライトを含まないもの（ｂ点）を使用し
た。この焼成収縮率の差は約2.5％となる。
上記実施例のトラッパにおいては、焼成後には三次元網
状骨格と補強層との焼成収縮率の違いにより、補強層に
は圧縮の残留応力が得られている。
状骨格と補強層との焼成収縮率の違いにより、補強層に
は圧縮の残留応力が得られている。
上記のごとき方法で製造したトラッパの耐熱衝撃性（熱
的強度の目安となる。）を測定した。条件としては、５
５０℃で２０分間保持、大気中に６０分放冷、５５０℃
で２０分保持、６０分放冷する。温度を５０℃ずつ上
げ、これを繰り返し、割れが発生した時の温度を測定し
た。この結果は７５０℃であった。
的強度の目安となる。）を測定した。条件としては、５
５０℃で２０分間保持、大気中に６０分放冷、５５０℃
で２０分保持、６０分放冷する。温度を５０℃ずつ上
げ、これを繰り返し、割れが発生した時の温度を測定し
た。この結果は７５０℃であった。
これに対して、三次元網状骨格と補強層とを同じ原料
（収縮率も同じ）から作成したトラッパの耐熱衝撃性を
みたところ、６００℃であった。これは、従来では放冷
時に補強層に大きい引っ張りの応力が発生し、該補強層
のセラミックが引っ張りの応力に対して弱いために割れ
てしまうのであった。一方、前記実施例の様に補強層に
圧縮の残留応力が存在する場合には、放冷時に補強層に
発生する引っ張り応力が緩和され、耐熱衝撃性が向上す
る。
（収縮率も同じ）から作成したトラッパの耐熱衝撃性を
みたところ、６００℃であった。これは、従来では放冷
時に補強層に大きい引っ張りの応力が発生し、該補強層
のセラミックが引っ張りの応力に対して弱いために割れ
てしまうのであった。一方、前記実施例の様に補強層に
圧縮の残留応力が存在する場合には、放冷時に補強層に
発生する引っ張り応力が緩和され、耐熱衝撃性が向上す
る。
次に、この効果を確認する為に、三次元網状骨格の焼成
時収縮率と補強層の焼成時収縮率とを種々変化させた原
料で作成したトラッパの耐熱衝撃性を測定したものを第
５図に示す。ここで、横軸の“収縮率の差”とは、骨格
部の収縮率−補強外周層の収縮率であり、収縮率の差が
０％のものは従来である。第５図から明らかなように、
補強層の使用原料の焼成時収縮率をトラッパ部の焼成時
収縮率よりも小さくすると、耐熱衝撃性が向上する。す
なわち、熱的強度が大きくなるのである。
時収縮率と補強層の焼成時収縮率とを種々変化させた原
料で作成したトラッパの耐熱衝撃性を測定したものを第
５図に示す。ここで、横軸の“収縮率の差”とは、骨格
部の収縮率−補強外周層の収縮率であり、収縮率の差が
０％のものは従来である。第５図から明らかなように、
補強層の使用原料の焼成時収縮率をトラッパ部の焼成時
収縮率よりも小さくすると、耐熱衝撃性が向上する。す
なわち、熱的強度が大きくなるのである。
しかしながら、収縮率の差が６％より大きいと、焼成時
にトラッパ部骨格の割れが生じ易い。また、０．５％よ
り小さいと性能は向上しない。従って好ましい差の範囲
は0.5〜６％である。
にトラッパ部骨格の割れが生じ易い。また、０．５％よ
り小さいと性能は向上しない。従って好ましい差の範囲
は0.5〜６％である。
次に、他の実施例として、使用原料をＳｉ3Ｎ4としたも
のを以下に挙げる。
のを以下に挙げる。
Ｓｉ3Ｎ4原料において焼成時収縮率を変化させる方法と
しては、焼結助剤であるＹ2Ｏ3とＭｇＯとの添加量を変
える方法がある。焼結助剤添加量と焼結時収縮率の関係
を第７図に示す。ここで、トラッパ部に焼結助剤５％を
添加した原料を使用し、補強層に焼結助剤２％を添加し
た原料を使用し、先の実施例と同様に製作し、１７５０
℃の温度で、３時間焼成した。そして、耐熱衝撃性を測
定したところ、４００℃であった。ちなみに、トラッパ
部及び補強層の原料として、ともに焼結助剤を５％添加
した原料を使用したものの耐熱衝撃性は３５０℃であっ
た。
しては、焼結助剤であるＹ2Ｏ3とＭｇＯとの添加量を変
える方法がある。焼結助剤添加量と焼結時収縮率の関係
を第７図に示す。ここで、トラッパ部に焼結助剤５％を
添加した原料を使用し、補強層に焼結助剤２％を添加し
た原料を使用し、先の実施例と同様に製作し、１７５０
℃の温度で、３時間焼成した。そして、耐熱衝撃性を測
定したところ、４００℃であった。ちなみに、トラッパ
部及び補強層の原料として、ともに焼結助剤を５％添加
した原料を使用したものの耐熱衝撃性は３５０℃であっ
た。
以上の様に、Ｓｉ3Ｎ4においても耐熱衝撃性の向上（熱
的強度の向上）が認められた。
的強度の向上）が認められた。
本発明は、内部構造部分例えは三次元網状骨格のトラッ
パ部と外部構造部分例えは補強層を有するセラミック構
造体において、外部構造部分の焼成時の収縮率を内部構
造部分の焼成時収縮率よりも小さくし、焼成後に外部構
造部分（特に表面）に残留圧縮応力を生じさせ、熱的強
度を向上させるものであることが重要である。
パ部と外部構造部分例えは補強層を有するセラミック構
造体において、外部構造部分の焼成時の収縮率を内部構
造部分の焼成時収縮率よりも小さくし、焼成後に外部構
造部分（特に表面）に残留圧縮応力を生じさせ、熱的強
度を向上させるものであることが重要である。
従って、次の様な種々の実施例が考えられる。
収縮率を考える方法として、 −１ 合成コーディエライトの添加量を変化させる。
−２ 原料粉末の粒径を変化させる。
−３ 原料の組成を変化させる。
使用原料について コーディエライトやＳｉ3Ｎ4に限らず、ＳｉＣ，Ａｌ2
Ｏ3等の種々のセラミック材料であっても良い。
Ｏ3等の種々のセラミック材料であっても良い。
補強層の厚さについて 先に示した実施例では、補強層の厚さ２mmとしたが、そ
の厚さは限定されることはなく、いかなる厚さにおいて
も熱的強度向上の効果が有る。
の厚さは限定されることはなく、いかなる厚さにおいて
も熱的強度向上の効果が有る。
補強層を１層ではなく、多層構造としてもよく、この
場合は使用原料の焼成時の収縮率を外側の側ほど小さく
すればよい。
場合は使用原料の焼成時の収縮率を外側の側ほど小さく
すればよい。
なお、本発明はトラッパの他に触媒担体に適用してもよ
く、また多数の内部中空穴を持たない構造でもよい。
く、また多数の内部中空穴を持たない構造でもよい。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明の一実施例を示すもの
で、第１図（ａ）は平面図、第１図（ｂ）は断面図、第
２図は第１図のセラミック骨格部分を拡大して示す模式
図、第３図（ａ），（ｂ）および第４図（ａ），（ｂ）
は第１図の構造体の製造に用いる成形装置の平面図、お
よびＸ−Ｘ，Ｙ−Ｙ断面図、第５図〜第７図は本発明の
説明に供する特性図である。 ２…補強層，６…内部中空穴。
で、第１図（ａ）は平面図、第１図（ｂ）は断面図、第
２図は第１図のセラミック骨格部分を拡大して示す模式
図、第３図（ａ），（ｂ）および第４図（ａ），（ｂ）
は第１図の構造体の製造に用いる成形装置の平面図、お
よびＸ−Ｘ，Ｙ−Ｙ断面図、第５図〜第７図は本発明の
説明に供する特性図である。 ２…補強層，６…内部中空穴。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 清喜 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−177321（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−26773（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】内部構造部分と該部分の外側に形成された
外部構造部分とを有したセラミック構造体において、 前記外部構造部分が前記内部構造部分より焼成収縮率の
小さいセラミック材料で構成されており、該焼成収縮率
の差により前記外部構造部分に残留圧縮応力を付与した
ことを特徴とするセラミック構造体。 - 【請求項２】前記内部構造部分は多数の内部中空穴を備
えた円筒状の排気ガス浄化部であり、前記外部構造部分
は該浄化部の外周囲に形成された補強層であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミック構造
体。 - 【請求項３】前記内部構造部分と前記外部構造体部分と
を構成するセラミック材料の焼成収縮率の差が0.5％〜
６％であることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
は第２項記載のセラミック構造体。 - 【請求項４】前記両構造体部分は、コージェライト系材
料により構成されていることを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載のセラミック構造体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13715285A JPH062204B2 (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | セラミツク構造体 |
| DE8686108337T DE3663713D1 (en) | 1985-06-24 | 1986-06-19 | Ceramic structure |
| EP86108337A EP0206250B1 (en) | 1985-06-24 | 1986-06-19 | Ceramic structure |
| US06/878,297 US4732593A (en) | 1985-06-24 | 1986-06-23 | Sintered ceramic filter structure having body compressively stressed by sintered ceramic material having different sintering shrinkage ratio |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13715285A JPH062204B2 (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | セラミツク構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61293518A JPS61293518A (ja) | 1986-12-24 |
| JPH062204B2 true JPH062204B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=15192033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13715285A Expired - Lifetime JPH062204B2 (ja) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | セラミツク構造体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4732593A (ja) |
| EP (1) | EP0206250B1 (ja) |
| JP (1) | JPH062204B2 (ja) |
| DE (1) | DE3663713D1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4976760A (en) * | 1987-12-02 | 1990-12-11 | Cercona, Inc. | Porous ceramic article for use as a filter for removing particulates from diesel exhaust gases |
| US5211918A (en) * | 1987-12-22 | 1993-05-18 | Schwabische Huttenwerke | Catalytic converter for exhaust gases |
| DE3818281A1 (de) * | 1988-03-10 | 1989-09-21 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Abgasfilter |
| US5195319A (en) * | 1988-04-08 | 1993-03-23 | Per Stobbe | Method of filtering particles from a flue gas, a flue gas filter means and a vehicle |
| US5497620A (en) * | 1988-04-08 | 1996-03-12 | Stobbe; Per | Method of filtering particles from a flue gas, a flue gas filter means and a vehicle |
| DE8806440U1 (ja) * | 1988-05-17 | 1988-06-30 | Waschkuttis, Gerhard, 8551 Wiesenthau, De | |
| JP2578176B2 (ja) * | 1988-08-12 | 1997-02-05 | 日本碍子株式会社 | 多孔質セラミックハニカムフィルターおよびその製法 |
| DE3828347A1 (de) * | 1988-08-20 | 1990-03-01 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Abgasfilter fuer heizungs- oder verbrennungsanlagen |
| DE3937809A1 (de) * | 1989-11-14 | 1991-05-16 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Filter zum abscheiden von verunreinigungen |
| DE4021495A1 (de) * | 1990-07-05 | 1992-01-09 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Abgasfilter |
| DE4022937A1 (de) * | 1990-07-19 | 1992-01-23 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Filter- oder katalysatorkoerper |
| US5059326A (en) * | 1990-08-09 | 1991-10-22 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Fluid filter and method of manufacture |
| DE4029749A1 (de) * | 1990-09-20 | 1992-03-26 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Filter |
| US5071448A (en) * | 1990-12-05 | 1991-12-10 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Semipermeable membranes based on certain sulfonated substituted polysulfone polymers |
| DE4109227A1 (de) * | 1991-03-21 | 1992-09-24 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Abgasfilter und/oder katalysator |
| DE4110285A1 (de) * | 1991-03-28 | 1992-10-01 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Filter- oder katalysatorkoerper |
| US5204067A (en) * | 1991-07-11 | 1993-04-20 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Filter |
| DE4137105A1 (de) * | 1991-11-12 | 1993-05-13 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Anordnung eines katalysators fuer die abgase eines verbrennungsmotors |
| US5250094A (en) | 1992-03-16 | 1993-10-05 | Donaldson Company, Inc. | Ceramic filter construction and method |
| DK40293D0 (da) * | 1993-04-05 | 1993-04-05 | Per Stobbe | Method for preparing a filter body |
| US5456833A (en) * | 1994-05-02 | 1995-10-10 | Selee Corporation | Ceramic foam filter having a protective sleeve |
| US5702508A (en) * | 1996-01-25 | 1997-12-30 | Moratalla; Jose | Ceramic desiccant device |
| FR2777801B1 (fr) * | 1998-04-28 | 2000-06-02 | Francis Al Dullien | Separateur mecanique pour effluents gazeux et procede de fabrication associe |
| JP3474817B2 (ja) * | 1999-11-17 | 2003-12-08 | イソライト工業株式会社 | セラミックス吸音材 |
| US6780227B2 (en) * | 2000-10-13 | 2004-08-24 | Emprise Technology Associates Corp. | Method of species exchange and an apparatus therefore |
| JP3685106B2 (ja) * | 2001-08-08 | 2005-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | 排気浄化装置 |
| EP1415072B1 (en) * | 2001-08-08 | 2006-12-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | An exhaust gas purification device |
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