JPH08173770A

JPH08173770A - ディーゼルパティキュレート浄化用フィルター及びそれを用いた排ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH08173770A
Application number: JP6322858A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Arita; 雅昭有田; Tatsurou Miyazaki; 達郎宮▲ざき▼; Nobuyuki Tokubuchi; 信行徳渕; Masahiro Inoue; 雅博井上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1996-07-09
Anticipated expiration: 2019-02-09
Also published as: JP3496306B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、低温域でＳＯＦを効率よく吸着並
びに酸化燃焼してＳＯＦの排出を防止するとともにＳＯ
Ｆの燃焼熱を利用してドライスーツを燃焼させることが
でき、信頼性に優れたディーゼルパティキュレート浄化
用フィルター及びそれを用いた排ガス浄化装置を提供す
ることを目的とする。【構成】本発明のディーゼルパティキュレート浄化用
フィルター１ｃは、多孔質性の耐火性３次元構造体２
と、耐火性３次元構造体２の表面に担持されたＬｉＡｌ
Ｏ₃からなる中間層３と、中間層３の上面に担持された
Ｐｄからなる触媒層６と、を備えた構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関から排
出される排ガス中に含まれるディーゼルパティキュレー
ト（微粒子状炭素，未燃炭化水素等，以下パティキュレ
ートと称す）を捕捉し、低温で燃焼させるディーゼルパ
ティキュレート浄化用フィルター及びそれを用いてパテ
ィキュレートを含む排ガスを無害化する排ガス浄化装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、内燃機関から排出される排ガス
は、環境保全上等安全なレベルまで処理された後、大気
中に放出されている。しかしながら、未だディーゼル機
関からの排ガス中に含まれるパティキュレートの存在が
重大な問題となっている。このパティキュレートは微粒
子状炭素，未燃炭化水素，硫酸塩，金属等であり、炭化
水素燃料の不完全燃焼等によって発生するものである。
このパティキュレートの除去方法として従来より多くの
方法が提案され、これらは大きく２つに大別される。一
の方法は、ディーゼル機関の排気管に設けられたハウジ
ングに目封じ型セラミックハニカム，セラミックフォー
ム，ワイヤーメッシュ，金属発泡体等の耐火性３次元構
造体を取り付け、この耐火性３次元構造体内に排ガス中
のパティキュレートを捕捉した後、このパティキュレー
トをバーナーや電気ヒーター等の加熱部で燃焼させて、
耐火性３次元構造体を再生するものである。しかしなが
ら、排ガス中のパティキュレートを耐火性３次元構造体
で捕捉した後、燃焼再生する場合、パティキュレートの
捕捉効果を高めれば高める程、耐火性３次元構造体の再
生頻度が高くなり、また、パティキュレートの燃焼温度
が排ガス温度より格段に高いため、耐火性３次元構造体
を所定温度まで上昇させる必要があり、経済性に欠ける
という問題点を有していた。そこで、二の方法として、
耐熱性の耐火性３次元構造体に触媒物質を担持させ、排
ガス中のパティキュレートを捕捉するとともに、このパ
ティキュレートを燃焼させ、耐火性３次元構造体の再生
頻度を少なくしたり、或いは耐火性３次元構造体を再生
する必要のないほど触媒の燃焼活性を高め、ディーゼル
機関の排ガス条件（温度，組成）でパティキュレートを
燃焼させるものが開発されている。例えば、特開昭５９
−１５６１８号公報（以下イ号公報と称す）には、スピ
ネル，アルミナ等の多孔質無機物質層を有する耐熱担体
に、白金族元素と共にＦｅを担持させた内燃機関用排ガ
スフィルタが開示され、また、特開平１−１７１６２６
号公報（以下ロ号公報と称す）には、ガスフィルター機
能を有する耐火性３次元構造体に多孔性無機物およびＰ
ｔ，Ｒｈ，Ｐｄのうちから選ばれた少なくとも１種の貴
金属を担持した触媒体に硫黄含有率０．０５wt％以下の
内燃機関用燃料を使用したディーゼル機関の浄化方法が
開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、以下のような問題点を有していた。すなわ
ち、１）イ号公報記載のものは、Ｆｅを担持させず貴金属の
みを担持させた耐火性３次元構造体に比べてパティキュ
レートの捕集率が大幅に向上しているものの、貴金属及
びＦｅが酸化物の状態で耐火性３次元構造体に担持され
ているため、この酸化物が金属に比べてパティキュレー
トの酸化性能（又は燃焼性能）に劣り、また熱伝導性も
よくないため、パティキュレート捕集率を向上させた
り、パティキュレートの燃焼温度を低下させたりするこ
とができず、信頼性に欠けるという問題点を有してい
た。

【０００４】２）ロ号公報記載のものは、ガソリンエン
ジンと同様に、活性アルミナ等の担持層に白金族元素等
の酸化触媒を担持させた触媒を利用して、一酸化炭素や
炭化水素と共にパティキュレート中の可溶性有機成分
（ソリュブルオーガニックフラクション（Ｓｏｌｕｂ
ｌｅＯｒｇａｎｉｃＦｒａｃｔｉｏｎ，以下ＳＯＦ
と称す））を酸化分解することを目的とし、高温域では
ＳＯＦを効率よく分解することができるものの、低温域
では酸化触媒の活性が低く、ＳＯＦの浄化性能が低下す
るという問題点を有していた。また、パティキュレート
中には、炭化水素燃料の不完全燃焼により発生したドラ
イスーツ等が含有されているが、このドライスーツ等の
大部分は触媒の燃焼反応に関与せずにそのまま排出され
てしまうという問題点を有していた。このため、ディー
ゼル機関の始動時やアイドリング運転時等では、排ガス
の温度が低いため、未分解のＳＯＦやドライスーツ等が
耐火性３次元構造体内に堆積してしまい、この結果、触
媒が覆われ、触媒性能が低下したり、さらに、耐火性３
次元構造体が閉塞されて、背圧が上昇し、ディーゼル機
関が破壊される等、信頼性に欠けるという問題点を有し
ていた。

【０００５】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、低温域でＳＯＦを効率よく吸着並びに酸化燃焼して
ＳＯＦの排出を防止するとともにＳＯＦの燃焼熱を利用
してドライスーツを燃焼させることができ、信頼性に優
れたディーゼルパティキュレート浄化用フィルターを提
供すること、及び、それを用いて効率よく燃焼再生で
き、信頼性に優れた排ガス浄化装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、以下の構成を有している。すなわち、請求
項１に記載のディーゼルパティキュレート浄化用フィル
ターは、多孔質性の耐火性３次元構造体と、耐火性３次
元構造体の表面に担持されたＬｉＡｌＯ₃，ＬｉＡｌＳ
ｉＯ₄の内いずれか１種又はこれらの混合物からなる中
間層と、中間層の上面に担持された白金族元素の内少な
くとも１種以上からなる触媒層と、を備えた構成を有し
ている。

【０００７】請求項２に記載のディーゼルパティキュレ
ート浄化用フィルターは、請求項１において、触媒層の
担持量が、中間層が担持された耐火性３次元構造体の重
量に対して０．１wt％〜５wt％，好ましくは２．５wt％
〜３．５wt％である構成を有している。

【０００８】請求項３に記載のディーゼルパティキュレ
ート浄化用フィルターは、多孔質性の耐火性３次元構造
体と、耐火性３次元構造体の表面に担持されたＬｉＡｌ
Ｏ₃，ＬｉＡｌＳｉＯ₄の内いずれか１種又はこれらの混
合物からなる中間層と、中間層の上面に担持されたＡＢ
Ｏ₃（ここで、Ａは希土類元素の内少なくとも１種以上
の元素、Ｂは遷移金属元素，アルカリ金属元素又は白金
族元素の内少なくとも１種以上の元素）の基本構造を有
するペロブスカイト型複合酸化物，又は希土類元素の内
少なくとも１種以上の元素とアルカリ金属元素の内少な
くとも１種以上の元素とからなる複合酸化物の内いずれ
か１種又はこれらの混合物からなる第１触媒層と、第１
触媒層の上面に担持された白金族元素の内少なくとも１
種以上からなる第２触媒層と、を備えた構成を有してい
る。

【０００９】請求項４に記載のディーゼルパティキュレ
ート浄化用フィルターは、請求項３において、第１触媒
層の担持量が、中間層が担持された耐火性３次元構造体
の重量に対して５０wt％以下，好ましくは２５wt％〜３
０wt％である構成を有している。

【００１０】請求項５に記載のディーゼルパティキュレ
ート浄化用フィルターは、請求項３又は４の内いずれか
１において、第２触媒層の担持量が、中間層及び第１触
媒層が担持された耐火性３次元構造体の重量に対して
０．１wt％〜５wt％，好ましくは２．５wt％〜３．５wt
％である構成を有している。

【００１１】請求項６に記載の排ガス浄化装置は、請求
項１乃至５の内いずれか１に記載のディーゼルパティキ
ュレート浄化用フィルターと、ディーゼルパティキュレ
ート浄化用フィルターの近傍に配設された加熱部と、デ
ィーゼルパティキュレート浄化用フィルター及び加熱部
を収納し、かつ一側部に形成された排ガス流入口と、形
成された他側部に浄化ガス流出口と、を有するハウジン
グと、を備えた構成を有している。

【００１２】ここで、耐火性３次元構造体としては、複
数のガス流通セル等を有し排ガス導入側及び浄化ガス排
出側が互い違いに目封じされた目封じ型セラミックハニ
カム，セラミックフォーム，ワイヤーメッシュ，金属発
泡体等が好適に用いられる。これら耐火性３次元構造体
の材質としては、特に限定されるものではないが、通
常、コージェライト（２ＭｇＯ・５ＳｉＯ₂・２Ａｌ
Ｏ₃），ムライト（２ＡｌＯ ₃・３ＳｉＯ₂），アルミナ
（ＡｌＯ₃），シリカ（ＳｉＯ₂），チタニア（Ｔｉ
Ｏ ₂），ジルコニア（ＺｒＯ₂），シリカ−アルミナ，ア
ルミナ−ジルコニア，アルミナ−チタニア，シリカ−チ
タニア，シリカ−ジルコニア，チタニア−ジルコニア等
のセラミックス，ＳＵＳ３０１Ｓ，インコネル（インコ
ネルＸ，インコネルＷ），ゼオライト等が好適に用いら
れる。また、耐火性３次元構造体における隣接するガス
流通セル同士間の隔壁は、多孔質状に形成されている。
排ガスがこの隔壁を介して一方のガス流通セルから他方
のガス流通セルに通過することにより、排ガス中のパテ
ィキュレートを捕捉することができる。尚、耐火性３次
元構造体の形状やガス流通セルの大きさ等はディーゼル
機関から排出される排ガス中に含まれるパティキュレー
トの含有量，パティキュレートの浄化量，排ガスの背
圧，担持される第１触媒層や第２触媒層又は触媒層の担
持量等により適宜選択される。

【００１３】中間層は、耐火性３次元構造体上に担持さ
れる高比表面積の多孔質層である。この中間層の材質と
しては、ＬｉＡｌＯ₃，ＬｉＡｌＳｉＯ₄又はこれらの混
合物等が挙げられる。中間層の担持量は、耐火性３次元
構造体の重量に対して５wt％〜１５wt％，好ましくは８
wt％〜１０wt％とされるのが好ましい。中間層の担持量
が耐火性３次元構造体の重量に対して８wt％より小さく
なるにつれ耐火性３次元構造体と触媒層が反応する傾向
が現れだし、５wt％より小さくなると特にその傾向が著
しくなり、中間層の担持量が耐火性３次元構造体の重量
に対して１０wt％より大きくなるにつれディーゼル機関
の背圧が高くなりディーゼル機関が破壊等される傾向が
現れだし、１５wt％より大きくなると特にその傾向が著
しくなり、好ましくない。中間層を耐火性３次元構造体
上に担持させる方法としては、従来公知のゾル−ゲル法
やスラリー法等のウオッシュコート等が挙げられる。

【００１４】触媒層とは、耐火性３次元構造体上の中間
層の上面に担持される高比表面積の触媒層である。この
触媒層の材質としては、白金族元素等が挙げられる。触
媒層の担持量は、中間層が担持された耐火性３次元構造
体の重量に対して０．１wt％〜５wt％，好ましくは２．
５wt％〜３．５wt％とされるのが好ましい。触媒層の担
持量が、中間層が担持された耐火性３次元構造体の重量
に対して２．５wt％より小さくなるにつれ活性が低下す
る傾向が現れだし、０．１wt％より小さくなると特にそ
の傾向が著しくなり、触媒層の担持量が、中間層が担持
された耐火性３次元構造体の重量に対して３．５wt％よ
り大きくなるにつれシンタリングを起こし触媒の活性が
低下する傾向が現れだし、５wt％より大きくなると特に
その傾向が著しくなり、好ましくない。

【００１５】第１触媒層は、耐火性３次元構造体上の中
間層の上面に担持される高比表面積の触媒層である。こ
の第１触媒層の材質としては、ＡＢＯ₃（ここで、Ａは
希土類元素の内少なくとも１種以上の元素、Ｂは遷移金
属元素，Ｌｉ，Ｎａ等のアルカリ金属元素又は白金族元
素の内少なくとも１種以上の元素）の基本構造を有する
ペロブスカイト型複合酸化物、前記希土類元素の内少な
くとも１種以上の元素と前記アルカリ金属元素の内少な
くとも１種以上の元素とからなる複合酸化物、又はこれ
らの混合物等が挙げられる。第１触媒層の担持量は、中
間層が担持された耐火性３次元構造体の重量に対して５
０wt％以下、好ましくは２５wt％〜３０wt％とされるの
が好ましい。第１触媒層の担持量が、中間層が担持され
た耐火性３次元構造体の重量に対して２５wt％より小さ
くなるにつれパティキュレート中のドライスーツの燃焼
量が減少する傾向が現れだし、第１触媒層の担持量が、
中間層が担持された耐火性３次元構造体の重量に対して
３０wt％より大きくなるにつれ第１触媒層の比表面積が
低下し触媒活性が低下するとともにパティキュレートに
よって耐火性３次元構造体の閉塞が起こり易くなる傾向
が現れだし、５０wt％より大きくなると特にその傾向が
著しくなり、好ましくない。

【００１６】第２触媒層は、耐火性３次元構造体上の中
間層の上面に担持された第１触媒層上に担持される高比
表面積の触媒層である。この第２触媒層の材質として
は、白金族元素等が挙げられる。第２触媒層の担持量
は、中間層及び第１触媒層が担持された耐火性３次元構
造体の重量に対して０．１wt％〜５wt％，好ましくは
２．５wt％〜３．５wt％とされるのが好ましい。第２触
媒層の担持量が、中間層及び第１触媒層が担持された耐
火性３次元構造体の重量に対して２．５wt％より小さく
なるにつれ活性点の減少により触媒活性が低下する傾向
が現れだし、０．１wt％より小さくなると特にその傾向
が著しくなり、第２触媒層の担持量が、中間層及び第１
触媒層が担持された耐火性３次元構造体の重量に対して
３．５wt％より大きくなるにつれシンタリングを起こし
触媒の活性が低下する傾向が現れだし、５wt％より大き
くなると特にその傾向が著しくなり、好ましくない。

【００１７】尚、白金族元素には、ルテニウム（Ｒ
ｕ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ），オスミ
ウム（Ｏｓ），イリジウム（Ｉｒ），白金（Ｐｔ）が含
まれる。また、希土類元素には、スカンジウム（Ｓ
ｃ），イットリウム（Ｙ），ランタン（Ｌａ），セリウ
ム（Ｃｅ），プラセオジム（Ｐｒ），ネオジム（Ｎ
ｄ），プロメチウム（Ｐｍ），サマリウム（Ｓｍ），ユ
ウロピウム（Ｅｕ），ガドリニウム（Ｇｄ），テルビウ
ム（Ｔｂ），ジスプロシウム（Ｄｙ），ホルミウム（Ｈ
ｏ），エルビウム（Ｅｒ），ツリウム（Ｔｍ），イッテ
ルビウム（Ｙｂ），ルテニウム（Ｌｕ）が含まれる。ま
た、遷移金属元素には、希土類アクチノイド元素とし
て、前記希土類元素の他、アクチニウム（Ａｃ），トリ
ウム（Ｔｈ），プロトアクチニウム（Ｐａ），ウラン
（Ｕ），ネプツニウム（Ｎｐ），プルトニウム（Ｐ
ｕ），アメリシウム（Ａｍ），キュリウム（Ｃｍ），バ
ークリウム（Ｂｋ），カリホルニウム（Ｃｆ），アイン
スタイニウム（Ｅｓ），フェルミウム（Ｆｍ），メンデ
レビウム（Ｍｄ），ローレンシウム（Ｌｒ）、チタン族
元素として、チタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），
ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム族元素として、バナジ
ウム（Ｖ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル（Ｔａ）、クロ
ム族元素として、クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍ
ｏ），タングステン（Ｗ）、マンガン族元素として、マ
ンガン（Ｍｎ），テクネチウム（Ｔｃ），レニウム（Ｒ
ｅ），鉄族元素として、鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃ
ｏ），ニッケル（Ｎｉ）、前記白金族元素、銅族元素と
して、銅（Ｃｕ），銀（Ａｇ），金（Ａｕ），亜鉛族元
素として、亜鉛（Ｚｎ），カドミウム（Ｃｄ），水銀
（Ｈｇ）が含まれる。また、アルカリ金属元素には、リ
チウム（Ｌｉ），ナトリウム（Ｎａ），カリウム
（Ｋ），ルビジウム（Ｒｂ），セシウム（Ｃｓ），フラ
ンシウム（Ｆｒ）が含まれる。

【００１８】加熱部としては、電気ヒーター，バーナ
ー，マイクロ波等が挙げられる。また、エタン，プロパ
ン，ブタン，エチレン，プロピレン，ブチレン及びこれ
らの混合物である液化石油ガス等の可燃性ガスをハウジ
ング内に導入させ、これらを排ガス温度で燃焼させるこ
とにより、ディーゼルパティキュレート浄化用フィルタ
ーに堆積／吸着されたパティキュレートを燃焼させても
よい。

【００１９】

【作用】この構成によって、多孔質性の耐火性３次元構
造体と、耐火性３次元構造体の表面に担持されたＬｉＡ
ｌＯ₃，ＬｉＡｌＳｉＯ₄の内いずれか１種又はこれらの
混合物からなる中間層と、中間層の上面に担持された白
金族元素の内少なくとも１種以上からなる触媒層と、を
備えたことにより、ディーゼル機関の始動時等のように
排ガス温度が低い時でも、排ガス中のパティキュレート
を効率よく捕捉（又は堆積／吸着）することができる。
また、白金族元素の内少なくとも１種以上からなる触媒
層を備えたことにより、排ガス温度が１７０℃以上にな
ったとき、ディーゼルパティキュレート浄化用フィルタ
ーに堆積／吸着されたパティキュレート中のＳＯＦを酸
化燃焼させることができ、さらにこの燃焼熱を利用して
ドライスーツを比較的低温で燃焼させることができる。
また、耐火性３次元構造体上にＬｉＡｌＯ₃，ＬｉＡｌ
ＳｉＯ₄又はこれらの混合物等の中間層を担持させ、さ
らにその上面に触媒層を担持させたことにより、従来中
間層を介在させないディーゼルパティキュレート浄化用
フィルターが高温域で長時間保持されることにより、耐
火性３次元構造体と触媒層の界面に生成される耐火性３
次元構造体成分と触媒層成分とのスピネル化合物等の反
応物質の生成を抑制することができ、また前記反応物質
の生成により触媒の活性が低下することを防止すること
ができる。

【００２０】また、触媒層の担持量が、中間層が担持さ
れた前記耐火性３次元構造体の重量に対して０．１wt％
〜５wt％，好ましくは２．５wt％〜３．５wt％であるこ
とにより、ディーゼルパティキュレート浄化用フィルタ
ーにおける触媒層の表面積を高比表面積とすることがで
き、触媒活性の低下を防止することができ、パティキュ
レート中のＳＯＦやドライスーツを効率よく燃焼させる
ことができる。

【００２１】また、多孔質性の耐火性３次元構造体と、
耐火性３次元構造体の表面に担持されたＬｉＡｌＯ₃，
ＬｉＡｌＳｉＯ₄の内いずれか１種又はこれらの混合物
からなる中間層と、中間層の上面に担持されたＡＢＯ₃
（ここで、Ａは希土類元素の内少なくとも１種以上の元
素、Ｂは遷移金属元素，アルカリ金属元素又は白金族元
素の内少なくとも１種以上の元素）の基本構造を有する
ペロブスカイト型複合酸化物，又は希土類元素の内少な
くとも１種以上の元素とアルカリ金属元素の内少なくと
も１種以上の元素とからなる複合酸化物の内いずれか１
種又はこれらの混合物からなる第１触媒層と、第１触媒
層の上面に担持された白金族元素の内少なくとも１種以
上からなる第２触媒層と、を備えたことにより、ディー
ゼル機関の始動時等の排ガス温度が低い時でも、排ガス
中のパティキュレートを効率よく吸着させることができ
る。また、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ等の白金族元素からなる第
２触媒層を備えたことにより、排ガス温度が１７０℃以
上になったとき、吸着されたパティキュレート中のＳＯ
Ｆを酸化燃焼させることができる。また、ペロブスカイ
ト型複合酸化物又は複合酸化物等からなる第１触媒層を
備えたことにより、前述したＳＯＦの酸化燃焼時の燃焼
熱とあわせて吸着されたパティキュレート中のドライス
ーツを比較的低温で燃焼させることができる。さらに、
耐火性３次元構造体上にＬｉＡｌＯ₃，ＬｉＡｌＳｉＯ₄
又はこれらの混合物等の中間層を担持させて第１触媒層
及び第２触媒層を担持させたことにより、従来中間層を
介在させないディーゼルパティキュレート浄化用フィル
ターが高温域で長時間保持されることにより、耐火性３
次元構造体と第１触媒層の界面に生成される耐火性３次
元構造体成分と第１触媒層成分とのスピネル化合物等の
反応物質の生成を抑制することができ、また前記反応物
質の生成により触媒の活性が低下することを防止するこ
とができる。

【００２２】また、第１触媒層の担持量が、中間層が担
持された耐火性３次元構造体の重量に対して最大５０wt
％，好ましくは２５wt％〜３０wt％であることにより、
ディーゼルパティキュレート浄化用フィルターにおける
第１触媒層の表面積を高比表面積とすることができ、触
媒の活性の低下を防止することができ、パティキュレー
ト中のＳＯＦやドライスーツを効率よく燃焼させること
ができる。

【００２３】また、第２触媒層の担持量が、中間層及び
第１触媒層が担持された耐火性３次元構造体の重量に対
して０．１wt％〜５wt％，好ましくは２．５wt％〜３．
５wt％であることにより、ディーゼルパティキュレート
浄化用フィルターにおける第２触媒層の表面積を高比表
面積とすることができ、触媒の活性の低下を防止するこ
とができ、パティキュレート中のＳＯＦやドライスーツ
を効率よく燃焼させることができる。

【００２４】また、前記ディーゼルパティキュレート浄
化用フィルターと、ディーゼルパティキュレート浄化用
フィルターの近傍に配設された加熱部と、ディーゼルパ
ティキュレート浄化用フィルター及び加熱部を収納し、
かつ一側部に形成された排ガス流入口と、他側部に形成
された浄化ガス流出口と、を有するハウジングと、を備
えたことにより、排ガス温度が低い場合でも十分にパテ
ィキュレートを燃焼させることができる。

【００２５】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１実施例におけるディー
ゼルパティキュレート浄化用フィルターについて、図面
を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施例に
おけるディーゼルパティキュレート浄化用フィルターを
示す要部断面模式図である。１ａは本発明の第１実施例
におけるディーゼルパティキュレート浄化用フィルタ
ー、２はガスフィルター機能を有する多孔質性の耐火性
３次元構造体、３は耐火性３次元構造体２上に担持され
たＬｉＡｌＯ₃からなる中間層、４ａは中間層３上に担
持されたＬａＣｒＬｉＯ₃のペロブスカイト型複合酸化
物からなる第１触媒層、５は第１触媒層４ａ上に担持さ
れたＰｄからなる第２触媒層である。

【００２６】以上のように構成された本発明の第１実施
例におけるディーゼルパティキュレート浄化用フィルタ
ーについて、以下その製造方法を説明する。まず、耐火
性３次元構造体２として、市販のコージェライト製の目
封じ型ハニカム担体（ＮＧＫ社製）を準備した。ここ
で、耐火性３次元構造体２は、直径５０mm，長さ７５m
m、見かけ上の体積約１５０mlの円柱形状からなり、そ
の横断面には１平方インチ当たり４００個のガス流通セ
ルが形成され、かつ隣接するガス流通セル同士間の隔壁
には、各ガス流通セル同士間に貫通された多数の細孔が
形成されている。

【００２７】次に、酢酸リチウム（和光純薬工業社製）
を純水等の溶媒に溶解させ、酢酸リチウム水溶液を作成
した。次に、得られた酢酸リチウム水溶液に活性アルミ
ナ（日本軽金属社製）を、酢酸リチウム水溶液中のリチ
ウム（Ｌｉ）と活性アルミナのアルミニウム（Ａｌ）の
重量比がＬｉ：Ａｌ＝１：３になるように添加して、ス
ラリーを作成した。次に、得られたスラリー中に耐火性
３次元構造体２を１０分間浸漬した後、スラリー中から
この耐火性３次元構造体２を取り出した。次に、耐火性
３次元構造体２のガス流通セル内部に溜まった余分のス
ラリーを圧縮空気でブローして、全てのガス流通セルの
目詰まりを除去した。次に、耐火性３次元構造体２をマ
イクロ波乾燥器（ミクロ電子社製）にて出力２kWで、５
分間乾燥させた。次に、耐火性３次元構造体２をバッチ
式電気炉（モトヤマ社製；商品名スーパーバーン）で大
気中９００℃で３時間焼成を行い、耐火性３次元構造体
２の表面にＬｉＡｌＯ₃からなる中間層３を、耐火性３
次元構造体２の重量に対し１wt％担持させた。尚、中間
層３の担持量は、浸漬から乾燥までの行程を繰り返すこ
とで調整した。

【００２８】次に、酢酸ランタン（和光純薬工業社
製），硝酸クロム（和光純薬工業社製）及び酢酸リチウ
ム（和光純薬工業社製）を、各々純水等の溶媒に溶解さ
せ、酢酸ランタン水溶液，硝酸クロム水溶液及び酢酸リ
チウム水溶液を作成した。次に、得られた各水溶液を、
酢酸ランタン水溶液中のランタン（Ｌａ），硝酸クロム
水溶液中のクロム（Ｃｒ），酢酸リチウム水溶液中のリ
チウム（Ｌｉ）の重量比がＬａ：Ｃｒ：Ｌｉ＝１３：
９：１になるように混合撹拌した。次に、得られた混合
水溶液中に中間層３を担持させた耐火性３次元構造体２
（以下中間層担持耐火性３次元構造体と称す）を１０分
間浸漬した後、混合水溶液から中間層担持耐火性３次元
構造体を取り出した。次に、中間層担持耐火性３次元構
造体のガス流通セル内部に溜まった余分の混合水溶液を
圧縮空気でブローして、全てのガス流通セルの目詰まり
を除去した。次に、中間層担持耐火性３次元構造体をマ
イクロ波乾燥器（ミクロ電子社製）にて出力２kWで、５
分間乾燥させた。次に、中間層担持耐火性３次元構造体
をバッチ式電気炉（モトヤマ社製；商品名スーパーバー
ン）で大気中８００℃で５時間焼成を行い、中間層担持
耐火性３次元構造体の上面に所定の組成のＬａＣｒＬｉ
Ｏ₃の構造を有するペロブスカイト型複合酸化物からな
る第１触媒層４ａを、中間層担持耐火性３次元構造体の
重量に対し５wt％担持させた。尚、第１触媒層４ａの担
持量は、浸漬から乾燥までの行程を繰り返すことで調整
した。

【００２９】次に、硝酸パラジウム（和光純薬工業社
製）を純水等の溶媒に溶解させ、硝酸パラジウム水溶液
を作成した。次に、得られた硝酸パラジウム水溶液中に
中間層３上に第１触媒層４ａを担持させた耐火性３次元
構造体２（以下中間層及び第１触媒層担持耐火性３次元
構造体と称す）を１０分間浸漬した後、硝酸パラジウム
水溶液から中間層３及び第１触媒層担持耐火性３次元構
造体を取り出した。次に、中間層３及び第１触媒層担持
耐火性３次元構造体のガス流通セル内部に溜まった余分
の混合水溶液を圧縮空気でブローして、全てのガス流通
セルの目詰まりを除去した。次に、中間層３及び第１触
媒層担持耐火性３次元構造体をマイクロ波乾燥器（ミク
ロ電子社製）にて出力２kWで、５分間乾燥させた。次
に、中間層３及び第１触媒層担持耐火性３次元構造体を
バッチ式電気炉（モトヤマ社製；商品名スーパーバー
ン）で還元雰囲気下、７００℃で５時間焼成を行い、中
間層３及び第１触媒層担持耐火性３次元構造体の上面に
パラジウム（Ｐｄ）からなる第２触媒層５を、中間層３
及び第１触媒層担持耐火性３次元構造体の重量に対し１
wt％担持させた。尚、第２触媒層５の担持量は、浸漬か
ら乾燥までの行程を繰り返すことで調整した。これによ
り、本発明の第１実施例におけるディーゼルパティキュ
レート浄化用フィルター１ａを完成させた。

【００３０】以上のように本実施例によれば、ガスフィ
ルター機能を有する多孔質性の耐火性３次元構造体と、
耐火性３次元構造体上に担持されたＬｉＡｌＯ₃からな
る中間層３と、中間層３上に担持されたＬａＣｒＬｉＯ
₃のペロブスカイト型複合酸化物からなる第１触媒層４
ａと、第１触媒層４ａ上に担持されたＰｄからなる第２
触媒層５と、を備えたので、ディーゼル機関の始動時等
の排ガス温度が低い時でも、排ガス中のパティキュレー
トを効率よく吸着させることができる。また、Ｐｄから
なる第２触媒層５を備えたことにより、排ガス温度が１
７０℃以上になったとき、吸着されたパティキュレート
中のＳＯＦを酸化燃焼させることができる。また、ペロ
ブスカイト型複合酸化物からなる第１触媒層４ａを備え
たことにより、前述したＳＯＦの酸化燃焼時の燃焼熱と
あわせて吸着されたパティキュレート中のドライスーツ
を比較的低温で燃焼させることができる。

【００３１】（実施例２）第１触媒層の原料として、酢
酸ランタン（和光純薬工業社製），硝酸クロム（和光純
薬工業社製），酢酸リチウム（和光純薬工業社製），塩
化第２白金アンモニウム（三津和化学薬品社製）を用い
た以外は、実施例１と同様にして、本発明の第２実施例
におけるディーゼルパティキュレート浄化用フィルター
を完成させた。

【００３２】以上のように本実施例によれば、ガスフィ
ルター機能を有する多孔質性の耐火性３次元構造体２
と、耐火性３次元構造体２上に担持されたＬｉＡｌＯ₃
からなる中間層３と、中間層３上に担持されたＬａＣｒ
ＬｉＰｔＯ₃のペロブスカイト型複合酸化物からなる第
１触媒層４ａと、第１触媒層４ａ上に担持されたＰｄか
らなる第２触媒層５と、を備えたので、ディーゼル機関
の始動時等の排ガス温度が低い時でも、排ガス中のパテ
ィキュレートを効率よく吸着させることができる。ま
た、Ｐｄからなる第２触媒層５を備えたことにより、排
ガス温度が１７０℃以上になったとき、吸着されたパテ
ィキュレート中のＳＯＦを酸化燃焼させることができ
る。また、ペロブスカイト型複合酸化物からなる第１触
媒層４ａを備えたことにより、前述したＳＯＦの酸化燃
焼時の燃焼熱とあわせて吸着されたパティキュレート中
のドライスーツを比較的低温で燃焼させることができ
る。

【００３３】（実施例３）第２触媒層の原料として、塩
化第２白金アンモニウム（三津和化学薬品社製）を用い
た以外は、実施例１と同様にして、本発明の第３実施例
におけるディーゼルパティキュレート浄化用フィルター
を完成させた。

【００３４】以上のように本実施例によれば、ガスフィ
ルター機能を有する多孔質性の耐火性３次元構造体２
と、耐火性３次元構造体２上に担持されたＬｉＡｌＯ₃
からなる中間層３と、中間層３上に担持されたＬａＣｒ
ＬｉＯ₃のペロブスカイト型複合酸化物からなる第１触
媒層４ａと、第１触媒層４ａ上に担持されたＰｔからな
る第２触媒層５と、を備えたので、ディーゼル機関の始
動時等の排ガス温度が低い時でも、排ガス中のパティキ
ュレートを効率よく吸着させることができる。また、Ｐ
ｄからなる第２触媒層５を備えたことにより、排ガス温
度が１７０℃以上になったとき、吸着されたパティキュ
レート中のＳＯＦを酸化燃焼させることができる。ま
た、ペロブスカイト型複合酸化物からなる第１触媒層４
ａを備えたことにより、前述したＳＯＦの酸化燃焼時の
燃焼熱とあわせて吸着されたパティキュレート中のドラ
イスーツを比較的低温で燃焼させることができる。

【００３５】（実施例４）第１触媒層４ａの原料とし
て、酢酸ランタン（和光純薬工業社製），硝酸クロム
（和光純薬工業社製），酢酸リチウム（和光純薬工業社
製），塩化第２白金アンモニウム（三津和化学薬品社
製）を用いた以外は，実施例３と同様にして、本発明の
第４実施例におけるディーゼルパティキュレート浄化用
フィルター１ａを完成させた。

【００３６】以上のように本実施例によれば、ガスフィ
ルター機能を有する多孔質性の耐火性３次元構造体２
と、耐火性３次元構造体２上に担持されたＬｉＡｌＯ₃
からなる中間層３と、中間層３上に担持されたＬａＣｒ
ＬｉＰｔＯ₃のペロブスカイト型複合酸化物からなる第
１触媒層４ａと、第１触媒層４ａ上に担持されたＰｔか
らなる第２触媒層５と、を備えたので、ディーゼル機関
の始動時等の排ガス温度が低い時でも、排ガス中のパテ
ィキュレートを効率よく吸着させることができる。ま
た、Ｐｄからなる第２触媒層５を備えたことにより、排
ガス温度が１７０℃以上になったとき、吸着されたパテ
ィキュレート中のＳＯＦを酸化燃焼させることができ
る。また、ペロブスカイト型複合酸化物からなる第１触
媒層４ａを備えたことにより、前述したＳＯＦの酸化燃
焼時の燃焼熱とあわせて吸着されたパティキュレート中
のドライスーツを比較的低温で燃焼させることができ
る。

【００３７】（実施例５）以下、本発明の第５実施例に
おけるディーゼルパティキュレート浄化用フィルターに
ついて、図面を参照しながら説明する。図２は本発明の
第５実施例におけるディーゼルパティキュレート浄化用
フィルターを示す要部断面模式図である。２は耐火性３
次元構造体、３は中間層、５は第２触媒層であり、これ
らは実施例１と同様なものであり同一の符号を付して説
明を省略する。１ｂは本発明の第５実施例におけるディ
ーゼルパティキュレート浄化用フィルター、４ｂは中間
層３上に担持されたＬａＬｉＯ₃の複合酸化物からなる
第１触媒層である。

【００３８】以上のように構成された本発明の第５実施
例におけるディーゼルパティキュレート浄化用フィルタ
ー１ｂについて、以下その製造方法を説明する。第１触
媒層４ｂの原料として、酢酸ランタン（和光純薬工業社
製），酢酸リチウム（和光純薬工業社製）を用いた以外
は，実施例１と同様にして、本発明の第５実施例におけ
るディーゼルパティキュレート浄化用フィルター１ｂを
完成させた。

【００３９】以上のように本実施例によれば、ガスフィ
ルター機能を有する多孔質性の耐火性３次元構造体２
と、耐火性３次元構造体２上に担持されたＬｉＡｌＯ₃
からなる中間層３と、中間層３上に担持されたＬａＬｉ
Ｏ₃の複合酸化物からなる第１触媒層４ｂと、第１触媒
層４ｂ上に担持されたＰｄからなる第２触媒層５と、を
備えたので、ディーゼル機関の始動時等の排ガス温度が
低い時でも、排ガス中のパティキュレートを効率よく吸
着させることができる。また、Ｐｄからなる第２触媒層
５を備えたことにより、排ガス温度が１７０℃以上にな
ったとき、吸着されたパティキュレート中のＳＯＦを酸
化燃焼させることができる。また、ペロブスカイト型複
合酸化物からなる第１触媒層４ｂを備えたことにより、
前述したＳＯＦの酸化燃焼時の燃焼熱とあわせて吸着さ
れたパティキュレート中のドライスーツを比較的低温で
燃焼させることができる。

【００４０】（実施例６）第２触媒層の原料として塩化
第２白金アンモニウム（三津和化学薬品社製）を用いた
以外は、実施例５と同様にして、本発明の第６実施例に
おけるディーゼルパティキュレート浄化用フィルターを
完成させた。

【００４１】以上のように本実施例によれば、ガスフィ
ルター機能を有する多孔質性の耐火性３次元構造体２
と、耐火性３次元構造体２上に担持されたＬｉＡｌＯ₃
からなる中間層３と、中間層３上に担持されたＬａＬｉ
Ｏ₃の複合酸化物からなる第１触媒層４ｂと、第１触媒
層４ｂ上に担持されたＰｔからなる第２触媒層５と、を
備えたので、ディーゼル機関の始動時等の排ガス温度が
低い時でも、排ガス中のパティキュレートを効率よく吸
着させることができる。また、Ｐｄからなる第２触媒層
５を備えたことにより、排ガス温度が１７０℃以上にな
ったとき、吸着されたパティキュレート中のＳＯＦを酸
化燃焼させることができる。また、ペロブスカイト型複
合酸化物からなる第１触媒層４ｂを備えたことにより、
前述したＳＯＦの酸化燃焼時の燃焼熱とあわせて吸着さ
れたパティキュレート中のドライスーツを比較的低温で
燃焼させることができる。

【００４２】（実施例７）以下、本発明の第７実施例に
おけるディーゼルパティキュレート浄化用フィルターに
ついて、図面を参照しながら説明する。図３は本発明の
第７実施例におけるディーゼルパティキュレート浄化用
フィルターを示す要部断面模式図である。２は耐火性３
次元構造体、３は中間層であり、これらは実施例１と同
様なものであり同一の符号を付して説明を省略する。１
ｃは本発明の第７実施例におけるディーゼルパティキュ
レート浄化用フィルター、６は中間層３上に担持された
Ｐｄからなる触媒層である。

【００４３】以上のように構成された本発明の第７実施
例におけるディーゼルパティキュレート浄化用フィルタ
ーについて、以下その製造方法を説明する。まず、実施
例１と同様にして、耐火性３次元構造体２の表面にＬｉ
ＡｌＯ₃からなる中間層３を担持させた（以下中間層担
持耐火性３次元構造体と称す）。次に、硝酸パラジウム
（和光純薬工業社製）を純水等の溶媒に溶解させ、硝酸
パラジウム水溶液を作成した。次に、得られた硝酸パラ
ジウム水溶液中に中間層担持耐火性３次元構造体を１０
分間浸漬した後、硝酸パラジウム水溶液から中間層担持
耐火性３次元構造体を取り出した。次に、中間層担持耐
火性３次元構造体のガス流通セル内部に溜まった余分の
混合水溶液を圧縮空気でブローして、全てのガス流通セ
ルの目詰まりを除去した。次に、中間層担持耐火性３次
元構造体をマイクロ波乾燥器（ミクロ電子社製）にて出
力２kWで、５分間乾燥させた。次に、中間層担持耐火性
３次元構造体をバッチ式電気炉（モトヤマ社製；商品名
スーパーバーン）で還元雰囲気下、７００℃で５時間焼
成を行い、中間層担持耐火性３次元構造体の表面にパラ
ジウム（Ｐｄ）からなる触媒層６を、中間層担持耐火性
３次元構造体の重量に対し１wt％担持させた。尚、触媒
層６の担持量は、浸漬から乾燥までの行程を繰り返すこ
とで調整した。これにより、本発明の第７実施例におけ
るディーゼルパティキュレート浄化用フィルター１ｃを
完成させた。

【００４４】以上のように本実施例によれば、ガスフィ
ルター機能を有する多孔質性の耐火性３次元構造体２
と、耐火性３次元構造体２上に担持されたＬｉＡｌＯ₃
からなる中間層３と、中間層３上に担持されたＰｄから
なる触媒層６と、を備えたので、ディーゼル機関の始動
時等の排ガス温度が低い時でも、排ガス中のパティキュ
レートを効率よく吸着させることができる。また、Ｐｄ
からなる触媒層６を備えたことにより、排ガス温度が１
７０℃以上になったとき、吸着されたパティキュレート
中のＳＯＦを酸化燃焼させることができる。

【００４５】（実施例８）触媒層の原料として、塩化第
２白金アンモニウム（三津和化学薬品社製）を用いた以
外は、実施例７と同様にして、本発明の第８実施例にお
けるディーゼルパティキュレート浄化用フィルターを完
成させた。

【００４６】以上のように本実施例によれば、ガスフィ
ルター機能を有する多孔質性の耐火性３次元構造体２
と、耐火性３次元構造体２上に担持されたＬｉＡｌＯ₃
からなる中間層３と、中間層３上に担持されたＰｄから
なる触媒層６と、を備えたので、ディーゼル機関の始動
時等の排ガス温度が低い時でも、排ガス中のパティキュ
レートを効率よく吸着させることができる。また、Ｐｔ
からなる触媒層６を備えたことにより、排ガス温度が１
７０℃以上になったとき、吸着されたパティキュレート
中のＳＯＦを酸化燃焼させることができる。

【００４７】（比較例１）まず、実施例１と同様にし
て、耐火性３次元構造体２の表面にＬｉＡｌＯ₃からな
る中間層３を担持した（以下中間層担持耐火性３次元構
造体と称す）。次に、活性アルミナ粉末（日本軽金属社
製）と、ベーマイトアルミナを水等の溶媒に１０wt％溶
解させた懸濁液に硝酸（ＨＮＯ₃）を１０wt％添加して
得られた硝酸酸性アルミナゾルとを、３：５になるよう
に調整し、スラリーを作成した。次に、得られたスラリ
ー中に中間層担持耐火性３次元構造体を１０分間浸漬し
た後、スラリー中から中間層担持耐火性３次元構造体を
取り出した。次に、中間層担持耐火性３次元構造体のガ
ス流通セル内部に溜まった余分のスラリーを圧縮空気で
ブローして、全てのガス流通セルの目詰まりを除去し
た。次に、中間層担持耐火性３次元構造体をマイクロ波
乾燥器（ミクロ電子社製）にて出力２kWで、５分間乾燥
させた。次に、中間層担持耐火性３次元構造体をバッチ
式電気炉（モトヤマ社製；商品名スーパーバーン）で大
気中９００℃で２時間焼成を行い、中間層担持耐火性３
次元構造体上に活性アルミナからなる第１触媒層４ｂ
を、中間層担持耐火性３次元構造体の重量に対し３wt％
担持させた（以下中間層及び第１触媒層担持耐火性３次
元構造体と称す）。尚、第１触媒層４ｂの担持量は、浸
漬から乾燥までの行程を繰り返すことで調整した。次
に、硝酸パラジウム（和光純薬工業社製）を純水等の溶
媒に溶解させ、硝酸パラジウム水溶液を作成した。次
に、得られた硝酸パラジウム水溶液中に中間層及び第１
触媒層担持耐火性３次元構造体を１０分間浸漬した後、
硝酸パラジウム水溶液から中間層３及び第１触媒層担持
耐火性３次元構造体を取り出した。次に、中間層３及び
第１触媒層担持耐火性３次元構造体のガス流通セル内部
に溜まった余分の混合水溶液を圧縮空気でブローして、
全てのガス流通セルの目詰まりを除去した。次に、中間
層３及び第１触媒層担持耐火性３次元構造体をマイクロ
波乾燥器（ミクロ電子社製）にて出力２kWで、５分間乾
燥させた。次に、中間層３及び第１触媒層担持耐火性３
次元構造体をバッチ式電気炉（モトヤマ社製；商品名ス
ーパーバーン）で還元雰囲気下、７００℃で５時間焼成
を行い、中間層３及び第１触媒層担持耐火性３次元構造
体上にパラジウム（Ｐｄ）からなる第２触媒層５を、中
間層３及び第１触媒層担持耐火性３次元構造体の重量に
対し１wt％担持させた。尚、第２触媒層５の担持量は、
浸漬から乾燥までの行程を繰り返すことで調整した。

【００４８】（比較例２）触媒層の原料として、塩化第
２白金アンモニウム（三津和化学薬品社製）を用いた以
外は比較例１と同様である。

【００４９】以上のように構成された実施例１〜８にお
けるディーゼルパティキュレート浄化用フィルターと、
比較例１，２におけるディーゼルパティキュレート浄化
用フィルターと、を用いて性能比較試験を行った。以下
その結果について説明する。

【００５０】（実験例１）まず、（表１）〜（表５）に
示す配合組成で本発明の第１実施例〜第８実施例におけ
るディーゼルパティキュレート浄化用フィルターと、比
較例１，２におけるディーゼルパティキュレート浄化用
フィルターを作成した。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】

【表４】

【００５５】

【表５】

【００５６】次に、得られた本発明の第１実施例〜第８
実施例におけるディーゼルパティキュレート浄化用フィ
ルターと、比較例１，２におけるディーゼルパティキュ
レート浄化用フィルターを、排気量２２００ccのディー
ゼルエンジン（日産自動車社製）の排気系に設置し、回
転数２０００rpm，トルク４kgmの条件下でパティキュレ
ートを捕集した。次に、パティキュレートを捕集した各
ディーゼルパティキュレート浄化用フィルターを、固定
床流通装置を使って酸素分圧１２％，空間速度３０００
０h^-1、昇温速度１００℃／minの条件で管状電気炉（メ
ンテック社製）を昇温させながらパティキュレート中の
ＳＯＦ並びにドライスーツの燃焼開始温度を測定した。
その結果を（表１）〜（表５）に示した。

【００５７】（表１）〜（表５）から明らかなように、
本発明の第１実施例〜第８実施例におけるディーゼルパ
ティキュレート浄化用フィルターは、比較例１，２にお
けるディーゼルパティキュレート浄化用フィルターに比
べて、ＳＯＦの燃焼開始性能は略同等であることがわか
った。特に、第１触媒層としてＡＢＯ₃の基本構造を有
するペロブスカイト型複合酸化物，或いは希土類元素の
内少なくとも１種以上の元素とアルカリ金属元素の内少
なくとも１種以上の元素とからなる複合酸化物を担持し
た場合には、その効果が顕著であった。また、第１触媒
層の添加量が５０wt％を越えると、第１触媒層の比表面
積が大幅に小さくなり、活性が低下する傾向が見られる
ことがわかった。また、第２触媒層や触媒層の添加量が
大きくなると、白金族元素の粒子が互いに接近して存在
するため、シンタリングを起こして活性が低下している
ことがわかった。

【００５８】（実施例９）以下、本発明の一実施例にお
ける排ガス浄化装置について、図面を参照しながら説明
する。図４は本発明の一実施例における排ガス浄化装置
を示す断面模式図である。１５は本発明の一実施例にお
ける排ガス浄化装置、１６は実施例１〜８における耐火
性３次元構造体、１７は後述するコイル１７ａ，配線部
１７ｂ及び電源部１７ｃからなり耐火性３次元構造体１
６を加熱するヒーター等の加熱部、１７ａは耐火性３次
元構造体１６の周囲に巻回されたコイル、１７ｂはコイ
ル１７ａと電源部１７ｃを電気的に接続する配線部、１
７ｃはコイル１７ａに電流／電圧を供給する電源部、１
８は耐火性３次元構造体１６，加熱部１７のコイル１７
ａ等を収納するハウジング、１８ａはハウジング１８の
側壁の所定部に形成されたディーゼル機関から排出され
た排ガスが流入される排ガス流入口、１８ｂはハウジン
グ１８の側壁の所定部に形成された耐火性３次元構造体
１６で浄化された浄化ガスが流出される浄化ガス流出口
である。尚、本実施例では、加熱部１７のコイル１７ａ
を耐火性３次元構造体１６の周囲に巻回したが、耐火性
３次元構造体１６の近傍であれば、どの様に設置しても
構わない。さらに本実施例では、ヒーター１７を用いた
が、バーナーを用いたり、また可燃性ガスを導入するこ
とにより耐火性３次元構造体１６を加熱する等の他の加
熱手段を用いても構わない。

【００５９】以上のように構成された本発明の一実施例
における排ガス浄化装置１５について、以下その動作を
説明する。まず、ディーゼル機関から排出された排ガス
が排ガス流入口１８ａからハウジング１８内に流入され
る。ここで、耐火性３次元構造体１６は、加熱部１７に
より加熱され、１８０℃に保持されている。次に、ハウ
ジング１８内に流入された排ガスは、図１乃至図３中矢
視するように、耐火性３次元構造体１６の排ガス流入側
が開口されたガス流通セルから導入され、隔壁を通過し
た後、隣接するガス流通セルから排出される。ここで、
排ガスは耐火性３次元構造体１６の隔壁を通過する際に
排ガス中に含有されるパティキュレートが捕集されると
ともに耐火性３次元構造体１６の第１触媒層及び第２触
媒層，又は触媒層，或いは加熱部１７により燃焼され
る。次に、パティキュレートが除去された排ガス（以下
浄化ガスと称す）は、浄化ガス流出口１８ｂから大気中
に放出される。ここで、耐火性３次元構造体１６を観察
したところ、耐火性３次元構造体１６内に、パティキュ
レートは残存しておらず、さらに浄化ガス流出口１８ｂ
から排出される排ガスの中にもパティキュレートは認め
られなかった。

【００６０】以上のように本実施例の排ガス浄化装置に
よれば、排ガス温度が触媒活性温度に達しない場合、ヒ
ーター等の加熱部によって耐火性３次元構造体ーを加熱
して活性温度まで昇温させることによって、例えばアイ
ドリング時のような排ガスの温度が低い場合でも十分に
ディーゼル排ガス中のパティキュレートを吸着、酸化燃
焼させることができる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、以下の優
れた効果を奏する。すなわち、１）多孔質性の耐火性３次元構造体と、耐火性３次元構
造体の表面に担持されたＬｉＡｌＯ₃，ＬｉＡｌＳｉＯ₄
の内いずれか１種又はこれらの混合物からなる中間層
と、中間層の上面に担持された白金族元素の内少なくと
も１種以上からなる触媒層と、を備えたので、排ガス温
度が１７０℃以上になったとき、吸着されたパティキュ
レート中のＳＯＦを酸化燃焼させることができる。ま
た、耐火性３次元構造体上にＬｉＡｌＯ₃，ＬｉＡｌＳ
ｉＯ₄又はこれらの混合物等の中間層を担持させて触媒
層を担持させたことにより、従来中間層を介在させない
耐火性３次元構造体ーが高温域で長時間保持されること
により、耐火性３次元構造体と触媒層の界面に生成され
る耐火性３次元構造体成分と触媒層成分とのスピネル化
合物等の反応物質の生成を抑制することができ、また前
記反応物質の生成により触媒の活性が低下することを防
止することができる。従って、信頼性に優れたディーゼ
ルパティキュレート浄化用フィルターを実現できるもの
である。

【００６２】２）触媒層の担持量が、中間層が担持され
た耐火性３次元構造体の重量に対して０．１wt％〜５wt
％，好ましくは２．５wt％〜３．５wt％である場合、触
媒層を高比表面積とすることができ、活性の低下を防止
することができ、効率よくパティキュレート中のＳＯＦ
を酸化燃焼させることができ、信頼性に優れたディーゼ
ルパティキュレート浄化用フィルターを実現できるもの
である。

【００６３】３）本発明のディーゼルパティキュレート
浄化触媒は、多孔質性の耐火性３次元構造体と、耐火性
３次元構造体の表面に担持されたＬｉＡｌＯ₃，ＬｉＡ
ｌＳｉＯ₄の内いずれか１種又はこれらの混合物からな
る中間層と、中間層の上面に担持されたＡＢＯ₃（ここ
で、Ａは希土類元素の内少なくとも１種以上の元素、Ｂ
は遷移金属元素，アルカリ金属元素又は白金族元素の内
少なくとも１種以上の元素）の基本構造を有するペロブ
スカイト型複合酸化物，又は希土類元素の内少なくとも
１種以上の元素とアルカリ金属元素の内少なくとも１種
以上の元素とからなる複合酸化物の内いずれか１種又は
これらの混合物からなる第１触媒層と、第１触媒層の上
面に担持された白金族元素の内少なくとも１種以上から
なる第２触媒層と、を備えたので、ディーゼル機関の始
動時等の排ガス温度が低い時でも、排ガス中のパティキ
ュレートを効率よく吸着させることができる。また、白
金族元素からなる第２触媒層を備えたことにより、排ガ
ス温度が１７０℃以上になったとき、吸着されたパティ
キュレート中のＳＯＦを酸化燃焼させることができる。
また、ペロブスカイト型複合酸化物又は複合酸化物等か
らなる第１触媒層を備えたことにより、前述したＳＯＦ
の酸化燃焼時の燃焼熱とあわせて吸着されたパティキュ
レート中のドライスーツを比較的低温で燃焼させること
ができる。さらに、耐火性３次元構造体と第１触媒層と
の間に中間層が担持されているので、ディーゼルパティ
キュレート浄化用フィルターが高温域で長時間保持され
ても耐火性３次元構造体成分と第１触媒層成分とにより
スピネル化合物等の反応物質が生成されるのを抑制する
ことができ、この耐火性３次元構造体や第１触媒層との
膨張率の差等によるディーゼルパティキュレート浄化用
フィルターの割れや破壊等を防止することができ、また
前記反応物質の生成により触媒の活性が低下することを
防止することができる。従って、信頼性に優れたディー
ゼルパティキュレート浄化用フィルターを実現できるも
のである。

【００６４】４）第１触媒層の担持量が、中間層が担持
された耐火性３次元構造体の重量に対して最大５０wt
％，好ましくは２５wt％〜３０wt％である場合、第１触
媒層を高比表面積とすることができ、活性の低下を防止
することができ、効率よくドライスーツを燃焼させるこ
とができ、信頼性に優れたディーゼルパティキュレート
浄化用フィルターを実現できるものである。

【００６５】５）第２触媒層の担持量が、中間層及び第
１触媒層が担持された耐火性３次元構造体の重量に対し
て０．１wt％〜５wt％，好ましくは２．５wt％〜３．５
wt％である場合、第２触媒層を高比表面積とすることが
でき、活性の低下を防止することができ、効率よくパテ
ィキュレート中のＳＯＦを酸化燃焼させることができ、
信頼性に優れたディーゼルパティキュレート浄化用フィ
ルターを実現できるものである。

【００６６】６）本発明の排ガス浄化装置は、前記ディ
ーゼルパティキュレート浄化用フィルターと、ディーゼ
ルパティキュレート浄化用フィルターの近傍に配設され
た加熱部と、ディーゼルパティキュレート浄化用フィル
ター及び加熱部を収納し、かつ一側部に形成された排ガ
ス流入口と、他側部に形成さえた浄化ガス流出口と、を
有するハウジングと、を備えたので、排ガス温度が低い
場合でも十分にディーゼルパティキュレートを燃焼させ
ることができ、ディーゼルパティキュレートを効率よく
燃焼再生でき、信頼性に優れた排ガス浄化装置を実現で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるディーゼルパティ
キュレート浄化用フィルターを示す要部断面模式図

【図２】本発明の第５実施例におけるディーゼルパティ
キュレート浄化用フィルターを示す要部断面模式図

【図３】本発明の第７実施例におけるディーゼルパティ
キュレート浄化用フィルターを示す要部断面模式図

【図４】本発明の一実施例における排ガス浄化装置を示
す断面模式図

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃディーゼルパティキュレート浄化用
フィルター２耐火性３次元構造体３中間層４ａ，４ｂ第１触媒層５第２触媒層６触媒層１５排ガス浄化装置１６耐火性３次元構造体１７加熱部１７ａコイル１７ｂ配線部１７ｃ電源部１８ハウジング１８ａ排ガス流入口１８ｂ浄化ガス流出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０１Ｊ 23/58 ＺＡＢＡ 23/64 ＺＡＢＡ 23/652 Ｂ０１Ｊ 23/64 １０３Ａ (72)発明者井上雅博大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多孔質性の耐火性３次元構造体と、前記耐
火性３次元構造体の表面に担持されたＬｉＡｌＯ₃，Ｌ
ｉＡｌＳｉＯ₄の内いずれか１種又はこれらの混合物か
らなる中間層と、前記中間層の上面に担持された白金族
元素の内少なくとも１種以上からなる触媒層と、を備え
たことを特徴とするディーゼルパティキュレート浄化用
フィルター。
【請求項２】前記触媒層の担持量が、前記中間層が担持
された前記耐火性３次元構造体の重量に対して０．１wt
％〜５wt％，好ましくは２．５wt％〜３．５wt％である
ことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルパティキ
ュレート浄化用フィルター。
【請求項３】多孔質性の耐火性３次元構造体と、前記耐火性３次元構造体の表面に担持されたＬｉＡｌＯ
₃，ＬｉＡｌＳｉＯ₄の内いずれか１種又はこれらの混合
物からなる中間層と、前記中間層の上面に担持されたＡＢＯ₃（ここで、Ａは
希土類元素の内少なくとも１種以上の元素、Ｂは遷移金
属元素，アルカリ金属元素又は白金族元素の内少なくと
も１種以上の元素）の基本構造を有するペロブスカイト
型複合酸化物，又は前記希土類元素の内少なくとも１種
以上の元素と前記アルカリ金属元素の内少なくとも１種
以上の元素とからなる複合酸化物の内いずれか１種又は
これらの混合物からなる第１触媒層と、前記第１触媒層の上面に担持された前記白金族元素の内
少なくとも１種以上からなる第２触媒層と、を備えたことを特徴とするディーゼルパティキュレート
浄化用フィルター。
【請求項４】前記第１触媒層の担持量が、前記中間層が
担持された前記耐火性３次元構造体の重量に対して５０
wt％以下，好ましくは２５wt％〜３０wt％であることを
特徴とする請求項３に記載のディーゼルパティキュレー
ト浄化用フィルター。
【請求項５】前記第２触媒層の担持量が、前記中間層及
び前記第１触媒層が担持された前記耐火性３次元構造体
の重量に対して０．１wt％〜５wt％，好ましくは２．５
wt％〜３．５wt％であることを特徴とする請求項３又は
４の内いずれか１に記載のディーゼルパティキュレート
浄化用フィルター。
【請求項６】請求項１乃至５の内いずれか１に記載のデ
ィーゼルパティキュレート浄化用フィルターと、前記デ
ィーゼルパティキュレート浄化用フィルターの近傍に配
設された加熱部と、前記ディーゼルパティキュレート浄
化用フィルター及び前記加熱部を収納し、かつ一側部に
形成された排ガス流入口と、他側部に形成された浄化ガ
ス流出口と、を有するハウジングと、を備えたことを特
徴とする排ガス浄化装置。