JPH08290963A - 低熱膨張材料及びそれを用いた排ガスフィルター - Google Patents
低熱膨張材料及びそれを用いた排ガスフィルターInfo
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- JPH08290963A JPH08290963A JP7096399A JP9639995A JPH08290963A JP H08290963 A JPH08290963 A JP H08290963A JP 7096399 A JP7096399 A JP 7096399A JP 9639995 A JP9639995 A JP 9639995A JP H08290963 A JPH08290963 A JP H08290963A
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- thermal expansion
- aluminum titanate
- low thermal
- gas filter
- exhaust gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、熱膨張係数が小さく、耐熱温度が
高く、高温での長時間熱処理後結晶分解による熱膨張係
数の増加がなく耐熱衝撃性に優れた低熱膨張材料及びそ
れを用いた排ガスフィルターの提供を目的とする。 【構成】 本発明の低熱膨張材料は、チタン酸アルミニ
ウムを主成分とし、３０〜８００℃の熱膨張係数が０．
１×１０-6／℃〜０．８×１０-6／℃で、耐熱温度が１
４００±５０℃である構成を有している。
高く、高温での長時間熱処理後結晶分解による熱膨張係
数の増加がなく耐熱衝撃性に優れた低熱膨張材料及びそ
れを用いた排ガスフィルターの提供を目的とする。 【構成】 本発明の低熱膨張材料は、チタン酸アルミニ
ウムを主成分とし、３０〜８００℃の熱膨張係数が０．
１×１０-6／℃〜０．８×１０-6／℃で、耐熱温度が１
４００±５０℃である構成を有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低熱膨張材料及びそれ
を用いたディーゼル自動車等に搭載される排ガスフィル
ター及びそれを用いた排ガスフィルターに関するもので
ある。
を用いたディーゼル自動車等に搭載される排ガスフィル
ター及びそれを用いた排ガスフィルターに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、チタン酸アルミニウムは高融点を
有し低熱膨張を示す唯一の材料であるが、緻密な焼結体
が得られず機械的強度が小さいとともに１２００℃以下
で熱処理すると結晶分解を起こして熱膨張係数が大きく
なるという問題点があり、このことがチタン酸アルミニ
ウムの高温での用途を制限していた。
有し低熱膨張を示す唯一の材料であるが、緻密な焼結体
が得られず機械的強度が小さいとともに１２００℃以下
で熱処理すると結晶分解を起こして熱膨張係数が大きく
なるという問題点があり、このことがチタン酸アルミニ
ウムの高温での用途を制限していた。
【０００３】そこで、これらの問題点を解決するものと
して、特公昭５６−７９９６号公報（以下イ号公報と称
す）には、チタン酸アルミニウムに対してジルコニウム
のみをＺｒＯ2 に換算して５．０〜１０．０重量％含有
してなる低熱膨張セラミックスが開示されている。ま
た、特公昭５６−３５６３１号公報（以下ロ号公報と称
す）には、Ｓｎ成分をＳｎＯ2 換算で１．５〜２０重量
％、ＳｉＯ2 を２〜１３重量％含むアルミニウムチタネ
ート体が開示されている。
して、特公昭５６−７９９６号公報（以下イ号公報と称
す）には、チタン酸アルミニウムに対してジルコニウム
のみをＺｒＯ2 に換算して５．０〜１０．０重量％含有
してなる低熱膨張セラミックスが開示されている。ま
た、特公昭５６−３５６３１号公報（以下ロ号公報と称
す）には、Ｓｎ成分をＳｎＯ2 換算で１．５〜２０重量
％、ＳｉＯ2 を２〜１３重量％含むアルミニウムチタネ
ート体が開示されている。
【０００４】
【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、従来のチタン酸アルミニウムに比べ添加剤
の使用により機械的強度及び高温での熱処理後の結晶分
解は多少改善されたものの、イ号公報に開示された低熱
膨張セラミックスでは、チタン酸アルミニウムの高温で
の用途に対してはまだ熱膨張係数が１．０〜２．０×１
０-6／℃と大きく、また、ロ号公報に開示されたアルミ
ニウムチタネート体では、１０時間足らずの高温熱処理
で結晶分解により熱膨張係数が序々に増加するという問
題点を有していた。また、低熱膨張係数の材質を必要と
する排ガスフィルターでは、一般に材質の熱膨張係数が
０．８×１０-6／℃以上となると再生燃焼時の熱応力
（サーマルストレス）によって排ガスフィルターが破壊
する危険性が高くなり、このため、排ガスフィルターに
前記イ号公報の低熱膨張セラミックスを使用するには極
めて危険性を伴い、信頼性に欠けるという問題点を有し
ていた。また、ディーゼル自動車等で高温で長時間連続
して使用される排ガスフィルターでは、一般に材質が１
０００〜１２００℃で２００時間熱処理した後の熱膨張
係数が１．２×１０-6／℃以上であると、再生燃焼を繰
り返す内に耐熱衝撃性が劣化して前記熱応力によって破
壊する虞があるので、前記ロ号公報のアルミニウムチタ
ネート体では短時間で破壊する危険性が高くなるので、
信頼性に欠けるという問題点を有していた。さらに、排
ガスフィルターでは、材質の耐熱温度が１４００℃より
低いと再生燃焼時の異常燃焼によって溶損する虞があ
り、前記イ号公報又はロ号公報のものでは、信頼性に欠
けるという問題点を有していた。
の構成では、従来のチタン酸アルミニウムに比べ添加剤
の使用により機械的強度及び高温での熱処理後の結晶分
解は多少改善されたものの、イ号公報に開示された低熱
膨張セラミックスでは、チタン酸アルミニウムの高温で
の用途に対してはまだ熱膨張係数が１．０〜２．０×１
０-6／℃と大きく、また、ロ号公報に開示されたアルミ
ニウムチタネート体では、１０時間足らずの高温熱処理
で結晶分解により熱膨張係数が序々に増加するという問
題点を有していた。また、低熱膨張係数の材質を必要と
する排ガスフィルターでは、一般に材質の熱膨張係数が
０．８×１０-6／℃以上となると再生燃焼時の熱応力
（サーマルストレス）によって排ガスフィルターが破壊
する危険性が高くなり、このため、排ガスフィルターに
前記イ号公報の低熱膨張セラミックスを使用するには極
めて危険性を伴い、信頼性に欠けるという問題点を有し
ていた。また、ディーゼル自動車等で高温で長時間連続
して使用される排ガスフィルターでは、一般に材質が１
０００〜１２００℃で２００時間熱処理した後の熱膨張
係数が１．２×１０-6／℃以上であると、再生燃焼を繰
り返す内に耐熱衝撃性が劣化して前記熱応力によって破
壊する虞があるので、前記ロ号公報のアルミニウムチタ
ネート体では短時間で破壊する危険性が高くなるので、
信頼性に欠けるという問題点を有していた。さらに、排
ガスフィルターでは、材質の耐熱温度が１４００℃より
低いと再生燃焼時の異常燃焼によって溶損する虞があ
り、前記イ号公報又はロ号公報のものでは、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、熱膨張係数が小さく、耐熱温度が高く、高温での長
時間熱処理後結晶分解による熱膨張係数の増加がなく耐
熱衝撃性に優れた低熱膨張材料を提供すること，及びそ
れを用いて熱膨張係数が小さく、耐熱温度が高く、高温
での長時間熱処理後の結晶分解による熱膨張係数の増加
がなく、耐熱衝撃性に優れたディーゼル自動車等に搭載
される排ガスフィルターを提供することを目的とする。
で、熱膨張係数が小さく、耐熱温度が高く、高温での長
時間熱処理後結晶分解による熱膨張係数の増加がなく耐
熱衝撃性に優れた低熱膨張材料を提供すること，及びそ
れを用いて熱膨張係数が小さく、耐熱温度が高く、高温
での長時間熱処理後の結晶分解による熱膨張係数の増加
がなく、耐熱衝撃性に優れたディーゼル自動車等に搭載
される排ガスフィルター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
に本発明の請求項１に記載された低熱膨張材料は、チタ
ン酸アルミニウムを主成分とし、３０〜８００℃の熱膨
張係数が０．１×１０ -6〜０．８×１０-6／℃で、耐熱
温度が１４００±５０℃である構成を有しており、本発
明の請求項２に記載された低熱膨張材料は、チタン酸ア
ルミニウムを主成分とし、１０００〜１２００℃で２０
０時間熱処理した後の３０〜８００℃の熱膨張係数が
０．５×１０-6〜１．２×１０-6／℃である構成を有し
ており、本発明の請求項３に記載された低熱膨張材料
は、請求項１又は２の内いずれか１において、前記チタ
ン酸アルミニウムにＳｉＯ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ
3 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，ＣａＯ等のうち少なくとも２種
以上含有されている構成を有しており、本発明の請求項
４に記載された排ガスフィルターは、軸方向に多数形成
されたセルと、セルの一方の開口端に閉塞された多数の
セルを交互に閉塞する閉塞材と、を有し柱状に形成され
た排ガスフィルターであって、排ガスフィルターが請求
項１乃至３の内いずれか１に記載の低熱膨張材料で形成
されている構成を有している。
に本発明の請求項１に記載された低熱膨張材料は、チタ
ン酸アルミニウムを主成分とし、３０〜８００℃の熱膨
張係数が０．１×１０ -6〜０．８×１０-6／℃で、耐熱
温度が１４００±５０℃である構成を有しており、本発
明の請求項２に記載された低熱膨張材料は、チタン酸ア
ルミニウムを主成分とし、１０００〜１２００℃で２０
０時間熱処理した後の３０〜８００℃の熱膨張係数が
０．５×１０-6〜１．２×１０-6／℃である構成を有し
ており、本発明の請求項３に記載された低熱膨張材料
は、請求項１又は２の内いずれか１において、前記チタ
ン酸アルミニウムにＳｉＯ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ
3 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，ＣａＯ等のうち少なくとも２種
以上含有されている構成を有しており、本発明の請求項
４に記載された排ガスフィルターは、軸方向に多数形成
されたセルと、セルの一方の開口端に閉塞された多数の
セルを交互に閉塞する閉塞材と、を有し柱状に形成され
た排ガスフィルターであって、排ガスフィルターが請求
項１乃至３の内いずれか１に記載の低熱膨張材料で形成
されている構成を有している。
【０００７】ここで、チタン酸アルミニウムとしては、
酸化アルミニウム（アルミナ，Ａｌ 2 Ｏ3 ）又は水酸化
アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ・ｘＨ2
Ｏ）と二酸化チタン（チタニア，ＴｉＯ2 ）の各粉末の
混合物，又は前述の混合物を１４００〜１６００℃で仮
焼したものが挙げられる。また、チタン酸アルミニウム
を主成分とする低熱膨張材料とは、チタン酸アルミニウ
ムに二酸化珪素（シリカ，ＳｉＯ2 ），三酸化二鉄（Ｆ
ｅ2 Ｏ3 ），酸化アルミニウム（アルミナ，Ａｌ 2 Ｏ
3 ），二酸化チタン（チタニア，ＴｉＯ2 ），酸化マグ
ネシウム（マグネシア，ＭｇＯ），酸化ジルコニウム
（ジルコニア，ＺｒＯ2 ），酸化ストロンチウム（スト
ロンチア，ＳｒＯ），酸化バリウム（重土又はバライタ
又はバリタ，ＢａＯ），酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ）
等の酸化物の内少なくとも２以上含有したものが好適に
用いられる。前記酸化物の含有量としては、チタン酸ア
ルミニウム１００wt部に対し０．５wt部〜２５wt部，好
適には１．５wt部〜２０wt部とされるのが好ましい。酸
化物の含有量がチタン酸アルミニウム１００wt部に対し
１．５wt部より小さくなるにつれ１０００℃〜１２００
℃で熱処理した後このチタン酸アルミニウムを主成分と
する低熱膨張材料が結晶分解を起こして熱膨張係数が増
加する傾向が現れだし、０．５wt部より小さくなると特
にその傾向が著しくなり、酸化物の含有量がチタン酸ア
ルミニウム１００wt部に対し２０wt部より大きくなるに
つれ熱膨張係数が増加し耐熱温度が低下する傾向が現れ
だし、２５wt部より大きくなると特にその傾向が著しく
なるので、いずれも好ましくない。
酸化アルミニウム（アルミナ，Ａｌ 2 Ｏ3 ）又は水酸化
アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ・ｘＨ2
Ｏ）と二酸化チタン（チタニア，ＴｉＯ2 ）の各粉末の
混合物，又は前述の混合物を１４００〜１６００℃で仮
焼したものが挙げられる。また、チタン酸アルミニウム
を主成分とする低熱膨張材料とは、チタン酸アルミニウ
ムに二酸化珪素（シリカ，ＳｉＯ2 ），三酸化二鉄（Ｆ
ｅ2 Ｏ3 ），酸化アルミニウム（アルミナ，Ａｌ 2 Ｏ
3 ），二酸化チタン（チタニア，ＴｉＯ2 ），酸化マグ
ネシウム（マグネシア，ＭｇＯ），酸化ジルコニウム
（ジルコニア，ＺｒＯ2 ），酸化ストロンチウム（スト
ロンチア，ＳｒＯ），酸化バリウム（重土又はバライタ
又はバリタ，ＢａＯ），酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ）
等の酸化物の内少なくとも２以上含有したものが好適に
用いられる。前記酸化物の含有量としては、チタン酸ア
ルミニウム１００wt部に対し０．５wt部〜２５wt部，好
適には１．５wt部〜２０wt部とされるのが好ましい。酸
化物の含有量がチタン酸アルミニウム１００wt部に対し
１．５wt部より小さくなるにつれ１０００℃〜１２００
℃で熱処理した後このチタン酸アルミニウムを主成分と
する低熱膨張材料が結晶分解を起こして熱膨張係数が増
加する傾向が現れだし、０．５wt部より小さくなると特
にその傾向が著しくなり、酸化物の含有量がチタン酸ア
ルミニウム１００wt部に対し２０wt部より大きくなるに
つれ熱膨張係数が増加し耐熱温度が低下する傾向が現れ
だし、２５wt部より大きくなると特にその傾向が著しく
なるので、いずれも好ましくない。
【０００８】
【作用】この構成によって、チタン酸アルミニウムにＳ
ｉＯ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ 3 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，
ＣａＯ等の酸化物内少なくとも２以上を含有させたこと
により、チタン酸アルミニウムの結晶中に酸化物が固溶
するか、又はチタン酸アルミニウムの結晶の周囲に酸化
物が析出することで、チタン酸アルミニウム本来の特性
である低熱膨張性や高耐熱性を維持したまま該低熱膨張
材料の機械的強度が大きくなると共に熱処理による結晶
分解が抑制されるので、該低熱膨張材料の３０〜８００
℃の熱膨張係数を０．１×１０-6〜０．８×１０-6／℃
で、かつ耐熱温度を１４００±５０℃とすることがで
き、また、１０００〜１２００℃で２００時間熱処理し
た後の３０〜８００℃の熱膨張係数を０．５×１０-6〜
１．２×１０-6／℃とすることができる。また、排ガス
フィルターの材質として前述の低熱膨張材料を用いたこ
とにより、排ガスフィルターの３０〜８００℃の熱膨張
係数を０．１×１０-6〜０．８×１０-6／℃、耐熱温度
を１４００±５０℃、さらに１０００〜１２００℃で２
００時間熱処理した後の３０〜８００℃の熱膨張係数を
０．５×１０-6〜１．２×１０-6／℃とすることができ
るので、結晶分解による熱膨張係数の増加等の虞れがな
く耐熱衝撃性を著しく向上させることができる。
ｉＯ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ 3 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，
ＣａＯ等の酸化物内少なくとも２以上を含有させたこと
により、チタン酸アルミニウムの結晶中に酸化物が固溶
するか、又はチタン酸アルミニウムの結晶の周囲に酸化
物が析出することで、チタン酸アルミニウム本来の特性
である低熱膨張性や高耐熱性を維持したまま該低熱膨張
材料の機械的強度が大きくなると共に熱処理による結晶
分解が抑制されるので、該低熱膨張材料の３０〜８００
℃の熱膨張係数を０．１×１０-6〜０．８×１０-6／℃
で、かつ耐熱温度を１４００±５０℃とすることがで
き、また、１０００〜１２００℃で２００時間熱処理し
た後の３０〜８００℃の熱膨張係数を０．５×１０-6〜
１．２×１０-6／℃とすることができる。また、排ガス
フィルターの材質として前述の低熱膨張材料を用いたこ
とにより、排ガスフィルターの３０〜８００℃の熱膨張
係数を０．１×１０-6〜０．８×１０-6／℃、耐熱温度
を１４００±５０℃、さらに１０００〜１２００℃で２
００時間熱処理した後の３０〜８００℃の熱膨張係数を
０．５×１０-6〜１．２×１０-6／℃とすることができ
るので、結晶分解による熱膨張係数の増加等の虞れがな
く耐熱衝撃性を著しく向上させることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面等を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【００１０】（実施例１）酸化アルミニウムと二酸化チ
タンの各粉末の等モル混合物よりなるチタン酸アルミニ
ウムとＳｉＯ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 ，
ＭｇＯ，ＣａＯを（表１）に示した比率になるように配
合し、アルミナらい塊機（日陶科学社製；商品名ＡＮＭ
２００ＷＥＳ型）で６０分間それぞれ混合してチタン酸
アルミニウムを主成分とする混合粉末（以下チタン酸ア
ルミニウム系混合粉末という）を作成した。
タンの各粉末の等モル混合物よりなるチタン酸アルミニ
ウムとＳｉＯ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 ，
ＭｇＯ，ＣａＯを（表１）に示した比率になるように配
合し、アルミナらい塊機（日陶科学社製；商品名ＡＮＭ
２００ＷＥＳ型）で６０分間それぞれ混合してチタン酸
アルミニウムを主成分とする混合粉末（以下チタン酸ア
ルミニウム系混合粉末という）を作成した。
【００１１】
【表１】
【００１２】次に、得られたチタン酸アルミニウム系混
合粉末，又はこのチタン酸アルミニウム系混合粉末を１
２００℃で２時間仮焼した後アルミナらい塊機（日陶科
学社製；商品名ＡＮＭ２００ＷＥＳ型）で６０分間粉砕
して得たチタン酸アルミニウム系混合粉末１００wt部に
対して、１０％のポリビニルアルコール溶液を１２wt部
加えた後、アルミナ製乳鉢中で混合して造粒粉末を得
た。次いで、得られた造粒粉末を８００kg/cm2の圧力で
成形し、直径（φ）＝３０．０mm，厚み（ｔ）＝４〜６
mmの円盤状の成形体を作成した後、１４５０〜１５５０
℃の温度範囲内で焼成して各々焼成体を得た。次いで、
得られた焼成体を縦幅（ａ）＝３〜５mm，横幅（ｂ）＝
３〜５mm，高さ（ｈ）＝１０〜２０mmの角柱状になるよ
うにダイヤモンドカッターで加工し熱膨張係数の測定用
試料を作成した。次いで、得られた試料について熱膨張
計を用いて３０〜８００℃の熱膨張係数を測定した。ま
た、１０００〜１２００℃で２００時間熱処理した後の
３０〜８００℃の熱膨張係数を測定した。その結果を
（表２）に示した。
合粉末，又はこのチタン酸アルミニウム系混合粉末を１
２００℃で２時間仮焼した後アルミナらい塊機（日陶科
学社製；商品名ＡＮＭ２００ＷＥＳ型）で６０分間粉砕
して得たチタン酸アルミニウム系混合粉末１００wt部に
対して、１０％のポリビニルアルコール溶液を１２wt部
加えた後、アルミナ製乳鉢中で混合して造粒粉末を得
た。次いで、得られた造粒粉末を８００kg/cm2の圧力で
成形し、直径（φ）＝３０．０mm，厚み（ｔ）＝４〜６
mmの円盤状の成形体を作成した後、１４５０〜１５５０
℃の温度範囲内で焼成して各々焼成体を得た。次いで、
得られた焼成体を縦幅（ａ）＝３〜５mm，横幅（ｂ）＝
３〜５mm，高さ（ｈ）＝１０〜２０mmの角柱状になるよ
うにダイヤモンドカッターで加工し熱膨張係数の測定用
試料を作成した。次いで、得られた試料について熱膨張
計を用いて３０〜８００℃の熱膨張係数を測定した。ま
た、１０００〜１２００℃で２００時間熱処理した後の
３０〜８００℃の熱膨張係数を測定した。その結果を
（表２）に示した。
【００１３】
【表２】
【００１４】この（表２）から明らかなように、本実施
例の低熱膨張材料は、３０〜８００℃の熱膨張係数が
０．８×１０-6／℃以下であり、かつ１０００〜１２０
０℃で２００時間熱処理した後の３０〜８００℃の熱膨
張係数が１．２×１０-6／℃以下であることがわかっ
た。さらに本実施例の低熱膨張材料は電気炉を用いた耐
熱試験の結果、１４００℃の耐熱温度を有していること
がわかった。
例の低熱膨張材料は、３０〜８００℃の熱膨張係数が
０．８×１０-6／℃以下であり、かつ１０００〜１２０
０℃で２００時間熱処理した後の３０〜８００℃の熱膨
張係数が１．２×１０-6／℃以下であることがわかっ
た。さらに本実施例の低熱膨張材料は電気炉を用いた耐
熱試験の結果、１４００℃の耐熱温度を有していること
がわかった。
【００１５】以上のように本実施例によれば、熱膨張係
数が小さく、耐熱温度が高く、高温における長時間熱処
理後の熱膨張係数の増加がなく耐熱衝撃性に優れた低熱
膨張材料が得られることがわかった。また、チタン酸ア
ルミニウム系化合物として特性を損なわない範囲におい
てＳｉＯ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 ，Ｍｇ
Ｏ，ＣａＯ等の内少なくとも２以上を含有するものであ
れば差し支えない。
数が小さく、耐熱温度が高く、高温における長時間熱処
理後の熱膨張係数の増加がなく耐熱衝撃性に優れた低熱
膨張材料が得られることがわかった。また、チタン酸ア
ルミニウム系化合物として特性を損なわない範囲におい
てＳｉＯ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 ，Ｍｇ
Ｏ，ＣａＯ等の内少なくとも２以上を含有するものであ
れば差し支えない。
【００１６】（実施例２）図１は本発明の第２実施例に
おける排ガスフィルターの外観斜視図であり、図２は本
発明の第２実施例における排ガスフィルターの要部断面
図である。１は本発明の第２実施例における排ガスフィ
ルター、２はセル、３は閉塞材、４は排ガス流入口、５
は浄化ガス流出口である。図１及び図２から明らかなよ
うに、本実施例の排ガスフィルター１は、柱状をなし、
内部に排ガスの入口側２２から出口側２３に向けて軸方
向に多数のセル２が形成され、このセル２は排ガスの入
口側２２か出口側２３のいずれか一方が交互に閉塞材３
により閉塞されている構造を有していることがわかっ
た。
おける排ガスフィルターの外観斜視図であり、図２は本
発明の第２実施例における排ガスフィルターの要部断面
図である。１は本発明の第２実施例における排ガスフィ
ルター、２はセル、３は閉塞材、４は排ガス流入口、５
は浄化ガス流出口である。図１及び図２から明らかなよ
うに、本実施例の排ガスフィルター１は、柱状をなし、
内部に排ガスの入口側２２から出口側２３に向けて軸方
向に多数のセル２が形成され、このセル２は排ガスの入
口側２２か出口側２３のいずれか一方が交互に閉塞材３
により閉塞されている構造を有していることがわかっ
た。
【００１７】以上のように構成された本実施例の排ガス
フィルターについて、以下その製造方法を説明する。チ
タン酸アルミニウム１００wt部に対してＳｉＯ2 を５．
２wt部，Ｆｅ2 Ｏ3 を２wt部それぞれ含有するチタン酸
アルミニウム系化合物よりなる低熱膨張材料と、メチル
セルロース系の結合剤と、高分子エステル系の潤滑剤
と、ポリエチレン系の造孔剤と、水と、を（表３）に示
した比率になるように配合し高速ミキサー（宮崎鉄工社
製；商品名ＭＨＳ−１６５型）で３分間混合した後、混
練機（宮崎鉄工社製；商品名ＭＰ−１００−１型）で３
０〜１２０分間混練して押し出し成形用塊状物を得た。
フィルターについて、以下その製造方法を説明する。チ
タン酸アルミニウム１００wt部に対してＳｉＯ2 を５．
２wt部，Ｆｅ2 Ｏ3 を２wt部それぞれ含有するチタン酸
アルミニウム系化合物よりなる低熱膨張材料と、メチル
セルロース系の結合剤と、高分子エステル系の潤滑剤
と、ポリエチレン系の造孔剤と、水と、を（表３）に示
した比率になるように配合し高速ミキサー（宮崎鉄工社
製；商品名ＭＨＳ−１６５型）で３分間混合した後、混
練機（宮崎鉄工社製；商品名ＭＰ−１００−１型）で３
０〜１２０分間混練して押し出し成形用塊状物を得た。
【００１８】
【表３】
【００１９】次に、得られた塊状物を真空押し出し成形
機（宮崎鉄工社製；商品名ＭＶ−ＦＭ−Ａ−１型）を用
いて直径（φ）＝１７０mm，高さ（ｈ）＝１８０mmの軸
方向に多数のセルを有する柱状成形体を作成した後、こ
の成形体を乾燥機（ヤマト社製；商品名ＤＦ６１）を用
いて８０〜１００℃の温度で２４時間乾燥した。次い
で、乾燥した成形体を電気炉（モトヤマ社製；商品名昇
降式カンタルスーパー炉）を用いて１４５０〜１５５０
℃の温度範囲内で焼成して焼成体を作成し、この焼成体
の両端のセルのいずれか一方を交互に閉塞材により閉塞
して、加工し、図１に示す本実施例の排ガスフィルター
１を作成した。
機（宮崎鉄工社製；商品名ＭＶ−ＦＭ−Ａ−１型）を用
いて直径（φ）＝１７０mm，高さ（ｈ）＝１８０mmの軸
方向に多数のセルを有する柱状成形体を作成した後、こ
の成形体を乾燥機（ヤマト社製；商品名ＤＦ６１）を用
いて８０〜１００℃の温度で２４時間乾燥した。次い
で、乾燥した成形体を電気炉（モトヤマ社製；商品名昇
降式カンタルスーパー炉）を用いて１４５０〜１５５０
℃の温度範囲内で焼成して焼成体を作成し、この焼成体
の両端のセルのいずれか一方を交互に閉塞材により閉塞
して、加工し、図１に示す本実施例の排ガスフィルター
１を作成した。
【００２０】本実施例の低熱膨張材料も実施例１と同様
に３０〜８００℃の熱膨張係数が０．１×１０-6〜０．
８×１０-6／℃であり、かつ１０００〜１２００℃で２
００時間熱処理した後の３０〜８００℃の熱膨張係数が
０．５×１０-6〜１．２×１０-6／℃以下であった。さ
らに電気炉を用いた耐熱試験の結果１４００±５０℃の
耐熱温度を有していることがわかった。
に３０〜８００℃の熱膨張係数が０．１×１０-6〜０．
８×１０-6／℃であり、かつ１０００〜１２００℃で２
００時間熱処理した後の３０〜８００℃の熱膨張係数が
０．５×１０-6〜１．２×１０-6／℃以下であった。さ
らに電気炉を用いた耐熱試験の結果１４００±５０℃の
耐熱温度を有していることがわかった。
【００２１】以上のように本実施例によれば、熱膨張係
数が小さく、耐熱温度が高く、高温における長時間熱処
理後の熱膨張係数の増加がなく、耐熱衝撃性に優れた排
ガスフィルターが得られることがわかった。また、本実
施例においてチタン酸アルミニウム系化合物として特性
を損なわない範囲において、チタン酸アルミニウムにＳ
ｉＯ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，
ＣａＯ等の内少なくとも２以上を含有するものであれ
ば、差し支えない。
数が小さく、耐熱温度が高く、高温における長時間熱処
理後の熱膨張係数の増加がなく、耐熱衝撃性に優れた排
ガスフィルターが得られることがわかった。また、本実
施例においてチタン酸アルミニウム系化合物として特性
を損なわない範囲において、チタン酸アルミニウムにＳ
ｉＯ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，
ＣａＯ等の内少なくとも２以上を含有するものであれ
ば、差し支えない。
【００２２】
【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、 チタン酸アルミニウムにＳｉＯ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ
2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，ＣａＯ等の内少なくとも２
以上を含有することにより、３０〜８００℃の熱膨張係
数が０．１×１０-6〜０．８×１０-6／℃と熱膨張係数
が小さく、また、耐熱温度が１４００±５０℃と高く、
さらに、１０００〜１２００℃で２００時間熱処理した
後の３０〜８００℃の熱膨張係数が０．５×１０-6〜
１．２×１０-6／℃の高温での長時間熱処理後結晶分解
による熱膨張係数の増加を防止することができる耐熱衝
撃性に優れた低熱膨張材料を実現することができるもの
である。 ■熱膨張係数が小さく、耐熱温度が高く、高温での長
時間熱処理後の結晶分解による熱膨張係数の増加がな
く、耐熱衝撃性に優れた信頼性に優れた排ガスフィルタ
ーを実現することができるものである。
れた効果を奏する。すなわち、 チタン酸アルミニウムにＳｉＯ2 ，Ｆｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ
2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，ＣａＯ等の内少なくとも２
以上を含有することにより、３０〜８００℃の熱膨張係
数が０．１×１０-6〜０．８×１０-6／℃と熱膨張係数
が小さく、また、耐熱温度が１４００±５０℃と高く、
さらに、１０００〜１２００℃で２００時間熱処理した
後の３０〜８００℃の熱膨張係数が０．５×１０-6〜
１．２×１０-6／℃の高温での長時間熱処理後結晶分解
による熱膨張係数の増加を防止することができる耐熱衝
撃性に優れた低熱膨張材料を実現することができるもの
である。 ■熱膨張係数が小さく、耐熱温度が高く、高温での長
時間熱処理後の結晶分解による熱膨張係数の増加がな
く、耐熱衝撃性に優れた信頼性に優れた排ガスフィルタ
ーを実現することができるものである。
【図１】本発明の第２実施例における排ガスフィルター
の外観斜視図
の外観斜視図
【図２】本発明の第２実施例における排ガスフィルター
の要部断面図
の要部断面図
１ 排ガスフィルター ２ セル ３ 閉塞材 ４ 排ガス流入口 ５ 浄化ガス流出口
フロントページの続き (72)発明者 池田 幸則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 渡辺 浩一 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 (4)
- 【請求項１】チタン酸アルミニウムを主成分とし、３０
〜８００℃の熱膨張係数が０．１×１０-6〜０．８×１
０-6／℃で、耐熱温度が１４００±５０℃であることを
特徴とする低熱膨張材料。 - 【請求項２】チタン酸アルミニウムを主成分とし、１０
００〜１２００℃で２００時間熱処理した後の３０〜８
００℃の熱膨張係数が０．５×１０-6〜１．２×１０-6
／℃であることを特徴とする低熱膨張材料。 - 【請求項３】前記チタン酸アルミニウムにＳｉＯ2 ，Ｆ
ｅ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，ＣａＯ等の
うち少なくとも２種以上含有されていることを特徴とす
る請求項１又は２の内いずれか１に記載の低熱膨張材
料。 - 【請求項４】軸方向に多数形成されたセルと、前記セル
の一方の開口端に閉塞された多数の前記セルを交互に閉
塞する閉塞材と、を有し柱状に形成された排ガスフィル
ターであって、前記排ガスフィルターが請求項１乃至３
の内いずれか１に記載の低熱膨張材料で形成されている
ことを特徴とする排ガスフィルター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7096399A JPH08290963A (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 低熱膨張材料及びそれを用いた排ガスフィルター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7096399A JPH08290963A (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 低熱膨張材料及びそれを用いた排ガスフィルター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08290963A true JPH08290963A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14163894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7096399A Pending JPH08290963A (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 低熱膨張材料及びそれを用いた排ガスフィルター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08290963A (ja) |
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-
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- 1995-04-21 JP JP7096399A patent/JPH08290963A/ja active Pending
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