JPH0893445A - ディーゼルパティキュレートフィルタ - Google Patents
ディーゼルパティキュレートフィルタInfo
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- JPH0893445A JPH0893445A JP6254158A JP25415894A JPH0893445A JP H0893445 A JPH0893445 A JP H0893445A JP 6254158 A JP6254158 A JP 6254158A JP 25415894 A JP25415894 A JP 25415894A JP H0893445 A JPH0893445 A JP H0893445A
- Authority
- JP
- Japan
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- diesel particulate
- particulate filter
- inorganic fiber
- filter
- fiber material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディーゼルパティキュレートフィルタにおい
て、捕集効率の良い耐熱強度をアップし、コストを低減
する。 【構成】 このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、フィルタ本体を積層された無機繊維材４をアルミナ
を含むガラス繊維又はセラミックス繊維で作製する。無
機繊維材４の基材７の外周面にポリチタノカルボシラ
ン、ポリシラザン又はポリカルボシランから成る炭化ケ
イ素系セラミックスの被覆層６をコーティングする。前
記フィルタ本体は無機繊維材４を不揃いに積層された不
揃い積層部と該不揃い積層部の表面に局所的に厚さ方向
に交差させて織り込んだ織糸部とから構成されている。
て、捕集効率の良い耐熱強度をアップし、コストを低減
する。 【構成】 このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、フィルタ本体を積層された無機繊維材４をアルミナ
を含むガラス繊維又はセラミックス繊維で作製する。無
機繊維材４の基材７の外周面にポリチタノカルボシラ
ン、ポリシラザン又はポリカルボシランから成る炭化ケ
イ素系セラミックスの被覆層６をコーティングする。前
記フィルタ本体は無機繊維材４を不揃いに積層された不
揃い積層部と該不揃い積層部の表面に局所的に厚さ方向
に交差させて織り込んだ織糸部とから構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
から排出される排気ガスを浄化処理するため、排気系に
組み込まれるディーゼルパティキュレートフィルタに関
する。
から排出される排気ガスを浄化処理するため、排気系に
組み込まれるディーゼルパティキュレートフィルタに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの排気ガスよ
りカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート即ち粒子状
物質を捕集する排気ガス処理用フィルタの材料として
は、例えば、多孔質のコーディエライト（２ＭｇＯ・２
Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 ）により製作されたハニカム状
構造を有するディーゼルパティキュレートフィルタは知
られている。また、フィルタ材料としては、コーディエ
ライトの他、無機繊維を用いるものが知られている。デ
ィーゼルパティキュレートフィルタのフィルタ本体とし
て無機繊維を用いるものは、無機繊維材を積層し、無機
繊維材を局所的に織り込んでフェルト化してフィルタを
作製しており、無機繊維材でフィルタ本体を作製したも
のは、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中の
黒煙等のパティキュレートをフィルタの表面と内部で捕
捉するので、コーディエライトで作製したハニカム型フ
ィルタに比較して小型に構成することができる等の長所
を有している。
りカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート即ち粒子状
物質を捕集する排気ガス処理用フィルタの材料として
は、例えば、多孔質のコーディエライト（２ＭｇＯ・２
Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 ）により製作されたハニカム状
構造を有するディーゼルパティキュレートフィルタは知
られている。また、フィルタ材料としては、コーディエ
ライトの他、無機繊維を用いるものが知られている。デ
ィーゼルパティキュレートフィルタのフィルタ本体とし
て無機繊維を用いるものは、無機繊維材を積層し、無機
繊維材を局所的に織り込んでフェルト化してフィルタを
作製しており、無機繊維材でフィルタ本体を作製したも
のは、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中の
黒煙等のパティキュレートをフィルタの表面と内部で捕
捉するので、コーディエライトで作製したハニカム型フ
ィルタに比較して小型に構成することができる等の長所
を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
コーディエライトから作製されたディーゼルパティキュ
レートフィルタは、黒煙の捕集がフィルタ表面で行われ
るため、パティキュレートの捕集が進むと、排気圧損が
急激に上がる。従って、フィルタの捕集のための必要面
積が大きくなり、ディーゼルパティキュレートフィルタ
装置自体も大きくなるという欠点を有している。また、
黒煙等のパティキュレートを捕集したフィルタの再生
は、パティキュレートの捕集端に着火させ、パティキュ
レートの燃焼伝播により加熱焼却するので、フィルタの
再生が完全に行われずに、パティキュレートが異常に堆
積して残存した状態で、パティキュレートの捕集が行わ
れ、そのため、引き続くフィルタの再生時、或いは堆積
したパティキュレートが自己着火し、温度が１０００℃
以上にも過熱されることになり、フィルタの溶損、クラ
ックの発生等が発生し、フィルタが破損することにな
る。
コーディエライトから作製されたディーゼルパティキュ
レートフィルタは、黒煙の捕集がフィルタ表面で行われ
るため、パティキュレートの捕集が進むと、排気圧損が
急激に上がる。従って、フィルタの捕集のための必要面
積が大きくなり、ディーゼルパティキュレートフィルタ
装置自体も大きくなるという欠点を有している。また、
黒煙等のパティキュレートを捕集したフィルタの再生
は、パティキュレートの捕集端に着火させ、パティキュ
レートの燃焼伝播により加熱焼却するので、フィルタの
再生が完全に行われずに、パティキュレートが異常に堆
積して残存した状態で、パティキュレートの捕集が行わ
れ、そのため、引き続くフィルタの再生時、或いは堆積
したパティキュレートが自己着火し、温度が１０００℃
以上にも過熱されることになり、フィルタの溶損、クラ
ックの発生等が発生し、フィルタが破損することにな
る。
【０００４】また、従来のディーゼルパティキュレート
フィルタとして、無機繊維を用いて作製することが行わ
れている。フィルタの材料として、モノリッシック多孔
体の代わりに無機繊維を用いることによって、熱応力に
よってフィルタにクラック等の破損が発生することを防
止できる。そこで、無機繊維でフィルタを作製した場合
に、無機繊維に対して、耐熱性、耐酸化性、耐ＮＯ
X 性、耐ＳＯX 性、屈曲性、繊維のフィルタへの加工性
等の特性が要求される。このような特性を発揮できる無
機繊維として、主として炭化ケイ素系セラミックスが用
いられている。しかしながら、このような炭化ケイ素系
セラミックスの無機繊維を用いてフィルタ本体を作製し
た場合には、上記のような長所を有しているが、フィル
タ本体を構成する無機繊維の原料としてポリチタノカル
ボシランやポリカルボシランを使用するため、コストが
高くなるという問題がある。また、安価な無機繊維の材
料として、アルミナとシリカを含む繊維があるが、耐熱
性や屈曲性の特性について問題を有している。
フィルタとして、無機繊維を用いて作製することが行わ
れている。フィルタの材料として、モノリッシック多孔
体の代わりに無機繊維を用いることによって、熱応力に
よってフィルタにクラック等の破損が発生することを防
止できる。そこで、無機繊維でフィルタを作製した場合
に、無機繊維に対して、耐熱性、耐酸化性、耐ＮＯ
X 性、耐ＳＯX 性、屈曲性、繊維のフィルタへの加工性
等の特性が要求される。このような特性を発揮できる無
機繊維として、主として炭化ケイ素系セラミックスが用
いられている。しかしながら、このような炭化ケイ素系
セラミックスの無機繊維を用いてフィルタ本体を作製し
た場合には、上記のような長所を有しているが、フィル
タ本体を構成する無機繊維の原料としてポリチタノカル
ボシランやポリカルボシランを使用するため、コストが
高くなるという問題がある。また、安価な無機繊維の材
料として、アルミナとシリカを含む繊維があるが、耐熱
性や屈曲性の特性について問題を有している。
【０００５】ところで、本出願人は、無機質長繊維で作
製したディーゼルパティキュレートフィルタを開発し、
特願平６−１１４１３１号として先に出願した。該ディ
ーゼルパティキュレートフィルタは、所定長さに切断さ
れた耐熱性の無機質長繊維を水平方向に不規則に配向し
て積層し、針打ちして無機質長繊維を上下方向に絡ませ
てなるフェルト状態の上下両面に、耐熱性の金属から成
る金網を重ね合わせ、耐熱性の糸により両面から捕縛し
たものである。また、前記無機質長繊維は、Ｓｉ−Ｔｉ
−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｎ，ＳｉＯ，金属から
選択された繊維の表面に、炭化ケイ素、アルミニウム、
アルミナのうち少なくとも１種をコーティングしたもの
である。
製したディーゼルパティキュレートフィルタを開発し、
特願平６−１１４１３１号として先に出願した。該ディ
ーゼルパティキュレートフィルタは、所定長さに切断さ
れた耐熱性の無機質長繊維を水平方向に不規則に配向し
て積層し、針打ちして無機質長繊維を上下方向に絡ませ
てなるフェルト状態の上下両面に、耐熱性の金属から成
る金網を重ね合わせ、耐熱性の糸により両面から捕縛し
たものである。また、前記無機質長繊維は、Ｓｉ−Ｔｉ
−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｎ，ＳｉＯ，金属から
選択された繊維の表面に、炭化ケイ素、アルミニウム、
アルミナのうち少なくとも１種をコーティングしたもの
である。
【０００６】この発明の目的は、上記の課題を解決する
ことであり、ディーゼルエンジンから排気される排気ガ
スを浄化処理するため排気系に組み込んで排気ガスに含
まれる黒煙、カーボン、煤、ＨＣ等の粒子状物質即ちパ
ティキュレートを捕集させるディーゼルパティキュレー
トフィルタにおいて、フィルタ本体を無機繊維を積層し
て作製し、無機繊維の材料費を低減するため、安価なア
ルミナ等の無機繊維と炭化ケイ素系の無機繊維とを併用
し、フィルタ全体としてフィルタに必要な特性を具備さ
せると共に、フィルタの脆化を防止して高温強度を確保
した安価な実用性のあるディーゼルパティキュレートフ
ィルタを提供することである。
ことであり、ディーゼルエンジンから排気される排気ガ
スを浄化処理するため排気系に組み込んで排気ガスに含
まれる黒煙、カーボン、煤、ＨＣ等の粒子状物質即ちパ
ティキュレートを捕集させるディーゼルパティキュレー
トフィルタにおいて、フィルタ本体を無機繊維を積層し
て作製し、無機繊維の材料費を低減するため、安価なア
ルミナ等の無機繊維と炭化ケイ素系の無機繊維とを併用
し、フィルタ全体としてフィルタに必要な特性を具備さ
せると共に、フィルタの脆化を防止して高温強度を確保
した安価な実用性のあるディーゼルパティキュレートフ
ィルタを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、ディーゼルエンジンの排気系に配置されて
排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集し、捕集
されたパティキュレートを加熱焼却するディーゼルパテ
ィキュレートフィルタにおいて、フィルタ本体は無機繊
維材を積層した繊維積層材から構成され、前記無機繊維
材はアルミナを含むガラス繊維又はセラミックス繊維で
作製した基材と前記基材の外周面にコーティングされた
炭化ケイ素系セラミックスから成る被覆層とから形成さ
れていることを特徴とするディーゼルパティキュレート
フィルタに関する。
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、ディーゼルエンジンの排気系に配置されて
排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集し、捕集
されたパティキュレートを加熱焼却するディーゼルパテ
ィキュレートフィルタにおいて、フィルタ本体は無機繊
維材を積層した繊維積層材から構成され、前記無機繊維
材はアルミナを含むガラス繊維又はセラミックス繊維で
作製した基材と前記基材の外周面にコーティングされた
炭化ケイ素系セラミックスから成る被覆層とから形成さ
れていることを特徴とするディーゼルパティキュレート
フィルタに関する。
【０００８】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、前記被覆層はＳｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｔ
ｉ−Ｃ−Ｏ又はＳｉ−Ｃから構成されている。また、前
記被覆層はポリチタノカルボシラン、ポリシラザン又は
ポリカルボシランから構成されている。
ィルタにおいて、前記被覆層はＳｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｔ
ｉ−Ｃ−Ｏ又はＳｉ−Ｃから構成されている。また、前
記被覆層はポリチタノカルボシラン、ポリシラザン又は
ポリカルボシランから構成されている。
【０００９】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、前記フィルタ本体は前記無機繊維材が
不揃いに積層された不揃い積層部と該不揃い積層部の表
面に局所的に厚さ方向に交差させて織り込んだ織糸部と
から構成されている。また、前記無機繊維材の前記基材
はアルミナとジルコニアを含有しているものである。或
いは、前記無機繊維材の前記基材はアルミナとシリカを
含有している。更に、アルミナとシリカを含有している
前記無機繊維材の前記基材は、コーディエライト又はム
ライトから構成されている。又は、前記無機繊維材の前
記基材はアルミナを９８％以上含有しているものであ
る。
ィルタにおいて、前記フィルタ本体は前記無機繊維材が
不揃いに積層された不揃い積層部と該不揃い積層部の表
面に局所的に厚さ方向に交差させて織り込んだ織糸部と
から構成されている。また、前記無機繊維材の前記基材
はアルミナとジルコニアを含有しているものである。或
いは、前記無機繊維材の前記基材はアルミナとシリカを
含有している。更に、アルミナとシリカを含有している
前記無機繊維材の前記基材は、コーディエライト又はム
ライトから構成されている。又は、前記無機繊維材の前
記基材はアルミナを９８％以上含有しているものであ
る。
【００１０】
【作用】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタは、上記のように構成されており、次のような作
用をする。即ち、このディーゼルパティキュレートフィ
ルタは、フィルタ本体を積層された繊維材をアルミナを
含むガラス繊維又はセラミックス繊維で作製した基材と
前記基材の外周面に炭化ケイ素系セラミックスの被覆層
とで形成したので、前記被覆層によって前記基材の耐熱
性と屈曲性をカバーすることができ、フィルタ全体とし
て耐熱性を向上させると共に、脆化を防止して強度劣化
を防止でき、しかも安価な実用性のあるフィルタ本体を
作製することができる。また、前記フィルタ本体はセラ
ミックスによる無機繊維から作製されているので、耐熱
強度をアップでき、前記フィルタ本体に排気ガスを通し
た場合に、排気ガス中に含まれている黒煙、カーボン、
スモーク等のパティキュレートの捕集効率を向上させる
ことができる。
ィルタは、上記のように構成されており、次のような作
用をする。即ち、このディーゼルパティキュレートフィ
ルタは、フィルタ本体を積層された繊維材をアルミナを
含むガラス繊維又はセラミックス繊維で作製した基材と
前記基材の外周面に炭化ケイ素系セラミックスの被覆層
とで形成したので、前記被覆層によって前記基材の耐熱
性と屈曲性をカバーすることができ、フィルタ全体とし
て耐熱性を向上させると共に、脆化を防止して強度劣化
を防止でき、しかも安価な実用性のあるフィルタ本体を
作製することができる。また、前記フィルタ本体はセラ
ミックスによる無機繊維から作製されているので、耐熱
強度をアップでき、前記フィルタ本体に排気ガスを通し
た場合に、排気ガス中に含まれている黒煙、カーボン、
スモーク等のパティキュレートの捕集効率を向上させる
ことができる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるディ
ーゼルパティキュレートフィルタの実施例を説明する。
図１はこの発明によるディーゼルパティキュレートフィ
ルタの一実施例を示す概略説明図、図２は図１のディー
ゼルパティキュレートフィルタに組み込まれたフィルタ
本体の一部を示す断面図、及び図３は図２のフィルタ本
体を構成する無機繊維材を示す断面図である。
ーゼルパティキュレートフィルタの実施例を説明する。
図１はこの発明によるディーゼルパティキュレートフィ
ルタの一実施例を示す概略説明図、図２は図１のディー
ゼルパティキュレートフィルタに組み込まれたフィルタ
本体の一部を示す断面図、及び図３は図２のフィルタ本
体を構成する無機繊維材を示す断面図である。
【００１２】このディーゼルパティキュレートフィルタ
１は、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中に
含まれる黒煙、カーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレー
トをフィルタ本体２で捕集し、捕集されたパティキュレ
ートは加熱焼却してフィルタ本体２が再生されるもので
ある。この実施例では、フィルタ本体２の再生について
は従来のものと同様に金網５に通電してフィルタ本体２
を加熱し、フィルタ本体２に捕集されているパティキュ
レートを加熱焼却して達成できるものであり、ここでは
その説明は省略する。このディーゼルパティキュレート
フィルタ１は、例えば、ディーゼルエンジンの排気管中
に組み込まれたケース３内に収容するように構成されて
おり、排気ガスが矢印Ｇで示す方向にフィルタ本体２を
通過する際に、排気ガス中のカーボン、スモーク、黒煙
等のパティキュレートがフィルタ本体２の無機繊維材４
間に付着して堆積され、排気ガス中のパティキュレート
が捕集されるものである。また、フィルタ本体２の構造
については、詳細に説明していないが、円筒形等の筒
状、平板状、波状、襞状等の形状に構成でき、フィルタ
本体２は排気ガスが横断して流れるようにケース３内に
配置されている。
１は、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中に
含まれる黒煙、カーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレー
トをフィルタ本体２で捕集し、捕集されたパティキュレ
ートは加熱焼却してフィルタ本体２が再生されるもので
ある。この実施例では、フィルタ本体２の再生について
は従来のものと同様に金網５に通電してフィルタ本体２
を加熱し、フィルタ本体２に捕集されているパティキュ
レートを加熱焼却して達成できるものであり、ここでは
その説明は省略する。このディーゼルパティキュレート
フィルタ１は、例えば、ディーゼルエンジンの排気管中
に組み込まれたケース３内に収容するように構成されて
おり、排気ガスが矢印Ｇで示す方向にフィルタ本体２を
通過する際に、排気ガス中のカーボン、スモーク、黒煙
等のパティキュレートがフィルタ本体２の無機繊維材４
間に付着して堆積され、排気ガス中のパティキュレート
が捕集されるものである。また、フィルタ本体２の構造
については、詳細に説明していないが、円筒形等の筒
状、平板状、波状、襞状等の形状に構成でき、フィルタ
本体２は排気ガスが横断して流れるようにケース３内に
配置されている。
【００１３】このディーゼルパティキュレートフィルタ
１では、フィルタ本体２は無機繊維材４が積層された繊
維積層材１０及び繊維積層材１０を挟持して接して配置
された耐熱金属材から成る金網５から構成されている。
無機繊維材４は、アルミナを含むガラス繊維又はセラミ
ックス繊維の無機繊維で作製された基材７と該基材７の
外周面にコーティングされた炭化ケイ素系セラミックス
から成る被覆層６とから構成されている。被覆層６の炭
化ケイ素系セラミックスとしては、Ｓｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ
−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ又はＳｉ−Ｃを選定することができる。
また、炭化ケイ素系セラミックスの原料としては、ポリ
チタノカルボシラン、ポリシラザン又はポリカルボシラ
ン等より形成されている。ポリチタノカルボシランにつ
いては、化１で示す基本構造単位を有している。化１に
示すように、ポリチタノカルボシランの基本構造単位は
６種類の単位が示されている。
１では、フィルタ本体２は無機繊維材４が積層された繊
維積層材１０及び繊維積層材１０を挟持して接して配置
された耐熱金属材から成る金網５から構成されている。
無機繊維材４は、アルミナを含むガラス繊維又はセラミ
ックス繊維の無機繊維で作製された基材７と該基材７の
外周面にコーティングされた炭化ケイ素系セラミックス
から成る被覆層６とから構成されている。被覆層６の炭
化ケイ素系セラミックスとしては、Ｓｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ
−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ又はＳｉ−Ｃを選定することができる。
また、炭化ケイ素系セラミックスの原料としては、ポリ
チタノカルボシラン、ポリシラザン又はポリカルボシラ
ン等より形成されている。ポリチタノカルボシランにつ
いては、化１で示す基本構造単位を有している。化１に
示すように、ポリチタノカルボシランの基本構造単位は
６種類の単位が示されている。
【化１】
【００１４】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタ１において、フィルタ本体２は、被覆層６で被覆
された無機繊維材４を不揃いに積層した内部に位置する
不揃い積層部９と、不揃い積層部９の外面に局所的に厚
さ方向に無機繊維材４を交差させて織り込んだ織糸部８
とから構成されている。更に、無機繊維材４は、アルミ
ナとジルコニアを含有しているか、又はアルミナとシリ
カを含有しているものである。この場合、アルミナとシ
リカを含有している無機繊維材４は、コーディエライト
又はムライトから構成されているものである。無機繊維
材４としては、アルミナを９８％以上含有していること
がコストを低減することから好ましいものである。
ィルタ１において、フィルタ本体２は、被覆層６で被覆
された無機繊維材４を不揃いに積層した内部に位置する
不揃い積層部９と、不揃い積層部９の外面に局所的に厚
さ方向に無機繊維材４を交差させて織り込んだ織糸部８
とから構成されている。更に、無機繊維材４は、アルミ
ナとジルコニアを含有しているか、又はアルミナとシリ
カを含有しているものである。この場合、アルミナとシ
リカを含有している無機繊維材４は、コーディエライト
又はムライトから構成されているものである。無機繊維
材４としては、アルミナを９８％以上含有していること
がコストを低減することから好ましいものである。
【００１５】このディーゼルパティキュレートフィルタ
１は、次のようにして製造することができる。このディ
ーゼルパティキュレートフィルタ１の製造方法を更に図
４を参照して説明する。図４はこの発明によるディーゼ
ルパティキュレートフィルタの製造工程の一実施例を示
す処理フロー図である。
１は、次のようにして製造することができる。このディ
ーゼルパティキュレートフィルタ１の製造方法を更に図
４を参照して説明する。図４はこの発明によるディーゼ
ルパティキュレートフィルタの製造工程の一実施例を示
す処理フロー図である。
【００１６】このディーゼルパティキュレートフィルタ
１の製造工程において、酸化ケイ素９８ｗｔ％とアルミ
ナ２ｗｔ％を含むガラス原料を溶融紡糸法により、線径
６μｍの長繊維にし、該長繊維の外周面にポリチタノカ
ルボシランの溶液を１〜２μｍの厚みに塗布する（ステ
ップ１）。ポリチタノカルボシラン溶液が塗布された長
繊維を２００℃以下の空気雰囲気炉即ち酸化雰囲気炉内
で不溶化処理を行う（ステップ２）。不溶化処理の後、
窒素雰囲気炉内で１３００℃で連続焼成して無機繊維か
ら成る基材７を作製し、該基材７の外周面にコーティン
グによって炭化ケイ素系セラミックスの被覆層６を形成
した（ステップ３）。ステップ３では、窒素雰囲気炉の
他、不活性ガス雰囲気炉を使用してもよい。このように
作製した長繊維材を５０ｍｍの長さに切断して無機繊維
材４を作製した（ステップ４）。切断された無機繊維材
４をカーデング機によってランダムな方向に並べて積層
し（ステップ５）、更に、ニードリングによって局所的
に繊維を上下面で交差させて織り込み、不揃いに積層し
た内部の不揃い積層部９と積層部９の外面が局所的に厚
さ方向に交差させて無機繊維材４を織り込んだ織糸部８
とから成る約５ｍｍの厚さのフェルト状の繊維積層材１
０を作製した（ステップ６）。
１の製造工程において、酸化ケイ素９８ｗｔ％とアルミ
ナ２ｗｔ％を含むガラス原料を溶融紡糸法により、線径
６μｍの長繊維にし、該長繊維の外周面にポリチタノカ
ルボシランの溶液を１〜２μｍの厚みに塗布する（ステ
ップ１）。ポリチタノカルボシラン溶液が塗布された長
繊維を２００℃以下の空気雰囲気炉即ち酸化雰囲気炉内
で不溶化処理を行う（ステップ２）。不溶化処理の後、
窒素雰囲気炉内で１３００℃で連続焼成して無機繊維か
ら成る基材７を作製し、該基材７の外周面にコーティン
グによって炭化ケイ素系セラミックスの被覆層６を形成
した（ステップ３）。ステップ３では、窒素雰囲気炉の
他、不活性ガス雰囲気炉を使用してもよい。このように
作製した長繊維材を５０ｍｍの長さに切断して無機繊維
材４を作製した（ステップ４）。切断された無機繊維材
４をカーデング機によってランダムな方向に並べて積層
し（ステップ５）、更に、ニードリングによって局所的
に繊維を上下面で交差させて織り込み、不揃いに積層し
た内部の不揃い積層部９と積層部９の外面が局所的に厚
さ方向に交差させて無機繊維材４を織り込んだ織糸部８
とから成る約５ｍｍの厚さのフェルト状の繊維積層材１
０を作製した（ステップ６）。
【００１７】このようにして作製した本発明品のフィル
タ本体２の無機繊維材４について、従来品のものとの常
温強度ＭＰａ及び高温強度ＭＰａを比較するため、比較
品として無機繊維材の外周面に被覆層を施さなかった無
機繊維材のみでカーデング工程及びニードリング工程に
よってフィルタ本体を作製した。その結果、炭化ケイ素
セラミックスの被膜層６を形成した無機繊維材４の本発
明品は、室温の引張り強度が７００ＭＰａであったのに
対して、比較品は５００ＭＰａであった。また、本発明
品と比較品とを１０００℃で１００時間暴露した後のそ
れぞれの引張り強度を測定したところ、本発明品の高温
強度は５５０ＭＰａであったのに対して、比較品の高温
強度は３００ＭＰａであった。このことより、無機繊維
材４の基材７の外周面に炭化ケイ素系セラミックスの被
覆層６を施すことによって、室温強度及び高温強度をア
ップさせ、耐熱性が向上し、特に高温での劣化を低下で
き、被覆層６により内部の無機繊維材４の基材７の脆化
が防止され、強度がアップしているものと考えられる。
タ本体２の無機繊維材４について、従来品のものとの常
温強度ＭＰａ及び高温強度ＭＰａを比較するため、比較
品として無機繊維材の外周面に被覆層を施さなかった無
機繊維材のみでカーデング工程及びニードリング工程に
よってフィルタ本体を作製した。その結果、炭化ケイ素
セラミックスの被膜層６を形成した無機繊維材４の本発
明品は、室温の引張り強度が７００ＭＰａであったのに
対して、比較品は５００ＭＰａであった。また、本発明
品と比較品とを１０００℃で１００時間暴露した後のそ
れぞれの引張り強度を測定したところ、本発明品の高温
強度は５５０ＭＰａであったのに対して、比較品の高温
強度は３００ＭＰａであった。このことより、無機繊維
材４の基材７の外周面に炭化ケイ素系セラミックスの被
覆層６を施すことによって、室温強度及び高温強度をア
ップさせ、耐熱性が向上し、特に高温での劣化を低下で
き、被覆層６により内部の無機繊維材４の基材７の脆化
が防止され、強度がアップしているものと考えられる。
【００１８】この発明によるディーゼルパティキュレー
トフィルタは、上記実施例では、無機繊維材４の基材７
になるガラス繊維材として、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 系を
用いたが、その他のガラス繊維材を使用することができ
る。例えば、基材７になるガラス繊維材としては、Ｓｉ
Ｏ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 −ＣａＯ、ＳｉＯ2 −Ａｌ
2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｆｅ2 Ｏ3
−ＭｇＯ−ＣａＯ、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ−Ｃ
ａＯ、ＳｉＯ2 （９８％以上）−Ａｌ2 Ｏ3 （２％以
下）、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ等を選
定できる。また、無機繊維材４の基材７としては、ガラ
ス繊維材の他にセラミックス繊維材を用いることもでき
る。例えば、基材７となるセラミックス繊維材は、ムラ
イト（３Ａｌ2 Ｏ3 −２ＳｉＯ2 ）繊維、コーディエラ
イト（２ＭｇＯ−２Ａｌ2 Ｏ3 −５ＳｉＯ2 ）繊維、ジ
ルコニアアルミナ（ＺｒＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 ）繊維、アル
ミナ（Ａｌ2 Ｏ3 を８０％以上含むもの）繊維を選定す
ることもできる。
トフィルタは、上記実施例では、無機繊維材４の基材７
になるガラス繊維材として、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 系を
用いたが、その他のガラス繊維材を使用することができ
る。例えば、基材７になるガラス繊維材としては、Ｓｉ
Ｏ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 −ＣａＯ、ＳｉＯ2 −Ａｌ
2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｆｅ2 Ｏ3
−ＭｇＯ−ＣａＯ、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ−Ｃ
ａＯ、ＳｉＯ2 （９８％以上）−Ａｌ2 Ｏ3 （２％以
下）、ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ−Ｎａ2 Ｏ等を選
定できる。また、無機繊維材４の基材７としては、ガラ
ス繊維材の他にセラミックス繊維材を用いることもでき
る。例えば、基材７となるセラミックス繊維材は、ムラ
イト（３Ａｌ2 Ｏ3 −２ＳｉＯ2 ）繊維、コーディエラ
イト（２ＭｇＯ−２Ａｌ2 Ｏ3 −５ＳｉＯ2 ）繊維、ジ
ルコニアアルミナ（ＺｒＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 ）繊維、アル
ミナ（Ａｌ2 Ｏ3 を８０％以上含むもの）繊維を選定す
ることもできる。
【００１９】また、被覆層６を形成する炭化ケイ素系セ
ラミックスとしては、上記実施例では、チタンを含む炭
化ケイ素即ちポリチタノカルボシランを使用したが、そ
れに限らず、例えば、被覆層６としての炭化ケイ素セラ
ミックスとしてチタンを含まないポリシラザン又はポリ
カルボシラン等を選定することもできる。
ラミックスとしては、上記実施例では、チタンを含む炭
化ケイ素即ちポリチタノカルボシランを使用したが、そ
れに限らず、例えば、被覆層６としての炭化ケイ素セラ
ミックスとしてチタンを含まないポリシラザン又はポリ
カルボシラン等を選定することもできる。
【００２０】
【発明の効果】この発明によるディーゼルパティキュレ
ートフィルタは、上記のように構成されており、次のよ
うな効果を有する。即ち、このディーゼルパティキュレ
ートフィルタは、フィルタ本体がアルミナを含むガラス
繊維又はセラミックス繊維の無機繊維材を積層した繊維
積層材及び前記無機繊維材の基材の外周にコーティング
されたポリチタノカルボシラン、ポリシラザン又はポリ
カルボシラン等の炭化ケイ素系セラミックスの被覆層で
構成されているので、前記被覆層によって前記ガラス繊
維から成る前記基材の耐熱性と屈曲性をカバーして向上
させることができ、高温での脆化を防止し、前記繊維積
層材から構成されたフィルタ本体の強度劣化を防止する
ことができ、フィルタ全体として耐熱強度をアップし、
繰り返しの熱サイクルによる熱応力に耐え、前記フィル
タ本体の損傷を最低限に抑え、安価な実用性のある製品
を提供することができる。
ートフィルタは、上記のように構成されており、次のよ
うな効果を有する。即ち、このディーゼルパティキュレ
ートフィルタは、フィルタ本体がアルミナを含むガラス
繊維又はセラミックス繊維の無機繊維材を積層した繊維
積層材及び前記無機繊維材の基材の外周にコーティング
されたポリチタノカルボシラン、ポリシラザン又はポリ
カルボシラン等の炭化ケイ素系セラミックスの被覆層で
構成されているので、前記被覆層によって前記ガラス繊
維から成る前記基材の耐熱性と屈曲性をカバーして向上
させることができ、高温での脆化を防止し、前記繊維積
層材から構成されたフィルタ本体の強度劣化を防止する
ことができ、フィルタ全体として耐熱強度をアップし、
繰り返しの熱サイクルによる熱応力に耐え、前記フィル
タ本体の損傷を最低限に抑え、安価な実用性のある製品
を提供することができる。
【図１】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタの一実施例を示す概略説明図である。
ィルタの一実施例を示す概略説明図である。
【図２】図１のディーゼルパティキュレートフィルタに
組み込まれたフィルタ本体の一部を示す断面図である。
組み込まれたフィルタ本体の一部を示す断面図である。
【図３】図２のフィルタ本体を構成する無機繊維材を示
す断面図である。
す断面図である。
【図４】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタの製造工程の一実施例を示す処理フロー図であ
る。
ィルタの製造工程の一実施例を示す処理フロー図であ
る。
１ ディーゼルパティキュレートフィルタ ２ フィルタ本体 ３ ケース ４ 無機繊維材 ５ 金網 ６ 被覆層 ７ 基材 ８ 織糸部 ９ 積層部 １０ 繊維積層材
Claims (8)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気系に配置され
て排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集し、捕
集されたパティキュレートを加熱焼却するディーゼルパ
ティキュレートフィルタにおいて、フィルタ本体は無機
繊維材を積層した繊維積層材から構成され、前記無機繊
維材はアルミナを含むガラス繊維又はセラミックス繊維
で作製した基材と前記基材の外周にコーティングされた
炭化ケイ素系セラミックスから成る被覆層とから形成さ
れていることを特徴とするディーゼルパティキュレート
フィルタ。 - 【請求項２】 前記被覆層はＳｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｔｉ
−Ｃ−Ｏ又はＳｉ−Ｃから構成されていることを特徴と
する請求項１に記載のディーゼルパティキュレートフィ
ルタ。 - 【請求項３】 前記被覆層はポリチタノカルボシラン、
ポリシラザン又はポリカルボシランから構成されている
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
ュレートフィルタ。 - 【請求項４】 前記フィルタ本体は前記無機繊維材が不
揃いに積層された不揃い積層部と該不揃い積層部の表面
に局所的に厚さ方向に交差させて織り込んだ織糸部とか
ら構成されてい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フィルタ。 - 【請求項５】 前記無機繊維材の前記基材はアルミナと
ジルコニアを含有してい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フィルタ。 - 【請求項６】 前記無機繊維材の前記基材はアルミナと
シリカを含有してい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フィルタ。 - 【請求項７】 アルミナとシリカを含有している前記無
機繊維材の前記基材は、コーディエライト又はムライト
から構成されてい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フィルタ。 - 【請求項８】 前記無機繊維材の前記基材はアルミナを
９８％以上含有してい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フィルタ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6254158A JPH0893445A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
| US08/528,357 US5611832A (en) | 1994-09-21 | 1995-09-14 | Diesel particulate filter apparatus |
| DE0703353T DE703353T1 (de) | 1994-09-21 | 1995-09-15 | Partikelfiltervorrichtung für Dieselmotoren |
| EP95306523A EP0703353B1 (en) | 1994-09-21 | 1995-09-15 | Diesel particulate filter apparatus |
| DE69517379T DE69517379T2 (de) | 1994-09-21 | 1995-09-15 | Partikelfiltervorrichtung für Dieselmotoren |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6254158A JPH0893445A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0893445A true JPH0893445A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=17261040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6254158A Pending JPH0893445A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-26 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0893445A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002371823A (ja) * | 2001-06-19 | 2002-12-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ディーゼルエンジン排ガス浄化装置 |
| JP2006516043A (ja) * | 2002-07-31 | 2006-06-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 排気ガス処理用の汚染制御装置において汚染制御要素を実装するためのマット |
| JPWO2010143608A1 (ja) * | 2009-06-08 | 2012-11-22 | 株式会社超高温材料研究センター | 複合化無機繊維及びその製造方法、並びに複合化無機繊維加工品及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-09-26 JP JP6254158A patent/JPH0893445A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002371823A (ja) * | 2001-06-19 | 2002-12-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ディーゼルエンジン排ガス浄化装置 |
| JP2006516043A (ja) * | 2002-07-31 | 2006-06-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 排気ガス処理用の汚染制御装置において汚染制御要素を実装するためのマット |
| KR101037241B1 (ko) * | 2002-07-31 | 2011-05-25 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 배기 가스 처리용 공해 제어 장치에 공해 제어 요소를 장착하기 위한 매트 |
| JPWO2010143608A1 (ja) * | 2009-06-08 | 2012-11-22 | 株式会社超高温材料研究センター | 複合化無機繊維及びその製造方法、並びに複合化無機繊維加工品及びその製造方法 |
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