JPH09173866A - ディーゼル排ガス浄化フィルタ - Google Patents
ディーゼル排ガス浄化フィルタInfo
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- JPH09173866A JPH09173866A JP7343719A JP34371995A JPH09173866A JP H09173866 A JPH09173866 A JP H09173866A JP 7343719 A JP7343719 A JP 7343719A JP 34371995 A JP34371995 A JP 34371995A JP H09173866 A JPH09173866 A JP H09173866A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モノリスハニカム構造の多孔質セラミックフ
ィルタの高比表面積を維持したまま低圧損化を図るこ
と。 【解決手段】 セラミックハニカム構造体のセル開口部
の両端を交互に目封じすることによりハニカムのセル側
壁の気孔を通過して排ガスを隣接するセルに流し、排ガ
スに含まれるパティキュレートのみをセル側壁の表面お
よび内部で捕集するようにした多孔質セラミックフィル
タにおいて、セル側壁の表面にはフィルタの平均細孔径
よりも大きな粒径Ａの活性アルミナの多孔質コート層を
有し、かつセル細孔内部にはフィルタの平均細孔径より
も小さい粒径Ｂの活性アルミナがコーティングされてい
ることを特徴とするディーゼル排ガス浄化フィルタ。
ィルタの高比表面積を維持したまま低圧損化を図るこ
と。 【解決手段】 セラミックハニカム構造体のセル開口部
の両端を交互に目封じすることによりハニカムのセル側
壁の気孔を通過して排ガスを隣接するセルに流し、排ガ
スに含まれるパティキュレートのみをセル側壁の表面お
よび内部で捕集するようにした多孔質セラミックフィル
タにおいて、セル側壁の表面にはフィルタの平均細孔径
よりも大きな粒径Ａの活性アルミナの多孔質コート層を
有し、かつセル細孔内部にはフィルタの平均細孔径より
も小さい粒径Ｂの活性アルミナがコーティングされてい
ることを特徴とするディーゼル排ガス浄化フィルタ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン等の内燃機関から排出されるガスに含まれている物質
のうち少なくともパティキュレートを除去し、排気ガス
を浄化するために用いられるパティキュレート捕集用の
フィルタに関する。
ン等の内燃機関から排出されるガスに含まれている物質
のうち少なくともパティキュレートを除去し、排気ガス
を浄化するために用いられるパティキュレート捕集用の
フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジン等の内燃機関から排
出されるパティキュレートには、人体に有害な物質が含
まれており、これを除去することが環境上の課題となっ
ている。このため、従来では、ディーゼルエンジンの排
気系に設けたフィルタでパティキュレートを捕集し、一
定量捕集した後パティキュレートを電気ヒータやバーナ
等で燃焼除去する方法が行なわれている。また、フィル
タに担持した白金族金属触媒でパティキュレートの燃焼
温度を下げ、捕集したパティキュレートを連続的に燃焼
させる方法もある。前者の捕集したパティキュレートを
電気ヒータやバーナ等で燃焼除去する方法の場合、パテ
ィキュレートの捕集量が多いほど燃焼時のフィルタ最高
温度が上昇し、フィルタにかかる熱応力でフィルタが破
損することがあり、パティキュレートの捕集量制御が重
要であり、完全に捕集量を制御するには至っていない。
後者の触媒による燃焼の場合、燃焼温度が比較的低くな
りフィルタにかかる熱応力が小さくなるため、耐熱性に
優れている。
出されるパティキュレートには、人体に有害な物質が含
まれており、これを除去することが環境上の課題となっ
ている。このため、従来では、ディーゼルエンジンの排
気系に設けたフィルタでパティキュレートを捕集し、一
定量捕集した後パティキュレートを電気ヒータやバーナ
等で燃焼除去する方法が行なわれている。また、フィル
タに担持した白金族金属触媒でパティキュレートの燃焼
温度を下げ、捕集したパティキュレートを連続的に燃焼
させる方法もある。前者の捕集したパティキュレートを
電気ヒータやバーナ等で燃焼除去する方法の場合、パテ
ィキュレートの捕集量が多いほど燃焼時のフィルタ最高
温度が上昇し、フィルタにかかる熱応力でフィルタが破
損することがあり、パティキュレートの捕集量制御が重
要であり、完全に捕集量を制御するには至っていない。
後者の触媒による燃焼の場合、燃焼温度が比較的低くな
りフィルタにかかる熱応力が小さくなるため、耐熱性に
優れている。
【０００３】上記の方法において、パティキュレートの
捕集にはおもに、セラミックのハニカム構造体を用いる
ことが多く、その材質としては、低熱膨張性をしめすコ
ーディエライトが一般的に用いられる。
捕集にはおもに、セラミックのハニカム構造体を用いる
ことが多く、その材質としては、低熱膨張性をしめすコ
ーディエライトが一般的に用いられる。
【０００４】本発明のディーゼル排ガス浄化フィルタ
は、ハニカム構造のセラミックモノリスの片端のセル開
口部、例えばガス入口側のセル開口部は一個おきに目封
じしてあり、ガス出口側のセル開口部は入口側の開口部
が目封じしていないセルについてのみ目封じする。した
がって、排気ガスはセル側壁の細孔を通過し、排気ガス
とともに流れるパティキュレートはこのセル側壁の表面
およびセル側壁の細孔内部で捕集される。
は、ハニカム構造のセラミックモノリスの片端のセル開
口部、例えばガス入口側のセル開口部は一個おきに目封
じしてあり、ガス出口側のセル開口部は入口側の開口部
が目封じしていないセルについてのみ目封じする。した
がって、排気ガスはセル側壁の細孔を通過し、排気ガス
とともに流れるパティキュレートはこのセル側壁の表面
およびセル側壁の細孔内部で捕集される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ハニカム構造の多孔質
セラミックフィルタは前記のようにモノリスハニカムの
両端を交互に目封じすることにより、ガスはセル壁の数
μｍ〜数十μｍの気孔を通過して隣接するセルに流れる
構造のため、パティキュレートの捕集効率が他の構造の
フィルタよりも高い利点がある。このフィルタに触媒を
担持するため、その担体として活性アルミナ等の高比表
面積材料をセル側壁表面およびセル側壁の細孔内部にコ
ーティングする場合、活性アルミナがセル側壁の細孔を
閉塞してしまい、コーティングしてないフィルタに比べ
圧力損失が高くなるという問題がある。フィルタの圧力
損失が高いとエンジン出力の低下につながるため、圧力
損失はできるだけ低いほうがよい。しかし、圧力損失を
低くするため、フィルタの気孔率、気孔径を大きくしす
ぎるとパティキュレートの捕集効率を低下させてしまう
恐れがある。
セラミックフィルタは前記のようにモノリスハニカムの
両端を交互に目封じすることにより、ガスはセル壁の数
μｍ〜数十μｍの気孔を通過して隣接するセルに流れる
構造のため、パティキュレートの捕集効率が他の構造の
フィルタよりも高い利点がある。このフィルタに触媒を
担持するため、その担体として活性アルミナ等の高比表
面積材料をセル側壁表面およびセル側壁の細孔内部にコ
ーティングする場合、活性アルミナがセル側壁の細孔を
閉塞してしまい、コーティングしてないフィルタに比べ
圧力損失が高くなるという問題がある。フィルタの圧力
損失が高いとエンジン出力の低下につながるため、圧力
損失はできるだけ低いほうがよい。しかし、圧力損失を
低くするため、フィルタの気孔率、気孔径を大きくしす
ぎるとパティキュレートの捕集効率を低下させてしまう
恐れがある。
【０００６】ハニカム構造のセラミック担体に活性アル
ミナ等の高比表面積材料をコーティングする場合、活性
アルミナの粒径を規定したものがいくつか公知となって
いる。特公昭５５−１８１８号公報では、活性アルミナ
粒径を０．１〜１００μｍであると規定しているが、ベ
ーマイト等の無定形アルミナと混合することが前提であ
り、これにより活性アルミナコーティング層の接着強度
が向上するとしており、単に粒径の効果であることを明
確に言及していない。また、特公平０４−８０７３６号
公報では、活性アルミナの平均粒径を２０μｍ以下であ
ると規定することにより、活性アルミナスラリーの安定
した分散性を確保するのに有効であり、活性アルミナコ
ーティング層の接着強度が向上するとしている。いずれ
も、ハニカム構造のセラミック担体に活性アルミナをコ
ーティングしたとき、コーティング層の剥離を防止する
ために接着強度を向上させることを目的としている。
ミナ等の高比表面積材料をコーティングする場合、活性
アルミナの粒径を規定したものがいくつか公知となって
いる。特公昭５５−１８１８号公報では、活性アルミナ
粒径を０．１〜１００μｍであると規定しているが、ベ
ーマイト等の無定形アルミナと混合することが前提であ
り、これにより活性アルミナコーティング層の接着強度
が向上するとしており、単に粒径の効果であることを明
確に言及していない。また、特公平０４−８０７３６号
公報では、活性アルミナの平均粒径を２０μｍ以下であ
ると規定することにより、活性アルミナスラリーの安定
した分散性を確保するのに有効であり、活性アルミナコ
ーティング層の接着強度が向上するとしている。いずれ
も、ハニカム構造のセラミック担体に活性アルミナをコ
ーティングしたとき、コーティング層の剥離を防止する
ために接着強度を向上させることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１によれば、セラ
ミックハニカム構造体の多孔質セラミックフィルタにお
いて、セル側壁の表面にはフィルタの平均多孔径よりも
大きな粒径Ａの活性アルミナの多孔質コート層を形成
し、かつセル細孔内部にはフィルタの平均細孔径よりも
小さい粒径Ｂの活性アルミナをコーティングすることに
より、比表面積を増加しながらなおかつ圧損を低く抑制
することができる。請求項２によれば、粒子Ａと粒子Ｂ
の比を重量比をＢ／Ａ＝２／８〜８／２とすることによ
り上記目的がよく達成される。請求項３の如く、触媒金
属として少なくとも一種の白金属元素を担持して高い触
媒性能を実現する。請求項４によればコーティング後に
フィルタ気孔率が４０％、平均細孔径が５〜３５μｍに
することにより、低圧損にすることが防止される。
ミックハニカム構造体の多孔質セラミックフィルタにお
いて、セル側壁の表面にはフィルタの平均多孔径よりも
大きな粒径Ａの活性アルミナの多孔質コート層を形成
し、かつセル細孔内部にはフィルタの平均細孔径よりも
小さい粒径Ｂの活性アルミナをコーティングすることに
より、比表面積を増加しながらなおかつ圧損を低く抑制
することができる。請求項２によれば、粒子Ａと粒子Ｂ
の比を重量比をＢ／Ａ＝２／８〜８／２とすることによ
り上記目的がよく達成される。請求項３の如く、触媒金
属として少なくとも一種の白金属元素を担持して高い触
媒性能を実現する。請求項４によればコーティング後に
フィルタ気孔率が４０％、平均細孔径が５〜３５μｍに
することにより、低圧損にすることが防止される。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明のディーゼル排ガス浄化フ
ィルタは、モノリスハニカムの両端を交互に目封じする
ことによりフィルタのセル壁面の気孔を通過して排気ガ
スを隣接するセルに流すようにしたセラミックフィルタ
において、全てのセル側壁表面およびセル側壁の細孔内
部に活性アルミナ等の高比表面積材料のコーティング層
を有した触媒担体付きフィルタに関し、高比表面積材料
のコーティングによるフィルタの圧力損失の増加を抑制
するコーティング方法とその方法によって作製したフィ
ルタに関する。
ィルタは、モノリスハニカムの両端を交互に目封じする
ことによりフィルタのセル壁面の気孔を通過して排気ガ
スを隣接するセルに流すようにしたセラミックフィルタ
において、全てのセル側壁表面およびセル側壁の細孔内
部に活性アルミナ等の高比表面積材料のコーティング層
を有した触媒担体付きフィルタに関し、高比表面積材料
のコーティングによるフィルタの圧力損失の増加を抑制
するコーティング方法とその方法によって作製したフィ
ルタに関する。
【０００９】こうして、本発明は、ハニカム構造の多孔
質モノリスハニカムの両端を交互に目封じすることによ
り、ガスはセル壁の数μｍ〜数十μｍの気孔を通過して
隣接するセルに流れる構造の多孔質ハニカムフィルタに
おいて、セル側壁の表面にはフィルタの平均細孔径より
も大きな粒径の活性アルミナからなる多孔質コート層
が、セル側壁の細孔内部にはフィルタの平均細孔径より
も小さな粒径の活性アルミナが均一にコーティングされ
ることを特徴とする。
質モノリスハニカムの両端を交互に目封じすることによ
り、ガスはセル壁の数μｍ〜数十μｍの気孔を通過して
隣接するセルに流れる構造の多孔質ハニカムフィルタに
おいて、セル側壁の表面にはフィルタの平均細孔径より
も大きな粒径の活性アルミナからなる多孔質コート層
が、セル側壁の細孔内部にはフィルタの平均細孔径より
も小さな粒径の活性アルミナが均一にコーティングされ
ることを特徴とする。
【００１０】本発明に用いるフィルタの基材は、従来低
熱膨張係数セラミックスとして知られているコーディエ
ライト（化学組成２ＭｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５Ｓｉ
Ｏ2 ）であって、活性アルミナのコーティング後の気孔
率が４０％〜６５％、好ましくは４５％〜６０％であ
り、平均細孔径が５μｍ〜３５μｍ、好ましくは１０μ
ｍ〜３０μｍになるように気孔率、平均細孔径を用い
る。
熱膨張係数セラミックスとして知られているコーディエ
ライト（化学組成２ＭｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５Ｓｉ
Ｏ2 ）であって、活性アルミナのコーティング後の気孔
率が４０％〜６５％、好ましくは４５％〜６０％であ
り、平均細孔径が５μｍ〜３５μｍ、好ましくは１０μ
ｍ〜３０μｍになるように気孔率、平均細孔径を用い
る。
【００１１】一方、フィルタにコーティングする高比表
面積材料の粒径は、フィルタの平均細孔径よりも実質的
に大きな粒径と実質的に小さな粒径が共存しているべき
である。白金族触媒を担持するため単一粒径の高比表面
積材料にて所定の比表面積を得ようとすれば、高比表面
積材料の粒径がフィルタの平均細孔径よりも大きい場
合、高比表面積材料はフィルタのセル側壁内部の細孔に
入らず、セル側壁表面を覆い、コート量が多くなるとコ
ーティング層の膜厚が厚くなり圧損上昇が大きくなる。
また、高比表面積材料の粒径がフィルタの平均細孔径よ
りも小さい場合、高比表面積材料はセル側壁内部の細孔
に入る。しかし、同様にコート量が多くなるとコーティ
ング層の膜厚が厚くなり細孔を埋めてしまうので圧損上
昇が大きくなる。本発明のディーゼル排ガス浄化フィル
タは、粒径の大きな高比表面積材料と小さな高比表面積
材料の両方を用いて、セル側壁表面と細孔内部の両方に
高比表面積材料をコーティングを施すことにより、細孔
は埋めず同時に表面は完全に覆わずに、なおかつ所定の
比表面積を得ることができる。
面積材料の粒径は、フィルタの平均細孔径よりも実質的
に大きな粒径と実質的に小さな粒径が共存しているべき
である。白金族触媒を担持するため単一粒径の高比表面
積材料にて所定の比表面積を得ようとすれば、高比表面
積材料の粒径がフィルタの平均細孔径よりも大きい場
合、高比表面積材料はフィルタのセル側壁内部の細孔に
入らず、セル側壁表面を覆い、コート量が多くなるとコ
ーティング層の膜厚が厚くなり圧損上昇が大きくなる。
また、高比表面積材料の粒径がフィルタの平均細孔径よ
りも小さい場合、高比表面積材料はセル側壁内部の細孔
に入る。しかし、同様にコート量が多くなるとコーティ
ング層の膜厚が厚くなり細孔を埋めてしまうので圧損上
昇が大きくなる。本発明のディーゼル排ガス浄化フィル
タは、粒径の大きな高比表面積材料と小さな高比表面積
材料の両方を用いて、セル側壁表面と細孔内部の両方に
高比表面積材料をコーティングを施すことにより、細孔
は埋めず同時に表面は完全に覆わずに、なおかつ所定の
比表面積を得ることができる。
【００１２】また、高比表面積材料がフィルタのセル側
壁の細孔内部に侵入することが必要なのは以下の理由に
よる。従来、高比表面積材料をフロースルー構造のハニ
カム型モノリス担体にコーティングするのはセル側壁の
表面のみであったが、排ガスがセル側壁の細孔内部を通
過するウォールフロー構造のハニカム型フィルタの場
合、排ガスに含まれるパティキュレートがフィルタのセ
ル側壁の表面上およびセル側壁の細孔内部に留まるの
で、このとき、パティキュレートはこの高比表面積材料
と細孔内部で接触することが、触媒作用を受けるために
必要である。
壁の細孔内部に侵入することが必要なのは以下の理由に
よる。従来、高比表面積材料をフロースルー構造のハニ
カム型モノリス担体にコーティングするのはセル側壁の
表面のみであったが、排ガスがセル側壁の細孔内部を通
過するウォールフロー構造のハニカム型フィルタの場
合、排ガスに含まれるパティキュレートがフィルタのセ
ル側壁の表面上およびセル側壁の細孔内部に留まるの
で、このとき、パティキュレートはこの高比表面積材料
と細孔内部で接触することが、触媒作用を受けるために
必要である。
【００１３】高比表面積材料はフィルタの平均細孔径よ
りも大きな平均粒径の粒子（Ａ）、望ましくは平均細孔
径の１．５倍以上の粒径の粒子と、フィルタの平均細孔
径よりも小さな平均粒径の粒子（Ｂ）、望ましくは平均
細孔径の１／５以下の粒径の粒子の混合物であり、配合
比は重量比でＢ／Ａ＝２／８〜８／２である。粒径が平
均細孔径の１／５倍から１．５倍の大きさであると、高
比表面積材料がセル側壁の細孔内部に入り細孔を閉塞す
る確率が非常に大きい。平均粒径がＸである粒子は、通
常、（２／３）Ｘ〜（３／２）Ｘ範囲内の粒径に６０％
以上、好ましくは８０％以上の粒子が存在する。これよ
り粒子分布のせまい粒子であることが望ましい。また、
配合比がＢ／Ａ＝２／８より小さいと、粒径の大きな高
比表面積材料がセル側壁表面を覆うためコーティング層
の膜厚が厚くなり圧損上昇が大きくなる。逆に、Ｂ／Ａ
＝８／２より大きいと、粒径の小さな高比表面積材料が
セル側壁内部の細孔に入り細孔を埋めてしまうので圧損
上昇が大きくなる。
りも大きな平均粒径の粒子（Ａ）、望ましくは平均細孔
径の１．５倍以上の粒径の粒子と、フィルタの平均細孔
径よりも小さな平均粒径の粒子（Ｂ）、望ましくは平均
細孔径の１／５以下の粒径の粒子の混合物であり、配合
比は重量比でＢ／Ａ＝２／８〜８／２である。粒径が平
均細孔径の１／５倍から１．５倍の大きさであると、高
比表面積材料がセル側壁の細孔内部に入り細孔を閉塞す
る確率が非常に大きい。平均粒径がＸである粒子は、通
常、（２／３）Ｘ〜（３／２）Ｘ範囲内の粒径に６０％
以上、好ましくは８０％以上の粒子が存在する。これよ
り粒子分布のせまい粒子であることが望ましい。また、
配合比がＢ／Ａ＝２／８より小さいと、粒径の大きな高
比表面積材料がセル側壁表面を覆うためコーティング層
の膜厚が厚くなり圧損上昇が大きくなる。逆に、Ｂ／Ａ
＝８／２より大きいと、粒径の小さな高比表面積材料が
セル側壁内部の細孔に入り細孔を埋めてしまうので圧損
上昇が大きくなる。
【００１４】本発明のコーティング方法でハニカム型フ
ィルタに活性アルミナ等の高比表面積材料をコーティン
グした後のフィルタの気孔率は４０％以上で、平均細孔
径が５μｍ以上３５μｍ以下であれば、圧損が低くて捕
集効率が高いためディーゼルパティキュレートフィルタ
として使用するのに適している。本発明によれば、大粒
子と小粒子を併用することにより、上記の如く高い気孔
率、平均細孔径を維持しながら、なおかつ、例えば２０
〜１８０ｇ／ｌの量の活性アルミナコーティングが十分
に可能である。
ィルタに活性アルミナ等の高比表面積材料をコーティン
グした後のフィルタの気孔率は４０％以上で、平均細孔
径が５μｍ以上３５μｍ以下であれば、圧損が低くて捕
集効率が高いためディーゼルパティキュレートフィルタ
として使用するのに適している。本発明によれば、大粒
子と小粒子を併用することにより、上記の如く高い気孔
率、平均細孔径を維持しながら、なおかつ、例えば２０
〜１８０ｇ／ｌの量の活性アルミナコーティングが十分
に可能である。
【００１５】本発明のディーゼル排ガス浄化フィルタ
は、少なくともディーゼルエンジンの排ガスに含まれて
いるパティキュレートを捕集し、燃焼除去させるもので
ある。活性アルミナ等の高比表面積材料をフィルタにコ
ーティングするのは、白金族触媒金属をコーティングさ
せるための担体にするためである。一般に白金族触媒金
属はパティキュレートの燃焼温度を下げる触媒として用
いられ、さらに一酸化炭素や炭化水素の酸化触媒として
用いられている。本発明のフィルタは、少なくとも一種
類の白金族元素からなる金属触媒を担持してあるフィル
タである。
は、少なくともディーゼルエンジンの排ガスに含まれて
いるパティキュレートを捕集し、燃焼除去させるもので
ある。活性アルミナ等の高比表面積材料をフィルタにコ
ーティングするのは、白金族触媒金属をコーティングさ
せるための担体にするためである。一般に白金族触媒金
属はパティキュレートの燃焼温度を下げる触媒として用
いられ、さらに一酸化炭素や炭化水素の酸化触媒として
用いられている。本発明のフィルタは、少なくとも一種
類の白金族元素からなる金属触媒を担持してあるフィル
タである。
【００１６】次に、本発明のディーゼル排ガス浄化フィ
ルタについて図１をもって具体的に説明する。図１
（ａ）のように、このハニカム構造の多孔質セラミック
フィルタはモノリスハニカムの両端を目封じ材１で交互
に目封じすることにより、ハニカム型フィルタのセル側
壁２に活性アルミナ粒子３からなるコーティング層４を
形成している。図１（ｂ）のようにフィルタの平均細孔
径よりも大きな粒径の活性アルミナと小さな粒径の活性
アルミナを用いれば、セル側壁表面を覆うコーティング
層の膜厚が厚くならず、同時にセル側壁の細孔５の内部
を閉塞することなくコーティングされるのでフィルタの
圧損上昇が少ない。また、活性アルミナのコーティング
部分に白金族触媒金属を担持することで、セル側壁表面
及びセル側壁内部で捕集されたパティキュレートおよび
他の排ガス成分（ＨＣ，ＣＯ等）の浄化効率を高めてい
る。
ルタについて図１をもって具体的に説明する。図１
（ａ）のように、このハニカム構造の多孔質セラミック
フィルタはモノリスハニカムの両端を目封じ材１で交互
に目封じすることにより、ハニカム型フィルタのセル側
壁２に活性アルミナ粒子３からなるコーティング層４を
形成している。図１（ｂ）のようにフィルタの平均細孔
径よりも大きな粒径の活性アルミナと小さな粒径の活性
アルミナを用いれば、セル側壁表面を覆うコーティング
層の膜厚が厚くならず、同時にセル側壁の細孔５の内部
を閉塞することなくコーティングされるのでフィルタの
圧損上昇が少ない。また、活性アルミナのコーティング
部分に白金族触媒金属を担持することで、セル側壁表面
及びセル側壁内部で捕集されたパティキュレートおよび
他の排ガス成分（ＨＣ，ＣＯ等）の浄化効率を高めてい
る。
【００１７】パティキュレートを含むディーゼル排ガス
は、セル入口側６からセル内に進入し、セル壁２を通過
してセル出口側７から出ていく。このとき、パティキュ
レートはセル壁表面および内部の細孔で捕集される。白
金族触媒金属は、活性アルミナをコーティングした後に
あらためてコーティングするが、活性アルミナと混合し
た溶液でコーティングすることも可能である。
は、セル入口側６からセル内に進入し、セル壁２を通過
してセル出口側７から出ていく。このとき、パティキュ
レートはセル壁表面および内部の細孔で捕集される。白
金族触媒金属は、活性アルミナをコーティングした後に
あらためてコーティングするが、活性アルミナと混合し
た溶液でコーティングすることも可能である。
【００１８】以上のような材料を用いてコーティングし
たフィルタは、低圧損のディーゼルパティキュレートフ
ィルタとして好適に用いることができる。以下に、その
実施例と比較例を示す。
たフィルタは、低圧損のディーゼルパティキュレートフ
ィルタとして好適に用いることができる。以下に、その
実施例と比較例を示す。
【００１９】
〔実施例１〕主原料にシリカ、水酸化アルミニウム、タ
ルクを用い、コーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ
3 ・５ＳｉＯ2 ）組成になるように調整し、つぎに多孔
質にするためのカーボンをこれら主原料に対して２０wt
％添加して、公知の押し出し製法でセラミックハニカム
構造体を作製し、１３５０℃〜１４５０℃の最高温度、
５℃〜２００℃の昇温速度、２〜２０時間の保持時間で
焼成して、気孔率が５５％、平均細孔径２８μｍの細孔
特性を持ち、セル側壁厚さ０．４５mm、１平方インチあ
たりのセル数が１５０個の直径１４０mm、長さ１３０mm
の多孔質コーディエライトハニカム構造体を得た。
ルクを用い、コーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ
3 ・５ＳｉＯ2 ）組成になるように調整し、つぎに多孔
質にするためのカーボンをこれら主原料に対して２０wt
％添加して、公知の押し出し製法でセラミックハニカム
構造体を作製し、１３５０℃〜１４５０℃の最高温度、
５℃〜２００℃の昇温速度、２〜２０時間の保持時間で
焼成して、気孔率が５５％、平均細孔径２８μｍの細孔
特性を持ち、セル側壁厚さ０．４５mm、１平方インチあ
たりのセル数が１５０個の直径１４０mm、長さ１３０mm
の多孔質コーディエライトハニカム構造体を得た。
【００２０】一方、高比表面積材料として、中心粒径５
μｍの活性アルミナ（住友化学製）と中心粒径５０μｍ
の活性アルミナ（住友化学製）を合計６７０ｇとなるよ
うに添加割合を変化させ、アルミナゾル（日産化学製）
３３０ｇを水４リッターとともに混合し、撹拌して活性
アルミナスラリーを作製した。
μｍの活性アルミナ（住友化学製）と中心粒径５０μｍ
の活性アルミナ（住友化学製）を合計６７０ｇとなるよ
うに添加割合を変化させ、アルミナゾル（日産化学製）
３３０ｇを水４リッターとともに混合し、撹拌して活性
アルミナスラリーを作製した。
【００２１】前記の多孔質コーディエライトハニカム構
造体を活性アルミナスラリーに完全に浸す（ウオッシュ
コート）。その後、エアークリーナーおよび圧縮エアー
で余分に付着したスラリーをできるだけ完全に取り除
く。コーティングを繰り返してコート量の異なる５種類
のハニカムを作製した。さらにその後、１２０℃で２時
間乾燥し、８００℃で焼成した。単位体積当たりのコー
ト量はウオッシュコート前後のハニカム重量差から算出
した＜コート量［ｇ／Ｌ］＝（コート前重量−コート後
重量）／ハニカム体積）＞。この後、０．１mol ／Ｌの
塩化白金酸水溶液中に３０分浸し、１２０℃で２時間乾
燥させた後、８００℃で焼成して白金を担持させた。白
金の担持量は約２ｇ／Ｌであった。
造体を活性アルミナスラリーに完全に浸す（ウオッシュ
コート）。その後、エアークリーナーおよび圧縮エアー
で余分に付着したスラリーをできるだけ完全に取り除
く。コーティングを繰り返してコート量の異なる５種類
のハニカムを作製した。さらにその後、１２０℃で２時
間乾燥し、８００℃で焼成した。単位体積当たりのコー
ト量はウオッシュコート前後のハニカム重量差から算出
した＜コート量［ｇ／Ｌ］＝（コート前重量−コート後
重量）／ハニカム体積）＞。この後、０．１mol ／Ｌの
塩化白金酸水溶液中に３０分浸し、１２０℃で２時間乾
燥させた後、８００℃で焼成して白金を担持させた。白
金の担持量は約２ｇ／Ｌであった。
【００２２】ウオッシュコート処理したハニカム構造体
のガス入口側のセル開口部を一個おきに目封じし、ガス
出口側では入口側で目封じしてないセルについてのみ目
封じする。目封じ材はコーディエライト、アルミナ、ジ
ルコニアなどの１０００℃以上の耐熱性のあるセラミッ
ク材料であれば特に限定せず、セラミック製の接着剤で
もよい。このようにして、触媒担体付きフィルタを作製
した。コート量６０ｇ／Ｌのとき、粒径の異なる活性ア
ルミナの割合を変化させたときの圧損を調べた。（図
２）
のガス入口側のセル開口部を一個おきに目封じし、ガス
出口側では入口側で目封じしてないセルについてのみ目
封じする。目封じ材はコーディエライト、アルミナ、ジ
ルコニアなどの１０００℃以上の耐熱性のあるセラミッ
ク材料であれば特に限定せず、セラミック製の接着剤で
もよい。このようにして、触媒担体付きフィルタを作製
した。コート量６０ｇ／Ｌのとき、粒径の異なる活性ア
ルミナの割合を変化させたときの圧損を調べた。（図
２）
【００２３】〔比較例１〕実施例１に用いた多孔質コー
ディエライトハニカムフィルタと同様のフィルタを同様
の方法で作製し、高比表面積材料として、中心粒径５μ
ｍの活性アルミナ（住友化学製）６７０ｇとアルミナゾ
ル（日産化学製）３３０ｇを水４リッターとともに混合
し、撹拌した活性アルミナスラリーに前記フィルタをウ
ォッシュコートした。その後、エアークリーナーおよび
圧縮エアーで余分に付着したスラリーをできるだけ完全
に取り除く。コーティングを繰り返してコート量６０ｇ
／Ｌのフィルタを作製した。さらにその後、１２０℃で
２時間乾燥し、８００℃で焼成した。コート量を算出し
た後、０．１mol ／Ｌの塩化白金酸水溶液中に３０分浸
し、１２０℃で２時間乾燥させた後、８００℃で焼成し
て白金を担持させた。白金の担持量は約２ｇ／Ｌであっ
た。その後、ウォッシュコート処理したハニカム構造体
のガス入口側のセル開口部を一個おきに目封じし、ガス
出口側では入口側で目封じしてないセルについてのみ目
封じし、触媒担体付きフィルタを作製し、圧損を調べ
た。（図２）
ディエライトハニカムフィルタと同様のフィルタを同様
の方法で作製し、高比表面積材料として、中心粒径５μ
ｍの活性アルミナ（住友化学製）６７０ｇとアルミナゾ
ル（日産化学製）３３０ｇを水４リッターとともに混合
し、撹拌した活性アルミナスラリーに前記フィルタをウ
ォッシュコートした。その後、エアークリーナーおよび
圧縮エアーで余分に付着したスラリーをできるだけ完全
に取り除く。コーティングを繰り返してコート量６０ｇ
／Ｌのフィルタを作製した。さらにその後、１２０℃で
２時間乾燥し、８００℃で焼成した。コート量を算出し
た後、０．１mol ／Ｌの塩化白金酸水溶液中に３０分浸
し、１２０℃で２時間乾燥させた後、８００℃で焼成し
て白金を担持させた。白金の担持量は約２ｇ／Ｌであっ
た。その後、ウォッシュコート処理したハニカム構造体
のガス入口側のセル開口部を一個おきに目封じし、ガス
出口側では入口側で目封じしてないセルについてのみ目
封じし、触媒担体付きフィルタを作製し、圧損を調べ
た。（図２）
【００２４】〔比較例２〕実施例１に用いた多孔質コー
ディエライトハニカムフィルタと同様のフィルタを同様
の方法で作製し、高比表面積材料として、中心粒径約５
０μｍの活性アルミナ（住友化学製）６７０ｇとアルミ
ナゾル（日産化学製）３３０ｇを水４リッターとともに
混合し、撹拌した活性アルミナスラリーに前記フィルタ
をウオッシュコートした。その後、エアークリーナーお
よび圧縮エアーで余分に付着したスラリーをできるだけ
完全に取り除く。コーティングを繰り返してコート量６
０ｇ／Ｌのフィルタを作製した。さらにその後、１２０
℃で２時間乾燥し、８００℃で焼成した。コート量を算
出した後、０．１mol ／Ｌの塩化白金酸水溶液中に３０
分浸し、１２０℃で２時間乾燥させた後、８００℃で焼
成して白金を担持させた。白金の担持量は約２ｇ／Ｌで
あった。その後、ウオッシュコート処理したハニカム構
造体のガス入口側のセル開口部を一個おきに目封じし、
ガス出口側では入口側で目封じしてないセルについての
み目封じし、触媒担体付きフィルタを作製し、圧損を調
べた。（図２）
ディエライトハニカムフィルタと同様のフィルタを同様
の方法で作製し、高比表面積材料として、中心粒径約５
０μｍの活性アルミナ（住友化学製）６７０ｇとアルミ
ナゾル（日産化学製）３３０ｇを水４リッターとともに
混合し、撹拌した活性アルミナスラリーに前記フィルタ
をウオッシュコートした。その後、エアークリーナーお
よび圧縮エアーで余分に付着したスラリーをできるだけ
完全に取り除く。コーティングを繰り返してコート量６
０ｇ／Ｌのフィルタを作製した。さらにその後、１２０
℃で２時間乾燥し、８００℃で焼成した。コート量を算
出した後、０．１mol ／Ｌの塩化白金酸水溶液中に３０
分浸し、１２０℃で２時間乾燥させた後、８００℃で焼
成して白金を担持させた。白金の担持量は約２ｇ／Ｌで
あった。その後、ウオッシュコート処理したハニカム構
造体のガス入口側のセル開口部を一個おきに目封じし、
ガス出口側では入口側で目封じしてないセルについての
み目封じし、触媒担体付きフィルタを作製し、圧損を調
べた。（図２）
【００２５】〔実施例２〕実施例１に用いた多孔質コー
ディエライトハニカムフィルタと同様のフィルタを同様
の方法で作製し、高比表面積材料として、フィルタの平
均細孔径よりも大きな粒径の活性アルミナとフィルタの
平均細孔径よりも小さな粒径の活性アルミナ（住友化学
製）合計６７０ｇ、とアルミナゾル（日産化学製）３３
０ｇを水４リッターとともに混合し、撹拌した活性アル
ミナスラリーに前記フィルタをウォッシュコートした。
コート量６０ｇ／Ｌとし、活性アルミナの粒径を変化さ
せたフィルタを作製した。その後、エアークリーナーお
よび圧縮エアーで余分に付着したスラリーをできるだけ
完全に取り除く。さらにその後、１２０℃で２時間乾燥
し、８００℃で焼成した。コート量を調べた後、塩化白
金酸水溶液中に３０分浸し、１２０℃で２時間乾燥させ
た後、８００℃で焼成して白金を担持させた。その後、
ウォッシュコート処理したハニカム構造体のガス入口側
のセル開口部を一個おきに目封じし、ガス出口側では入
口側で目封じしてないセルについてのみ目封じし、触媒
担体付きフィルタを作製し、圧損の関係を調べた。（図
３）
ディエライトハニカムフィルタと同様のフィルタを同様
の方法で作製し、高比表面積材料として、フィルタの平
均細孔径よりも大きな粒径の活性アルミナとフィルタの
平均細孔径よりも小さな粒径の活性アルミナ（住友化学
製）合計６７０ｇ、とアルミナゾル（日産化学製）３３
０ｇを水４リッターとともに混合し、撹拌した活性アル
ミナスラリーに前記フィルタをウォッシュコートした。
コート量６０ｇ／Ｌとし、活性アルミナの粒径を変化さ
せたフィルタを作製した。その後、エアークリーナーお
よび圧縮エアーで余分に付着したスラリーをできるだけ
完全に取り除く。さらにその後、１２０℃で２時間乾燥
し、８００℃で焼成した。コート量を調べた後、塩化白
金酸水溶液中に３０分浸し、１２０℃で２時間乾燥させ
た後、８００℃で焼成して白金を担持させた。その後、
ウォッシュコート処理したハニカム構造体のガス入口側
のセル開口部を一個おきに目封じし、ガス出口側では入
口側で目封じしてないセルについてのみ目封じし、触媒
担体付きフィルタを作製し、圧損の関係を調べた。（図
３）
【００２６】〔触媒担体付きフィルタの圧力損失の測
定〕実施例１，２、比較例１，２、により得られたすべ
てのフィルタについて、フィルタの入口側から圧縮エア
ーを流し、線速度１．８cm／sec での入口側と出口側の
差圧を測定した。圧力損失の測定結果を図２，３に示
す。この結果より、粒径の大きな高比表面積材料と小さ
な高比表面積材料を含む本発明のディーゼル排ガス浄化
フィルタは、所定の比表面積を得るために単一粒径の高
比表面積材料にてコーティングを施した比較例１，２よ
りも圧損が低いことがわかる。
定〕実施例１，２、比較例１，２、により得られたすべ
てのフィルタについて、フィルタの入口側から圧縮エア
ーを流し、線速度１．８cm／sec での入口側と出口側の
差圧を測定した。圧力損失の測定結果を図２，３に示
す。この結果より、粒径の大きな高比表面積材料と小さ
な高比表面積材料を含む本発明のディーゼル排ガス浄化
フィルタは、所定の比表面積を得るために単一粒径の高
比表面積材料にてコーティングを施した比較例１，２よ
りも圧損が低いことがわかる。
【図１】本発明のフィルタの模式図である。
【図２】実施例、比較例のフィルタのアルミナコート量
と圧損の関係を示す。
と圧損の関係を示す。
【図３】フィルタのアルミナ平均径／細孔径と圧損の関
係を示す。
係を示す。
１…目封じ材 ２…セル側壁 ３…小粒径の活性アルミナ粒子 ４…大粒径の活性アルミナ粒子 ５…セル側壁の細孔 ６…ガス入口側 ７…ガス出口側
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｃ (72)発明者 影山 照高 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 近藤 寿治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 セラミックハニカム構造体のセル開口部
の両端を交互に目封じすることによりハニカムのセル側
壁の気孔を通過して排ガスを隣接するセルに流し、排ガ
スに含まれるパティキュレートのみをセル側壁の表面お
よび内部で捕集するようにした多孔質セラミックフィル
タにおいて、セル側壁の表面にはフィルタの平均細孔径
よりも大きな粒径Ａの活性アルミナの多孔質コート層を
有し、かつセル細孔内部にはフィルタの平均細孔径より
も小さい粒径Ｂの活性アルミナがコーティングされてい
ることを特徴とするディーゼル排ガス浄化フィルタ。 - 【請求項２】 粒子Ａと粒子Ｂの比が重量比でＢ／Ａ＝
２／８〜８／２である請求項１記載のフィルタ。 - 【請求項３】 少なくとも一種類の白金族元素からなる
触媒金属が担持されている請求項１又は２に記載のフィ
ルタ。 - 【請求項４】 活性アルミナをコーティングした後のフ
ィルタ気孔率が４０％以上で、平均細孔径が５μｍ以上
３５μｍ以下である請求項１，２又は３記載のフィル
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7343719A JPH09173866A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ディーゼル排ガス浄化フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7343719A JPH09173866A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ディーゼル排ガス浄化フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09173866A true JPH09173866A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18363730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7343719A Pending JPH09173866A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ディーゼル排ガス浄化フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09173866A (ja) |
Cited By (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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