JPH0929024A - 排ガスフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルター特性に優れ、熱膨張係数が小さく
耐熱衝撃性に優れ、さらに耐熱性に優れた排ガスフィル
ターを提供することを目的とする。 【構成】 本発明の排ガスフィルター２１は、本体が柱
状をなし、内部に排ガスの入口側から出口側に向けて軸
方向に多数のセル２２が形成され、このセル２２は排ガ
スの入口側か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤２４
により閉塞され、本体の主成分がチタン酸アルミニウム
より成る排ガスフィルター２１であり、セル２２を区画
形成する薄壁の壁厚が０．１〜１．０ｍｍである構成か
ら成る。また、軸方向に多数形成されたセル２２のセル
数が軸方向に垂直な断面の１ｃｍ ²当たり４〜８１セル
であり、本体の気孔率が２０〜８０％であり、平均細孔
径が０．５〜４０μｍである構成から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、適正なセル構造を有
し、セルを区画形成する薄壁の壁厚，圧力損失及び気孔
率を制御しフィルター特性に優れ、熱膨張係数が小さく
耐熱衝撃性に優れ、さらに耐熱性に優れたディーゼルエ
ンジン，ボイラー，高温燃焼装置等から排出される微粒
子を除去するのに好適な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、大都市圏におけるＮＯ_Xや浮遊粒
子状物質（以下、微粒子とする）による大気汚染の悪化
が進んでいる。このうち大気中に浮遊する微粒子につい
ては、ディーゼルエンジンから排出される黒煙が微粒子
全体の３０〜４０％を占めると言われており、しかもそ
の中にはベンズピレンなどに見られる様に多環芳香族炭
化水素等の変異原性や発癌性のある成分が含まれてい
る。

【０００３】そこで、この黒煙対策のうち最も効果が期
待されるものとして、排気系中で微粒子を捕集した後自
己再生を行う排ガス浄化装置がある。この排ガス浄化装
置は排気系中に設けられるもので、主に排ガス中の微粒
子を捕獲する排ガスフィルターと、捕獲された微粒子を
燃焼させる再生装置から成っている。この再生方法に
は、例えば電気ヒータ方式、バーナ方式、熱風方式、逆
洗方式等があるがどの再生方法にも一長一短がある。

【０００４】従来、この種の排ガスフィルターの主流と
なっていたのは米国特許第４３６４７６１号公報に開示
されている様なセラミックモノリシック壁流型微粒子用
フィルター（以下、セラミックモノリシック型フィルタ
ーとする）であった。このタイプのセラミックモノリシ
ック型フィルターの側断面図を図３に示した。（図３）
において、１１はハニカムセラミックスで構成された円
筒状の本体で、本体１１には多数のセル１２，１３が設
けられている。１４は閉塞剤で、閉塞剤１４はセル１
２，１３の排ガスの入口側１５か出口側１６のいずれか
一方を交互に閉塞している。従って、微粒子を含む排ガ
スは出口側１６が閉塞されているセル１２に流入し、多
孔壁１７を通過し隣接する入口側１５が閉塞されている
セル１３に押しやられる。この際、微粒子は多孔壁１７
を通過する際に濾過され、微粒子は多孔壁１７中に捕集
される。捕集された微粒子の量が多くなると、多孔壁１
７が微粒子によって詰まり、ディーゼルエンジン排気装
置の背圧が増加する。このため、捕集された微粒子量が
一定量を越えた時に微粒子を除去することによって、背
圧増加によるエンジンの負荷増加を抑える必要があっ
た。

【０００５】この微粒子は、固定炭素成分と有機溶剤に
溶解可能な可溶性有機成分から成り、どちらも可燃性
で、エンジンの種類や負荷条件によって若干の温度差は
あるが、約６５０℃以上の温度に加熱すれば燃焼してし
まう。そこで、従来は電気ヒータ、バーナ、熱風等の加
熱手段を用いてこれらの微粒子を再燃焼させることによ
って、多孔壁１７を再生する方法が試みられている。

【０００６】従来の排ガスフィルターは、この再生燃焼
時に発生する温度勾配に起因する熱応力に耐えられる様
に、代表的な低熱膨張セラミックであるコージェライト
を用いていた。例えば、特開昭６２−２２５２４９号公
報には主成分の化学組成が重量基準でＳｉＯ₂４２〜５
６％、Ａｌ₂Ｏ₃３０〜４５％、ＭｇＯ１２〜１６％で結
晶相の主成分がコージェライトから成るハニカム構造を
有し、気孔率が３０％以下で、ハニカム構造の軸方向の
４０〜８００℃の間の熱膨張係数が０．８×１０^-6／℃
以下、層方向の４０〜８００℃の間の熱膨張係数が１．
０×１０^-6／℃以下である事を特徴とするコージェライ
トハニカム構造触媒担体が開示されている。また、特開
平２−５２０１５号公報には主成分の化学組成がＳｉＯ
₂４２〜５６重量％、Ａｌ₂Ｏ₃３０〜４５重量％、Ｍｇ
Ｏ１２〜１６重量％で結晶相の主成分がコージェライト
から成る多孔質ハニカムフィルターであって、気孔率が
４０％以上５５％以下で、直径２μｍ以下の細孔容積が
０．０１５ｃｃ／ｇ以下である事を特徴とする多孔質セ
ラミックハニカムフィルターが開示されている。

【０００７】

【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、ハニカム体の材質としてコージェライトを
使用しているため再生燃焼時に時々発生する瞬間的な高
温に対する耐熱性が不十分であると同時により急激な温
度勾配に起因する熱応力に対する耐熱衝撃性も不十分で
あるという欠点を有していた。

【０００８】さらに、排ガスフィルターの気孔率が３０
％以下になると排ガスの入口側と出口側との間の圧力損
失が増加する傾向にありディーゼルエンジン排気装置の
背圧が大きくなり、その結果エンジンの負荷が大きくな
ってしまうという欠点と、気孔率が小さいため排ガス中
の微粒子の捕集時間が短くなり捕集効率が低下してしま
うという欠点を有していた。また、気孔率が４０〜５５
％の排ガスフィルターであっても細孔の大きさ、セルを
区画形成する多孔壁の壁厚、排ガスフィルターの軸方向
に垂直な断面の単位面積当たりのセル数により排ガスの
入口側と出口側との間の圧力損失が増加する場合があ
り、その結果エンジンの負荷が大きくなったり微粒子の
捕集時間が短くなり捕集効率が低下したりする可能性が
ある。

【０００９】そこで、排ガスフィルターの入口側と出口
側との間の圧力損失を小さくするため、造孔剤の添加量
を増やして気孔率が８５％程度の排ガスフィルターを作
製したところ、機械的強度が小さくなるため排ガスフィ
ルターの耐熱衝撃性が劣化し、再生燃焼時に発生する温
度勾配に起因する熱応力に耐えられずに破壊した。ま
た、気孔率を高くしたため細孔同士が結合し、平均細孔
径が４０〜５０μｍ程度以上の大きな細孔が生じ、排ガ
ス中の微粒子が捕集されずに大気中に放出されてしまう
という好ましくない結果となった。

【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、微粒子を捕集するための適正なフィルター構造及び
セル構造を有し、セルを区画形成する薄壁の壁厚，圧力
損失及び気孔率を制御しフィルター特性に優れ、熱膨張
係数が小さく耐熱衝撃性に優れ、さらに耐熱性に優れた
排ガスフィルターを提供することを目的とする。

【００１１】

【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に記載の排ガスフィルターは、本
体が柱状をなし、内部に排ガスの入口側から出口側に向
けて軸方向に多数のセルが形成され、このセルは排ガス
の入口側か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により
閉塞され、本体の主成分がチタン酸アルミニウムより成
る排ガスフィルターであり、セルを区画形成する薄壁の
壁厚が０．１〜１．０ｍｍ、好ましくは０．２〜０．７
ｍｍである構成から成る。薄壁の壁厚が０．２ｍｍ未満
では排ガスフィルターの機械的強度が小さくなりエンジ
ンの排気系に装着した時自動車の振動に耐えられずに破
壊する傾向と製造が困難になる傾向があり、また０．７
ｍｍを越えると排ガスの入口側と出口側との間の圧力損
失が増加しエンジンの負荷が大きくなる傾向にあるので
いずれも好ましくない。一方、本体が高融点のチタン酸
アルミニウムより成る排ガスフィルターであるため高い
耐熱衝撃性と耐熱性が得られる。

【００１２】請求項２に記載の排ガスフィルターは、本
体が柱状をなし、内部に排ガスの入口側から出口側に向
けて軸方向に多数のセルが形成され、このセルは排ガス
の入口側か出口側のいずれか一方が交互に閉塞剤により
閉塞され、本体と閉塞剤の主成分がチタン酸アルミニウ
ムより成る排ガスフィルターであり、セルを区画形成す
る薄壁の壁厚が０．１〜１．０ｍｍ、好ましくは０．２
〜０．７ｍｍである構成から成る。本体と閉塞剤が高融
点のチタン酸アルミニウムより成る排ガスフィルターで
あるため高い耐熱衝撃性と耐熱性が得られる。

【００１３】請求項３に記載の排ガスフィルターは、請
求項１又は２において軸方向に多数形成されたセルのセ
ル数が、軸方向に垂直な断面の１ｃｍ²当たり４〜８１
セルである構成から成る。セル数が４セル未満では排ガ
ス中の微粒子の捕集効率が低下し、また８１セルを越え
ると排ガスの入口側と出口側との間の圧力損失が増加す
る傾向にあるのでいずれも好ましくない。

【００１４】請求項４に記載の排ガスフィルターは、請
求項１又は２において本体の気孔率が２０〜８０％、好
ましくは３０〜７０％であり、平均細孔径が０．５〜４
０．０μｍ、好ましくは１．０〜３５．０μｍである構
成から成る。気孔率が３０％未満では圧力損失が増加す
る傾向にあり、７０％を越えると排ガス中の微粒子の捕
集効率が低下しさらに機械的強度が低下する傾向にある
のでいずれも好ましくない。また、平均細孔径が１．０
μｍ未満では排ガスの入口側と出口側との間の圧力損失
が増加する傾向にあり、３５．０μｍを越えると排ガス
中の微粒子の捕集効率が低下する傾向にあるのでいずれ
も好ましくない。

【００１５】請求項５に記載の排ガスフィルターは、請
求項１又は２において本体の室温から８５０℃までの軸
方向の熱膨張がマイナスの値を有する構成から成る。本
体の室温から８５０℃までの軸方向の熱膨張がマイナス
の値を有することにより温度の上昇に伴い軸方向に収縮
する傾向にあるため高い耐熱衝撃性が得られるものと考
えられる。

【００１６】請求項６に記載の排ガスフィルターは、再
生燃焼時に燃焼温度が少なくとも１３００℃以上になる
ことがある再生システムに使用される構成から成る。

【００１７】

【作用】この構成によって、排ガスフィルターのセルを
区画形成する薄壁の壁厚を０．２〜０．７ｍｍとし、軸
方向に垂直な断面のセル数を４〜８１セルとし、さらに
平均細孔径を１．０〜３５．０μｍとし、気孔率を３０
〜７０％とすることにより排ガス中の微粒子を効率よく
捕集できるフィルター特性に優れた排ガスフィルターを
実現することができる。また、排ガスフィルターの本
体、若しくは本体と閉塞剤の主成分をチタン酸アルミニ
ウムとし、本体の室温から８５０℃までの軸方向の熱膨
張をマイナスの値とすることにより耐熱性と耐熱衝撃性
に優れた排ガスフィルターを実現することができる。

【００１８】

【実施例】以下本発明の一実施例における排ガスフィル
ター及びその製造方法について詳細に説明する。

【００１９】（実施例１）図１は本発明の第１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１実施例における排ガスフィルターの要部断面
図である。２１は本発明の第１実施例における排ガスフ
ィルター、２２はセル、２３はセル２２を区画形成する
薄壁、２４は閉塞剤、２５は排ガス流入口、２６は排ガ
ス流出口である。

【００２０】図１及び図２から明らかな様に、本実施例
の排ガスフィルター２１は、柱状をなし、内部に排ガス
の入口側２７から出口側２８に向けて軸方向に多数のセ
ル２２が形成され、このセル２２は排ガスの入口側２７
か出口側２８のいずれか一方が交互に閉塞剤２４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。

【００２１】以上の様に構成された本実施例の排ガスフ
ィルター２１について、以下その製造方法を説明する。
主成分がチタン酸アルミニウムより成るチタン酸アルミ
ニウム質粉末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有機高分子系の造孔剤と水とを（表
１）に示した比率になる様に配合し、高速ミキサーで３
分間混合した後、混練機で３０〜１２０分間混練して押
出し成型用塊状物を得た。

【００２２】

【表１】

【００２３】次に、得られた塊状物を真空押出し機を用
いて直径１７０ｍｍ、高さ１８０ｍｍの軸方向に多数の
セル２２を有する柱状成形体を、セル２２を区画形成す
る薄壁２３の壁厚を変化させて作製した後、各々の成形
体を乾燥機を用いて８０〜１００℃の温度で２４時間乾
燥した。次いで、乾燥した各々の成形体の両端のセル２
２のいずれか一方を交互に閉塞剤２４により閉塞した
後、電気炉を用いて１４８０〜１５２０℃の温度範囲内
で焼成して焼成体を作製し、仕上げ加工して直径１４０
ｍｍ、高さ１５０ｍｍの図１に示す本実施例の排ガスフ
ィルター２１を作製した。

【００２４】次いで、得られた排ガスフィルター２１に
ついて、セル２２を区画形成する薄壁２３の壁厚と軸方
向の引張強度、４００ｃｍ／ｓｅｃの送風速度下におけ
る圧力損失の関係を測定し、次いでセル数の測定、縦型
熱膨張計による熱膨張係数の測定、水銀ポロシメータに
よる平均細孔径と気孔率の測定をそれぞれ実施した。そ
れによると、本実施例の排ガスフィルター２１の軸方向
に垂直な断面の１ｃｍ ²当たりのセル数は４９セルであ
り、本体の平均細孔径は２８μｍ、本体の気孔率は５３
％であった。室温から８５０℃までの軸方向の熱膨張係
数は−１．２×１０^-6／℃でありマイナスの値を有して
いた。排ガスフィルター２１のセル２２を区画形成する
薄壁２３の壁厚と軸方向の引張強度、４００ｃｍ／ｓｅ
ｃの送風速度下における圧力損失の関係を（表２）に示
した。ただし表中に※印を付与したものは本発明の範囲
外のものである。

【００２５】

【表２】

【００２６】（表２）から明らかな様に本発明による番
号の３〜９は、セル２２を区画形成する薄壁２３の壁厚
は０．２〜０．７ｍｍであり、壁厚が０．２ｍｍ未満で
は軸方向の引張り強度が小さくなる傾向にあり、また壁
厚が０．７ｍｍを越えると圧力損失が増加する傾向にあ
った。さらに、本実施例の排ガスフィルター２１の電気
炉による耐熱性試験と水中急冷法による耐熱衝撃性試験
を従来の技術のコージェライト質ハニカム体と比較しな
がら実施したところ、コージェライト質ハニカム体は１
４４０℃で完全に溶融したのに対して、本実施例の排ガ
スフィルター２１は１５００℃でも溶融せず、また優れ
た耐熱衝撃性を有していた。

【００２７】以上の様に本実施例によれば、排ガスフィ
ルター２１のセル２２を区画形成する薄壁２３の壁厚を
制御することによりフィルター特性に優れ、本体の主成
分をチタン酸アルミニウムとすることにより熱膨張係数
が小さく耐熱衝撃性に優れ、さらに耐熱性に優れた排ガ
スフィルター２１が得られることがわかった。

【００２８】（実施例２）主成分がチタン酸アルミニウ
ムより成るチタン酸アルミニウム質粉末とメチルセルロ
ース系の結合剤と高分子エステル系の潤滑剤と有機高分
子系の造孔剤と水とを（表３）に示した比率になる様に
配合し、高速ミキサーで３分間混合した後、混練機で３
０〜１２０分間混練して押出し成型用塊状物を得た。

【００２９】

【表３】

【００３０】次に、得られた塊状物を真空押出し機を用
いて直径１７０ｍｍ、高さ１８０ｍｍの軸方向に多数の
セル２２を有する柱状成形体をセル２２を区画形成する
薄壁２３の壁厚を変化させて作製した後、各々の成形体
を乾燥機を用いて８０〜１００℃の温度で２４時間乾燥
した。次いで、乾燥した各々の成形体の両端のセル２２
のいずれか一方を交互に主成分がチタン酸アルミニウム
より成る閉塞剤２４により閉塞した後、電気炉を用いて
１４８０〜１５２０℃の温度範囲内で焼成して焼成体を
作製し、仕上げ加工して直径１４０ｍｍ、高さ１５０ｍ
ｍの本実施例の排ガスフィルター２１を作製した。

【００３１】次いで、（実施例１）と同様に得られた該
排ガスフィルター２１について、セル２２を区画形成す
る薄壁２３の壁厚と軸方向の引張強度、４００ｃｍ／ｓ
ｅｃの送風速度下における圧力損失の関係を測定し、次
いでセル数の測定、縦型熱膨張計による熱膨張係数の測
定、水銀ポロシメータによる平均細孔径と気孔率の測定
をそれぞれ実施した。それによると、本実施例の排ガス
フィルター２１の軸方向に垂直な断面の１ｃｍ²当たり
のセル数は６４セルであり、本体の平均細孔径は４１μ
ｍ、本体の気孔率は６１％であった。

【００３２】室温から８５０℃までの軸方向の熱膨張係
数は−１．０×１０^-6／℃でありマイナスの値を有して
いた。排ガスフィルター２１のセル２２を区画形成する
薄壁２３の壁厚と軸方向の引張強度、４００ｃｍ／ｓｅ
ｃの送風速度下における圧力損失の関係は（実施例１）
と同様の傾向にあり、本発明のセル２２を区画形成する
薄壁２３の壁厚は０．２〜０．７ｍｍであり、壁厚が
０．２ｍｍ未満では軸方向の引張り強度が小さくなる傾
向にあり、また壁厚が０．７ｍｍを越えると圧力損失が
増加する傾向にあった。さらに、本実施例の排ガスフィ
ルター２１は本体と閉塞剤２４の両方の主成分をチタン
酸アルミニウムとした為、１５００℃でも溶融しないと
同時に（実施例１）よりも優れた耐熱衝撃性を有してい
た。

【００３３】以上の様に本実施例によれば、排ガスフィ
ルター２１のセル２２を区画形成する薄壁２３の壁厚を
制御することによりフィルター特性に優れ、本体と閉塞
剤２４の両方の主成分をチタン酸アルミニウムとするこ
とにより熱膨張係数が小さく耐熱衝撃性に優れ、さらに
耐熱性に優れた排ガスフィルター２１が得られることが
わかった。

【００３４】（実施例３）主成分がチタン酸アルミニウ
ムより成るチタン酸アルミニウム質粉末とメチルセルロ
ース系の結合剤と高分子エステル系の潤滑剤と有機高分
子系の造孔剤と水とを（表４）に示した比率になる様に
配合し、高速ミキサーで３分間混合した後、混練機で３
０〜１２０分間混練して押出し成型用塊状物を得た。

【００３５】

【表４】

【００３６】次に、得られた塊状物を真空押出し機を用
いて直径１７０ｍｍ、高さ１８０ｍｍの軸方向に多数の
セル２２を有する柱状成形体を、軸方向に垂直な断面の
１ｃｍ²当たりのセル数を変化させて作製した後、各々
の成形体を乾燥機を用いて８０〜１００℃の温度で２４
時間乾燥した。次いで、乾燥した各々の成形体の両端の
セル２２のいずれか一方を交互に閉塞剤２４により閉塞
した後、電気炉を用いて１４８０〜１５２０℃の温度範
囲内で焼成して焼成体を作製し、仕上げ加工して直径１
４０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの本実施例の排ガスフィルタ
ー２１を作製した。

【００３７】次いで、本実施例の排ガスフィルター２１
の軸方向に垂直な断面の１ｃｍ²当たりのセル数と４０
０ｃｍ／ｓｅｃの送風速度下における圧力損失、捕集効
率の関係を測定した。それによると、軸方向に垂直な断
面の１ｃｍ²当たりのセル数が４セル未満では排ガス中
の微粒子の捕集効率が低下し、また８１セルを越えると
排ガスの入口側２７と出口側２８との間の圧力損失が増
加する傾向にあったので、本発明の排ガスフィルター２
１の軸方向に垂直な断面の１ｃｍ²当たりのセル数は４
〜８１セルである。

【００３８】また、本実施例の排ガスフィルター２１も
（実施例１），（実施例２）と同様に、電気炉による耐
熱性試験と水中急冷法による耐熱衝撃性試験を従来の技
術のコージェライト質ハニカム体と比較しながら実施し
たところ、コージェライト質ハニカム体は１４４０℃で
完全に溶融したのに対して、本実施例の排ガスフィルタ
ー２１は１５００℃でも溶融せず、また優れた耐熱衝撃
性を有していた。また、室温から８５０℃までの軸方向
の熱膨張係数は−１．５×１０^-6／℃でありマイナスの
値を有していた。

【００３９】以上の様に本実施例によれば、排ガスフィ
ルター２１の軸方向に垂直な断面の１ｃｍ²当たりのセ
ル数を制御することによりフィルター特性に優れ、本体
の主成分をチタン酸アルミニウムとすることにより熱膨
張係数が小さく耐熱衝撃性に優れ、さらに耐熱性に優れ
た排ガスフィルター２１が得られることがわかった。ま
た、閉塞剤の主成分をチタン酸アルミニウムとしても良
い。

【００４０】（実施例４）主成分がチタン酸アルミニウ
ムより成るチタン酸アルミニウム質粉末とメチルセルロ
ース系の結合剤と高分子エステル系の潤滑剤と有機高分
子系の造孔剤と水とを（表５）に示した比率になる様に
配合し、高速ミキサーで３分間混合した後、混練機で３
０〜１２０分間混練して押出し成型用塊状物を各々得
た。

【００４１】

【表５】

【００４２】次に、得られた塊状物を真空押出し機を用
いて直径１８０ｍｍ、高さ１９０ｍｍの軸方向に多数の
セル２２を有する柱状成形体を、造孔剤量を変化させて
作製した後、各々の成形体を乾燥機を用いて８０〜１０
０℃の温度で２４時間乾燥した。次いで、乾燥した各々
の成形体の両端のセル２２のいずれか一方を交互に閉塞
剤２４により閉塞した後、電気炉を用いて１４８０〜１
５２０℃の温度範囲内で焼成して焼成体を作製し、仕上
げ加工して直径１４０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの本実施例
の排ガスフィルター２１を作製した。

【００４３】次いで、本実施例の排ガスフィルター２１
の本体の気孔率の水銀ポロシメータによる測定、軸方向
の引張り強度の測定、４００ｃｍ／ｓｅｃの送風速度下
における圧力損失の測定を各々実施し、それらの関係を
（表６）に示した。ただし表中に※印を付与したものは
本発明の範囲外のものである。

【００４４】

【表６】

【００４５】（表６）から明らかな様に本発明による番
号の３〜７は、気孔率が３０〜７０％であり、気孔率が
３０％未満では圧力損失が増加し排ガス中の微粒子の捕
集効率が低下する傾向にあり、また気孔率が７０％を越
えると軸方向の引張り強度が小さくなる傾向にあった。
さらに、本発明による番号の３〜７は平均細孔径が１．
０〜３５．０μｍの範囲内にあった。また、本実施例の
排ガスフィルター２１も（実施例１），（実施例２）と
同様に、電気炉による耐熱性試験と水中急冷法による耐
熱衝撃性試験を従来の技術のコージェライト質ハニカム
体と比較しながら実施したところ、コージェライト質ハ
ニカム体は１４４０℃で完全に溶融したのに対して、本
実施例の排ガスフィルター２１は１５００℃でも溶融せ
ず、また優れた耐熱衝撃性を有していた。また、室温か
ら８５０℃までの軸方向の熱膨張係数は−１．７×１０
^-6／℃でありマイナスの値を有していた。

【００４６】以上の様に本実施例によれば、排ガスフィ
ルター２１の気孔率と平均細孔径を制御することにより
フィルター特性に優れ、本体の主成分をチタン酸アルミ
ニウムとすることにより熱膨張係数が小さく耐熱衝撃性
に優れ、さらに耐熱性に優れた排ガスフィルター２１が
得られることがわかった。また、閉塞剤２４の主成分を
チタン酸アルミニウムとしても良い。

【００４７】（実施例５）主成分がチタン酸アルミニウ
ムより成るチタン酸アルミニウム質粉末とメチルセルロ
ース系の結合剤と高分子エステル系の潤滑剤と有機高分
子系の造孔剤と水とを（表３）に示した比率になる様に
配合し、高速ミキサーで３分間混合した後、混練機で３
０〜１２０分間混練して押出し成型用塊状物を得た。次
に、得られた塊状物を真空押出し機を用いて直径１７０
ｍｍ、高さ１８０ｍｍの軸方向に多数のセル２２を有す
る柱状成形体を作製した後、乾燥機を用いて８０〜１０
０℃の温度で２４時間乾燥した。次いで、乾燥した成形
体の両端のセル２２のいずれか一方を交互に主成分がチ
タン酸アルミニウムより成る閉塞剤２４により閉塞した
後、電気炉を用いて１４８０〜１５２０℃の温度範囲内
で焼成して焼成体を作製し、仕上げ加工して直径１４０
ｍｍ、高さ１５０ｍｍの本実施例の排ガスフィルター２
１を作製した。

【００４８】次に、作製した排ガスフィルター２１を電
気ヒータ方式を採用した再生燃焼システムにセットした
後、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中の微粒
子を排ガスフィルター２１の体積１リットル当たり５ｇ
〜５０ｇ堆積させて再生燃焼試験を実施した。その結
果、本実施例の排ガスフィルター２１は再生燃焼時の燃
焼温度が１３００℃以上になっても溶融したり熱衝撃で
割れたりする事がなく、また燃焼温度が１５００℃に達
しても良好な耐熱性と耐熱衝撃性を有していた。

【００４９】以上の様に本実施例によれば、再生燃焼時
に燃焼温度が少なくとも１３００℃以上になっても溶融
したり熱衝撃で割れたりする事がなく、良好な耐熱性と
耐熱衝撃性を有している排ガスフィルターが得られるこ
とがわかった。

【００５０】

【発明の効果】以上の様に本発明によれば以下の優れた
効果を奏する。すなわち、 ・排ガスフィルターの本体若しくは本体と閉塞剤の主成
分をチタン酸アルミニウムとすることにより、本体の軸
方向の熱膨張がマイナスの値となるため、耐熱衝撃性と
耐熱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。

【００５１】・排ガスフィルターの内部のセルを区画形
成する薄壁の壁厚を０．１〜１．０ｍｍとし、セルのセ
ル数を軸方向に垂直な断面の１ｃｍ²当たり４〜８１セ
ルとし、本体の気孔率を２０〜８０％とすることによ
り、フィルター特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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における排ガスフィルター
の外観斜視図

【図２】本発明の第１実施例における排ガスフィルター
の要部断面図

【図３】従来のセラミックモノリシック型フィルターの
側断面図

【符号の説明】

１２，１３ セル １４ 閉塞剤 １５ 入口側 １６ 出口側 １７ 多孔壁 ２１ 排ガスフィルター ２２ セル ２３ 薄壁 ２４ 閉塞剤 ２５ 排ガス流入口 ２６ 排ガス流出口 ２７ 入口側 ２８ 出口側

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体が柱状をなし、内部に排ガスの入口側
   から出口側に向けて軸方向に多数のセルが形成され、こ
   のセルは排ガスの入口側か出口側のいずれか一方が交互
   に閉塞剤により閉塞され、本体の主成分がチタン酸アル
   ミニウムより成る排ガスフィルターであり、セルを区画
   形成する薄壁の壁厚が０．１〜１．０ｍｍ、好ましくは
   ０．２〜０．７ｍｍであることを特徴とする排ガスフィ
   ルター。
2. 【請求項２】本体が柱状をなし、内部に排ガスの入口側
   から出口側に向けて軸方向に多数のセルが形成され、こ
   のセルは排ガスの入口側か出口側のいずれか一方が交互
   に閉塞剤により閉塞され、本体と閉塞剤の主成分がチタ
   ン酸アルミニウムより成る排ガスフィルターであり、セ
   ルを区画形成する薄壁の壁厚が０．１〜１．０ｍｍ、好
   ましくは０．２〜０．７ｍｍであることを特徴とする排
   ガスフィルター。
3. 【請求項３】前記軸方向に多数形成されたセルのセル数
   が、軸方向に垂直な断面の１ｃｍ²当たり４〜８１セル
   であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の排
   ガスフィルター。
4. 【請求項４】前記本体の気孔率が２０〜８０％、好まし
   くは３０〜７０％であり、平均細孔径が０．５〜４０．
   ０μｍ、好ましくは１．０〜３５．０μｍであることを
   特徴とする請求項１又は請求項２記載の排ガスフィルタ
   ー。
5. 【請求項５】前記本体の室温から８５０℃までの軸方向
   の熱膨張がマイナスの値を有することを特徴とする請求
   項１又は請求項２記載の排ガスフィルター。
6. 【請求項６】再生燃焼時に燃焼温度が少なくとも１３０
   ０℃以上になることがある再生システムに使用されるこ
   とを特徴とする排ガスフィルター。