JPS59127618A - ハニカム状フイルタの製造法 - Google Patents
ハニカム状フイルタの製造法Info
- Publication number
- JPS59127618A JPS59127618A JP61983A JP61983A JPS59127618A JP S59127618 A JPS59127618 A JP S59127618A JP 61983 A JP61983 A JP 61983A JP 61983 A JP61983 A JP 61983A JP S59127618 A JPS59127618 A JP S59127618A
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- JP
- Japan
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- honeycomb
- honeycomb body
- alumina cement
- compound
- sealed
- 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
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
- B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
- B01D39/2072—Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being particulate or granular
- B01D39/2075—Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being particulate or granular sintered or bonded by inorganic agents
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ディーゼルエンジン等の排ガス中に含まれる
微粒子を除去するだめのフィルタに関するもので、よυ
詳しくは、耐熱性に優れた小型。
微粒子を除去するだめのフィルタに関するもので、よυ
詳しくは、耐熱性に優れた小型。
高性能なハニカム状フィルタの製造法に関する。
従来例の構成とその問題点
従来、この種のフィルタ材料として広く用いられている
ものに、ガラスファイバ、セラミソクファイハ、スチー
ルウオール、ｚチールメツシュ構造体、吸着材等の充填
材を含んだもの等種々あるが、微粒子除去を目的とした
場合、目の細がいものを用い々ければ捕集効率が上がら
ないが、そのことは、圧力損失の増大を招く結果となる
。これらを解決するため麺は、フィルタ面積を大きくす
る必要があるが、従来のフィルタ材料では、波型構造、
二重円筒状等の構造しか取られず、フィルタ面積の飛躍
的な増大は望めなかった。
ものに、ガラスファイバ、セラミソクファイハ、スチー
ルウオール、ｚチールメツシュ構造体、吸着材等の充填
材を含んだもの等種々あるが、微粒子除去を目的とした
場合、目の細がいものを用い々ければ捕集効率が上がら
ないが、そのことは、圧力損失の増大を招く結果となる
。これらを解決するため麺は、フィルタ面積を大きくす
る必要があるが、従来のフィルタ材料では、波型構造、
二重円筒状等の構造しか取られず、フィルタ面積の飛躍
的な増大は望めなかった。
一方、特許β；３５７−４２３１７号公報に見られるよ
うなハニカム構造体は、フィルタ表面積を飛躍的に増大
でき、そのため、小型、高性能な微粒子フィルタの可能
性をもっている。
うなハニカム構造体は、フィルタ表面積を飛躍的に増大
でき、そのため、小型、高性能な微粒子フィルタの可能
性をもっている。
第１〜２図たこの・・ニカム状フィルタの構成を示す。
ここに示すフィルタ１は円柱体に方形を基本として多数
の孔を設けたもので、孔２に対しては上端を封孔材３に
よって封孔し、孔４に対しては下端を封孔材５によって
封孔するというように、孔の上下を交互に封孔している
。
の孔を設けたもので、孔２に対しては上端を封孔材３に
よって封孔し、孔４に対しては下端を封孔材５によって
封孔するというように、孔の上下を交互に封孔している
。
図の上方から送られる排ガスは、孔４から７・ニカム体
内に入り、孔４と孔２の壁面の微細孔を通過し、孔２か
ら下方へ排出される。このとき、壁面を通過する段階で
、排ガス中の微粒子は、ハニカム構造体の内部に残され
る。
内に入り、孔４と孔２の壁面の微細孔を通過し、孔２か
ら下方へ排出される。このとき、壁面を通過する段階で
、排ガス中の微粒子は、ハニカム構造体の内部に残され
る。
従来、このハニカム構造体は、各種粘土質材料に、高温
で酸化燃焼し、気孔となる材料を混合。
で酸化燃焼し、気孔となる材料を混合。
混練し、ハニカム状に成形後乾燥し、１０００℃以上の
温度で焼成した後、貫通孔の所定の位置を封孔材で封じ
ることによって製造されている。そのためハニカム構造
体が高価であり、またハニカム構造体と封孔材の密着性
が悪く、特に微粒子の燃焼によるフィルタ再生時に封孔
材が外れ、封じ効果がなくなる等の問題があった。
温度で焼成した後、貫通孔の所定の位置を封孔材で封じ
ることによって製造されている。そのためハニカム構造
体が高価であり、またハニカム構造体と封孔材の密着性
が悪く、特に微粒子の燃焼によるフィルタ再生時に封孔
材が外れ、封じ効果がなくなる等の問題があった。
発明の目的
本発明は、以上のような不都合を解消し、ディーゼルエ
ンジン等の排ガス中の微粒子を取り除くだめの小型、高
性能なハニカム状フィルタを安価に得る方法を提供する
ことを目的とする。
ンジン等の排ガス中の微粒子を取り除くだめの小型、高
性能なハニカム状フィルタを安価に得る方法を提供する
ことを目的とする。
発明の構成
本発明では、ハニカム状フィルタを得る結合剤としてア
ルミナセメントを用いる。これに骨材を加え、多孔性を
得るだめの炭素質化合物、さらに必要に応じてハニカム
状（資）成形する時に必要な粘性及び流動性を与えるだ
めの成形助剤を加え、混合する。炭素質化合物としては
、後に出てくる熱処理工程で、低温で燃焼する方が有利
であるだめ、樹脂、セルロース系化合物、活性炭・木炭
等の多孔質炭素材料が選ばれる。次に、これらに水を加
えて混練し、ハニカム状に成形するまでを第一工程とす
る。次にこのハニカム体の特定の位置を封孔材により封
孔する工程を第二工程とする。封孔材はハニカム体と強
固に結合し、またヒートサイクル等による耐久性を必要
とされるだめ、ノ・ニカム体と同一材料のアルミナセメ
ント及び骨材を選んだ方が良い。まだ特定の位置とは、
第１図及び第２図にハニカム体を示しだが、矢印のよう
に空気が流れるように、封孔する。次にこのノ・ニカム
体を高温多湿または湯中で養生し、アルミナセメントを
完全に硬化させたのち、乾燥し、前記炭素質化合物が燃
焼する温度で熱処理する工程を第三工程とする構成を有
する。
ルミナセメントを用いる。これに骨材を加え、多孔性を
得るだめの炭素質化合物、さらに必要に応じてハニカム
状（資）成形する時に必要な粘性及び流動性を与えるだ
めの成形助剤を加え、混合する。炭素質化合物としては
、後に出てくる熱処理工程で、低温で燃焼する方が有利
であるだめ、樹脂、セルロース系化合物、活性炭・木炭
等の多孔質炭素材料が選ばれる。次に、これらに水を加
えて混練し、ハニカム状に成形するまでを第一工程とす
る。次にこのハニカム体の特定の位置を封孔材により封
孔する工程を第二工程とする。封孔材はハニカム体と強
固に結合し、またヒートサイクル等による耐久性を必要
とされるだめ、ノ・ニカム体と同一材料のアルミナセメ
ント及び骨材を選んだ方が良い。まだ特定の位置とは、
第１図及び第２図にハニカム体を示しだが、矢印のよう
に空気が流れるように、封孔する。次にこのノ・ニカム
体を高温多湿または湯中で養生し、アルミナセメントを
完全に硬化させたのち、乾燥し、前記炭素質化合物が燃
焼する温度で熱処理する工程を第三工程とする構成を有
する。
実施例の説明
次に本発明の詳細な説明する。ノ・ニカム体を形成する
だめの材料としては、アルミナセメント、骨材、炭素質
化合物及び成形助剤を用いる。１ず、アルミナセメント
は、ＡＩ！２０３とＣａＯ分からなり、両者の比率は、
ＡＡＩ２０．分が小さく、Ｃｏ０分が多いと、高温にお
ける強度劣化が著しく認められる。本発明のハニカム状
フィルタは、フィルタの目づまりを再生するために、高
温（最低６００″Ｃ以上）処理を定期的に実施するよう
な使用法がなされるため、特に高、温での強度が必要と
なる。上記の温度以上で継続的に使用していくためには
、ＡＡＩ、、Ｏ，分が５０重量％以上、Ｃａｏ５＋が４
５重量％以下のアルミナセメントが適している。まだ、
これの配合割合は３０〜６０重量係が望ましい。
だめの材料としては、アルミナセメント、骨材、炭素質
化合物及び成形助剤を用いる。１ず、アルミナセメント
は、ＡＩ！２０３とＣａＯ分からなり、両者の比率は、
ＡＡＩ２０．分が小さく、Ｃｏ０分が多いと、高温にお
ける強度劣化が著しく認められる。本発明のハニカム状
フィルタは、フィルタの目づまりを再生するために、高
温（最低６００″Ｃ以上）処理を定期的に実施するよう
な使用法がなされるため、特に高、温での強度が必要と
なる。上記の温度以上で継続的に使用していくためには
、ＡＡＩ、、Ｏ，分が５０重量％以上、Ｃａｏ５＋が４
５重量％以下のアルミナセメントが適している。まだ、
これの配合割合は３０〜６０重量係が望ましい。
次に、骨材も高温の熱サイクルを考えた場合、結晶構造
がある温度で変化したり、熱膨張係数が大きいものは使
用できない。その意味で溶融シリカと呼ばれるものは、
５１０２純度が９５チ以上の原料を、１８０Ｑ−１″９
００″Ｃで７度溶融した後冷却。
がある温度で変化したり、熱膨張係数が大きいものは使
用できない。その意味で溶融シリカと呼ばれるものは、
５１０２純度が９５チ以上の原料を、１８０Ｑ−１″９
００″Ｃで７度溶融した後冷却。
粉砕されたもので、非常に小さい熱膨張率を有し、耐熱
特性にも優れていて好ましい。
特性にも優れていて好ましい。
炭素質化合物としては、熱処理工程により酸化され、Ｃ
Ｏ２，Ｈ２Ｃとなって飛散することにより、ハニカム体
に空気の通過できる気孔を設けるだめに材料中に混入す
るもので、しかも、低温（６ｏＯ°Ｃ以下）で完全酸化
されるものが望ましい。一般には、炭化水素化合物が適
しており、ポリエチレン。
Ｏ２，Ｈ２Ｃとなって飛散することにより、ハニカム体
に空気の通過できる気孔を設けるだめに材料中に混入す
るもので、しかも、低温（６ｏＯ°Ｃ以下）で完全酸化
されるものが望ましい。一般には、炭化水素化合物が適
しており、ポリエチレン。
ポリプロピレン等の樹脂材料、セルロース系化合物等が
使用できる。セルロース系化合物は、粘性を有するため
成形助剤の役割も果たすとともに、連続性気孔を作る働
きもする。一方、これを多量に使用することは、粘着性
が増し、逆に成形しにくくなるだめ、他の炭素質化合物
と混合するのが最も良い。
使用できる。セルロース系化合物は、粘性を有するため
成形助剤の役割も果たすとともに、連続性気孔を作る働
きもする。一方、これを多量に使用することは、粘着性
が増し、逆に成形しにくくなるだめ、他の炭素質化合物
と混合するのが最も良い。
次に炭素材料としては、黒鉛化度が大きく、比重の太き
いものは、熱処理での酸化性に乏しく、本発明の側斜と
しては不向きで、活性炭等の気孔性の炭素材料を使用す
るのがよい。これらの炭素質材料の粒度は、目的とする
排ガス中の微粒子の粒径により決定されるが、通常、微
粒子粒径の２倍から１００倍程度の粒度を有するものを
使用すれば、微粒子の捕集効果も良く、またフィルタに
よる圧力損失も小さいものが提供できる。炭素質化合物
の配合比は、原料中の１Ｑ〜４０重量係の範囲が良く、
これより少ないと圧力損失が大きすぎ、多いとノ・ニカ
ム体の機械的強度が著しく低下する。
いものは、熱処理での酸化性に乏しく、本発明の側斜と
しては不向きで、活性炭等の気孔性の炭素材料を使用す
るのがよい。これらの炭素質材料の粒度は、目的とする
排ガス中の微粒子の粒径により決定されるが、通常、微
粒子粒径の２倍から１００倍程度の粒度を有するものを
使用すれば、微粒子の捕集効果も良く、またフィルタに
よる圧力損失も小さいものが提供できる。炭素質化合物
の配合比は、原料中の１Ｑ〜４０重量係の範囲が良く、
これより少ないと圧力損失が大きすぎ、多いとノ・ニカ
ム体の機械的強度が著しく低下する。
次に、成形助剤としては、成形時の流れ性と保形性の両
方が求められるだめ、前記のセルロース系化合物や、油
、界面活性剤等を使用すればよい。
方が求められるだめ、前記のセルロース系化合物や、油
、界面活性剤等を使用すればよい。
いずれも１〜１０重量係程度の配合割合で良好な結果を
示す。
示す。
ハニカム状のフィルタを得るには、まず上記の材料を乾
式で十分に混合した後、水を加え、混練する。水の量は
、成形時の状態を大きく左右する。
式で十分に混合した後、水を加え、混練する。水の量は
、成形時の状態を大きく左右する。
アルミナセメントの完全硬化のためには、アルミナセメ
ントと同量（重量比）以上の水分が必要であるが、これ
では流動状態となり、押出成形は不可能となる。一般に
は、粉末原料の１５〜２５重量係相当が最良の値となる
。次にとの混練物を成形する。成形は、真空押出成形機
により、出口付近に設けたダイスから押出成形するのが
一般的である。ここまでの工程が第一工程となる。
ントと同量（重量比）以上の水分が必要であるが、これ
では流動状態となり、押出成形は不可能となる。一般に
は、粉末原料の１５〜２５重量係相当が最良の値となる
。次にとの混練物を成形する。成形は、真空押出成形機
により、出口付近に設けたダイスから押出成形するのが
一般的である。ここまでの工程が第一工程となる。
次に所定の寸法に切断した後、封孔材によシ封孔する。
封孔する位置は、第１図、第２図に示したように、空気
の流れが第２図の矢印のようになるような、ハニカム体
の両端を交互に封孔する。
の流れが第２図の矢印のようになるような、ハニカム体
の両端を交互に封孔する。
封孔する方法としては、所定の孔を目かくシシたスクリ
ーンを、ハニカム体の端面に張シ、封孔材中に浸漬し、
封孔し、もう一方のハニカム体の端面は、片側の所定の
位置が封孔されていれば、反対面から封孔材が流れ込む
ことがないため、そのまま封孔材中に浸漬すればよい。
ーンを、ハニカム体の端面に張シ、封孔材中に浸漬し、
封孔し、もう一方のハニカム体の端面は、片側の所定の
位置が封孔されていれば、反対面から封孔材が流れ込む
ことがないため、そのまま封孔材中に浸漬すればよい。
次に封孔材は、ハニカム体と強固に結合するとともに、
熱サイクルによる割れ、脱落等が生じないことが重要で
ある。そのだめ、組成はハニカム体と同一の材料を使用
して、熱膨張率を合わせるのがよい。壕だ、ハニカム体
のアルミナセメントが完全に硬化してしまってから封孔
するよシ、未硬化の状態で封孔する方がより強固に封孔
材とハニカム体が結合する。すなわち、ハニカム体を成
形してから、養生により完全に硬化する捷での間の第二
工程で封孔実施例 次に第三工程として、所定の位置を封孔されたハニカム
体を高温多湿条件下もしくは湯中で養生し、アルミナセ
メントを完全硬化させる。高温多湿条件としては、４０
’Ｃ以上であれば、悄ψに硬化が進み、温度が高ければ
高い程硬化までに要する時間が短くなる。一方、湿度も
６０〜７０％以上あることが、硬化中の割れ等を防止す
るために重要である。また、湯中では、未硬化のアルミ
ナセメントに対する水分の補給が十分となるため、よシ
望ましい条件といえる。
熱サイクルによる割れ、脱落等が生じないことが重要で
ある。そのだめ、組成はハニカム体と同一の材料を使用
して、熱膨張率を合わせるのがよい。壕だ、ハニカム体
のアルミナセメントが完全に硬化してしまってから封孔
するよシ、未硬化の状態で封孔する方がより強固に封孔
材とハニカム体が結合する。すなわち、ハニカム体を成
形してから、養生により完全に硬化する捷での間の第二
工程で封孔実施例 次に第三工程として、所定の位置を封孔されたハニカム
体を高温多湿条件下もしくは湯中で養生し、アルミナセ
メントを完全硬化させる。高温多湿条件としては、４０
’Ｃ以上であれば、悄ψに硬化が進み、温度が高ければ
高い程硬化までに要する時間が短くなる。一方、湿度も
６０〜７０％以上あることが、硬化中の割れ等を防止す
るために重要である。また、湯中では、未硬化のアルミ
ナセメントに対する水分の補給が十分となるため、よシ
望ましい条件といえる。
以上により完全に硬化したハニカム体は、次に乾燥工程
を経て、熱処理する。熱処理温度は、材料として混入し
ている炭素質化合物が完全酸化される温度が要求され、
ポリエチレン、セルロース系化合物の場合は５００°Ｃ
まででほとんど酸化されてしまう。また活性炭では１．
５５０°Ｃ程度まで昇温する必要がある。しかし、この
程度の温度では、結合剤としてのアルミナセメントの結
合力が落ちることはない。以上のような工程により、ハ
ニカム状フィルタが得られる。
を経て、熱処理する。熱処理温度は、材料として混入し
ている炭素質化合物が完全酸化される温度が要求され、
ポリエチレン、セルロース系化合物の場合は５００°Ｃ
まででほとんど酸化されてしまう。また活性炭では１．
５５０°Ｃ程度まで昇温する必要がある。しかし、この
程度の温度では、結合剤としてのアルミナセメントの結
合力が落ちることはない。以上のような工程により、ハ
ニカム状フィルタが得られる。
発明の効果
本発明の製造法により得られるハニカム状フィルタハ、
ガラスファイバ、スチールウオール等のフィルタに比べ
、フィルタ面積が非常に大きいだめ、小さな圧力損失で
大きな捕集効果を上げるこ 。
ガラスファイバ、スチールウオール等のフィルタに比べ
、フィルタ面積が非常に大きいだめ、小さな圧力損失で
大きな捕集効果を上げるこ 。
とができ、かつ長時間、目づ１シを起こさない効果があ
る。壕だ、１０００℃以上で焼結して得られるセラミッ
クフィルタに比べ、安価に製造できるとともに、封孔材
としてノ・ニカム本体と同一材料を用いることにより、
封孔が完全に実施でき、捕集もれ等が発生することが少
ない。
る。壕だ、１０００℃以上で焼結して得られるセラミッ
クフィルタに比べ、安価に製造できるとともに、封孔材
としてノ・ニカム本体と同一材料を用いることにより、
封孔が完全に実施でき、捕集もれ等が発生することが少
ない。
第１図はハニカム状フィルタの構成例を示す平面図、第
２図は第１図ＩＩ −Ｉｔ’線断面図である。 ２．４・ 孔、３，５・ 封孔材。
２図は第１図ＩＩ −Ｉｔ’線断面図である。 ２．４・ 孔、３，５・ 封孔材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）アルミナセメントと骨材と炭素質化合物を主成分
とし、必要に応じ成形助剤を添加した混合物に、成形に
必要な水を加え、混線後ハニカム形状に成形する工程と
、前記成形体の貫通孔の特定位置、を封孔材により封孔
する工程と、その後、養生、乾燥し、前記炭素質化合物
が燃焼する る温度で熱処理する工程とを有すことを特徴とハ するハニカム状フィルタの製造法。 （に）炭素質化合物が、樹脂、セルロース系化合物及び
多孔質炭素材料よりなる群から選ばれた粒体の少なくと
も１種である特許請求の範囲第１項記載のハニカム状フ
ィルタの製造法。 （３）封孔材が、ハニカム体の成分と同一材料のアルミ
ナセメント及び骨材からなる特許請求の範囲第１項記載
のハニカム状フィルタの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61983A JPS59127618A (ja) | 1983-01-06 | 1983-01-06 | ハニカム状フイルタの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61983A JPS59127618A (ja) | 1983-01-06 | 1983-01-06 | ハニカム状フイルタの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59127618A true JPS59127618A (ja) | 1984-07-23 |
Family
ID=11478740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61983A Pending JPS59127618A (ja) | 1983-01-06 | 1983-01-06 | ハニカム状フイルタの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59127618A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0579774A1 (en) * | 1991-03-28 | 1994-01-26 | Center For Innovative Technology | High temperature ceramic particulate filter |
| WO1996039241A1 (en) * | 1995-06-05 | 1996-12-12 | Teledyne Industries, Inc. | Porous carbon filter assembly for processing zirconium chloride |
-
1983
- 1983-01-06 JP JP61983A patent/JPS59127618A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0579774A1 (en) * | 1991-03-28 | 1994-01-26 | Center For Innovative Technology | High temperature ceramic particulate filter |
| EP0579774A4 (ja) * | 1991-03-28 | 1994-04-13 | Center For Innovative Technology | |
| WO1996039241A1 (en) * | 1995-06-05 | 1996-12-12 | Teledyne Industries, Inc. | Porous carbon filter assembly for processing zirconium chloride |
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