JPS62149317A - 多孔質セラミツク構造体およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば内燃機関より排出される排気ガス中に
浮遊する微粒子を捕集する捕集担体として用いられる多
孔質セラミック構造体に関するものである。

〔従来の技術〕

従来公知のこの種のものとして、特開昭５８−１６１９
６２号公報に開示されたものがある。これは、内部に互
いに平行な多数の通路を格子状に配列させて設け、それ
らの隣接する通路の間に多孔質構造の隔壁を配置し、該
隣接する通路を交互に入口通路、出口通路とし、入口通
路より内部に入った排気ガスは隔壁を通る間に微粒子を
除かれ、出口通路に排出される構造となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来構造のものにおいては、隔壁の孔の大きさによ
って性能が著しく異なる。

即ち、孔径が大きいほど圧力損失は低いが、捕集効率が
低下してしまう。一方、孔径を小さくすると捕集効率は
上昇する反面、同時に圧力損失も上界してしまう。

従って、従来では捕集効率と圧力損失とをうまくバラン
スさせることは困難であり、この点が従来の課題として
残されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、入口通路と、出口通路と、両通路の間に位置
した多孔質構造の隔壁とを備え、前記隔壁の孔径を、該
隔壁の入口側に比べて出口側を小さくした構成を採用し
たものである。

〔作用〕

本発明においては、隔壁の入口側の孔径は相対的に出口
側に比べて大きいため、比較的粒径の大きい微粒子を捕
集し、壁の出口側では入口側でｔ＋Ｒえきれなかった細
かい微粒子を捕集することができる。

〔発明の効果〕

従って、本発明によれば、圧力損失をさほど上昇さセる
ことなく所定の捕集効率を得ることができる。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

〔実施例１〕 第１図（ａ）は、本発明のディーゼルエンジンから排出
されるカーボン微粒子を捕集する多孔質セラミック構造
体ｌの排出ガス入口側からみた正面図、第１図（ｂ）は
、その軸線方向の断面図である。セラミック構造体１は
、外径９５■−１長さ１６４　龍の円柱形状であって、
コーディエライト系セラミソ久からなる。最外周部には
、厚さｌ　ＤＩにわたって緻密に構成された補強層２が
形成されている。内部は、第２図にその微細構造を説明
するような多孔質セラミックからなる。すなわち、三次
元網目構造の骨格４と、それにより囲まれて形成される
孔５（通気部）を有する。

上記構造体１の内部には、格子状に配列された断面正方
形の入口通路６ａ、出口通路６ｂが隔壁３を隔てて互い
に平行に設けである。また、入口通路６ａは排気ガスの
入口側の端面７で開口し、排気ガスの出口側の端面８で
閉鎖され、出口通路６ｂは端面７で閉鎖され、端面８で
開口している。

隔壁３は第１図（Ｃ１に模式的に示すよう人「１側壁３
ａと出口側壁３ｂとより構成されており、該出口側壁３
ｂの孔径は入口側壁３ａより小さくしである。即ち、第
２図に示す孔５の径（第２図の長径寸法ｄ；セル径）が
入口側３ａは０．３〜０．６鰭、出口側３ｂは０．０２
−鳳〜０．５　ａｍ　（いずれも平均値）に設定されて
いる。この孔径は、内燃機関から排出される微粒子径、
量、および要求される捕集効率により適宜選択される数
値であるが、望ましくは入口側３ａは０．６４鰭〜０．
４２ｎ＋　（４０〜６０メツシュ／インチ）であり、出
口側３ｂは０．Ｏ１議−〜０．Ｏ３ｍ−がよい。一方、
入口側３ａの厚さはｌ龍〜２鰭、出口側３ｂの厚さは０
．Ｏ５ｍｍ＝０．７ａｌｌ　（いずれも平均値）としで
ある。

ここで、本発明のセラミック構造体１の製造方法を説明
する。一般に三次元網目状構造の隔壁を有するセラミッ
クフィルターを得るには、同様な三次元網目構造を有す
るポリウレタンフォームなどの有機化合物を骨材として
使用し、この骨材の表面にセラミック材料を固着し、こ
れを焼成すると母材たる有機化合物が燃焼飛散し、周囲
のセラミック材が母材と同様の構造となることを利用す
る。

まず、成形型の構造について詳述する。第３図は成形型
容器部を図示したものであり第３図ｆａ）は平面図、第
３図（ｂｌは横断面図である。成形型容２）：部ｌＯは
基盤状に区画した１つ置きの区画においてその区画面積
よりも小さな正方形断面を有する柱状部材１３を垂直に
固着した端面１５と側壁１２とからなり、他の端面ば開
口されている。また、外周にねじ孔１６を有している。

一方、第４図は、成形型蓋部を図示したものであり、第
４図（ａｌは平面図、第４図（ｂ）は軸断面図である。

成形型蓋部２０は、前記の成形型容器部ＩＯと同様に柱
状部材２３を垂直に固着した平板蓋２４からなる。柱状
部材２３の取付位置は、成形型容器部１０において柱状
部材２３が取付けられてない格子状区画に取付ける。ま
た成形型蓋部２０の平板には各区画に連通孔２１が設け
られ、平板の側周には連通孔２２が設けられている。そ
して成形型容器部１０と成形型蓋部２０とを組合せて成
形型を作成する。

第５図は組合わされた成形型の軸断面を示したものであ
る。成形型の内部は製造されるべき多孔質セラミックス
と同一形状のキャビティ２５が形成される。成形型蓋部
２０と成形型容器部１０とは所定の組合せがなされるべ
く成形型蓋部２０の外周に設けた連通孔２２を通してビ
ス２６によって取りはずし自在に固着される。

次に、構造体の骨材となるウレタンフオームの製造方法
について詳述する。

キャビテイ２５内面には予めワックス系離型剤を、成形
型の離型剤の融点以上に加熱しておき、スプレーまたは
ハケ塗りによって塗布する。次に成形型を３０℃〜５０
℃に調整しておき、成形型容器部１０に有機イソシアネ
ート、ポリオール、整泡剤、発泡剤および触媒を混合し
たウレタンフオーム原料混合液を攪拌混合しながら注入
し、成形型蓋部２０を閉じる。ここで、前記有機イソシ
アネートとしては、トリレンジイソシアネート、または
メチレンジイソシアネートまたは両者の混合物、前記ポ
リオールとしては、ポリエーテルポリオール、またはポ
リエステル系ポリオールまたはこれらの混合物、前記発
泡剤としては、水または、ハロゲン置換脂肪族炭化水素
系発泡剤（トリクロロモノフロロメタンなどのフロン類
）、または両者の混合物、前記整泡剤としては、アルコ
ール変性シリコーン整泡剤、前記触媒としては、樹脂化
反応を促進する触媒としてアルコールとイソシアネート
との反応触媒として有効に用いられる３級アミンおよび
その有ａ酸塩類、発泡反応を促進する触媒としては、水
とイソシア皐−Ｉ・との反応触媒として有効に用いられ
るモルホリン、エタノールアミン等を用いた。ウレタン
フオーム原料混合液はキャビティ２５内で発泡、型内の
空気を押した後、穴２１より溢れるので栓をする。発泡
後１００℃〜１２０℃で２０〜６０分間加熱硬化後に容
器部１０と蓋部２０とを分離させれば不発イＡシ 明の有機重合体よりなる多孔質基板としてのウレタンフ
オーム成形体が得ら比る。

次に、このウレタンフオーム成形体にセラミノクスラリ
ーを含浸させた後、ポリウレタンを焼成し多孔質セラミ
ック構造体１を得る方法について詳述する。含浸に使用
されるセラミックスラリ−の原ｒ目よ、焼成によりコー
ジェライト組成となる酸化マグ不ノウム（ＭｇＯ）、ア
ルミナ（Ａ１２０３）、ゲイ酸（Ｓ　ｉ　Ｏｔ）を含む
混合粉末、あるいは占記混合１５）末を加熱しコージェ
ライト系セラミ、ツクにし、これを粉末化した合成コー
ジェライト粉末、あるいは両者の混合物にメチルセルロ
ース、ポリビニルアルコール等のバインダ、および水を
加えたものである。前記ウレタンフオームをこのスラリ
ーに含浸した後、遠心分離装置を用いて余分なスラリー
を除去し、その後ウレタンフオームの壁のセラミック付
着星を制御し、孔径を第１図の３ａ、３ｂのように入口
側と出口側で変える。即ち、ウレタンフオームの中空孔
のうち第１図の出口通路６ａに相当する孔内に孔あきパ
イプを挿入し、該パイプを真空吸入装置に接続する。

これにより、ウレタンフオームの壁に付着したセラミッ
クスラリ−が壁中をｆ多動し、該壁のうち上記のパイプ
の接触している部分のセラミック付着油は高濃度となる
。

この後、８０〜１２０℃の乾燥炉の中で２〜３時間乾燥
し、その後焼成温度１３００−１４７０℃で焼成処理を
行なう。

以上のような方法により、本実施例の多孔質セラミック
構造体１が得られる。

本発明になる多孔質セラミック構造体の作用効果につい
て説明する。排気ガスは入口通路６ａがら隔壁３の孔５
を通って出口通路６ｂに至る。ことき、排気ガス中の微
粒子は隔壁３に捕集される。

ところで、隔壁３はその入口側壁３ａの孔径は大きいの
で、数μｍ程度の大きな粒径の微粒子は該入口側壁３ａ
の骨格４に衝突捕集（内部捕集とも呼ばれる）される。

この入口側壁３ａで捕集しきれず、該壁３ａの孔５を通
過した非常に微細な径の粒径は出口側壁部３ｂで捕集さ
れる。この捕集形態は表面捕集（−過捕集とも呼ばれる
）である。

このように、大きな粒径の微粒子から小さい粒径の微粒
子までを捕集することが可能である。しかも、入口側壁
３ａの孔径は出口側壁３ｂより大きく、かつ孔径の小さ
い出口側壁３ｂは厚さが薄＜（０，０５ｍｍ〜０．７ｍ
ｍ）構成しであるため、全体の圧力損失の上昇を低く抑
えることが可能となる。

第６図は上記実施例と比較例との捕集効率ならびに圧力
損失の性能比較データを示している。

実験に供した本実施例の構造体は前述したとおりの寸法
を有している。即ち、外径９５１霞、長さ１６５　＋ｕ
の円柱状であり、入口通路６ａの数が８９個、出口通路
６ｂの数が８８個で、これら通路６ａ、６ｂの一辺の長
さは３龍である。隔壁３において、入口側壁３ａの厚さ
は２ＩＩｍ、その孔径は平均値で０．６篩で、出口側壁
３ｂの厚さは０．７−−、その外径は平均値で０．２鰭
である。

一方、比較例１の構造体は、外径寸法、および入口、出
［］通路の数、径寸法は上記実施例と同一であり、隔壁
は厚さ２關で孔径は平均値で０．６　ａｍである。

他方、比較例２の構造体は、外径寸法、および入口、出
口通路の数、径寸法は上記実施例と同一であり、隔壁は
厚さ２龍で孔径は平均値で０．２　ａｍである。

実験はトヨタＬ型ディーゼルエンジン２２００ｃｃの排
気管途中に、上記各側の構造体をケーシング内に収容し
て取付け、ベンチ条件２０００ｒｐｍ、６　ｋｇ　−ｍ
のもとで３時間運転を行った時の圧力損失と、捕集され
たカーボン微粒子の割合を測定したものである。

第６図の結果から明らかなごとく、比較例１のものは構
造体の隔壁の孔径が大きいため、圧力損失は２００ｍａ
Ｈｇ程度と低いが、捕集効率は約６０％と低くなってい
る。これは細がい微粒子が捕集しきれずに排出されてい
ることを示している。

一方、比較例２のものでは隔壁の孔径が非常に小さいの
で、捕集効率は約９０％とかなり高く良好であるが、圧
力損失は約１２００＋ｕＨｇと極めて高く、到底実用に
供し得ない。

これに対し、本実施例のものによれば、捕集効率が約８
５％と高く、しかも圧力損失は約３００ａｍ　Ｈｇと比
較的低いことがわかる。

前述した実施例１ばセラミックスラリ−含浸後のウレタ
ンフオームの壁に対するセラミック付ｉ量を変化させて
、構造体の隔壁の孔径（セルの大きさ）を制御するよう
にしたが、次に記載する方法によっても構造体の隔壁の
孔径を制御することが可能である。

〔実施例２〕 実施例１と同一組成のセラミックスラリ−を塗布もしく
は浸漬した祇または不織布製のパイプを用意し、これを
予めセラミックスラリ−が含浸され、余剰のスラリーを
除去したウレタンフオームの出口通路６ｂを構成する中
空孔内に挿入する。

この状態で全体を焼成することにより、上記ウレタンフ
オームは勿論のこと上記紙または不織布製のパイプも焼
失する。これにより、該パイプの表面とセラミックスラ
リ−はセラミック薄膜となって構造体の出口通路内面に
一体的に結合することになる。該セラミック薄膜は祇ま
たは不織布の焼失により多孔質となる。このように、実
施例２によれば、第７図ｔａｇ、　（ｂ）のごとく構造
体の隔壁が入口側壁に相当する三次元網状骨格構造を有
するフオーム部３ａおよび上記セラミックの薄膜より成
る出口側壁に相当するスキン層３ｂとの二層構造となる
。

なお、本実施例２において、上記スキン層３ｂの孔の大
きさは前記パイプの材質に影響される。

例えば製図用の祇（−船名トレーシングペーパー）は非
常に繊維間の空隙が緻密構造であるため、該紙を出発原
料として用いると、肉厚が０．０５　ｍｍ〜０、１關と
薄くしかも平均０．０２　ｍ−〜０．０３鰭程度の孔径
の極めて小さい（密度の密な）スキン層３ｂを得ること
ができる。

また、−Ｍのエアーフィルタとして用いられている沖紙
、不織布等の繊維間の空隙が荒いものを出発材料として
使えば、該材料の表面のみならず内部までもセラミック
スラリ−が浸透し、０．１　＋ｕ〜０．３１０と比較的
肉厚が厚くしかも孔径の大きい（密度の粗な）スキン層
３ｂが得られる。

更に、上記紙、を紙、不織布等に塗布もしくは含浸させ
るセラミックスラリ−中に発泡剤、一定粒径の燃焼によ
り焼失するカーボンを混入させれば、上記スキン層３ｂ
に任意の孔径を与えることができる。またごのセラミッ
クスラリ−の粘度、あるいは塗布量、含浸量、更には前
記パイプの壁厚を選定することによってスキン層３ｂの
膜厚を制御できる。

とごろで多孔質薄壁のみで多数の通気路を隔てたハニカ
ム型フィルタの場合では、捕集した排ガス中のカーボン
微粒子を燃焼除去してフィルタを再生する際に、熱によ
り多孔質セラミックが溶Ｉ員してしまうため、あまり壁
厚を薄くすることができなかった。しかしながら、本実
施例のように三次元網目状フオーム部３ａと、多孔質セ
ラミック薄膜からなるスキン層３ｂを接合させた構造の
隔壁を用いることにより、フオーム部３ａでのカーボン
微粒子の捕集量が大きいためにスキン層３ｂは十分薄く
することができ圧力損失低減がはかれる。

〔実施例３〕 本実施例では、前記実施例２の紙、不織布製のパイプが
吸水性を有していることに着目し、該パイプをセラミッ
クスラリ−が含浸されたウレタンフオームの出口通路６
ｂを構成する中空孔内に挿入し、該パイプの吸水作用に
よって該パイプの表面にウレタンフオームに含浸されて
いるセラミックスラリ−を付着させるものである。

このような方法によっても実施例２と同じくスキン層３
ｂを得ることができる。

〔実施例４〕 以上の実施例２．３で説明した方法によれば、非常に薄
いスキン層３ｂが作製できるが、これらの方法によるも
のでは薄膜が非常に薄く、しかもそれが孔径の大きいフ
オーム部３ａに接合されているため機械的強度が不足し
、穴や亀裂が発生し易い。また膜厚も不均一になり易く
、このような不均一は圧力損失の不均一となり好ましく
ない。

この問題点を解消する本実施例４の製造方法について以
下説明する。平均粒径３０μｍのカーボン微粒子をセラ
ミック微粒子の総重量に対して２０％混入させ、バイン
ダー、水等を加えて比較的高粘度のセラミックスラリ−
を調整した。このセラミックスラリ−を第８図に示すよ
うなセラミック構造体の中空大断面と一敗する正方形で
、間隙が３００μｍのスリット３０を有する押出ダイス
３１から連続的に押出し、乾燥させることにより未焼成
セラミツクパイプ３２を作製する。このセラミックパイ
プ３２を前記ウレタンフオームにセラミックスラリ−を
付着させ、余分なスラリーを除去した基体の出口通路６
ｂ中に挿入し、セラミックパイプ３２の外周面と、出口
通路６ｂの内周面とを接合させる。

次に、この基体を乾燥させた後、１３００〜１４７０℃
で焼成することにより前記基体中のウレタンフオーム骨
格を焼失させ、同時にセラミックを焼結する。これによ
り、前記セラミックパイプ３２と出口通路６ｂ内周面を
構成するセラミック骨格とを結合させる。

以上のように製造されたセラミック構造体ｌは、スキン
層３ｂが押出し成形により形成されているので膜ｊゾが
均一でしかも欠陥なく形成でき、捕集効率の向上が達成
された。

このようなスキン層３ｂとなるセラミック薄膜の製造は
連続的に押出し成形して適宜裁断し、使用することがで
きるので中空穴の数の多い場合には生産性に優れる方法
である。セラミ・７クパイプ３２の断面形状は前記正方
形の他に中空穴６の形状に応じて、円形その他の種々の
形状であってもよいことは言うまでもない。

なお、本実施例の方法においてセラミックパイプ３２の
作製と、このパイプの挿入という２つの工程を分離して
行うものの他に第９図に示すよう。

に出口通路６ｂと同じ断面形状を有するスラリー３６の
押出し用ノズル３３を設け、そのノズル３３の内部に全
周にわたって設けられたスラリー供給路３４の先端の円
周状の開口部３５よりスラリーを押出しながら前記ノズ
ル３３を出口通路６ｂから適宜の速度で引き出すことに
より、出口通路６ｂ内周にスキン層３ｂを形成させても
よい。

さらに上記セラミックパイプは、第１０図（ａ）。

（ｂ）にその断面方向の図を示すように、つぶれ方向の
強度を向上させるために、内部に十字状等の補強壁３７
を設けたものでもよい。この補強壁は十字状の他に第１
０図（Ｃ１に示すようにＹ字状等任意である。

ところで、上記構成のセラミック構造体においては、入
口通路６ａの出口側端面８例の閉鎖端部８ａ部は入口側
壁３ａを構成するセラミックフオームのみで構成されて
いるため、この部分からのカーボン微粒子の漏れが発生
する。そこで、第１１図（ａ）に示すようにこの閉鎖端
部８ａの出口側、すなわち出口側端面８全体にセラミッ
ク薄１！Ｊ　３　ｃを付着させてもよい。また、この閉
鎖端部８ａを厚くしたり、この部分全体を目の細かいフ
オームで構成してもよい。

本方法によるセラミック構造体ｌを前記実施例１の場合
と同条件で圧力損失および捕集効率を測定すると出口側
壁３ａをさらに薄く無欠陥に形成できたことにより、第
６図に示すように、それぞれ１７０ｍｍＨｇ、９０％と
、より高性能であることが確められた。

〔実施例５〕 ウレタンフオームのセルの大きさそのものをコントロー
ルする。つまり、ウレタンフオームを成形する成形型に
おいて、その柱状部材１３（第３図参照）をウレタンフ
オーム原料液で漏らしながら発泡させると、発泡後はこ
の柱状部材１３に接している部分のセル径が他の部分に
比べて小さくなる。

従って、このようにして得たウレタンフオームを出発材
料とし、これに前記実施例１で述べたセラミックスラリ
−を含浸し、余剰スラリーを除去後、焼成することで構
造体の隔壁の出口側壁の孔径を入口側壁に比べて小さく
できる。

本実施例では実施例１のようにセラミック付着量をコン
トロールする必要がない。

〔実施例６〕 予め第５図の成形型でウレタンフオームを成形しておく
、該フオームの出口通路６ｂに相当する中空孔の内面に
、第１２図に示すように該フオーム３ｄのセル径より小
さいセル径を有したウレタンフオームバイブ３Ｃを挿入
もしくは接合し、これを出発材料とし、構造体を得るこ
とができる。

この場合も実施例２と同しく構造体の隔壁は二層構造と
なる（第８図参照）。

〔実施例７〕 以上実施例１ないし実施例６に述べられた二層構造を有
する多孔質セラミック構造体においては、すでに説明し
たように、入口側のフオーム層３ａと出口側のスキン層
３ｂのうち、スキン層３ｂは圧力損失を小さくするため
にＱ、　ｌ　龍以下と非常に薄く形成する必要がある。

このスキン層を支えるのはＱ、　５　ａｍ程度と大きな
孔を有する三次元網目状骨格であるため、スキン層３ｂ
を支える力が弱く、主に作製時等にこのスキン層３ｂに
亀裂がはいつたり、穴があいたりするという問題がある
。

この問題に対応するセラミック構造体を示すのが本実施
例７であり、その構造を第１３図に示す。

この構造においてはフオーム層３ａを構成する三次元網
目状骨格表面に公知のガス蒸発法や粉砕法により製作し
たｒ−Ａｌｚｏｚの超微粒子または微粒子２９（粒径平
均０．１μ以下）を付着させている。この時の付着量の
隔壁の断面方向の分布を第１４図に示す。７−ＡＮ２０
．の付着量は入口側端面３ｒから出口側端面３ｇに向か
うに従って徐々に増加し、フオーム層３ａとスキンＪｆ
ｆ１３ｂの境界面３ｈよりすぐ入口側のフオーム層に非
常に多く付着させる分布となっている。第１５図はＴ−
アルミナを付着させた三次元綱目状骨格４の断面構造を
示すもので、セラミック骨格４上にｒ　−ＡＩ！ｇｏ３
微粒子層４ａが形成されている。なお４ｂは母材構造体
であるウレタンフオーム骨格の焼失したあとの空洞であ
る。

このようにγ−ＡＩｌｔＯｘを付着させることにより入
口側端の孔径は０．６〜０．４　ｍ＋ｍと実施例１のも
のとほとんど同じであるが、出口側に向かうに従ってゆ
っくりと外径は小さくなり、フオーム層３ａとスキン層
３ｂとの境界面３ｈに近づくと急激に小さくなり、この
境界面３ｈ付近のフオーム層では約０．３孔径度となる
。なお、スキン層側にもｒ−Ａｌ□０．微粒子は少量付
着しているが、スキン層の平均孔径は約０．２孔径度で
ほとんど変化していない。

次に、上記の如く構造のセラミック構造体の製造方法に
ついて説明する。第１６図はγ−ＡＩ！２０３微粒子を
付着させる装置の構成を示す模式図で、送風機４０によ
り送風された空気をダクト４１によりＴ−へ１ｚＯｘｍ
粒子４３を収納した容器４２に導き、このとき舞い上っ
たＴＡＮｚ０３微粒子を送風気流に乗せてダクト４４か
ら付着槽４５に向かって流出させる。この付着槽４５に
はその流路をほぼ隙間な（埋める形で、実施例１による
方法で製造したセラミック構造体ｌが配置されている。

気流に乗って流入したｙ−ＡＮ、０３微粒子は多孔質壁
を構成する三次元編目状セラミック骨格に付着するが、
スキン層３ｂのすぐ入口側フオームＮ３　ａには、この
スキン層３ｂの濾過作用により多く付着するために第１
４図のような付着量分布が形成される。

なお本実施例の製造方法としてはこの他にも種々可能で
あり、例えば第１６図において送風機４０による送風に
かえて、圧縮空気を流入させたり、あるいは、セラミッ
ク構造体ｌの下流側から真空ポンプにより吸引してもよ
い。また本発明者らが特願昭６０−１６３７４６号にお
いてすでに提案しているバーナを用いた超微粒子の製造
方法を利用すれば、超微粒子製造用バーナの下流側の通
風路内にセラミック構造体ｌを配置し、必要に応じて前
記通風路の下流側からブロア等により吸引送風すること
により超微粒子を気流に乗せて構造体ｌ内を通過させる
ことにより付着させてもよい。

またセラミック粒子を空気流中に浮遊させて付着させる
他に、水等の流体中に浮遊させてセラミック構造体ｌ中
を通過させ付着させてもよい。

このように主にフオーム部３ａにセラミック粒子を出口
側に向かうにつれて徐々に高密度に付着させることによ
り、徐々に孔径が小さくなるようして、粒径の異なるカ
ーボン粒子が隔壁３全体に均一により付着させることが
でき、圧力損失の低減がはかれる。そして薄いスキン層
３ｂのすく入口側のフオーム層３ａに特に高密度にセラ
ミック粒子を付着充填させているので、スキン層３ｂの
欠陥を補うとともに、薄いスキン層３ｂの補強の役割も
果たすことができる。

本実施例７を用いて、実施例１と同様に２２０９　ｃｃ
のディーゼルエンジンを用い２０００ｒｐｍ。

５　ｋＨ−ｍの条件で３時間運転を行ったときの排ガス
中のカーボン粒子の付着量を隔壁３の壁厚方向に調べた
ところセラミック微粒子を付着しない実施例１のものは
、スキン層３ｂおよびそのすぐ入口側のフォーム層３ａ
部分に多量のカーボン粒子が堆積し、不均一な分布とな
っているのに対し、本実施例７のものは全体に平均的に
カーボン粒子が付着されていることがわかり、また第６
図に示すように、捕集効率８５％という高い水準を保ち
ながら圧力損失が１４０ｓｎＨｇと小さくなっている。

こればＴ−アルミナを第１４図に示すように付着させた
ことにより隔壁３の入口側端面３ｒから出口側端面３ｇ
に向かって孔径が徐々に細かくなる構造となり、隔壁全
体にカーボン粒子が付着するために孔の閉塞の割合がよ
り少なくなり、隔壁全体がより有効に利用できるためで
あると考えられる。

〔実施例８〕 この実施例８は構造体の形状例について述べている。即
ち、第１７図のごとく、入口通路６ａ、出口通路６ｂの
途中に仕切部５０を設け、排気ガスと隔壁３との接触回
数の増大を図っても勿論よい。

なお、この実施例８においては、第１７図の隔壁３の構
造から明らかなごとく、その製造方法としては前記実施
例２〜７が適用できる。

本発明は次のごとく種々の変形が可能である。

（１１構遺体において、圧力損失を低減させるために、
入口通路６ａ、出口通路６ｂの開口部をラッパ状に拡開
してもよい。また、各通路の断面形状としては長方形、
円形、六角形等どのような形状でもよい。

（２）構造体のセラミック材料としてはコージェライト
・以外にムライト、アルミナ、Ｓ　ｉ　Ｃ，Ｓ　１ｚＮ
４゜β−スポジューメン系等、耐熱性セラミック材料で
あればよい。

（３）構造体の隔壁としては、三次元網目状骨格および
該骨格により囲まれた孔（通気部）を有した構造である
が、該骨格を持たない構造でもよい。

（４）出発材料としてのウレタンフオームの隔壁のセル
径を連続的に変化さきて本発明構造体の隔壁を構成して
も勿論よい（第１８図参照）。また、ウレタンフオーム
に限らず、他のポリオレフィンやユリア樹脂よりなる有
機物発泡体でも勿論よい。

【図面の簡単な説明】

第１図（８）〜（Ｃ）は本発明構造体の一実施例を示す
もので、第１図（ａｌは正面図、第１図（ｂｌは軸線方
向断面図、第１図（ｅｌは第１図（ｂｌの隔壁の模式断
面図、第２図は第１図における多孔セラミックのＭｉ織
構造を模式的に示す斜視図、第３図〜第５図は母材構造
体であるウレタンフオームの成形型を示すもので、第３
図（ａ）は成形型容器部の正面図、第３図（ｂ）は第３
図（ａ）のｍ−ｍ断面図、第４図（ａ）は成形型蓋部の
正面図、第４図（ｂ）は第４図（ａｌのＩＶ−ＩＶ断面
図、第５図は第３図と第４図を組合せた状態を示す断面
図、第６図は本発明の各実施例の効果の説明に供する特
性図、第７図（ａ）、　（ｂ）は本発明構造体の他の実
施例を示すもので、第７図（２１）は断面図、第７図（
ｂ）は隔壁の構造を模式的に示す断面図、第８図は本発
明の実施例７の製造方法に使用する押出ダイスの形状を
示す斜視図、第９図はその他ｄ方法を説明する断面図、
第１０図（ａｌ、　（ｂｌ、　（ｃｌは前記実施例７の
セラミックパイプ３２の形状の他の実施例を示す正面図
、第１１図はセラミック構造体ｌの出口側端面８の閉鎖
部での捕集漏れを防止するための他の実施例の構造を示
す断面図、第１２図は上記実施例の隔壁の組繊を模式的
に示す断面図、第１３図は本発明の実施例７のセラミッ
ク構造体の隔壁３のＮ；ｆ［を模式的に示す断面図、第
１４図はそのセラミック粒子の付着量分布を示す特性図
、第１５図はそのセラミック骨格の断面構造を示す模式
図、第１６図は該実施例７のセラミック構造体１の製造
に供する装置の模式図、第１７図および第１８図は本発
明のセラミック構造体１の他の実施例の構造を示す断面
図である。 ３・・・隔壁、３ａ・・・入口側壁、３ｂ・・・出口側
壁。 ４・・・三次元網目状骨格、５・・・孔、６ａ・・・入
１］通路。 ６ｂ・・・出口通路。 代理人弁理士　岡　　部　　　隆 第３図 第４図 第５図 Ｉａ）　　　　第７図 璧４ 第１４図 第１５図 第１６図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）入口通路と、出口通路と、両通路の間に位置した
   多孔質構造の隔壁とを備え、前記隔壁の孔径を、該隔壁
   の入口側に比べて出口側を小さくしたことを特徴とする
   多孔質セラミック構造体。
2. （２）前記隔壁は三次元網目状骨格および該骨格により
   囲まれた孔を有した構造であり、該骨格により囲まれる
   孔の乱径が該隔壁の入口側に比べて出口側が小さくなっ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多
   孔質セラミック構造体。
3. （３）前記隔壁はその入口側と出口側との二重構造にな
   っており、該隔壁の入口側の層の孔径に比べて出口側の
   層の孔径が小さくなっていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の多孔質セラミック構造体。
4. （４）前記隔壁の入口側の層は、三次元網目状骨格およ
   び該骨格により囲まれた孔を有した構造であることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の多孔質セラミック
   構造体。
5. （５）前記入口側の層は、三次元網目状骨格および該骨
   格により囲まれた孔を有し、前記骨格表面にセラミック
   微粉粒を付着させた構造であることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項記載の多孔質セラミック構造体。
6. （６）前記骨格表面に付着させたセラミック微粉粒は、
   前記入口側の層のうち出口側の層に接する部分に最も密
   に付着された構造であることを特徴とする特許請求の範
   囲第５項記載のセラミック構造体。
7. （７）入口通路と、出口通路と、両通路の間に位置し、
   加熱により消失する有機重合体よりなる三次元網目状骨
   格と該骨格により囲まれた孔を有する多孔質構造の隔壁
   とを備えた多孔質基体の前記骨格表面にセラミックスラ
   リーを付着させる工程と、前記セラミックスラリーを付
   着させた基体の出口通路側に前記セラミックスラリー付
   着後の多孔質隔壁の孔径に比べて小さい孔径を有する多
   孔質セラミック隔壁を接合する工程と、 前記多孔質セラミック壁を接合した基体を焼成すること
   により前記有機重合体よりなる三次元網目状骨格を焼失
   させるとともに、セラミックスラリーを焼結させること
   を特徴とするセラミック構造体の製造方法。
8. （８）前記多孔質セラミック壁は、押出し成形により連
   続的に製造することを特徴とする特許請求の範囲第７項
   記載のセラミック構造体の製造方法。