JPS63134020A - デイ−ゼルエンジン排ガスフイルタ - 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 本発明はディーゼルエンジンから排出されるススなどの
パーティキュレートを捕獲し排ガスを浄化するとともに
、フィルタ上で酸化してフィルタを再生する機能を有す
るディーゼルエンジン排ガスフィルタに関する。

従来の技術 ディーゼルエンジン排ガスフィルタには押し出し成型さ
れたハニカムフィルタを用いるのが一般的であって、こ
のハニカムフィルタにアルミナやチタニャをコートした
のち、貴金属や金属酸化物を担持させ、ディーゼルエン
ジン排ガスフィルタを再生する方法が検討されている。

これは、捕獲したパーティキュレートを担持した金属酸
化物の触媒作用で酸化しようとするものである。

一方、シート作成時に担体成分あるいは触媒成分を漉き
こむという方法が特開昭５５−１４５５３８号公報に記
されている。これは、排ガス中で使用され、触媒上に排
ガス中のパーティキュレートを堆積させない構造を特徴
とした触媒体に関するものである。その製造法は、アス
ベストなどの繊維を叩解し、担体成分のチタニャなどを
加えて硫酸でｐＨを調節した後、有機物からなる定着剤
を添加して繊維と担体成分を定着させ、抄紙機でシート
を作成し、乾燥の後、このシートをシリカゾルを接着剤
に用いてコルゲートハニカムに構成するというものであ
る。

発明が解決しようとする問題点 押し出し成型のハニカムフィルタは、多孔質のものが得
られにり（、気孔率は３０〜５０％程度である。これに
、さらに担体成分をコートするため、気孔が担体成分で
埋められ、セル壁を排ガスが流れるときに生じる圧力損
失が著しく大きくなるのみならず、セル断面積も小さく
なるので、セル内を流れる時の抵抗も太き（なりフィル
タの全圧力損失は著しく増大する。これは、エンジンに
対して負荷となり燃費を悪化させるものであった。また
、フィルタ材料と担体成分との充分な接着性が得られに
（いため、使用中に剥離を生じたりしていた。

また、貴金属触媒を担持させる場合には、高価なものと
なり、また耐久性に欠けるものであった。

特公昭５５−１４５５３８号公報のものは、排ガス中の
パーティキュレートを捕獲し、酸化除去する目的のもの
ではなく、逆にパーティキュレートを堆積させない構造
をとるものである。これは担体成分を有機質の定着剤で
繊維に付着させ、また、シートをシリカゾルで接着して
コルゲートハニカムを作成するという方法をとるもので
、耐熱性や耐圧性、強度を全く有してはおらず、ディー
ゼルエンジンの排ガスフィルタに応用することは不可能
であった。

問題点を解決するための手段 耐熱性無機繊維とパーティキュレート酸化触媒作用をも
つ酸化セリウム（ＩＶ）を、セラミック原料粉末ととも
に焼結結合させた材料を、コルゲートハニカムフィルタ
に構成する。

作　　用 この排ガスフィルタは耐熱性無機繊維を骨格として気孔
率８０％と極めて多孔性の高い壁を有するものであり、
触媒作用を有する酸化セリウム（ＩＶ）を抄造過程で混
入したのち焼成するため、この多孔性を損なうことなく
触媒性能を発揮させることができる。酸化セリウム（Ｉ
Ｖ）は、耐熱性無機繊維の表面に分散され、セラミック
原料粉末によって焼結されているので、エンジン排ガス
のヒートサイクルにたいしても剥離等を生じることなく
、常に安定した効果を発揮することができる。また、耐
熱性無機繊維は、セラミック原料粉末により互いに焼結
結合しており、排ガスの高温度や圧力にも充分に耐える
強度を有している。

実施例 本発明の排ガスフィルタは次の方法で製造される。

耐熱性無機繊維を水に懸濁させスラリとし、他方に用意
したセラミック原料粉末と触媒作用を有する酸化セリウ
ム（ＩＶ）のスラリを混合させ、凝集剤で凝集させたの
ち抄造してシートを作成する。このシートと、粉砕した
耐熱性無機繊維とセラミック原料粉末の混合物を含む接
着剤を用い、さらに、粉砕した耐熱性無機繊維とセラミ
ック原料粉末と酸化セリウム（ＩＶ）をシートと同組成
に含む高粘度のスラリをプラグ材原料として用い、プラ
グされたセルをもつコルゲートハニカムに成形して、１
２００〜１３５０℃に焼成して、本発明の排ガスフィル
タを得た。

次により具体的な実施例について詳述する。

平均繊維径３μｍのアルミノシリケート繊維を平均繊維
長１０＋ｎｏ＋に裁断したちの２０重量部を１０００重
量部の水に懸濁させた。一方、セラミック原料粉末とし
てセリサイト粘土、ペタライト１０重量部、触媒である
酸化セリウム（ＩＶ）粉末１．５重量部を５０重量部の
水に！Ｑ濁させたのち、アルミノシリケート繊維懸濁液
に添加して撹拌混合した。次に、有機質結合材として酢
酸ビニル−アクリル共重合エマルジョン１重量部を加え
て混合し、塩化アルミニウム溶液を添加したのち、アン
モニア水で中和して水酸化アルミニウムのコロイドを生
成させた。このコロイドによってアルミノシリケート繊
維、セラミック原料粉末、酸化セリウム（■）、有機質
結合剤を一次凝集させた。つぎに、澱粉溶液を添加して
凝集を完結させたのち、３０００重量部に希釈したもの
を通常の抄紙機で抄造してシートを作成した。

一方、アルミノシリケート繊維を粉砕したものと、セラ
ミック原料粉末、酸化セリウム（ＩＶ）をシート作成時
と同比率で混合したちの１０重量部をポリビニルアルコ
ール溶液８重量部に加え、適度の粘性を有するプラグ材
スラリを作成しておいた。

上記で得られたシートを２分し、コルゲートマシンを用
い、コルゲートシートと平板シートを、準備しておいた
プラグ材スラリを一端部に適量流し込みながら、粉砕し
たアルミノシリケート繊維とセラミック原料粉末を含む
有機質の接着剤で貼りあわせて、段ポール形状のシート
となしたものを得た。このシートのコルゲート頂部にさ
らに接着剤を塗布し、他端部にプラグ材スラリを流し込
んだのち接着しつつ巻き上げて円柱形状に成形した。

この成形品を１２５０℃の電気炉中で焼成すると、シー
トに含まれる有機質は焼失し、アルミノシリケート繊維
、セラミック原料粉末はともに焼結してセラミックとな
り繊維セラミックからなるコルゲートハニカム構造の排
ガスフィルタが得られた。触媒の酸化セリウム（ｒＶ）
は、繊維セラミックの表面にセラミック原料粉末によっ
て焼結して担持され、ハニカムのセル壁内部に均等に分
散されていた。

本実施例で得られた排ガスフィルタの概略断面図を第１
図に示す。第１図において、コルゲートハニカム構造を
有する排ガスフィルタ１のハニカムセル２−ａは一端が
プラグ３−ａによって封止されており、隣接するハニカ
ムセル２−ｂは、他端がプラグ３−ｂによって封止され
ている。排ガスは、入口端４の開口しているハニカムセ
ル２−ａから流入し、セル壁を通過する際にパーティキ
ュレートをろ過され、出口端５に開口する隣接したハニ
カムセル２−ｂから排出される。

第２図には本実施例で得られた円柱型排ガスフィルタを
示す。

本実施例の排ガスフィルタは気孔率８０％の材料で構成
されており、全容積は２．５２であって、酸化セリウム
（ｒＶ）の担持量は、プラグ部分を除いて８．６ｇ／ｅ
であった。この排ガスフィルタは、排ガス流量５．４Ｎ
ｊ　／ｅ＋ｉｎ中、５７５℃の温度で、堆積したパーテ
ィキュレートを１ｇ／ｌｌ１ｉｎの速度で触媒酸化する
能力を有するものであった。

比較のため、触媒を担持させていない同一寸法の排ガス
フィルタを用いて同様の実験を行った結果、パーティキ
ュレートをＩｇ／ｗｉｎで酸化するのに６７０℃を要し
た。

発明の効果 骨格が繊維セラミックからなるセル壁の気孔率が８０％
であって、酸化セリウム（ＩＶ）を酸化触媒として担持
している本発明のコルゲートハニカム構造の排ガスフィ
ルタは、触媒担持により圧力損失を増大させることな（
、また、エンジンによる激しいヒートサイクルにも触媒
の剥離を生じることもな（安定した性能を発揮できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるディーゼルエンジン
排ガスフィルタの概略断面図、第２図は本発明の一実施
例における円柱型ディーゼルエンジン排ガスフィルタの
斜視図である。 １・・・排ガスフィルタ、２−ａＸｂ・・・ハニカムセ
ル、３−ａ％ｂ・・・プラグ、４・・・入口端、５・・
・出口端。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コルゲートハニカム構造体で、一端が閉塞された
   多数のセルを有し、隣接する各セルの閉塞端と開放端が
   交互に配設されたものであって、耐熱性無機繊維、セラ
   ミック原料粉末、酸化セリウム（IV）粉末からなるシー
   トを焼結させて得られる多孔性繊維セラミックからなる
   ディーゼルエンジン排ガスフィルタ。
2. （２）コルゲートハニカム構造体と同一組成のプラグ材
   でセル端部を交互に閉塞したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のディーゼルエンジン排ガスフィルタ
   。
3. （３）耐熱性無機繊維がアルミノシリケート繊維からな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のディー
   ゼルエンジン排ガスフィルタ。