JPS6329576B2 - - Google Patents

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JPS6329576B2
JPS6329576B2 JP55080109A JP8010980A JPS6329576B2 JP S6329576 B2 JPS6329576 B2 JP S6329576B2 JP 55080109 A JP55080109 A JP 55080109A JP 8010980 A JP8010980 A JP 8010980A JP S6329576 B2 JPS6329576 B2 JP S6329576B2
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ceramic honeycomb
holes
hole
predetermined
thin wall
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JP55080109A
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Shigeru Mochida
Takayuki Ogasawara
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
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    • F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B38/0006—Honeycomb structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体中に含まれる微粒子を除去するた
めのフイルタに関するものであり、さらにくわし
くは耐熱性、耐熱衝撃性、耐薬品性にすぐれ、小
型かつフイルタ面積の非常に大きい多孔質セラミ
ツクハニカムフイルタに関するものである。
従来のフイルタはスチールウール、フアイバ
ー、多孔質磁器等の層を微粒子を含む流体が通過
し、微粒子はこれらのフイルタエレメントにより
補集される構造が一般的であるが、微粒子の除去
効率を上げるためにはフイルタの目の細かいもの
を必要とし、この場合圧力損失の増大による不具
合はさけられないものであつた。
圧力損失の増大をさせるにはフイルタ面積を増
すことが効果的であるが、フイルタエレメント層
を波状、二重円筒状等にするていどでは飛躍的な
フイルタ面積増加は得られず、必然的に装置の大
型化をさけることはできなかつた。
本発明はこれらの欠点を克服した耐熱性、耐熱
衝撃性にすぐれ、小型でフイルタ面積の大きい多
孔質セラミツクハニカムフイルタに関するもので
あり、多数の貫通孔を有するハニカム構造の多孔
質セラミツク材料よりなり、一開口端面の所定の
貫通孔が、開口端部を形成する薄壁が屈曲してな
る封止部を有し、残りの貫通孔はその他端面を形
成する薄壁が屈曲してなる封止部を有することを
特徴とするセラミツクハニカムフイルタおよび多
数の貫通孔を有するセラミツクハニカム構造体の
開口端部の１個おきの薄壁を可塑性を有するあい
だに屈曲させて該貫通孔を封止し１個おきの他端
面の薄壁を屈曲させて封止し焼成することを特徴
とするセラミツクハニカムフイルタの製造法であ
る。
セラミツクハニカムは添付図面の第１図および
第２図に示すごとく平行な多数の貫通孔よりなる
ハニカム構造のものであり、各貫通孔は非常に薄
い多数の隔壁から構成されている。
貫通孔の形状は第１図、第２図に示したものは
四角形であるが、他にも六角形、三角形等のもの
がある。
セラミツクハニカム構造体は最近自動車排気ガ
ス浄化用触媒担体、ガスタービン用熱交換体等に
広く利用されており、一定形状の貫通孔が均一に
多数分布し、かつ貫通孔は平行で直線的になつて
いるため、ガス流の圧力損失が非常に小さく、特
い単位体積当りの表面積が大きい特徴をもつてい
る。
セラミツクハニカム構造体の製造法には種々の
方法があり、例えば紙にセラミツク泥漿を含浸さ
せたものをハニカム構造体に組み上げ焼成する方
法、プレス製法、所定形状の多数のスリツトをも
つダイスより可塑性のあるセラミツク物質を押出
す方法がある。
セラミツクハニカム構造体の押出し製法をさら
に詳しく説明すればアルミナ、シリカ、ムライ
ト、コージエライトあるいは焼成してこれらの結
晶を生成するように配合した原料の微粉に有機バ
インダーや可塑剤を加えて混練し、これを所定の
貫通孔の形状が得られるように配列した多数のス
リツトからなるダイスより押出し一体構造として
成形したのち乾燥、焼成してセラミツクハニカム
を得るものである。
本発明はこのセラミツクハニカム構造体が単位
体積当り非常に大きい表面積をもつこと、また触
媒担体として用いられるものは触媒担持の必要性
から多孔質セラミツクであり、ハニカムの薄壁を
流体が通過しうることからセラミツクハニカム構
造体がフイルタとして用いることができることに
着目したものである。
本発明の目的とする所は、多数の貫通孔を有す
るハニカム構造の多孔質セラミツクハニカム材料
よりなり、一開口端面の所定の貫通孔が、開口端
部を形成する薄壁が屈曲せられてなる封止部を有
し、残りの貫通孔はその他端面を形成する薄壁が
屈曲してなる封止部を有するセラミツクハニカム
フイルタを提供することにある。
本発明の他の目的とする所は、一端面が屈曲薄
壁よりなる封止部と、封止されていない貫通孔と
が市松模様を形成するよう配置されており、貫通
孔の薄壁がフイルタ作用をもつ多孔質体よりなる
ハニカム構造体であるセラミツクハニカムフイル
タを提供するにある。
本発明の更に他の目的とする所は、多数の貫通
孔を有するセラミツクハニカム構造体の開口端部
の所定の１個おきの貫通孔の薄壁を可塑性を有す
る間に屈曲させて該貫通孔を封止し、残りの１個
おきの貫通孔の他端面の薄壁を屈曲させて封止
し、封止された貫通孔と封止されない貫通孔とが
市松模様を形成するよう配置されたハニカム構造
体を成形し、焼成し、貫通孔の薄壁が多孔質であ
るセラミツクハニカムの製造法を提供するにあ
る。
本発明の構成を添付図面によりさらに詳細に説
明する。第１図、第２図に示したものはハニカム
構造体１の一例として貫通孔２の形状が四角形の
ものであり、各貫通孔２は多孔質の薄壁３により
仕切られたものを示す。第３図に示したものは上
記ハニカム構造のものの貫通孔２の１つおきに薄
壁３を押し拡げて封止部４，５をハニカム構造体
１の両端面に形成し、これを一端面から見た場合
市松模様を形成するように貫通孔２を封じたもの
であり、第４図はその一部切欠き側面図である。
ハニカム構造体１の薄壁３をその端面で屈曲さ
せて封止部４，５を形成するには、たとえば混練
した坏土を押出し法により多数の貫通孔が平行に
配列し、多孔質体の薄壁により仕切られたハニカ
ム構造体を成形した後、このハニカム成形体がま
だ可塑性を有する時点で所定の貫通孔を形成する
薄壁の端部を各貫通孔の１つおきに挿入されるテ
ーパー部をもつた治具を挿入して屈曲させ第１図
の端面形状が第３図に示す端面形状に変形し、封
止部が形成されるのである。この場合、所定の貫
通孔に隣接した貫通孔に棒状治具を圧入し薄壁を
四方に押し広げながら挿入することにより壁を屈
曲させ、その頂部で封止することができる。貫通
孔形状が四角形であり、かつ市松模様に封止部を
形成させるには所定の封止する貫通孔に辺を介し
て隣接した四つの貫通孔に順次、あるいは同時に
棒状治具を挿入し、封止されるべき貫通孔の薄壁
を該貫通孔の中心部に向けて屈曲させればよい。
棒状治具はテーパー状の先端をもち貫通孔に挿入
しながら薄壁を徐々に屈曲させることが望まし
い。また棒状治具は円板の外周に一定の間隔で突
起状に配列させ、円板を回転させながら所定の薄
壁を連続的に屈曲させることもでき、さらに棒状
突起物を所定の間隔で平板上に配置し、この治具
を可塑性を有するハニカム端面に押しつけ一度に
封止部を形成することもできる。
また所定の貫通孔を形成する薄壁の外側に棒状
治具を配列し、棒状部を貫通孔の中心方向に移動
させる方法、たとえばピンセツトを複数組み合わ
せたものを用い、ピンセツトの先端部で所定の貫
通孔の端部薄壁を貫通孔の中心に向けて同時に屈
曲、集束させることもできる。
第３図に示す場合は、断面が四角形で先端が貫
通孔の大きさよりも小さく、徐々に断面が貫通孔
の大きさよりも大きくなるようなテーパーをもつ
棒状突起物を、その四角形の辺が、第１図の貫通
孔を形成する薄壁に対して45゜回転した位置で未
焼成のセラミツクハニカム構造体の貫通孔２の１
個おきに挿入し、１個おきの貫通孔を四方向より
押しせばめて、封止部を形成するのである。形成
された封止部と、封止されない貫通孔開口部は、
全体として市松模様を形成する。
このようにして得られた封止部をもつハニカム
を焼成してセラミツクハニカムフイルタを製造す
る。この場合基体ハニカムの焼成時に封止部も同
時に焼成、形成される。
次に本発明のフイルタの効果について説明す
る。第５図に示したものは第４図に示したものの
概略説明図である。該フイルタは含塵流体に対し
て連通孔方向が平行になるように配置され、流体
導入側端面の開口部２ａよりフイルタに流入した
流体は貫通孔封止部５により端面が封じられてい
るために貫通孔を形成している薄い多孔質セラミ
ツク隔壁３ａ，３ｂを通過して流体排出側が開口
している隣接貫通孔に移り開口部２ｂより排出さ
れる。貫通孔２を形成している薄い多孔質隔壁３
でフイルタの役目をしているものである。
以下に本発明の具体的な実施例について述べ
る。
実施例 １ 直径118mm、長さ152mm、貫通孔の隔壁の厚さ
0.30mm、一平方インチ当りの貫通孔数約200のコ
ージエライト質ハニカムについて第３図に示すよ
うに市松模様に所定貫通孔の端部薄壁を屈曲させ
て封じたハニカムフイルタを作成した。
ハニカム構造体はハニカム押出し直後テーパー
状の先端をもつ断面が正方形の棒を封止すべき貫
通孔に隣接した貫通孔に挿入し、壁を押し広げて
端部の封止を行い、ついでこれを焼成した。
得られたコージエライト質ハニカムの気孔率は
43％、平均細孔径は9μであつた。この試料につ
いて常温空気を用いて圧力損失を測定した結果２
m3／ｍｉｎの場合60mm水柱であつた。なおこのフイ
ルタのフイルタ面積は約1.6m2である。
実施例 ２ 直径118mm、長さ152mm、貫通孔の隔壁の厚さ
0.4mm、一平方インチ当りの貫通孔数約100のムラ
イト質ハニカムについて実施例１と同様に市松模
様の封止を行いフイルタを作成した。得られたム
ライト質ハニカムの気孔率は40％、平均細孔径は
14μであつた。この試料について常温空気を用い
て圧力損失を測定した結果、２m3/minの場合40
mm水柱であつた。なおこのフイルタのフイルタ面
積は約1.1m2である。
以上のべた如く本発明はハニカム構造をとるこ
とにより単位体積当りのフイルタ面積が著るしく
増大したフイルタであり、多孔質セラミツクを用
いることにより高温ガス中の微粒子をも有効に補
集でき、たとえばデイーゼルエンジンの排気ガス
に含まれる微粒子等をも効率よく補集できるもの
である。
またセラミツクの気孔率、細孔径を変えること
により種々の径の微粒子の補集が可能である。
また本発明はフイルタ機能を果たすように所定
の貫通孔を形成する薄壁の端部を屈曲させて封止
部を形成したものであり、封止部とハニカム基体
が同一材質でかつハニカム基材の焼成と同時に封
止部も形成されるので耐久性、量産性にすぐれた
特徴をもつものであつて、この種産業に貢献する
所が大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図はハニカム構造体の一例を示す正面図、
第２図はその一部切欠き側面図、第３図は本発明
の一実施例の正面図、第４図はその一部切欠き側
面図、第５図は第４図の概略図である。 １…ハニカム構造体、２，２ａ，２ｂ…貫通
孔、３，３ａ，３ｂ…多孔質セラミツク隔壁、
４，５…ハニカム隔壁を屈曲させてなる封止部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 多数の貫通孔を有するハニカム構造の多孔質
    セラミツク材料よりなり、一開口端面の所定の貫
    通孔が、開口端部を形成する薄壁が屈曲してなる
    封止部を有し、残りの貫通孔はその他端面を形成
    する薄壁が屈曲してなる封止部を有することを特
    徴とするセラミツクハニカムフイルタ。 ２ 一端面が屈曲薄壁よりなる封止部と、封止さ
    れていない貫通孔とが市松模様を形成するよう配
    置されている特許請求の範囲第１項記載のセラミ
    ツクハニカムフイルタ。 ３ 多数の貫通孔を有するセラミツクハニカム構
    造体の開口端部の１個おきの薄壁を可塑性を有す
    るあいだに屈曲させて該貫通孔を封止し１個おき
    の他端面の薄壁を屈曲させて封止し焼成すること
    を特徴とするセラミツクハニカムフイルタの製造
    法。 ４ セラミツクハニカムの開口端部の所定の貫通
    孔に隣接する貫通孔に、先端がテーパー状の棒
    を、貫通孔を形成する薄壁を押し広げながら挿入
    することにより所定の薄壁を屈曲させ所定の貫通
    孔を封止する特許請求の範囲第３項記載のセラミ
    ツクハニカムフイルタの製造法。 ５ テーパー状の先端を有する棒状突起物が所定
    の間隔で外周に配列している工具を回転させなが
    ら、所定の貫通孔に隣接した貫通孔の開口端部を
    棒状突起物で遂次加工して所定の薄壁を屈曲させ
    封止部を形成する特許請求の範囲第３項記載のセ
    ラミツクハニカムフイルタの製造法。 ６ テーパー状の先端を有する１つ以上の棒状突
    起物を平板上の所定の位置に配列させた工具をハ
    ニカムの開口端部に押しつけ所定の１つ以上の貫
    通孔の聨部薄壁を同時に屈曲させ封止部を形成す
    る特許請求の範囲第３項記載のセラミツクハニカ
    ムフイルタの製造法。 ７ セラミツクハニカムの開口端部の所定の貫通
    孔を形成する薄壁の周囲の貫通孔中にそれぞれ挿
    入される棒状突起物を有する工具を用い、該貫通
    孔の薄壁を貫通孔内部に向つて屈曲させ、封止部
    を形成する特許請求の範囲第４項記載のセラミツ
    クハニカムフイルタの製造法。
JP8010980A 1980-06-16 1980-06-16 Ceramic honeycomb filter and preparation thereof Granted JPS577217A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8010980A JPS577217A (en) 1980-06-16 1980-06-16 Ceramic honeycomb filter and preparation thereof
US06/167,747 US4283210A (en) 1980-06-16 1980-07-14 Ceramic honeycomb filter and a method of producing the same
CA000379283A CA1156941A (en) 1980-06-16 1981-06-08 Ceramic honeycomb filter and a method of producing the same
DE8181302702T DE3162954D1 (en) 1980-06-16 1981-06-16 Ceramic honeycomb filters and the production thereof
EP81302702A EP0042300B1 (en) 1980-06-16 1981-06-16 Ceramic honeycomb filters and the production thereof

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JP8010980A JPS577217A (en) 1980-06-16 1980-06-16 Ceramic honeycomb filter and preparation thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS577217A JPS577217A (en) 1982-01-14
JPS6329576B2 true JPS6329576B2 (ja) 1988-06-14

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ID=13709010

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US (1) US4283210A (ja)
EP (1) EP0042300B1 (ja)
JP (1) JPS577217A (ja)
CA (1) CA1156941A (ja)
DE (1) DE3162954D1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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