JP2002054422A - セラミック製フィルター及びその製造方法 - Google Patents
セラミック製フィルター及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 捕集されたパティキュレート燃焼させた後に
残存し蓄積する灰分によるフィルターの溶損を、大掛か
りなシステム等を使用することなく、容易に抑制できる
セラミック製フィルターを提供する。 【解決手段】 ディーゼル機関から排出される排ガス中
のパティキュレートを捕集するためのセラミック製フィ
ルターであって、当該フィルターの表面に耐熱性セラミ
ック粒子からなるセラミック粒子層がコーティングさ
れ、前記耐熱性セラミック粒子のＢＥＴ比表面積が３０
０ｍ2／ｇ以下であるセラミック製フィルター。
残存し蓄積する灰分によるフィルターの溶損を、大掛か
りなシステム等を使用することなく、容易に抑制できる
セラミック製フィルターを提供する。 【解決手段】 ディーゼル機関から排出される排ガス中
のパティキュレートを捕集するためのセラミック製フィ
ルターであって、当該フィルターの表面に耐熱性セラミ
ック粒子からなるセラミック粒子層がコーティングさ
れ、前記耐熱性セラミック粒子のＢＥＴ比表面積が３０
０ｍ2／ｇ以下であるセラミック製フィルター。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、ディーゼル機関
から排出される排ガス中のパティキュレートを捕集する
ために使用されるセラミック製フィルターとその製造方
法に関する。
から排出される排ガス中のパティキュレートを捕集する
ために使用されるセラミック製フィルターとその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】 ディーゼル機関の排ガス中には、カー
ボンを主成分とする微粒子（パティキュレート）が多量
に含まれている。このパティキュレートが大気中に放出
されると環境汚染を引き起こすため、ディーゼル機関の
排気系にパティキュレートを捕集するためのフィルター
を含むパティキュレートトラップ装置を配し、排ガス中
のパティキュレートを大気に放出する以前に除去する技
術が存在する。
ボンを主成分とする微粒子（パティキュレート）が多量
に含まれている。このパティキュレートが大気中に放出
されると環境汚染を引き起こすため、ディーゼル機関の
排気系にパティキュレートを捕集するためのフィルター
を含むパティキュレートトラップ装置を配し、排ガス中
のパティキュレートを大気に放出する以前に除去する技
術が存在する。
【０００３】 このパティキュレートトラップ装置は、
その使用に伴って、捕集されたパティキュレートが次第
にフィルター内に堆積して行くので、同装置の実用に際
しては、フィルター内のパティキュレート堆積量が増加
して排気抵抗が増大することによる機関性能の低下を防
ぐ目的で、パティキュレートがある程度堆積した時点
で、或いはフィルターを使用しながら連続的に、フィル
ターに逆洗、燃焼等の処理を施してパティキュレートを
除去することにより、フィルター機能を再生させる。
その使用に伴って、捕集されたパティキュレートが次第
にフィルター内に堆積して行くので、同装置の実用に際
しては、フィルター内のパティキュレート堆積量が増加
して排気抵抗が増大することによる機関性能の低下を防
ぐ目的で、パティキュレートがある程度堆積した時点
で、或いはフィルターを使用しながら連続的に、フィル
ターに逆洗、燃焼等の処理を施してパティキュレートを
除去することにより、フィルター機能を再生させる。
【０００４】 しかしながら、逆洗にてパティキュレー
トを除去する手法には、システム全体が複雑かつ大型に
なるという問題点がある。一方、燃焼にてパティキュレ
ートを除去する手法にも、パティキュレートの一部がフ
ィルターの燃焼再生後に灰分として残留し、幾度に及ぶ
或いは長期にわたる燃焼再生処理によってフィルター内
に蓄積され、その後の使用時或いは燃焼再生処理時の高
温下でフィルター構成材料と反応することにより、フィ
ルター構成材料の融点未満の温度にて、フィルターを溶
損に至らしめるという問題点があった。
トを除去する手法には、システム全体が複雑かつ大型に
なるという問題点がある。一方、燃焼にてパティキュレ
ートを除去する手法にも、パティキュレートの一部がフ
ィルターの燃焼再生後に灰分として残留し、幾度に及ぶ
或いは長期にわたる燃焼再生処理によってフィルター内
に蓄積され、その後の使用時或いは燃焼再生処理時の高
温下でフィルター構成材料と反応することにより、フィ
ルター構成材料の融点未満の温度にて、フィルターを溶
損に至らしめるという問題点があった。
【０００５】 具体的には、堆積パティキュレート中に
は燃料、エンジンオイル、配管部品等に由来するＰ、
Ｓ、Ｃａ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ等が含
まれ、これらを含む化合物及び／又は複合物が、パティ
キュレート燃焼後もフィルター内に灰分として残留し、
上記の如き溶損を引き起こすことが問題となっていた。
特に、酸化物系セラミックス材料で構成されているフィ
ルターは、前記灰分と反応し易く、問題が深刻である。
は燃料、エンジンオイル、配管部品等に由来するＰ、
Ｓ、Ｃａ、Ｎａ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ等が含
まれ、これらを含む化合物及び／又は複合物が、パティ
キュレート燃焼後もフィルター内に灰分として残留し、
上記の如き溶損を引き起こすことが問題となっていた。
特に、酸化物系セラミックス材料で構成されているフィ
ルターは、前記灰分と反応し易く、問題が深刻である。
【０００６】 このような状況に鑑み、例えば特開平１
０−３３９２３号公報には、フィルター表面にセラミッ
ク粒子層を容易に剥離するように付着させておき、セラ
ミック粒子層に付着した灰分（アッシュ）を、排ガスの
圧力等により、セラミック粒子ごとフィルターから引き
剥がして除去する技術が提案されている。
０−３３９２３号公報には、フィルター表面にセラミッ
ク粒子層を容易に剥離するように付着させておき、セラ
ミック粒子層に付着した灰分（アッシュ）を、排ガスの
圧力等により、セラミック粒子ごとフィルターから引き
剥がして除去する技術が提案されている。
【０００７】 また、特表平６−５０６１３８号公報に
は、フィルターの通路表面に皮膜を設けることにより、
濾し取る物質のフィルター孔内への侵入を抑止し、フィ
ルターの逆洗を容易にする技術が開示されている。
は、フィルターの通路表面に皮膜を設けることにより、
濾し取る物質のフィルター孔内への侵入を抑止し、フィ
ルターの逆洗を容易にする技術が開示されている。
【０００８】 更に、特許第２９２６１８７号公報に
は、フィルター基体の少なくとも濾過側表面にフィルタ
ー層を固着したセラミックス用ガスフィルターにおい
て、フィルター基体とフィルター層の気孔径を調整する
ことにより、フィルター層の固着強度を向上させたもの
が開示されている。
は、フィルター基体の少なくとも濾過側表面にフィルタ
ー層を固着したセラミックス用ガスフィルターにおい
て、フィルター基体とフィルター層の気孔径を調整する
ことにより、フィルター層の固着強度を向上させたもの
が開示されている。
【０００９】 更にまた、特開平６−１９８１４８号公
報には、多孔質支持体に無機質微粒子から成る薄層を形
成した無機多孔質膜の製造方法において、多孔質支持体
の平均細孔径や最大気孔径、薄膜の膜厚を調整すること
により、ピンホールやクラックの発生を防止する技術が
開示されている。
報には、多孔質支持体に無機質微粒子から成る薄層を形
成した無機多孔質膜の製造方法において、多孔質支持体
の平均細孔径や最大気孔径、薄膜の膜厚を調整すること
により、ピンホールやクラックの発生を防止する技術が
開示されている。
【００１０】 また、特公平３−４２９３６号公報に
は、ガスフィルター機能を有する耐火性３次元構造体上
に担持された多孔性無機質基盤上に、バナジウム酸化物
と貴金属を分散担持させた、ＳＯ2を含有するディーゼ
ルエンジン排ガス中の微粒子状物質を選択的に低減する
排ガス浄化用触媒が開示されている。
は、ガスフィルター機能を有する耐火性３次元構造体上
に担持された多孔性無機質基盤上に、バナジウム酸化物
と貴金属を分散担持させた、ＳＯ2を含有するディーゼ
ルエンジン排ガス中の微粒子状物質を選択的に低減する
排ガス浄化用触媒が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、特開
平１０−３３９２３号公報記載の技術は、セラミック粒
子が排気ガスの圧力等の比較的弱い力によってフィルタ
表面から剥がれるように付着されており、セラミック粒
子に灰分が付着していなくても排ガス流で剥がれてしま
うので、セラミック粒子を常に供給し続ける必要があ
る。その結果、フィルター内に非常に早くセラミック粒
子が溜まって、濾過面積が減少するとともに圧力損失が
上昇してしまうため、逆洗するなどして頻繁にセラミッ
ク粒子を除去しなければならず、実使用上の利便性が著
しく低下する上、大がかりな逆洗システムやセラミック
粒子供給システムが必須となる。また、セラミック粒子
と灰分との親和性については、何ら検討がなされていな
い。
平１０−３３９２３号公報記載の技術は、セラミック粒
子が排気ガスの圧力等の比較的弱い力によってフィルタ
表面から剥がれるように付着されており、セラミック粒
子に灰分が付着していなくても排ガス流で剥がれてしま
うので、セラミック粒子を常に供給し続ける必要があ
る。その結果、フィルター内に非常に早くセラミック粒
子が溜まって、濾過面積が減少するとともに圧力損失が
上昇してしまうため、逆洗するなどして頻繁にセラミッ
ク粒子を除去しなければならず、実使用上の利便性が著
しく低下する上、大がかりな逆洗システムやセラミック
粒子供給システムが必須となる。また、セラミック粒子
と灰分との親和性については、何ら検討がなされていな
い。
【００１２】 また、特表平６−５０６１３８号公報に
開示された技術は、堆積したパティキュレートを逆洗す
ることによってフィルターの再生を図ることが前提とな
っており、フィルター通路に形成された皮膜は、単にフ
ィルターを構成する多孔質材料の孔内へのパティキュレ
ートの侵入を物理的に回避しているのみである。したが
って、パティキュレートの燃焼により生ずる灰分の蓄積
による問題点については何ら検討されておらず、また、
灰分は勿論のこと、パティキュレートと皮膜との親和性
についても、何ら検討されていない。
開示された技術は、堆積したパティキュレートを逆洗す
ることによってフィルターの再生を図ることが前提とな
っており、フィルター通路に形成された皮膜は、単にフ
ィルターを構成する多孔質材料の孔内へのパティキュレ
ートの侵入を物理的に回避しているのみである。したが
って、パティキュレートの燃焼により生ずる灰分の蓄積
による問題点については何ら検討されておらず、また、
灰分は勿論のこと、パティキュレートと皮膜との親和性
についても、何ら検討されていない。
【００１３】 同様に特許第２９２６１８７号公報記載
のセラミックス用ガスフィルターも、逆洗操作による堆
積パティキュレートの除去を前提としており、堆積パテ
ィキュレートの燃焼により生ずる灰分の蓄積による問題
点については何ら検討されていない。例えば、このガス
フィルターにおいては、フィルター層材をフィルター基
体の表面に擦り込み、フィルター基体表面の一部が露出
する程度の厚さとなるようにフィルター層を形成するこ
とが好ましいとされているが、そのようなフィルター層
では、蓄積物とフィルター基材との直接接触を防止する
ことができないので、堆積パティキュレートを燃焼する
ことによって再生を図るフィルターとしては不適切であ
る。
のセラミックス用ガスフィルターも、逆洗操作による堆
積パティキュレートの除去を前提としており、堆積パテ
ィキュレートの燃焼により生ずる灰分の蓄積による問題
点については何ら検討されていない。例えば、このガス
フィルターにおいては、フィルター層材をフィルター基
体の表面に擦り込み、フィルター基体表面の一部が露出
する程度の厚さとなるようにフィルター層を形成するこ
とが好ましいとされているが、そのようなフィルター層
では、蓄積物とフィルター基材との直接接触を防止する
ことができないので、堆積パティキュレートを燃焼する
ことによって再生を図るフィルターとしては不適切であ
る。
【００１４】 また、特開平６−１９８１４８号公報に
開示された技術については、同公報の実施例中に、多孔
質薄膜の調製の際のバインダー量が一水準開示されてい
るが、ディーゼル排気用途を前提としていないため、排
熱と振動、場合によっては逆洗に耐え得るように薄層の
付着強度を調整することは考慮されていない。また、デ
ィーゼル排気用途特有の灰分蓄積による問題点について
も、当然検討されておらず、したがって灰分と薄層との
親和性についても、何ら開示されていない。
開示された技術については、同公報の実施例中に、多孔
質薄膜の調製の際のバインダー量が一水準開示されてい
るが、ディーゼル排気用途を前提としていないため、排
熱と振動、場合によっては逆洗に耐え得るように薄層の
付着強度を調整することは考慮されていない。また、デ
ィーゼル排気用途特有の灰分蓄積による問題点について
も、当然検討されておらず、したがって灰分と薄層との
親和性についても、何ら開示されていない。
【００１５】 特公平３−４２９３６号公報に開示され
た排ガス浄化用触媒は、フィルター内に蓄積したパティ
キュレートを燃焼除去する目的で触媒物質を担持したも
のであるため、その多孔性無機質基盤は触媒担持基材と
して好適に設計されているが、パティキュレート燃焼後
に残留する灰分との親和性については何ら考慮されてい
ない。
た排ガス浄化用触媒は、フィルター内に蓄積したパティ
キュレートを燃焼除去する目的で触媒物質を担持したも
のであるため、その多孔性無機質基盤は触媒担持基材と
して好適に設計されているが、パティキュレート燃焼後
に残留する灰分との親和性については何ら考慮されてい
ない。
【００１６】 本発明は、このような従来の事情に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、捕集
されたパティキュレートを燃焼除去することによってフ
ィルター機能を再生するセラミック製フィルターであっ
て、パティキュレート燃焼後に残存し蓄積する灰分によ
るフィルターの溶損を、大掛かりなシステム等を使用す
ることなく、容易に抑制できるものを提供することにあ
る。
てなされたものであり、その目的とするところは、捕集
されたパティキュレートを燃焼除去することによってフ
ィルター機能を再生するセラミック製フィルターであっ
て、パティキュレート燃焼後に残存し蓄積する灰分によ
るフィルターの溶損を、大掛かりなシステム等を使用す
ることなく、容易に抑制できるものを提供することにあ
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】 本発明によれば、ディ
ーゼル機関から排出される排ガス中のパティキュレート
を捕集するためのセラミック製フィルターであって、当
該フィルターに捕集されたパティキュレートを燃焼させ
た後に残存し蓄積する灰分と前記フィルターとの直接接
触を実質的に回避できるように、前記フィルターの表面
に耐熱性セラミック粒子からなるセラミック粒子層がコ
ーティングされ、前記耐熱性セラミック粒子のＢＥＴ比
表面積が３００ｍ2／ｇ以下であることを特徴とするセ
ラミック製フィルター、が提供される。
ーゼル機関から排出される排ガス中のパティキュレート
を捕集するためのセラミック製フィルターであって、当
該フィルターに捕集されたパティキュレートを燃焼させ
た後に残存し蓄積する灰分と前記フィルターとの直接接
触を実質的に回避できるように、前記フィルターの表面
に耐熱性セラミック粒子からなるセラミック粒子層がコ
ーティングされ、前記耐熱性セラミック粒子のＢＥＴ比
表面積が３００ｍ2／ｇ以下であることを特徴とするセ
ラミック製フィルター、が提供される。
【００１８】 また、本発明によれば、多孔質のセラミ
ックスからなるフィルター材の表面に、少なくともＢＥ
Ｔ比表面積が３００ｍ2／ｇ以下の耐熱性セラミック粒
子とバインダーとを下式を満たす割合で含むスラリーを
使用して、セラミック粒子層をコーティングすることを
特徴とするセラミック製フィルターの製造方法、が提供
される。
ックスからなるフィルター材の表面に、少なくともＢＥ
Ｔ比表面積が３００ｍ2／ｇ以下の耐熱性セラミック粒
子とバインダーとを下式を満たす割合で含むスラリーを
使用して、セラミック粒子層をコーティングすることを
特徴とするセラミック製フィルターの製造方法、が提供
される。
【数３】バインダー固形分量（酸化物計算）／｛耐熱性
セラミック粒子重量＋バインダー固形分量（酸化物計
算）｝≧０．０２
セラミック粒子重量＋バインダー固形分量（酸化物計
算）｝≧０．０２
【００１９】
【発明の実施の形態】 本発明のセラミック製フィルタ
ーにおいては、フィルターの表面にセラミック粒子層を
設け、当該セラミック粒子層によって、フィルターに捕
集されたパティキュレートを燃焼させた後に残存し蓄積
する灰分とフィルターとの直接接触を実質的に回避する
ことにより、高温での灰分とフィルター材との反応及び
／又は固溶に起因するフィルターの溶損を抑制する。
ーにおいては、フィルターの表面にセラミック粒子層を
設け、当該セラミック粒子層によって、フィルターに捕
集されたパティキュレートを燃焼させた後に残存し蓄積
する灰分とフィルターとの直接接触を実質的に回避する
ことにより、高温での灰分とフィルター材との反応及び
／又は固溶に起因するフィルターの溶損を抑制する。
【００２０】 灰分は、セラミック粒子層の表面に付着
しても、同粒子層の介在故に、直接フィルター表面に付
着した場合程の圧力損失増大には到らずそのまま付着さ
せておくことも可能であるが、より灰分とフィルターと
を接触しにくくし安全率を高める、必要に応じて灰分を
フィルター外へ除去できるようにする、圧力損失増大を
極力抑える等の目的で、セラミック粒子層から剥がれ易
くなるように、灰分と耐熱性セラミック粒子との親和性
が低くなる方向に設計することが好ましい。
しても、同粒子層の介在故に、直接フィルター表面に付
着した場合程の圧力損失増大には到らずそのまま付着さ
せておくことも可能であるが、より灰分とフィルターと
を接触しにくくし安全率を高める、必要に応じて灰分を
フィルター外へ除去できるようにする、圧力損失増大を
極力抑える等の目的で、セラミック粒子層から剥がれ易
くなるように、灰分と耐熱性セラミック粒子との親和性
が低くなる方向に設計することが好ましい。
【００２１】 そこで、本発明では、セラミック粒子層
を構成する耐熱性セラミック粒子のＢＥＴ比表面積を３
００ｍ2／ｇ以下とした。このような耐熱性セラミック
粒子を用いてセラミック粒子層を構成することにより、
灰分に対する耐熱性セラミック粒子の親和性が低く抑え
られて、強い付着力を持つ灰分でも逆洗等により比較的
容易にセラミック粒子表面から除去することが可能とな
る。
を構成する耐熱性セラミック粒子のＢＥＴ比表面積を３
００ｍ2／ｇ以下とした。このような耐熱性セラミック
粒子を用いてセラミック粒子層を構成することにより、
灰分に対する耐熱性セラミック粒子の親和性が低く抑え
られて、強い付着力を持つ灰分でも逆洗等により比較的
容易にセラミック粒子表面から除去することが可能とな
る。
【００２２】 なお、一般にセラミック材料と固溶しや
すいと言われるアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金
属が、灰分中に酸化物計算で合計で５重量％以上含まれ
る場合には、耐熱性セラミック粒子のＢＥＴ比表面積が
２２０ｍ2／ｇ以下であることが好ましく、更に１０重
量％以上含まれる場合には、１７０ｍ2／ｇ以下である
ことがより好ましい。また、耐熱性セラミック粒子のＢ
ＥＴ比表面積が１００ｍ2／ｇ以下であれば、特に灰分
の組成に依らず、親和性を低く抑えることができる。
すいと言われるアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金
属が、灰分中に酸化物計算で合計で５重量％以上含まれ
る場合には、耐熱性セラミック粒子のＢＥＴ比表面積が
２２０ｍ2／ｇ以下であることが好ましく、更に１０重
量％以上含まれる場合には、１７０ｍ2／ｇ以下である
ことがより好ましい。また、耐熱性セラミック粒子のＢ
ＥＴ比表面積が１００ｍ2／ｇ以下であれば、特に灰分
の組成に依らず、親和性を低く抑えることができる。
【００２３】 更に、ディーゼル機関排ガス処理用途の
場合には、長時間の排熱被曝に対して安定であることが
好ましく、具体的には、耐熱性セラミック粒子をコーテ
ィング前の粉末状態で１０００℃にて５０時間熱処理し
た後のＢＥＴ比表面積の減少率が３０％以内、１１００
℃にて５０時間熱処理した後でも５０％以内に留まるこ
とが好ましい。
場合には、長時間の排熱被曝に対して安定であることが
好ましく、具体的には、耐熱性セラミック粒子をコーテ
ィング前の粉末状態で１０００℃にて５０時間熱処理し
た後のＢＥＴ比表面積の減少率が３０％以内、１１００
℃にて５０時間熱処理した後でも５０％以内に留まるこ
とが好ましい。
【００２４】 他方、耐熱性セラミック粒子のＢＥＴ比
表面積の下限については、２ｍ2／ｇ以上であることが
好ましい。ＢＥＴ比表面積が２ｍ2／ｇ未満では、フィ
ルター本体との馴染みが悪く、排ガス流下でセラミック
粒子層が剥離する恐れがある。ＢＥＴ比表面積が５ｍ2
／ｇ以上であれば、振動や逆洗にも耐えられ、より好ま
しい。
表面積の下限については、２ｍ2／ｇ以上であることが
好ましい。ＢＥＴ比表面積が２ｍ2／ｇ未満では、フィ
ルター本体との馴染みが悪く、排ガス流下でセラミック
粒子層が剥離する恐れがある。ＢＥＴ比表面積が５ｍ2
／ｇ以上であれば、振動や逆洗にも耐えられ、より好ま
しい。
【００２５】 前述のとおり、本発明におけるセラミッ
ク粒子層は、灰分との親和性が低い耐熱性セラミック粒
子を用いているので、セラミック粒子層に付着した灰分
を当該粒子層から比較的容易に剥離させることができ、
特開平１０−３３９２３号公報記載の従来技術のよう
に、灰分除去ために、灰分をセラミック粒子ごとフィル
ター表面から引き剥がす必要はない。
ク粒子層は、灰分との親和性が低い耐熱性セラミック粒
子を用いているので、セラミック粒子層に付着した灰分
を当該粒子層から比較的容易に剥離させることができ、
特開平１０−３３９２３号公報記載の従来技術のよう
に、灰分除去ために、灰分をセラミック粒子ごとフィル
ター表面から引き剥がす必要はない。
【００２６】 また、当該従来技術のように、灰分をセ
ラミック粒子ごと引き剥がすことを目論むと無駄に蓄積
物が増えるので、セラミック粒子はむしろ強固にフィル
ター表面に付着させておくことが好ましい。セラミック
粒子の剥離を最小限に抑えることにより、蓄積灰分除去
のインターバルを非常に長くすることができ、実使用上
の利便性が高まる。
ラミック粒子ごと引き剥がすことを目論むと無駄に蓄積
物が増えるので、セラミック粒子はむしろ強固にフィル
ター表面に付着させておくことが好ましい。セラミック
粒子の剥離を最小限に抑えることにより、蓄積灰分除去
のインターバルを非常に長くすることができ、実使用上
の利便性が高まる。
【００２７】 そこで、前記特開平１０−３３９２３号
公報記載の技術が、セラミック粒子層をフィルター表面
から容易に剥離するように弱く付着させているのに対
し、本発明においては、セラミック粒子層をフィルター
表面に強固に付着させ、耐熱性セラミック粒子のフィル
ター表面からの剥離を極力抑えるようにしている。具体
的には、フィルター材の表面へのセラミック粒子層のコ
ーティングに、少なくともＢＥＴ比表面積が３００ｍ2
／ｇ以下の耐熱性セラミック粒子とバインダーとを下式
を満たす割合で含むスラリーを使用する。
公報記載の技術が、セラミック粒子層をフィルター表面
から容易に剥離するように弱く付着させているのに対
し、本発明においては、セラミック粒子層をフィルター
表面に強固に付着させ、耐熱性セラミック粒子のフィル
ター表面からの剥離を極力抑えるようにしている。具体
的には、フィルター材の表面へのセラミック粒子層のコ
ーティングに、少なくともＢＥＴ比表面積が３００ｍ2
／ｇ以下の耐熱性セラミック粒子とバインダーとを下式
を満たす割合で含むスラリーを使用する。
【００２８】
【数４】バインダー固形分量（酸化物計算）／｛耐熱性
セラミック粒子重量＋バインダー固形分量（酸化物計
算）｝≧０．０２
セラミック粒子重量＋バインダー固形分量（酸化物計
算）｝≧０．０２
【００２９】 ここで、「バインダー固形分量（酸化物
計算）」とは、バインダーを大気雰囲気で熱処理（乾燥
及び／又は焼成）した後に残留する、通常酸化物状態の
固形物の重量を指す。例えば、バインダーとしてアルミ
ナゾルを使用する場合には、アルミナゾルが熱処理工程
を経て生成するＡｌ2Ｏ3の重量を意味し、シリカゾルを
使用する場合には、シリカゾルが同様に熱処理工程を経
て生成するＳｉＯ2の重量を意味する。
計算）」とは、バインダーを大気雰囲気で熱処理（乾燥
及び／又は焼成）した後に残留する、通常酸化物状態の
固形物の重量を指す。例えば、バインダーとしてアルミ
ナゾルを使用する場合には、アルミナゾルが熱処理工程
を経て生成するＡｌ2Ｏ3の重量を意味し、シリカゾルを
使用する場合には、シリカゾルが同様に熱処理工程を経
て生成するＳｉＯ2の重量を意味する。
【００３０】 セラミック粒子層のコーティングに、少
なくとも耐熱性セラミック粒子とバインダーとを上記の
式を満たす割合で含むコーティング用スラリーを用いる
と、長時間、排ガス流に曝される実使用下で、耐熱性セ
ラミック粒子の剥離を抑えるのに必要な付着強度が得ら
れる。更に、セラミック粒子層のコーティングに、少な
くともＢＥＴ比表面積が３００ｍ2／ｇ以下の耐熱性セ
ラミック粒子とバインダーとを下式を満たす割合で含む
コーティング用スラリーを使用すると、セラミック粒子
層のフィルター本体に対する付着強度がより向上し、機
関の振動や灰分の逆洗にも耐えるようになり好ましい。
なくとも耐熱性セラミック粒子とバインダーとを上記の
式を満たす割合で含むコーティング用スラリーを用いる
と、長時間、排ガス流に曝される実使用下で、耐熱性セ
ラミック粒子の剥離を抑えるのに必要な付着強度が得ら
れる。更に、セラミック粒子層のコーティングに、少な
くともＢＥＴ比表面積が３００ｍ2／ｇ以下の耐熱性セ
ラミック粒子とバインダーとを下式を満たす割合で含む
コーティング用スラリーを使用すると、セラミック粒子
層のフィルター本体に対する付着強度がより向上し、機
関の振動や灰分の逆洗にも耐えるようになり好ましい。
【００３１】
【数５】バインダー固形分量（酸化物計算）／｛耐熱性
セラミック粒子重量＋バインダー固形分量（酸化物計
算）｝≧０．０５
セラミック粒子重量＋バインダー固形分量（酸化物計
算）｝≧０．０５
【００３２】 ただし、耐熱性セラミック粒子とバイン
ダー固形分量（酸化物計算）との合計量に対するバイン
ダー固形分量（酸化物計算）が２５重量％を超えると、
セラミック粒子層自体が過剰に緻密化し、著しく圧力損
失が増加するため、この点を考慮すると、セラミック粒
子層のコーティングに、少なくともＢＥＴ比表面積が３
００ｍ2／ｇ以下の耐熱性セラミック粒子とバインダー
とを下式を満たす割合で含むコーティング用スラリーを
使用することが、より一層好ましい。なお、実際のスラ
リー調製にあたっては、コート性等の都合により、耐熱
性セラミック粒子、バインダーの他、必要に応じて、
酸、水分等を添加してもよい。
ダー固形分量（酸化物計算）との合計量に対するバイン
ダー固形分量（酸化物計算）が２５重量％を超えると、
セラミック粒子層自体が過剰に緻密化し、著しく圧力損
失が増加するため、この点を考慮すると、セラミック粒
子層のコーティングに、少なくともＢＥＴ比表面積が３
００ｍ2／ｇ以下の耐熱性セラミック粒子とバインダー
とを下式を満たす割合で含むコーティング用スラリーを
使用することが、より一層好ましい。なお、実際のスラ
リー調製にあたっては、コート性等の都合により、耐熱
性セラミック粒子、バインダーの他、必要に応じて、
酸、水分等を添加してもよい。
【００３３】
【数６】０．２５≧バインダー固形分量（酸化物計算）
／｛耐熱性セラミック粒子重量＋バインダー固形分量
（酸化物計算）｝≧０．０５
／｛耐熱性セラミック粒子重量＋バインダー固形分量
（酸化物計算）｝≧０．０５
【００３４】 耐熱性セラミック粒子の平均粒子径は、
長時間、排ガス流に曝される実使用下でフィルター本体
から剥がれ難くするという観点から、２０μｍ以下とす
ることが好ましく、更に１０μｍ以下とすると、逆洗に
も耐える付着強度が得られてより好ましい。逆に、灰分
との親和性低減の観点からは、耐熱性セラミック粒子の
平均粒子径が２μｍ以上であることが好ましい。
長時間、排ガス流に曝される実使用下でフィルター本体
から剥がれ難くするという観点から、２０μｍ以下とす
ることが好ましく、更に１０μｍ以下とすると、逆洗に
も耐える付着強度が得られてより好ましい。逆に、灰分
との親和性低減の観点からは、耐熱性セラミック粒子の
平均粒子径が２μｍ以上であることが好ましい。
【００３５】 フィルターの耐熱性を向上させるため、
耐熱性セラミック粒子は、フィルター材以上の融点を有
する材料からなることが好ましい。絶対値としては、フ
ィルターが堆積パティキュレートの燃焼除去による再生
時に曝され得る温度を考慮し、１０００℃以上、更には
１２００℃以上での耐熱性を有することが好ましい。材
料の具体例としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、
チタニア、マグネシアの他、スピネルやムライトに代表
されるそれらの複合酸化物などが挙げられる。
耐熱性セラミック粒子は、フィルター材以上の融点を有
する材料からなることが好ましい。絶対値としては、フ
ィルターが堆積パティキュレートの燃焼除去による再生
時に曝され得る温度を考慮し、１０００℃以上、更には
１２００℃以上での耐熱性を有することが好ましい。材
料の具体例としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、
チタニア、マグネシアの他、スピネルやムライトに代表
されるそれらの複合酸化物などが挙げられる。
【００３６】 また、灰分に対して親和性を低くするた
め、耐熱性セラミック粒子のＳｉ含有量は酸化物計算で
１０重量％以下であることが好ましく、実質的にＳｉを
含まない耐熱性セラミック粒子が更に好ましい。したが
って、上記具体例の中でも、アルミナ、ジルコニア、チ
タニア、マグネシア、それらの複合酸化物などが、好適
に用いられる。アルミナ、ジルコニアは特に親和性が低
くて好ましく、更にアルミナの中では、α-アルミナが
最も親和性が低く好ましい。Ｓｉを含有する場合には、
結晶構造的に安定な、高シリカゼオライトやクリストバ
ライト等が好適である。
め、耐熱性セラミック粒子のＳｉ含有量は酸化物計算で
１０重量％以下であることが好ましく、実質的にＳｉを
含まない耐熱性セラミック粒子が更に好ましい。したが
って、上記具体例の中でも、アルミナ、ジルコニア、チ
タニア、マグネシア、それらの複合酸化物などが、好適
に用いられる。アルミナ、ジルコニアは特に親和性が低
くて好ましく、更にアルミナの中では、α-アルミナが
最も親和性が低く好ましい。Ｓｉを含有する場合には、
結晶構造的に安定な、高シリカゼオライトやクリストバ
ライト等が好適である。
【００３７】 更にまた、灰分との親和性を低減するた
め、耐熱性セラミック粒子のアルカリ金属含有量は、酸
化物計算で１重量％以下、更には、０．５重量％以下で
あることが好ましい。同様に、コーティング用のスラリ
ーに使用されるバインダーのアルカリ金属含有量は、バ
インダーの酸化物計算による固形分量に対して、酸化物
計算で５重量％以下、更には、２重量％以下であること
が好ましい。なお、耐熱性セラミック粒子は、２種以上
のものを適宜に組み合わせて用いてもよい。
め、耐熱性セラミック粒子のアルカリ金属含有量は、酸
化物計算で１重量％以下、更には、０．５重量％以下で
あることが好ましい。同様に、コーティング用のスラリ
ーに使用されるバインダーのアルカリ金属含有量は、バ
インダーの酸化物計算による固形分量に対して、酸化物
計算で５重量％以下、更には、２重量％以下であること
が好ましい。なお、耐熱性セラミック粒子は、２種以上
のものを適宜に組み合わせて用いてもよい。
【００３８】 フィルターの形態は、強度、耐久性、耐
熱性等の観点から、薄い隔壁で仕切られた多数の貫通孔
（セル）で構成されるハニカム構造を有し、その流入側
端面と排出側端面とで互い違いになるように、市松模様
状にセルを目封じしたものが、ディーゼルパティキュレ
ートフィルター（ＤＰＦ）として最も好適に用いられる
が、本発明はフォームやファイバー形態のものにも好適
に応用できる。
熱性等の観点から、薄い隔壁で仕切られた多数の貫通孔
（セル）で構成されるハニカム構造を有し、その流入側
端面と排出側端面とで互い違いになるように、市松模様
状にセルを目封じしたものが、ディーゼルパティキュレ
ートフィルター（ＤＰＦ）として最も好適に用いられる
が、本発明はフォームやファイバー形態のものにも好適
に応用できる。
【００３９】 前記のような市松模様状にセルを目封じ
したハニカム構造のフィルターの場合、流入側に開口し
たセルと排出側に開口したセルの両方にセラミック粒子
層がコーティングされていても構わないが、灰分は前者
に蓄積されるため、前者のみにコーティングすること
も、コーティングによる圧力損失上昇を最小限に抑える
観点からは好ましいことである。
したハニカム構造のフィルターの場合、流入側に開口し
たセルと排出側に開口したセルの両方にセラミック粒子
層がコーティングされていても構わないが、灰分は前者
に蓄積されるため、前者のみにコーティングすること
も、コーティングによる圧力損失上昇を最小限に抑える
観点からは好ましいことである。
【００４０】 セラミック粒子層のコーティングについ
ては、実質的にフィルター表面がセラミック粒子層で覆
われていれば本発明の目的を果たすが、その厚さは、セ
ル壁中央の通常最も薄い所で２〜１００μｍの範囲であ
ることが好ましく、５〜５０μｍの範囲であると更に好
ましい。セラミック粒子層の厚さが２μｍ未満では、灰
分とフィルターとの直接接触を抑止する効果が十分では
なく、また、１００μｍを超えると、圧力損失が許容範
囲以上に増大して好ましくない。
ては、実質的にフィルター表面がセラミック粒子層で覆
われていれば本発明の目的を果たすが、その厚さは、セ
ル壁中央の通常最も薄い所で２〜１００μｍの範囲であ
ることが好ましく、５〜５０μｍの範囲であると更に好
ましい。セラミック粒子層の厚さが２μｍ未満では、灰
分とフィルターとの直接接触を抑止する効果が十分では
なく、また、１００μｍを超えると、圧力損失が許容範
囲以上に増大して好ましくない。
【００４１】 セルを仕切っている隔壁の厚さは、５０
〜５００μｍであることが好ましい。隔壁の厚さが５０
μｍ未満では、強度の点からも、熱容量の点からも、溶
損に対して弱い。一方、５００μｍを超えると、圧力損
失が著しく増大して好ましくない。
〜５００μｍであることが好ましい。隔壁の厚さが５０
μｍ未満では、強度の点からも、熱容量の点からも、溶
損に対して弱い。一方、５００μｍを超えると、圧力損
失が著しく増大して好ましくない。
【００４２】 セラミック粒子層を構成する耐熱性セラ
ミック粒子の担持量は、５〜２５０ｇ／ｃｃ（ハニカム
体積当たり）であることが好ましく、１０〜１５０ｇ／
ｃｃであると更に好ましい。耐熱性セラミック粒子の担
持量が５ｇ／ｃｃ未満では、フィルター表面を十分に被
覆することができず、逆に、２５０ｇ／ｃｃを超える
と、セルが目詰まりする可能性が大きくなるとともに、
圧力損失が許容範囲以上に増大して好ましくない。
ミック粒子の担持量は、５〜２５０ｇ／ｃｃ（ハニカム
体積当たり）であることが好ましく、１０〜１５０ｇ／
ｃｃであると更に好ましい。耐熱性セラミック粒子の担
持量が５ｇ／ｃｃ未満では、フィルター表面を十分に被
覆することができず、逆に、２５０ｇ／ｃｃを超える
と、セルが目詰まりする可能性が大きくなるとともに、
圧力損失が許容範囲以上に増大して好ましくない。
【００４３】 なお、フィルターの形態が市松模様状に
セルを目封じしたハニカム構造である場合において、流
入側に開口したセルと排出側に開口したセルの内、前者
のみにセラミック粒子層をコーティングするときには、
適切なる担持量の範囲は、各々前述の１／２となる。
セルを目封じしたハニカム構造である場合において、流
入側に開口したセルと排出側に開口したセルの内、前者
のみにセラミック粒子層をコーティングするときには、
適切なる担持量の範囲は、各々前述の１／２となる。
【００４４】 適切な量の耐熱性セラミック粒子を均質
にコーティングするためには、ハニカムのセル密度は、
５００セル／平方インチ（７８セル／ｃｍ2）以下であ
ることが好ましい。一方、フィルター効率の観点から
は、５０セル／平方インチ（７．８セル／ｃｍ2）以上
であることが好ましい。
にコーティングするためには、ハニカムのセル密度は、
５００セル／平方インチ（７８セル／ｃｍ2）以下であ
ることが好ましい。一方、フィルター効率の観点から
は、５０セル／平方インチ（７．８セル／ｃｍ2）以上
であることが好ましい。
【００４５】 本発明のフィルターは、ディーゼル機関
の排気系に装着されることから、耐熱衝撃性が高いこと
が好ましい。具体的には、フィルター材単独では熱膨張
係数が２×１０-6／℃以下であることが好ましく、コー
ティング後にも５×１０-6／℃以下であることが好まし
い。
の排気系に装着されることから、耐熱衝撃性が高いこと
が好ましい。具体的には、フィルター材単独では熱膨張
係数が２×１０-6／℃以下であることが好ましく、コー
ティング後にも５×１０-6／℃以下であることが好まし
い。
【００４６】 本発明の効果は、コージェライト、炭化
珪素、リン酸ジルコニル、アルミナ、ムライト、スピネ
ル等各種フィルター材に対して発現され、その材質を制
限されないが、中でも融点が比較的低いコージェライト
に対し、特に効果的である。
珪素、リン酸ジルコニル、アルミナ、ムライト、スピネ
ル等各種フィルター材に対して発現され、その材質を制
限されないが、中でも融点が比較的低いコージェライト
に対し、特に効果的である。
【００４７】 本発明は、高温での灰分とフィルター材
との反応及び／又は固溶に起因するフィルターの溶損を
抑制することを目的としており、該高温被曝のリスクは
フィルターの使用中にもパティキュレート燃焼除去時に
も存在するが、より高い温度が想定される後者のモード
を含む、ヒーター及び／又は触媒燃焼方式のシステムに
対して効果的である。中でも、パティキュレートがある
程度堆積した時点でヒーター加熱等により一時に燃焼さ
せる機能を有するシステムに対して一層効果的である。
フィルターに捕集され堆積したパティキュレートを燃焼
せず逆洗方式で除去するシステムの場合には、灰分が堆
積し難く、燃焼熱も発生しないため、効果はあまり顕著
ではない。ただし、ヒーター及び／又は触媒燃焼方式の
場合にも、パティキュレートの燃焼後に残留し蓄積した
灰分については、逆洗除去することも好ましい使用形態
のひとつである。
との反応及び／又は固溶に起因するフィルターの溶損を
抑制することを目的としており、該高温被曝のリスクは
フィルターの使用中にもパティキュレート燃焼除去時に
も存在するが、より高い温度が想定される後者のモード
を含む、ヒーター及び／又は触媒燃焼方式のシステムに
対して効果的である。中でも、パティキュレートがある
程度堆積した時点でヒーター加熱等により一時に燃焼さ
せる機能を有するシステムに対して一層効果的である。
フィルターに捕集され堆積したパティキュレートを燃焼
せず逆洗方式で除去するシステムの場合には、灰分が堆
積し難く、燃焼熱も発生しないため、効果はあまり顕著
ではない。ただし、ヒーター及び／又は触媒燃焼方式の
場合にも、パティキュレートの燃焼後に残留し蓄積した
灰分については、逆洗除去することも好ましい使用形態
のひとつである。
【００４８】 システムが、触媒燃焼方式の場合、触媒
成分は、別個体としてフィルターの上流側に配置される
ケースもあるが、フィルター材上に配置されるケースも
多くある。 後者の場合には、耐熱性セラミック粒子と
触媒成分を混合してフィルター材にコーティングしても
よく、互いに層状に重ねてコーティングしてもよい。例
えば、フィルター材に先ず耐熱性セラミック粒子をコー
ティングし、その上に触媒成分を重ねてコーティングす
ることも、好ましい実施態様のひとつである。触媒成分
は、触媒金属をそのまま用いてもよいが、高分散化の目
的にて、通常は、高比表面積の耐熱性無機酸化物に担持
して用いられる。
成分は、別個体としてフィルターの上流側に配置される
ケースもあるが、フィルター材上に配置されるケースも
多くある。 後者の場合には、耐熱性セラミック粒子と
触媒成分を混合してフィルター材にコーティングしても
よく、互いに層状に重ねてコーティングしてもよい。例
えば、フィルター材に先ず耐熱性セラミック粒子をコー
ティングし、その上に触媒成分を重ねてコーティングす
ることも、好ましい実施態様のひとつである。触媒成分
は、触媒金属をそのまま用いてもよいが、高分散化の目
的にて、通常は、高比表面積の耐熱性無機酸化物に担持
して用いられる。
【００４９】 前述のとおり、本発明のフィルターは、
多孔質のセラミックスからなるフィルター材の表面に、
少なくともＢＥＴ比表面積が３００ｍ2／ｇ以下の耐熱
性セラミック粒子とバインダーとを下式を満たす割合で
含むスラリーを使用して、セラミック粒子層をコーティ
ングすることにより製造することができる。
多孔質のセラミックスからなるフィルター材の表面に、
少なくともＢＥＴ比表面積が３００ｍ2／ｇ以下の耐熱
性セラミック粒子とバインダーとを下式を満たす割合で
含むスラリーを使用して、セラミック粒子層をコーティ
ングすることにより製造することができる。
【００５０】
【数７】バインダー固形分量（酸化物計算）／｛耐熱性
セラミック粒子重量＋バインダー固形分量（酸化物計
算）｝≧０．０２
セラミック粒子重量＋バインダー固形分量（酸化物計
算）｝≧０．０２
【００５１】 当該製造方法において、フィルター材、
耐熱性セラミック粒子、バインダー、スラリー、セラミ
ック粒子層等の好適な要件は前述のとおりである。ま
た、スラリーをコーティングした後の熱処理温度は、十
分な耐熱性セラミック粒子の付着強度を得るため、２０
０℃以上とすることが好ましい。ただし、７００℃を超
えると、熱的負荷が大きくなるため、それ以下とするこ
とが好ましい。
耐熱性セラミック粒子、バインダー、スラリー、セラミ
ック粒子層等の好適な要件は前述のとおりである。ま
た、スラリーをコーティングした後の熱処理温度は、十
分な耐熱性セラミック粒子の付着強度を得るため、２０
０℃以上とすることが好ましい。ただし、７００℃を超
えると、熱的負荷が大きくなるため、それ以下とするこ
とが好ましい。
【００５２】
【実施例】 以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【００５３】（実施例１〜８、比較例１及び２）ハニカ
ム構造の流入側端面と排出側端面とで互い違いになるよ
うに、市松模様状にセルを目封じした日本ガイシ製コー
ジェライトＤＰＦ（隔壁厚さ：１７ｍｉｌ(４３０μ
ｍ)、セル密度：１００セル／平方インチ(１５．５セル
／ｃｍ2)）の両端を除く部分から図１に示すようなハニ
カム小片１を切り出した。
ム構造の流入側端面と排出側端面とで互い違いになるよ
うに、市松模様状にセルを目封じした日本ガイシ製コー
ジェライトＤＰＦ（隔壁厚さ：１７ｍｉｌ(４３０μ
ｍ)、セル密度：１００セル／平方インチ(１５．５セル
／ｃｍ2)）の両端を除く部分から図１に示すようなハニ
カム小片１を切り出した。
【００５４】 表１に示すような各種セラミック粒子
に、アルミナゾルを当該ゾルに由来するＡｌ2Ｏ3分が全
体の１０重量％又は１重量％となるように添加し、これ
に水を適宜加えて、セラミック粒子コーティング用スラ
リーを得た。得られた各スラリーを、前記のハニカム小
片１（各スラリーにつき４つずつ）にウォッシュコート
し、その後６００℃で１時間焼成することによって、セ
ラミック粒子層が表面に付着したハニカム小片（以下、
「コートハニカム小片」と呼ぶ。）を得た。セラミック
粒子層の担持量は、セラミック粒子層の厚さがセル壁中
央で平均４０μｍ又は５μｍとなるように、スラリー濃
度やウォッシュコート回数などにより制御した。また、
一部のコートハニカム小片については、Ｐｄ、γ-Ａｌ2
Ｏ3及びＣｅＯ2で構成される触媒層を、セラミック粒子
層上に重ねて形成した。また、比較用にセラミック粒子
をコートしないハニカム小片も用意した（比較例２）。
に、アルミナゾルを当該ゾルに由来するＡｌ2Ｏ3分が全
体の１０重量％又は１重量％となるように添加し、これ
に水を適宜加えて、セラミック粒子コーティング用スラ
リーを得た。得られた各スラリーを、前記のハニカム小
片１（各スラリーにつき４つずつ）にウォッシュコート
し、その後６００℃で１時間焼成することによって、セ
ラミック粒子層が表面に付着したハニカム小片（以下、
「コートハニカム小片」と呼ぶ。）を得た。セラミック
粒子層の担持量は、セラミック粒子層の厚さがセル壁中
央で平均４０μｍ又は５μｍとなるように、スラリー濃
度やウォッシュコート回数などにより制御した。また、
一部のコートハニカム小片については、Ｐｄ、γ-Ａｌ2
Ｏ3及びＣｅＯ2で構成される触媒層を、セラミック粒子
層上に重ねて形成した。また、比較用にセラミック粒子
をコートしないハニカム小片も用意した（比較例２）。
【００５５】 ＤＰＦ内に堆積する灰分の主成分のひと
つであり、一般にセラミック材料と固溶しやすいことが
知られているＣａが、ＤＰＦに堆積した状態を模擬し
て、 前記の各コートハニカム小片及び比較用のハニカ
ム小片の上表面（試験面）３に、市販試薬のＣａＯ粉末
を均一に堆積させ、試験片とした。堆積量は、０．０３
ｇ／ｃｍ2（ 試験面全体で０．１８ｇ／ｃｍ2）とし
た。
つであり、一般にセラミック材料と固溶しやすいことが
知られているＣａが、ＤＰＦに堆積した状態を模擬し
て、 前記の各コートハニカム小片及び比較用のハニカ
ム小片の上表面（試験面）３に、市販試薬のＣａＯ粉末
を均一に堆積させ、試験片とした。堆積量は、０．０３
ｇ／ｃｍ2（ 試験面全体で０．１８ｇ／ｃｍ2）とし
た。
【００５６】 各試験片を電気炉にて各１時間エージン
グした。エージング温度は、１１００℃、１２００℃、
１３００℃及び１４００℃の４水準とし、１水準につき
試験片１個を用いた。エージング終了後、試験片の溶損
レベルを外観より判定した。判定は、コートハニカム小
片又は比較用のハニカム小片と堆積させたＣａＯ粉末と
の間に反応が認められなかったものを「Ａ」、一部反応
が認められるが軽微であるものを「Ｂ」、反応が認めら
れ試験面に小穴が発生したものを「Ｃ」、反応が認めら
れ試験面が溶損欠落したものを「Ｄ」とした。その判定
結果を表１に示す。
グした。エージング温度は、１１００℃、１２００℃、
１３００℃及び１４００℃の４水準とし、１水準につき
試験片１個を用いた。エージング終了後、試験片の溶損
レベルを外観より判定した。判定は、コートハニカム小
片又は比較用のハニカム小片と堆積させたＣａＯ粉末と
の間に反応が認められなかったものを「Ａ」、一部反応
が認められるが軽微であるものを「Ｂ」、反応が認めら
れ試験面に小穴が発生したものを「Ｃ」、反応が認めら
れ試験面が溶損欠落したものを「Ｄ」とした。その判定
結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】 また、実施例１と比較例１については、
１１００℃でエージングした後、それぞれの試験片の試
験面を２ｋｇｆ／ｃｍ2のエアーで吹き払い、その前後
の重量を測定した。この測定結果から得られた重量減少
と試験片の外観より、セラミック粒子層の剥離状況を推
察した。その結果を表２に示す。
１１００℃でエージングした後、それぞれの試験片の試
験面を２ｋｇｆ／ｃｍ2のエアーで吹き払い、その前後
の重量を測定した。この測定結果から得られた重量減少
と試験片の外観より、セラミック粒子層の剥離状況を推
察した。その結果を表２に示す。
【００５９】
【表２】
【００６０】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、フィルター再生のためのパティキュレート燃焼除去
後に残存し蓄積する灰分が、フィルター構成材料と反応
することにより生じるフィルターの溶損を、大掛かりな
システム等を使用することなく、容易に抑制できる。
ば、フィルター再生のためのパティキュレート燃焼除去
後に残存し蓄積する灰分が、フィルター構成材料と反応
することにより生じるフィルターの溶損を、大掛かりな
システム等を使用することなく、容易に抑制できる。
【図１】 実施例において使用したハニカム小片の斜視
図である。
図である。
１…ハニカム小片、３…上表面（試験面）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 53/94 Ｂ０１Ｊ 35/04 ＺＡＢＺ Ｂ０１Ｊ 35/04 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｃ (72)発明者 笠井 義幸 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 3G090 AA02 AA03 BA04 4D019 AA01 BA05 BB06 BC07 BC12 BD01 CA01 CB04 CB06 4D048 AA14 AB01 AB03 BA01Y BA03X BA03Y BA06Y BA07Y BA08X BA08Y BA19X BA31X BA41X BB02 CA01 CC11 CC38 CC41 CD05 4G069 AA03 AA11 BA01A BA01B BA02A BA05A BA05B BA06A BB04A BB04B BB06A BC01A BC01B BC43B BC72B CA03 CA07 CA18 DA06 EA19 EB12X EB12Y EB15X EB15Y EB18X EB18Y EC02X EC02Y EC03X EC03Y EC22Y
Claims (18)
- 【請求項１】 ディーゼル機関から排出される排ガス中
のパティキュレートを捕集するためのセラミック製フィ
ルターであって、当該フィルターに捕集されたパティキ
ュレートを燃焼させた後に残存し蓄積する灰分と前記フ
ィルターとの直接接触を実質的に回避できるように、前
記フィルターの表面に耐熱性セラミック粒子からなるセ
ラミック粒子層がコーティングされ、前記耐熱性セラミ
ック粒子のＢＥＴ比表面積が３００ｍ2／ｇ以下である
ことを特徴とするセラミック製フィルター。 - 【請求項２】 前記耐熱性セラミック粒子のＢＥＴ比表
面積が、５〜１００ｍ2／ｇである請求項１記載のセラ
ミック製フィルター。 - 【請求項３】 前記耐熱性セラミック粒子の平均粒子径
が、２〜２０μｍである請求項１記載のセラミック製フ
ィルター。 - 【請求項４】 前記耐熱性セラミック粒子が、アルミ
ナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、マグネシア及びそ
れらの複合酸化物よりなる群から選ばれた少なくとも一
種のセラミック材料からなる請求項１記載のセラミック
製フィルター。 - 【請求項５】 前記耐熱性セラミック粒子のＳｉ含有量
が、酸化物計算で１０重量％以下である請求項１記載の
セラミック製フィルター。 - 【請求項６】 前記耐熱性セラミック粒子のアルカリ金
属含有量が、酸化物計算で１重量％以下である請求項１
記載のセラミック製フィルター。 - 【請求項７】 ハニカム構造を有し、その流入側端面と
排出側端面とで互い違いになるように、市松模様状にセ
ルが目封じされた請求項１記載のセラミック製フィルタ
ー。 - 【請求項８】 前記セラミック粒子層の厚さが、２〜１
００μｍである請求項１記載のセラミック製フィルタ
ー。 - 【請求項９】 セルを仕切っている隔壁の厚さが、５０
〜５００μｍである請求項７記載のセラミック製フィル
ター。 - 【請求項１０】 前記セラミック粒子層を構成する耐熱
性セラミック粒子の担持量が、５〜２５０ｇ／ｃｃ（ハ
ニカム体積当たり）である請求項７記載のセラミック製
フィルター。 - 【請求項１１】 ハニカムのセル密度が、５０〜５００
セル／平方インチ（７．８〜７８セル／ｃｍ2）である
請求項７記載のセラミック製フィルター。 - 【請求項１２】 フィルター材がコージェライトである
請求項１記載のセラミック製フィルター。 - 【請求項１３】 前記セラミック粒子層に触媒成分が混
合された請求項１記載のセラミック製フィルター。 - 【請求項１４】 前記セラミック粒子層上に触媒成分を
重ねてコーティングした請求項１記載のセラミック製フ
ィルター。 - 【請求項１５】 フィルターに捕集されたパティキュレ
ートを、ヒーター加熱又は触媒反応により燃焼除去する
方式のシステムに使用される請求項１記載のセラミック
製フィルター。 - 【請求項１６】 多孔質のセラミックスからなるフィル
ター材の表面に、少なくともＢＥＴ比表面積が３００ｍ
2／ｇ以下の耐熱性セラミック粒子とバインダーとを下
式を満たす割合で含むスラリーを使用して、セラミック
粒子層をコーティングすることを特徴とするセラミック
製フィルターの製造方法。 【数１】バインダー固形分量（酸化物計算）／｛耐熱性
セラミック粒子重量＋バインダー固形分量（酸化物計
算）｝≧０．０２ - 【請求項１７】 前記スラリーが、少なくともＢＥＴ比
表面積が３００ｍ2／ｇ以下の耐熱性セラミック粒子と
バインダーとを下式を満たす割合で含む請求項１６記載
のセラミック製フィルターの製造方法。 【数２】０．２５≧バインダー固形分量（酸化物計算）
／｛耐熱性セラミック粒子重量＋バインダー固形分量
（酸化物計算）｝≧０．０５ - 【請求項１８】 前記バインダーのアルカリ金属含有量
が、前記バインダーの酸化物計算による固形分量に対し
て、酸化物計算で５重量％以下である請求項１６記載の
セラミック製フィルターの製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000240456A JP2002054422A (ja) | 2000-08-08 | 2000-08-08 | セラミック製フィルター及びその製造方法 |
| AU2001271078A AU2001271078A1 (en) | 2000-08-08 | 2001-07-24 | Ceramic filter and method for manufacture thereof |
| US10/089,795 US6837911B2 (en) | 2000-08-08 | 2001-07-24 | Ceramic-made filter and process for production thereof |
| PCT/JP2001/006362 WO2002012687A1 (fr) | 2000-08-08 | 2001-07-24 | Filtre de céramique et procédé de fabrication |
| DE60128697T DE60128697T2 (de) | 2000-08-08 | 2001-07-24 | Keramischer filter und verfahren zu seiner herstellung |
| EP01950041A EP1308605B1 (en) | 2000-08-08 | 2001-07-24 | Ceramic filter and method for manufacture thereof |
| ZA200202734A ZA200202734B (en) | 2000-08-08 | 2002-04-08 | Ceramic-made filter and process for production thereof. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000240456A JP2002054422A (ja) | 2000-08-08 | 2000-08-08 | セラミック製フィルター及びその製造方法 |
Publications (1)
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|---|---|
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ID=18731809
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