(57)【要約】【課題】金属製の排ガス浄化材に触媒を均一に担持させることによって再生燃焼時に時々発生する瞬間的な高温に対する耐熱衝撃性を確保し、熱衝撃に伴う排ガス浄化材の亀裂や溶損などを防ぐことが可能な排ガス浄化材を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の排ガス浄化材は、排ガス浄化触媒を金属製フィルター１に担持した構成からなる。また、金属製フィルター１と排ガス浄化触媒の間には中間層の無機酸化物を配置している。製造方法として、排ガス浄化触媒や無機酸化物を金属製フィルター１に担持する際に界面活性剤をこれらスラリーに添加することで金属表面の濡れ性を改善している。また、金属製フィルター１に排ガス浄化触媒や無機酸化物を添着後、これらの余剰スラリーを除去する手段として遠心力を用いている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス浄化触媒を金属製フィルターに均一に担持したことを特徴とする排ガス浄化材。
【請求項２】
排ガス浄化触媒と金属製フィルターとの間に中間層を設けることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化材。
【請求項３】
中間層がＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＺｎＯのうち少なくとも１つ以上の無機酸化物であることを特徴とする請求項２に記載の排ガス浄化材。
【請求項４】
均一に分散させた排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーを金属製フィルターに添着後、前記金属製フィルターから余剰な前記排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーを除去するために均一な力を加えることを特徴とする請求項１及至３に記載の排ガス浄化材の製造法。
【請求項５】
均一に分散させた排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーを金属製フィルターに添着後、前記金属製フィルターから余剰な前記排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーを除去するために遠心力を加えることを特徴とする請求項１及至３に記載の排ガス浄化材の製造法。
【請求項６】
均一に分散させた無機酸化物スラリーを金属製フィルターに均一に添着するために前記無機酸化物スラリーに界面活性剤を添加して金属製フィルター表面の濡れ性を改善することを特徴とする請求項２又は３に記載の排ガス浄化材の製造法。
【請求項７】
均一に分散させた無機酸化物スラリーに添加する界面活性剤がスルホン酸塩のアニオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項２又は３に記載の排ガス浄化材の製造法。
【請求項８】
均一に分散させた排ガス浄化触媒のスラリーを金属製フィルターに均一に添着するために前記排ガス浄化触媒のスラリーに界面活性剤を添加して金属製フィルター表面の濡れ性を改善することを特徴とする請求項１及至３に記載の排ガス浄化材の製造法。
【請求項９】
金属製フィルターが金属製発泡構造や金属製不織布構造や金属製ファイバーメッシュシート構造やこれらの組合せで構成されることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中に含まれるパティキュレート（固体状炭素微粒子、液体あるいは固体状の高分子量炭化水素微粒子）を燃焼して排ガスを浄化する排ガス浄化触媒及び排ガス浄化触媒を担持した排ガス浄化材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンからの排ガスに含まれるパティキュレートは、その粒子径がほぼ１μｍ以下で大気中に浮遊しやすく、呼吸時に人体に取り込まれやすい。
【０００３】
また、このパティキュレートは発ガン性物質も含んでいることから、ディーゼルエンジンからのパティキュレートの排出に関する規制が強化されつつある。
【０００４】
排ガスからのパティキュレートを除去する方法の一つとして、耐熱性構造体からなる排ガス浄化材でパティキュレートを捕集した後、バーナーやヒーター等の加熱手段で排ガス浄化材を加熱してパティキュレートを燃焼し、炭酸ガスに変えて放出する再生方法がある。
【０００５】
また、排ガス浄化材としては、前述の排ガス浄化材に金属酸化物等を含む排ガス浄化触媒を担持したものが知られており、この場合捕集されたパティキュレートは排ガス浄化触媒の触媒作用によって通常のパティキュレート燃焼温度よりは低温で燃焼させることができる。
【０００６】
この排ガス浄化材は、パティキュレート燃焼時に発生する温度勾配に起因する熱応力に耐えられる様に、代表的な低熱膨張セラミックであるコージェライトを用いていた。例えば、特許文献１には主成分の化学組成が重量基準でＳｉＯ2４２〜５６％、Ａｌ2Ｏ3３０〜４５％、ＭｇＯ１２〜１６％で結晶相の主成分がコージェライトから成るハニカム構造を有し、気孔率が３０％以下で、ハニカム構造の軸方向の４０〜８００℃の間の熱膨張係数が０．８×１０6／℃以下、層方向の４０〜８００℃の間の熱膨張係数が１．０×１０-6／℃以下であることを特徴とするコージェライトハニカム構造触媒担体が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には主成分の化学組成がＳｉＯ2４２〜５６重量％、Ａｌ2Ｏ3３０〜４５重量％、ＭｇＯ１２〜１６重量％で結晶相の主成分がコージェライトから成る多孔質ハニカムフィルターであって、気孔率が４０％以上５５％以下で、直径２μｍ以下の細孔容積が０．０１５ｃｃ／ｇ以下であることを特徴とする多孔質セラミックハニカムフィルターが開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−２２５２４９号公報
【特許文献２】特開平２−５２０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の排ガス浄化材では、再生燃焼時に時々発生する瞬間的な高温に対する耐熱衝撃性が不十分であり、排ガス浄化材に亀裂が入ったり、溶損してしまうという欠点を有していた。
【０００９】
このような観点からコージェライトより耐熱衝撃性の高い材料である炭化珪素、窒化珪素及び金属などを利用したフィルターが開発されている。
【００１０】
その中でも金属製フィルターは耐熱衝撃性が高いためパティキュレートを捕集した後、バーナーやヒーター等の加熱手段で金属製フィルターを加熱してパティキュレートを燃焼させる手段として用いられている。
【００１１】
さらに、バーナーやヒーター等の加熱手段を用いることなく、より低い温度でパティキュレートを燃焼させるためには金属製フィルターに排ガス浄化触媒を担持して触媒作用を付与する必要がある。
【００１２】
しかしながら、金属製フィルターはその表面の濡れ性が悪く、排ガス浄化触媒のスラリーをはじいてしまうため、従来のセラミックハニカムフィルターと同様の方法では触媒を均一に担持させることができないという課題があった。
【００１３】
また、この金属製フィルターは、金属製発泡構造や金属製不織布構造やファイバーメッシュシート構造などがあり、排ガス中のパティキュレートがこのような構造を通過する間に捕集するメカニズムとなっている。この構造が造り出す空間部分はパティキュレートを捕集するサイトとして非常に重要であると同時に、フィルター差圧の高低にも影響するサイトである。
【００１４】
しかしながら、このような空間部分を排ガス浄化触媒で埋めてしまうことなく金属製発泡構造や金属製不織布構造やファイバーメッシュシート構造の表面にのみ均一に担持することは難しいという課題もあった。
【００１５】
本発明は、上記の従来の課題を解決するものであり、金属製発泡構造や金属製不織布構造や金属製ファイバーメッシュ構造を有する金属製の排ガス浄化材に触媒を均一に担持させることによって再生燃焼時に時々発生する瞬間的な高温に対する耐熱衝撃性を確保し、熱衝撃に伴う排ガス浄化材の亀裂や溶損などを防ぐことが可能な排ガス浄化材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の排ガス浄化材は、上記目的を達成するために、金属製発泡構造や金属製不織布構造や金属製ファイバーメッシュ構造を有する金属製の排ガス浄化材に触媒及び無機酸化物を均一に担持させたものである。これによって再生燃焼時に時々発生する瞬間的な高温に対する耐熱衝撃性を確保し、熱衝撃に伴う排ガス浄化材の亀裂や溶損などを防ぐことが可能となる。
【００１７】
また、本発明の排ガス浄化材の製造方法として、界面活性剤を添加した排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーを用いている。さらに、排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーを添着させた後、余剰のスラリーを除去するのに遠心力を用いている。これによって、金属製発泡構造や金属製不織布構造や金属製ファイバーメッシュ構造を有する金属製の排ガス浄化材に触媒を均一に担持させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば再生燃焼時に時々発生する瞬間的な高温に対する耐熱衝撃性を確保し、熱衝撃に伴う排ガス浄化材の亀裂や溶損などを防ぐという効果のある排ガス浄化材を提供できる。
【００１９】
また、排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーに界面活性剤を添加することで金属製フィルターに均一に添着させ、さらに遠心力を用いることで余剰に添着されたスラリーを均一に除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の請求項１に記載の排ガス浄化材は、排ガス浄化触媒を金属製発泡構造や金属製不織布構造や金属製ファイバーメッシュ構造を有する金属製フィルターに均一に担持した排ガス浄化材である。
【００２１】
この構成により以下の作用が得られる。
【００２２】
再生燃焼時に時々発生する瞬間的な高温に対する耐熱衝撃性を確保し、熱衝撃に伴う排ガス浄化材の亀裂や溶損などを防ぐことができる。
【００２３】
また、金属製フィルターに排ガス浄化触媒を担持して触媒作用を付与しているため、バーナーやヒーター等の加熱手段を用いることなく、より低い温度でパティキュレートを燃焼させることができる。
【００２４】
本発明の請求項２に記載の排ガス浄化材は、排ガス浄化触媒と金属製フィルターとの間に中間層を設けた排ガス浄化材である。
【００２５】
この構成により請求項１の作用に加え、以下の作用が得られる。
【００２６】
排ガス浄化触媒と金属製フィルターを中間層によって接触させないことで、排ガスの熱やパティキュレートの燃焼熱などにより排ガス浄化触媒の成分と金属製フィルターの成分が反応することを防ぎ、触媒活性の劣化を抑制し、耐久性を高めることができる。
【００２７】
また、中間層を設けることで金属製フィルター表面の濡れ性を改善し、排ガス浄化触媒を担持しやすくできる。
【００２８】
また、排ガス浄化触媒の表面積が大きくなることによってパティキュレートとの接触性が向上し、触媒活性を高めることができる。
【００２９】
本発明の請求項３に記載の排ガス浄化材は、中間層がＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＺｎＯのうち少なくとも１つ以上の無機酸化物である排ガス浄化材である。
【００３０】
この構成によって請求項１又は２の作用に加え、以下の作用が得られる。
【００３１】
上記無機酸化物のゾルや粒子径の小さい粒子といった形態を用いることで緻密で耐熱性を有する層を得ることができる。
【００３２】
請求項４に記載の排ガス浄化材の製造方法は、排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーを金属製フィルターに添着後、金属製フィルターから余剰な排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーに均一な力を加えて除去する排ガス浄化材の製造方法である。
【００３３】
この製造方法によって、以下の作用が得られる。
【００３４】
余剰スラリーに均一な力を加えることで均等にスラリーを除去し、排ガス浄化触媒や無機酸化物を分布ムラ無く担持できる。
【００３５】
また、余剰スラリー除去時に発生するスラリーの乾燥を防ぎ、排ガス浄化触媒や無機酸化物を分布ムラ無く担持できる。
【００３６】
請求項５に記載の排ガス浄化材の製造方法は、排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーを金属製フィルターに添着後、金属製フィルターから余剰な排ガス浄化触媒スラリーや無機酸化物スラリーを除去するために遠心力を用いて除去する排ガス浄化材の製造方法である。
【００３７】
この製造方法によって、請求項４の作用に加えて、遠心力は比較的容易に実行可能なため製造設備コストや製造コストの低減ができる。
【００３８】
また、余剰スラリーに均一な力を加えることで均等にスラリーを除去し、排ガス浄化触媒や無機酸化物を分布ムラ無く担持できる。
【００３９】
また、種々の形状の排ガス浄化材においても固定さえできれば均一な力を加えて均等にスラリーを除去することが可能である。
【００４０】
また、短時間で余剰のスラリーを除去できるため製造時間を短縮できる。
【００４１】
請求項６に記載の排ガス浄化材の製造方法は、無機酸化物スラリーに界面活性剤を添加する排ガス浄化材の製造方法である。
【００４２】
この製造方法によって、以下の作用が得られる。
【００４３】
界面活性剤を添加することで金属製フィルター表面の濡れ性を改善し、均一に無機酸化物を担持し緻密な層を得ることができる。界面活性剤としては、添加されるスラリー成分のゼータ電位を考慮してアニオン界面活性剤やカチオン界面活性剤や両性界面活性剤や非イオン界面活性剤から選ばれる。
【００４４】
請求項７に記載の排ガス浄化材の製造方法は、無機酸化物スラリーに添加する界面活性剤がスルホン酸塩のアニオン系界面活性剤である排ガス浄化材の製造方法である。
【００４５】
この製造方法によって、請求項６の作用に加えて、以下の作用が得られる。
【００４６】
スルホン酸塩のアニオン系界面活性剤は金属製フィルター表面の濡れ性を改善する上で非常に効果を発揮するため無機酸化物スラリーに添加することで均一に担持できる。界面活性剤のスルホン酸塩としては、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、エステルスルホン酸塩、アルキルアリル及びアルキルナフタレンスルホン酸塩、Ｎ−アシルスルホン酸塩が適用可能である。
【００４７】
請求項８に記載の排ガス浄化材の製造方法は、排ガス浄化触媒スラリーを金属製フィルターに均一に添着するために排ガス浄化触媒スラリーに界面活性剤を添加して金属製フィルター表面の濡れ性を改善する排ガス浄化材の製造方法である。
【００４８】
排ガス浄化触媒の担持方法としては排ガス浄化触媒の原料となる塩のスラリーに含浸する方法と排ガス浄化触媒粒子のスラリーに含浸する方法があり、この製造方法によれば、後者の触媒粒子を担持する際に均一に添着させる作用が得られる。
【００４９】
請求項９に記載の排ガス浄化材は、金属製フィルターが金属製発泡体や金属製不織布や金属製ファイバーメッシュシートやこれらの組合せで構成される排ガス浄化材である。
【００５０】
この排ガス浄化材を選ぶことによって、排ガス中のパティキュレートの捕集効率を高めると共に、フィルターとして低圧損な構造になるためエンジンへの負担も軽減できる。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００５２】
（実施例１）
金属製フィルターとして、図１に示すように直径９３ｍｍで高さ１８０ｍｍの円筒形である市販の金属製フィルター１を用いた。この金属製フィルター内に金属製ファイバーメッシュ２（直径４０μ、坪量５００ｇ／ｍ2）が積層して設置され、このファイバーメッシュによって排ガス中のパティキュレート３を捕集するメカニズムである。チタニアゾルのスラリーにジアルキルスルホコハク酸塩型のアニオン系界面活性剤を１．９６ｗｔ％添加して１時間撹拌した。この溶液に前記金属製フィルターを１分間含浸して引上げ、反転してさらに１分間含浸した。
【００５３】
次いで、図２に示すようにチタニアゾルを添着させた金属製フィルターを横置きにしてバランスのためのダミー４を対称に設置して遠心分離機５を用いて２１０ｒｐｍで１分間遠心分離し、さらに金属製フィルターを反転して同条件で遠心分離を行い余剰のチタニアゾルスラリーを除去し、液体窒素に投入して凍結させた後、真空乾燥機（日精（株）製）で乾燥させ、電気炉にて７００℃で５時間酸化焼成してチタニアの酸化物を金属製フィルターに対して約１．２ｗｔ％担持した。
【００５４】
次いで、排ガス浄化触媒としてＶ、Ｍｎ、Ｃｕの金属の塩と、アルカリ金属Ｃｓの硫酸塩を撹拌しながらイオン交換水に溶解させ排ガス浄化触媒スラリーを作製した。
【００５５】
排ガス浄化触媒の成分のＶ、Ｍｎ、Ｃｕ、及びＣｓの出発原料はそれぞれ酸化硫酸バナジウム、酢酸マンガン四水和物、硫酸銅五水和物、硫酸セシウムを用いた。
【００５６】
チタニアの酸化物を担持した金属製フィルターを排ガス浄化触媒スラリーに１分間含浸して引上げ、反転してさらに１分間含浸した。
【００５７】
次いで、遠心分離機を用いて余剰の排ガス浄化触媒溶液を除去し、さらに金属製フィルターを反転して同条件で遠心分離を行い余剰の排ガス浄化触媒スラリーを除去し、液体窒素に投入して凍結させた後、真空乾燥機で乾燥させ、７００℃で５時間酸化焼成して排ガス浄化触媒を金属製フィルターに対して約７．２％担持して排ガス浄化材とし、最終的に図３に示すように金属製ファイバーメッシュ上にチタニアの酸化物６を担持して中間層を設け、さらにその上に排ガス浄化触媒層７を設けて、これを実施例１とした。
【００５８】
（比較例１）
市販のコージェライトフィルターを実施例１と同様の排ガス浄化触媒溶液に含浸して余剰の触媒溶液を除去し、液体窒素に投入して凍結させた後、真空乾燥機で乾燥させ、７００℃で５時間酸化焼成して排ガス浄化触媒を担持して排ガス浄化材とし、これを比較例１とした。
【００５９】
（実施例２）
金属製フィルターから金属製ファイバーメッシュ（ファイバー直径４０μ、ファイバーメッシュ坪量５００ｇ／ｍ2）を１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさに切り出して図４に示すような金属製フィルターのテストピース８とした。
【００６０】
チタニアゾルの溶液にジアルキルスルホコハク酸塩型のアニオン系界面活性剤を添加して１時間撹拌した。この溶液に前記テストピースを１分間含浸して引上げ、余剰の溶液を不織布で吸い取って除去した。このチタニアゾル溶液を添着させたテストピースを液体窒素に投入して凍結させた後、真空乾燥機で乾燥させ、７００℃で５時間酸化焼成して図５に示すようなチタニアの酸化物を担持したテストピース９を作製し、これを実施例２とした。
【００６１】
（比較例２）
実施例２と同様のテストピースを界面活性剤を添加していないチタニアゾルスラリーに１分間含浸して引上げ、余剰の溶液を不織布で吸い取って除去した。このチタニアゾル溶液を添着させたテストピースを液体窒素に投入して凍結させた後、真空乾燥機で乾燥させ、７００℃で５時間酸化焼成してチタニアの酸化物を担持したテストピースをを作製し、これを比較例２とした。
【００６２】
（実施例３）
金属製フィルターとして、直径９３ｍｍで高さ１８０ｍｍの円筒形である市販の金属製フィルターを用いた。チタニアゾルのスラリーにジアルキルスルホコハク酸塩型のアニオン系界面活性剤を添加してよく撹拌した。このスラリーに金属製フィルターを１分間含浸して引上げ、反転してさらに１分間含浸した。
【００６３】
次いで、遠心分離機を用いて２１０ｒｐｍで１分間遠心分離し、さらに反転して同条件で遠心分離して余剰のチタニアゾルスラリーを除去し、液体窒素に投入して凍結させた後、真空乾燥機で乾燥させ、７００℃で５時間酸化焼成してチタニアの酸化物を担持し、これを実施例３とした。
【００６４】
（比較例３）
実施例３と同様の方法を用いてチタニアゾルスラリーを添着させた金属製フィルターを図６に示すようにエアー１０圧力を０．５ＭＰａとして１０分間エアブローをして余剰のチタニアゾル溶液を除去した。
【００６５】
余剰スラリーを除去した金属製フィルターを液体窒素に投入して凍結させた後、真空乾燥機で乾燥させ、７００℃で５時間酸化焼成してチタニアの酸化物を担持し、これを比較例３とした。
【００６６】
（評価例１）
実施例１及び比較例１で製造した各排ガス浄化材について、以下のような排ガス浄化試験（図７参照）を行った。
【００６７】
排気量３，４３１ｃｃのディーゼルエンジン１１を使用し、ディーゼルエンジンからの排気ラインには切替え弁１２を設けてバイパスライン１３と本ライン１４の２ラインを設置し、本ライン側に排ガス浄化材１５を設置した。バイパスライン側に排気しながらディーゼルエンジンを１，５００ｒｐｍ、トルク２１ｋｇｍの条件で１時間作動させて排気を安定させた後、切替え弁によって排ガス浄化材を設置した本ライン側に排ガスを導入した。排ガス温度は、エンジン回転数を１，５００ｒｐｍ一定の状態でディーゼルエンジンへの負荷を変えていくことで２５０℃から４００℃まで３０℃刻みで昇温した。各温度を２０分キープしながら運転し、圧力センサー１６を用いて排ガス浄化材の前後の差圧を測定した。排ガスに含まれるパティキュレートが排ガス浄化材に捕集されるにつれて、排ガス浄化材の前後の差圧が上昇していくが、排ガス温度が上昇するに従って触媒活性が上がるため、捕集されたパティキュレートが燃焼されて排ガス浄化材の前後の差圧が下がる。このような差圧のプロファイルから各温度毎における単位時間当りの差圧変化率を算出し差圧変化率がゼロとなった時の温度をＢＰＴ（Ｂａｌａｎｃｅ  Ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）と定義し、このＢＰＴが低くければ低いほど触媒浄化材の触媒活性が高いものとして評価した。
【００６８】
【表１】
2005270714.tif 000003
【００６９】
結果を表１に示す。表１は実施例１及び比較例１のフィルターのＢＰＴ性能を表す表である。実施例１及び比較例１の排ガス浄化材共にＢＰＴが約３６０℃付近となり、実施例１のように金属製フィルターへ触媒を担持すると、従来の触媒を担持したコージェライトフィルターと同等の触媒活性を有する排ガス浄化材が得られることが分かった。
【００７０】
（評価例２）
実施例２及び比較例２で作製したチタニアの酸化物を担持したテストピース表面を電子顕微鏡を用いて加速電圧１５ｋＶで倍率を２，０００倍に設定し、チタニアの酸化物がファイバーメッシュシートに担持されている様子を観察すると共にＥＤＸによるテストピース表面の元素分析を行った。元素分析は各テストピースの表面１０箇所を測定し、金属製フィルターの成分であるＦｅ元素に対してＴｉ元素の割合（Ｔｉ／Ｆｅ）を１０箇所の平均値として求めた。
【００７１】
【表２】
2005270714.tif 000004
【００７２】
結果を表２に示す。表２は実施例２及び比較例２のテストピース表面の元素分析結果を表す表である。表２に示すように比較例２におけるＴｉ／Ｆｅ値が０．０１９と非常に低い値であった。このことから界面活性剤を添加しないと金属ファイバー表面のぬれ性が悪くチタニアゾル溶液がほとんど担持されないことが分かった。それに対し実施例２のＴｉ／Ｆｅ値は０．１３６となり比較例２と比べて高い値となった。このことから界面活性剤を添加したことで金属ファイバー表面の濡れ性が改善され、テストピース表面にチタニア酸化物が担持されたことが分かった。
【００７３】
（評価例３）
実施例３及び比較例３で作製したチタニアの酸化物を担持した金属製フィルターの金属製ファイバーメッシュ部分を切り出して、電子顕微鏡を用いて２，０００倍で拡大し、チタニアの酸化物がファイバーメッシュシートに担持されている様子を観察した。
【００７４】
電子顕微鏡で観察を行った結果、比較例３の方は、排ガス浄化材のファイバーメッシュシートの空間にチタニアの酸化物が存在し、エアブローではファイバー間のチタニアスラリーを除去できないことが分かった。これはフィルター内を流れるエアーは抵抗の少ない場所を通るため、ファイバー間にチタニアスラリーが存在しないところをエアーが通り、チタニアスラリーが存在するところはエアーが通りにくいからであると推測される。従って、チタニアスラリーが金属製ファイバーメッシュの間の空間に存在している場合、エアブロー時間を長くしてもチタニアスラリーは除去されないと推測される。これに対して、実施例３は金属ファイバーメッシュ表面にチタニアの酸化物が均一に担持されており、ファイバー間の空間にはチタニアスラリーが存在しないことが確認された。以上のことから遠心分離によってチタニアスラリーに対して均一な力を加えることでムラ無く除去し、金属メッシュファイバー表面に均一に担持できることが分かった。さらに、触媒スラリーについても同様の試験を行い確認したところ、遠心分離では図８に示すように金属製ファイバーメッシュ表面に均一に触媒を担持できるのに対して、図９に示すようにエアブローではファイバー間に触媒が残っている状態１７が確認された。
【００７５】
（評価例４）
直径１４０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの触媒を担持していない金属製フィルター１８及びコージェライトフィルター１８に関して、耐熱衝撃性を評価するために、図１０に示す装置を用いて耐熱衝撃性試験を行った。金属製フィルター及びコージェライトフィルター内に複数の熱電対１９を設置し温度をデータレコーダ２１で測定しながら、フィルターの片側端面に加熱した電気ヒータ１９を瞬間的に密着させることで温度勾配を６０〜８０℃／ｍｉｎの間で設定し、各フィルターが割れるか否かを評価した。
【００７６】
【表３】
2005270714.tif 000005
【００７７】
結果を表３に示す。表３は金属製フィルター及びコージェライトフィルターの耐熱衝撃性試験の結果を表す表である。コージェライトフィルターは温度勾配が６０及び７０℃／ｍｉｎにおいて亀裂が発生し、さらに８０℃／ｍｉｎにおいては亀裂が発生すると共に溶損が発生した。これに対して、金属製フィルターは６０〜８０℃／ｍｉｎの温度勾配の範囲において亀裂や溶損が発生しなかった。以上のことから従来のコージェライトフィルターより金属製フィルターの耐熱衝撃性が高いことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の排ガス浄化材は、ディーゼル排ガスに含まれるパティキュレートを別途加熱手段を必要とすることなく排ガス温度程度の温度で十分に燃焼し排ガス浄化できるため非常に有用である。また、金属製フィルターに排ガス浄化触媒を担持することで耐熱衝撃性の高い排ガス浄化材となる。ディーゼル排ガス浄化の対象としては、自動車のみならず建設機械、発電機、フォークリフト、耕運機、船舶など幅広く存在し適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施例１における金属製フィルターの構造およびパティキュレートを捕集メカニズムを表す図
【図２】同実施例１における金属製フィルターを遠心分離した様子を表す図
【図３】同実施例１における金属製ファイバーメッシュに中間層および触媒層を配したことを表す図
【図４】同実施例２における金属製フィルターのテストピースを表す図
【図５】同実施例２における金属製フィルターのテストピース表面に均一にチタニアの酸化物を担持したことを表す図
【図６】比較例３における金属製フィルターをエアブローした様子を表す図
【図７】評価例１における排ガス浄化試験を表す図
【図８】評価例３における金属ファイバーメッシュ表面に均一に触媒を担持した状態を表す図
【図９】評価例３における金属ファイバーメッシュの間の空間に触媒が残っている状態を表す図
【図１０】評価例４における各種フィルターの耐熱衝撃試験の概略を表す図
【符号の説明】
【００８０】
１  金属製フィルター
２  金属製ファイバーメッシュ
３  パティキュレート
４  ダミー
５  遠心分離機
６  チタニアの酸化物の中間層
７  排ガス浄化触媒の層
８  金属製フィルターのテストピース
９  金属ファイバーメッシュ表面にチタニアの酸化物を担持した状態
１０  エアー
１１  ディーゼルエンジン
１２  切替え弁
１３  バイパスライン
１４  本ライン
１５  排ガス浄化材
１６  圧力センサー
１７  ファイバー間に触媒が残っている状態
１８  各種フィルター（金属製フィルター、コージェライトフィルター）
１９  熱電対
２０  電気ヒーター
２１  データレコーダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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