JP4480414B2 - フィルタ触媒の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出されるガスに含まれている物質のうち少なくともパティキュレートを除去し、排気ガスを浄化するフィルタ触媒の製造方法に関する。
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスには、パティキュレートが含まれている。パティキュレートには、人体に有害な物質が含まれており、これを除去することが環境上の課題となっている。
パティキュレートの除去には、フィルタ触媒が用いられている。従来のフィルタ触媒は、連続した細孔を有する多孔質セラミックスよりなる触媒担体基材上にアルミナ等よりなる担持層と担持層に担持された触媒金属とからなる触媒層を形成した構造を有している。そして、触媒担体基材の連続した細孔により形成された通気孔を排気ガスが通過するときに、パティキュレートを捕捉している。多孔質セラミックス上にもうけられた触媒層が捕捉したパティキュレートを分解する。このとき、フィルタ触媒に排気ガスが通過するだけの通気孔が形成されていないと、捕捉したパティキュレートが堆積し、排気ガスの通過時に圧損が生じる。圧損を抑えるために通気孔を大きくすると、パティキュレートを捕捉できなくなる。
従来のフィルタ触媒は、アルミナ等のコーティングスラリーを調製し、このコーティングスラリーを触媒担体基材に塗布し、乾燥・焼成させること(コーティング)で担持層を形成し、その後触媒成分を担持させることで製造されている。たとえば、特許文献1〜2に記載されている。
特許文献1には、触媒担体基材をアルミナスラリー中に浸漬して引き上げた後、エアークリーナーで過剰なアルミナスラリーを吸引するあるいは圧縮エアーで吹き払うことでコーティングを行う製造方法が示されている。
特許文献2には、軸方向を鉛直方向に配設した触媒担体基材の上端からコーティングスラリーを流し込むあるいは下端からコーティングスラリーを押し上げることでスラリーを塗布し、下端側を減圧して過剰なスラリーを吸引するあるいは上端側を加圧してコーティングスラリーを押し流すことでコーティングを行う製造方法が開示されている。
しかしながら、上記各特許文献に記載の製造方法では、製造された触媒層が通気孔の開口径が狭くなったり、触媒担体基材の細孔が閉塞するという問題があった。具体的には、コーティングスラリーが塗布された触媒担体基材からの過剰なコーティングスラリーの除去が触媒担体基材の両端部に一度に強力な圧力差を付与することで行われており、このような場合には、コーティングスラリーを構成する粒子が触媒担体基材の細孔内で不均一に分布することとなり、乾燥・焼成したときに触媒層の通気孔を閉塞するようになる。
また、触媒担体基材の細孔が小さいため、コーティングスラリーを構成する粒子の粒径が大きくなると、得られる触媒層の通気孔が閉塞されることとなる。さらに、コーティングスラリーを構成する粒子の粒径が大きくなると、触媒担体基材の細孔の内部にコーティングスラリーが分布しなくなり、触媒担体基材の表面に触媒層が形成されることとなる。すなわち、触媒担体基材の表面に触媒層が形成され、この触媒層が触媒担体基材の細孔を閉塞し、フィルタ触媒として十分な通気性が確保されなくなる。通気性が確保されなくなると、圧損が高くなりエンジンに負担がかかるようになる。
特開平9−173866号公報 特開平9−220423号公報
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、触媒層による通気孔の閉塞が抑制されたフィルタ触媒を製造することができるフィルタ触媒の製造方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために本発明者らはフィルタ触媒の製造方法について検討を重ねた結果、触媒層を形成するためのコーティングスラリーを触媒担体基材に塗布した後に過剰なコーティングスラリーを取り除くときに圧力差による吸引を繰り返すことで触媒担体基材の細孔内にも均一にコーティングスラリーをコートできることを見出した。
すなわち、本発明のフィルタ触媒の製造方法は、無機酸化物粉末を分散したコーティングスラリーを調製し、コーティングスラリーを軸方向にのびる複数のセルを有し、各セルの両端部に形成された2つの開口部のうち1つは、封止材によって交互に封止されている多孔質の触媒担体基材に塗布する工程と、コーティングスラリーが塗布された触媒担体基材から過剰なコーティングスラリーを除去する工程と、コーティングスラリーを乾燥・焼成する工程と、を有するフィルタ触媒の製造方法において、過剰なコーティングスラリーの除去が、触媒担体基材の軸方向の一方の端部と他方の端部との間に圧力差を付与した状態で保持する工程と、触媒担体基材の一方の端部と他方の端部とを同じ圧力状態で保持する工程と、を繰り返し施すことで行われることを特徴とする。
本発明のフィルタ触媒の製造方法は、触媒担体基材の表面に均一にコーティングスラリーを塗布することができる。これにより、触媒担体基材の表面上に均一な厚さの担持層および触媒層を形成できる。この結果、本発明の製造方法により製造されたフィルタ触媒は、十分な通気性が確保され、圧損の上昇を生じさせなくなっている。
本発明のフィルタ触媒の製造方法は、無機酸化物粉末を分散したコーティングスラリーを調製し、コーティングスラリーを軸方向にのびる複数のセルを有する多孔質の触媒担体基材に塗布する工程と、コーティングスラリーが塗布された触媒担体基材から過剰なコーティングスラリーを除去する工程と、コーティングスラリーを乾燥・焼成する工程と、を有する。本発明の製造方法は、多孔質の触媒担体基材の表面上に担持層が形成されこの担持層に触媒金属が担持されてなる触媒層が形成されたフィルタ触媒を製造することができる。
本発明の製造方法は、過剰なコーティングスラリーの除去が、触媒担体基材の軸方向の一方の端部と他方の端部との間に圧力差を付与した状態で保持する工程と、触媒担体基材の一方の端部と他方の端部とを同じ圧力状態で保持する工程と、を繰り返し施すことで行われる。すなわち、過剰なコーティングスラリーの除去を、圧力差を用いた吸引を繰り返し行うことで、コーティングスラリーが触媒担体基材の細孔の内部にも塗布されることとなる。そして、その後の工程で、乾燥焼成されることで、触媒担体基材の表面に均一な厚さで触媒層を形成できるようになる。
触媒担体基材の軸方向の一方の端部と他方の端部との間に圧力差を付与した状態とは、触媒担体基材の軸方向にのびる複数のセルの両端部に圧力差が生じさせた状態を示すものである。この圧力差により圧力の高い端部側から低い端部側に向かってコーティングスラリーが吸引される。なお、圧力差は、相対的な圧力差であり、両端部の圧力が大気圧より高くても、低くても何ら問題はない。好ましくは、一方の端部は大気圧に、他方の端部は大気圧から減圧したことが好ましい。
触媒担体基材の両端部に圧力差を付与した状態で保持する工程において、触媒担体基材の両端部に付与される圧力差は、1kPa以上であることが好ましい。すなわち、圧力の高い側の端部の圧力と低い側の端部の圧力との差が1kPa以上であることが好ましい。圧力差が1kPa未満となると圧力差が小さく、コーティングスラリーの吸引に時間がかかるようになる。また、圧力差の上限は特に限定されないが、過剰に大きくなると、コーティングにより得られる無機酸化物の偏析の原因となる。好ましくは100kPa以下である。
コーティングスラリーに分散した無機酸化物粉末は、粒径累積分布の70%粒径値(D70)が1μm以下であることが好ましい。D70が1μm以下とコーティングスラリーを構成する無機酸化物粉末の粒径を規制することで、触媒層の細孔径を規制することができる。すなわち、小さな粒径の無機酸化物粉末からなるコーティングスラリーは、触媒担体基材の細孔の内部にまで分布するため、触媒担体基材の表面に均一な厚さで塗布されるようになる。本発明において無機酸化物粉末の粒径分布は、粒度分布測定装置を用いて得られる。
本発明の製造方法は、触媒担体基材に塗布されたコーティングスラリーから過剰なコーティングスラリーの除去を上記工程を繰り返して行う以外は、従来のフィルタ触媒の製造方法と同様にして製造することができる。
コーティングスラリーを構成する無機酸化物としては、Al23,SiO2,TiO2,ZrO2,CeO2などの遷移金属酸化物、希土類元素酸化物、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物やこれらの複合酸化物の一種以上をあげることができる。
本発明の製造方法は、触媒金属を担持させる工程を有する。触媒金属は、フィルタ触媒において捕捉したパティキュレートを燃焼する物質である。触媒金属としては、Pt,Pd,Rh,Ir,Ag,Au等の貴金属の少なくとも一種をあげることができる。触媒金属の担持は、触媒金属溶液を調製し、この溶液に上記各工程を施して製造された表面上に担持層が形成された触媒担体基材を浸漬し、乾燥焼成する方法や、コーティングスラリーに触媒金属を分散させて担持層とともに触媒層を形成する方法などの方法で担持することができる。
本発明の製造方法において、コーティングスラリーのコート量は、触媒担体基材の(見かけの)容積1リットルあたりのコート量(酸化物粒子換算)が、50〜150gであることが好ましい。コーティングスラリーのコート量は、コーティングの前後の重量から求めた。
触媒担体基材は、触媒層がその表面に形成されるものであり、触媒層を形成したときに所望の細孔径の細孔を形成できる基材であれば特に限定されるものではない。触媒担体基材は、20μm以上の細孔径の細孔を40%以上の気孔率で有することが好ましく、さらに10μm以上の細孔径の細孔を50%以上の気孔率で有することが好ましい。なお、触媒担体基材の細孔の細孔径の上限は、特に限定されるものではないが、過剰に大きくなると触媒層に所望の大きさの細孔径を形成することが困難になる。
また、触媒担体基材は、従来のフィルタ触媒において触媒担体基材として用いられている基材を用いることができる。たとえば、コーディエライト、SiC、その他の耐熱性のセラミックスよりなるウォールフローDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)、セラミックスフォームフィルタ、メタル不織布DPFを用いることができる。より好ましくは、コーディエライト製のウォールフローDPFである。
コーティングスラリーの触媒担体基材の表面への塗布は、コーティングスラリーに触媒担体基材を浸漬する方法、軸方向の端部からコーティングスラリーを注入する方法等の方法を用いて行うことができる。
コーティングスラリーが塗布された触媒担体基材からの過剰なコーティングスラリーの除去は、触媒担体基材の両端部に圧力差を付与できる装置を用いて付与する。すなわち、少なくとも触媒担体基材の端部の少なくとも一方の圧力を変化させることができる装置を用いて過剰なコーティングスラリーの除去が行われる。
過剰なコーティングスラリーの除去時に、触媒担体基材の両端に圧力差を付与して保持する保持時間および圧力差を付与せずに保持する保持時間は、特に限定されるものではない。好ましくは、それぞれ5〜180秒であり、より好ましくは、5〜30秒である。
過剰なコーティングスラリーの除去された触媒担体基材は、乾燥した後に焼成することで担持層あるいは触媒層が形成できる。コーティングスラリーの乾燥は、焼成したときにコーティングスラリーの水分(あるいは分散媒)がスラリーが塗布されてなる塗布層を損傷を生じさせないようになされる。焼成は、触媒担体基材の表面のコーティングスラリーが多孔質の酸化物層(担持層あるいは触媒層)を形成できる温度および時間で行われる。
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
本発明の実施例としてフィルタ触媒の製造を行った。
(実施例1)
まず、アルミナ(Al23)粉末1500g、水2000gを秤量し、アルミナ粉末を水に投入、攪拌して分散させ、湿式ミリングを施してスラリーを調製した。なお、アルミナ粉末の粒径累積分布の70%粒径値(D70)は、0.9μmであった。本発明の実施例においてD70の測定は、粒度分布測定装置(堀場製作所製、商品名:LA500)を用いて行われた。粒度分布測定装置による測定は、純水約300ml中に0.1gの試料を懸濁させた懸濁液を調製し、この懸濁液に超音波を10分間照射して測定試料を十分に分散させた後に行われた。
つづいて、コーティングスラリーを触媒担体基材にコーティングした。触媒担体基材1は、厚さが300μmのセル壁で区画されたセルを48セル/cm2(約300セル/inch2)で軸方向に有する略円柱状の見かけの容積が2リットルのコーディエライト製の触媒担体基材(デンソー製)である。この触媒担体基材は、20μm以上の細孔径の細孔を40%以上の気孔率で有している。この触媒担体基材1は、各セルの両端部に形成された2つの開口部のうち1つは、封止材2によって交互に封止されている。つまり、多数あるセルのうち、約半数のものは一方の端面において開口し、残りのものは他方の端面において開口している。触媒担体基材1の端面において、封止されたセル2と開口したセル3とが交互に並んでいる。従って、触媒担体基材1の端面は、市松模様状になっている。触媒担体基材1を図1に示した。
コーティングスラリーの触媒担体基材へのコーティングは、コーティングスラリー中に触媒担体基材を浸漬し、引き出した後に過剰なコーティングスラリーを除去した後に、乾燥、焼成することで行われた。なお、本実施例において過剰なコーティングスラリーの除去は、両端の圧力差が10kPaとなるようにした状態で5〜30秒間保持してコーティングスラリーを吸引し、その後、他方の端部側を常圧に戻し5〜30秒間保持する圧力変動を繰り返すことでなされた。この圧力変動は、触媒担体基材にコートされたコーティングスラリーが所定の重量となるまで繰り返された。なお、本実施例の製造時における圧力変動は、両端部のそれぞれの端部側からスラリーの吸引を行ったため2回であった。また、焼成は、500℃で1時間加熱することで行われた。
コーティングされた触媒担体基材の重さを測定したところ、触媒担体基材の見かけの容積1リットルあたり150gの担持量でアルミナが担持された。
そして、1.5g/LでPtを含むPt硝酸塩水溶液を調製し、スラリーがコートされた触媒担体基材を浸漬し、引き出した後に乾燥した。乾燥は、350℃で1時間加熱することで行われた。触媒担体基材の見かけの容積1リットルあたり3gの担持量でPtが担持された。このPtは、触媒成分としてパティキュレートの燃焼をおこなう。
そして、50g/LでBaを含むBa酢酸塩水溶液を調製し、スラリーがコートされた触媒担体基材を浸漬し、引き出した後に乾燥、焼成した。焼成は、500℃で1時間加熱することで行われた。触媒担体基材の見かけの容積1リットルあたり13.7g(0.1mol)の担持量でBaが担持された。なお、このBaは、フィルタ触媒においてはNOx吸蔵成分としてはたらく。
以上の手順により、実施例1のフィルタ触媒が製造された。
(実施例2)
過剰なコーティングスラリーの除去時に触媒担体基材に付与される圧力が異なる以外は、実施例1と同様にして本実施例のフィルタ触媒を製造した。
まず、アルミナ粉末1500g、水2000gを秤量し、アルミナ粉末を水に投入、攪拌して分散させ、湿式ミリングを施してスラリーを調製した。なお、アルミナ粉末の粒径累積分布の70%粒径値(D70)は、0.9μmであった。
コーティングスラリーを実施例1において用いられたものと同じ触媒担体基材にコーティングした。コーティングスラリーの触媒担体基材へのコーティングは、コーティングスラリー中に触媒担体基材を浸漬し、引き出した後に過剰なコーティングスラリーを除去した後に、乾燥、焼成することで行われた。なお、本実施例において過剰なコーティングスラリーの除去は、一方の端部側を開放した状態で他方の端部側を1.5atmに加圧した状態で5〜30秒間保持してコーティングスラリーを吐出し、その後、他方の端部側を常圧に戻し5〜30秒間保持する圧力変動を繰り返すことでなされた。この圧力変動は、触媒担体基材にコートされたコーティングスラリーが所定の重量となるまで繰り返された。なお、本実施例の製造時には、圧力変動は3回であった。また、焼成は、500℃で1時間加熱することで行われた。
コーティングされた触媒担体基材の重さを測定したところ、コーティングスラリーのコート前の重さより300g増加していた。すなわち、触媒担体基材の見かけの容積1リットルあたり150gの担持量でアルミナが担持された。
そして、1.5g/LでPtを含むPt硝酸塩水溶液を調製し、スラリーがコートされた触媒担体基材を浸漬し、引き出した後に乾燥した。乾燥は、350℃で1時間加熱することで行われた。触媒担体基材の見かけの容積1リットルあたり3gの担持量でPtが担持された。このPtは、触媒成分としてパティキュレートの燃焼をおこなう。
そして、50g/LでBaを含むBa酢酸塩水溶液を調製し、スラリーがコートされた触媒担体基材を浸漬し、引き出した後に乾燥、焼成した。焼成は、500℃で1時間加熱することで行われた。触媒担体基材の見かけの容積1リットルあたり13.7g(0.1mol)の担持量でBaが担持された。なお、このBaは、フィルタ触媒においてはNOx吸蔵成分としてはたらく。
以上の手順により、実施例2のフィルタ触媒が製造された。
(比較例1)
過剰なスラリーの除去をエアーブローとした以外は実施例1と同様にして本比較例のフィルタ触媒を製造した。
まず、アルミナ粉末1500g、水2000gを秤量し、アルミナ粉末を水に投入、攪拌して分散させ、湿式ミリングを施してスラリーを調製した。なお、アルミナ粉末の粒径累積分布の70%粒径値(D70)は、0.9μmであった。
コーティングスラリーを実施例1において用いられたものと同じ触媒担体基材にコーティングした。コーティングスラリーの触媒担体基材へのコーティングは、コーティングスラリー中に触媒担体基材を浸漬し、引き出した後に過剰なコーティングスラリーを除去した後に、乾燥、焼成することで行われた。なお、本実施例において過剰なコーティングスラリーの除去は、一方の端部側から加圧したエアーを5atmで吹き付けることで行われた。このエアーブローは、触媒担体基材にコートされたコーティングスラリーが所定の重量となるまで繰り返された。また、焼成は、500℃で1時間加熱することで行われた。
コーティングされた触媒担体基材の重さを測定したところ、コーティングスラリーのコート前の重さより300g増加していた。すなわち、触媒担体基材の見かけの容積1リットルあたり150gの担持量でアルミナが担持された。
そして、1.5g/LでPtを含むPt硝酸塩水溶液を調製し、スラリーがコートされた触媒担体基材を浸漬し、引き出した後に乾燥した。乾燥は、350℃で1時間加熱することで行われた。触媒担体基材の見かけの容積1リットルあたり3gの担持量でPtが担持された。このPtは、触媒成分としてパティキュレートの燃焼をおこなう。
そして、50g/LでBaを含むBa酢酸塩水溶液を調製し、スラリーがコートされた触媒担体基材を浸漬し、引き出した後に乾燥、焼成した。焼成は、500℃で1時間加熱することで行われた。触媒担体基材の見かけの容積1リットルあたり13.7g(0.1mol)の担持量でBaが担持された。なお、このBaは、フィルタ触媒においてはNOx吸蔵成分としてはたらく。
以上の手順により、比較例1のフィルタ触媒が製造された。
(実施例3)
本実施例は、コーティングスラリーのアルミナ粉末の粒度が大きい以外は実施例1と同様にして本実施例のフィルタ触媒を製造した。
まず、アルミナ粉末1500g、水2000gを秤量し、アルミナ粉末を水に投入、攪拌して分散させ、湿式ミリングを施してスラリーを調製した。なお、アルミナ粉末の粒径累積分布の70%粒径値(D70)は、5μmであった。
コーティングスラリーを実施例1において用いられたものと同じ触媒担体基材にコーティングした。コーティングスラリーの触媒担体基材へのコーティングは、コーティングスラリー中に触媒担体基材を浸漬し、引き出した後に過剰なコーティングスラリーを除去した後に、乾燥、焼成することで行われた。なお、本実施例において過剰なコーティングスラリーの除去は、両端の圧力差が10kPaとなるようにした状態で5〜30秒間保持してコーティングスラリーを吸引し、その後、他方の端部側を常圧に戻し5〜30秒間保持する圧力変動を繰り返すことでなされた。この圧力変動は、触媒担体基材にコートされたコーティングスラリーが所定の重量となるまで繰り返された。なお、本実施例の製造時には、圧力変動は5回であった。また、焼成は、500℃で1時間加熱することで行われた。
コーティングされた触媒担体基材の重さを測定したところ、コーティングスラリーのコート前の重さより300g増加していた。すなわち、触媒担体基材の見かけの容積1リットルあたり150gの担持量でアルミナが担持された。
そして、1.5g/LでPtを含むPt硝酸塩水溶液を調製し、スラリーがコートされた触媒担体基材を浸漬し、引き出した後に乾燥した。乾燥は、350℃で1時間加熱することで行われた。触媒担体基材の見かけの容積1リットルあたり3gの担持量でPtが担持された。このPtは、触媒成分としてパティキュレートの燃焼をおこなう。
そして、50g/LでBaを含むBa酢酸塩水溶液を調製し、スラリーがコートされた触媒担体基材を浸漬し、引き出した後に乾燥、焼成した。焼成は、500℃で1時間加熱することで行われた。触媒担体基材の見かけの容積1リットルあたり13.7g(0.1mol)の担持量でBaが担持された。なお、このBaは、フィルタ触媒においてはNOx吸蔵成分としてはたらく。
以上の手順により、実施例3のフィルタ触媒が製造された。
(評価)
実施例および比較例のフィルタ触媒の細孔構造を水銀ポロシメータ(島津製作所製、商品名:オートポアー9200)を用いて測定した。測定結果を表1に示した。なお、細孔構造の測定における水銀ポロシメータの操作は、0〜200MPaの間で水銀圧入圧力を上昇させていくことで行われた。
Figure 0004480414
表1において示された実施例および比較例のフィルタ触媒の気孔率を20μm以下と20μm以上で分け、図2および3に示した。図2には1〜20μmの細孔径の気孔率を、図3には20〜70μmの細孔径の気孔率を示した。
表1および両図から、実施例1〜2のフィルタ触媒は1〜20μmの径の細孔が多く存在し、20〜70μmの径の細孔が少ないことがわかる。
具体的には、実施例1〜2のフィルタ触媒は、図4に示したように、触媒担体基材の細孔の大きさによらずに、細孔の内部にまで均一な厚さの触媒層が形成されている。これにより、触媒担体基材の1〜20μmの径の細孔は触媒層により細孔径が小さくなり、触媒担体基材の20μm以上の径の細孔は触媒層により細孔径が小さくなり20μm以下の径の細孔となった。
これに対して、実施例3及び比較例1のフィルタ触媒は、1〜20μmの径の細孔が少なく、かつ20〜70μmの径の細孔が多く存在している。
具体的には、比較例1のフィルタ触媒は、図5に示したように、触媒担体基材の1〜20μmの径の細孔は触媒層により細孔が閉塞し、触媒担体基材の20μm以上の径の細孔は触媒層が薄く20μm以上の径の細孔として残存した。さらに、実施例3のフィルタ触媒は、図6に示したように、触媒担体基材の1〜20μmの径の細孔はその開口部に形成された触媒層により細孔が閉塞し、触媒担体基材の20μm以上の径の細孔はその開口部に触媒層が存在するが20μm以上の径の細孔として残存した。なお、図5および図6は、図4のセル壁の拡大断面図と同じ断面を示した図である。
(圧損の測定)
つづいて、実施例および比較例のフィルタ触媒の圧損の測定を行った。
まず、排気量が2リットルの加給式直噴ディーゼルエンジンを有する車両の排気系に(圧損を測定される)フィルタ触媒を設置した。このとき、排気系のフィルタ触媒の前後には圧力センサが取り付けられている。そして、2000rpmの回転数でトルクが30N・mの定常運転を2時間行った。この条件におけるパティキュレートの堆積量はフィルタ触媒の見かけの堆積1リットルあたり3gである。2時間後、すなわちフィルタ触媒の見かけの体積1リットルあたり3gのパティキュレートが堆積した時点での圧損を測定し、測定結果を図7に示した。なお、圧損は、フィルタ触媒の前後の二つの圧力センサにおいて測定された圧力の差から求めた。
図7より、実施例1〜2のフィルタ触媒は、実施例3及び比較例1のフィルタ触媒と比較して圧損が低くなっていることが確認された。すなわち、実施例1〜2のフィルタ触媒は、細孔が連続してなる排気ガスが通過する連通孔が残存している。これに対して、実施例3及び比較例1のフィルタ触媒は、連通孔が触媒層により閉塞し、さらに堆積したパティキュレートが連通孔を閉塞させて圧損を上昇させている。
この圧損の測定結果とフィルタ触媒の細孔の細孔径ごとの気孔率との関係を表2および図8に示した。
Figure 0004480414
図8に示したように、全ての細孔の気孔率がわずかに上昇しても、フィルタ触媒の圧損が大幅に上昇している。すなわち、フィルタ触媒の全体の気孔率と圧損とは相関関係を有していないことがわかる。
そして、フィルタ触媒の20〜70μmの径の細孔の気孔率および70〜300μmの径の細孔の気孔率が上昇し、かつ1〜20μmの径の細孔の気孔率が減少するにつれて圧損が高くなっている。すなわち、20μm以上の径の細孔の気孔率が上昇し20μm未満の径の細孔の気孔率が減少することで圧損が上昇しており、20μm未満の径の細孔の気孔率と圧損とが相関関係を有していることがわかる。すなわち、実施例1および2のフィルタ触媒は、1〜20μmの径の細孔が存在していることから、触媒担体基材の細孔内の表面にも触媒層が形成されたことがわかる。すなわち、触媒担体基材の細孔内も含む表面にコーティングスラリーを均一な厚さでコートできていることがわかる。この結果、触媒担体基材の細孔が閉塞されずに通気性が十分に確保されたフィルタ触媒となっている。
実施例1〜2のフィルタ触媒は、パティキュレートの堆積による圧損の上昇が小さいことから、ディーゼルエンジンに高い負荷をかけることなくパティキュレートを捕捉することができる。このため、より多くの量のパティキュレートを捕捉、処理できる効果を有する。
触媒担体基材の端面を示した上面図である。 1〜20μmの細孔径の気孔率を示したグラフである。 20〜70μmの細孔径の気孔率を示したグラフである。 実施例1のフィルタ触媒の拡大断面図である。 比較例1のフィルタ触媒の拡大断面図である。 実施例3のフィルタ触媒の拡大断面図である。 実施例および比較例のフィルタ触媒の圧損の測定結果を示したグラフである。 実施例および比較例のフィルタ触媒の細孔と圧損との関係を示したグラフである。
符号の説明
1…触媒担体基材
2…封止されたセル
3…開口したセル

Claims (3)

  1. 無機酸化物粉末を分散したコーティングスラリーを調製し、該コーティングスラリーを軸方向にのびる複数のセルを有し、各セルの両端部に形成された2つの開口部のうち1つは、封止材によって交互に封止されている多孔質の触媒担体基材に塗布する工程と、
    該コーティングスラリーが塗布された該触媒担体基材から過剰な該コーティングスラリーを除去する工程と、
    該コーティングスラリーを乾燥・焼成する工程と、
    を有するフィルタ触媒の製造方法において、
    過剰な該コーティングスラリーの除去が、
    該触媒担体基材の軸方向の一方の端部と他方の端部との間に圧力差を付与した状態で保持する工程と、
    該触媒担体基材の一方の該端部と他方の該端部とを同じ圧力状態で保持する工程と、
    を繰り返し施すことで行われることを特徴とするフィルタ触媒の製造方法。
  2. 前記圧力差を付与した状態で保持する工程と前記同じ圧力状態で保持する工程は、前記触媒担体基材にコートされた前記コーティングスラリーが所定の重量となるまで繰り返される請求項1記載のフィルタ触媒の製造方法。
  3. 前記コーティングスラリーに分散した前記無機酸化物粉末は、粒径累積分布の70%粒径値(D70)が1μm以下である請求項1〜2のいずれかに記載のフィルタ触媒の製造方法。
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