JP2004261644A - 排ガス浄化フィルタ触媒用基材 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧損の低下とＰＭの捕集効率の向上という背反事象を両方共満足させる。
【解決手段】細孔のセル隔壁表面に開口する表面空孔の分布において、直接観察法で求めた最大直径１０〜５０μｍの表面空孔の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％以上を占め、ＣＴスキャンによる断面観察で求めた内部細孔の分布において、直径 ３００μｍ以上の円に相当する断面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の２０％以上を占めるようにする。
ＰＭが短時間に集中して多量に排出されたとしても、各細孔に分散して捕集されるため、ＰＭの堆積が抑制され圧損の増大が抑制されるとともに、捕集効率が向上する。
【選択図】 図１
【解決手段】細孔のセル隔壁表面に開口する表面空孔の分布において、直接観察法で求めた最大直径１０〜５０μｍの表面空孔の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％以上を占め、ＣＴスキャンによる断面観察で求めた内部細孔の分布において、直径 ３００μｍ以上の円に相当する断面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の２０％以上を占めるようにする。
ＰＭが短時間に集中して多量に排出されたとしても、各細孔に分散して捕集されるため、ＰＭの堆積が抑制され圧損の増大が抑制されるとともに、捕集効率が向上する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンからの排ガスなど、パティキュレートを含む排ガスを浄化する排ガス浄化フィルタ触媒に用いられるハニカム形状の基材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンエンジンについては、排ガスの厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩とにより、排ガス中の有害成分は確実に減少されてきている。しかし、ディーゼルエンジンについては、有害成分がパティキュレート（粒子状物質：炭素微粒子、サルフェート等の硫黄系微粒子、高分子量炭化水素微粒子等、以下ＰＭという）として排出されるという特異な事情から、規制も技術の進歩もガソリンエンジンに比べて遅れている。
【０００３】
現在までに開発されているディーゼルエンジン用排ガス浄化装置としては、大きく分けてトラップ型の排ガス浄化装置（ウォールフロー）と、オープン型の排ガス浄化装置（ストレートフロー）とが知られている。このうちトラップ型の排ガス浄化装置としては、セラミック製の目封じタイプのハニカム体（ディーゼルＰＭフィルタ（以下ＤＰＦという））が知られている。このＤＰＦは、セラミックハニカム構造体のセルの開口部の両端を例えば交互に市松状に目封じしてなるものであり、排ガス下流側で目詰めされた流入側セルと、流入側セルに隣接し排ガス上流側で目詰めされた流出側セルと、流入側セルと流出側セルを区画するセル隔壁とよりなり、セル隔壁の細孔で排ガスを濾過してＰＭを捕集することで排出を抑制するものである。
【０００４】
しかしＤＰＦでは、ＰＭの堆積によって圧損が上昇するため、何らかの手段で堆積したＰＭを定期的に除去して再生する必要がある。そこで従来は、圧損が上昇した場合にバーナあるいは電気ヒータ等で堆積したＰＭを燃焼させることでＤＰＦを再生することが行われている。しかしながらこの場合には、ＰＭの堆積量が多いほど燃焼時の温度が上昇し、それによる熱応力でＤＰＦが破損する場合もある。
【０００５】
そこで近年では、ＤＰＦのセル隔壁の表面にアルミナなどからコート層を形成し、そのコート層に白金（Ｐｔ）などの触媒金属を担持した連続再生式ＤＰＦ（排ガス浄化フィルタ触媒）が開発されている。この連続再生式ＤＰＦによれば、捕集されたＰＭが触媒金属の触媒反応によって酸化燃焼するため、捕集と同時にあるいは捕集に連続して燃焼させることでＤＰＦを再生することができる。そして触媒反応は比較的低温で生じること、及び捕集量が少ないうちに燃焼できることから、ＤＰＦに作用する熱応力が小さく破損が防止されるという利点がある。
【０００６】
このような排ガス浄化フィルタ触媒として、例えば特開平０９−１７３８６６号公報には、セル隔壁の表面にはセル隔壁の平均細孔径より大きな粒径の活性アルミナよりなる多孔質コート層を形成し、細孔内部にはセル隔壁の平均細孔径より小さな粒径の活性アルミナをコーティングし、さらに触媒金属を担持したものが開示されている。この排ガス浄化フィルタ触媒によれば、コート層の比表面積を増加させながら圧損を低くすることができる。
【０００７】
また特開平０９−２２０４２３号公報には、セル隔壁の気孔率が４０〜６５％で、平均細孔径が５〜３５μｍであり、コート層を構成する多孔質酸化物はセル隔壁の平均細孔径より小さい粒径のものが９０ｗｔ％以上を占めている構成のものが開示されている。このような高比表面積の多孔質酸化物をコートすることにより、セル隔壁の表面だけでなく細孔の内部表面にまでコート層を形成することができる。またコート量を一定とすればコート厚さを薄くすることができるので、圧損の増大を抑制することができる。
【０００８】
そして特開平０６−１５９０３７号公報には、上記コート層にさらにＮＯｘ 吸蔵材を担持した排ガス浄化フィルタ触媒が記載されている。このようにすればＮＯｘ 吸蔵材にＮＯｘ を吸蔵することができ、軽油などの還元剤を噴霧することで吸蔵されたＮＯｘ を還元して浄化することが可能となる。
【０００９】
【特許文献１】特開平０９−１７３８６６号
【特許文献２】特開平０９−２２０４２３号
【特許文献３】特開平０６−１５９０３７号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ディーゼルエンジンなどからＰＭが短時間に集中して多量に排出されると、排ガス浄化フィルタ触媒の浄化能を超えるためにＰＭがセル隔壁表面あるいは細孔内部に堆積し、圧損が上昇する。一方、圧損の上昇を抑制するためにセル隔壁の気孔率を高めると、ＰＭがセル隔壁をすり抜けてしまい、ＰＭの捕集効率が低下してしまう。
【００１１】
例えば、同じ６０％の気孔率をもつ基材であっても、径が細かく多数の細孔の場合には圧損が大きくなり、径が大きく少数の細孔の場合には捕集効率が低い。
【００１２】
また細孔径の分布を制御することで、この問題を回避使用とすることが従来行われているが、細孔径の分布は水銀ポロシメータなどの圧入測定法によって計測されているために、実際の細孔分布を反映したものとなっていない。つまり圧入測定法では、細孔の最も括れた部位の径で測定値が規定されるため、実際の細孔径とは隔たりがあり精度が低い。そのため圧入測定法で細孔径の分布を最適に設計したとしても、上記不具合を確実に回避することは困難であった。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、圧損の上昇を確実に抑制するとともにＰＭの捕集効率を確実に向上させ、上記背反事象の両方を満足させることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の排ガス浄化フィルタ触媒用基材の特徴は、排ガス下流側で目詰めされた流入側セルと、流入側セルに隣接し排ガス上流側で目詰めされた流出側セルと、流入側セルと流出側セルを区画し多数の細孔を有する多孔質のセル隔壁と、をもつハニカム構造体からなり、セル隔壁の表面及び該細孔内表面に酸化物担体に貴金属を担持してなる触媒層が形成される排ガス浄化フィルタ触媒用基材であって、
細孔のセル隔壁表面に開口する表面空孔の分布において、直接観察法で求めた最大直径１０〜５０μｍの表面空孔の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％以上を占め、
ＣＴスキャンによる断面観察で求めた内部細孔の分布において、直径 ３００μｍ以上の円に相当する断面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の２０％以上を占めることにある。
【００１５】
直接観察法で求めた最大直径 １００〜 ２００μｍの表面空孔の合計開口面積が、全表面空孔の合計開口面積の８％以下であることが好ましい。またＣＴスキャンによる断面観察で、直径 １００μｍ以下の円に相当する面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の１０％以下であることが好ましい。
【００１６】
さらに、ＣＴスキャンによる断面観察で、断面と平行方向の細孔の最大長さと断面と垂直方向の細孔の最大高さとの差が１０μｍ以上である横長状の細孔の容積の合計が全細孔の合計細孔容積の４０％以上を占めることが望ましく、断面と平行方向の細孔の最大長さと断面と垂直方向の細孔の最大高さとの差が１０μｍ未満である細孔の容積の合計が全細孔の合計細孔容積の１０％以下であることが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
排ガス浄化フィルタ触媒用基材のセル隔壁は多数の細孔を有しているが、本発明では、セル隔壁の表面に開口する細孔を表面空孔といい、セル隔壁の内部に存在する細孔を内部細孔という。
【００１８】
本発明の排ガス浄化フィルタ触媒用基材では、直接観察法で求めた最大直径１０〜５０μｍの表面空孔の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％以上を占めている。このような表面開口の分布をもつことで、ＰＭが特定の開口からセル隔壁内部に進入することなくセル隔壁表面全体に分散し、多数の開口からセル隔壁内部に向かって細孔内に順次付着し、触媒層によって燃焼除去される。
【００１９】
したがってＰＭが短時間に集中して多量に排出されたとしても、各細孔に分散して捕集されるため、触媒の浄化能を超えるような不具合が回避され高いＰＭ浄化能が発現される。またＰＭの堆積が抑制されることで、圧損の増大が抑制される。そしてＰＭが触媒層と接触する確率が向上するため、燃焼によりＰＭ捕集効率も向上する。
【００２０】
そして本発明の排ガス浄化フィルタ触媒用基材では、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャンによる断面観察で求めた内部細孔径の分布において、直径 ３００μｍ以上の円に相当する面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の２０％以上を占めている。このようにすることで、細孔内部でのＰＭによる目詰まりが回避でき、圧損の増大をさらに抑制することができる。
【００２１】
直接観察法で求めた最大直径 １００〜 ２００μｍの表面空孔の合計開口面積が、全表面空孔の合計開口面積の８％以下であること、あるいはＣＴスキャンによる断面観察で、断面と平行方向の細孔の最大長さと断面と垂直方向の細孔の最大高さとの差が１０μｍ未満である細孔の容積の合計が全細孔の合計細孔容積の１０％以下であることが望ましい。このようにすれば、捕集効率には影響は及ばないが、圧損の増大をさらに抑制することができる。
【００２２】
さらにＣＴスキャンによる断面観察で求めた内部細孔径の分布において、断面と平行方向の細孔の最大長さと断面と垂直方向の細孔の最大高さとの差が１０μｍ以上である横長状の細孔の容積の合計が、全細孔の合計細孔容積の４０％以上を占めるようにすれば、ＰＭのすり抜けを効果的に抑制することができ、ＰＭ捕集効率がさらに向上する。
【００２３】
したがって本発明の基材を用いた排ガス浄化フィルタ触媒によれば、セル隔壁表面及び細孔内にＰＭが効率よく付着し、移動し、燃焼するため、捕集効率が向上するとともに圧損の増大が抑制される。
【００２４】
基材は、排ガス下流側で目詰めされた流入側セルと、流入側セルに隣接し排ガス上流側で目詰めされた流出側セルと、流入側セルと流出側セルを区画するセル隔壁とからなるものである。
【００２５】
この基材は、コーディエライトなどの耐熱性セラミックスから製造することができる。例えばコーディエライト粉末を主成分とする粘土状のスラリーを調製し、それを押出成形などで成形し、焼成する。コーディエライト粉末に代えて、アルミナ、マグネシア及びシリカの各粉末をコーディエライト組成となるように配合することもできる。その後、一端面のセル開口を同様の粘土状のスラリーなどで市松状などに目封じし、他端面では一端面で目封じされたセルに隣接するセルのセル開口を目封じする。その後焼成などで目封じ材を固定することで基材を製造することができる。
【００２６】
そして基材のセル隔壁に細孔を形成するには、上記したスラリー中にカーボン粉末、木粉、澱粉、樹脂粉末などの可燃物粉末などを混合しておき、可燃物粉末が焼成時に消失することで細孔を形成することができ、可燃物粉末の粒径及び添加量を調整することで表面空孔及び内部細孔の径の分布と開口面積を制御することができる。
【００２７】
セル隔壁の表面に開口する表面空孔の分布の計測は、顕微鏡などを用いた直接観察法にて行う。水銀ポロシメータなどを用いた圧入測定法では、現実の表面空孔の分布を計測することは困難である。
【００２８】
表面空孔の最大直径１０〜５０μｍの開口の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％未満では、表面空孔の内部に進入するＰＭが減少し、セル隔壁表面に堆積して圧損の増大を招く。また最大直径 １００〜 ２００μｍの開口の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％を超えると、その開口でＰＭが特に凝集して堆積しやすいため、圧損が増大するようになる。
【００２９】
また内部細孔径の分布は、ＣＴスキャンによる断面観察で求める。これにより現実の細孔の内部形状を計測することができる。断面とは、セル隔壁の断面をいい、基材のセルの延びる方向に対して平行方向の断面あるいは垂直方向の断面など特に制限されないが、複数の位置で断面観察を行い、その平均値を採用することが望ましい。
【００３０】
内部細孔径の分布において、内部細孔の断面形状は種々様々であるので、その内部細孔の断面積と同等の面積をもつ円の直径で評価することとする。断面において、直径 ３００μｍ以上の円に相当する面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の２０％未満では、ＰＭが内部細孔内で堆積して目詰まりしやすく、圧損が増大してしまう。また直径 １００μｍ以下の円に相当する面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の１０％を超えても、同様にＰＭが内部細孔内で堆積して目詰まりしやすく、圧損が増大してしまう。
【００３１】
さらに、ＣＴスキャンによる断面観察で求めた内部細孔径の分布において、断面と平行方向の細孔の最大長さと断面と垂直方向の細孔の最大高さとの差が１０μｍ以上である横長状の細孔の容積の合計が全細孔の合計細孔容積の４０％未満では、ＰＭがすり抜け易くＰＭ捕集効率が低下する。
【００３２】
セル隔壁の気孔率は、６０〜８０％であることが望ましい。気孔率がこの範囲にあることで、触媒層を １００〜 ２００ｇ／Ｌ形成しても圧損の増大を抑制することができ、強度の低下も抑制することができる。
【００３３】
セル隔壁の表面及び細孔内表面には、酸化物担体に貴金属を担持してなる触媒層が形成される。酸化物担体は、 Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２などの酸化物あるいはこれらの複数種からなる複合酸化物を用いることができる。貴金属としては、触媒反応によってＮＯｘ を還元でき、かつＰＭの酸化を促進するものであれば用いることができるが、少なくともＰｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕなどの白金族の貴金属から選ばれた一種あるいは複数種を用いることが好ましい。貴金属の担持量は、基材１Ｌあたり１〜５ｇとするのが好ましい。担持量がこれより少ないと活性が低すぎて実用的でなく、この範囲より多く担持しても活性が飽和するとともにコストアップとなってしまう。
【００３４】
触媒層には、アルカリ金属，アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれるＮＯｘ 吸蔵材を含むことが望ましい。触媒層にＮＯｘ 吸蔵材を含めば、触媒金属による酸化によって生成したＮＯ２ をＮＯｘ 吸蔵材に吸蔵できるので、ＮＯｘ の浄化活性がさらに向上する。このＮＯｘ 吸蔵材としては、Ｋ，Ｎａ，Ｃｓ，Ｌｉなどのアルカリ金属、Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒなどのアルカリ土類金属、あるいはＳｃ，Ｙ，Ｐｒ，Ｎｄなどの希土類元素から選択して用いることができる。中でもＮＯｘ 吸蔵能に長けたアルカリ金属及びアルカリ土類金属の少なくとも一種を用いることが望ましい。
【００３５】
ＮＯｘ 吸蔵材の担持量は、ハニカム構造体の体積１リットルあたり０．１５〜０．４５モルの範囲とすることが好ましい。担持量がこれより少ないと活性が低すぎて実用的でなく、この範囲より多く担持すると貴金属を覆って活性が低下するようになる。
【００３６】
触媒層を形成するには、酸化物粉末あるいは複合酸化物粉末をアルミナゾルなどのバインダ成分及び水とともにスラリーとし、そのスラリーをセル隔壁に付着させた後に焼成し、その後貴金属を担持すればよい。また酸化物粉末あるいは複合酸化物粉末に予め貴金属を担持した触媒粉末からスラリーを調製することもできる。スラリーをセル隔壁に付着させるには通常の浸漬法を用いることができるが、エアブローあるいは吸引によって、セル隔壁の細孔に強制的にスラリーを充填するとともに、細孔内に入ったスラリーの余分なものを除去することが望ましい。
【００３７】
触媒層の形成量は、基材１Ｌあたり １００〜 ２００ｇとすることが好ましい。触媒層が １００ｇ／Ｌ未満では、貴金属あるいはＮＯｘ 吸蔵材の耐久性の低下が避けられず、 ２００ｇ／Ｌを超えると圧損が高くなりすぎて実用的ではない。
【００３８】
【実施例】
以下、試験例により本発明を具体的に説明する。
【００３９】
直径 １２９ｍｍ，長さ １５０ｍｍ，体積約２０００ｃｃ，セル数 ３００セル／ｉｎｃｈ２ の、四角形セルをもつ、コーディエライト製ストレートハニカム形状の基材を複数種類用意した。
【００４０】
次にアルミナ，タルク，カオリン，シリカからなるコーディエライト組成の粉末に所定量の有機バインダと水を混合し、安定した保形性のあるクリーム状のペーストを調製した。このペーストを用い、所定長さのパイプをもつペースト注入機（ディスペンサ）を用いて、それぞれの基材の上流側端面のセルに一舛ずつ交互に目詰めして上流栓を形成した。一方、基材の下流側端面では、上流栓をもたないセルを目詰めして下流栓を形成した。その後１４００℃で焼成し、流入側セルと流出側セルをもつ複数種の基材を形成した。
【００４１】
これらの基材のセル隔壁表面を顕微鏡で観察し、表面に開口する各表面空孔の最大直径とその面積を計測して、最大直径が所定の範囲にある表面空孔の合計開口面積の、全表面空孔の合計開口面積に対する割合を計測した。また図１に示すように、基材１のセル１０の延びる方向と垂直方向の断面をＣＴスキャンにより撮影し、セル隔壁１１の断面における内部細孔径の分布を計測した。内部細孔径は、ＣＴスキャンの各撮影断面における各内部細孔の断面積を計測し、その断面積に相当する面積をもつ円の直径を採用し、その直径が所定の範囲にある開口の合計断面積の、全細孔の合計断面積に対する割合を計測した。断面位置は複数箇所ＣＴスキャンし、それぞれの平均値で評価した。
【００４２】
またＣＴスキャンによる断面観察において、図２に示すように、断面と平行方向の細孔の最大長さＬ１と断面と垂直方向の細孔の最大高さＬ２との差の分布（Ｌ１−Ｌ２）を計測し、その差が各範囲にある細孔の容積の合計が全細孔の合計容積に対する割合を計測した。
【００４３】
次に、上記で用いた各基材を用い、平均粒径 ０．５〜 １．０μｍのアルミナ粉末を主とするスラリーをウォッシュコートし、 １１０℃で乾燥後 ４５０℃で焼成してそれぞれコート層を形成した。その後、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量を含浸させ、 １１０℃で乾燥後 ４５０℃で焼成してコート層にＰｔを担持して触媒層を形成した。Ｐｔの担持量は、それぞれの基材１Ｌあたり５ｇであり、触媒層はそれぞれの基材１Ｌあたり １５０ｇ形成されている。
【００４４】
こうして得られた排ガス浄化フィルタ触媒を、それぞれ２Ｌディーゼルエンジンの排気系に装着し、１６００ ｒｐｍ×３０Ｎｍ，入りガス温度 ２００℃の排ガスを流通させ、ＰＭが各基材１Ｌあたり３ｇ堆積した時の圧損をそれぞれ測定した。また入りガス中のＰＭ量と出ガス中のＰＭ量からＰＭ捕集率を連続的に測定し、その最大値をそれぞれ算出して飽和捕集効率とした。
【００４５】
上記試験の結果を、図３〜図２２に示す。
【００４６】
＜評価＞
図３〜図１２には表面空孔に関して示し、図１３〜図２２には内部細孔に関して示している。
【００４７】
図３〜７からわかるように、１０〜５０μｍの表面空孔割合及び １００〜 ２００μｍの表面空孔割合と圧損との間には相関関係が存在し、図８〜１２からわかるように、１０〜５０μｍの空孔割合と捕集効率との間にも相関関係が存在する。そして１０〜５０μｍの表面空孔の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％以上であれば、圧損を約 １０ＫＰａ以下と低くすることができるとともに、捕集効率を約９０％以上とすることができる。また １００〜 ２００μｍの表面空孔割合は捕集効率には影響がないが、多くなると圧損が増大し、８％以下とすれば約 １５ＫＰａ以下とすることができる。
【００４８】
また図１３〜１８からわかるように、内部細孔の分布と圧損及び捕集効率との間にも相関関係が存在する。直径 ３００μｍ以上の円に相当する断面積をもつ細孔の割合が低くなるるにつれて圧損が増大するとともに捕集効率が低下するので、直径 ３００μｍ以上の円に相当する断面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の２０％以上を占めるようにすれば、圧損を約 １５ＫＰａ以下とすることができ、かつ捕集効率を約９０％以上とすることができる。また直径 １００μｍ以下の円に相当する断面積をもつ細孔の合計断面積は、捕集効率には影響がないが、高くなるにつれて圧損が増大するので、全細孔の合計断面積の１０％以下とするのが好ましいこともわかる。
【００４９】
さらに図１９〜２２より、断面と平行方向の細孔の最大長さ（Ｌ１）と断面と垂直方向の細孔の最大高さ（Ｌ２）との差（Ｌ１−Ｌ２）が１０μｍ未満である細孔の容積の合計を、全細孔の合計細孔容積の１０％以下とし、差が１０μｍ以上である細孔の容積の割合が高くなるようにすれば、圧損を約 １５ＫＰａ以下とすることができることがわかる。また差が１０μｍ未満である細孔は捕集効率には影響せず、差が１０μｍ以上である横長状の細孔が捕集効率に寄与していることもわかる。
【００５０】
【発明の効果】
すなわち本発明の排ガス浄化フィルタ触媒用基材によれば、触媒層を形成して排ガス浄化フィルタ触媒としての使用時において、圧損の増大を確実に抑制できるとともにＰＭの捕集効率を確実に向上させることができ、圧損の増大によるエンジンへの影響を抑制しつつＰＭを効率よく浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例においてＣＴスキャンの条件を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例においてセル隔壁の内部細孔を示す説明図である。
【図３】１０μｍ以下の表面空孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図４】１０〜５０μｍの表面空孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図５】５０〜 １００μｍの表面空孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図６】１００〜 ２００μｍの表面空孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図７】２００μｍ以上の表面空孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図８】１０μｍ以下の表面空孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図９】１０〜５０μｍの表面空孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１０】５０〜 １００μｍの表面空孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１１】１００〜 ２００μｍの表面空孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１２】２００μｍ以上の表面空孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１３】１００μｍ以下の内部細孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図１４】１００〜 ３００μｍの内部細孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図１５】３００μｍ以上の内部細孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図１６】１００μｍ以下の内部細孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１７】１００〜 ３００μｍの内部細孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１８】３００μｍ以上の内部細孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１９】最大縦横差が１０μｍ未満の内部細孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図２０】最大縦横差が１０μｍ以上の内部細孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図２１】最大縦横差が１０μｍ未満の内部細孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図２２】最大縦横差が１０μｍ以上の内部細孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【符号の説明】
１：基材 １０：セル １１：セル隔壁
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンからの排ガスなど、パティキュレートを含む排ガスを浄化する排ガス浄化フィルタ触媒に用いられるハニカム形状の基材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンエンジンについては、排ガスの厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩とにより、排ガス中の有害成分は確実に減少されてきている。しかし、ディーゼルエンジンについては、有害成分がパティキュレート（粒子状物質：炭素微粒子、サルフェート等の硫黄系微粒子、高分子量炭化水素微粒子等、以下ＰＭという）として排出されるという特異な事情から、規制も技術の進歩もガソリンエンジンに比べて遅れている。
【０００３】
現在までに開発されているディーゼルエンジン用排ガス浄化装置としては、大きく分けてトラップ型の排ガス浄化装置（ウォールフロー）と、オープン型の排ガス浄化装置（ストレートフロー）とが知られている。このうちトラップ型の排ガス浄化装置としては、セラミック製の目封じタイプのハニカム体（ディーゼルＰＭフィルタ（以下ＤＰＦという））が知られている。このＤＰＦは、セラミックハニカム構造体のセルの開口部の両端を例えば交互に市松状に目封じしてなるものであり、排ガス下流側で目詰めされた流入側セルと、流入側セルに隣接し排ガス上流側で目詰めされた流出側セルと、流入側セルと流出側セルを区画するセル隔壁とよりなり、セル隔壁の細孔で排ガスを濾過してＰＭを捕集することで排出を抑制するものである。
【０００４】
しかしＤＰＦでは、ＰＭの堆積によって圧損が上昇するため、何らかの手段で堆積したＰＭを定期的に除去して再生する必要がある。そこで従来は、圧損が上昇した場合にバーナあるいは電気ヒータ等で堆積したＰＭを燃焼させることでＤＰＦを再生することが行われている。しかしながらこの場合には、ＰＭの堆積量が多いほど燃焼時の温度が上昇し、それによる熱応力でＤＰＦが破損する場合もある。
【０００５】
そこで近年では、ＤＰＦのセル隔壁の表面にアルミナなどからコート層を形成し、そのコート層に白金（Ｐｔ）などの触媒金属を担持した連続再生式ＤＰＦ（排ガス浄化フィルタ触媒）が開発されている。この連続再生式ＤＰＦによれば、捕集されたＰＭが触媒金属の触媒反応によって酸化燃焼するため、捕集と同時にあるいは捕集に連続して燃焼させることでＤＰＦを再生することができる。そして触媒反応は比較的低温で生じること、及び捕集量が少ないうちに燃焼できることから、ＤＰＦに作用する熱応力が小さく破損が防止されるという利点がある。
【０００６】
このような排ガス浄化フィルタ触媒として、例えば特開平０９−１７３８６６号公報には、セル隔壁の表面にはセル隔壁の平均細孔径より大きな粒径の活性アルミナよりなる多孔質コート層を形成し、細孔内部にはセル隔壁の平均細孔径より小さな粒径の活性アルミナをコーティングし、さらに触媒金属を担持したものが開示されている。この排ガス浄化フィルタ触媒によれば、コート層の比表面積を増加させながら圧損を低くすることができる。
【０００７】
また特開平０９−２２０４２３号公報には、セル隔壁の気孔率が４０〜６５％で、平均細孔径が５〜３５μｍであり、コート層を構成する多孔質酸化物はセル隔壁の平均細孔径より小さい粒径のものが９０ｗｔ％以上を占めている構成のものが開示されている。このような高比表面積の多孔質酸化物をコートすることにより、セル隔壁の表面だけでなく細孔の内部表面にまでコート層を形成することができる。またコート量を一定とすればコート厚さを薄くすることができるので、圧損の増大を抑制することができる。
【０００８】
そして特開平０６−１５９０３７号公報には、上記コート層にさらにＮＯｘ 吸蔵材を担持した排ガス浄化フィルタ触媒が記載されている。このようにすればＮＯｘ 吸蔵材にＮＯｘ を吸蔵することができ、軽油などの還元剤を噴霧することで吸蔵されたＮＯｘ を還元して浄化することが可能となる。
【０００９】
【特許文献１】特開平０９−１７３８６６号
【特許文献２】特開平０９−２２０４２３号
【特許文献３】特開平０６−１５９０３７号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ディーゼルエンジンなどからＰＭが短時間に集中して多量に排出されると、排ガス浄化フィルタ触媒の浄化能を超えるためにＰＭがセル隔壁表面あるいは細孔内部に堆積し、圧損が上昇する。一方、圧損の上昇を抑制するためにセル隔壁の気孔率を高めると、ＰＭがセル隔壁をすり抜けてしまい、ＰＭの捕集効率が低下してしまう。
【００１１】
例えば、同じ６０％の気孔率をもつ基材であっても、径が細かく多数の細孔の場合には圧損が大きくなり、径が大きく少数の細孔の場合には捕集効率が低い。
【００１２】
また細孔径の分布を制御することで、この問題を回避使用とすることが従来行われているが、細孔径の分布は水銀ポロシメータなどの圧入測定法によって計測されているために、実際の細孔分布を反映したものとなっていない。つまり圧入測定法では、細孔の最も括れた部位の径で測定値が規定されるため、実際の細孔径とは隔たりがあり精度が低い。そのため圧入測定法で細孔径の分布を最適に設計したとしても、上記不具合を確実に回避することは困難であった。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、圧損の上昇を確実に抑制するとともにＰＭの捕集効率を確実に向上させ、上記背反事象の両方を満足させることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の排ガス浄化フィルタ触媒用基材の特徴は、排ガス下流側で目詰めされた流入側セルと、流入側セルに隣接し排ガス上流側で目詰めされた流出側セルと、流入側セルと流出側セルを区画し多数の細孔を有する多孔質のセル隔壁と、をもつハニカム構造体からなり、セル隔壁の表面及び該細孔内表面に酸化物担体に貴金属を担持してなる触媒層が形成される排ガス浄化フィルタ触媒用基材であって、
細孔のセル隔壁表面に開口する表面空孔の分布において、直接観察法で求めた最大直径１０〜５０μｍの表面空孔の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％以上を占め、
ＣＴスキャンによる断面観察で求めた内部細孔の分布において、直径 ３００μｍ以上の円に相当する断面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の２０％以上を占めることにある。
【００１５】
直接観察法で求めた最大直径 １００〜 ２００μｍの表面空孔の合計開口面積が、全表面空孔の合計開口面積の８％以下であることが好ましい。またＣＴスキャンによる断面観察で、直径 １００μｍ以下の円に相当する面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の１０％以下であることが好ましい。
【００１６】
さらに、ＣＴスキャンによる断面観察で、断面と平行方向の細孔の最大長さと断面と垂直方向の細孔の最大高さとの差が１０μｍ以上である横長状の細孔の容積の合計が全細孔の合計細孔容積の４０％以上を占めることが望ましく、断面と平行方向の細孔の最大長さと断面と垂直方向の細孔の最大高さとの差が１０μｍ未満である細孔の容積の合計が全細孔の合計細孔容積の１０％以下であることが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
排ガス浄化フィルタ触媒用基材のセル隔壁は多数の細孔を有しているが、本発明では、セル隔壁の表面に開口する細孔を表面空孔といい、セル隔壁の内部に存在する細孔を内部細孔という。
【００１８】
本発明の排ガス浄化フィルタ触媒用基材では、直接観察法で求めた最大直径１０〜５０μｍの表面空孔の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％以上を占めている。このような表面開口の分布をもつことで、ＰＭが特定の開口からセル隔壁内部に進入することなくセル隔壁表面全体に分散し、多数の開口からセル隔壁内部に向かって細孔内に順次付着し、触媒層によって燃焼除去される。
【００１９】
したがってＰＭが短時間に集中して多量に排出されたとしても、各細孔に分散して捕集されるため、触媒の浄化能を超えるような不具合が回避され高いＰＭ浄化能が発現される。またＰＭの堆積が抑制されることで、圧損の増大が抑制される。そしてＰＭが触媒層と接触する確率が向上するため、燃焼によりＰＭ捕集効率も向上する。
【００２０】
そして本発明の排ガス浄化フィルタ触媒用基材では、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャンによる断面観察で求めた内部細孔径の分布において、直径 ３００μｍ以上の円に相当する面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の２０％以上を占めている。このようにすることで、細孔内部でのＰＭによる目詰まりが回避でき、圧損の増大をさらに抑制することができる。
【００２１】
直接観察法で求めた最大直径 １００〜 ２００μｍの表面空孔の合計開口面積が、全表面空孔の合計開口面積の８％以下であること、あるいはＣＴスキャンによる断面観察で、断面と平行方向の細孔の最大長さと断面と垂直方向の細孔の最大高さとの差が１０μｍ未満である細孔の容積の合計が全細孔の合計細孔容積の１０％以下であることが望ましい。このようにすれば、捕集効率には影響は及ばないが、圧損の増大をさらに抑制することができる。
【００２２】
さらにＣＴスキャンによる断面観察で求めた内部細孔径の分布において、断面と平行方向の細孔の最大長さと断面と垂直方向の細孔の最大高さとの差が１０μｍ以上である横長状の細孔の容積の合計が、全細孔の合計細孔容積の４０％以上を占めるようにすれば、ＰＭのすり抜けを効果的に抑制することができ、ＰＭ捕集効率がさらに向上する。
【００２３】
したがって本発明の基材を用いた排ガス浄化フィルタ触媒によれば、セル隔壁表面及び細孔内にＰＭが効率よく付着し、移動し、燃焼するため、捕集効率が向上するとともに圧損の増大が抑制される。
【００２４】
基材は、排ガス下流側で目詰めされた流入側セルと、流入側セルに隣接し排ガス上流側で目詰めされた流出側セルと、流入側セルと流出側セルを区画するセル隔壁とからなるものである。
【００２５】
この基材は、コーディエライトなどの耐熱性セラミックスから製造することができる。例えばコーディエライト粉末を主成分とする粘土状のスラリーを調製し、それを押出成形などで成形し、焼成する。コーディエライト粉末に代えて、アルミナ、マグネシア及びシリカの各粉末をコーディエライト組成となるように配合することもできる。その後、一端面のセル開口を同様の粘土状のスラリーなどで市松状などに目封じし、他端面では一端面で目封じされたセルに隣接するセルのセル開口を目封じする。その後焼成などで目封じ材を固定することで基材を製造することができる。
【００２６】
そして基材のセル隔壁に細孔を形成するには、上記したスラリー中にカーボン粉末、木粉、澱粉、樹脂粉末などの可燃物粉末などを混合しておき、可燃物粉末が焼成時に消失することで細孔を形成することができ、可燃物粉末の粒径及び添加量を調整することで表面空孔及び内部細孔の径の分布と開口面積を制御することができる。
【００２７】
セル隔壁の表面に開口する表面空孔の分布の計測は、顕微鏡などを用いた直接観察法にて行う。水銀ポロシメータなどを用いた圧入測定法では、現実の表面空孔の分布を計測することは困難である。
【００２８】
表面空孔の最大直径１０〜５０μｍの開口の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％未満では、表面空孔の内部に進入するＰＭが減少し、セル隔壁表面に堆積して圧損の増大を招く。また最大直径 １００〜 ２００μｍの開口の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％を超えると、その開口でＰＭが特に凝集して堆積しやすいため、圧損が増大するようになる。
【００２９】
また内部細孔径の分布は、ＣＴスキャンによる断面観察で求める。これにより現実の細孔の内部形状を計測することができる。断面とは、セル隔壁の断面をいい、基材のセルの延びる方向に対して平行方向の断面あるいは垂直方向の断面など特に制限されないが、複数の位置で断面観察を行い、その平均値を採用することが望ましい。
【００３０】
内部細孔径の分布において、内部細孔の断面形状は種々様々であるので、その内部細孔の断面積と同等の面積をもつ円の直径で評価することとする。断面において、直径 ３００μｍ以上の円に相当する面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の２０％未満では、ＰＭが内部細孔内で堆積して目詰まりしやすく、圧損が増大してしまう。また直径 １００μｍ以下の円に相当する面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の１０％を超えても、同様にＰＭが内部細孔内で堆積して目詰まりしやすく、圧損が増大してしまう。
【００３１】
さらに、ＣＴスキャンによる断面観察で求めた内部細孔径の分布において、断面と平行方向の細孔の最大長さと断面と垂直方向の細孔の最大高さとの差が１０μｍ以上である横長状の細孔の容積の合計が全細孔の合計細孔容積の４０％未満では、ＰＭがすり抜け易くＰＭ捕集効率が低下する。
【００３２】
セル隔壁の気孔率は、６０〜８０％であることが望ましい。気孔率がこの範囲にあることで、触媒層を １００〜 ２００ｇ／Ｌ形成しても圧損の増大を抑制することができ、強度の低下も抑制することができる。
【００３３】
セル隔壁の表面及び細孔内表面には、酸化物担体に貴金属を担持してなる触媒層が形成される。酸化物担体は、 Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２などの酸化物あるいはこれらの複数種からなる複合酸化物を用いることができる。貴金属としては、触媒反応によってＮＯｘ を還元でき、かつＰＭの酸化を促進するものであれば用いることができるが、少なくともＰｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕなどの白金族の貴金属から選ばれた一種あるいは複数種を用いることが好ましい。貴金属の担持量は、基材１Ｌあたり１〜５ｇとするのが好ましい。担持量がこれより少ないと活性が低すぎて実用的でなく、この範囲より多く担持しても活性が飽和するとともにコストアップとなってしまう。
【００３４】
触媒層には、アルカリ金属，アルカリ土類金属及び希土類元素から選ばれるＮＯｘ 吸蔵材を含むことが望ましい。触媒層にＮＯｘ 吸蔵材を含めば、触媒金属による酸化によって生成したＮＯ２ をＮＯｘ 吸蔵材に吸蔵できるので、ＮＯｘ の浄化活性がさらに向上する。このＮＯｘ 吸蔵材としては、Ｋ，Ｎａ，Ｃｓ，Ｌｉなどのアルカリ金属、Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒなどのアルカリ土類金属、あるいはＳｃ，Ｙ，Ｐｒ，Ｎｄなどの希土類元素から選択して用いることができる。中でもＮＯｘ 吸蔵能に長けたアルカリ金属及びアルカリ土類金属の少なくとも一種を用いることが望ましい。
【００３５】
ＮＯｘ 吸蔵材の担持量は、ハニカム構造体の体積１リットルあたり０．１５〜０．４５モルの範囲とすることが好ましい。担持量がこれより少ないと活性が低すぎて実用的でなく、この範囲より多く担持すると貴金属を覆って活性が低下するようになる。
【００３６】
触媒層を形成するには、酸化物粉末あるいは複合酸化物粉末をアルミナゾルなどのバインダ成分及び水とともにスラリーとし、そのスラリーをセル隔壁に付着させた後に焼成し、その後貴金属を担持すればよい。また酸化物粉末あるいは複合酸化物粉末に予め貴金属を担持した触媒粉末からスラリーを調製することもできる。スラリーをセル隔壁に付着させるには通常の浸漬法を用いることができるが、エアブローあるいは吸引によって、セル隔壁の細孔に強制的にスラリーを充填するとともに、細孔内に入ったスラリーの余分なものを除去することが望ましい。
【００３７】
触媒層の形成量は、基材１Ｌあたり １００〜 ２００ｇとすることが好ましい。触媒層が １００ｇ／Ｌ未満では、貴金属あるいはＮＯｘ 吸蔵材の耐久性の低下が避けられず、 ２００ｇ／Ｌを超えると圧損が高くなりすぎて実用的ではない。
【００３８】
【実施例】
以下、試験例により本発明を具体的に説明する。
【００３９】
直径 １２９ｍｍ，長さ １５０ｍｍ，体積約２０００ｃｃ，セル数 ３００セル／ｉｎｃｈ２ の、四角形セルをもつ、コーディエライト製ストレートハニカム形状の基材を複数種類用意した。
【００４０】
次にアルミナ，タルク，カオリン，シリカからなるコーディエライト組成の粉末に所定量の有機バインダと水を混合し、安定した保形性のあるクリーム状のペーストを調製した。このペーストを用い、所定長さのパイプをもつペースト注入機（ディスペンサ）を用いて、それぞれの基材の上流側端面のセルに一舛ずつ交互に目詰めして上流栓を形成した。一方、基材の下流側端面では、上流栓をもたないセルを目詰めして下流栓を形成した。その後１４００℃で焼成し、流入側セルと流出側セルをもつ複数種の基材を形成した。
【００４１】
これらの基材のセル隔壁表面を顕微鏡で観察し、表面に開口する各表面空孔の最大直径とその面積を計測して、最大直径が所定の範囲にある表面空孔の合計開口面積の、全表面空孔の合計開口面積に対する割合を計測した。また図１に示すように、基材１のセル１０の延びる方向と垂直方向の断面をＣＴスキャンにより撮影し、セル隔壁１１の断面における内部細孔径の分布を計測した。内部細孔径は、ＣＴスキャンの各撮影断面における各内部細孔の断面積を計測し、その断面積に相当する面積をもつ円の直径を採用し、その直径が所定の範囲にある開口の合計断面積の、全細孔の合計断面積に対する割合を計測した。断面位置は複数箇所ＣＴスキャンし、それぞれの平均値で評価した。
【００４２】
またＣＴスキャンによる断面観察において、図２に示すように、断面と平行方向の細孔の最大長さＬ１と断面と垂直方向の細孔の最大高さＬ２との差の分布（Ｌ１−Ｌ２）を計測し、その差が各範囲にある細孔の容積の合計が全細孔の合計容積に対する割合を計測した。
【００４３】
次に、上記で用いた各基材を用い、平均粒径 ０．５〜 １．０μｍのアルミナ粉末を主とするスラリーをウォッシュコートし、 １１０℃で乾燥後 ４５０℃で焼成してそれぞれコート層を形成した。その後、所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量を含浸させ、 １１０℃で乾燥後 ４５０℃で焼成してコート層にＰｔを担持して触媒層を形成した。Ｐｔの担持量は、それぞれの基材１Ｌあたり５ｇであり、触媒層はそれぞれの基材１Ｌあたり １５０ｇ形成されている。
【００４４】
こうして得られた排ガス浄化フィルタ触媒を、それぞれ２Ｌディーゼルエンジンの排気系に装着し、１６００ ｒｐｍ×３０Ｎｍ，入りガス温度 ２００℃の排ガスを流通させ、ＰＭが各基材１Ｌあたり３ｇ堆積した時の圧損をそれぞれ測定した。また入りガス中のＰＭ量と出ガス中のＰＭ量からＰＭ捕集率を連続的に測定し、その最大値をそれぞれ算出して飽和捕集効率とした。
【００４５】
上記試験の結果を、図３〜図２２に示す。
【００４６】
＜評価＞
図３〜図１２には表面空孔に関して示し、図１３〜図２２には内部細孔に関して示している。
【００４７】
図３〜７からわかるように、１０〜５０μｍの表面空孔割合及び １００〜 ２００μｍの表面空孔割合と圧損との間には相関関係が存在し、図８〜１２からわかるように、１０〜５０μｍの空孔割合と捕集効率との間にも相関関係が存在する。そして１０〜５０μｍの表面空孔の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％以上であれば、圧損を約 １０ＫＰａ以下と低くすることができるとともに、捕集効率を約９０％以上とすることができる。また １００〜 ２００μｍの表面空孔割合は捕集効率には影響がないが、多くなると圧損が増大し、８％以下とすれば約 １５ＫＰａ以下とすることができる。
【００４８】
また図１３〜１８からわかるように、内部細孔の分布と圧損及び捕集効率との間にも相関関係が存在する。直径 ３００μｍ以上の円に相当する断面積をもつ細孔の割合が低くなるるにつれて圧損が増大するとともに捕集効率が低下するので、直径 ３００μｍ以上の円に相当する断面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の２０％以上を占めるようにすれば、圧損を約 １５ＫＰａ以下とすることができ、かつ捕集効率を約９０％以上とすることができる。また直径 １００μｍ以下の円に相当する断面積をもつ細孔の合計断面積は、捕集効率には影響がないが、高くなるにつれて圧損が増大するので、全細孔の合計断面積の１０％以下とするのが好ましいこともわかる。
【００４９】
さらに図１９〜２２より、断面と平行方向の細孔の最大長さ（Ｌ１）と断面と垂直方向の細孔の最大高さ（Ｌ２）との差（Ｌ１−Ｌ２）が１０μｍ未満である細孔の容積の合計を、全細孔の合計細孔容積の１０％以下とし、差が１０μｍ以上である細孔の容積の割合が高くなるようにすれば、圧損を約 １５ＫＰａ以下とすることができることがわかる。また差が１０μｍ未満である細孔は捕集効率には影響せず、差が１０μｍ以上である横長状の細孔が捕集効率に寄与していることもわかる。
【００５０】
【発明の効果】
すなわち本発明の排ガス浄化フィルタ触媒用基材によれば、触媒層を形成して排ガス浄化フィルタ触媒としての使用時において、圧損の増大を確実に抑制できるとともにＰＭの捕集効率を確実に向上させることができ、圧損の増大によるエンジンへの影響を抑制しつつＰＭを効率よく浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例においてＣＴスキャンの条件を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例においてセル隔壁の内部細孔を示す説明図である。
【図３】１０μｍ以下の表面空孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図４】１０〜５０μｍの表面空孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図５】５０〜 １００μｍの表面空孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図６】１００〜 ２００μｍの表面空孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図７】２００μｍ以上の表面空孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図８】１０μｍ以下の表面空孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図９】１０〜５０μｍの表面空孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１０】５０〜 １００μｍの表面空孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１１】１００〜 ２００μｍの表面空孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１２】２００μｍ以上の表面空孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１３】１００μｍ以下の内部細孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図１４】１００〜 ３００μｍの内部細孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図１５】３００μｍ以上の内部細孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図１６】１００μｍ以下の内部細孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１７】１００〜 ３００μｍの内部細孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１８】３００μｍ以上の内部細孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図１９】最大縦横差が１０μｍ未満の内部細孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図２０】最大縦横差が１０μｍ以上の内部細孔の割合と圧損との関係を示す相関図である。
【図２１】最大縦横差が１０μｍ未満の内部細孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【図２２】最大縦横差が１０μｍ以上の内部細孔の割合と捕集効率との関係を示す相関図である。
【符号の説明】
１：基材 １０：セル １１：セル隔壁
Claims (5)
- 排ガス下流側で目詰めされた流入側セルと、該流入側セルに隣接し排ガス上流側で目詰めされた流出側セルと、該流入側セルと該流出側セルを区画し多数の細孔を有する多孔質のセル隔壁と、をもつハニカム構造体からなり、該セル隔壁の表面及び該細孔内表面に酸化物担体に貴金属を担持してなる触媒層が形成される排ガス浄化フィルタ触媒用基材であって、
該細孔の該セル隔壁表面に開口する表面空孔の分布において、直接観察法で求めた最大直径１０〜５０μｍの表面空孔の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％以上を占め、
ＣＴスキャンによる断面観察で求めた内部細孔の分布において、直径 ３００μｍ以上の円に相当する断面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の２０％以上を占めることを特徴とする排ガス浄化フィルタ触媒用基材。 - 直接観察法で求めた最大直径 １００〜 ２００μｍの表面空孔の合計開口面積が全表面空孔の合計開口面積の８％以下である請求項１に記載の排ガス浄化フィルタ触媒用基材。
- ＣＴスキャンによる断面観察で、直径 １００μｍ以下の円に相当する面積をもつ細孔の断面積の合計が全細孔の合計断面積の１０％以下である請求項１又は請求項２に記載の排ガス浄化フィルタ触媒用基材。
- ＣＴスキャンによる断面観察で、断面と平行方向の細孔の最大長さと断面と垂直方向の細孔の最大高さとの差が１０μｍ以上である横長状の細孔の容積の合計が全細孔の合計細孔容積の４０％以上を占める請求項１〜３のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ触媒用基材。
- ＣＴスキャンによる断面観察で、断面と平行方向の細孔の最大長さと断面と垂直方向の細孔の最大高さとの差が１０μｍ未満である細孔の容積の合計が全細孔の合計細孔容積の１０％以下である請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ触媒用基材。
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