JP2013511379A5

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Publication number: JP2013511379A5
Application number: JP2012539348A
Authority: JP
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2013-12-26
Anticipated expiration: 2030-11-22

Claims

入口端、出口端、入口端と出口端とに延在する基板軸方向長さを含むウォールフロー基板、及びウォールフロー基板の内壁により画定される複数の通路を有する触媒スートフィルタであって、
複数の通路は、開放入口端と閉鎖出口端を有する入口通路、閉鎖入口端と開放出口端を有する出口通路を含み；
入口通路の内壁は、最初の入口被膜を有し、該入口被膜が入口端から最初の入口被膜端まで延びることにより最初の入口被膜長が画定され、該最初の入口被膜長は、基板の軸方向の長さのｘ％、０＜ｘ＜１００であり；
出口通路の内壁は、最初の出口被膜を有し、該出口被膜が出口端から最初の出口被膜端まで延びることにより最初の出口被膜長が画定され、該最初の出口被膜長は、基板の軸方向の長さの１００−ｘ％であり；
最初の入口被膜長は上流帯を画定し、最初の出口被膜長は下流帯を画定し；
最初の入口被膜と最初の出口被膜は、最初の入口被膜のローディング（ｇ／インチ^３（ｇ／（２．５４ｃｍ）^３））：２番目の入口被膜ローディング（ｇ／インチ^３（ｇ／（２．５４ｃｍ）^３））の比として計算される被膜ローディング率が０．５未満であり；
最初の入口被膜は、少なくとも一種の白金族金属（ＰＧＭ）を含む酸化触媒を含み、
最初の出口被膜は、少なくとも一種の白金族金属（ＰＧＭ）を含む酸化触媒を含み、
ＰＧＭ比は、最初の入口被膜に含まれているＰＧＭの総量（ｇ／ｆｔ^３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）^３））を、最初の出口被膜に含まれているＰＧＭの総量（ｇ／ｆｔ^３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）^３））で除したものと画定され、１：１０から１：２であることを特徴とする触媒スートフィルタ。
被膜ローディング比は、０．１０から０．４５の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の触媒スートフィルタ。
ｘは２５から７５の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
最初の入口被膜に含まれる酸化触媒は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、及びこれらの２つ以上の混合物から成る群から選ばれる少なくとも一種の白金族金属（ＰＧＭ）を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
最初の入口被膜は、５から１００ｇ／ｆｔ^３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）^３）の量の酸化触媒を含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
最初の出口被膜に含まれる酸化触媒は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、及びこれらの２つ以上の混合物から成る群から選ばれる少なくとも一種の白金族金属（ＰＧＭ）を含むことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
最初の出口被膜は、５から１００ｇ／ｆｔ^３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）^３）の量の酸化触媒を含むことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
ＰＧＭ比は、最初の入口被膜に含まれているＰＧＭの総量（ｇ／ｆｔ^３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）^３））を、最初の出口被膜に含まれているＰＧＭの総量（ｇ／ｆｔ^３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）^３））で除したものと画定され、１：７から１：３の範囲にあることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
最初の入口被膜及び最初の出口被膜にそれぞれ含まれる酸化触媒は、プラチナとパラジウムから成り、最初の入口被膜におけるプラチナ：パラジウムの質量比は、１０：１から１:１０の範囲にあり、及び最初の出口被膜におけるプラチナとパラジウムの質量比は、１０：１から１：１０の範囲にあることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
最初の入口被膜及び最初の出口被膜は、少なくとも一種の多孔質支持材料を含むことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
付加的にｋ個の更なる出口被膜を有し、
（J+１）番目の出口被膜はJ番目の出口被膜の上に位置し、前記（J+１）番目の出口被膜は出口端から（J+１）番目の出口被膜端まで延在し、これにより（J+１）番目の出口被膜の長さが画定され、
（J+１）番目の出口被膜の長さはJ番目の出口被膜の長さのｙ_ｊ+１％であって、０＜ｙ_ｊ+１≦１００であり；ｋは整数であってｋ≧１であり；及び、ｊは製数であって１≦ｊ≦ｋであることを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
（J+１）番目の出口被膜の長さは、最初の出口被膜の長さの１００・（１−ｊ/（ｋ+１））％であることを特徴とする請求項１１に記載の触媒スートフィルタ。
ｘは１００/（ｋ+２）であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の触媒スートフィルタ。
更なるｋ個の出口被膜の少なくとも一つは、少なくとも一種の白金族金属（ＰＧＭ）を含む酸化触媒を含むことを特徴とする請求項１１から１３の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
ｋ+１の出口被膜は合計で、５から１００ｇ／ｆｔ^３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）^３）の量の酸化触媒を含むことを特徴とする請求項１１から１４の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
ＰＧＭ比は、最初の入口被膜に含まれているＰＧＭの総量（ｇ／ｆｔ^３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）^３））を、ｋ+１の出口被膜に含まれているＰＧＭの総量（ｇ／ｆｔ^３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）^３））で除したものと画定され、１：１０から１：２の範囲にあることを特徴とする請求項１１から１５の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
最初の入口被膜及びｋ+１の出口被膜にそれぞれ含まれる酸化触媒は、プラチナとパラジウムから成り、最初の入口被膜におけるプラチナ：パラジウムの質量比は、１０：１から１:１０の範囲にあり、及びｋ+１の出口被膜におけるプラチナとパラジウムの質量比は、１０：１から１：１０の範囲にあることを特徴とする請求項１１から１６の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
更なるｋ個の出口被膜の少なくとも一つは、少なくとも一種の多孔質支持材料を含むことを特徴とする請求項１１から１７の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
ウォールフロー基板は、DIN 66133 に従う水銀気孔率測定法により測定される３８から７５の範囲の気孔率を有することを特徴とする請求項１から１８の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
最初の入口被膜のローディングは、０．１から１ｇ／インチ^３（ｇ／（２．５４ｃｍ）^３）であることを特徴とする請求項１から１９の何れか１項に記載の触媒スートフィルタ。
請求項１から２０の何れか１項に記載の触媒スートフィルタの製造方法であって、
（ｉ）ウォールフロー基板を準備する工程であって、前記ウォールフロー基板は、入口端、出口端、入口端と出口端の間に延在する基板軸方向長さ、及びウォールフロー基板の内壁で画定される多数の通路を有し；
前記複数の通路は、開放入口端と閉鎖出口端を有する入口通路と、閉鎖入口端と開放出口端を有する出口通路を有し；
（ｉｉ）入口通路の内壁に、最初の入口被膜を入口端から最初の入口被膜端まで延在するように塗布する工程であって、最初の入口被膜長は、基板の軸方向長さのｘ％で画定され、０＜ｘ＜１００であり、最初の入口被膜のローディングは予め決められた値に調整され；
（ｉｉｉ）（ｉｉ）の工程前、又は同時若しくは後に、最初の出口被膜を出口端から最初の出口被膜端まで延在するように塗布する工程であって、最初の出口被膜長は、基板の軸方向長さの１−ｘ％で画定され、最初の出口被膜のローディングは、最初の入口被膜のローディング（ｇ／ｉｎｃｈ^３（ｇ／（２．５４ｃｍ）^３））：最初の出口被膜のローディング（ｇ／ｉｎｃｈ^３（ｇ／（２．５４ｃｍ）^３））の比として計算される被膜ローディング比が０．５より小さくなるように調整され；
最初の入口被膜は、少なくとも一種の白金族金属（ＰＧＭ）を含む酸化触媒を含み、
最初の出口被膜は、少なくとも一種の白金族金属（ＰＧＭ）を含む酸化触媒を含み、
ＰＧＭ比は、最初の入口被膜に含まれているＰＧＭの総量（ｇ／ｆｔ^３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）^３））を、最初の出口被膜に含まれているＰＧＭの総量（ｇ／ｆｔ^３（ｇ／（３０．４８ｃｍ）^３））で除したものと画定され、１：１０から１：２であることを特徴とする製造方法。
（ｉｖ）工程（ｉｉｉ）の後に、ｋ個の更なる出口被膜を塗布する工程であって、（J+１）番目の出口被膜はJ番目の出口被膜の上に、前記（J+１）番目の出口被膜が出口端から（J+１）番目の出口被膜端まで延在するように塗布され、これにより（J+１）番目の出口被膜の長さが画定され、（J+１）番目の出口被膜の長さはJ番目の出口被膜の長さのｙ_ｊ+１％であって、０＜ｙ_ｊ+１≦１００であり；ここで、ｋは整数であって、ｋ≧１であり；ｊは製数であって１≦ｊ≦ｋである、を更に含むことを特徴とする請求項２１に記載の製造方法。
（J+１）番目の出口被膜は、J番目の出口被膜の上に、（J+１）番目の出口被膜の長さが、最初の出口被膜の１００・（１−ｊ/（ｋ+１））％となるように塗布することを特徴とする請求項２２に記載の製造方法。
（ｉｉ）において、ｘが１００／（ｋ+２）となるように最初の入口被膜が塗布されることを特徴とする請求項２１から２３の何れか１項に記載の製造方法。
ディーゼルエンジン排気流の処理システムであって、システムは、排気マニホールドを介してディーゼルエンジンと流体連通している排気導管；
請求項１から２０の何れか１項の記載の触媒スートフィルタ；及び、
触媒スートフィルタと流体連通した：ディ−ゼル酸化触媒（ＤＯＣ）；選択接触還元（ＳＣＲ）触媒；ＮＯｘ吸蔵及び還元（ＮＳＲ）触媒の内の一種を含むことを特徴とするシステム。
前記触媒スートフィルタは、ＤＯＣの下流に及びＳＣＲの上流又は下流に配置されることを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
ディーゼルエンジン排気流の処理の方法であって、排気流はスート粒子を含み、前記方法は、排気流を請求項１から２０の何れか１項に記載の触媒スートフィルタに接触させる工程を含むことを特徴とする方法。
ＤＯＣ又は触媒スートフィルタからの排気流を、更に選択接触還元（ＳＣＲ）触媒を通すことを特徴とする請求項２７に記載の方法。