JP2018030101A - Method for producing exhaust gas purifying catalyst - Google Patents

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新吾 石川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an exhaust gas purifying catalyst capable of preventing catalyst slurry from leaching to a skin portion at the time of washcoating for supporting a catalyst on a honeycomb carrier.SOLUTION: A method for producing an exhaust gas purifying catalyst includes: a first step of abutting an elastic gripping jig on the outer periphery of a honeycomb carrier to grip the honeycomb carrier by an elastic body; a second step of immersing the lower end of the honeycomb carrier in a slurry liquid bath containing a catalyst component and then sucking up the slurry liquid; and a fourth step of air blowing the honeycomb carrier from above to coat the catalyst component in a cell. A position for gripping the honeycomb carrier by the elastic gripping jig is set such that the exposed length on the upper end side of a honeycomb in the space is a length equal to or less than one third of the whole length of the honeycomb from the upper end of the elastic body, whereby leaching of the catalyst slurry from the honeycomb skin is suppressed in the next slurry liquid sucking step.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、排気ガス浄化触媒の製造方法に関し、さらに詳しくは、ハニカム担体に触媒を担持するウォッシュコート時に触媒スラリーが外皮部分に浸出するのを抑制できる排気ガス浄化触媒の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an exhaust gas purification catalyst, and more particularly, to a method for manufacturing an exhaust gas purification catalyst that can suppress leaching of catalyst slurry to an outer skin portion during a wash coat in which the catalyst is supported on a honeycomb carrier.

自動車の排ガスには、窒素酸化物(NOx)、燃料由来の未燃焼の炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)など様々な有害成分が含まれ、その浄化にあたっては従来から様々な手法が提案され実施されてきた。   Exhaust gas from automobiles contains various harmful components such as nitrogen oxides (NOx), unburned hydrocarbons derived from fuel (HC), and carbon monoxide (CO). Has been proposed and implemented.

排ガスの発生源には、ガソリンを燃料とした自動車の他、軽油を燃料として使用したディーゼルエンジンを搭載したディーゼル自動車がある。ディーゼル自動車から排出される排ガスについては、前記のNOx、HC、COの他に、微粒子成分としてのPM(Particulate matter)も知られており、そのようなPMの浄化に使用する装置としてDPF(Diesel Particulate Filter)が広く使われてきた。   In addition to automobiles using gasoline as fuel, there are diesel cars equipped with diesel engines that use light oil as fuel. Regarding exhaust gas discharged from diesel vehicles, in addition to the above NOx, HC, and CO, PM (Particulate Matter) as a particulate component is also known, and DPF (Diesel) is used as a device for purifying such PM. Particulate Filter) has been widely used.

DPFはウォールフローハニカムフィルターとも呼ばれる排ガス浄化用フィルター装置の総称であるが、その構造は入口端部から出口端部に向けて隔壁に仕切られた複数のセルからなり、このセルは入口端部と出口端部で交互に目封止されたハニカム構造である。セルを構成する隔壁は通気性を有し、この通気性を利用して排ガス中からPMを濾し取ることによってPMを除去している。
DPFによって排ガス中から濾し取られたPMは、そのままであるとDPFに堆積し続けて目詰まりを起こしてしまうことから、排ガスの熱や、エンジンの燃焼室や排ガス中への燃料の噴射によってPMを燃焼させてPMの堆積したDPFを再生している。このような再生を促進する目的で、DPFのセルの隔壁に触媒成分を被覆することがあり、触媒成分を被覆したDPFをCSF(Catalyzed Soot Filter)ということがある。本出願人も、これらの触媒を組み込んだシステムを提案している(例えば、特許文献1参照)。
DPF is a general term for an exhaust gas purification filter device also called a wall flow honeycomb filter, but its structure is composed of a plurality of cells partitioned by partition walls from the inlet end portion toward the outlet end portion. The honeycomb structure is alternately plugged at the outlet end. The partition which comprises a cell has air permeability, PM is removed by filtering PM out of waste gas using this air permeability.
If the PM filtered out from the exhaust gas by the DPF is left as it is, it will continue to accumulate in the DPF and cause clogging. Therefore, the PM is generated by the heat of the exhaust gas or the injection of fuel into the combustion chamber or exhaust gas of the engine. To regenerate the DPF on which PM is deposited. For the purpose of promoting such regeneration, a catalyst component may be coated on the partition walls of the DPF cell, and the DPF coated with the catalyst component may be referred to as a CSF (Catalyzed Soot Filter). The present applicant has also proposed a system incorporating these catalysts (see, for example, Patent Document 1).

従来、排ガス中のPMの浄化が求められてきたのは多くがディーゼル自動車であったが、それはガソリンに比べて燃焼し難い軽油を使用することによるものであり、ガソリンの様に燃焼し易く、発生するPMの量も少ない燃料を用いる自動車については、環境問題として今まで特に注目されることはなかった。   Conventionally, most of diesel engines have been required to purify PM in exhaust gas, but it is due to the use of light oil that is difficult to burn compared to gasoline, which is easy to burn like gasoline, Until now, automobiles that use fuel that generates a small amount of PM have not received much attention as an environmental problem.

しかし、環境問題への関心が高まる中、排ガス中の有害成分への規制も厳しさを増し、ガソリン自動車から排出されるPMについてもその排出量を規制する動きが有る。特に近年は燃費についても市場の関心が高く、ガソリンエンジンにおいては緻密な制御のもと燃焼室内にガソリンを直接噴霧供給する直噴型エンジンが主流になりつつある。しかし、このような直噴型ガソリンエンジン(GDI:Gasoline Direct Injection)においては、噴霧されたガソリンの一部が微粒子の状態を保ったまま燃焼室内が燃焼状態となることから、粒子状の燃料に由来した不完全燃焼によって、従来のインテークマニホールドから燃料と空気の混合ガスを供給するガソリン自動車に比べて多くのPMが発生することがあり、排出規制の必要性もより現実味を増す様になってきた。   However, with increasing interest in environmental problems, regulations on harmful components in exhaust gas have become more stringent, and there is a movement to regulate the amount of PM emitted from gasoline automobiles. In recent years, in particular, the market is also concerned about fuel consumption, and direct-injection engines that supply gasoline directly into the combustion chamber under precise control are becoming mainstream in gasoline engines. However, in such a direct-injection gasoline engine (GDI: Gasoline Direct Injection), the combustion chamber is in a combustion state while a part of the sprayed gasoline is kept in a particulate state, so that the particulate fuel The resulting incomplete combustion can generate more PM than a gasoline vehicle that supplies a mixed gas of fuel and air from a conventional intake manifold, and the need for emission regulations has become more realistic. It was.

このようなガソリン自動車から排出されるPMの除去にも、ディーゼル自動車用のDPFと同様にウォールフローハニカムフィルターを使用することが考えられるが、ガソリン自動車の特性からディーゼル自動車用のDPFをそのまま転用することは以下のような理由により難しかった。   It is conceivable to use a wall flow honeycomb filter to remove PM emitted from such a gasoline vehicle as in the case of a DPF for a diesel vehicle, but the DPF for a diesel vehicle is diverted as it is because of the characteristics of the gasoline vehicle. This was difficult for the following reasons.

ガソリン自動車とディーゼル自動車の大きな違いの一つとして排ガスの流速が挙げられる。ディーゼルエンジンは高圧力で圧縮された空気に対し燃料を噴射し、その圧力の作用により燃料を着火し爆発させることで運動エネルギーを取り出している。高圧縮であることから効率の良いエンジンではあるが、高圧縮な状態を作る必要があることからエンジンの回転数がガソリン自動車に比べて低く、そのため排気ガスの温度も低いため、従来のフィルタータイプのハニカム、すなわちDPFではハニカム構造体の強度を向上するために外皮部分については緻密な高強度セラミックス材料で構成されていた。   One of the major differences between gasoline vehicles and diesel vehicles is the exhaust gas flow velocity. A diesel engine injects fuel into compressed air at high pressure, and kinetic energy is extracted by igniting and exploding the fuel by the action of the pressure. Although it is an efficient engine due to its high compression, it needs to create a high compression state, so the engine speed is lower than that of a gasoline car, and therefore the exhaust gas temperature is also low, so the conventional filter type In order to improve the strength of the honeycomb structure of the honeycomb, that is, the DPF, the outer skin portion is made of a dense high-strength ceramic material.

しかし、ガソリンエンジンからの排ガスにおいては、ディーゼルエンジンの場合とは状況が異なる。ガソリンエンジンは、点火プラグによって混合気に着火するため、一般的なディーゼルエンジンに比べて圧縮比が小さい。そのため、エンジンを高回転で稼働させ、高出力を得ることができるが、走行中の排ガス温度が高くなる。更に、近年の燃費向上に関する市場からの要求により、車両の軽量化を目的に高出力エンジンについても小型化する傾向がある。小型エンジンで高出力を得るためにはエンジンを高回転で稼働させたり、過給器により多量の空気をシリンダー内に供給する必要があるが、高回転や過給状態で稼働させたエンジンから排出される排ガスの温度は更に高くなる。このような高温の排ガスに対し、従来のDPFのようなハニカム構造体、すなわちその外皮部分(以下、外周壁ともいう)に別材料からなる壁をつくると、走行中の温度がディーゼルエンジンよりも高温となるガソリンエンジン用触媒では、熱膨張率の差等によりクラックが生じるなどの問題も懸念される。このため、一体成型のものが好ましい場合がある。   However, the situation of exhaust gas from gasoline engines is different from that of diesel engines. Since the gasoline engine ignites the air-fuel mixture by the spark plug, the compression ratio is smaller than that of a general diesel engine. For this reason, the engine can be operated at a high speed and a high output can be obtained, but the exhaust gas temperature during traveling becomes high. Furthermore, due to demands from the market concerning fuel efficiency improvement in recent years, there is a tendency to reduce the size of high-power engines for the purpose of reducing the weight of vehicles. In order to obtain high output with a small engine, it is necessary to operate the engine at a high speed or supply a large amount of air into the cylinder by a supercharger. However, exhaust from an engine operated at a high speed or in a supercharged state is required. The temperature of the exhaust gas is further increased. When a honeycomb structure like conventional DPF, that is, a wall made of a different material in its outer shell (hereinafter also referred to as an outer peripheral wall) is made against such high-temperature exhaust gas, the running temperature is higher than that of a diesel engine. In a gasoline engine catalyst that has a high temperature, there is a concern that cracks may occur due to a difference in thermal expansion coefficient. For this reason, an integral molding may be preferable.

従って、ガソリンエンジンの排ガス中からPMを除去するフィルターでは、DPFのように強度を求めて緻密な外皮部分を設けないハニカムフィルターが検討されている。このようなガソリンエンジン用のPMフィルターをGPF(Gasoline Particulate Filter)ということがある(例えば、特許文献3参照)。
GPFであれば、高温になるガソリンエンジンの排ガス中のPMを除去することが可能である一方、触媒の製造工程において新たな課題が生じていた。
Therefore, as a filter for removing PM from the exhaust gas of a gasoline engine, a honeycomb filter that does not have a dense outer skin portion for obtaining strength, such as DPF, has been studied. Such a PM filter for a gasoline engine is sometimes referred to as a GPF (Gasoline Particulate Filter) (see, for example, Patent Document 3).
If it is GPF, while it is possible to remove PM in the exhaust gas of the gasoline engine which becomes high temperature, a new problem has arisen in the catalyst manufacturing process.

一般的にガソリンエンジンの排ガスの浄化には白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属を含有した三元触媒(TWC:Three way Catalyst)という、NOx、HC、COを同時に浄化する成分で触媒化したハニカム構造体が使用されている。従来のTWCは、DPFのようにセルの両端面で互いに目封止をしたハニカム構造体ではなく、フロースルーハニカムと言われるセルの両端面が解放されたハニカムのセルの隔壁に触媒成分を被覆して使用されてきた。このようなフロースルーハニカムであれば、背圧の上昇も少なく、ガソリンエンジンのように高流速の排ガス処理に適している。   In general, the exhaust structure of gasoline engines is a three-way catalyst (TWC: Three way Catalyst) containing noble metals such as platinum, palladium, rhodium, etc. A honeycomb structure catalyzed with components that simultaneously purify NOx, HC, and CO The body is used. The conventional TWC is not a honeycomb structure in which both ends of the cell are plugged together like the DPF, but the catalyst component is coated on the partition walls of the honeycomb cell in which both ends of the cell are called a flow-through honeycomb. Have been used. With such a flow-through honeycomb, there is little increase in back pressure and it is suitable for exhaust gas treatment at a high flow rate like a gasoline engine.

フロースルーハニカムやDPFに限らず、ハニカム担体をTWCのような触媒組成物で触媒化するにあたっては、一般にウォッシュコート法と言われる製法が適用される(例えば、特許文献2参照)。
ウォッシュコートには多様な手法が提案・実施されているが、ハニカム担体の中間位置をクランプで把持した後、下部の一部を液浴に浸漬して触媒成分含有液を含浸させ、該担体をスラリーから引き上げて反転させ、次いで、該担持体にエアーブローして余剰スラリーを分離し、該担体全体に触媒成分含有液を含浸、付着させる方法がある(例えば特許文献5)。その基本原理は「ハニカムセル内部にスラリー化した触媒成分を供給する工程」、「供給されたセル内の触媒スラリーを空気圧で払い出す工程」からなる。「供給されたセル内の触媒スラリーを空気圧で払い出す工程」において、フロースルーハニカムであれば特段の支障なく余剰なスラリーの除去が可能である。また、従来のDPFにおいても緻密な外皮部分を有することから、この場合も余剰スラリーは支障なく除去可能である。
When a honeycomb carrier is catalyzed with a catalyst composition such as TWC, not limited to a flow-through honeycomb or a DPF, a manufacturing method generally referred to as a wash coat method is applied (for example, see Patent Document 2).
Various methods have been proposed and implemented for the washcoat. After holding the intermediate position of the honeycomb carrier with a clamp, a part of the lower part is immersed in a liquid bath to impregnate the catalyst component-containing liquid, There is a method in which the slurry is pulled up and turned over, and then blown over the carrier to separate excess slurry, and the entire carrier is impregnated with a catalyst component-containing liquid (for example, Patent Document 5). The basic principle includes “a step of supplying the slurry catalyst component into the honeycomb cell” and “a step of discharging the supplied catalyst slurry by air pressure”. In the “step of discharging the supplied catalyst slurry by air pressure”, if the flow-through honeycomb is used, it is possible to remove excess slurry without any particular trouble. In addition, since the conventional DPF also has a dense outer skin portion, the excess slurry can be removed without any trouble in this case.

しかしながら、GPFでは高温の排ガスを処理することから、その外周壁はセルの隔壁と同様に通気性のある多孔質から構成され、30%以上の気孔率、さらには50%以上の気孔率を有するハニカム構造体を用いる必要がある。   However, since GPF treats high-temperature exhaust gas, its outer peripheral wall is made of a porous material having air permeability like the cell partition walls, and has a porosity of 30% or more, and further a porosity of 50% or more. It is necessary to use a honeycomb structure.

GPFに使用される比較的小型のハニカム構造体は、通常、隔壁と外皮とが一体的に形成されたものである。このようなハニカム基材は、押出成形により、隔壁と外周壁とを同時に成形し、得られた成形体を焼成することにより作製されるものであり、外皮と隔壁とが同一の気孔率を有する。また、このような小型のハニカムを用いることから、フィルターとしての幾何学的な面積も小さく、圧力損失による出力低下の懸念は大きなものであった。   A relatively small honeycomb structure used for GPF is usually formed by integrally forming partition walls and an outer skin. Such a honeycomb base material is manufactured by simultaneously forming the partition walls and the outer peripheral wall by extrusion molding, and firing the obtained molded body, and the outer skin and the partition walls have the same porosity. . In addition, since such a small honeycomb is used, the geometric area as a filter is small, and there is a great concern about a decrease in output due to pressure loss.

また、ハニカムセルの端部が目封止されていることから、ウォッシュコート時における「供給されたセル内の触媒スラリーを空気圧で払い出す工程」において目封止部分が障害になり、空気圧で払い出されるスラリーが外皮部分から浸出してしまうという問題が有った。   In addition, since the end of the honeycomb cell is plugged, the plugged part becomes an obstacle in the “process of discharging the catalyst slurry in the supplied cell by air pressure” at the time of wash coating, and the honeycomb cell is discharged by air pressure. There was a problem that the slurry to be leached out from the outer skin part.

このように外皮部分からスラリーが浸出してしまうと、ウォッシュコート装置が汚れるのみならず、高価な貴金属を無駄にしてしまう。特に大量生産時には外皮部分に浸出したスラリーが装置に堆積してしまい、動作不良の原因になる恐れも有った。また、外皮部分からのスラリーの浸出は、浸出したスラリーが接着剤のように働き、図4(B)に示すようにハニカムが装置から離れにくくなる場合があった。
また、自動車触媒成分として高価な貴金属を使用することから、コスト管理の目的からその成分量は厳密に管理されており、外皮部分からスラリーが浸出してしまうと成分量の管理が困難になり、このような成分量のバラツキは製造上の不具合とみなされる。また、自動車触媒の性能は、適切な触媒量の管理によって初めて工業的に実施可能となるが、スラリーが外皮部分に浸出してしまうことで、大量生産時における各ハニカムが担持する触媒量の管理が困難になり、安定した浄化性能の実現が極めて困難であった。
If the slurry leaches out from the outer skin portion in this way, the wash coat apparatus becomes dirty, and expensive noble metals are wasted. In particular, during mass production, the slurry leached into the outer skin portion accumulates on the apparatus, which may cause malfunction. In addition, the leaching of the slurry from the outer skin portion may act like an adhesive, and the honeycomb may be difficult to separate from the apparatus as shown in FIG. 4B.
In addition, since an expensive noble metal is used as an automobile catalyst component, the amount of the component is strictly controlled for the purpose of cost control, and if the slurry is leached from the outer skin portion, it becomes difficult to manage the amount of the component, Such a variation in the amount of components is regarded as a manufacturing defect. In addition, the performance of automobile catalysts can only be industrially implemented by managing the appropriate amount of catalyst, but the amount of catalyst carried by each honeycomb during mass production can be reduced by leaching the slurry into the outer skin. Therefore, it has been extremely difficult to achieve stable purification performance.

また、GPFではDPFに比べて高温な環境で使用されることから、DPFのような緻密な外皮部分を設けてしまうと、セルの隔壁と外皮部分との間で熱膨張率の差が生じてクラックが発生し易いという問題もあった。クラックが生じたハニカムはフィルターとしての機能を失う。そのため、GPFに使用されるハニカムではセルの隔壁と外皮部分とが同質、すなわち熱膨張率を同じに設定する必要があった。このようにセルの隔壁と外皮部分を同質にする手段としては、セルの隔壁と外皮部分を同一材料で一体に成型することも考えられる。
しかし、このようにセルの隔壁と外皮部分を同質にすると、外皮部分も多孔質で形成することになり、触媒スラリーをウオッシュコートする際にスラリーが外皮部分に浸出してしまうことは前述のとおりである。
In addition, since GPF is used in a higher temperature environment than DPF, if a dense skin part such as DPF is provided, a difference in thermal expansion coefficient occurs between the partition wall and the skin part of the cell. There was also a problem that cracks were likely to occur. The honeycomb having cracks loses its function as a filter. For this reason, in the honeycomb used for GPF, it is necessary to set the cell partition walls and the outer skin portion to the same quality, that is, to set the same thermal expansion coefficient. In this way, as a means for making the cell partition wall and the skin portion the same quality, it is conceivable that the cell partition wall and the skin portion are integrally formed of the same material.
However, if the cell partition and the outer skin portion are made homogeneous, the outer skin portion is also formed in a porous manner, and the slurry leaches out into the outer skin portion when wash-coating the catalyst slurry as described above. It is.

このように、GPFに好適な、外皮部分からのスラリー浸出を防止しうる手段が望まれおり、また、安定的に安価に適用でき、大量生産が可能な手段であることも望まれる。   Thus, a means suitable for GPF that can prevent slurry leaching from the outer skin portion is desired, and it is also desirable that the means can be stably and inexpensively applied and can be mass-produced.

再公表2013−172128号公報Republished 2013-172128 特表2003−506211号公報Special table 2003-506221 gazette 特表2015−528868号公報JP-T-2015-528868 特開平7−10650号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-10650 特表2003−506211号公報Special table 2003-506221 gazette

本発明の目的は、このような事情に鑑み、ハニカム担体に触媒スラリーを含浸被覆してハニカム触媒を調製する際に、外周壁から触媒スラリーの浸みだしを抑制可能な排気ガス浄化触媒の製造方法を提供することにある。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a method for producing an exhaust gas purification catalyst capable of suppressing the seepage of catalyst slurry from the outer peripheral wall when the honeycomb carrier is impregnated and coated on the honeycomb carrier. Is to provide.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ハニカム担体を弾性把持治具で把持する際に、弾性把持治具の弾性体でハニカム担体端部の特定位置を把持して、ウォッシュコートで触媒を担持することで、ハニカム担体のセルに触媒組成物を強い減圧で吸引しても、触媒スラリーが外皮部分に浸出することを防止できるとともに、GPFを安定して大量生産できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention grasp the specific position of the end of the honeycomb carrier with the elastic body of the elastic grasping jig when the honeycomb carrier is grasped with the elastic grasping jig. By supporting the catalyst with a wash coat, the catalyst slurry can be prevented from leaching to the outer skin portion even when the catalyst composition is sucked into the honeycomb carrier cell at a strong reduced pressure, and a large amount of GPF can be stably produced. The inventors have found that it can be produced, and have completed the present invention.

上記目的を達成するため、本発明によれば、以下の排気ガス浄化触媒の製造方法が提供される。
すなわち、本発明の第1の発明によれば、複数のセルを形成する多孔質の隔壁と、気孔率が30%以上である多孔質の外皮部分からなり、上下に開口端部を有するハニカム担体のセル内に、触媒成分を担持した排気ガス浄化触媒の製造方法であって、
前記ハニカム担体の外周部に弾性把持治具を当接させ、弾性体でハニカム担体を把持する第1の工程と、触媒成分を含むスラリー液浴にハニカム担体の下端を浸漬した後、ハニカム担体上端を含む空間を減圧することでセル内を減圧して、スラリー液を吸い上げる第2の工程と、触媒成分の含浸されたハニカム担体をスラリー液浴から引き上げ、必要により反転させる第3の工程と、ハニカム担体の上方からエアーブローさせて、セル内に触媒成分を被覆する第4の工程と、ハニカム担体から弾性把持治具を分離する第5の工程と、引き離されたハニカム担体を乾燥後、焼成して触媒成分を担持する第6の工程を含み、
前記ハニカム担体の把持工程において、弾性把持治具によるハニカム担体の把持は、前記空間内のハニカム上端側の露出長さが弾性体の上端からハニカム全長の3分の1以内の長さになるような位置を弾性体で把持し、次のスラリー液吸い上げ工程で、負圧の影響を受けるハニカム部位が短くなり、ハニカム外皮から触媒スラリーの浸みだしが抑制されることを特徴とする排気ガス浄化触媒の製造方法が提供される。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following method for producing an exhaust gas purification catalyst.
That is, according to the first invention of the present invention, a honeycomb carrier comprising a porous partition wall forming a plurality of cells and a porous outer skin portion having a porosity of 30% or more, and having open ends at the top and bottom. A method for producing an exhaust gas purification catalyst carrying a catalyst component in the cell,
A first step of holding an elastic gripping jig in contact with the outer peripheral portion of the honeycomb carrier and gripping the honeycomb carrier with an elastic body; and immersing the lower end of the honeycomb carrier in a slurry liquid bath containing a catalyst component; A second step of decompressing the inside of the cell by decompressing the space containing the slurry and sucking up the slurry liquid; a third step of lifting the honeycomb carrier impregnated with the catalyst component from the slurry liquid bath and reversing the slurry if necessary; The fourth step of air blowing from above the honeycomb carrier to cover the catalyst component in the cell, the fifth step of separating the elastic gripping jig from the honeycomb carrier, and drying the fired detached honeycomb carrier, followed by firing. And a sixth step of supporting the catalyst component,
In the honeycomb carrier holding step, the honeycomb carrier is held by the elastic holding jig so that the exposed length on the upper end side of the honeycomb in the space is within one third of the total length of the honeycomb from the upper end of the elastic body. Exhaust gas purifying catalyst characterized in that the honeycomb part affected by negative pressure is shortened in the next slurry liquid sucking process, and the exudation of catalyst slurry from the honeycomb outer skin is suppressed in the next slurry liquid sucking process. A manufacturing method is provided.

また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、前記排気ガス浄化触媒の製造方法において、前記ハニカム担体を把持する第1の工程で、弾性把持治具により、弾性体の上端がスラリー液の吸い上げ方向に対してハニカム上端側の露出長さが、前記空間内において弾性体の上端からハニカム全長の1/3以内となるように弾性体で把持し、前記第2の工程から前記第4の工程を行ってハニカム担体のセル内に触媒成分を被覆した後、
弾性把持治具の弾性体によるハニカム担体の把持位置を前記下端が新たに上端になるように変え、弾性把持治具によるハニカムの把持位置は、前記空間内のハニカムの新たな上端側の露出長さが弾性体の上端からハニカム全長の1/3以内となるように弾性体で把持し、再度、触媒成分を含むスラリー液浴にハニカム担体の新たな下端を浸漬した後、ハニカム担体上端を含む空間を減圧することでセル内を減圧して、スラリー液を吸い上げる第7の工程と、触媒成分の含浸されたハニカム担体をスラリー液浴から引き上げ、必要により反転させる第8の工程と、ハニカム担体の上方からエアーブローして、セル内に触媒成分を被覆する第9の工程を繰り返し、
その後、ハニカム担体から弾性把持治具を分離する第10の工程と、分離されたハニカム担体を乾燥後、焼成して触媒成分を担持する第11の工程を含むことを特徴とする排気ガス浄化触媒の製造方法が提供される。
Further, according to a second invention of the present invention, in the first invention, in the exhaust gas purification catalyst manufacturing method, in the first step of gripping the honeycomb carrier, the elastic gripping tool In the second step, the upper end is held by the elastic body so that the exposed length of the upper end side of the honeycomb with respect to the direction of sucking up the slurry is within 1/3 of the total length of the honeycomb from the upper end of the elastic body in the space. To the fourth step to coat the catalyst component in the cells of the honeycomb carrier,
The gripping position of the honeycomb carrier by the elastic body of the elastic gripping jig is changed so that the lower end becomes the upper end, and the gripping position of the honeycomb by the elastic gripping jig is the exposed length of the new upper end side of the honeycomb in the space. Is held by the elastic body so that the length is within 1/3 of the total length of the honeycomb from the upper end of the elastic body, and the new lower end of the honeycomb carrier is immersed again in the slurry liquid bath containing the catalyst component, and then the upper end of the honeycomb carrier is included. A seventh step in which the inside of the cell is depressurized by depressurizing the space to suck up the slurry liquid; an eighth step in which the honeycomb carrier impregnated with the catalyst component is lifted from the slurry liquid bath and reversed if necessary; The air is blown from above, and the ninth step of coating the catalyst component in the cell is repeated,
Thereafter, an exhaust gas purification catalyst comprising a tenth step of separating the elastic gripping jig from the honeycomb carrier and an eleventh step of drying and firing the separated honeycomb carrier and supporting a catalyst component. A manufacturing method is provided.

本発明の第3の発明によれば、第1または2の発明において、前記弾性把持治具は、弾性体の上端がハニカムの全長1/10以内の位置、あるいはハニカム上端の下方10mm以内の位置のうち、ハニカム上端側の露出長さがより短くなる位置において弾性体で把持することを特徴とする排気ガス浄化触媒の製造方法が提供される。   According to a third invention of the present invention, in the first or second invention, the elastic gripping jig is configured such that the upper end of the elastic body is a position within 1/10 of the total length of the honeycomb or a position within 10 mm below the upper end of the honeycomb. Among them, there is provided a method for producing an exhaust gas purifying catalyst, characterized in that the exhaust gas purifying catalyst is characterized in that it is gripped by an elastic body at a position where the exposed length on the honeycomb upper end side becomes shorter.

本発明の第4の発明によれば、第1〜3のいずれかの発明において、前記ハニカム担体は、外皮部分の気孔率が、50〜80%であることを特徴とする排気ガス浄化触媒の製造方法が提供される。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purification catalyst according to any one of the first to third aspects, wherein the honeycomb carrier has a porosity of an outer skin portion of 50 to 80%. A manufacturing method is provided.

本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明において、前記ハニカム担体の外皮部分は、水銀ポロシメーターにより測定される平均細孔径が、10〜30μmであることを特徴とする排気ガス浄化触媒の製造方法が提供される。   According to a fifth invention of the present invention, in any one of the first to fourth inventions, the outer skin portion of the honeycomb carrier has an average pore diameter measured by a mercury porosimeter of 10 to 30 μm. An exhaust gas purification catalyst manufacturing method is provided.

本発明の第6の発明によれば、第1〜5のいずれかの発明において、前記ハニカム担体のセルは、入口端面側の開口端部及び出口端面側の開口端部に目封止部を有し、該目封止部が互い違いに配置されていることを特徴とする排気ガス浄化触媒の製造方法が提供される。   According to a sixth invention of the present invention, in any one of the first to fifth inventions, the cells of the honeycomb carrier have plugging portions at the opening end portion on the inlet end surface side and the opening end portion on the outlet end surface side. And a method for producing an exhaust gas purifying catalyst, wherein the plugged portions are arranged alternately.

本発明の第7の発明によれば、第1〜6のいずれかの発明において、前記触媒組成物は、Pt、Pd、Rhから選ばれる1種以上の貴金属元素を含有することを特徴とする排気ガス浄化触媒の製造方法が提供される。   According to a seventh invention of the present invention, in any one of the first to sixth inventions, the catalyst composition contains one or more noble metal elements selected from Pt, Pd, and Rh. A method for producing an exhaust gas purification catalyst is provided.

本発明の排気ガス浄化触媒の製造方法によれば、ハニカム担体のセル隔壁に触媒スラリーを被覆する際に、触媒スラリーが外皮部分から浸出しにくいので、ウォッシュコート装置が汚れることなく、弾性把持治具の弾性体をハニカムから引き離やすくなるから生産性も上がる。また、高価な貴金属を無駄にすることもなく、触媒成分量の管理が容易になり、触媒の大量生産と、触媒の安定した浄化性能が実現できる。   According to the method for producing an exhaust gas purification catalyst of the present invention, when the catalyst slurry is coated on the cell partition walls of the honeycomb carrier, the catalyst slurry is not easily leached from the outer skin portion. Productivity increases because it becomes easier to separate the elastic body of the tool from the honeycomb. In addition, the amount of the catalyst component can be easily managed without wasting expensive precious metals, and mass production of the catalyst and stable purification performance of the catalyst can be realized.

本発明によりハニカム担体を用いて、排気ガス浄化触媒を製造する一連の工程を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically a series of processes which manufacture an exhaust-gas purification catalyst using a honeycomb support | carrier by this invention. 本発明により排気ガス浄化触媒を製造する工程を模式的に示した別の態様となる説明図である。It is explanatory drawing which becomes another aspect which showed typically the process of manufacturing an exhaust-gas purification catalyst by this invention. ハニカム担体を用いて、従来法により排気ガス浄化触媒を製造する工程を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the process of manufacturing an exhaust-gas purification catalyst by a conventional method using a honeycomb support | carrier. スラリーがセル内に塗布されたハニカム担体から、把持治具(バルーン)を引き離す工程を模式的に示した説明図である。(A)は本発明、(B)は従来例である。It is explanatory drawing which showed typically the process of pulling a holding jig (balloon) away from the honeycomb support | carrier with which the slurry was apply | coated in the cell. (A) is the present invention, and (B) is a conventional example. ハニカム構造体(担体)の外観を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically the external appearance of the honeycomb structure (carrier | carrier).

以下、本発明を具体的な実施形態に基づき説明するが、本発明は、それらの実施形態に限定解釈されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等を加え得るものである。   Hereinafter, the present invention will be described based on specific embodiments. However, the present invention is not construed as being limited to these embodiments, and within the scope of the present invention, the knowledge of those skilled in the art. Based on this, design changes and improvements can be added as appropriate.

1.ハニカム構造体
本発明で用いられるハニカム担体(ハニカム構造体ともいう)は、図5に示すように、複数のセルを形成する多孔質の隔壁と、気孔率が30%以上である多孔質の外皮部分からなり、上下に開口端部を有するハニカム状の基材1である。
1. Honeycomb structure As shown in Fig. 5, a honeycomb carrier (also referred to as a honeycomb structure) used in the present invention includes a porous partition wall forming a plurality of cells, and a porous outer skin having a porosity of 30% or more. This is a honeycomb-shaped substrate 1 made of a portion and having open ends at the top and bottom.

ハニカム状の基材は、隔壁によって、一方の端面から他方の端面へ向かって伸びる多数の通孔(セル)が形成されており、これらが集まってハニカムを形成している。
ハニカム担体は、その構造の特徴から、フロースルー型(フロースルーハニカム)とウォールフロー型(ウォールフローハニカム)に大別されている。フロースルー型は、一方の開放端面から他方の開口端面に向けて開口する多数の通孔端部が封止されておらず、酸化触媒、還元触媒、三元触媒に広く用いられている。これに対し、ウォールフロー型は、通孔の一端が、互い違いに封止されているもので、排気ガス中の煤やSOF(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)等、固形成分を濾し取ることができるため、DPFとして用いられている。本発明はそのどちらにも使用できるが、GPFのような多孔質の外周壁を有するハニカム状の基材では、製造時に触媒スラリーが外皮部分に浸出することを防止できることから、特にGPFに用いられるウォールフローハニカムに好適に使用できる。
In the honeycomb-shaped base material, a large number of through holes (cells) extending from one end face to the other end face are formed by partition walls, and these gather together to form a honeycomb.
Honeycomb carriers are roughly classified into a flow-through type (flow-through honeycomb) and a wall-flow type (wall-flow honeycomb) because of their structural features. The flow-through type is widely used for oxidation catalysts, reduction catalysts, and three-way catalysts because a large number of through-hole ends that open from one open end surface to the other open end surface are not sealed. On the other hand, in the wall flow type, one end of the through-hole is alternately sealed, and solid components such as soot and SOF (Soluble Organic Fraction) in exhaust gas can be filtered out. Therefore, it is used as a DPF. The present invention can be used for either of them, but in the case of a honeycomb substrate having a porous outer peripheral wall such as GPF, the catalyst slurry can be prevented from being leached into the outer skin portion during production, and therefore it is used particularly for GPF. It can be suitably used for a wall flow honeycomb.

また、ハニカムを構成する隔壁から排気ガスを外部に逃がす必要から、隔壁は、多孔質体により形成される。多孔質体として通常用いられている無機酸化物からなるもの、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、シリカ−アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、アルミニウムチタネート等のセラミック材料が好ましい。これらの中でも、コージェライトが特に好ましい。ハニカム基材の材料がコージェライトであると、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れたハニカム構造体を得ることができるためである。
また、隔壁と外皮部分とは、材質が同じであっても異なるものでもよい。GPFでは同質材料により形成されることが好ましい。同質材料とはサーマルショックによるクラック発生が防げる程度の熱膨張率や気孔率の差の範囲である材料のことを示す。さらに、同一材料による一体成型で製造されることが好ましい。効率的な製造が可能であり、材料の違いによる問題を回避できるためである。また、高温となるガソリンエンジン用触媒では熱膨張率の差によりクラックが生じるなどの問題も懸念される。このため、隔壁と外皮部分とは、熱膨張率の同じものであるか、一体成型のものが好ましい。
また、目封止部の材質は、ハニカム基材の材質と同様な材質が好ましい。目封止部の材質とハニカム基材の材質とは、同じ材質でも、異なる材質であってもよい。
Moreover, since it is necessary to let exhaust gas escape from the partition which comprises a honeycomb, the partition is formed with a porous body. Consisting of inorganic oxides usually used as porous materials, silicon carbide, silicon-silicon carbide based composite materials, cordierite, mullite, alumina, silica-alumina, spinel, silicon carbide-cordierite based composite materials, lithium Ceramic materials such as aluminum silicate and aluminum titanate are preferred. Among these, cordierite is particularly preferable. This is because when the honeycomb base material is cordierite, a honeycomb structure having a small thermal expansion coefficient and excellent thermal shock resistance can be obtained.
The partition wall and the outer skin portion may be made of the same material or different materials. In GPF, it is preferably formed of the same material. The homogeneous material refers to a material having a range of difference in thermal expansion coefficient and porosity that can prevent cracking due to thermal shock. Further, it is preferably manufactured by integral molding using the same material. This is because efficient production is possible and problems due to differences in materials can be avoided. In addition, there is a concern about problems such as cracks caused by a difference in thermal expansion coefficient in a gasoline engine catalyst that becomes high temperature. For this reason, it is preferable that the partition wall and the outer skin portion have the same thermal expansion coefficient or are integrally molded.
The material of the plugging portion is preferably the same material as that of the honeycomb substrate. The material of the plugging portion and the material of the honeycomb substrate may be the same material or different materials.

ハニカム基材(隔壁及び外周壁)の平均細孔径は、10〜30μmであることが好ましく、15〜25μmであることが特に好ましい。ハニカム基材の平均細孔径が10μm未満では、ハニカム構造体の圧力損失が高くなりすぎて、GPFとして用いた場合に、エンジンの出力低下を招くことがある。また、ハニカム基材の平均細孔径が30μmを超えると、十分な強度が得られないことがある。尚、ここで言う「平均細孔径」は、水銀ポロシメータによって測定された値である。   The average pore diameter of the honeycomb base material (partition walls and outer peripheral wall) is preferably 10 to 30 μm, and particularly preferably 15 to 25 μm. When the average pore diameter of the honeycomb base material is less than 10 μm, the pressure loss of the honeycomb structure becomes too high, and when used as a GPF, the engine output may be reduced. Further, when the average pore diameter of the honeycomb substrate exceeds 30 μm, sufficient strength may not be obtained. Here, the “average pore diameter” is a value measured by a mercury porosimeter.

また、セル壁である隔壁の厚みは、1〜18mil(0.025〜0.47mm)が好ましく、6〜12mil(0.16〜0.32mm)がより好ましい。隔壁が薄すぎると構造的に脆くなり、厚すぎるとセルの幾何学的表面積が小さくなるため、触媒の有効使用率が低下してしまうおそれがある。また、隔壁が厚すぎると圧損が高くなり、GPFとして用いた場合に、エンジンの出力低下を招くおそれがある。
ハニカム基材の外周壁の厚さは、300〜1000μmであることが好ましく、500〜800μmであることが特に好ましい。外周壁の厚さが300μm未満であると、十分な強度が得られないことがある。また、外周壁の厚さが1000μmを超えると、ハニカム構造体の圧力損失が高くなりすぎて、GPFとして用いた場合に、エンジンの出力低下を招くことがある。
Moreover, 1-18 mil (0.025-0.47 mm) is preferable and, as for the thickness of the partition which is a cell wall, 6-12 mil (0.16-0.32 mm) is more preferable. If the partition wall is too thin, it becomes structurally brittle, and if it is too thick, the geometric surface area of the cell becomes small, which may reduce the effective usage rate of the catalyst. In addition, if the partition wall is too thick, the pressure loss becomes high, and when used as a GPF, there is a risk of causing a decrease in engine output.
The thickness of the outer peripheral wall of the honeycomb base material is preferably 300 to 1000 μm, particularly preferably 500 to 800 μm. If the thickness of the outer peripheral wall is less than 300 μm, sufficient strength may not be obtained. When the thickness of the outer peripheral wall exceeds 1000 μm, the pressure loss of the honeycomb structure becomes too high, and when used as a GPF, the engine output may be reduced.

隔壁によって形成されるセルは、通常、直径あるいは一辺が凡そ0.8〜2.5mmであり、その密度は、単位断面積あたりの孔の数で表され、これはセル密度とも言われる。ハニカム構造体のセル密度は、特に制限されないが、100〜1200セル/inch(15.5〜186セル/cm)が好ましく、150〜600セル/inch(23〜93セル/cm)がより好ましく、200〜400セル/inch(31〜62セル/cm)である事が特に好ましい。セル密度が1200セル/inch(186セル/cm)を超えると、触媒成分や、排気ガス中の固形分で目詰まりが発生しやすく、圧力損失が高くなりすぎて、GPFとして用いた場合に、エンジンの出力低下を招くことがある。
100セル/inch(15.5セル/cm)未満では幾何学的表面積が小さくなるため、触媒の有効使用率が低下してしまい排気ガス浄化触媒としての有用性がなくなるおそれがある。また、GPFとして用いた場合に、フィルターとしての有効面積が不足して、PM堆積後の圧力損失が高くなり、エンジンの出力低下を招くことがある。
The cell formed by the partition walls is usually about 0.8 to 2.5 mm in diameter or one side, and its density is expressed by the number of holes per unit cross-sectional area, which is also called cell density. The cell density of the honeycomb structure is not particularly limited, but is preferably 100 to 1200 cells / inch 2 (15.5 to 186 cells / cm 2 ), and 150 to 600 cells / inch 2 (23 to 93 cells / cm 2 ). Is more preferable, and 200 to 400 cells / inch 2 (31 to 62 cells / cm 2 ) is particularly preferable. When the cell density exceeds 1200 cells / inch 2 (186 cells / cm 2 ), clogging is likely to occur due to catalyst components and solids in the exhaust gas, and pressure loss becomes too high. In addition, engine output may be reduced.
If it is less than 100 cells / inch 2 (15.5 cells / cm 2 ), the geometric surface area becomes small, so that the effective usage rate of the catalyst is lowered and the usefulness as an exhaust gas purification catalyst may be lost. Further, when used as a GPF, the effective area as a filter is insufficient, the pressure loss after PM deposition becomes high, and the output of the engine may be reduced.

ハニカム構造体が適用されるガソリン車用のTWCでは、ハニカム基材は、少なくとも外皮部分が隔壁と同質で多孔質体を有する多孔質体により形成されていることが必要である。本発明によるGPF製造時には、被覆によって触媒スラリーが外皮部分に浸出することを防止できる。
セル隔壁および外皮部分には多数の細孔が存在している。セルを複数有するハニカム隔壁、外皮の気孔率は、30%以上であり、50〜80%が好ましく、60〜70%がより好ましい。また気孔径は、10〜30μmが好ましく、15〜25μmであることがより好ましい。なお、本発明において、気孔率の測定法は、特に限定されないが水銀ポロシメーターによる計測法が挙げられる。
In a TWC for a gasoline vehicle to which a honeycomb structure is applied, the honeycomb base material needs to be formed of a porous body having at least a skin portion that is the same as a partition wall and having a porous body. When the GPF according to the present invention is manufactured, it is possible to prevent the catalyst slurry from leaching to the outer skin portion by the coating.
A large number of pores exist in the cell partition and the outer skin portion. The porosity of the honeycomb partition walls having a plurality of cells and the outer skin is 30% or more, preferably 50 to 80%, and more preferably 60 to 70%. Moreover, 10-30 micrometers is preferable and, as for a pore diameter, it is more preferable that it is 15-25 micrometers. In the present invention, the method for measuring the porosity is not particularly limited, and examples thereof include a measuring method using a mercury porosimeter.

ハニカム構造体の形状は、特に限定されるものではなく、一般的に知られている円柱形、円柱状に類する楕円柱状のほか、多角柱なども含まれる。好ましいのは、円柱形あるいは楕円柱状のものである。
また、セルのハニカム基材の長さ方向に対して垂直な断面における形状(以下、「セル形状」という。)も特に限定されないが、四角形、六角形、八角形等の多角形あるいはそれらを組み合わせたもの、例えば四角形、六角形、四角形と八角形を組み合わせたもの等が好ましい。
なお、ハニカム基材の大きさは、直径60mm程度かつ長さが70mmのように比較的小ぶりなものから、直径300mm程度かつ長さが200mmのように大型なものもあり、本発明は、これらサイズによって制限されない。
The shape of the honeycomb structure is not particularly limited, and includes a generally known columnar shape, an elliptical columnar shape similar to a columnar shape, and a polygonal column. A cylindrical shape or an elliptical column shape is preferable.
Further, the shape of the cell in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the honeycomb substrate (hereinafter referred to as “cell shape”) is not particularly limited, but is a polygon such as a quadrangle, hexagon, octagon, or a combination thereof. For example, a rectangle, a hexagon, a combination of a rectangle and an octagon, and the like are preferable.
The size of the honeycomb base material is relatively small such as a diameter of about 60 mm and a length of 70 mm, and a large size such as a diameter of about 300 mm and a length of 200 mm. Not limited by size.

ハニカム基材の外周壁の外側表面の全域、または一部区域に樹脂組成物との接触で外皮層を形成することができる。本発明では、ハニカムの少なくとも両端に樹脂組成物による外皮層が形成されていると好ましい。外皮層は、両端部から10〜20mm程度の幅で、外周壁の細孔内に含浸できるような樹脂組成物(シーラー)を含んでいることが好ましい。
このように両端部にシーラー処理を施す事は必須ではないが、仮に製造上の問題で触媒スラリー吸引時にハニカムの外周壁の端部が負圧雰囲気に露出することになっても触媒スラリー浸出を防ぐことができる。
The outer skin layer can be formed by contact with the resin composition over the entire outer surface of the outer peripheral wall of the honeycomb base material or in a partial area. In the present invention, it is preferable that a skin layer made of a resin composition is formed on at least both ends of the honeycomb. The outer skin layer preferably contains a resin composition (sealer) that can be impregnated in the pores of the outer peripheral wall with a width of about 10 to 20 mm from both ends.
Thus, it is not essential to perform sealer treatment on both ends, but even if the end of the outer peripheral wall of the honeycomb is exposed to a negative pressure atmosphere during suction of the catalyst slurry due to manufacturing problems, catalyst slurry leaching is not possible. Can be prevented.

樹脂組成物の種類などは、特に限定されず、ポリビニルアルコール(PVA)、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレングリコール(PEG)、寒天、ゼラチン、でんぷん、スクロース、ろうまたはワックスなどが使用できる。   The kind of the resin composition is not particularly limited, and polyvinyl alcohol (PVA), acrylic resin, acrylic silicon resin, acrylic styrene resin, vinyl acetate resin, polyurethane resin, polyethylene glycol (PEG), agar, gelatin, starch, sucrose Wax or wax can be used.

ハニカム構造体をGPF等のPM捕集フィルターに用いる場合、所定のセルの入口端面側の開口端部及び残余のセルの出口端面側の開口端部を目封止する目封止部を形成している。
このように、ハニカム基材の各セルの一方の開口端部を目封止部にて目封止することにより、ハニカム構造体は、高いPM捕集効率を持ったウォールフロー型フィルターとなる。このウォールフロー型フィルターにおいては、入口端面からセル内に流入した排ガスが、隔壁を透過した後、出口端面からセル外に流出する。そして、排ガスが隔壁を透過する際に、隔壁が濾過層として機能し、排ガス中に含まれるPMが捕集される。
尚、目封止部は、入口端面と出口端面とが、それぞれ、目封止部によって開口端部が目封止されたセルと、目封止部によって開口端部が目封止されていないセルとにより、互い違いの市松模様を呈する配置となるように形成されることが好ましい。しかし、本発明の実施形態は、このようなウォールフロー型フィルターに限られるものでは無い。
When a honeycomb structure is used for a PM collection filter such as GPF, a plugging portion is formed to plug an opening end portion on the inlet end face side of a predetermined cell and an opening end portion on the outlet end face side of the remaining cells. ing.
Thus, by plugging one open end of each cell of the honeycomb substrate with the plugging portion, the honeycomb structure becomes a wall flow type filter having high PM collection efficiency. In this wall flow type filter, the exhaust gas flowing into the cell from the inlet end face passes through the partition wall and then flows out of the cell from the outlet end face. And when exhaust gas permeate | transmits a partition, a partition functions as a filtration layer and PM contained in exhaust gas is collected.
The plugged portion has an inlet end surface and an outlet end surface, each of which has a plugged open end portion and a plugged portion, and the open end portion is not plugged by the plugged portion. The cells are preferably formed so as to have an alternating checkered pattern. However, the embodiment of the present invention is not limited to such a wall flow filter.

外周壁の外側表面への触媒スラリーの浸み出しや、強度不足の問題は、気孔率が50%以上であるような高気孔率のハニカム構造体において特に顕著となる。よって、本発明は、気孔率が50〜80%のハニカム基材を用いた場合に有用性が高く、気孔率が60〜70%のハニカム基材を用いた場合に特に有用である。   The problem of leaching of catalyst slurry to the outer surface of the outer peripheral wall and insufficient strength are particularly noticeable in a high-porosity honeycomb structure having a porosity of 50% or more. Therefore, the present invention is highly useful when a honeycomb substrate having a porosity of 50 to 80% is used, and is particularly useful when a honeycomb substrate having a porosity of 60 to 70% is used.

2.排気ガス浄化触媒の製造方法
本発明の排気ガス浄化触媒の製造方法は、複数のセルを形成する多孔質の隔壁と、気孔率が30%以上である多孔質の外皮部分からなり、上下に開口端部を有するハニカム担体のセル内に、触媒成分を担持した排気ガス浄化触媒の製造方法であって、前記ハニカム担体の外周部に弾性把持治具を当接させ、弾性体でハニカム担体を把持する第1の工程と、触媒成分を含むスラリー液浴にハニカム担体の下端を浸漬した後、ハニカム担体上端を含む空間を減圧することでセル内を減圧して、スラリー液を吸い上げる第2の工程と、触媒成分の含浸されたハニカム担体をスラリー液浴から引き上げ、必要により反転させる第3の工程と、ハニカム担体の上方からエアーブローさせて、セル内に触媒成分を被覆する第4の工程と、ハニカム担体から弾性把持治具を分離する第5の工程と、引き離されたハニカム担体を乾燥後、焼成して触媒成分を担持する第6の工程を含み、
前記ハニカム担体の把持工程において、弾性把持治具によるハニカム担体の把持は、前記空間内のハニカム上端側の露出長さが弾性体の上端からハニカム全長の3分の1以内の長さになるような位置を弾性体で把持し、次のスラリー液吸い上げ工程で、負圧の影響を受けるハニカム部位が短くなり、ハニカム外皮から触媒スラリーの浸みだしが抑制されることを特徴とする。
2. Manufacturing method of exhaust gas purifying catalyst The manufacturing method of an exhaust gas purifying catalyst of the present invention comprises a porous partition wall forming a plurality of cells and a porous outer skin portion having a porosity of 30% or more, and is opened vertically. A method for manufacturing an exhaust gas purifying catalyst having a catalyst component supported in a cell of a honeycomb carrier having an end, wherein an elastic gripping jig is brought into contact with the outer periphery of the honeycomb carrier, and the honeycomb carrier is gripped by an elastic body And a second step in which the lower end of the honeycomb carrier is immersed in a slurry liquid bath containing a catalyst component, and then the space including the upper end of the honeycomb carrier is decompressed to decompress the inside of the cell and suck up the slurry. And a third step of lifting the honeycomb carrier impregnated with the catalyst component from the slurry liquid bath and inverting it if necessary, and a fourth step of coating the catalyst component in the cell by blowing air from above the honeycomb carrier. A fifth step of separating the elastic gripping jig from the honeycomb carrier, and a sixth step of supporting the catalyst component by drying and firing the detached honeycomb carrier,
In the honeycomb carrier holding step, the honeycomb carrier is held by the elastic holding jig so that the exposed length on the upper end side of the honeycomb in the space is within one third of the total length of the honeycomb from the upper end of the elastic body. This is characterized in that the honeycomb portion affected by the negative pressure is shortened in the next slurry liquid sucking step, and the exudation of the catalyst slurry from the honeycomb outer skin is suppressed in the next slurry liquid sucking step.

従来、ハニカム担体への触媒組成物スラリーによるウォッシュコート法では、例えばDPFの場合、図3に示すように、ハニカム担体の外周部のほぼ中間位置に弾性把持治具を当接させ、バルーン等の弾性体でハニカム担体を把持している。このとき、次のセル内にスラリー液を吸い上げる工程で吸引操作が必要なことから密着把持が望ましいとされている。   Conventionally, in the wash coating method using the catalyst composition slurry on the honeycomb carrier, for example, in the case of DPF, as shown in FIG. The honeycomb carrier is held by an elastic body. At this time, close gripping is desirable because a suction operation is required in the step of sucking the slurry liquid into the next cell.

ハニカム担体の外周部のほぼ中間位置に弾性把持治具を当接させて把持するのは、DPF用担体は外皮が比較的緻密で機械的強度も大きいが重量・サイズが大きく、何らかの衝撃でハニカムが脱落し損傷するのを防ぐためと考えられている。また、ほぼ中間位置で把持するとコーティング時にバランスがとりやすく、位置ずれ等による影響も受けにくいと考えられる。また、GPF用担体の外皮は空隙率が高く、DPF用担体に比べても脆く、端部で把持すると破壊の恐れが有るためである。いずれもハニカムの把持位置は、安定して工程を進めるためには、中間部を把持するのが好ましいとされていた。   The DPF carrier is relatively dense and has high mechanical strength, but its weight and size are large. It is thought to prevent the dropout and damage. In addition, it is considered that when gripping is performed at an almost intermediate position, it is easy to achieve a balance during coating, and it is difficult to be affected by misalignment or the like. Further, the outer skin of the GPF carrier has a high porosity, is more fragile than the DPF carrier, and may be broken if gripped at the end. In either case, the honeycomb gripping position is preferably gripped in order to stably carry out the process.

ところが、図3の上段に示す1回目コートのように、弾性把持治具の弾性体でハニカム担体を把持してからスラリー吸引した後(矢印2から3)、ハニカム担体を反転させ上方から空気を吹き付け、セル内に触媒成分を被覆する工程(矢印5)で、前の工程での吸引圧力が強い時には、吸引の影響を受ける外皮の部位でスラリーが浸出する。その後、図3の下段に示す2回目のコートをする場合も同様であり、弾性把持治具の弾性体でハニカム担体を把持してからスラリー吸引した後(矢印7から8)、ハニカム担体を反転させ上方から空気を吹き付け、セル内に触媒成分を被覆する工程(矢印11)で前の工程での吸引圧力が強い時には、吸引の影響を受ける外皮の部位でスラリーが浸出する。   However, as in the first coat shown in the upper part of FIG. 3, after holding the honeycomb carrier with the elastic body of the elastic holding jig and sucking the slurry (arrows 2 to 3), the honeycomb carrier is inverted and air is blown from above. In the step of spraying and coating the catalyst component in the cell (arrow 5), when the suction pressure in the previous step is strong, the slurry leaches out at the part of the outer skin affected by the suction. Thereafter, the same applies to the second coating shown in the lower part of FIG. 3. After holding the honeycomb carrier with the elastic body of the elastic holding jig and sucking the slurry (arrows 7 to 8), the honeycomb carrier is inverted. Then, when air is blown from above and the suction pressure in the previous step is strong in the step of coating the catalyst component in the cell (arrow 11), the slurry leaches out at the outer skin part affected by the suction.

このような傾向は、吸引時の減圧が大きいときに顕著であり、ハニカムを長さ方向の中間部で把持していると、把持部よりも上方の外皮からスラリーが浸み出てきやすいことになる。
また、こうした触媒製造上の不具合のみならず、正確な触媒担持量の制御が出来なくなり、浸みだした触媒組成物のスラリーは、ハニカム構造体における排ガス浄化に有利な表面であるセルの隔壁には担持されないことになり、通常貴金属を多く使うTWCなどでは高価な貴金属を無駄にすることになり、コスト的にも不利になる。
Such a tendency is conspicuous when the pressure reduction during suction is large, and if the honeycomb is gripped by the intermediate portion in the longitudinal direction, the slurry tends to ooze from the outer skin above the gripping portion. Become.
Further, not only such problems in catalyst production but also accurate catalyst loading cannot be controlled, and the slurry of the catalyst composition that has soaked out is placed on the partition walls of the cell, which is a surface advantageous for exhaust gas purification in the honeycomb structure. In the case of TWC or the like that normally uses a large amount of noble metal, expensive noble metal is wasted, which is disadvantageous in terms of cost.

そのため、本発明では、ハニカム担体の把持工程において、弾性把持治具によるハニカム担体の把持は、前記空間内のハニカム上端側の露出長さが弾性体の上端からハニカム全長の3分の1以内の長さになるような位置を弾性体で把持し、次のスラリー液吸い上げ工程で、ハニカムが減圧の影響を受ける部位を従来よりも短くなるようにするのが好ましい。これにより、少なくともハニカム全長2/3を超えるハニカム外皮部分から触媒スラリーの浸みだしを抑制しやすくなる。   Therefore, in the present invention, in the honeycomb carrier holding step, the honeycomb carrier is held by the elastic holding jig so that the exposed length on the upper end side of the honeycomb in the space is within one third of the total length of the honeycomb from the upper end of the elastic body. It is preferable that the position where the length is reached is held by an elastic body so that the portion of the honeycomb that is affected by the reduced pressure is shorter than the conventional portion in the subsequent slurry liquid sucking step. As a result, it is easy to suppress the seepage of the catalyst slurry from the honeycomb outer skin portion exceeding at least 2/3 of the total length of the honeycomb.

弾性把持治具によるハニカム担体の把持は、前記空間内のハニカム上端側の露出長さが弾性体の上端からハニカム全長の3分の1以内の長さになるような位置を弾性体で把持し、ハニカム端部に近くなるほど効果的であり、より好ましいのはハニカム上端側の露出幅がないことである。このように、弾性把持治具の弾性体により、ハニカムの浅い位置で把持することで吸引時の圧力の影響を受ける部位を減らすほど、外周部のスラリー浸出部位を減らすことができる。   The honeycomb carrier is held by the elastic holding jig by holding the elastic body at a position where the exposed length on the upper end side of the honeycomb in the space is within one third of the entire length of the honeycomb from the upper end of the elastic body. The closer to the honeycomb end, the more effective, and more preferable is that there is no exposed width on the upper end side of the honeycomb. As described above, the slurry leaching site on the outer peripheral portion can be reduced as the elastic body of the elastic gripping jig is gripped at a shallow position of the honeycomb to reduce the site affected by the pressure during suction.

I. 一回コート
本発明では、前記ハニカム担体の外周部に弾性把持治具を当接させ、弾性体でハニカム担体を把持する第1の工程と、触媒成分を含むスラリー液浴にハニカム担体の下端を浸漬した後、ハニカム担体上端を含む空間を減圧することでセル内を減圧して、スラリー液を吸い上げる第2の工程と、触媒成分の含浸されたハニカム担体をスラリー液浴から引き上げ、必要により反転させる第3の工程と、ハニカム担体の上方からエアーブローさせて、セル内に触媒成分を被覆する第4の工程と、ハニカム担体から弾性把持治具を分離する第5の工程と、引き離されたハニカム担体を乾燥後、焼成して触媒成分を担持する第6の工程を含み、
前記ハニカム担体の把持工程において、弾性把持治具によるハニカム担体の把持は、前記空間内のハニカム上端側の露出長さが弾性体の上端からハニカム全長の3分の1以内の長さになるような位置を弾性体で把持し、次のスラリー液吸い上げ工程で、負圧の影響を受けるハニカム部位が短くなり、ハニカム外皮から触媒スラリーの浸みだしが抑制されるようになる。
I. One-time coating In the present invention, an elastic gripping jig is brought into contact with the outer peripheral portion of the honeycomb carrier to grip the honeycomb carrier with an elastic body, and the lower end of the honeycomb carrier is placed in a slurry liquid bath containing a catalyst component. After dipping, the space including the upper end of the honeycomb carrier is decompressed to decompress the inside of the cell to suck up the slurry liquid, and the honeycomb carrier impregnated with the catalyst component is pulled up from the slurry liquid bath and reversed if necessary. A third step of separating the elastic carrier from the honeycomb carrier, a fourth step of covering the cell with the catalyst component by blowing air from above the honeycomb carrier, and a fifth step of separating the elastic gripping jig from the honeycomb carrier. Including a sixth step of drying and firing the honeycomb carrier and supporting the catalyst component;
In the honeycomb carrier holding step, the honeycomb carrier is held by the elastic holding jig so that the exposed length on the upper end side of the honeycomb in the space is within one third of the total length of the honeycomb from the upper end of the elastic body. In the next slurry liquid sucking process, the honeycomb portion affected by the negative pressure is shortened, and the seepage of the catalyst slurry from the honeycomb skin is suppressed.

本発明で製造する触媒は、自動車から排気ガスに含まれる微細な粒子状物質を除去するために、ハニカム担体をフィルターとして用いているため、外壁にマクロポアが存在し、それらが連通した箇所も存在する。すなわち、外皮の空隙からスラリー液が染み出しやすい構造になっている。   The catalyst produced in the present invention uses a honeycomb carrier as a filter in order to remove fine particulate matter contained in exhaust gas from automobiles, so there are macropores on the outer wall and there are places where they communicate. To do. That is, the slurry liquid is likely to ooze out from the outer space.

本発明は、ガソリン車から排出される排気ガス中の微細な粒子状物質(PM)を捕捉するハニカムフィルター担体を、その外周部において弾性把持治具で把持し、NOx、CO、炭化水素を浄化する三元系触媒(TWC)の触媒成分をセル内もしくはセルを構成する隔壁内部に担持する場合に好適であるが、これに限らずディーゼル車からの排ガス浄化用ハニカム触媒の製造にも適用することができる。   The present invention purifies NOx, CO, and hydrocarbons by holding a honeycomb filter carrier that captures fine particulate matter (PM) in exhaust gas discharged from a gasoline vehicle at its outer periphery with an elastic gripping jig. This is suitable when the catalyst component of the three-way catalyst (TWC) is carried in the cell or inside the partition wall constituting the cell, but is not limited to this, and is also applicable to the manufacture of a honeycomb catalyst for exhaust gas purification from a diesel vehicle. be able to.

次に、図1を用いて製造工程毎に詳述する。   Next, it explains in full detail for every manufacturing process using FIG.

(1)第1の工程:ハニカム担体の把持
まず、図1のように、ハニカム担体の外周部に弾性把持治具を当接させ、弾性体でハニカム担体を把持する。
(1) First Step: Holding the Honeycomb Carrier First, as shown in FIG. 1, an elastic holding jig is brought into contact with the outer peripheral portion of the honeycomb carrier, and the honeycomb carrier is held by an elastic body.

本発明において、弾性体とは、例えば中空のドーナツ状部材で風船や浮輪、タイヤのチューブのように内部に空気を出し入れできるもの(以下「、バルーン」ともいう)、あるいは軟質の樹脂製部材で表面がわずかに伸縮性になっているもの、などを例示できる。バルーンは円周方向に二分割できるもの、あるいは二点支持の弾性把持治具(アーム)にお椀状に取り付けられるものであってもよい。これらは空気の出し入れや接触圧力の調整で、充分な機密性をもってハニカムへの密着性を制御することができる。   In the present invention, the elastic body is, for example, a hollow donut-shaped member that allows air to be taken in and out like a balloon, a float, or a tire tube (hereinafter also referred to as “balloon”), or a soft resin member. For example, the surface is slightly stretchable. The balloon may be divided into two in the circumferential direction, or may be attached in a bowl shape to a two-point supported elastic gripping jig (arm). These can control the adhesion to the honeycomb with sufficient confidentiality by adjusting the contact and pressure of air.

この把持操作のとき、弾性把持治具は、前記空間内のハニカム上端側の露出長さが弾性体の上端からハニカム全長の3分の1以内の長さになるように、ハニカム担体を弾性体で把持することが好ましい。   At the time of this gripping operation, the elastic gripping jig moves the honeycomb carrier from the elastic body so that the exposed length on the upper end side of the honeycomb in the space is within one third of the total length of the honeycomb from the upper end of the elastic body. It is preferable to grip with.

ただし、装置の工夫によってはハニカム上端側の露出がなく把持出来れば、そのような対応が最も好ましい。上記のようにわずかに上端側が露出したハニカムからは後述するスラリー吸い上げ工程においてスラリーの浸出が懸念されるが、本発明の把持位置を持ってすればスラリーの浸出部分を短くできる。また、スラリーはその装置環境を低温状態におくことで流動性を低下させるなどの手段によりその浸出量を抑制する事も可能になる。   However, such measures are most preferable if the device can be gripped without being exposed on the upper end side of the honeycomb depending on the device. From the honeycomb with the upper end side slightly exposed as described above, there is a concern about slurry leaching in the slurry sucking process described later. However, if the holding position of the present invention is held, the leaching portion of the slurry can be shortened. In addition, the amount of leaching of the slurry can be suppressed by means such as reducing the fluidity by keeping the device environment at a low temperature.

ハニカム基材の大きさが、直径60mm程度で長さが70mmのように比較的小ぶりなものは、軽いのでハニカム上端部が露出なく把持しても問題はない。また直径300mm程度で長さが200mmのように大型なものは重くなるが、本発明では、例えば弾性把持治具の弾性体の材質選定や把持力制御などによって、ハニカム全長に対して3分の1以内の露出長さになる位置にて弾性体で把持することによって対応できるであろう。   When the honeycomb base material is relatively small such as a diameter of about 60 mm and a length of 70 mm, it is light, so there is no problem even if the upper end of the honeycomb is not exposed. In addition, although a large one having a diameter of about 300 mm and a length of 200 mm becomes heavy, in the present invention, for example, by selecting the material of the elastic body of the elastic gripping jig and controlling the gripping force, the length of the honeycomb is 3 minutes. It can be handled by gripping with an elastic body at a position where the exposed length is within one.

(2)第2の工程:減圧によるスラリー液の吸い上げ
弾性把持治具の弾性体でハニカム担体を把持しながら、図1の矢印2,3のように、触媒成分を含むスラリー液浴にハニカム担体の下端を浸漬した後、ハニカム担体上端を含む空間を減圧することでセル内を減圧して、スラリー液を吸い上げる。
(2) Second step: suction of slurry liquid by decompression While holding the honeycomb carrier with the elastic body of the elastic holding jig, the honeycomb carrier is placed in the slurry liquid bath containing the catalyst component as indicated by arrows 2 and 3 in FIG. After dipping the lower end of the cell, the space including the upper end of the honeycomb carrier is depressurized to depressurize the inside of the cell, and the slurry liquid is sucked up.

スラリー液槽には、所定量のスラリーが貯留されている。ハニカムを浸漬する都度、スラリー液が減少していくが、減少量は自動的に補充される。
スラリー組成であるが、三元系触媒(TWC)の場合は、プラチナ(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の貴金属を主とする触媒成分が用いられる。貴金属等の触媒は、セル隔壁に高分散状態で担持させるため、予めアルミナのような比表面積の大きな耐熱性無機酸化物に一旦担持させた後、ハニカム担体のセル隔壁に担持させることが好ましい。尚、触媒を担持させる耐熱性無機酸化物としては、アルミナ以外に、耐熱性を向上させる成分、酸素を吸蔵し放出する成分として、用途によってはゼオライト等を用いることもできる。また、貴金属等の触媒は、Ce、Zr、あるいはこれらの複合酸化物等からなる助触媒に固定化した上で、ハニカムのセル隔壁に担持させてもよい。
アルミナなどの粒子に担持された貴金属成分は、水媒体に分散し、必要に応じて増粘材などの添加剤を含むスラリーとして液槽に蓄えられている。このような成分を含むスラリーは泥漿状であることから粘着性を有し、それが、バルーンなど弾性体の固着の原因ともなっている。
A predetermined amount of slurry is stored in the slurry liquid tank. Each time the honeycomb is immersed, the slurry liquid decreases, but the reduced amount is automatically replenished.
In the case of a three-way catalyst (TWC), a catalyst component mainly composed of a noble metal such as platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) is used. Since a catalyst such as a noble metal is supported on the cell partition wall in a highly dispersed state, it is preferably supported on a cell partition wall of a honeycomb carrier after being previously supported on a heat-resistant inorganic oxide having a large specific surface area such as alumina. In addition to alumina, as a heat-resistant inorganic oxide for supporting a catalyst, zeolite or the like can be used as a component for improving heat resistance and a component for occluding and releasing oxygen. Further, a catalyst such as a noble metal may be immobilized on a promoter made of Ce, Zr, or a composite oxide thereof, and then supported on the cell partition walls of the honeycomb.
A noble metal component supported on particles such as alumina is dispersed in an aqueous medium and stored in a liquid tank as a slurry containing an additive such as a thickener as necessary. The slurry containing such components is sticky because it is in the form of a slurry, and this also causes sticking of elastic bodies such as balloons.

本発明のハニカム触媒の製造に使用される触媒組成物のスラリーは、無機粒子の種類や粒度などで限定されるものでは無いが、少なくともその一部が隔壁の細孔内部に浸入出来ることが好ましく、このような触媒組成物のスラリーは、その粒度分布における小粒径側からの累積分布が90%となるときの粒子径D90が5μm以下となるように、ボールミルなどで微粒子化されていることが好ましく、より好ましくはD90が3μm以下である。このようなD90が5μm以下であることで、隔壁の細孔内部へ、適切な量の触媒成分が浸入可能になる。特にGPF用途としてウォールフローハニカムを使用する場合、排ガス中の有害成分と共に煤等の微粒子成分の浄化能力も充分に発揮されると共に、いたずらに圧力損失を招く事も無い。   The slurry of the catalyst composition used for the production of the honeycomb catalyst of the present invention is not limited by the kind or particle size of the inorganic particles, but it is preferable that at least a part thereof can enter the pores of the partition walls. The slurry of such a catalyst composition is finely divided by a ball mill or the like so that the particle size D90 when the cumulative distribution from the small particle size side in the particle size distribution is 90% is 5 μm or less. More preferably, D90 is 3 μm or less. When such D90 is 5 μm or less, an appropriate amount of the catalyst component can enter into the pores of the partition walls. In particular, when a wall flow honeycomb is used for GPF, the ability to purify particulate components such as soot as well as harmful components in the exhaust gas is sufficiently exhibited, and pressure loss is not unnecessarily caused.

従来の方法では、この工程で、ハニカム内部のセル全域にコートできるスラリー量が吸い上げられていた。ところが、スラリー吸引量が多いと、減圧したときにハニカム上端やハニカム担体上端を含む減圧空間内の側面から溢れたり浸み出しやすかった。
これに対して、本発明では、ハニカムの軸線の長さ全体がコートできる量のスラリーを供給することを除外するわけではないが、減圧度を調整してスラリー吸引量を控えめにするとか、弾性体に対してハニカム担体上端を含む減圧空間内のハニカム上端側の露出長さを短くすると、スラリーの浸み出し部分が小さくなり、仮にスラリーを上端近くまで吸い上げても、ハニカム外皮部分からのスラリー浸み出しが少なくなる。
In the conventional method, the amount of slurry that can be coated on the entire cell inside the honeycomb is sucked up in this step. However, when the amount of slurry sucked is large, it is easy to overflow or ooze from the side surface in the decompression space including the upper end of the honeycomb and the upper end of the honeycomb carrier when decompressed.
In contrast, in the present invention, it is not excluded to supply an amount of slurry that can be coated over the entire length of the honeycomb axis. If the exposed length of the honeycomb upper end side in the decompression space including the upper end of the honeycomb carrier with respect to the body is shortened, the portion of the slurry leached out becomes smaller, and even if the slurry is sucked up near the upper end, the slurry from the honeycomb outer skin portion Less seepage.

(3)第3の工程:スラリー液浴からのハニカム引き上げ
触媒成分の含浸されたハニカム担体は、図1の矢印3のように、スラリー液浴から引き上げ、必要により反転させる。
(3) Third Step: Lifting Honeycomb from Slurry Liquid Bath The honeycomb carrier impregnated with the catalyst component is lifted from the slurry liquid bath as shown by arrow 3 in FIG.

ここではスラリーの滴り量を制御して塗工量を調整するため、必要に応じて弱めの吸引を加える場合もある。スラリーが十分にセル内に吸引されれば、そのまま次の工程に進むことができる。スラリーを吸引した後、反転しないで、そのままエアーブローを行った場合、スラリーが被覆されない部分が残ることになる。
弾性把持治具の駆動部を操作して反転させることができ、この反転操作を行えば、一層確実にスラリーの浸みを抑制しうる。
Here, in order to adjust the coating amount by controlling the dripping amount of the slurry, a weak suction may be applied as necessary. If the slurry is sufficiently sucked into the cell, the process can proceed as it is. When the air is blown as it is without reversing after the slurry is sucked, a portion not covered with the slurry remains.
The drive part of the elastic gripping jig can be operated and reversed, and if this reversing operation is performed, the immersion of the slurry can be suppressed more reliably.

(4)第4の工程:エアーブロー
次に、図1の矢印6のように、ハニカムを把持した弾性把持治具の上部にフードを被せて、ハニカム担体の上方からエアーブローする。
(4) Fourth Step: Air Blow Next, as indicated by an arrow 6 in FIG. 1, a hood is placed on the upper part of the elastic holding jig holding the honeycomb, and air is blown from above the honeycomb carrier.

従来の方法で指摘されていたスラリーの浸みだしの問題は、エアーブローの圧力(流量)が強いと一層大きくなる。スラリー液を吸引する時には、液がセル内にとどまり、外壁の細孔にまで入る量は少ない。ところが、ハニカムを反転させて空気を吹きこむときになると、その圧力(流量)で、セルの内面に付着していた液が、細孔から押し出され、外壁から外部へ滲み出てきやすい。そのため、ハニカムを長さ方向の中間部で把持していると、把持部よりも上方の外皮からスラリーが滲み出てくることが多かった。   The problem of slurry leaching that has been pointed out in the conventional method becomes even greater when the pressure (flow rate) of air blow is strong. When the slurry liquid is sucked, the amount of the liquid stays in the cell and enters the pores of the outer wall is small. However, when it is time to invert the honeycomb and blow air, the liquid attached to the inner surface of the cell at that pressure (flow rate) is pushed out from the pores and easily oozes out from the outer wall. For this reason, when the honeycomb is gripped by the intermediate portion in the length direction, the slurry often oozes out from the outer skin above the grip portion.

これに対して本発明では、このエアーブロー工程において、弾性把持治具は、前記ハニカム担体の把持工程において、前記空間内のハニカム上端側の露出長さが弾性体の上端からハニカム全長の3分の1以内の長さになるように弾性体で把持した状態になっている。装置によってはハニカム全長に対して10分の9以上の長さがフード内に入る位置にて弾性体で把持した状態にできることもある。   On the other hand, in the present invention, in this air blowing step, the elastic holding jig has an exposed length on the upper end side of the honeycomb in the space of 3 minutes of the total length of the honeycomb from the upper end of the elastic body in the holding step of the honeycomb carrier. It is in the state gripped with the elastic body so that it may become the length within 1 of this. Depending on the device, a length of 9/10 or more of the entire honeycomb length may be held by the elastic body at a position where it enters the hood.

こうすると、ブロー加圧時にハニカム内部と外部の圧力差が少ない部位を長くすることができる。すなわち、フード内側はブローにより加圧状態となるが、ハニカム内部の圧力とバランスし、半径方向(外壁方向)にスラリーが移動し難くなる。把持部からの露出長さが短いことから、スラリーの浸み出しが無いか、ブロー時の圧力の影響を受けて外壁方向に移動するスラリーの量も少ないため、浸み出し部が有っても長さは短く、浸み出し量も少ない。   In this way, it is possible to lengthen the portion where the pressure difference between the inside and outside of the honeycomb is small during blow pressurization. That is, the inside of the hood is pressurized by blowing, but balances with the pressure inside the honeycomb, and the slurry is difficult to move in the radial direction (outer wall direction). Because the exposed length from the gripping part is short, there is no leaching part because there is no leaching of the slurry or the amount of slurry that moves in the direction of the outer wall under the influence of the pressure during blowing is small. The length is short and the amount of seepage is small.

これにより、ハニカム外皮から触媒スラリーの浸みだしが抑制されながらセル内に触媒成分が被覆される。貴金属の担持量は、ハニカム担体の単位体積当たり、0.3〜3.5g/Lとすることが好ましい。
なお、エアーブローによってハニカム下端から出てくるスラリー余剰分は、組成の変化を防ぐために前記スラリー液槽に戻さず、別の液槽に受け入れることが好ましい。
As a result, the catalyst component is coated in the cells while suppressing the seepage of the catalyst slurry from the honeycomb outer skin. The amount of noble metal supported is preferably 0.3 to 3.5 g / L per unit volume of the honeycomb carrier.
The surplus slurry coming out from the lower end of the honeycomb by air blowing is preferably not returned to the slurry liquid tank but received in another liquid tank in order to prevent the composition from changing.

(5)第5の工程:弾性把持治具の分離
その後、図4(A)に示すように、ハニカムを把持した弾性把持治具を移動させ、ハニカム担体から弾性把持治具を分離する。スラリー塗工後のハニカムは、把持部がバルーンであれば空気を抜けば収縮するので分離され、軟質の樹脂であれば機械的に後退させることで分離される。
(5) Fifth Step: Separation of Elastic Holding Jig After that, as shown in FIG. 4A, the elastic holding jig holding the honeycomb is moved to separate the elastic holding jig from the honeycomb carrier. The honeycomb after slurry coating is separated by contracting if air is removed if the gripping portion is a balloon, and separated by mechanical retraction if it is a soft resin.

ハニカムは外皮部分から触媒スラリーの浸みが抑制されたので、弾性把持治具の弾性体がハニカムとの固着も弱く容易に分離する。
GPF用担体の外皮は空隙率が高く、DPF用担体に比べても脆く、端部で把持すると破壊の恐れが有るが、分離が容易なので破壊することはなくなる。
In the honeycomb, since the catalyst slurry is prevented from soaking from the outer skin portion, the elastic body of the elastic holding jig is weakly fixed to the honeycomb and easily separated.
The outer shell of the GPF carrier has a high porosity and is more fragile than the DPF carrier, and there is a risk of destruction when gripped at the end, but since it is easily separated, it will not break.

なお、本発明ではハニカムとして外表面の少なくとも把持部に有機系薄膜が形成されているものを用いると、バルーンとの接触部で圧力変動を受けにくいことも相まって、固着の領域を狭めることができる。   In the present invention, when a honeycomb having an organic thin film formed at least on the gripping portion on the outer surface is used, it is possible to narrow the fixing region in combination with being less susceptible to pressure fluctuation at the contact portion with the balloon. .

(6)第6の工程:乾燥、焼成
1回コートでは、最後にハニカム担体を乾燥後、焼成して触媒成分を担持する。これにより一層で触媒がハニカム担体に担持される。
ここで、乾燥・焼成の条件は、特に制限されないが、乾燥は例えば100〜200℃で0.1〜3時間かけて行い、焼成は例えば酸化性雰囲気下、400〜600℃で0.5〜5時間かけて行うのが好ましい。
(6) Sixth step: drying and firing In one-time coating, the honeycomb carrier is finally dried and then fired to carry the catalyst component. As a result, the catalyst is supported on the honeycomb carrier in a single layer.
Here, the drying / firing conditions are not particularly limited, but the drying is performed, for example, at 100 to 200 ° C. for 0.1 to 3 hours, and the firing is performed at, for example, 400 to 600 ° C. in an oxidizing atmosphere for 0.5 to 0.5 hours. It is preferable to carry out over 5 hours.

上記工程は、自動化され、アームの伸縮、回転、走行、ベルトコンベアによるハニカムの移動、フードの装着・脱着、減圧装置、エアーブロー装置などが自動制御されている。そして、この間にハニカムが減圧されセル内に所定量の触媒スラリーが入り、反転させられて、空気(エアー)ブローによって、セル内で展延され、下端にわずかに塗り残しがみられる一層のハニカム触媒が得られる。   The above process is automated, and arm expansion / contraction, rotation, traveling, honeycomb movement by a belt conveyor, hood attachment / detachment, decompression device, air blow device, and the like are automatically controlled. During this time, the honeycomb is depressurized, and a predetermined amount of catalyst slurry enters the cell, is inverted, and is expanded in the cell by air (air) blow, and a single layer of uncoated paint is seen at the lower end. A catalyst is obtained.

II. 2回コート
本発明は、上記1回目のコートにより得られた触媒に対して、同様な操作を行ってハニカム触媒を製造する方法である。
II. Two-time coating The present invention is a method for producing a honeycomb catalyst by performing the same operation on the catalyst obtained by the first coating.

すなわち、前記ハニカム担体を把持する第1の工程で、弾性把持治具により、弾性体の上端がスラリー液の吸い上げ方向に対してハニカム上端側の露出長さが、前記空間内において弾性体の上端からハニカム全長の1/3以内となるように弾性体で把持し、前記第2の工程から前記第4の工程を行ってハニカム担体のセル内に触媒成分を被覆した後、
弾性把持治具の弾性体によるハニカム担体の把持位置を前記下端が新たに上端になるように変え、弾性把持治具によるハニカムの把持位置は、前記空間内のハニカムの新たな上端側の露出長さが弾性体の上端からハニカム全長の1/3以内となるように弾性体で把持し、再度、触媒成分を含むスラリー液浴にハニカム担体の新たな下端を浸漬した後、ハニカム担体上端を含む空間を減圧することでセル内を減圧して、スラリー液を吸い上げる第7の工程と、触媒成分の含浸されたハニカム担体をスラリー液浴から引き上げ、必要により反転させる第8の工程と、ハニカム担体の上方からエアーブローして、セル内に触媒成分を被覆する第9の工程を繰り返し、
その後、ハニカム担体から弾性把持治具を分離する第10の工程と、分離されたハニカム担体を乾燥後、焼成して触媒成分を担持する第11の工程を行うものである。
That is, in the first step of gripping the honeycomb carrier, the exposed length of the upper end side of the elastic body with respect to the direction of sucking up the slurry liquid by the elastic gripping jig To hold within 1/3 of the total length of the honeycomb with an elastic body, and after performing the fourth to fourth steps to coat the catalyst components in the honeycomb carrier cells,
The gripping position of the honeycomb carrier by the elastic body of the elastic gripping jig is changed so that the lower end becomes the upper end, and the gripping position of the honeycomb by the elastic gripping jig is the exposed length of the new upper end side of the honeycomb in the space. Is held by the elastic body so that the length is within 1/3 of the total length of the honeycomb from the upper end of the elastic body, and the new lower end of the honeycomb carrier is immersed again in the slurry liquid bath containing the catalyst component, and then the upper end of the honeycomb carrier is included. A seventh step in which the inside of the cell is depressurized by depressurizing the space to suck up the slurry liquid; an eighth step in which the honeycomb carrier impregnated with the catalyst component is lifted from the slurry liquid bath and reversed if necessary; The air is blown from above, and the ninth step of coating the catalyst component in the cell is repeated,
Thereafter, a tenth step of separating the elastic holding jig from the honeycomb carrier and an eleventh step of drying and firing the separated honeycomb carrier and supporting the catalyst component are performed.

本発明ではハニカム担体をGPF用のウォールフロー型ハニカムとし、このハニカムに触媒組成物スラリーをウオッシュコートする場合、その被覆量はハニカム構造体の単位体積当たり10〜200[g/L]であることが好ましく、30〜100[g/L]がより好ましい。触媒量が10[g/L]であると排ガス中の微粒子成分と共にCO,HC,NOxについて優れた浄化性能が期待でき、200[g/L]以下であればウォールフロー型ハニカムのフィルターとしての機能に阻害する事が無い。ところが、1回だけでは、塗布にむらが生じて、上記の範囲に収まらないことがある。   In the present invention, when the honeycomb carrier is a wall flow type honeycomb for GPF and the catalyst composition slurry is wash coated on the honeycomb, the coating amount is 10 to 200 [g / L] per unit volume of the honeycomb structure. Is preferable, and 30 to 100 [g / L] is more preferable. When the catalyst amount is 10 [g / L], excellent purification performance can be expected for CO, HC and NOx together with the fine particle components in the exhaust gas. When the catalyst amount is 200 [g / L] or less, it can be used as a filter for a wall flow type honeycomb. There is no hindrance to function. However, if it is performed only once, the coating may be uneven and may not be within the above range.

触媒スラリーを2回に分けて塗るのは、一度の塗布ではハニカムの軸線方向に触媒成分量の勾配が大きくなってしまうため、それぞれ両端から塗ることで濃度勾配を少なくし、ハニカム触媒各部位における触媒性能を安定させるため、また供給するスラリーをセルの長さの全域の塗り延ばしに少し足りない量とすることで、エアーブロー時に排出されるスラリー(残スラリー)の量を少なくするためである。   Applying the catalyst slurry in two steps is because the gradient of the catalyst component amount increases in the axial direction of the honeycomb in one application, so the concentration gradient is reduced by applying from both ends, and at each part of the honeycomb catalyst This is to stabilize the catalyst performance and to reduce the amount of slurry (residual slurry) discharged during air blowing by making the supplied slurry a little insufficient for spreading over the entire length of the cell. .

また本発明は、ウォールフロー型を対象とすることから、一度のコーティングではセルの隔壁の一方の面からの被覆では充分な触媒量が被膜出来ない事がある。このような場合にもハニカムの浸漬場所を反対にして空気吹き付けまでの工程を再度繰り返すことが有効で、必要な触媒量をハニカムに被覆することができる。
このような2回コートによれば、触媒成分をセルの隔壁の表と裏で二種類の触媒層を設ける事もできる。
Further, since the present invention is intended for the wall flow type, there is a case where a sufficient amount of catalyst cannot be formed by coating from one side of the partition walls of the cell by one coating. Even in such a case, it is effective to repeat the process up to the air spraying with the honeycomb soaking position reversed, and the honeycomb can be coated with a necessary amount of catalyst.
According to such twice coating, two kinds of catalyst layers can be provided on the front and back of the partition walls of the cell.

(7)第7の工程:ハニカム担体の再把持
この工程以降のハニカム構造型触媒の製造方法を図2に示す。まず、前記第2の工程から前記第4の工程を行ってハニカム担体のセル内に触媒成分を被覆し、下端に塗り残しがみられるハニカムを弾性把持治具の弾性体によって、適切な位置で把持しなおす。このとき弾性把持治具により、弾性体の上端がスラリー液の吸い上げ方向に対してハニカム上端側の露出長さが、前記空間内おいて弾性体の上端からハニカム全長の1/3以内となるように弾性体で把持するのが好ましい。
(7) Seventh step: re-grip of honeycomb carrier FIG. 2 shows a method for manufacturing a honeycomb structured catalyst after this step. First, the second step to the fourth step are performed to coat the catalyst component in the cells of the honeycomb carrier, and the honeycomb that remains uncoated at the lower end is placed at an appropriate position by the elastic body of the elastic gripping jig. Re-grip. At this time, the exposed length of the upper end of the elastic body with respect to the direction of sucking up the slurry liquid is within 1/3 of the total length of the honeycomb from the upper end of the elastic body in the space. It is preferable to hold it with an elastic body.

2回目の触媒コートにおけるスラリー液の吸い上げは、一回目でスラリー液の吸い上げをしなかった端面を対象に行う。1回目終了後、弾性体(バルーン)はハニカム下端を把持した状態にある。しかし、スラリーの浸みが抑制されており、弾性体(バルーン)をハニカム上端方向へ容易に移動可能なので、ハニカム担体の把持位置を1回目とは反対側に変え、弾性把持治具により、弾性体の上端がスラリー液の吸い上げ方向に対してハニカム上端側の露出長さが、前記空間内において弾性体の上端からハニカム全長の1/3以内となるようにするのが好ましい。
この他に、いったんハニカムを作業台に下して、回転させてから弾性体でつかむという方法も考えられるが、手間が増えるので好ましくない。
The suction of the slurry liquid in the second catalyst coating is performed on the end face where the slurry liquid was not sucked up in the first time. After completion of the first time, the elastic body (balloon) is in a state of gripping the lower end of the honeycomb. However, since the slurry soak is suppressed and the elastic body (balloon) can be easily moved toward the upper end of the honeycomb, the holding position of the honeycomb carrier is changed to the opposite side from the first, and the elastic holding jig is used to It is preferable that the exposed length of the upper end of the body on the upper end side of the honeycomb with respect to the direction of sucking up the slurry is within 1/3 of the total length of the honeycomb from the upper end of the elastic body in the space.
In addition to this, a method of lowering the honeycomb once on the work table and rotating it and then grasping it with an elastic body can be considered, but this is not preferable because it increases labor.

2回目もハニカムの浅い位置で把持することで吸引時の圧力の影響を受ける部位を減らし、外周部のスラリー浸出部位を減らし、前記フィルター担体の外周に触媒成分含有液が浸み出て弾性把持治具の脱離に支障をきたすことのないようにしている。   At the second time, gripping at a shallow position of the honeycomb reduces the area affected by the pressure during suction, reduces the slurry leaching area on the outer periphery, and the elastic fluid gripping the catalyst component-containing liquid oozes on the outer periphery of the filter carrier. It does not interfere with the detachment of the jig.

(8)第7の工程:スラリー液の吸い上げ
その後、図2の矢印7,8のように、再度、触媒成分を含むスラリー液浴にハニカム担体の下端を浸漬した後、ハニカム担体上端を含む空間を減圧することで、セル内にスラリー液を吸い上げる。残スラリーは組成、濃度が変化してしまっていて、そのままでは再使用出来ないため新たに調製されたスラリー液槽が使用される。
(8) Seventh step: sucking up the slurry liquid After that, as indicated by arrows 7 and 8 in FIG. 2, the lower end of the honeycomb carrier is immersed again in the slurry liquid bath containing the catalyst component, and then the space including the upper end of the honeycomb carrier. The slurry is sucked into the cell by reducing the pressure. Since the composition and concentration of the remaining slurry are changed and cannot be reused as they are, a newly prepared slurry liquid tank is used.

(9)第8〜9の工程:触媒スラリーによる再被覆
次に、図2の矢印9のように、触媒成分の含浸されたハニカム担体をスラリー液浴から引き上げ、必要により反転させた後、図2の矢印11のように、ハニカム担体の上方からエアーブローして、セル内に触媒成分を被覆する。
この工程は、1回目コートの要領と全く同じである。
(9) Steps 8 to 9: Re-coating with catalyst slurry Next, as shown by the arrow 9 in FIG. 2, the honeycomb carrier impregnated with the catalyst component is pulled up from the slurry liquid bath and reversed as necessary. As indicated by the arrow 11, air is blown from above the honeycomb carrier to coat the catalyst component in the cell.
This step is exactly the same as the procedure for the first coat.

(10)第10〜11の工程:ハニカム担体の分離と乾燥・焼成による触媒成分の担持
次に、図4(A)に示すように、ハニカム担体から弾性把持治具を分離する第10の工程と、分離されたハニカム担体を乾燥後、焼成して触媒成分を担持する第11の工程を行う。
(10) Tenth to eleventh steps: Separation of honeycomb carrier and supporting of catalyst component by drying / firing Next, as shown in FIG. 4A, a tenth step of separating the elastic gripping jig from the honeycomb carrier Then, the separated honeycomb carrier is dried and then fired to carry out an eleventh step for supporting the catalyst component.

この工程も、1回目コートの要領と全く同じである。これによりアルミナなどの無機粒子に担持された貴金属は、それを含むスラリーによって、二層でハニカムに担持される。
前記のとおりスラリーの成分には、触媒材料をセル内に被着しやすくする粘着性の物質も含まれており、それが、弾性把持治具の弾性体であるバルーンなどの固着の原因ともなっていたが、本発明ではハニカム端部の特定箇所で把持するので、バルーンとの接触部で圧力変動を受けにくいことも相まって、固着の領域を広げることはない。
This process is also exactly the same as the first coat. As a result, the noble metal supported on the inorganic particles such as alumina is supported on the honeycomb in two layers by the slurry containing it.
As described above, the components of the slurry also include an adhesive substance that facilitates the deposition of the catalyst material in the cell, which is also a cause of sticking of the balloon, which is an elastic body of the elastic gripping jig. However, in the present invention, since it is gripped at a specific portion at the end of the honeycomb, it is difficult to be subject to pressure fluctuation at the contact portion with the balloon, so that the fixing region is not widened.

以下、本発明の実施態様を更に詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。   Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described in more detail, but the present invention is not limited thereto.

<実施態様1>
(1)コージェライト製ウォールフローハニカム構造体(直径120mm、長さ90mm)をGPF用のハニカム担体として用い、図1の要領で、ハニカム担体1の外周部において、上端部を弾性把持治具(バルーン)2に当接し、バルーンの上端からハニカムの先端が5mmほど露出するように把持する。図1では、弾性体2が椀状に表記されているが、タイヤホース様で、ハニカムの外周面に密着把持される。ハニカムの上方は気密性のある空間になっている。なお、図示していないが弾性把持治具には減圧装置が接続されている。
触媒スラリー液槽6内には、液量が一定になるよう触媒スラリー液で満たされている。触媒スラリー液は、貴金属のRhをアルミナに担持した三元系触媒(TWC)成分を水でスラリー化したものなどが用いられる。
<Embodiment 1>
(1) A cordierite wall flow honeycomb structure (diameter: 120 mm, length: 90 mm) is used as a GPF honeycomb carrier, and the upper end of the honeycomb carrier 1 is elastically gripped (see FIG. 1). (Balloon) 2 is held and gripped so that the tip of the honeycomb is exposed by about 5 mm from the upper end of the balloon. In FIG. 1, the elastic body 2 is shown in a bowl shape, but is tightly gripped on the outer peripheral surface of the honeycomb like a tire hose. Above the honeycomb is an airtight space. Although not shown, a pressure reducing device is connected to the elastic gripping jig.
The catalyst slurry liquid tank 6 is filled with the catalyst slurry liquid so that the liquid amount is constant. As the catalyst slurry liquid, a slurry obtained by slurrying a ternary catalyst (TWC) component in which noble metal Rh is supported on alumina is used.

(2)弾性把持治具(バルーン)で把持されたハニカムは、その下端から触媒スラリー液槽内に漬ける。スラリー液槽に漬かるハニカムの下端位置は、特に制限されないが5〜30mm程度とする。 (2) The honeycomb gripped by the elastic gripping jig (balloon) is dipped in the catalyst slurry liquid tank from its lower end. The lower end position of the honeycomb immersed in the slurry liquid tank is not particularly limited, but is about 5 to 30 mm.

(3)次に、弾性把持治具の気密性空間を減圧装置によって高い負圧にする。ハニカム下端から触媒スラリーがセル内に流入し、セル内壁をスラリーで被覆しながら、ハニカム上端方向にスラリーが移動する。このとき、吸引程度は約3分の1が塗り残された状態となる。ハニカムの先端4は、弾性体より上に5mmと露出部位が短いので、スラリーの浸み出し部分がない。仮にスラリーをハニカム上端まで吸い上げても、浸み出しはこの限られた部位のみと少なくなる。
なお、従来の方法では特にハニカム担体の把持位置に制限が無く、製造上の取り扱いの容易さから、図3の矢印2で示されるようにハニカム中間部を把持することが多かった。そのために、GPF用のハニカム担体のように外皮の空隙率が高い担体では、吸引でハニカム上端に10mm程度の塗り残しが生じるようにスラリーを吸引したとしても、その吸引中に弾性体から上部にかけて多量のスラリーの浸みが発生していた。このようにハニカムセル内に負圧がかかり、その吸引圧力が強い時には、吸引の影響を受ける部位でスラリーが浸出する。
本発明では、ハニカムの端部かその若干下部を把持するので、吸引圧力が強い時でも、吸引の影響を受ける部位が少なくスラリーの浸出量も少ない。
(3) Next, the airtight space of the elastic gripping jig is set to a high negative pressure by a decompression device. The catalyst slurry flows into the cell from the lower end of the honeycomb, and the slurry moves toward the upper end of the honeycomb while covering the inner wall of the cell with the slurry. At this time, about 1/3 of the suction level is left unpainted. Since the exposed portion of the tip 4 of the honeycomb is 5 mm above the elastic body and is short, there is no portion where the slurry oozes out. Even if the slurry is sucked up to the upper end of the honeycomb, the leaching is reduced only in this limited portion.
In the conventional method, the holding position of the honeycomb carrier is not particularly limited, and the honeycomb intermediate portion is often held as indicated by the arrow 2 in FIG. 3 because of easy handling in manufacturing. For this reason, in a carrier having a high outer shell porosity such as a honeycomb carrier for GPF, even if the slurry is sucked so as to leave a coating residue of about 10 mm at the upper end of the honeycomb by suction, the elastic body is applied to the upper part during the suction. A large amount of slurry immersion occurred. As described above, when a negative pressure is applied to the honeycomb cell and the suction pressure is high, the slurry is leached out at a portion affected by the suction.
In the present invention, since the end portion of the honeycomb or a slightly lower portion thereof is gripped, even when the suction pressure is strong, there are few parts affected by suction, and the amount of slurry leaching is small.

(4)スラリーを吸引したハニカムをスラリー液槽から引き上げ、反転させる。スラリー液槽から引き上げる際に、吸引を続けてもよい。その後、反転させることで、矢印5のようにハニカムセルに塗り残しがある部分が下方に、セルにスラリーが塗られた部分が上方になる。 (4) The honeycomb that has sucked the slurry is pulled up from the slurry liquid tank and inverted. Suction may be continued when pulling up from the slurry liquid tank. Thereafter, by reversing, the portion where the honeycomb cell is left uncoated as shown by the arrow 5 is directed downward, and the portion where the slurry is coated is directed upward.

(5)この状態で、ハニカムのセルにスラリーが塗られた部分にフード7が被せられる。フードは弾性体の上端から上のハニカム部位を覆っている。そして、図示していないがフードに接続された空気ブロー装置から空気が供給され、セル内のスラリーが下方に流れる。このとき、セル外皮は外部から加圧された状態にあり、スラリーが外皮から浸出することはない。 (5) In this state, the hood 7 is put on the portion of the honeycomb cell where the slurry is applied. The hood covers the upper honeycomb portion from the upper end of the elastic body. And although not shown in figure, air is supplied from the air blowing apparatus connected to the food | hood, and the slurry in a cell flows below. At this time, the cell skin is in a state of being pressurized from the outside, and the slurry does not leach from the skin.

(6)ハニカム外皮にはスラリーが僅かしか浸み出ていないため、ハニカムから弾性把持治具を容易に分離できる。引き離されたハニカム担体は、静置または加熱装置にて25〜100℃で乾燥した後、400〜600℃にて0.5〜3時間焼成して触媒成分が担持されるが、GPF用では、繰り返し、上記の操作が行われる。 (6) Since only a small amount of slurry oozes out from the honeycomb outer skin, the elastic gripping jig can be easily separated from the honeycomb. The separated honeycomb carrier is dried at 25 to 100 ° C. by standing or heating device, and then calcined at 400 to 600 ° C. for 0.5 to 3 hours to carry the catalyst component. For GPF, The above operation is repeated.

<実施態様2>
(7) 本発明の異なる実施形態では、上記の実施態様1で触媒スラリーがセル内に塗布されたハニカムを用いて、乾燥・焼成を行わずに、同様な操作を繰り返す。図2の要領で、ハニカム担体1の外周部において、上端部を弾性把持治具(バルーン)2に当接するが、第1の工程でバルーンの上端からハニカムの先端が5mmほど露出するように把持したので、ハニカムから弾性把持治具を容易に分離できている。この工程でのハニカム再把持は、第1の工程と同様にバルーンの上端からハニカムの先端が5mmほど露出するようにしてもよいし、露出幅が10〜15mmほど大きい、やや中央寄りを把持するようにしてもよい。
<Embodiment 2>
(7) In a different embodiment of the present invention, the same operation is repeated without drying and firing using the honeycomb in which the catalyst slurry is applied in the cell in the first embodiment. As shown in FIG. 2, the upper end of the honeycomb carrier 1 is brought into contact with the elastic gripping jig (balloon) 2 in the outer peripheral portion of the honeycomb carrier 1, but is gripped so that the tip of the honeycomb is exposed about 5 mm from the upper end of the balloon in the first step. Therefore, the elastic gripping jig can be easily separated from the honeycomb. In this step, the honeycomb re-gripping may be such that the tip of the honeycomb is exposed by about 5 mm from the upper end of the balloon as in the first step, or the exposed width is about 10 to 15 mm and is held slightly toward the center. You may do it.

(8)弾性把持治具(バルーン)で把持されたハニカムは、態様1ではスラリーが塗布されなかった側の下端8から触媒スラリー液槽6内に漬ける。スラリー液槽に漬かるハニカムの下端位置は、特に制限されないが5〜30mm程度とする。 (8) The honeycomb gripped by the elastic gripping jig (balloon) is dipped in the catalyst slurry liquid tank 6 from the lower end 8 on the side where the slurry is not applied in the aspect 1. The lower end position of the honeycomb immersed in the slurry liquid tank is not particularly limited, but is about 5 to 30 mm.

(9)次に、弾性把持治具の気密性空間を減圧装置によって高い負圧にする。ハニカム下端から触媒スラリーがセル内に流入し、セル内壁をスラリーで被覆しながら、ハニカム上端方向にスラリーが移動する。このとき、吸引程度は約3分の1が塗り残された状態となる。ハニカムの先端では、弾性体より上が5mmほど露出しているが、スラリーの浸みは、この限られた部位のみとなる。
なお、従来の方法では、図3の矢印7で示されるように、ハニカム中間部を把持していた。そのために、吸引でハニカム上端に10mm程度の塗り残しが生じるようにスラリーを吸引したとしても、その吸引中に弾性体から上部にかけて多量のスラリーの浸みが再び発生していた。このようにハニカムセル内に負圧がかかり、その吸引圧力が強い時には、吸引の影響を受ける部位でスラリーが浸出する。
本発明では、ハニカムの端部かその若干下部を把持するので、吸引圧力が強い時でも、吸引の影響を受ける部位が少なくスラリーの浸出量も少ない。
(9) Next, the airtight space of the elastic gripping jig is set to a high negative pressure by the decompression device. The catalyst slurry flows into the cell from the lower end of the honeycomb, and the slurry moves toward the upper end of the honeycomb while covering the inner wall of the cell with the slurry. At this time, about 1/3 of the suction level is left unpainted. At the tip of the honeycomb, about 5 mm above the elastic body is exposed, but the slurry is immersed only in this limited portion.
In the conventional method, as shown by the arrow 7 in FIG. 3, the honeycomb intermediate portion is gripped. For this reason, even if the slurry is sucked so as to leave a coating residue of about 10 mm on the upper end of the honeycomb by suction, a large amount of slurry soaks again from the elastic body to the upper part during the suction. As described above, when a negative pressure is applied to the honeycomb cell and the suction pressure is high, the slurry is leached out at a portion affected by the suction.
In the present invention, since the end portion of the honeycomb or a slightly lower portion thereof is gripped, even when the suction pressure is strong, there are few parts affected by suction, and the amount of slurry leaching is small.

(10)スラリーを吸引したハニカムをスラリー液槽から引き上げ、反転させる。スラリー液槽から引き上げる際に、吸引を続けてもよい。その後、反転させることで、矢印11のようにハニカムセルに塗り残しがある部分が下方に、セルにスラリーが塗られた部分が上方になる。 (10) The honeycomb that has sucked the slurry is pulled up from the slurry liquid tank and inverted. Suction may be continued when pulling up from the slurry liquid tank. Thereafter, by reversing, the portion where the honeycomb cell is left uncoated as shown by the arrow 11 is directed downward, and the portion where the slurry is applied to the cell is directed upward.

(11)この状態で、ハニカムのセルにスラリーが塗られた部分にフードが被せられる。フードは弾性体の上端から上のハニカム部位を覆っている。そして、フードに接続された空気ブロー装置から空気が供給され、セル内のスラリーが下方に流れる。このとき、セル外皮は外部から加圧された状態にあり、スラリーが浸出することはない。 (11) In this state, the hood is put on the portion of the honeycomb cell where the slurry is applied. The hood covers the upper honeycomb portion from the upper end of the elastic body. And air is supplied from the air blower connected to the hood, and the slurry in the cell flows downward. At this time, the cell skin is in a state of being pressurized from the outside, and the slurry does not leach out.

(12)最後にハニカムから弾性把持治具を容易に分離できる。引き離されたハニカム担体は、静置または加熱装置にて25〜100℃で乾燥した後、400〜600℃にて0.5〜3時間焼成して触媒成分が担持される。 (12) Finally, the elastic gripping jig can be easily separated from the honeycomb. The detached honeycomb carrier is dried at 25 to 100 ° C. by standing or heating, and then calcined at 400 to 600 ° C. for 0.5 to 3 hours to carry the catalyst component.

<実施態様3>
(1)上記の実施態様1で用いたコージェライト製ウォールフローハニカム構造体(直径120mm、長さ90mm)の代わりに、サイズが大きいコージェライト製ウォールフローハニカム構造体(直径300mm、長さ300mm)をGPF用のハニカム担体として用い、図1の要領で、ハニカム担体の外周部において、上端部を弾性把持治具(バルーン)に当接しバルーンの上端からハニカムの先端が10mmほど露出するように把持する。ハニカムが大型なので、把持位置をやや中間側にして安定的に把持できるようにする。
<Embodiment 3>
(1) A cordierite wall flow honeycomb structure (diameter: 300 mm, length: 300 mm) having a large size instead of the cordierite wall flow honeycomb structure (diameter: 120 mm, length: 90 mm) used in Embodiment 1 above 1 is used as a honeycomb carrier for GPF, and as shown in FIG. 1, the upper end of the honeycomb carrier is held in contact with an elastic holding jig (balloon) so that the tip of the honeycomb is exposed from the upper end of the balloon by about 10 mm. To do. Since the honeycomb is large, the gripping position is set at a slightly intermediate position so that the honeycomb can be stably gripped.

(2)上記の実施態様1と同様に、工程2から工程6を実施する。本発明では、ハニカム端部の若干下部を把持するので、吸引圧力が強い時でも、吸引の影響を受ける部位が少なくスラリーの浸出量も少ない。 (2) Steps 2 to 6 are performed in the same manner as in the first embodiment. In the present invention, the lower part of the end of the honeycomb is gripped, so even when the suction pressure is strong, there are few parts affected by suction, and the amount of slurry leaching is small.

(3)引き続き、上記の実施態様2と同様に、実施態様1ではスラリーが塗布されなかったハニカム端部を下に向けて、弾性把持治具(バルーン)の上端からハニカムの先端が10mmほど露出するように把持しなおす。工程7から工程12を実施する。本発明では、ハニカムの端部かその若干下部を把持するので、吸引圧力が強い時でも、吸引の影響を受ける部位が少なくスラリーの浸出量も少ない。 (3) Subsequently, in the same manner as in the above-described second embodiment, in the first embodiment, the end of the honeycomb to which the slurry is not applied is directed downward, and the tip of the honeycomb is exposed by about 10 mm from the upper end of the elastic gripping jig (balloon). Hold it again. Steps 7 to 12 are performed. In the present invention, since the end portion of the honeycomb or a slightly lower portion thereof is gripped, even when the suction pressure is strong, there are few parts affected by suction, and the amount of slurry leaching is small.

本発明は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンの排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルター等、特に、ガソリンエンジンの排ガス中の粒子状物質を補足する為の触媒化フィルター(GPF)に好適に使用することができる。   The present invention relates to a filter for collecting particulate matter contained in exhaust gas of a diesel engine or a gasoline engine, such as a catalytic filter (GPF) for capturing particulate matter in exhaust gas of a gasoline engine. It can be preferably used.

1:ハニカム構造体(担体)
2:弾性把持治具(バルーン)
4:露出端部
5:スラリーの浸み
6:スラリー液槽
7:フード
8:塗り残し部
1: Honeycomb structure (carrier)
2: Elastic gripping jig (balloon)
4: Exposed end portion 5: Slurry immersion 6: Slurry liquid tank 7: Hood 8: Unpainted portion

Claims (7)

複数のセルを形成する多孔質の隔壁と、気孔率が30%以上である多孔質の外皮部分からなり、上下に開口端部を有するハニカム担体のセル内に、触媒成分を担持した排気ガス浄化触媒の製造方法であって、
前記ハニカム担体の外周部に弾性把持治具を当接させ、弾性体でハニカム担体を把持する第1の工程と、触媒成分を含むスラリー液浴にハニカム担体の下端を浸漬した後、ハニカム担体上端を含む空間を減圧することでセル内を減圧して、スラリー液を吸い上げる第2の工程と、触媒成分の含浸されたハニカム担体をスラリー液浴から引き上げ、必要により反転させる第3の工程と、ハニカム担体の上方からエアーブローさせて、セル内に触媒成分を被覆する第4の工程と、ハニカム担体から弾性把持治具を分離する第5の工程と、引き離されたハニカム担体を乾燥後、焼成して触媒成分を担持する第6の工程を含み、
前記ハニカム担体の把持工程において、弾性把持治具によるハニカム担体の把持は、前記空間内のハニカム上端側の露出長さが弾性体の上端からハニカム全長の3分の1以内の長さになるような位置を弾性体で把持し、次のスラリー液吸い上げ工程で、負圧の影響を受けるハニカム部位が短くなり、ハニカム外皮から触媒スラリーの浸みだしが抑制されることを特徴とする排気ガス浄化触媒の製造方法。
Exhaust gas purification in which a catalyst component is supported in a cell of a honeycomb carrier having a porous partition wall forming a plurality of cells and a porous outer skin part having a porosity of 30% or more and having open ends at the top and bottom A method for producing a catalyst, comprising:
A first step of holding an elastic gripping jig in contact with the outer peripheral portion of the honeycomb carrier and gripping the honeycomb carrier with an elastic body; and immersing the lower end of the honeycomb carrier in a slurry liquid bath containing a catalyst component; A second step of decompressing the inside of the cell by decompressing the space containing the slurry and sucking up the slurry liquid; a third step of lifting the honeycomb carrier impregnated with the catalyst component from the slurry liquid bath and reversing the slurry if necessary; The fourth step of air blowing from above the honeycomb carrier to cover the catalyst component in the cell, the fifth step of separating the elastic gripping jig from the honeycomb carrier, and drying the fired detached honeycomb carrier, followed by firing. And a sixth step of supporting the catalyst component,
In the honeycomb carrier holding step, the honeycomb carrier is held by the elastic holding jig so that the exposed length on the upper end side of the honeycomb in the space is within one third of the total length of the honeycomb from the upper end of the elastic body. Exhaust gas purifying catalyst characterized in that the honeycomb part affected by negative pressure is shortened in the next slurry liquid sucking process, and the exudation of catalyst slurry from the honeycomb outer skin is suppressed in the next slurry liquid sucking process. Manufacturing method.
前記排気ガス浄化触媒の製造方法において、前記ハニカム担体を把持する第1の工程で、弾性把持治具により、弾性体の上端がスラリー液の吸い上げ方向に対してハニカム上端側の露出長さが、前記空間内において弾性体の上端からハニカム全長の1/3以内となるように弾性体で把持し、前記第2の工程から前記第4の工程を行ってハニカム担体のセル内に触媒成分を被覆した後、
弾性把持治具の弾性体によるハニカム担体の把持位置を前記下端が新たに上端になるように変え、弾性把持治具によるハニカムの把持位置は、前記空間内のハニカムの新たな上端側の露出長さが弾性体の上端からハニカム全長の1/3以内となるように弾性体で把持し、再度、触媒成分を含むスラリー液浴にハニカム担体の新たな下端を浸漬した後、ハニカム担体上端を含む空間を減圧することでセル内を減圧して、スラリー液を吸い上げる第7の工程と、触媒成分の含浸されたハニカム担体をスラリー液浴から引き上げ、必要により反転させる第8の工程と、ハニカム担体の上方からエアーブローして、セル内に触媒成分を被覆する第9の工程を繰り返し、
その後、ハニカム担体から弾性把持治具を分離する第10の工程と、分離されたハニカム担体を乾燥後、焼成して触媒成分を担持する第11の工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の排気ガス浄化触媒の製造方法。
In the manufacturing method of the exhaust gas purification catalyst, in the first step of gripping the honeycomb carrier, the exposed length of the upper end of the elastic body with respect to the suction direction of the slurry liquid by the elastic gripping jig is In the space, the elastic body is held so that the upper end of the elastic body is within 1/3 of the total length of the honeycomb, and the catalyst component is coated in the cells of the honeycomb carrier by performing the second to fourth steps. After
The gripping position of the honeycomb carrier by the elastic body of the elastic gripping jig is changed so that the lower end becomes the upper end, and the gripping position of the honeycomb by the elastic gripping jig is the exposed length of the new upper end side of the honeycomb in the space. Is held by the elastic body so that the length is within 1/3 of the total length of the honeycomb from the upper end of the elastic body, and the new lower end of the honeycomb carrier is immersed again in the slurry liquid bath containing the catalyst component, and then the upper end of the honeycomb carrier is included. A seventh step in which the inside of the cell is depressurized by depressurizing the space to suck up the slurry liquid; an eighth step in which the honeycomb carrier impregnated with the catalyst component is lifted from the slurry liquid bath and reversed if necessary; The air is blown from above, and the ninth step of coating the catalyst component in the cell is repeated,
Thereafter, the method includes: a tenth step of separating the elastic holding jig from the honeycomb carrier; and an eleventh step of drying and firing the separated honeycomb carrier and supporting the catalyst component. The manufacturing method of the exhaust-gas purification catalyst as described.
前記弾性把持治具は、弾性体の上端がハニカムの全長1/10以内の位置、あるいはハニカム上端の下方10mm以内の位置のうち、ハニカム上端の露出長さがより短くなる位置において弾性体で把持することを特徴とする請求項1又は2に記載の排気ガス浄化触媒の製造方法。   The elastic gripping jig is gripped by the elastic body at a position where the upper end of the elastic body is within 1/10 of the total length of the honeycomb or within a position within 10 mm below the upper end of the honeycomb where the exposed length of the upper end of the honeycomb is shorter. The method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to claim 1 or 2, wherein: 前記ハニカム担体は、外皮部分の気孔率が、50〜80%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の排気ガス浄化触媒の製造方法。   The method for manufacturing an exhaust gas purification catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein the honeycomb carrier has a skin portion with a porosity of 50 to 80%. 前記ハニカム担体の外皮部分は、水銀ポロシメーターにより測定される平均細孔径が、10〜30μmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の排気ガス浄化触媒の製造方法。   The method for producing an exhaust gas purification catalyst according to any one of claims 1 to 4, wherein the outer skin portion of the honeycomb carrier has an average pore diameter measured by a mercury porosimeter of 10 to 30 µm. 前記ハニカム担体のセルは、入口端面側の開口端部及び出口端面側の開口端部に目封止部を有し、該目封止部が互い違いに配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の排気ガス浄化触媒の製造方法。   The cell of the honeycomb carrier has plugging portions at an opening end portion on an inlet end surface side and an opening end portion on an outlet end surface side, and the plugging portions are alternately arranged. The manufacturing method of the exhaust-gas purification catalyst in any one of 1-5. 前記触媒組成物は、Pt、Pd、Rhから選ばれる1種以上の貴金属元素を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の排気ガス浄化触媒の製造方法。

The said catalyst composition contains 1 or more types of noble metal elements chosen from Pt, Pd, and Rh, The manufacturing method of the exhaust gas purification catalyst in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned.

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CN113510025A (en) * 2021-08-10 2021-10-19 无锡威孚环保催化剂有限公司 Industrial catalyst production method and quantitative coating die tool

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