JP2018122261A5

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Publication number: JP2018122261A5
Application number: JP2017017465A
Authority: JP
Filing date: 2017-02-02
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2037-02-02

Description

しかしながら、上述したように、目封止ハニカム構造体をフィルタとして用いる際には、隔壁に排気ガス浄化用の触媒を担持して、当該触媒による化学反応により浄化性能を持たせている。このため、従来の目封止ハニカム構造体においては、隔壁に触媒を担持することにより、隔壁に形成された細孔のうち、比較的に細孔径の小さい細孔内に触媒が入り込み、このような細孔を塞いでしまうことがあった。更に、ＰＭを捕集することにより、細孔内にはＰＭが徐々に堆積するため、ＰＭの捕集に伴い細孔の閉塞が更に進行し、細孔内の通気抵抗が徐々に増大する。このため、従来の目封止ハニカム構造体は、流入端面側と流出端面側との圧力損失差が大きくなり、エンジン出力低下、燃費への影響が懸念されるという問題があった。

ここで、図４に示すようなｌｏｇ微分細孔容積についてのグラフに関して説明する。図４に示すグラフは、「Ｌｏｇ微分細孔容積」と「細孔径」との関係を示すグラフである。細孔径は、細孔直径と称することもある。水銀圧入法により、真空状態に密閉した容器内にある試料の細孔に水銀を浸入させるために徐々に圧力を加えていくと、水銀は大きな細孔から小さな細孔へと順に浸入していく。その時の圧力と圧入された水銀量から、試料に形成された細孔の細孔径（別言すれば、細孔直径）と、その細孔容積を算出することができる。以下、細孔径をＤ１、Ｄ２、Ｄ３・・・とした場合、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３・・・の関係を満たすものとする。ここで、各測定ポイント間（例えば、Ｄ１からＤ２）の平均細孔径Ｄは、「平均細孔径Ｄ＝（Ｄ１＋Ｄ２）／２」として横軸に示すことができる。また、縦軸のＬｏｇ微分細孔容積は、各測定ポイント間の細孔容積の増加分ｄＶを細孔径の対数扱いの差分値（即ち、「ｌｏｇ（Ｄ１）−ｌｏｇ（Ｄ２）」）で割った値とすることができる。このようなこのＬｏｇ微分細孔容積と細孔径の関係を示すグラフにおいて、Ｌｏｇ微分細孔容積が極大となる点を「ピーク」とする。また、半値幅は、このピークの高さ（別言すれば、Ｌｏｇ微分細孔容積）に対して、半分の高さとなる細孔径の幅のことをいう。

（２）目封止ハニカム構造体の製造方法：
図１〜図３に示す本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法については、特に制限はなく、例えば、以下のような方法により製造することができる。まず、ハニカム構造部を作製するための可塑性の坏土を調製する。ハニカム構造部を作製するための坏土は、原料粉末として、前述のハニカム構造部の好適な材料の中から選ばれた材料に、適宜、バインダ等の添加剤、造孔材、及び水を添加することによって調製することができる。原料粉末としては、例えば、炭化珪素粉末と金属珪素粉末とを混合した粉末を用いることができる。バインダとしては、例えば、メチルセルロース（Ｍｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）や、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（Ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌｍｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）等を挙げることができる。また、添加剤としては、界面活性剤等を挙げることができる。造孔材の添加量を調整することにより、隔壁の気孔率及び細孔径分布を調整することができる。

（圧力損失）
ディーゼルエンジンから排出される排気ガスを、目封止ハニカム構造体に流入させて、目封止ハニカム構造体の隔壁にて煤を捕集した。ディーゼルエンジンは、排気量３．０リットル、直噴コモンレール、直列６気筒のものとした。煤の捕集については、目封止ハニカム構造体のハニカム構造部の単位体積当たりの煤の堆積量が、４ｇ／Ｌとなるようにした。そして、煤の堆積量が４ｇ／Ｌとなった状態で、２００℃のエンジンからの排気ガスを、３．０Ｎｍ^３／ｍｉｎの流量で流入させて、目封止ハニカム構造体の流入端面側と流出端面側との圧力を測定した。そして、流入端面側の圧力と、流出端面側の圧力との差圧を算出し、目封止ハニカム構造体の圧力損失（ｋＰａ）を求めた。なお、圧力損失の測定は、目封止ハニカム構造体に触媒を担持する前の状態と、触媒を担持した後の状態とで２回の測定を行った。そして、触媒の担持前後による圧力損失の増加率により、以下の判定基準により、Ａ〜Ｄの判定を行った。
評価Ａ：触媒の担持前の圧力損失からの増加率が２０％以下の場合、評価Ａとする。
評価Ｂ：触媒の担持前の圧力損失からの増加率が２０％を超え、４０％以下の場合、評価Ｂとする。
評価Ｃ：触媒の担持前の圧力損失からの増加率が４０％を超え、６０％以下の場合、評価Ｃとする。
評価Ｄ：触媒の担持前の圧力損失からの増加率が６０％を超える場合、評価Ｄとする。

なお、上記した圧力損失の評価において、触媒の担持は、以下の方法で行った。まず、白金（Ｐｔ）を担持したγ−Ａｌ_２Ｏ_３触媒と、ＣｅＯ_２粉末とを用意した。ＣｅＯ_２粉末は、助触媒である。γ−Ａｌ_２Ｏ_３触媒とＣｅＯ_２粉末とを混合したものに、Ａｌ_２Ｏ_３ゾルと水を添加して、触媒スラリーを調製した。次に、調製した触媒スラリーを、ウォッシュコート（Ｗａｓｈｃｏａｔ）により、目封止ハニカム構造体に対して、白金成分の単位体積当たりの担持量が１ｇ／Ｌとなり、全触媒成分の単位体積当たりの担持量が２０ｇ／Ｌとなるように担持した。触媒の担持においては、目封止ハニカム構造体をディッピング（Ｄｉｐｐｉｎｇ）して、余分な触媒スラリーを空気にて吹き飛ばして、含浸させた。そして１２０℃の温度で乾燥させ、さらに５００℃、３時間の熱処理を行うことにより、触媒を担持した目封止ハニカム構造体を得た。

（実施例２〜１１）
表１に示すように、隔壁の厚さ、気孔率、平均細孔径、全細孔容積、細孔容積比率を変更した目封止ハニカム構造体を作製した。気孔率、平均細孔径等の調整は、成形原料に加える造孔材の粒子径及び添加量を調節することによって行った。例えば、実施例２においては、造孔材の平均粒子径は１５μｍ、２０質量部とし、それ以外は実施例１と同一条件によって成形原料を作製した。また、実施例３以降についても、表３に示すように、造孔材の添加量（表３における「造孔材の量［質量％］」）を調整して成形原料を作製した。