JP2018153720A - Method for producing exhaust gas purification catalyst - Google Patents

Method for producing exhaust gas purification catalyst Download PDF

Info

Publication number
JP2018153720A
JP2018153720A JP2017050159A JP2017050159A JP2018153720A JP 2018153720 A JP2018153720 A JP 2018153720A JP 2017050159 A JP2017050159 A JP 2017050159A JP 2017050159 A JP2017050159 A JP 2017050159A JP 2018153720 A JP2018153720 A JP 2018153720A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
honeycomb carrier
catalyst
honeycomb
exhaust gas
outer skin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017050159A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
新吾 石川
Shingo Ishikawa
新吾 石川
禎憲 高橋
Yoshinori Takahashi
禎憲 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NE Chemcat Corp
Original Assignee
NE Chemcat Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NE Chemcat Corp filed Critical NE Chemcat Corp
Priority to JP2017050159A priority Critical patent/JP2018153720A/en
Publication of JP2018153720A publication Critical patent/JP2018153720A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an exhaust gas purification catalyst capable of preventing the leaching of a catalyst slurry to a skin portion during washcoating to carry a catalyst on a honeycomb carrier and shortening the process time in mass production.SOLUTION: There is provided a method for producing an exhaust gas purification catalyst capable of suppressing the immersion of a catalyst slurry from the inside of a honeycomb to a skin portion, in a step where when air is supplied to a balloon-shaped supporter of an elastic holding jig to hold a honeycomb carrier 1 with a balloon 2 and a catalyst slurry is coated on a cell of the honeycomb carrier by washcoating, the immersion of a catalyst composition slurry to the skin can be suppressed even when a sealer is not fully dried by applying a sealer such as an aqueous solution of a resin composition 81 to the skin portion of the honeycomb carrier and pressurizing the inside of a space formed by the skin and a supporter with a balloon-shaped supporter during washcoating even if the aqueous solution of a resin composition is not fully dried and the catalyst slurry is put out by air pressure during washcoating.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、排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オッシュコート時に触媒スラリーがハニカム担体の外皮部分に浸入することを防ぐことを可能とし、また大量生産における工程時間を短縮できる排ガス浄化触媒の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an exhaust gas purifying catalyst, and more particularly, it is possible to prevent the catalyst slurry from entering the outer skin portion of the honeycomb carrier at the time of wash coating for carrying the catalyst on the honeycomb carrier, and a process in mass production The present invention relates to a method for producing an exhaust gas purification catalyst capable of reducing time.

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. And a honeycomb structure 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。
ところが、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 remains in a fine particle 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担体、すなわちDPFではハニカム担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することができていた。   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 is necessary to create a highly compressed state, so the engine speed is lower than that of a gasoline car and the exhaust gas temperature is also low, so the conventional filter type In the honeycomb carrier, that is, the DPF, in order to improve the strength of the honeycomb carrier, the outer skin portion can be 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、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のようなハニカム担体、すなわちその外皮部分(以下、外皮ともいう)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、ハニカム担体のセルの隔壁と同質の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 and supply a large amount of air into the cylinder by a supercharger. The temperature of the exhaust gas is further increased. For such high-temperature exhaust gas, if a honeycomb carrier such as a conventional DPF, that is, a wall made of a different material in its outer shell (hereinafter also referred to as outer shell), the temperature during running is higher than that of a diesel engine. In such a gasoline engine catalyst, there is a concern that a crack may occur due to a difference in thermal expansion coefficient. For this reason, an integrally molded product having the same quality as the partition walls of the cells of the honeycomb carrier 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担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担体(ウォールフローハニカム)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, a three-way catalyst (TWC: Three Way Catalyst) containing noble metals such as platinum, palladium, rhodium, etc., is used for purification of exhaust gas from gasoline engines. Is used. The conventional TWC is not a honeycomb carrier (wall flow honeycomb) plugged at both end faces of the cells as in the DPF, but the cell walls of the honeycomb cells in which both end faces of the cells, called flow-through honeycombs, are released. The catalyst component has been coated. 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、一般にウオ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)。
ウオッシュコートには多様な手法が提案・実施されているが、その一例としては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、該ハニカム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)。
Not only the flow-through honeycomb and DPF but also a honeycomb carrier is catalyzed with a catalyst composition such as TWC, a manufacturing method generally called a wash coat method is applied (see, for example, Patent Document 2).
Various methods have been proposed and implemented for wash coating. For example, after gripping the intermediate position of the honeycomb carrier with a clamp, the lower part is immersed in a liquid bath and impregnated with the catalyst component-containing liquid. There is a method in which the honeycomb carrier is pulled up from the slurry to be inverted, and then air blown to the carrier to separate excess slurry, and the entire carrier is impregnated with a catalyst component-containing liquid (for example, Patent Document 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開口端面から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。
ここで、ウオッシュコート装置におけるハニカム担体のクランプは、バルーンのように柔らかく弾性を有する把持装置でクランプされて前記のウオッシュコートの各工程において処理される。このように柔らかく弾性を有する把持装置を使用する理由は、ハニカム担体の損傷を防ぐためである。特にGPFのような担体では後述するような高気孔率とその構成上の特徴から強度不足が懸念される。そのため、弾性を有する把持装置を使用して慎重に工程を進める必要がある。
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 “process of discharging the supplied catalyst slurry in the cell by air pressure”, if the flow-through honeycomb is used, excess slurry can be removed from the open end face 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.
Here, the honeycomb carrier clamp in the wash coat apparatus is clamped by a soft and elastic gripping apparatus such as a balloon, and is processed in each step of the wash coat. The reason for using such a soft and elastic gripping device is to prevent the honeycomb carrier from being damaged. In particular, in the case of a carrier such as GPF, there is a concern that the strength is insufficient due to the high porosity as described later and the structural features. Therefore, it is necessary to proceed carefully using an elastic gripping device.

GPFでは高温、高速の排ガスを処理することから、その外皮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担体を用いる必要がある。
このようなGPF用のハニカム担体は、隔壁と外皮とが一体的に形成されることがある。一体的に形成されるハニカム基材は、押出成形により、隔壁と外皮とを同時に成形し、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、外皮と隔壁とが同様の気孔率を有する。
Since GPF treats high-temperature and high-speed exhaust gas, the outer skin of the GPF is made of a porous material that is air-permeable 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 carrier.
In such a honeycomb carrier for GPF, the partition wall and the outer skin may be integrally formed. The integrally formed honeycomb substrate is formed by simultaneously forming the partition walls and the outer skin by extrusion molding, and firing the obtained molded body, and the outer skin and the partition walls have the same porosity. Have

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。このようにハニカムの隔壁と外皮を一体的に成型することで、外皮と隔壁の熱膨張率が等しくなるため、製造時や触媒としての使用時の熱履歴によるクラック(損傷)を抑制することができる。
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 cell partition wall and the skin part, resulting in cracks. There was also a problem that it was easy to do. 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. By integrally molding the honeycomb partition walls and the outer skin in this way, the thermal expansion coefficient of the outer skin and the partition walls becomes equal, so that cracks (damage) due to thermal history during manufacture and use as a catalyst can be suppressed. it can.

また、セルの端部が目封止され外皮まで高気孔率の多孔質で形成されたハニカム担体では、ウオ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触媒スラリーが外皮部分から極めて浸出しやすいという問題が有った。
このような触媒スラリーの浸み出しは、空気圧でスラリーを払い出す工程でのみ発生するものとは限らない。GPF用のハニカム担体が高気孔率であることは前記のとおりであるが、気孔率が著しく高かったり、触媒スラリーの粘度が低かったり、触媒スラリー中の無機微粒子の粒径が著しく小さいような場合、またこれらの条件の組合せによってはハニカム担体にスラリーを供給しただけで、外皮部分から触媒スラリーが浸み出してしまうことがある。このような場合、ウオッシュコートで空気圧による触媒スラリーの払い出し、塗伸ばし、セル壁への含浸などの処理を施した際には更に浸み出しが助長される。
In addition, in the honeycomb carrier formed with a porous material having a high porosity up to the outer skin with the end of the cell plugged, the plug is sealed in the “step of discharging the supplied catalyst slurry by air pressure” at the time of wash coating. The stop portion becomes an obstacle, and there is a problem that the catalyst slurry discharged by air pressure is very easily leached from the outer skin portion.
Such leaching out of the catalyst slurry does not always occur only in the step of discharging the slurry by air pressure. As described above, the honeycomb carrier for GPF has a high porosity, but the porosity is extremely high, the viscosity of the catalyst slurry is low, or the particle size of the inorganic fine particles in the catalyst slurry is extremely small Moreover, depending on the combination of these conditions, the catalyst slurry may ooze out from the outer skin portion only by supplying the slurry to the honeycomb carrier. In such a case, the leaching is further promoted when a treatment such as discharge of the catalyst slurry by air pressure, spreading, and impregnation into the cell wall is performed with a wash coat.

特許文献6には、円筒型ハニカム担体の全周をバルーンで被い空気加圧した後、触媒スラリーをハニカム担体の内側の上部から流し込み触媒を担持させる際に、触媒がハニカム担体外部に付着するのを抑制する手段が記載されている。しかし、特許文献6ではハニカム担体の外皮部分から外側への触媒スラリーの浸出は防げるものの、外皮部分(外周壁ともいう)の内部に触媒が浸入してしまう。そのため、外皮部分に浸入した触媒成分を由来とした前記のような熱履歴によるクラックの発生や、背圧の上昇を防ぐことはできなかった。   In Patent Document 6, the entire circumference of a cylindrical honeycomb carrier is covered with a balloon and pressurized with air, and then the catalyst is attached to the outside of the honeycomb carrier when the catalyst slurry is poured from above the inside of the honeycomb carrier to carry the catalyst. Means for suppressing this are described. However, in Patent Document 6, although the catalyst slurry can be prevented from leaching from the outer skin portion of the honeycomb carrier to the outside, the catalyst permeates into the outer skin portion (also referred to as an outer peripheral wall). For this reason, it has been impossible to prevent the occurrence of cracks due to the thermal history as described above derived from the catalyst component that has entered the outer skin portion and the increase in the back pressure.

このように、GPF用担体のように多孔質の外皮部分を持つハニカム担体に対し、製造時にハニカム外皮部分からの触媒スラリーが浸出を抑制することで、熱履歴によるクラックが発生しない、ハニカム触媒として使用した際にも背圧の上昇も招きづらい、排ガス浄化触媒の製造方法が望まれている。また、このような排ガス浄化触媒製造にあたっては、量産時に工程時間が長くてはならない。   In this way, as a honeycomb catalyst having a porous outer skin portion such as a GPF carrier, the catalyst slurry from the honeycomb outer skin portion is prevented from leaching during manufacturing, so that cracks due to thermal history do not occur. Even when used, it is difficult to increase the back pressure, and a method for producing an exhaust gas purification catalyst is desired. Moreover, in manufacturing such an exhaust gas purification catalyst, the process time must be long during mass production.

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 実開平2−45139号公報Japanese Utility Model Publication No. 2-45139

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を担持するウオッシュコート時に触媒スラリーが外皮部分に浸出することを防ぐことが可能であり、また大量生産における工程時間を短縮できる排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, the object of the present invention is to prevent the catalyst slurry from leaching to the outer skin part during the wash coating in which the catalyst is supported on the honeycomb carrier, and to reduce the process time in mass production. It is providing the manufacturing method of a purification catalyst.

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、弾性把持治具のバルーン状支持体に空気を供給しバルーンでハニカム担体を把持して、ウオッシュコートで触媒スラリーをハニカム担体のセルにコートするに際して、ハニカム担体の外皮部分に樹脂組成物水溶液などのシーラーを塗工し、前記弾性把持治具のバルーン状支持体によって、樹脂組成物水溶液が未乾燥、すなわち硬化していない状態でも、ウオッシュコート時に外皮と支持体によって形成される空間内を加圧することで、シーラーが未乾燥でも外皮への触媒組成物スラリーの浸入を抑制することができ、ウオッシュコート時に触媒スラリーを空気圧で払い出す工程において、ハニカム内部から外皮部分への触媒スラリーの浸入を抑制することができ、工程時間を短縮できることを見出して、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have supplied air to the balloon-shaped support of the elastic gripping jig, gripped the honeycomb carrier with the balloon, and washed the catalyst slurry with the wash coat into the honeycomb. When coating the cells of the carrier, a sealer such as a resin composition aqueous solution is applied to the outer skin portion of the honeycomb carrier, and the resin composition aqueous solution is undried, that is, cured by the balloon-like support of the elastic gripping jig. Even when there is no seal, pressurizing the space formed by the outer skin and the support during wash coating can suppress the infiltration of the catalyst composition slurry into the outer skin even when the sealer is not dried. In the process of discharging with air pressure, the catalyst slurry can be prevented from entering from the inside of the honeycomb to the outer skin, and the process time can be reduced. I have found that you can shrink, which resulted in the completion of the present invention.

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用触媒の製造方法であって、
前記ハニカム担体の外皮全域の細孔内にシーラーとして樹脂組成物溶液を含浸する工程と、バルーン状支持体を有する二つの弾性把持治具を用いて、それぞれハニカム担体の端面上部と下部に前記支持体を密接させ、ハニカム担体を把持する工程と、触媒成分含有スラリー液をハニカム担体の一方の端部から供給する工程と、エアーブローによりセル内に触媒成分を被覆する工程と、ハニカム担体から弾性把持治具を分離する工程と、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工程を含み、
前記エアーブロー工程において、上部に位置する支持体とハニカム担体の外周部と弾性把持具の側面と下部に位置する支持体とで形成される空間を、開口部からの気流で加圧し、ハニカム外皮から触媒スラリーが浸みだすのを抑制することを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法が提供される。
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 purifying catalyst carrying a catalyst component in the cell,
Using the step of impregnating the resin composition solution as a sealer in the pores in the entire outer skin of the honeycomb carrier, and two elastic gripping jigs having a balloon-like support, the support is provided on the upper and lower ends of the honeycomb carrier, respectively. A step of bringing the body into close contact with each other, a step of supplying the catalyst component-containing slurry liquid from one end of the honeycomb carrier, a step of coating the catalyst component in the cell by air blow, and an elasticity from the honeycomb carrier Including a step of separating the holding jig and a step of drying and firing the separated honeycomb carrier to carry a catalyst component,
In the air blowing step, a space formed by the support body located at the upper part, the outer peripheral part of the honeycomb carrier, the side face of the elastic gripping tool, and the support body located at the lower part is pressurized with an air flow from the opening, The present invention provides a method for producing an exhaust gas purifying catalyst, characterized in that the catalyst slurry is prevented from oozing out.

また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、前記ウオッシュコート法に際して、セル内のシーラーが未乾燥の状態で、ハニカム担体上部と下部の外皮部分を弾性把持治具のバルーン状支持体をもって液密把持固定し、
その後、ハニカム担体の端面から触媒成分を含む前記触媒スラリー液を供給し、触媒スラリーが供給されたハニカム担体の端面から気流を当ててセル内に触媒成分を被覆した後、ハニカム担体の外皮部分から弾性把持治具を分離する工程を経て、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ことを特徴とする排ガス浄化触媒の製造方法が提供される。
Further, according to the second invention of the present invention, in the first invention, when the sealer in the cell is in an undried state in the wash coating method, the upper and lower skin portions of the honeycomb carrier are attached to the elastic gripping jig. Liquid-tight gripping and fixing with a balloon-shaped support,
Thereafter, the catalyst slurry liquid containing the catalyst component is supplied from the end face of the honeycomb carrier, and the catalyst component is coated in the cells by applying an air flow from the end face of the honeycomb carrier to which the catalyst slurry is supplied, and then from the outer skin portion of the honeycomb carrier. There is provided a method for producing an exhaust gas purifying catalyst characterized in that after the step of separating the elastic gripping jig, the separated honeycomb carrier is dried and then fired to carry the catalyst component.

また、本発明の第3の発明によれば、第1の発明における、前記エアーブロー工程において、前記[空間を加圧する圧力]は、[ブロー圧力]≦[空間を加圧する圧力]の条件を満たすことを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法が提供される。   According to a third aspect of the present invention, in the air blowing step according to the first aspect, the [pressure for pressurizing the space] satisfies a condition of [blowing pressure] ≦ [pressure for pressurizing the space]. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst characterized by being satisfied is provided.

また、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、前記ハニカム担体を把持する工程において、前記弾性把持治具により、樹脂組成物溶液が含浸されたハニカム担体を、該樹脂組成物溶液が完全に乾燥する前に把持する事を特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法が提供される。   According to the fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the honeycomb carrier impregnated with the resin composition solution by the elastic gripping jig in the step of gripping the honeycomb carrier. Is provided before the resin composition solution is completely dried, and a method for producing an exhaust gas purifying catalyst is provided.

また、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ける、前記樹脂組成物溶液を含浸する工程において、ハニカム担体に対する樹脂組成物溶液の含浸深さが、ハニカム担体の外皮厚みに相当する事を特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法が提供される。   According to the fifth invention of the present invention, in the step of impregnating the resin composition solution according to any one of the first to fourth inventions, the impregnation depth of the resin composition solution into the honeycomb carrier is There is provided a method for producing an exhaust gas purifying catalyst, characterized in that it corresponds to the thickness of the outer skin.

また、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ける、前記エアーブロー工程において、前記開口部から空間への気流は、エアーブローの間、継続する事を特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法が提供される。   According to a sixth aspect of the present invention, in the air blowing step according to any one of the first to fifth aspects, the air flow from the opening to the space continues during the air blowing. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst is provided.

また、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ける、前記開口部は、ハニカム外周部の複数個所に略等間隔で配置される事を特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法が提供される。   According to a seventh aspect of the present invention, the exhaust gas according to any one of the first to sixth aspects is characterized in that the openings are arranged at substantially equal intervals at a plurality of locations on the outer periphery of the honeycomb. A method for producing a purification catalyst is provided.

また、本発明の第8の発明によれば、第1〜7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ガス浄化触媒の製造方法が提供される。   Further, according to an eighth invention of the present invention, in any one of the first to seventh inventions, the honeycomb carrier has an outer shell portion with a porosity of 50 to 80%. A manufacturing method is provided.

また、本発明の第9の発明によれば、第1〜8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ガス浄化触媒の製造方法が提供される。   According to the ninth invention of the present invention, in any one of the first to eighth inventions, the outer skin portion of the honeycomb carrier has an average pore diameter measured by a mercury porosimeter of 10 to 30 μm. A method for producing a featured exhaust gas purification catalyst is provided.

また、本発明の第10の発明によれば、第1〜9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ガス浄化触媒の製造方法が提供される。   According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, the cells of the honeycomb carrier are plugged at the opening end on the inlet end surface and the opening end on the outlet end surface. There is provided a method for producing an exhaust gas purification catalyst, characterized in that the plugging portions are alternately arranged.

さらに、本発明の第11の発明によれば、第1〜10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ガス浄化触媒の製造方法が提供される。   Further, according to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects, the catalyst composition contains one or more noble metal elements selected from Pt, Pd, and Rh. A method for producing an exhaust gas purifying catalyst is provided.

本発明の排ガス浄化触媒の製造方法によれば、多孔質な外皮部分への触媒スラリーの浸入を防ぐことができることから、ハニカム担体におけるクラックの発生を抑制することができ、自動車に搭載した際には背圧の上昇も抑制することができる。
また、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、予め樹脂組成物水溶液による外皮塗工を行うことから、触媒スラリーが外皮部分に浸出することを防げるので、装置周辺が汚れることもなくなる。
また、ハニカム担体を液密状態で把持すれば、樹脂組成物溶液の完全乾燥を待つことなくウオッシュコートが可能になることから、樹脂組成物の乾燥時間を節約できるので、排ガス浄化触媒の生産効率を向上することもできる。
According to the method for producing an exhaust gas purification catalyst of the present invention, since the catalyst slurry can be prevented from entering the porous outer skin portion, the occurrence of cracks in the honeycomb carrier can be suppressed, and when mounted on an automobile. Can also suppress an increase in back pressure.
In addition, when the catalyst slurry is coated on the cell partition walls of the honeycomb carrier, since the outer coating with the resin composition aqueous solution is performed in advance, the catalyst slurry can be prevented from leaching into the outer skin portion, so that the periphery of the apparatus is not contaminated. .
In addition, if the honeycomb carrier is gripped in a liquid-tight state, wash coating can be performed without waiting for the resin composition solution to be completely dried, so that the drying time of the resin composition can be saved. Can also be improved.

本発明が適用されるウオッシュコート法の必須工程を模式的に示した説明図 である。It is explanatory drawing which showed typically the essential process of the wash coat method to which this invention is applied. ハニカム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 the external appearance of the honeycomb carrier typically. 本発明により排ガス浄化触媒を製造する際、(a)樹脂組成物水溶液を塗工 したハニカム担体を支持体により把持する前の状態、(b)支持体によりハニカム担体を把持した工程と、を模式的に示した説明図である。When producing an exhaust gas purification catalyst according to the present invention, (a) a state before the honeycomb carrier coated with the resin composition aqueous solution is held by the support, and (b) a step of holding the honeycomb carrier by the support are schematically shown. It is explanatory drawing shown in figure. 本発明により排ガス浄化触媒を製造する際、ハニカム担体に気流を当てて触 媒スラリーを払い出す工程を模式的に示した説明図である。FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a process of discharging catalyst slurry by applying an air flow to a honeycomb carrier when manufacturing an exhaust gas purification catalyst according to the present invention. 本発明により排ガス浄化触媒を製造する際、ハニカム担体の外皮部分に樹脂 組成物水溶液を塗工する様子の一例を模式的に示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory view schematically showing an example of a state in which an aqueous resin composition is applied to the outer skin portion of a honeycomb carrier when manufacturing an exhaust gas purification catalyst according to the present invention. 排ガス浄化触媒を製造する際、従来技術によってハニカム担体を把持したこ とで、樹脂組成物水溶液が未乾燥であると、外皮部分から樹脂組成物水溶液が浸み出してしまう様子を模式的に示した説明図である。When manufacturing an exhaust gas purification catalyst, the honeycomb carrier is grasped by the conventional technique, and when the resin composition aqueous solution is undried, the resin composition aqueous solution leaches out from the outer skin portion. FIG.

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.ハニカム担体
本発明で用いられるハニカム担体(単にハニカムともいう)は、図2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 carrier A honeycomb carrier (also referred to simply as a honeycomb) used in 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, as shown in FIG. It is the honeycomb-shaped base material 1 which has an opening edge part up and down.

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皮を有し空気圧で払い出す際に障害にもなる前記封止部を有するハニカム状の基材では、後述する要領で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 honeycomb-like base material having a porous outer skin such as GPF and having the sealing portion that becomes an obstacle when the air is discharged by air pressure, as described later. Since it is possible to prevent the catalyst slurry from leaching into the outer skin part during production, it can be suitably used particularly for a wall flow honeycomb used for GPF.

また、ハニカムを構成する隔壁から排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。多孔質体の製造に用いられる材料は特に限定されるものではなく、ハニカム担体の原料として通常使用されている無機酸化物からなるものでよい。このような無機酸化物としては、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ある。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担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用のハニカム担体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、同一材料による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。
In addition, since the exhaust gas needs to escape to the outside from the partition walls constituting the honeycomb, the partition walls are formed of a porous body. The material used for the production of the porous body is not particularly limited, and may be made of an inorganic oxide usually used as a raw material for the honeycomb carrier. Examples of such inorganic oxides include silicon carbide, silicon-silicon carbide based composite material, cordierite, mullite, alumina, silica-alumina, spinel, silicon carbide-cordierite based composite material, lithium aluminum silicate, aluminum titanate, etc. There are ceramic materials. Among these, cordierite is particularly preferable. This is because when the honeycomb base material is cordierite, a honeycomb carrier 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. It is preferable that the honeycomb carrier for GPF is formed of a homogeneous 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 part have the same thermal expansion coefficient or are integrally molded of the same material.
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.

隔壁および外皮部分には多数の細孔が存在していることが好ましい。このような細孔の特性は細孔容積、細孔径としてもあらわされ、ガス吸着法、アルキメデス法、水銀圧入法 など様々な手法によって測定できるが、本発明においては特にことわりの無い限り、水銀圧入法により圧入圧力400MPaで測定し得られた値のことをいう。
本発明におけるハニカム構造体は、セルの隔壁、外皮部分の細孔容積は0.3〜1.6 ml/gである場合に有効であり、0.8〜1.6 ml/gであることが好ましく、1.0〜1.6 ml/gであるとより好ましい。また、ハニカム基材(隔壁及び外皮)の平均細孔径は10〜25μmである場合に有効であり、15〜25μmであることが好ましく、20〜25μmであるとより好ましい。
また、このような細孔の特性は、気孔率(細孔容積率)として表すこともできる。本発明におけるハニカム構造体の気孔率とは、セルの隔壁と外皮部分の厚みと長さ、セルの密度から求められる多孔質体の幾何学的な体積における細孔容積の占める割合を意味するものであり、本発明においては50〜80%であり、60〜80%が好ましく、60〜70%がより好ましい。
細孔容積、細孔系、気孔率が大きすぎるとハニカム担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、細孔容積、細孔系、気孔率が小さすぎると十分な強度が得られないことがある。
It is preferable that a large number of pores exist in the partition walls and the outer skin portion. Such characteristics of pores are also expressed as pore volume and pore diameter, and can be measured by various methods such as gas adsorption method, Archimedes method, mercury intrusion method, etc. It means a value obtained by measuring at a pressure of 400 MPa by the method.
The honeycomb structure of the present invention is effective when the pore volume of the partition walls and the outer skin of the cell is 0.3 to 1.6 ml / g, and is 0.8 to 1.6 ml / g. Is preferable, and it is more preferable in it being 1.0-1.6 ml / g. Further, the average pore diameter of the honeycomb substrate (partition and outer skin) is effective when it is 10 to 25 μm, preferably 15 to 25 μm, and more preferably 20 to 25 μm.
Such characteristics of the pores can also be expressed as porosity (pore volume ratio). The porosity of the honeycomb structure in the present invention means the ratio of the pore volume to the geometric volume of the porous body determined from the thickness and length of the partition walls and the outer skin portion of the cell and the cell density. In the present invention, it is 50 to 80%, preferably 60 to 80%, more preferably 60 to 70%.
If the pore volume, pore system, and porosity are too large, the pressure loss of the honeycomb carrier becomes too high, and when used as a GPF, the engine output may be reduced. In addition, if the pore volume, pore system, and porosity are too small, sufficient strength may not be obtained.

また、ハニカム担体のセルを構成する隔壁の厚みは、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。
ハニカム基材の外皮の厚さは、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。外皮の厚さが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、外皮の厚さが1000μmを超えると、ハニカム担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。
The thickness of the partition walls constituting the cells of the honeycomb carrier is preferably 1 to 18 mil (0.025 to 0.47 mm), more preferably 6 to 12 mil (0.16 to 0.32 mm). 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 skin of the honeycomb base material is preferably 300 to 1000 μm, particularly preferably 500 to 800 μm. If the thickness of the outer skin is less than 300 μm, sufficient strength may not be obtained. On the other hand, if the thickness of the outer skin exceeds 1000 μm, the pressure loss of the honeycomb carrier 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。ハニカム担体のセル密度は、特に制限されないが、100〜1200セル/inch2(15.5〜186セル/cm2)が好ましく、150〜600セル/inch2(23〜93セル/cm2)がより好ましく、200〜400セル/inch2(31〜62セル/cm2)である事が特に好ましい。セル密度が1200セル/inch2(186セル/cm2)を超えると、触媒成分や、排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/inch2(15.5セル/cm2)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用のハニカム担体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 carrier is not particularly limited, but is preferably 100 to 1200 cells / inch2 (15.5 to 186 cells / cm2), more preferably 150 to 600 cells / inch2 (23 to 93 cells / cm2), 200 It is especially preferable that it is -400 cell / inch2 (31-62 cell / cm2). If the cell density exceeds 1200 cells / inch2 (186 cells / cm2), clogging is likely to occur due to catalyst components and solids in the exhaust gas, and the pressure loss becomes too high. 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. Moreover, when used as a honeycomb carrier for GPF, the effective area as a filter is insufficient, the pressure loss after PM deposition becomes high, and the engine output may be reduced.

本発明に使用されるハニカム担体としては、前記のようなGPF,DPFの他、ガソリン車用のTWCなどに使用される目封止のないフロースルー担体で有っても良い。この場合も本発明の効果が発揮されるためには、少なくとも外皮部分が隔壁と同質で多孔質体により形成されていることが必要であり、前記GPFと同様に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、この場合の気孔率,気孔径の測定法もGPF用ハニカム担体と同様に水銀ポロシメーターにより計測することができる。   The honeycomb carrier used in the present invention may be a flow-through carrier without plugging used in a TWC for a gasoline vehicle, in addition to the GPF and DPF as described above. In this case as well, in order for the effect of the present invention to be exhibited, it is necessary that at least the outer skin portion is formed of a porous body having the same quality as the partition walls. The porosity 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 this case, the porosity and pore diameter can be measured by a mercury porosimeter in the same manner as the GPF honeycomb carrier.

ハニカム担体の形状は、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 carrier 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.

ハニカム担体を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に目封止部を形成することにより、ハニカム担体は、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、それぞれの開口端部が目封止されたセルと、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 the honeycomb carrier is used for a PM collection filter such as GPF, a plugging portion for plugging 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 is formed. Yes.
Thus, by forming the plugged portion at one open end of each cell of the honeycomb base material, the honeycomb carrier 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 portions are arranged such that the inlet end surface and the outlet end surface are arranged in a checkered pattern by the cells in which the respective open ends are plugged and the cells that are not plugged. It is preferable to be formed. However, the embodiment of the present invention is not limited to such a wall flow filter.

外皮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担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 the catalyst slurry to the outer surface of the outer skin and insufficient strength are particularly noticeable in a honeycomb substrate having a high porosity such that the porosity is 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.排ガス浄化触媒の製造方法
本発明の排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、隔壁により構成されたセルの少なくとも一部が開口した端面を有し、気孔率が30%以上である多孔質の外皮部分からなるハニカム担体に対し、
前記ハニカム担体の外皮全域の細孔内にシーラーとして樹脂組成物溶液を含浸する工程と、バルーン状支持体を有する二つの弾性把持治具を用いて、それぞれハニカム担体の端面上部と下部に前記支持体を密接させ、ハニカム担体を把持する工程と、触媒成分含有スラリー液をハニカム担体の一方の端部から供給する工程と、エアーブローによりセル内に触媒成分を被覆する工程と、ハニカム担体から弾性把持治具を分離する工程と、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工程を含み、
前記エアーブロー工程において、上部に位置する支持体とハニカム担体の外周部と弾性把持具の側面と下部に位置する支持体とで形成される空間を、開口部からの気流で加圧し、ハニカム外皮から触媒スラリーが浸みだすのを抑制することを特徴とする。
2. Manufacturing method of exhaust gas purifying catalyst The manufacturing method of the exhaust gas purifying catalyst of the present invention has a porous partition wall forming a plurality of cells, and an end face in which at least a part of the cells constituted by the partition walls is open, and the porosity is For a honeycomb carrier comprising a porous outer skin portion of 30% or more,
Using the step of impregnating the resin composition solution as a sealer in the pores in the entire outer skin of the honeycomb carrier, and two elastic gripping jigs having a balloon-like support, the support is provided on the upper and lower ends of the honeycomb carrier, respectively. A step of bringing the body into close contact with each other, a step of supplying the catalyst component-containing slurry liquid from one end of the honeycomb carrier, a step of coating the catalyst component in the cell by air blow, and an elasticity from the honeycomb carrier Including a step of separating the holding jig and a step of drying and firing the separated honeycomb carrier to carry a catalyst component,
In the air blowing step, a space formed by the support body located at the upper part, the outer peripheral part of the honeycomb carrier, the side face of the elastic gripping tool, and the support body located at the lower part is pressurized with an air flow from the opening, The catalyst slurry is prevented from oozing out.

次に、本発明の排ガス浄化触媒の製造方法について、図を用いて工程毎に説明する。   Next, the manufacturing method of the exhaust gas purification catalyst of the present invention will be described for each process with reference to the drawings.

(1)樹脂組成物または疎水性油脂による外皮部分のシール
本発明では、その外皮部分に触媒スラリーが浸み込まない様に樹脂組成物または疎水性油脂から選ばれるシーラー(シール成分ともいう)をハニカム担体の外皮部分に含浸させる。シーラーの種類は、特に限定されるものでは無いが、コストや取扱いの容易さの点から水溶性の樹脂もしくは樹脂組成物が好ましい(水溶性樹脂組成物ともいう)。
なお、樹脂組成物溶液を含浸する工程においては、ハニカム担体に対する樹脂組成物溶液の含浸深さが、ハニカム担体の外皮厚みに相当する。
(1) Sealing of outer skin portion with resin composition or hydrophobic oil / fat In the present invention, a sealer (also referred to as a sealing component) selected from the resin composition or hydrophobic oil / fat so that the catalyst slurry does not penetrate into the outer skin portion. Impregnation into the outer skin of the honeycomb carrier. The type of the sealer is not particularly limited, but a water-soluble resin or resin composition is preferable from the viewpoint of cost and ease of handling (also referred to as a water-soluble resin composition).
In the step of impregnating the resin composition solution, the impregnation depth of the resin composition solution into the honeycomb carrier corresponds to the outer shell thickness of the honeycomb carrier.

このような水溶性樹脂組成物としては、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。好ましいのはPVAであり、PVAを水溶性樹脂組成物として使用する場合、水溶液とすることでハニカム担体の外皮部分に含浸処理することができる。PVAの物性は、特に限定されるものでは無いが、平均重合度で1,000〜3,000のものが好ましく、1,500〜2,500であるものがより好ましい。なお、水を溶媒としPVAを溶解した場合、その濃度は特に限定されるものではないが、1〜10質量%が好ましく、3〜7質量%であることがより好ましい。このような濃度のPVAを選択してハニカム基材に適用すれば、外皮部分9への含浸が容易である上に、必要以上の深さ、すなわちハニカム中心軸線方向の隔壁4へのPVAの含浸が深くなりすぎることがない。なお、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂などでは、分子中に特定の親水性基が必要であり、分散剤を配合するなどの処理が行われる場合がある。   Examples of such a water-soluble resin composition include polyvinyl alcohol (PVA), polyester resin, phenol resin, and acrylic resin. PVA is preferable, and when PVA is used as a water-soluble resin composition, the outer skin portion of the honeycomb carrier can be impregnated by using an aqueous solution. The physical properties of PVA are not particularly limited, but those having an average degree of polymerization of 1,000 to 3,000 are preferable, and those of 1,500 to 2,500 are more preferable. In addition, when water is used as a solvent and PVA is dissolved, the concentration is not particularly limited, but is preferably 1 to 10% by mass, and more preferably 3 to 7% by mass. If PVA having such a concentration is selected and applied to the honeycomb substrate, impregnation into the outer skin portion 9 is easy, and more than necessary depth, that is, impregnation of PVA into the partition walls 4 in the honeycomb central axis direction. Will not be too deep. In addition, polyester resin, phenol resin, acrylic resin, and the like require a specific hydrophilic group in the molecule, and a treatment such as blending a dispersant may be performed.

このようなPVA等のハニカム担体への含浸深さは、外皮部分の厚みを含浸できることが必要であるが、外皮部分の内部に完全に含浸させるために、より深く、外皮部分を超えてセル一つ分程度の深さに至る様に制御されることが望ましい。ただし、それより深くまで水溶性樹脂組成物を含浸させてしまうと、含浸した水溶性樹脂組成物が障害となり、セルの隔壁内部に触媒スラリーが含浸しにくくなり、触媒機能を発揮するハニカム担体の幾何学的な面積が減少してしまう。   The impregnation depth of the honeycomb carrier such as PVA needs to be able to impregnate the thickness of the outer skin portion, but in order to completely impregnate the inner portion of the outer skin portion, the depth of the cell is deeper than the outer skin portion. It is desirable to control to reach a depth of about one. However, if the water-soluble resin composition is impregnated deeper than that, the impregnated water-soluble resin composition becomes an obstacle, making it difficult for the catalyst slurry to impregnate inside the partition walls of the cell, and the honeycomb carrier that exhibits the catalytic function. Geometric area is reduced.

また、外皮部分のシール成分としては、上記のような水溶性樹脂組成物の他、油脂成分のような疎水性成分も使用できる。ウオッシュコートに使用される触媒スラリーが水を媒体としていることから、シール成分として使用することで、触媒スラリーと親和性のない疎水性油脂がバリアとなって、外皮部分内部への触媒スラリーの拡散を抑制できる。
通常、このような疎水性油脂は、乾燥させることが難しいことから、従来のウオッシュコート法をそのまま適用すると、外皮部分の含浸させた疎水性油脂が気流の適用時の圧力で外側に押し出されてしまうが、本発明の方法であれば外皮部分が側面からの気流で加圧されることから、外皮部分のシール成分として流動性のある疎水性油脂を使用しても、ウオッシュコート時の圧力によって疎水性油脂成分が押し出され、外皮部分に触媒スラリーが浸入することがない。
このような疎水性油脂成分の種類は、特に限定されるものでは無く、通常入手可能な油脂成分の中から適宜選択することが可能であるが、油脂中に無機成分を含まない事が好ましく、また後段の操作である焼成工程において揮発や燃焼により除去されることから、菜種油等の植物由来の油脂や、牛脂などの動物性油脂を使用することが好ましい。
In addition to the water-soluble resin composition as described above, a hydrophobic component such as an oil and fat component can also be used as the seal component for the outer skin portion. Since the catalyst slurry used in the washcoat uses water as a medium, the hydrophobic slurry that has no affinity with the catalyst slurry becomes a barrier when used as a seal component, and the catalyst slurry diffuses into the outer skin. Can be suppressed.
Usually, it is difficult to dry such hydrophobic fats and oils, so when the conventional wash coat method is applied as it is, the hydrophobic fats and oils impregnated in the outer skin part are pushed outward by the pressure at the time of air flow application. However, in the method of the present invention, the outer skin part is pressurized with the airflow from the side surface, so even if fluid hydrophobic oil or fat is used as a sealing component of the outer skin part, Hydrophobic oil and fat components are extruded, and the catalyst slurry does not enter the outer skin portion.
The kind of the hydrophobic oil / fat component is not particularly limited, and can be appropriately selected from normally available oil / fat components, but preferably does not contain an inorganic component in the oil / fat, Moreover, since it removes by volatilization or combustion in the baking process which is a latter stage operation, it is preferable to use plant-derived fats and oils, such as rapeseed oil, and animal fats, such as beef tallow.

(2)樹脂組成物水溶液の塗工装置
ハニカム担体の外皮部分へ樹脂組成物水溶液などのシーラーを塗工する手段は、特に限定されず、例えば図5のような塗工装置をもって処理することができる。
図5の塗工装置では、駆動・塗布ローラー7を2つ並べ、その上に、ハニカム基材を載置して、ローラーにより回転させ円周側面に塗布液を付着させる例を模式的に示している。
(2) Coating device for resin composition aqueous solution The means for coating a sealer such as a resin composition aqueous solution on the outer skin portion of the honeycomb carrier is not particularly limited. For example, the coating may be performed with a coating device as shown in FIG. it can.
5 schematically shows an example in which two drive / application rollers 7 are arranged, a honeycomb substrate is placed thereon, and the application liquid is attached to the circumferential side surface by rotating with the rollers. ing.

より具体的には、樹脂組成物水溶液8が蓄えられた液浴に下端部を漬けるなどして樹脂組成物を供給した駆動・塗布ローラー7上にハニカム担体1を載置し、駆動・塗布ローラー7表面にハニカム担体1の円周側面に接触させる。この駆動・塗布ローラー7は、最外面がスポンジ状で形成されているものが好ましい。ハニカム担体1を載置された駆動・塗布ローラー7には水溶性樹脂組成物8が供給される。駆動・塗布ローラー7の最外面のスポンジ状材料部分を、塗布液が満たされた容器に浸漬させていると、水溶性樹脂組成物8がハニカム担体1へと供給されやすい。なお、駆動・塗布ローラーを2つ以上用いる場合は、どれか1つのみに水溶性樹脂組成物8を供給してもよいし、両方に塗布液を供給してもよい。
ハニカム担体1への樹脂組成物水溶液8の供給量は、駆動・塗布ローラー7の回転速度、駆動・塗布ローラー7への載置時間などにより制御することができる。このように所定量の樹脂組成物水溶液8が供給されたハニカム担体1の外皮部分9に浸入した樹脂組成物水溶液81は、外皮部分内部に触媒スラリーの浸入を防ぐ層として機能する。
More specifically, the honeycomb carrier 1 is placed on the drive / application roller 7 supplied with the resin composition by immersing the lower end in a liquid bath in which the aqueous resin composition solution 8 is stored, and the drive / application roller. 7 The surface is brought into contact with the circumferential side surface of the honeycomb carrier 1. The drive / application roller 7 preferably has a sponge-like outermost surface. A water-soluble resin composition 8 is supplied to the drive / application roller 7 on which the honeycomb carrier 1 is placed. When the sponge-like material portion on the outermost surface of the drive / application roller 7 is immersed in a container filled with the application liquid, the water-soluble resin composition 8 is easily supplied to the honeycomb carrier 1. When two or more drive / application rollers are used, the water-soluble resin composition 8 may be supplied to only one of them, or the application liquid may be supplied to both.
The amount of the resin composition aqueous solution 8 supplied to the honeycomb carrier 1 can be controlled by the rotational speed of the drive / application roller 7, the placement time on the drive / application roller 7 and the like. Thus, the resin composition aqueous solution 81 that has entered the outer skin portion 9 of the honeycomb carrier 1 to which the predetermined amount of the resin composition aqueous solution 8 has been supplied functions as a layer that prevents the catalyst slurry from entering the outer skin portion.

このように樹脂組成物水溶液が塗工されたハニカム担体は、製造工程の後段で触媒スラリーの被覆、すなわちウオッシュコートが適用される。
従来、ハニカム担体の外皮を樹脂組成物で塗工していないと、把持するバルーンがハニカム担体の一部分しか覆っていないので、ウオッシュコート時に、エアーブローの影響を受け、バルーンで覆われていない外皮部分の内部に触媒スラリーが浸入していた。
Thus, the catalyst carrier coating, that is, the wash coat, is applied to the honeycomb carrier coated with the aqueous resin composition solution in the latter stage of the manufacturing process.
Conventionally, if the outer skin of the honeycomb carrier is not coated with the resin composition, the balloon to be gripped covers only a part of the honeycomb carrier. The catalyst slurry entered the inside of the part.

しかし、本発明では、ハニカム担体のセル内に触媒スラリーをウオッシュコート法で被覆する際、ハニカム担体の外周部からスラリーの浸み出しが抑制され、GPF用ハニカム担体のような脆弱な担体であっても、硬化性の樹脂組成物などのシーラーが塗工されれば、樹脂が硬化することによってハニカム担体の機械的な強度を向上することも期待される。   However, in the present invention, when the catalyst slurry is coated in the honeycomb carrier cells by the wash coat method, the seepage of the slurry from the outer peripheral portion of the honeycomb carrier is suppressed, and the carrier is a fragile carrier such as a GPF honeycomb carrier. However, if a sealer such as a curable resin composition is applied, the mechanical strength of the honeycomb carrier is expected to be improved by curing the resin.

(3)樹脂組成物水溶液の乾燥程度の影響
樹成物水溶液が塗工されたハニカム担体は、次に触媒スラリーの被覆、すなわちウオッシュコートが適用されるが、樹脂組成物水溶液の乾燥が不十分であると、スラリーの浸み出し抑制に対して大きな効果が得られない。
(3) Influence of the degree of drying of the aqueous resin composition solution The honeycomb carrier coated with the aqueous solution of the composition is next applied with a catalyst slurry coating, that is, a wash coat, but the aqueous resin composition solution is not sufficiently dried. When it is, a big effect is not acquired with respect to the leaching suppression of a slurry.

樹脂組成物水溶液は、ウオッシュコートにおいて外皮部分から触媒スラリーが浸み出すのを抑制するために塗工されるものであり、すなわち外皮部分の細孔を密封(シール)するためのものである。そして、充分な密封性能を得るためには、塗工された樹脂組成物水溶液が完全に乾燥されている必要があり、不完全な乾燥であると、図6のようにウオッシュコート時にその気流の圧力で未乾燥部分から触媒スラリーが浸み出してしまう。   The aqueous resin composition is applied in order to prevent the catalyst slurry from leaching out of the outer skin portion in the wash coat, that is, for sealing (sealing) the pores of the outer skin portion. And in order to obtain sufficient sealing performance, it is necessary that the applied resin composition aqueous solution is completely dried, and if it is incompletely dried, the air current is reduced during wash coating as shown in FIG. The catalyst slurry oozes out from the undried portion under pressure.

一見、樹脂組成物水溶液には相当の粘性もあり、塗工後の乾燥が不充分であっても溶媒の揮発による粘度の上昇もあることから、ウオッシュコートによる触媒スラリーは浸出し難いように思われる。しかし、乾燥が不充分であるとウオッシュコートにおける気流の適用によって触媒スラリーは容易に浸み出してしまう。
このような樹脂組成物水溶液の不充分な乾燥により、容易に触媒スラリーの浸み出してしまう要因はいくつか考えられるが、その一つはハニカム基材の外皮の薄さによるものと思われる。前述の様にハニカム基材の外皮は通常300〜1000μmと極めて薄い。そのため、樹脂組成物水溶液が完全に乾燥していない状態であると、多少増粘した程度では気流の圧力に抗して細孔内で留まる事が困難で、ウオッシュコートにおける気流適用時の圧力や、水溶液シーラー中への水性触媒スラリーの拡散、また外部部分を構成する細孔の毛細管現象等が作用して、触媒スラリーが浸み出してしまうものと考えられる。
At first glance, the resin composition aqueous solution also has a considerable viscosity, and even if the drying after coating is insufficient, there is also an increase in viscosity due to the volatilization of the solvent. It is. However, if the drying is insufficient, the catalyst slurry easily leaches out due to the application of airflow in the washcoat.
There are several possible causes of the catalyst slurry leaching out easily due to insufficient drying of the aqueous resin composition solution, one of which may be due to the thinness of the outer skin of the honeycomb substrate. As described above, the outer skin of the honeycomb substrate is usually extremely thin, 300 to 1000 μm. Therefore, if the resin composition aqueous solution is not completely dried, it is difficult to stay in the pores against the pressure of the air flow if the viscosity is somewhat increased. It is considered that the catalyst slurry oozes due to the diffusion of the aqueous catalyst slurry into the aqueous solution sealer and the capillary action of the pores constituting the external part.

ウオッシュコートにおけるエアーブロー時に触媒スラリーが浸み出さない程度に樹脂組成物水溶液を乾燥硬化させるためには、室温においては概ね5時間以上の長い乾燥時間を要している。このような乾燥時間は、水溶性樹脂組成物と溶媒の組合せがPVAと水の場合に限ったものでは無く、樹脂組成物水溶液の濃度や塗工量によっても変わってくる。しかし、いかような組合せにおいても相応の乾燥時間が必要であることに変わりは無く、このような数時間にも及ぶ乾燥時間は工業的な製造工程においては生産効率上、大きなデメリットとなる。   In order to dry and cure the resin composition aqueous solution to such an extent that the catalyst slurry does not ooze out during air blowing in the wash coat, a long drying time of about 5 hours or more is required at room temperature. Such a drying time is not limited to the case where the combination of the water-soluble resin composition and the solvent is PVA and water, but also varies depending on the concentration of the resin composition aqueous solution and the coating amount. However, in any combination, a suitable drying time is still required, and such a drying time of several hours is a great disadvantage in terms of production efficiency in an industrial manufacturing process.

また、本発明で使用するシーラー組成物が水のような揮発性の溶媒を含むものである場合、外皮のシールを目的に塗工した場合であっても、乾燥によりシーラーの体積が減少することで、場合によっては外皮に触媒組成物スラリーが通過可能な細孔を形成してしまうことが懸念される。この場合、従来の方法では、ウオッシュコート時、外皮に触媒組成物スラリーが浸み出してしまうことになる。
しかし、本発明では、後で詳述するように、エアーブローと同じタイミングで、ハニカム外皮部分に側面から気流を当てて加圧することから、細孔をシーラー組成物が未乾燥の状態、すなわち外皮の細孔内部をシーラー組成物で完全に満たした状態でもウオッシュコートが可能である。
Further, when the sealer composition used in the present invention contains a volatile solvent such as water, even when applied for the purpose of sealing the outer skin, the volume of the sealer is reduced by drying, In some cases, there is a concern that pores through which the catalyst composition slurry can pass are formed in the outer skin. In this case, in the conventional method, the slurry of the catalyst composition oozes out from the outer skin during wash coating.
However, in the present invention, as will be described in detail later, air pressure is applied to the honeycomb outer skin portion from the side at the same timing as the air blow to pressurize the pores, so that the sealer composition is in an undried state, that is, the outer skin. Wash coating is possible even when the pores are completely filled with the sealer composition.

(4)ハニカム担体の把持
本発明のウオッシュコート法では、まず図1の(a)に示すように、バルーン状支持体2を有する弾性把持治具3をハニカム担体1の外周部に近接させ、該バルーン状支持体の内部に空気を供給してバルーンでハニカム担体を把持固定する。
図4のように弾性把持治具3は、バルーン状支持体2に空気を流通する空気流通口がバルーン2の内側に向けて開口している。本発明における空気流通口は、各個別にバルーン2の内部に空気を送り込んで加圧し、バルーン2の内部から空気を吸引するときの通路となる。
(4) Holding of honeycomb carrier In the washcoat method of the present invention, first, as shown in FIG. 1 (a), an elastic holding jig 3 having a balloon-like support 2 is brought close to the outer periphery of the honeycomb carrier 1, Air is supplied to the inside of the balloon-shaped support, and the honeycomb carrier is held and fixed by the balloon.
As shown in FIG. 4, in the elastic gripping jig 3, an air circulation port that circulates air through the balloon-shaped support 2 opens toward the inside of the balloon 2. The air circulation port in the present invention serves as a passage when air is individually fed into the balloon 2 for pressurization and air is sucked from the balloon 2.

バルーンは、図1では、縦方向のサイズが短いタイプのお椀状バルーンを一つ示している。従来のように単にハニカム担体を把持するのであれば、これでよいが、本発明では、ハニカム担体に樹脂組成物を塗工後にハニカム担体の外皮部分を液密把持するために、ハニカム担体の上下を把持できるよう二つのバルーンを用いる。
すなわち、本発明ではハニカム担体の上部と下部で外皮部分を把持するため二つのバルーンを使用することで、工程間の移動でハニカムが左右方向に揺れることもなくなり、GPF用途のような脆弱なハニカムを取り扱う際に把持力による破損が抑制され、液密性を保つことが容易になる。
FIG. 1 shows one type of bowl-shaped balloon having a short vertical size. If the honeycomb carrier is simply held as in the prior art, this is sufficient, but in the present invention, in order to liquid-tightly hold the outer skin portion of the honeycomb carrier after applying the resin composition to the honeycomb carrier, Two balloons are used so that can be gripped.
In other words, in the present invention, since two balloons are used to hold the outer skin portion at the upper and lower portions of the honeycomb carrier, the honeycomb does not sway in the left-right direction due to movement between processes, and a fragile honeycomb such as for GPF use. When handling, damage due to gripping force is suppressed, and it becomes easy to maintain liquid tightness.

また、把持するタイミングは、ハニカム担体にシーラーが塗工された後、完全に乾燥するまでの間であれば構わないが、乾燥時間をとらず、そのまま把持工程に進むのが好ましい。すなわち、ハニカム担体を把持する工程において、前記弾性把持治具により、樹脂組成物溶液が含浸されたハニカム担体を、該樹脂組成物溶液が完全に乾燥する前に把持することで、工程時間の短縮が可能になる。   In addition, the timing of gripping may be any period from when the sealer is applied to the honeycomb carrier until it is completely dried, but it is preferable to proceed to the gripping process without taking a drying time. That is, in the step of gripping the honeycomb carrier, the elastic carrier jig is used to grip the honeycomb carrier impregnated with the resin composition solution before the resin composition solution is completely dried, thereby shortening the process time. Is possible.

ここで弾性把持治具のバルーンによるハニカム担体の把持位置は、図3(a)のとおり上部のバルーン支持体が外皮部分の最上端を、下部のバルーン支持体が外皮部分の最下端を把持するようにするのが好ましい。これにより、ハニカム担体の側面・中間部に空間が形成された状態で、外皮に含浸された樹脂組成物を液密に把持することが可能となる。   Here, the gripping position of the honeycomb carrier by the balloon of the elastic gripping jig is such that the upper balloon support grips the uppermost end of the outer skin part and the lower balloon support grips the lowermost edge of the outer skin part as shown in FIG. It is preferable to do so. As a result, the resin composition impregnated in the outer skin can be gripped in a liquid-tight manner in a state where a space is formed in the side surface / intermediate portion of the honeycomb carrier.

本発明において液密とは、エアーブロー時、気流の適用によって未乾燥の樹脂組成物水溶液の移動が抑制され、触媒スラリーがハニカム担体の外皮部分に浸入しない程度であることを意味する。   In the present invention, liquid-tight means that the movement of the undried resin composition aqueous solution is suppressed by the application of an air flow at the time of air blowing, and the catalyst slurry does not enter the outer skin portion of the honeycomb carrier.

(5)触媒スラリー液の供給
弾性把持治具のバルーンでハニカム担体を把持しながら、図1の中央に示すように、触媒成分を含むスラリーをハニカム担体に供給する。このような触媒スラリーの供給の仕方については、特に制限されるものではなく、図1においても矢印(1)で二方向に示したように、ハニカムの上端もしくは下端いずれから供給しても良い。
(5) Supply of catalyst slurry liquid While holding the honeycomb carrier with a balloon of an elastic holding jig, as shown in the center of FIG. 1, slurry containing a catalyst component is supplied to the honeycomb carrier. The method of supplying such a catalyst slurry is not particularly limited, and may be supplied from either the upper end or the lower end of the honeycomb as shown in two directions by arrows (1) in FIG.

なお、エアーブロー前の触媒スラリーの供給においては、若干の圧力を加えても良い。供給圧力は、触媒スラリーをハニカム担体上端から供給する場合は、上端からの加圧もしくは下端からの吸引により、また触媒スラリーをハニカム担体下端から供給する場合は、上端からの吸引もしくは下端からの加圧によることができる。   Note that a slight pressure may be applied in the supply of the catalyst slurry before air blowing. When supplying the catalyst slurry from the upper end of the honeycomb carrier, pressurization from the upper end or suction from the lower end is used. When supplying the catalyst slurry from the lower end of the honeycomb carrier, suction from the upper end or addition from the lower end is performed. Can depend on pressure.

本発明に使用される触媒スラリーは、ウオッシュコートによりハニカム担体を触媒化可能な流動性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、アルミナなどの無機酸化物粒子にPt,Pd,Rh等の貴金属成分を担持した触媒成分を水媒体に分散し、必要に応じて増粘材などの添加剤を含む触媒スラリーとして調製されたものが使用できる。
このように本発明に使用される触媒スラリーとしては、B型粘度計による粘度が10〜200mPasのものが挙げられる。また、触媒スラリー粘度は、アルミナ等の無機微粒子の含有量にも影響され、このような無機微粒子の濃度としては5〜60質量%のような触媒スラリーが挙げられる。また、無機微粒子に由来する粘性については、無機微粒子の粒径の影響も無視できず、例えば0.1〜10μmの無機微粒子を含む触媒スラリーが挙げられる。
The catalyst slurry used in the present invention is not particularly limited as long as it has fluidity capable of catalyzing a honeycomb carrier by wash coating, and Pt, Pd, Rh are added to inorganic oxide particles such as alumina. A catalyst component prepared by dispersing a catalyst component carrying a noble metal component such as the above in an aqueous medium and containing an additive such as a thickener as necessary can be used.
Thus, as a catalyst slurry used for this invention, the viscosity by a B-type viscometer is 10-200 mPas. The catalyst slurry viscosity is also affected by the content of inorganic fine particles such as alumina, and examples of the concentration of such inorganic fine particles include catalyst slurries such as 5 to 60% by mass. Moreover, about the viscosity originating in an inorganic fine particle, the influence of the particle size of an inorganic fine particle cannot be disregarded, For example, the catalyst slurry containing 0.1-10 micrometers inorganic fine particle is mentioned.

本発明において触媒スラリーの組成は、特に限定されるものではないが、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、セル隔壁表面もしくはその内部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被覆もしくは含浸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、アルミナ以外にもシリカ、ゼオライト、ジルコニア、セリア、チタニア、またはこれらの複合酸化物等を用いることもできる。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程度であっても良い。   In the present invention, the composition of the catalyst slurry is not particularly limited. However, in the case of a three-way catalyst (TWC), a precious metal such as platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) is mainly used. A catalyst component is used. Since a catalyst such as a noble metal is supported in a highly dispersed state on the surface of the cell partition walls or in the interior thereof, the catalyst is temporarily supported on a heat resistant inorganic oxide having a large specific surface area such as alumina, and then coated on the cell partition walls of the honeycomb carrier. It is preferable to impregnate. As the heat-resistant inorganic oxide for supporting the catalyst, silica, zeolite, zirconia, ceria, titania, or a composite oxide thereof can be used in addition to alumina. The amount of the precious metal supported may be about 0.3 to 3.5 g / L per unit volume of the honeycomb carrier.

触媒スラリーは、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セルの隔壁の細孔内部には浸入出来ることが好ましく、このような触媒スラリーは、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。D90が5μm以下であれば隔壁の細孔内部へ、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、しかも、いたずらに圧力損失を招く事も無い。   The catalyst slurry is not limited by the type and particle size of the inorganic particles, but it is preferable that at least a part of the catalyst slurry can enter the pores of the partition walls of the cell. Such a catalyst slurry has a particle size distribution. It is preferable that the fine particles are formed by a ball mill or the like so that the particle diameter D90 when the cumulative distribution from the small particle diameter side becomes 90% is 5 μm or less, and more preferably D90 is 3 μm or less. If D90 is 5 μm or less, an appropriate amount of the catalyst component can enter the pores of the partition walls. In particular, when a wall flow honeycomb is used for GPF applications, the ability to purify particulate components such as soot as well as harmful components in exhaust gas is sufficiently exerted, and pressure loss is not unnecessarily caused.

(6)気流の適用:エアーブロー
次に、図1の右側、すなわち矢印(2)のように、触媒スラリーが供給されたハニカム担体1は、必要によりバルーン2にフードを被せた後、ハニカム担体1の一方の端面からエアーブローを加えて、余剰の触媒スラリーの除去、触媒スラリーのセル壁表面への塗り伸ばし、触媒スラリーのセル壁内部への充填を行う。
(6) Application of airflow: air blow Next, as shown in the right side of FIG. 1, that is, as shown by the arrow (2), the honeycomb carrier 1 supplied with the catalyst slurry is covered with the hood on the balloon 2 as necessary, and then the honeycomb carrier Air blow is applied from one end face of 1 to remove excess catalyst slurry, spread the catalyst slurry on the cell wall surface, and fill the catalyst slurry inside the cell wall.

バルーン2によって外皮部分を液密に把持固定しない従来の方法で、樹脂組成物水溶液81が未乾燥な状態のハニカム担体に対してウオッシュコートにより触媒スラリーを被覆した場合は、図6(c−2)に示した様に、弾性把持具3の空気流通口41からの空気でバルーン2を加圧して把持されている部位は問題ないが、バルーン2で液密に把持されていない部位では樹脂組成物水溶液81が外皮から浸み出してしまう。そのため、触媒スラリーが外皮部分に浸入し、ハニカム触媒に熱履歴によるクラックが発生し、背圧の上昇を生じてしまう。   When the catalyst slurry is coated on the honeycomb carrier in which the resin composition aqueous solution 81 is undried by a conventional method in which the outer skin portion is not liquid-tightly held and fixed by the balloon 2, FIG. 6 (c-2 ), There is no problem in the portion gripped by pressurizing the balloon 2 with air from the air circulation port 41 of the elastic gripper 3, but the resin composition is not in the portion gripped by the balloon 2 in a liquid-tight manner. The aqueous solution 81 oozes from the outer skin. Therefore, the catalyst slurry enters the outer skin portion, cracks due to the thermal history occur in the honeycomb catalyst, and the back pressure increases.

これを防ぐために本発明では、このエアーブロー工程において、上部に位置する支持体とハニカム担体の外周部と弾性把持具の側面と下部に位置する支持体とで形成される空間を、開口部からの気流で加圧する。   In order to prevent this, in the present invention, in this air blowing step, a space formed by the support body located at the upper part, the outer peripheral part of the honeycomb carrier, the side surface of the elastic gripping tool, and the support body located at the lower part is opened from the opening part. Pressurize with the air flow.

その際、図3(b)では、前記空間の外側にシャッター機能を有する治具、すなわち気流噴出用治具10を配置して、加圧するようにしている。図示していないがノズルや配管、コンプレッサーなどの付属設備が必要に応じて設けられる。開口部が広い場合には、このような手段で空間の気密度を高めることができる。開口部の気流口4は、ハニカム外周部の複数個所に略等間隔で配置されるのが好ましい。図3には、左右2か所に開口部を示しているが正面と背面にさらに2か所の開口部を設ければより好ましい効果が得られる。 なお、ハニカム担体が大きく縦長な場合は、気流口4を多段に配置することもできる。これにより気流が特定箇所に集中しても気流の強い部分と弱い部分で樹脂組成物81の受ける圧力にむらができるのを抑制できる。また、ハニカムを把持した状態で、別に設けた側部密閉容器に移動させ、同様に空間を加圧できるようにしてもよい。   At that time, in FIG. 3B, a jig having a shutter function, that is, an airflow jetting jig 10 is arranged outside the space to pressurize it. Although not shown, auxiliary equipment such as nozzles, pipes, and compressors are provided as necessary. When the opening is wide, the air density of the space can be increased by such means. It is preferable that the air flow ports 4 in the opening are arranged at approximately equal intervals at a plurality of locations on the outer periphery of the honeycomb. In FIG. 3, openings are shown at two places on the left and right, but a more preferable effect can be obtained if two openings are provided on the front and the back. In addition, when the honeycomb carrier is large and vertically long, the air flow ports 4 can be arranged in multiple stages. Thereby, even if an air flow concentrates on a specific location, it can suppress that the pressure which the resin composition 81 receives by the strong part and weak part of an air current can be made. Alternatively, the honeycomb may be held and moved to a separately provided side sealed container so that the space can be pressurized similarly.

本発明は、これら以外にもバルーン支持体自体に気流を生じさせる開口部を取り付けることができ、ノズルや配管、コンプレッサーなどの付属設備は、既存のエアーブロー設備から分岐し、一部共用することができる。   In addition to these, the present invention can attach an opening for generating an air flow to the balloon support itself, and accessory equipment such as nozzles, pipes, and compressors are branched from existing air blow equipment and partially shared. Can do.

このエアーブロー工程において、前記弾性把持治具の加圧開口部からハニカム担体に向かう気流で、前記空間を加圧する。本発明のウオッシュコート設備は大気圧下に置かれているが、前記エアーブロー工程において、前記[空間を加圧する圧力]は、[ブロー圧力]≦[空間を加圧する圧力]の条件を満たすよう駆動されることが好ましい。[空間を加圧する圧力]が小さく、[ブロー圧力]>[空間を加圧する圧力]の条件になると、外皮からのスラリーの浸み出しを抑制できない場合がある。   In this air blowing process, the space is pressurized with an air flow from the pressure opening of the elastic gripping jig toward the honeycomb carrier. The washcoat equipment of the present invention is placed under atmospheric pressure, but in the air blowing step, the [pressure for pressurizing the space] satisfies the condition [blow pressure] ≦ [pressure for pressurizing the space]. Preferably it is driven. If the [pressure for pressurizing the space] is small and [blow pressure]> [pressure for pressurizing the space], the leaching of slurry from the outer skin may not be suppressed.

加圧の程度は、上記の条件にあうように、ハニカム担体の大きさ、触媒スラリーの量や粘性、樹脂組成物の種類や乾燥の程度などによって適宜設定する。ハニカム担体が大きく、触媒スラリーの量が多く粘性が高い場合や、樹脂組成物の流動性が小さく乾燥の程度が高い場合は、強めに加圧することができる。一方、ハニカム担体が小さく、触媒スラリーの量が少なく粘性が低い場合や、樹脂組成物の流動性が大きく乾燥の程度が低い場合は、加圧の程度を抑えることが必要になる。
加圧の程度は、数値範囲で規定しにくいが、圧力については0.01〜10MPa、時間については0.1〜5秒を目安に設定されることになる。
The degree of pressurization is appropriately set depending on the size of the honeycomb carrier, the amount and viscosity of the catalyst slurry, the type of resin composition, the degree of drying, and the like so as to meet the above conditions. When the honeycomb carrier is large and the amount of the catalyst slurry is large and the viscosity is high, or when the resin composition has a low fluidity and a high degree of drying, the pressure can be increased. On the other hand, when the honeycomb carrier is small and the amount of the catalyst slurry is small and the viscosity is low, or when the resin composition has a high fluidity and a low degree of drying, it is necessary to suppress the degree of pressurization.
The degree of pressurization is difficult to define in the numerical range, but the pressure is set to 0.01 to 10 MPa, and the time is set to 0.1 to 5 seconds as a guide.

前記開口部から空間への気流の噴出は、エアーブローの間、継続し、その終了とともに停止する。そのためのタイマーを制御装置に組み込むこともできるし、エアーブロー機能と連動させることもできる。ウオッシュコートの気流がエアーブロー終了後も続くと、樹脂組成物が未乾燥で加圧が大きい場合は、開口部からの気流がハニカムの内部にまで作用し、セルの壁内部にスラリーを含浸させた場合にはスラリーがセル壁上に押し出され、また外部に排出されることがある。   The ejection of the airflow from the opening to the space continues during the air blow and stops with the end. A timer for this purpose can be incorporated in the control device, and can be linked to the air blow function. If the air flow of the washcoat continues even after the air blow is completed, if the resin composition is undried and the pressure is high, the airflow from the openings acts inside the honeycomb and impregnates the slurry inside the cell walls. In this case, the slurry may be pushed out onto the cell wall and discharged to the outside.

本発明では、シーラーである樹脂組成物水溶液がハニカム担体の外皮部分に塗工された直後、また塗工後に不充分な乾燥状態であっても、外皮部分をバルーン状支持体で液密に把持することと、ウオッシュコート時にハニカム担体側面から気流により加圧することによって、触媒スラリーの外皮部分からの浸み出しを抑制でき、かつ触媒製造工程の大幅な時間短縮を図ることができる。   In the present invention, immediately after the aqueous resin composition solution as a sealer is applied to the outer skin portion of the honeycomb carrier and even after the coating is insufficiently dried, the outer skin portion is liquid-tightly held by the balloon-shaped support. In addition, by applying pressure from the side of the honeycomb carrier at the time of wash coating with an air flow, leaching of the catalyst slurry from the outer skin portion can be suppressed, and the catalyst manufacturing process can be significantly shortened.

(7)弾性把持治具の分離
エアーブローが適用され触媒スラリーが塗工されたハニカム担体は、続いて弾性把持具から分離される。弾性把持具3からのハニカム担体1の分離は、バルーン2内部の空気を空気流通口41から解放するか減圧処理を施すことによる。
(7) Separation of elastic gripping jig The honeycomb carrier to which the air blow is applied and the catalyst slurry is applied is subsequently separated from the elastic gripping tool. Separation of the honeycomb carrier 1 from the elastic gripping tool 3 is performed by releasing the air inside the balloon 2 from the air circulation port 41 or performing a pressure reduction process.

この類似手段が、前記のとおり特許文献6に示されている。この文献では、円筒型ハニカム担体の全周をバルーンで被い空気加圧した後、触媒スラリーをハニカム担体の内側の上部から流し込み、触媒スラリーの被覆が完了したハニカム担体は、バルーン内部の空気を解放することで装置から分離される。
特許文献6では、更にハニカム担体内側から外皮に触媒スラリーが浸み出てしまうことを防ぐために、ハニカム担体の外皮部分全域を把持した態様についても開示されている。しかし、特許文献6には本発明のような樹脂組成物水溶液などのシーラーによる外皮部分への触媒スラリーの浸入抑制については記載も示唆も無いから、特許文献6のような製法は、GPFのようなハニカム触媒の製造には適用できず、熱履歴によるクラックの発生や、背圧の上昇を招くことになる。
This similar means is disclosed in Patent Document 6 as described above. In this document, the entire circumference of a cylindrical honeycomb carrier is covered with a balloon and pressurized with air, and then the catalyst slurry is poured from the upper part inside the honeycomb carrier. It is separated from the device by releasing.
Patent Document 6 further discloses an aspect in which the entire outer shell portion of the honeycomb carrier is gripped in order to prevent the catalyst slurry from seeping out into the outer shell from the inside of the honeycomb carrier. However, since Patent Document 6 has no description or suggestion about suppression of catalyst slurry intrusion by a sealer such as an aqueous resin composition solution according to the present invention, a manufacturing method such as Patent Document 6 is similar to GPF. Such a honeycomb catalyst cannot be applied to the production of cracks, resulting in generation of cracks due to thermal history and an increase in back pressure.

本発明では、バルーン状支持体を二つ用いて、樹脂組成物が含浸されたハニカム担体外皮部分の上部、下部で液密に把持しており、ウオッシュコート時には、それらによって形成された空間内部に、側面の開口部から気流を当てて加圧することから、エアーブローの工程で、ハニカムの外皮部分にスラリーが浸み出てこない。ハニカムの外皮部分が、スラリーによりバルーンと固着しないため、容易に分離できる。   In the present invention, two balloon-like supports are used and are gripped liquid-tightly at the upper and lower portions of the honeycomb carrier skin portion impregnated with the resin composition. During wash coating, the inside of the space formed by them is held. Since the airflow is applied from the side opening and the pressure is applied, the slurry does not ooze into the outer skin portion of the honeycomb in the air blowing process. Since the outer skin portion of the honeycomb is not fixed to the balloon by the slurry, it can be easily separated.

(8)乾燥、焼成
本発明では、最後に触媒スラリーの塗布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。これにより触媒成分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。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時間かけて行うことができる。
(8) Drying and firing In the present invention, the honeycomb carrier on which the catalyst slurry is finally applied is dried and then fired to carry the catalyst component. As a result, the catalyst component is supported on the honeycomb carrier.
Here, the conditions for drying and firing are not particularly limited. Drying can be performed, for example, at 100 to 200 ° C. for 0.1 to 3 hours, and firing can be performed, for example, at 400 to 600 ° C. for 0.5 to 5 hours in an oxidizing atmosphere.

上記一連の工程は、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、エアーブローによって、セル内で展延されたハニカム触媒が得られる。   The above-described series of steps are automated, and arm expansion / contraction, rotation, traveling, movement of honeycomb 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, and a honeycomb catalyst spread in the cell is obtained by air blowing.

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, embodiments of the present invention will be described in more detail, but the present invention is not limited thereto.

<実施態様1>
まず、図2のGPF用のハニカム担体の外皮部分9に、図5に示した塗工装置をもって樹脂組成物水溶液8を塗工する。ここでは樹脂組成物としてPVAを用いハニカム担体1を塗工装置の駆動・塗布ローラー7の上で回転しながら、外皮部分9に樹脂組成物水溶液8を塗布する。外皮部分9への樹脂組成物水溶液81の塗工量は、樹脂組成物水溶液8の濃度や、駆動・塗布ローラー7の回転数や塗工時間によって適宜調整される。
このようにハニカム担体1の外皮部分9に塗工された樹脂組成物水溶液81は、乾燥させることなく、次工程のウオッシュコートに移る。
乾燥が不充分な場合には、前記した従来技術のように、特に乾燥が遅れがちな外皮中央部分において顕著な浸み出しが見られることから、図3(a)のようにバルーン支持体2で
ハニカム担体1の両端部を把持した。これによりハニカムの縦方向、中間に開口部が形成される。
<Embodiment 1>
First, the resin composition aqueous solution 8 is applied to the outer skin portion 9 of the GPF honeycomb carrier of FIG. 2 using the coating apparatus shown in FIG. Here, PVA is used as the resin composition, and the aqueous resin composition 8 is applied to the outer skin portion 9 while rotating the honeycomb carrier 1 on the driving / application roller 7 of the coating apparatus. The coating amount of the resin composition aqueous solution 81 on the outer skin portion 9 is appropriately adjusted depending on the concentration of the resin composition aqueous solution 8, the rotational speed of the driving / application roller 7, and the coating time.
Thus, the resin composition aqueous solution 81 applied to the outer skin portion 9 of the honeycomb carrier 1 is transferred to the next washcoat without drying.
When the drying is insufficient, as shown in FIG. 3 (a), the balloon support 2 as shown in FIG. Thus, both ends of the honeycomb carrier 1 were gripped. As a result, openings are formed in the longitudinal direction and in the middle of the honeycomb.

図3(b)では、前記空間の外側にシャッター機能を有する治具、すなわち気流噴出用治具10を配置している。開口部が広い場合には、このような治具を支持体に接するようにすることで空間の気密度を高めることができる。図示していないがノズルや配管、コンプレッサー、タイマーを含む制御装置などの付属設備を設けるようにする。開口部の気流口4は、ハニカム外周部の略等間隔の複数個所に配置し、図3には、左右2か所に気流口4を示しているが、ハニカムが大きい場合、正面と背面の2か所にも気流口を設ければより好ましい効果が得られる。   In FIG. 3B, a jig having a shutter function, that is, an airflow ejection jig 10 is disposed outside the space. When the opening is wide, the airtightness of the space can be increased by contacting such a jig with the support. Although not shown, auxiliary equipment such as a control device including a nozzle, piping, a compressor, and a timer is provided. The airflow ports 4 of the opening are arranged at a plurality of locations at substantially equal intervals on the outer peripheral portion of the honeycomb, and FIG. 3 shows the airflow ports 4 at two left and right sides. A more favorable effect can be obtained if airflow ports are provided at two locations.

本実施態様以外にも、バルーン支持体に気体を噴出させる開口部を取り付ける態様がある。これによりノズルや配管、コンプレッサーなどの付属設備を既存のエアーブロー設備から分岐し、一部共用することができ、コンパクト化、機能性向上を図ることができる。これには、上方からのエアーブローと側面からの気流の噴出に関し、開始と終了のタイミングを合わせやすいという利点がある。   In addition to this embodiment, there is an embodiment in which an opening for ejecting gas is attached to the balloon support. As a result, auxiliary equipment such as nozzles, pipes, and compressors can be branched off from the existing air blow equipment, and can be partially shared, so that compactness and improved functionality can be achieved. This has the advantage that the start and end timings can be easily matched with respect to the air blow from above and the jet of airflow from the side.

次に、ハニカム担体1の上端部、下端部に弾性把持治具3のバルーン2を近接させ、空気流通口41から空気を流入することでハニカム担体を把持固定する。こうして外皮部分9に樹脂組成物水溶液81が塗工された未乾燥のハニカム担体は、バルーン2を二個持つ弾性把持具3を用いて液密に把持されるとともに、外部側面に空間が形成される。
引き続き、ハニカム担体のセル内に触媒含有溶液のスラリーを供給し、その後、エアーブロー工程に進む。
Next, the balloon 2 of the elastic gripping jig 3 is brought close to the upper end portion and the lower end portion of the honeycomb carrier 1, and the honeycomb carrier is gripped and fixed by flowing air from the air circulation port 41. In this way, the undried honeycomb carrier with the resin composition aqueous solution 81 applied to the outer skin portion 9 is liquid-tightly gripped using the elastic gripper 3 having two balloons 2 and a space is formed on the outer side surface. The
Subsequently, the slurry of the catalyst-containing solution is supplied into the cells of the honeycomb carrier, and then proceeds to the air blowing process.

本実施態様では、ハニカムの外皮部分に含浸された樹脂が乾燥していない。そして、図4のように外皮部分上下端面とバルーンで空間が形成された状態で液槽6などから触媒スラリーが供給される。触媒スラリーはハニカム担体の下端から供給されるが、触媒スラリーがハニカム担体の上端から供給されるようにしてもよい。
このエアーブロー工程において、前記開口部からハニカム担体に向かう気流で、前記空間を加圧する。ウオッシュコート設備は大気圧下に置かれているが、気流の特定箇所への集中を緩和でき、気流の強い部分と弱い部分で樹脂組成物81の受ける圧力にむらができにくくなるように気流を噴出することが望ましい。通常、加圧の程度は圧力については0.01〜10MPa、時間については0.1〜5秒程度であるが、本態様では、ハニカム担体が小さく、触媒スラリーの量が少なく粘性が低い場合に相当するため、樹脂組成物の乾燥の程度が低く流動性が大きい状態でのエアーブローとなり、圧力、時間は前記の範囲内のマイルドな側に抑えられることになる。
こうしてエアーブローと同時に弾性把持体と外皮で形成された空間を気流で加圧するが、タイマーを含む制御装置を駆動させ、エアーブロー終了とともに気流を停止する。
In this embodiment, the resin impregnated in the outer skin portion of the honeycomb is not dried. Then, as shown in FIG. 4, the catalyst slurry is supplied from the liquid tank 6 or the like in a state where a space is formed by the upper and lower end surfaces of the outer skin portion and the balloon. Although the catalyst slurry is supplied from the lower end of the honeycomb carrier, the catalyst slurry may be supplied from the upper end of the honeycomb carrier.
In this air blowing step, the space is pressurized with an airflow from the opening toward the honeycomb carrier. Although the washcoat facility is placed under atmospheric pressure, the airflow can be reduced so that the concentration of the airflow at a specific location can be alleviated and unevenness in the pressure received by the resin composition 81 is difficult at the strong and weak portions of the airflow. It is desirable to erupt. Usually, the degree of pressurization is about 0.01 to 10 MPa for pressure and about 0.1 to 5 seconds for time, but in this embodiment, when the honeycomb carrier is small, the amount of catalyst slurry is small, and the viscosity is low. Accordingly, the air blow is performed in a state where the degree of drying of the resin composition is low and the fluidity is high, and the pressure and time are suppressed to the mild side within the above range.
In this way, simultaneously with air blowing, the space formed by the elastic gripper and the outer skin is pressurized with airflow, but the control device including the timer is driven to stop the airflow when the air blowing is finished.

本実施態様の図4は、弾性把持具3のバルーン2内に空気を導入することで、ハニカム担体1が把持されウオッシュコート装置に装着された後、触媒スラリーが供給されたハニカム担体1にエアーブローが加えられている状態である。
本実施態様によれば、樹脂組成物溶液81に時間のかかる乾燥工程を加えず、塗工後即座に触媒スラリーをウオッシュコートした場合で有っても、エアーブローのタイミングに合わせて、ハニカム側面へ気流の圧力が加わるので、樹脂組成物水溶液81が外皮部分9の表面に押し出されず外皮部分9の内部に留まることができる。そのため、触媒スラリーが外皮部分9に浸入することが無く、後述する焼成工程や触媒としての使用時の熱履歴によるクラックの発生が抑制され、触媒としての使用時において外皮部分の細孔が塞がれず背圧の上昇を招く事が無い。
ウオッシュコートが施されたハニカム担体は、触媒スラリーの浸み出しがなく固着していないので、バルーン内部の加圧空気を空気流通口から解放、もしくは吸引することで、容易に弾性把持具3から分離され、図3(a)のような状態になる。
FIG. 4 of this embodiment shows that air is introduced into the balloon 2 of the elastic gripping tool 3 so that the honeycomb carrier 1 is gripped and attached to the washcoat device, and then air is applied to the honeycomb carrier 1 supplied with the catalyst slurry. Blow is applied.
According to this embodiment, the time required for the drying of the resin composition solution 81 is not added, and even if the catalyst slurry is wash coated immediately after coating, the honeycomb side surface is adjusted in accordance with the air blow timing. Since the pressure of the airflow is applied, the resin composition aqueous solution 81 can remain inside the outer skin portion 9 without being pushed out to the surface of the outer skin portion 9. For this reason, the catalyst slurry does not enter the outer skin portion 9, and the generation of cracks due to the thermal history during use in the firing step and the catalyst described later is suppressed, and the pores in the outer skin portion are blocked during use as the catalyst. There will be no increase in back pressure.
Since the honeycomb carrier to which the wash coat has been applied does not seep out and adhere to the catalyst slurry, it can be easily removed from the elastic gripper 3 by releasing or sucking the pressurized air inside the balloon from the air circulation port. After being separated, the state becomes as shown in FIG.

こうしてバルーンと分離された触媒スラリー塗工済のハニカム担体は、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。そして、この焼成により外皮部分9の細孔内に充填されていた樹脂組成物81は燃焼除去され、外皮部分9に触媒成分が含まれないハニカム触媒が得られ本発明によればシーラーの乾燥時間を大幅に削減できるから工業的な大量生産にとって好適である。   The catalyst carrier coated honeycomb carrier separated from the balloon in this way is dried at 25 to 100 ° C. with a heating device and then calcined at 400 to 600 ° C. for 0.5 to 3 hours to carry the catalyst component. . The resin composition 81 filled in the pores of the outer skin portion 9 is burned and removed by this firing, and a honeycomb catalyst containing no catalyst component in the outer skin portion 9 is obtained. According to the present invention, the drying time of the sealer is obtained. This is suitable for industrial mass production.

なお、ハニカム担体に塗工した樹脂組成物水溶液を完全に乾燥させればウオッシュコート時の気流の適用によっても樹脂組成物水溶液の移動はさらに抑制されるが、そのためには数時間に及ぶ乾燥時間を要する事は前述のとおりである。   In addition, if the resin composition aqueous solution applied to the honeycomb carrier is completely dried, the movement of the resin composition aqueous solution is further suppressed by the application of the air flow during the wash coating. As described above, this is necessary.

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浄化する為の触媒化フィルター(GPF)の製造に好適に使用することができる。
本発明は、ディーゼル車からの排ガス浄化用ハニカム触媒(CSF)の製造にも適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, in particular, a catalytic filter (GPF) for purifying particulate matter in exhaust gas of a gasoline engine. It can be suitably used for production.
The present invention can also be applied to manufacture of a honeycomb catalyst (CSF) for exhaust gas purification from a diesel vehicle.

1:ハニカム担体
2:バルーン(支持体)
3:弾性把持治具
4:気流口
41:空気流通口(把持用)
6:触媒スラリー液槽
7:被覆液塗工スポンジ
8:被覆液
81:ハニカムに塗工された樹脂組成物水溶液
9:外皮部分
10:気流噴出用治具

1: Honeycomb carrier 2: Balloon (support)
3: Elastic gripping jig 4: Airflow port 41: Air circulation port (for gripping)
6: catalyst slurry liquid tank 7: coating liquid coating sponge 8: coating liquid 81: resin composition aqueous solution coated on honeycomb 9: skin portion 10: airflow jetting jig

Claims (11)

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用触媒の製造方法であって、
前記ハニカム担体の外皮全域の細孔内にシーラーとして樹脂組成物溶液を含浸する工程と、
バルーン状支持体を有する二つの弾性把持治具を用いて、それぞれハニカム担体の端面上部と下部に前記支持体を密接させ、ハニカム担体を把持する工程と、触媒成分含有スラリー液をハニカム担体の一方の端部から供給する工程と、エアーブローによりセル内に触媒成分を被覆する工程と、ハニカム担体から弾性把持治具を分離する工程と、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工程を含み、
前記エアーブロー工程において、上部に位置する支持体とハニカム担体の外周部と弾性把持具の側面と下部に位置する支持体とで形成される空間を、開口部からの気流で加圧し、ハニカム外皮から触媒スラリーが浸みだすのを抑制することを特徴とする排気ガス浄化用触媒の製造方法。
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 for an automobile, comprising:
Impregnating the resin composition solution as a sealer in the pores of the entire outer surface of the honeycomb carrier; and
Using two elastic gripping jigs having a balloon-shaped support, the support is brought into close contact with the upper and lower end surfaces of the honeycomb support, respectively, and the honeycomb support is gripped; A step of supplying from the end of the substrate, a step of coating the catalyst component in the cell by air blow, a step of separating the elastic gripping jig from the honeycomb carrier, and drying the fired honeycomb carrier, followed by firing and catalytic component Including a step of supporting
In the air blowing step, a space formed by the support body located at the upper part, the outer peripheral part of the honeycomb carrier, the side face of the elastic gripping tool, and the support body located at the lower part is pressurized with an air flow from the opening, A method for producing an exhaust gas purifying catalyst, wherein the catalyst slurry is prevented from seeping out from the exhaust gas.
前記ウオッシュコート法に際して、セル内のシーラーが未乾燥の状態で、ハニカム担体上部と下部の外皮部分を弾性把持治具のバルーン状支持体をもって液密把持固定し、 その後、ハニカム担体の端面から触媒成分を含む前記触媒スラリー液を供給し、触媒スラリーが供給されたハニカム担体の端面から気流を当ててセル内に触媒成分を被覆した後、ハニカム担体の外皮部分から弾性把持治具を分離する工程を経て、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ことを特徴とする請求項1記載の排ガス浄化触媒の製造方法。   In the washcoat method, the upper and lower outer skin portions of the honeycomb carrier are liquid-tightly gripped and fixed with a balloon-shaped support of an elastic gripping jig in a state where the sealer in the cell is not dried, and then the catalyst is applied from the end surface of the honeycomb carrier. Supplying the catalyst slurry liquid containing the components, applying an air flow from the end face of the honeycomb carrier to which the catalyst slurry is supplied to coat the catalyst components in the cells, and then separating the elastic gripping jig from the outer skin portion of the honeycomb carrier 2. The method for producing an exhaust gas purification catalyst according to claim 1, wherein the separated honeycomb carrier is dried and then fired to carry the catalyst component. 前記エアーブロー工程において、前記[空間を加圧する圧力]は、[ブロー圧力]≦[空間を加圧する圧力]の条件を満たすことを特徴とする請求項1記載の排気ガス浄化用触媒の製造方法。   2. The method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to claim 1, wherein, in the air blowing step, the [pressure for pressurizing the space] satisfies a condition of [blowing pressure] ≦ [pressure for pressurizing the space]. . 前記ハニカム担体を把持する工程において、前記弾性把持治具により、樹脂組成物溶液が含浸されたハニカム担体を、該樹脂組成物溶液が完全に乾燥する前に把持する事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用触媒の製造方法。   2. The step of gripping the honeycomb carrier, wherein the elastic carrier jig grips the honeycomb carrier impregnated with the resin composition solution before the resin composition solution is completely dried. The manufacturing method of the exhaust gas purification catalyst in any one of -3. 前記樹脂組成物溶液を含浸する工程において、ハニカム担体に対する樹脂組成物溶液の含浸深さが、ハニカム担体の外皮厚みに相当する事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用触媒の製造方法。   The exhaust gas according to any one of claims 1 to 4, wherein in the step of impregnating the resin composition solution, an impregnation depth of the resin composition solution into the honeycomb carrier corresponds to a skin thickness of the honeycomb carrier. A method for producing a purification catalyst. 前記エアーブロー工程において、前記開口部から空間への気流の噴出は、エアーブローの間、継続する事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用触媒の製造方法。   The method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 5, wherein, in the air blowing step, the ejection of the airflow from the opening to the space is continued during the air blowing. 前記開口部は、ハニカム外周部の複数個所に略等間隔で配置される事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用触媒の製造方法。   The method for producing an exhaust gas purifying catalyst according to any one of claims 1 to 6, wherein the openings are arranged at approximately equal intervals at a plurality of locations on the outer peripheral portion of the honeycomb. 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1〜7のいずれかに記載の排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 7, wherein the honeycomb carrier has a porosity of an outer skin portion 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1〜8のいずれかに記載の排ガス浄化触媒
の製造方法。
The method for producing an exhaust gas purification catalyst according to any one of claims 1 to 8, 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1〜9のいずれかに記載の排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 1-9. 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1〜10のいずれかに記載の排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 1-10 characterized by the above-mentioned.

JP2017050159A 2017-03-15 2017-03-15 Method for producing exhaust gas purification catalyst Pending JP2018153720A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017050159A JP2018153720A (en) 2017-03-15 2017-03-15 Method for producing exhaust gas purification catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017050159A JP2018153720A (en) 2017-03-15 2017-03-15 Method for producing exhaust gas purification catalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018153720A true JP2018153720A (en) 2018-10-04

Family

ID=63715443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017050159A Pending JP2018153720A (en) 2017-03-15 2017-03-15 Method for producing exhaust gas purification catalyst

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018153720A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109331886A (en) * 2018-10-30 2019-02-15 绍兴文理学院 A kind of catalyst application system and technique applied to industrial tail gas purification
JP2022527819A (en) * 2019-04-05 2022-06-06 ヒソン カタリスツ コーポレイション Quantitative coating method for catalyst slurry of catalyst filter for exhaust gas purification
JP7247381B1 (en) 2022-01-07 2023-03-28 株式会社キャタラー Equipment for manufacturing exhaust gas purification catalysts

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109331886A (en) * 2018-10-30 2019-02-15 绍兴文理学院 A kind of catalyst application system and technique applied to industrial tail gas purification
JP2022527819A (en) * 2019-04-05 2022-06-06 ヒソン カタリスツ コーポレイション Quantitative coating method for catalyst slurry of catalyst filter for exhaust gas purification
JP7247381B1 (en) 2022-01-07 2023-03-28 株式会社キャタラー Equipment for manufacturing exhaust gas purification catalysts
WO2023132160A1 (en) * 2022-01-07 2023-07-13 株式会社キャタラー Device for manufacturing exhaust gas purifying catalyst
JP2023101124A (en) * 2022-01-07 2023-07-20 株式会社キャタラー Production apparatus of exhaust gas purifying catalyst

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6918807B2 (en) Honeycomb structure, method for manufacturing honeycomb structure, and method for manufacturing honeycomb structure type catalyst
JP5548470B2 (en) Honeycomb catalyst body
JP5584487B2 (en) Exhaust gas purification device
JP5031647B2 (en) Manufacturing method of honeycomb structure
JP5096978B2 (en) Honeycomb catalyst body
JP2018153720A (en) Method for producing exhaust gas purification catalyst
JP2015066536A (en) Catalyst carriage type honeycomb filter
CN106714985B (en) Rapid and uniform coating method
JP6810642B2 (en) Manufacturing method of exhaust gas purification catalyst
CN110314706B (en) Honeycomb structure for supporting catalyst and method for producing the same
JP4470554B2 (en) Method for producing exhaust gas purification catalyst
JP6781085B2 (en) Manufacturing method of exhaust gas purification catalyst
JP2018079433A (en) Method for producing exhaust gas purification catalyst
JP2018030101A (en) Method for producing exhaust gas purifying catalyst
JP5714372B2 (en) Manufacturing method of honeycomb filter
WO2017208794A1 (en) Method for producing cylindrical honeycomb structure with film and method for producing catalyst
JP6781084B2 (en) Manufacturing method of catalyst for exhaust gas purification
JP6828201B2 (en) Honeycomb structure type catalyst, exhaust gas purification device and exhaust gas purification method
JP2018030102A (en) Method for producing exhaust gas purifying catalyst
JP2018103106A (en) Method for producing exhaust gas purification catalyst
JP2018047398A (en) Manufacturing method of exhaust gas purification catalyst
JP2009247995A (en) Exhaust gas cleaning catalyst and production method thereof
JP2018069113A (en) Method for producing exhaust gas purification catalyst
JP6833576B2 (en) Manufacturing method of exhaust gas purification catalyst
JP6810643B2 (en) Manufacturing method of exhaust gas purification catalyst