JP4900663B2 - Exhaust gas purification filter and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、排気ガス浄化用フィルターのフィルター基材を新しい材料系で構成した排気ガス浄化用フィルターに関するものであり、更に詳しくは、フィルター基材として特定の3元系化合物セラミック材料を用いて製造した、高熱伝導性、制振性、耐熱衝撃性などの優位性を兼ね備えた排気ガス浄化用フィルター及びその製造方法に関するものである。本発明は、フィルター基材として、新しい材料系である3元系化合物を利用することで、従来のコージェライトや炭化ケイ素製の排気ガス浄化用フィルターの欠点である低熱伝導率、低耐熱衝撃性、低制振性を改善するとともに、特に、省金属化のための濡れ性を改善し、排気ガス浄化用フィルターの高性能化と低コスト化を実現することを可能とする新しい排気ガス浄化用フィルター部材に関する新技術・新製品を提供するものである。   The present invention relates to an exhaust gas purification filter in which a filter base material for an exhaust gas purification filter is composed of a new material system, and more specifically, manufactured using a specific ternary compound ceramic material as a filter base material. The present invention relates to an exhaust gas purifying filter having advantages such as high thermal conductivity, vibration damping properties, and thermal shock resistance, and a method for manufacturing the same. The present invention uses a ternary compound, which is a new material system, as a filter substrate, and thus has low thermal conductivity and low thermal shock resistance, which are disadvantages of conventional cordierite and silicon carbide exhaust gas purification filters. A new exhaust gas purification system that improves low-vibration performance and improves wettability, especially for metal savings, and enables higher performance and lower cost of exhaust gas purification filters. It provides new technologies and new products related to filter members.

ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの排気ガス浄化用フィルターは、排気ガス中に含まれる粒子状物質(PM)や炭化水素(HC)、窒素亜酸化物(NO)を減少させるために、PMを捕集したり、フィルターに担持した触媒によって、PM、HC、NOを酸化して、CO、HO、NOにするために使用されるものである。この排気ガス浄化用フィルターは、高温の排気ガスに長時間曝されるため、高融点、高温で分解しない安定性、高温強度及び高温耐酸化性が求められる。 Exhaust gas purification filters such as diesel engines and gasoline engines capture PM in order to reduce particulate matter (PM), hydrocarbons (HC), and nitrogen suboxide (NO x ) contained in the exhaust gas. It is used to oxidize PM, HC, and NO x to CO 2 , H 2 O, and NO 2 with a catalyst that is collected or supported on a filter. Since this exhaust gas purifying filter is exposed to high temperature exhaust gas for a long time, a high melting point, stability that does not decompose at high temperature, high temperature strength, and high temperature oxidation resistance are required.

また、エンジンの異常燃焼による熱衝撃に対する耐熱衝撃性、PMを効率的に捕集するための高比表面積と低圧損を実現するため、細孔径分布が狭いことが求められる。また、エンジン始動直後は、触媒の温度が低く、触媒が活性化しない。そこで、触媒を短時間で活性化するために、フィルターには高熱伝導性が要求される。更に、触媒担持量低減のための良好な触媒濡れ性などが求められる。また、騒音である排気音を低減するため、制振性が求められる。   Further, in order to realize a thermal shock resistance against a thermal shock caused by abnormal combustion of the engine, a high specific surface area for efficiently collecting PM, and a low pressure loss, a narrow pore size distribution is required. Further, immediately after the engine is started, the temperature of the catalyst is low and the catalyst is not activated. Therefore, in order to activate the catalyst in a short time, the filter is required to have high thermal conductivity. Furthermore, good catalyst wettability for reducing the amount of catalyst supported is required. Moreover, in order to reduce the exhaust sound which is a noise, damping property is calculated | required.

これらをある程度満たす材料として、コージェライトや炭化ケイ素などが使用されている。金属間化合物を用いた排気ガス浄化用フィルターとしては、フィルター基質と触媒の間の触媒固定相として、炭化タングステン、炭化モリブデン、炭化ケイ素、ケイ化タングステン、ケイ化モリブデン、ケイ化タンタルを化学的気相蒸着法(CVD)により形成したものが提案されている(特許文献1)。これは、エンジン始動直後の触媒活性化時間短縮のため、触媒固定相に通電して加熱を行うためのものである。その他にも、ハニカム構造体、ディーゼルパティキュレートフィルタ装置、ディーゼル排気ガス浄化技術等が種々提案されている(特許文献2〜3、非特許文献1〜2)。   Cordierite, silicon carbide, or the like is used as a material that satisfies these conditions to some extent. As an exhaust gas purification filter using an intermetallic compound, tungsten carbide, molybdenum carbide, silicon carbide, tungsten silicide, molybdenum silicide, and tantalum silicide are chemically vaporized as the catalyst stationary phase between the filter substrate and the catalyst. The thing formed by the phase evaporation method (CVD) is proposed (patent document 1). This is for heating by energizing the catalyst stationary phase in order to shorten the catalyst activation time immediately after the engine is started. In addition, various honeycomb structures, diesel particulate filter devices, diesel exhaust gas purification technologies, and the like have been proposed (Patent Documents 2 to 3, Non-Patent Documents 1 and 2).

しかし、コージェライトは、低熱膨張率のため、耐熱衝撃性は良いが、熱伝導率が低いため、触媒の初期活性化時間の短縮が不十分である。また、コージェライトに比べて強度が高く、熱伝導率が高い炭化ケイ素製DPFが、小型乗用車向けを中心として適用が進みつつあるが、耐熱衝撃性が不十分である。熱応力を緩和するために、3cm角程度に押し出し、焼結後、張り合わせる構造がとられている。しかし、この構造では、製造コストが高くなり、特に大型向けへの適用は困難とされている。また、いずれの材料も制振性が十分でなく、排気音の低減効果が不十分である。更に、通常、DPFには、再生のために、白金触媒がγアルミナを担体として担持され、低コスト化のために、触媒の使用量の低減は必須である。それには、γアルミナに対する濡れ性が高い表面をもつ材料が必要である。一般に、非酸化物は極性に乏しく、濡れ性が悪く、そのため、高濃度のスラリーを使って過剰に触媒を担持することになる。   However, cordierite has good thermal shock resistance due to its low thermal expansion coefficient, but its thermal conductivity is low, so the initial activation time of the catalyst is insufficiently shortened. Also, silicon carbide DPF, which has higher strength and higher thermal conductivity than cordierite, is being applied mainly for small passenger cars, but its thermal shock resistance is insufficient. In order to relieve the thermal stress, a structure of extruding to about 3 cm square and bonding after sintering is adopted. However, this structure increases the manufacturing cost, and it is particularly difficult to apply to a large size. In addition, none of the materials has sufficient vibration damping properties, and the effect of reducing exhaust noise is insufficient. Furthermore, in general, a platinum catalyst is supported on DPF using γ-alumina as a carrier for regeneration, and reduction of the amount of catalyst used is essential for cost reduction. For this purpose, a material having a surface with high wettability to γ-alumina is required. In general, non-oxides have poor polarity and poor wettability, so that a high concentration of slurry is used to carry the catalyst excessively.

特開平06−055034号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-055034 特開2004−298709号公報JP 2004-298709 A 特開2004−263593号公報JP 2004-263593 A 三輪真一、「ディーゼル排気ガス浄化用ハニカムセラミックス」、工業材料、月刊工業新聞社、vol.50、No.13、第22−26頁、2002年12月号Shinichi Miwa, “Honeycomb Ceramics for Diesel Exhaust Gas Purification”, Industrial Materials, Monthly Industrial Newspaper, vol. 50, no. 13, pp. 22-26, December 2002 梶原鳴雪監修、「ディーゼル車排ガスの微粒子除去技術」、シーエムシー、第204〜222頁、2001年Supervision by Narusaki Sugawara, “Diesel vehicle exhaust gas particulate removal technology”, CMMC, pp. 204-222, 2001

このような状況の中で、本発明者らは、従来のコージェライトや炭化ケイ素製の排気ガス浄化用フィルターの欠点である低熱伝導率、低耐熱衝撃性、低制振性、及び省金属化のための濡れ性を改善し、排気ガス浄化用フィルターの高性能化と低コスト化を実現することを可能とする新しい排気ガス浄化用フィルター部材を開発することを目標として鋭意研究を積み重ねた結果、特定の遷移金属元素の中の一つ、3族又は4族元素の中の一つ、及び炭素又は窒素の3元素からなる特定の3元系化合物セラミック材料をフィルター基材として用いたフィルター部材を利用することによって所期の目的を達成し得ることを見出し、更に研究を重ねて、本発明を完成するに至った。本発明は、上述の特定の3元系化合物をフィルター基材として使用した、フィルターの高性能化と低コスト化を可能とする新しい排気ガス浄化用フィルター及びその製造方法を提供することを目的とするものである。 Under such circumstances, the present inventors have found that the low heat conductivity, low thermal shock resistance, low vibration damping, and metal saving, which are the disadvantages of conventional exhaust gas purification filters made of cordierite or silicon carbide. Results of intensive research with the goal of developing new exhaust gas purification filter members that can improve the wettability and improve the performance and cost of exhaust gas purification filters , one of the specific transition metal element, used one of the 3 B or group 4 B group element, and specific ternary compound ceramic material consisting of three elements of carbon or nitrogen as the filter substrate It has been found that the intended purpose can be achieved by using the filter member, and further research has been made to complete the present invention. It is an object of the present invention to provide a new exhaust gas purifying filter that uses the above-mentioned specific ternary compound as a filter base material, and which can improve the performance and cost of the filter, and a method for producing the same. To do.

上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
(1)排気ガス浄化用フィルターにおいて、フィルター基材が、遷移金属元素Ti、Nb、Cr、Ta、V、Moの中の一つ、3族又は4族元素Al、Si、Snの中の一つ、及び炭素又は窒素の3元素からなる3元系化合物で構成されたサイズや形状を制御した細孔を内部に持った3元系化合物製フィルター基材であること、及び上記3元化合物の表面に生成される原子表面の微細構造に基づく濡れ性を利用して、その表面に、γアルミナ、セリア、ジルコニアのいずれかあるいはそれらの複合酸化物がコートされているとともに触媒成分が担持されていることを特徴とする排気ガス浄化用フィルター。
(2)上記遷移金属元素の一つ:3族又は4族元素の一つ:炭素又は窒素の3元素からなる3元系化合物の元素比が、この順に3:1:2又は2:1:1又は4:1:3である、前記(1)に記載の排気ガス浄化用フィルター。
)遷移金属元素の一つ、3族又は4族元素の一つ、炭素又は窒素の3元素からなる3元系化合物原料の粉末あるいはウィスカあるいはファイバの混合物を加熱して反応させることにより、サイズや形状を制御した細孔を内部に持った3元系化合物を製造することを特徴とするフィルター用3元系化合物の製造方法。
)遷移金属元素の一つ、3族又は4族元素の一つ、炭素又は窒素の3元素からなる3元系化合物原料の所定の粒子径分布を有する粉末あるいはウィスカあるいはファイバの混合物を、フィルター形状に成形後、加熱することにより、3元系化合物を合成及び焼結させてサイズや形状を制御した細孔を内部に持った3元系化合物製フィルター基材を製造することを特徴とする排気ガス浄化用フィルター基材の製造方法。
)前記()に記載した方法で製造した3元系化合物を粉砕、分級して得た所定の粒子径分布を有する粉末を、フィルター形状に成形後、焼結してサイズを制御した細孔を持った3元系化合物製フィルター基材を製造する、前記(4)に記載の排気ガス浄化用フィルター基材の製造方法。
)上記3元系化合物原料の組成に焼結温度を低下させる第4元素としてAl又はiを更に添加する、前記()又は()に記載の排気ガス浄化用フィルター基材の製造方法。
)前記()から()のいずれかに記載のフィルター基材の表面に、αアルミナ、セリア、ジルコニアのいずれかあるいはそれらの複合酸化物をコートするとともに触媒成分を担持することを特徴とする排気ガス浄化用フィルターの製造方法。
The present invention for solving the above-described problems comprises the following technical means.
(1) In the exhaust gas purifying filter, the filter substrate is, Ti transition metal element, Nb, Cr, Ta, V, one of M o, 3 B or Group 4 B group element Al, Si, one, and ternary ternary compounds made filter substrate der Rukoto of pores with a controlled configured size or shape having therein a compound consisting of three elements of carbon or nitrogen in the S n , And the wettability based on the fine structure of the atomic surface generated on the surface of the ternary compound, the surface is coated with any of γ-alumina, ceria, zirconia or a composite oxide thereof. And an exhaust gas purifying filter , wherein a catalyst component is supported .
(2) one of the transition metal elements: one 3 B or Group 4 B group element: element ratio of a ternary compound consisting of three elements carbon or nitrogen, in this order 3: 1: 2 or 2: The exhaust gas purifying filter according to the above (1), which is 1: 1 or 4: 1: 3.
(3) a transition metal element, 3 a B group or a 4 B group element, a mixture of flour powder or whiskers or fibers ternary compound material consisting of three elements of carbon or nitrogen, heated to the reaction A method for producing a ternary compound for a filter, comprising producing a ternary compound having pores whose sizes and shapes are controlled therein .
(4) a transition metal elements, 3 B or Group 4 one B group element, a mixture of powder or whiskers or fibers having a predetermined particle size distribution of the ternary compound material consisting of three elements of carbon or nitrogen Is manufactured into a filter shape and then heated to synthesize and sinter the ternary compound to produce a ternary compound filter base material having pores whose size and shape are controlled inside. A method for producing an exhaust gas purifying filter base material.
( 5 ) A powder having a predetermined particle size distribution obtained by pulverizing and classifying the ternary compound produced by the method described in ( 3 ) above was molded into a filter shape and then sintered to control the size. The method for producing a filter base material for exhaust gas purification according to (4), wherein a filter base material made of a ternary compound having pores is produced.
( 6 ) The exhaust gas purification filter substrate according to ( 4 ) or ( 5 ), wherein Al or Si is further added as a fourth element for lowering the sintering temperature to the composition of the ternary compound raw material. Production method.
( 7 ) The surface of the filter substrate according to any one of ( 4 ) to ( 6 ) is coated with any one of α-alumina, ceria, zirconia, or a composite oxide thereof and loaded with a catalyst component. A method for producing a filter for purifying exhaust gas, which is characterized.

次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明は、排気ガス浄化用フィルターにおいて、フィルター基材が、遷移金属元素(Ti、Nb、Cr、Ta、V、Mo)の中の一つ、3族又は4族元素(Al、Si、Sn)の中の一つ、及び炭素又は窒素の3元素からなる特定の3元系化合物で構成されていることを特徴とするものである。本発明において、上記3元系化合物は、その元素比が、遷移金属元素:3族又は4B族元素:炭素又は窒素=3:1:2又は2:1:1又は4:1:3であることを好ましい実施態様としている。
Next, the present invention will be described in more detail.
The present invention, in the discharged gas purifying filter, the filter substrate is one of transition metal elements (Ti, Nb, Cr, Ta , V, Mo), 3 B or Group 4 B group element (Al, Si , Sn), and a specific ternary compound composed of three elements of carbon or nitrogen. In the present invention, the ternary compound, its element ratio, the transition metal element: 3 B or Group 4B group elements, carbon or nitrogen = 3: 1: 2 or 2: 1: 1 or 4: 1: 3 It is a preferred embodiment.

これらの3元系化合物をフィルター基材として用いた場合には、金属チタンの2倍を超える熱伝導率、1400℃の温度差の耐熱衝撃性、十分な制振性をフィルターに与えることが可能である。このことから、本発明は、上記3元系化合物をフィルター基材として用いることにより、従来のコージェライト製フィルターを超える熱伝導率、炭化ケイ素製フィルターを超える耐熱衝撃性、及び両者を超える制振性を持った排気ガス浄化用フィルターを構築し、提供することが可能となる。   When these ternary compounds are used as filter substrates, it is possible to give the filter a thermal conductivity more than twice that of metallic titanium, a thermal shock resistance with a temperature difference of 1400 ° C, and sufficient vibration damping properties. It is. Therefore, the present invention uses the above ternary compound as a filter base material, so that the thermal conductivity exceeding the conventional cordierite filter, the thermal shock resistance exceeding the silicon carbide filter, and the vibration damping exceeding both. It becomes possible to construct and provide a filter for purifying exhaust gas having the property.

また、本発明は、上記フィルター用3元系化合物の製造方法であって、遷移金属元素、3族又は4族元素、炭素又は窒素(遷移金属の炭化物又は窒化物、3族又は4族元素の炭化物又は窒化物)の粒子径分布の狭い粉末あるいはウィスカあるいはファイバの混合物を加熱して反応させることにより、上記3元系化合物を製造することを特徴とするものである。3族又は4族元素、炭素又は窒素が遷移金属粒子内に拡散することによって、3元系化合物の合成反応が進行する。そのため、3族又は4族元素、炭素又は窒素を含む原料の粒子あるいはウィスカあるいはファイバの混合物から、3族又は4族元素、炭素又は窒素が遷移金属粒子内に拡散することによって、空洞が生じること及び拡散による遷移金属粒子の形態変化を利用し、サイズや形状を制御した細孔を内部に持った3元系化合物及び部材を製造することができる。 Further, the present invention is a method for manufacturing a ternary compound for the filter, transition metal elements, 3 B or Group 4 B group element, carbon or nitrogen (carbide or nitride of a transition metal, 3 B or Group 4 The ternary compound is produced by heating and reacting a powder or a mixture of whiskers or fibers having a narrow particle size distribution of a group B element carbide or nitride). The synthesis reaction of the ternary compound proceeds by diffusing the group 3 B or group 4 B element, carbon, or nitrogen into the transition metal particles. Therefore, 3 B or Group 4 B group element, a mixture of particles or whiskers or fibers of raw material containing carbon or nitrogen, 3 B or Group 4 B group element, by a carbon or nitrogen diffuses into the transition metal particles, A ternary compound and member having pores whose sizes and shapes are controlled can be manufactured by utilizing the formation of cavities and the change in the shape of transition metal particles due to diffusion.

本発明では、上記排気ガス浄化用フィルターを、上記した粉末、ウィスカ、あるいはファイバの混合物をフィルター形状に成形後、加熱して、3元系化合物を合成及び焼結させることにより、製造することができる。これによって、サイズや形状を制御した細孔を内部に持った3元系化合物製フィルターを製造し、提供することができる。   In the present invention, the exhaust gas purifying filter can be produced by forming the above-mentioned powder, whisker, or fiber mixture into a filter shape and then heating to synthesize and sinter the ternary compound. it can. This makes it possible to manufacture and provide a filter made of a ternary compound having pores whose size and shape are controlled inside.

また、本発明では、上記排気ガス浄化用フィルターを、上記した方法で製造した3元系化合物を粉砕、分級して得た粒子径分布の狭い粉末をフィルター形状に成形後、焼結して製造することができる。粒子径分布の狭い粉末を焼結することによって、サイズを制御した細孔を内部に持った3元系化合物製フィルターを製造し、提供することができる。一般に、表面に凹凸がある表面では、平滑な表面に比べて濡れ易くなる。本発明で得られたセラミック材料には、ミクロン〜ナノレベルの微細な段差が形成されており、その表面にγアルミナ、セリア、ジルコニア等のスラリーが均一にコートされ、その結果、触媒量も低減することができる。   In the present invention, the exhaust gas purifying filter is manufactured by forming a powder having a narrow particle size distribution obtained by pulverizing and classifying the ternary compound produced by the above-described method into a filter shape, and then sintering the powder. can do. By sintering a powder having a narrow particle size distribution, a ternary compound filter having pores with controlled sizes inside can be produced and provided. In general, a surface with irregularities on the surface is more easily wet than a smooth surface. The ceramic material obtained in the present invention has micron to nano level fine steps, and the surface is uniformly coated with slurry of γ alumina, ceria, zirconia, etc., and as a result, the amount of catalyst is also reduced. can do.

本発明の排気ガス浄化用3元系化合物の製造方法では、まず、原料として用いられる遷移金属元素、3族又は4族元素、炭素又は窒素(炭素、遷移金属の炭化物、遷移金属の窒化物、3族又は4族元素の炭化物、3族又は4族元素の窒化物)の3元素からなる3元系化合物の粒子径分布の狭い粉末あるいはウィスカあるいはファイバを、目的の3元系化合物の合成に適切な組み合わせと配合比で混合する。 In the method of manufacturing the exhaust gas purifying ternary compounds of the present invention, first, a transition metal element used as the starting material, 3 B or Group 4 B group element, carbon or nitrogen (carbon, carbides of transition metals, nitride of a transition metal objects, 3 carbides B or group 4 B group element, 3 a B group or a 4 narrow powder or whiskers or fibers particle size distribution of the ternary compound consisting of three elements of nitrides of B group element), object 3 Mix in a combination and mixing ratio suitable for the synthesis of the original compound.

混合は、乾式でも湿式でもよく、機械による混合でも手混合でもよい。通常、V型混合機やタービュラ混合機を用いた乾式(空気又は不活性ガス中)混合又は回転式ボールミルを用いた湿式(エタノール、ヘキサンなどの有機溶媒中)混合を1〜50時間程度行う。粉末の粒子径やウィスカあるいはファイバの径は、目的とする細孔径が得られるような寸法とする。また、フィルター形状への押出成形を行うために、保形材を混合して、混練してもよい。   Mixing may be dry or wet, and may be mechanical mixing or manual mixing. Usually, dry (in air or inert gas) mixing using a V-type mixer or turbula mixer or wet (in an organic solvent such as ethanol or hexane) mixing using a rotary ball mill is performed for about 1 to 50 hours. The particle diameter of the powder, the diameter of the whisker, or the fiber is set so as to obtain the target pore diameter. Further, in order to perform extrusion molding into a filter shape, a shape-retaining material may be mixed and kneaded.

この混合物を黒鉛やアルミナなどでできた容器に入れ、真空又は不活性ガス雰囲気中で合成に必要な条件(温度、時間)で加熱することにより、目的とする3元系化合物粉末を合成する。この合成粉末をボールミルなどの粉砕装置を用いて粉砕し、篩や気流分級器などの分級装置を用いて分級し、粒子径分布の狭い粉末に分ける。目的とする細孔径分布を得るために、適切な粒子径の原料を粉末プレス装置あるいは押出装置によりフィルター形状に成形し、焼結装置によって固化する。焼結は真空又は不活性ガス中において実施し、焼結温度は主に1400℃から1700℃の範囲で行う。焼結温度保持時間は、主に30分から4時間である。   This mixture is put in a container made of graphite, alumina, or the like, and heated in vacuum or in an inert gas atmosphere under conditions (temperature, time) necessary for synthesis, thereby synthesizing a target ternary compound powder. This synthetic powder is pulverized using a pulverizer such as a ball mill, and classified using a classifier such as a sieve or an airflow classifier, and divided into powders having a narrow particle size distribution. In order to obtain a desired pore size distribution, a raw material having an appropriate particle size is formed into a filter shape by a powder press device or an extrusion device, and solidified by a sintering device. Sintering is performed in a vacuum or an inert gas, and the sintering temperature is mainly in the range of 1400 ° C to 1700 ° C. The sintering temperature holding time is mainly 30 minutes to 4 hours.

焼結温度は1400℃未満では焼結が十分でなく、焼結温度が1700℃を超えると3元系化合物の分解が生じる可能性がある。焼結時間は30分未満では焼結が十分でなく、4時間を越えるとエネルギーの無駄使いとなる可能性がある。しかし、これらの条件は、固定されたものではなく、目的とする3元系化合物の種類によって好適な条件を適宜選択する。上記3元系化合物原料の組成に焼結温度を低下させる第4元素(Al、Si等)を少量添加することができる。   If the sintering temperature is less than 1400 ° C., the sintering is not sufficient, and if the sintering temperature exceeds 1700 ° C., decomposition of the ternary compound may occur. If the sintering time is less than 30 minutes, sintering is not sufficient, and if it exceeds 4 hours, energy may be wasted. However, these conditions are not fixed, and suitable conditions are appropriately selected depending on the type of the target ternary compound. A small amount of a fourth element (Al, Si, etc.) that lowers the sintering temperature can be added to the composition of the ternary compound raw material.

3元系化合物粉末を合成せずに、原料混合物を粉末プレス装置あるいは押出成形装置によってフィルター形状に成形後、真空あるいは不活性ガス中で加熱することによって、3元系化合物の合成と焼結固化を行い、3元系化合物製フィルターを製造することも可能である。押出成形する場合は、適当な保形材を必要とする。加熱条件(温度、時間)は、上記の焼結条件と同じかそれより低温、短時間で可能であるが、これらの条件は、固定されたものではなく、目的とする3元系化合物の種類によって好適な条件を適宜選択する。   Without synthesizing the ternary compound powder, the raw material mixture is molded into a filter shape by a powder press or extrusion molding device, and then heated in a vacuum or an inert gas to synthesize and sinter solidify the ternary compound. It is also possible to produce a ternary compound filter. In the case of extrusion molding, an appropriate shape-retaining material is required. The heating conditions (temperature, time) can be the same as or lower than the above sintering conditions and in a short time, but these conditions are not fixed, and are the types of target ternary compounds. The suitable conditions are appropriately selected according to the above.

本発明は、排気ガス浄化用フィルターにおいて、フィルター基材として、遷移金属元素(Ti、Nb、Cr、Ta、V、Mo)の中の一つ、3族又は4族元素(Al、Si、Sn)の中の一つ、及び炭素又は窒素の3元素からなる3元系化合物を使用したことを特徴とするものである。合成された3元系化合物は、合成過程でA軸方向に成長しやすいため、層状組織になり、c面とステップ(高さ:数十〜数百nm)の側面a面からなる数多くの原子表面が生成する、という表面の微細構造に特徴を有している。表面に形成されたミクロン〜ナノレベルの微細な段差に基づく高い濡れ性を利用することで、その表面に、γアルミナ、セリア、ジルコニア又はそれらの複合酸化物を均一にコートすることが可能であり、それにより、担持する触媒量を低減させることが可能となる。 The present invention provides a filter for purifying exhaust gases, as a filter substrate, one of transition metal elements (Ti, Nb, Cr, Ta , V, Mo), 3 B or Group 4 B group element (Al, Si , Sn), and a ternary compound composed of three elements of carbon or nitrogen. Since the synthesized ternary compound easily grows in the A-axis direction during the synthesis process, it becomes a layered structure, and has a large number of atoms consisting of the c-plane and the side a-plane of steps (height: several tens to several hundreds of nm). It is characterized by the fine structure of the surface that the surface generates. It is possible to uniformly coat γ alumina, ceria, zirconia or their composite oxides on the surface by utilizing high wettability based on minute steps of micron to nano level formed on the surface. As a result, the amount of catalyst supported can be reduced.

本発明により、次のような効果が奏される。
(1)従来のコージェライト又は炭化ケイ素製フィルターの欠点である低熱伝導率、低耐熱衝撃性、低制振性や、省金属化のための濡れ性を改善し、高性能化と低コスト化を可能とする新しい排気ガス浄化用フィルターを提供することができる。
(2)フィルター基材として、合成した3元系化合物を使用することで、表面に、γアルミナ、セリア、ジルコニア、あるいはそれらの複合酸化物及び触媒成分を均一にコートすることが可能となり、それにより、触媒の使用量を大幅に低減することができる。
(3)ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの排気ガス浄化用フィルターとして好適に使用できる新規排気ガス浄化用フィルターを提供することができる。
(4)本発明のフィルター部材は、高熱伝導性であり、エンジン始動直後の触媒活性化時間が短縮され、排気ガス中に含まれる有害物質の量をエンジン始動直後から減少させることができる。
The present invention has the following effects.
(1) Improved the performance and cost by improving the low thermal conductivity, low thermal shock resistance, low vibration damping and wettability for metal saving, which are the disadvantages of conventional cordierite or silicon carbide filters. Therefore, it is possible to provide a new exhaust gas purifying filter that makes it possible.
(2) By using a synthesized ternary compound as a filter base, it becomes possible to uniformly coat γ-alumina, ceria, zirconia, or a composite oxide thereof and a catalyst component on the surface. As a result, the amount of catalyst used can be greatly reduced.
(3) It is possible to provide a novel exhaust gas purification filter that can be suitably used as an exhaust gas purification filter for diesel engines and gasoline engines.
(4) The filter member of the present invention has high thermal conductivity, the catalyst activation time immediately after engine startup is shortened, and the amount of harmful substances contained in the exhaust gas can be reduced immediately after engine startup.

次に、実施例に基いて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。また、実施例にTiSiCを挙げたが、TiAlC、TiAlなど他の化合物も合成できた。 Next, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, Ti 3 SiC 2 was cited as an example, but other compounds such as Ti 3 AlC 2 and Ti 2 Al could be synthesized.

Ti粉末(純度99.9%、粒子径150μm以下)、Si粉末(99.9%、10μm以下)、及びTiC粉末(99%、2〜5μm)を、Ti:Si:TiC=2:2:3のモル比となるように秤量し、アルゴン雰囲気中で、24時間、タービュラミキサにより混合した。この混合粉末を、50MPaの圧力で圧縮成形後、成形体を真空熱処理炉で1500℃、2時間加熱し、ほぼ単相のTiSiC焼結体を合成した。図1に、焼結体のX−線回折パタンを示す。単相のTiSiCが得られたことが分かる。 Ti powder (purity 99.9%, particle diameter 150 μm or less), Si powder (99.9%, 10 μm or less), and TiC powder (99%, 2 to 5 μm) were mixed with Ti: Si: TiC = 2: 2: The mixture was weighed to a molar ratio of 3 and mixed with a turbula mixer in an argon atmosphere for 24 hours. After this mixed powder was compression molded at a pressure of 50 MPa, the compact was heated in a vacuum heat treatment furnace at 1500 ° C. for 2 hours to synthesize a substantially single-phase Ti 3 SiC 2 sintered body. FIG. 1 shows an X-ray diffraction pattern of the sintered body. It can be seen that single-phase Ti 3 SiC 2 was obtained.

焼結体素材から3×4×50mmとして端から約5mmの部分に溝を設け、その溝を利用して白金ワイヤーを使って縛り、石英製炉心管内に試料がほぼ中央に来るようにして上部よりぶら下げた。管状炉内で、所定温度まで加熱後、10分間保持した。試料を加熱、保持後、15cm下方に置かれた水槽内(水温22℃)に落下させ、熱衝撃を与えた。試料を取出し、乾燥炉内に放置して、十分に、水分を除去した後、曲げ試験を行った。   3 × 4 × 50mm from the sintered body material, and a groove is provided in the part about 5mm from the end. Using the groove, the wire is tied with platinum wire, and the sample is placed in the quartz core tube so that the sample is almost in the center. Hanging more. After heating to a predetermined temperature in a tubular furnace, it was held for 10 minutes. After heating and holding the sample, the sample was dropped into a water tank (water temperature 22 ° C.) placed 15 cm below and subjected to thermal shock. A sample was taken out and left in a drying furnace to sufficiently remove moisture, and then subjected to a bending test.

試料を所定温度に加熱後、水中に投下、急冷することによって熱応力を付与した後の強度変化を図2に示す。また、同様の試験を比較用として炭化ケイ素を用いて行った。同図の結果から、比較材(炭化ケイ素)では急冷時に表面に発生する熱応力によって亀裂が発生し、強度が大きく劣化する臨界温度差△Tcは、350℃前後であることが分かった。一方、本発明の試料では、急冷温度差を1400℃としても、ほとんど強度劣化はないことが分かった。この理由は、炭化ケイ素とは違い、本発明の試料では、塑性変形が生じ、熱応力を緩和することによる。   FIG. 2 shows a change in strength after heating the sample to a predetermined temperature, dropping it into water, and applying thermal stress by rapid cooling. A similar test was performed using silicon carbide for comparison. From the results shown in the figure, it was found that in the comparative material (silicon carbide), the critical temperature difference ΔTc at which cracking occurs due to thermal stress generated on the surface during rapid cooling and the strength greatly deteriorates is around 350 ° C. On the other hand, in the sample of the present invention, it was found that there was almost no deterioration in strength even when the quenching temperature difference was 1400 ° C. This is because, unlike silicon carbide, in the sample of the present invention, plastic deformation occurs and thermal stress is relieved.

上記の方法と同一の方法で、ほぼ単相のTiSiC焼結体を合成した。平均粒径が数μm程度のγアルミナ水系スラリー(1g/1ml)を作製し、約50%の同じ気孔率を有する本発明の開発材、コージェライト(比較例1)、炭化ケイ素(比較例2)の表面にマイクロピペットでスラリー50μLを滴下し、そのときの広がりを比較した。その結果、本発明の開発材の表面に対してスラリーは最も濡れやすく、均質にコーティングできることが分かった。図3に、濡れ性の試験方法及びアルミナスラリーの基材表面上での濡れ角(度)を示す。 A substantially single phase Ti 3 SiC 2 sintered body was synthesized by the same method as described above. A γ-alumina aqueous slurry (1 g / 1 ml) having an average particle size of about several μm was prepared, and the developed material of the present invention having the same porosity of about 50%, cordierite (Comparative Example 1), silicon carbide (Comparative Example 2) 50 μL of the slurry was dropped onto the surface of) with a micropipette, and the spread at that time was compared. As a result, it was found that the slurry was most easily wetted with respect to the surface of the developed material of the present invention and could be coated uniformly. FIG. 3 shows the wettability test method and the wetting angle (degree) on the substrate surface of the alumina slurry.

図4に、本発明に係る材料の微細構造を示す。炭化ケイ素やコージェライトが微視的なレベルで平滑な表面を呈しているのに対して、本発明で使用した材料では、その表面に微細なステップが多数形成されており、階段状を呈していることが分かる。一般に、固体表面における液体の濡れ性は、接触角θで評価され、その値と固体、液体の表面エネルギー及び固液界面のエネルギーの間に、以下の関係がある。   FIG. 4 shows the microstructure of the material according to the present invention. Whereas silicon carbide and cordierite have a smooth surface at a microscopic level, the material used in the present invention has many fine steps formed on the surface and has a stepped shape. I understand that. In general, the wettability of the liquid on the surface of the solid is evaluated by the contact angle θ, and the following relationship exists between the value and the surface energy of the solid, the liquid and the energy of the solid-liquid interface.

cosθ=(γ−γSL)/γ
γSL=γ+γ−2(γ’・γ’)1/2
γ:固体の表面エネルギー
γ:液体の表面エネルギー
γSL:固体液体の界面エネルギー
cos θ = (γ S −γ SL ) / γ L
γ SL = γ S + γ L -2 (γ S '· γ L ') 1/2
γ S : surface energy of solid γ L : surface energy of liquid γ SL : interface energy of solid liquid

一方、表面増倍係数をR(R>1)とすると、エネルギーの釣り合いから
cosθ=R・(γ−γSL)/γ
となる。すなわち、平滑な表面でθ<90の場合、微細段差のある表面では、より濡れ易くなることになる。
On the other hand, when the surface multiplication factor is R (R> 1), cos θ f = R · (γ S −γ SL ) / γ L from the balance of energy.
It becomes. That is, when θ <90 on a smooth surface, it becomes easier to wet on a surface with fine steps.

Ti粉末(純度99.9%、平均粒子径10μm)、Si粉末(99.9%、10μm以下)、及びTiC粉末(99%、2〜5μm)を、Ti:Si:TiC=2:2:3のモル比となるように秤量した。粉末総重量に対して、140wt%の水を配合し、ボールミルにより混合した。その後、乾燥させ、水分を除去した。該混合粉末100%に粒径70ミクロンのポリエチレン粒子(造孔剤)を外掛で10%、成形助剤として12%のメチルセルロース、1.5%のグリセリン及び15%の水を加えて、加圧ニーダーを使って約1時間混練して成形用組成物を作製した。   Ti powder (purity 99.9%, average particle diameter 10 μm), Si powder (99.9%, 10 μm or less), and TiC powder (99%, 2 to 5 μm) were mixed with Ti: Si: TiC = 2: 2: Weighed to a molar ratio of 3. 140 wt% of water was blended with respect to the total weight of the powder and mixed by a ball mill. Then, it was made to dry and the water | moisture content was removed. 10% of polyethylene powder (pore forming agent) with a particle size of 70 microns is added to 100% of the mixed powder, and 12% methylcellulose, 1.5% glycerin and 15% water are added as molding aids and pressurized. A molding composition was prepared by kneading for about 1 hour using a kneader.

得られた組成物をハニカム成形金型を配した押出成形機を使ってハニカム成形体とした。ハニカム成形体の外形は、直径150mm、長さ200mm、セル壁の厚さ0.2mmであった(300cpi)。排ガス入出路の端部は交互に目封じ処理をした(いわゆるプラグタイプ=ウォールフロータイプのセラミックフィルター)。これを乾燥後、真空雰囲気中、最高1600℃で焼成した。   The obtained composition was formed into a honeycomb molded body using an extrusion molding machine provided with a honeycomb molding die. The honeycomb molded body had an outer diameter of 150 mm, a length of 200 mm, and a cell wall thickness of 0.2 mm (300 cpi). The ends of the exhaust gas inlet / outlet passage were alternately sealed (so-called plug type = wall flow type ceramic filter). This was dried and then fired at a maximum of 1600 ° C. in a vacuum atmosphere.

得られた焼結体の気孔部分を観察した結果、約15ミクロンの径を中心値とする気孔が気孔率で50%となっていていることが確認された。同フィルターには、Ce系化合物粒子を助触媒として担持後、白金粒子を更に担持した。ここで、Ce化合物は、酸素貯蔵、放出材として機能する。ベンチ試験にて10000サイクルの捕集、再生試験を行い、フィルターを取り出し、観察を行ったが、亀裂等の発生も無く、フィルターとしての機能を維持していた。なお、炭化ケイ素の場合、耐熱衝撃性が乏しく、分割型(図5参照)とする必要があることは広く知られている。   As a result of observing pore portions of the obtained sintered body, it was confirmed that the pores having a diameter of about 15 microns as a central value were 50% in terms of porosity. The filter further supported platinum particles after supporting Ce-based compound particles as a co-catalyst. Here, the Ce compound functions as an oxygen storage / release material. Collection and regeneration tests were performed for 10,000 cycles in the bench test, and the filter was taken out and observed. However, there was no occurrence of cracks and the like, and the filter function was maintained. In the case of silicon carbide, it is widely known that the thermal shock resistance is poor and it is necessary to use a split type (see FIG. 5).

上記と同様のフィルターを使って性能試験を行った。また、これとは別に、セル厚さが50ミクロン程度で、800cpiのハニカムも作製した。サイズは、上記フィルターと同じである。これらに目封じ処理はしていない。同ハニカムには、ウォッシュコートによりγアルミナ及び白金粒子を担持した。ここで、このハニカムは、酸化触媒である。SUS製の半割り状筺体に、上記酸化触媒を前段に、フィルターを後方に配置した。これらはインテラムマットを使って固定した。更に、半割り状筺体を上方より被せ、合わせ面を溶接により接合した。得られたDPFをベンチ試験に供した。なお、比較として、同じ容積の一体型のDPFを用いた。   A performance test was conducted using the same filter as above. Separately, an 800 cpi honeycomb having a cell thickness of about 50 microns was also produced. The size is the same as the above filter. These are not sealed. The honeycomb was loaded with γ-alumina and platinum particles by wash coating. Here, this honeycomb is an oxidation catalyst. The oxidation catalyst was placed in the front stage and the filter was placed in the rear in a half-like housing made of SUS. These were fixed using an interlam mat. Furthermore, the half-shaped casing was covered from above, and the mating surfaces were joined by welding. The obtained DPF was subjected to a bench test. For comparison, an integrated DPF having the same volume was used.

図6に、PM捕集効率、圧力損失の経時間変化、ならびに図7に、排出ガスに含まれるPMの粒子径を測定した結果を示す。データ中において、本発明とは、3元系化合物で構成したハニカムを設けたDPF、比較例は、通常のウォールフロータイプのDPFである。DPFをディーゼルエンジンの排気マニホールドとマフラーとを繋ぐ排気管に装着し、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスのPM浄化を行なった。その結果、図6に示すように、本発明は、従来品に比べて、高い浄化率、捕集時間を示した。また、本発明によれば、従来のDPFに比べて、微粒子のPMが浄化できることが分かった。   FIG. 6 shows the PM collection efficiency, the change in pressure loss over time, and FIG. 7 shows the results of measuring the particle diameter of PM contained in the exhaust gas. In the data, the present invention is a DPF provided with a honeycomb composed of a ternary compound, and the comparative example is a normal wall flow type DPF. The DPF was installed in the exhaust pipe connecting the exhaust manifold and the muffler of the diesel engine, and PM purification of the exhaust gas discharged from the diesel engine was performed. As a result, as shown in FIG. 6, the present invention showed a higher purification rate and collection time than the conventional product. Moreover, according to this invention, it turned out that PM of fine particle can be purified compared with the conventional DPF.

3元系化合物で構成したハニカムの場合、同じ気孔率としても、平滑な表面を有する炭化ケイ素に比べて、実質的な捕集面積が増大し、また、ブラウン運動が支配的となる超微粒子を捕集しやすくなる。その結果、圧損が小さく、また、超微粒子も含めた捕集性能が向上したと考えられる。   In the case of a honeycomb composed of a ternary compound, even if the porosity is the same, an ultrafine particle in which the substantial collection area is increased and the Brownian motion is dominant as compared with silicon carbide having a smooth surface. It becomes easy to collect. As a result, it is considered that the pressure loss is small and the collection performance including the ultrafine particles is improved.

表1に、遷移金属元素としてTi、Cr、Mo、3族又は4族元素としてAl、Si、更に炭素又は窒素の3元素からなる3元系化合物によりフィルターを作製し、γアルミナスラリーをウォッシュコートした後、白金溶液を使って触媒を担持した場合のコーティングの状態と、そのときの白金担持量をまとめた結果を示す。また、比較例として、比較例1:SiC、比較例2:コージェライトの例を示した。いずれも気孔率は53から56%の範囲にあり、フィルター用として適正なレベルであった。まず、本発明では、いずれの成分についてもγアルミナとの濡れ性に優れ、コーティング後において、比較的平滑な表面を呈したのに対して、比較例1、2では、ダマになりやすい傾向が認められた。 Table 1, Ti as transition metal elements, Cr, Mo, 3 B or Group 4 Al as B element, Si, further to prepare a filter by ternary compound consisting of three elements of carbon or nitrogen, a γ-alumina slurry The result of putting together the state of the coating in the case of carrying a catalyst using a platinum solution after wash coating and the amount of platinum carried at that time is shown. As comparative examples, Comparative Example 1: SiC and Comparative Example 2: Cordierite were shown. In all cases, the porosity was in the range of 53 to 56%, which was an appropriate level for filters. First, in the present invention, each component is excellent in wettability with γ-alumina and has a relatively smooth surface after coating, whereas Comparative Examples 1 and 2 tend to be lumpy. Admitted.

得られたフィルターを筺体内にインテラムマットを使って固定し、排気量2Lのディーゼルエンジンを使ってベンチ試験を行った。再生に必要なポスト噴射時間を調査した結果、比較例、本発明ともに5.0〜5.5秒の範囲にあることから、本発明では、白金量を少量化しても同等性能が得られることが分かった。これは、本発明の場合、成分を選ぶことによって、スラリーとの濡れ性を制御することが可能となり、従来、ダマとなって機能しない触媒の量が減ったためと考えられる。結果として、ロスが減り、触媒粒子も少量化されることになると考えられる。   The obtained filter was fixed to the inside of the enclosure using an interlam mat, and a bench test was conducted using a diesel engine with a displacement of 2L. As a result of investigating the post-injection time required for regeneration, both the comparative example and the present invention are in the range of 5.0 to 5.5 seconds. Therefore, in the present invention, equivalent performance can be obtained even if the amount of platinum is reduced. I understood. In the case of the present invention, it is considered that the wettability with the slurry can be controlled by selecting the components, and the amount of the catalyst that does not function in the past has been reduced. As a result, it is considered that loss is reduced and the amount of catalyst particles is also reduced.

本発明は、排気ガス浄化用フィルター及びその製造方法に係るものであり、本発明により、ディーゼル及びガソリンエンジン排気ガス浄化用フィルターに求められる高融点、高温で分解しない安定性、高温強度、高温耐酸化性、耐熱衝撃性、高比表面積、低圧損、狭い細孔径分布、高熱伝導性、良好な触媒濡れ性、制振性などを兼ね備えた3元系化合物製フィルター及びその製造方法を提供することができる。これによって、従来のコージェライト又は炭化ケイ素製フィルターに比較して、エンジン始動直後の触媒活性化時間が短くなり、排気ガス中に含まれる有害物質の量をエンジン始動時から減少させることが可能になり、また、排気音を低減でき、騒音を減らすことが可能となる。本発明は、金属チタンの2倍を超える高熱伝導率、1400℃の温度差の耐熱衝撃性、及び十分な制振性をフィルターに付与することと、触媒担持量の低減化を可能とするものであり、従来のコージェライト製フィルター及び炭化ケイ素製フィルターを超える高性能化と低コスト化を可能にする新しい材料系の排気ガス浄化用フィルターに関する新技術・新製品を提供するものとして高い技術的意義を有する。   The present invention relates to an exhaust gas purification filter and a method for producing the same, and according to the present invention, a high melting point required for diesel and gasoline engine exhaust gas purification filters, stability that does not decompose at high temperatures, high temperature strength, and high temperature acid resistance. Provided are a ternary compound filter having a chemical property, a thermal shock resistance, a high specific surface area, a low pressure loss, a narrow pore size distribution, a high thermal conductivity, a good catalyst wettability and a vibration damping property, and a method for producing the same. Can do. As a result, compared to conventional cordierite or silicon carbide filters, the catalyst activation time immediately after engine startup is shortened, and the amount of harmful substances contained in the exhaust gas can be reduced from the time of engine startup. In addition, exhaust noise can be reduced, and noise can be reduced. The present invention provides a filter with high thermal conductivity more than twice that of metallic titanium, thermal shock resistance with a temperature difference of 1400 ° C., and sufficient vibration damping, and a reduction in the amount of catalyst supported. It is highly technical as it provides new technologies and new products related to exhaust gas purification filters with new materials that enable higher performance and lower cost than conventional cordierite filters and silicon carbide filters. It has significance.

焼結体のX−線回折パタンを示す。The X-ray diffraction pattern of a sintered compact is shown. 急冷温度差と強度比の関係を示す。The relationship between quenching temperature difference and intensity ratio is shown. 濡れ性の試験方法の概要及びアルミナスラリーの基材表面上での濡れ角(度)を示す。The outline of the wettability test method and the wetting angle (degree) on the substrate surface of the alumina slurry are shown. 本発明のセラミック材料の微細構造を示す。2 shows the microstructure of the ceramic material of the present invention. 一体型フィルターと分割型フィルターの構造上の違いを示す。The difference in structure between the integrated filter and the split filter is shown. 捕集時間とPM捕集効率及び圧力損失の関係を示す。The relationship between collection time, PM collection efficiency, and pressure loss is shown. PM粒径個数分布を示す。The PM particle number distribution is shown.

Claims (7)

排気ガス浄化用フィルターにおいて、フィルター基材が、遷移金属元素Ti、Nb、Cr、Ta、V、Moの中の一つ、3族又は4族元素Al、Si、Snの中の一つ、及び炭素又は窒素の3元素からなる3元系化合物で構成されたサイズや形状を制御した細孔を内部に持った3元系化合物製フィルター基材であること、及び上記3元化合物の表面に生成される原子表面の微細構造に基づく濡れ性を利用して、その表面に、γアルミナ、セリア、ジルコニアのいずれかあるいはそれらの複合酸化物がコートされているとともに触媒成分が担持されていることを特徴とする排気ガス浄化用フィルター。 In the exhaust gas purifying filter, the filter substrate is a transition metal element Ti, Nb, Cr, Ta, V, one of M o, of 3 B or Group 4 B group element Al, Si, of S n one, and ternary ternary compounds made filter substrate der Rukoto of pores with a controlled configured size or shape having therein a compound consisting of three elements of carbon or nitrogen in, and the Utilizing wettability based on the fine structure of the atomic surface generated on the surface of the ternary compound, the surface is coated with either γ-alumina, ceria, zirconia or a composite oxide thereof and a catalyst component Exhaust gas purification filter characterized by being supported . 上記遷移金属元素の一つ:3族又は4族元素の一つ:炭素又は窒素の3元素からなる3元系化合物の元素比が、この順に3:1:2又は2:1:1又は4:1:3である、請求項1に記載の排気ガス浄化用フィルター。 One of the transition metal elements: one 3 B or Group 4 B group element: element ratio of a ternary compound consisting of three elements carbon or nitrogen, in this order 3: 1: 2 or 2: 1: 1 Or the filter for exhaust gas purification of Claim 1 which is 4: 1: 3. 遷移金属元素の一つ、3族又は4族元素の一つ、炭素又は窒素の3元素からなる3元系化合物原料の粉末あるいはウィスカあるいはファイバの混合物を加熱して反応させることにより、サイズや形状を制御した細孔を内部に持った3元系化合物を製造することを特徴とするフィルター用3元系化合物の製造方法。 One transition metal element, 3 a B group or a 4 B group element, a mixture of flour powder or whiskers or fibers ternary compound material consisting of three elements of carbon or nitrogen, by reacting by heating A method for producing a ternary compound for a filter, comprising producing a ternary compound having pores whose sizes and shapes are controlled inside . 遷移金属元素の一つ、3族又は4族元素の一つ、炭素又は窒素の3元素からなる3元系化合物原料の所定の粒子径分布を有する粉末あるいはウィスカあるいはファイバの混合物を、フィルター形状に成形後、加熱することにより、3元系化合物を合成及び焼結させてサイズや形状を制御した細孔を内部に持った3元系化合物製フィルター基材を製造することを特徴とする排気ガス浄化用フィルター基材の製造方法。 One transition metal element, 3 a B group or a 4 B group element, a mixture of powder or whiskers or fibers having a predetermined particle size distribution of the ternary compound material consisting of three elements of carbon or nitrogen, filter After forming into a shape, by heating, a ternary compound is synthesized and sintered to produce a filter base made of a ternary compound having pores whose size and shape are controlled inside. Manufacturing method of filter substrate for exhaust gas purification. 請求項に記載した方法で製造した3元系化合物を粉砕、分級して得た所定の粒子径分布を有する粉末を、フィルター形状に成形後、焼結してサイズを制御した細孔を持った3元系化合物製フィルター基材を製造する、請求項4に記載の排気ガス浄化用フィルター基材の製造方法。 A powder having a predetermined particle size distribution obtained by pulverizing and classifying the ternary compound produced by the method according to claim 3 is molded into a filter shape and then sintered to have pores whose size is controlled. The manufacturing method of the filter base material for exhaust-gas purification | cleaning of Claim 4 which manufactures the filter base material made from another ternary compound . 上記3元系化合物原料の組成に焼結温度を低下させる第4元素としてAl又はiを更に添加する、請求項又はに記載の排気ガス浄化用フィルター基材の製造方法。 The method for producing a filter base material for exhaust gas purification according to claim 4 or 5 , wherein Al or Si is further added as a fourth element for lowering a sintering temperature to the composition of the ternary compound raw material. 請求項からのいずれかに記載のフィルター基材の表面に、αアルミナ、セリア、ジルコニアのいずれかあるいはそれらの複合酸化物をコートするとともに触媒成分を担持することを特徴とする排気ガス浄化用フィルターの製造方法。 An exhaust gas purification system characterized in that the surface of the filter base material according to any one of claims 4 to 6 is coated with any one of α-alumina, ceria, zirconia or a composite oxide thereof and supports a catalyst component. Method for manufacturing filters.
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