JP2003236384A

JP2003236384A - 窒化ケイ素質フィルタおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2003236384A
Application number: JP2002034072A
Authority: JP
Inventors: Naomichi Miyagawa; 直通宮川; Eiji Yanagisawa; 栄治柳沢
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2003-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、圧損が小さく、低コストで、ディー
ゼル排気ガスなどの微粒子を含む排気ガスを効果的に処
理できる窒化ケイ素質フィルタおよびその製造方法を提
供する。【解決手段】連通した開気孔を有する窒化ケイ素質多孔
体であって、かつ触媒粒子が前記多孔質体内部に含有さ
れることを特徴とする窒化ケイ素質フィルタおよび平均
粒子直径が１〜１００μｍである金属ケイ素粒子３０〜
９０質量％と、気孔形成剤９〜６０質量％と、触媒また
は触媒前駆体０．０１〜１５質量％とを含む混合物に、
成形助剤と水を加えて混練して混練物とし、該混練物を
金型を使用して押出成形し、孔１個あたりの断面積が１
〜１００ｍｍ^２の貫通孔を有する押出成形体を得、その
後該押出成形体を窒素雰囲気中で熱処理して窒化するこ
とを特徴とする窒化ケイ素質フィルタの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温排気ガス中に
含まれる粉塵や有害物質等を除去するために好適な窒化
ケイ素質フィルタおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の排気ガス浄化触媒用担体、粉塵
等を含む高温ガスの除塵用多孔体、ディーゼルエンジン
から排出されるパティキュレート除去用多孔体等として
コーディエライト質ハニカム体が広く使用されている。
しかし、材質面ではコーディエライトは耐熱衝撃性に優
れるが、耐食性、耐熱性などの点で必ずしも充分ではな
いことから、耐食性、耐熱性、機械的強度に優れる炭化
ケイ素や窒化ケイ素が注目されている。

【０００３】例えば、特開２００１−２９３３１５に
は、金属ケイ素粒子と金属酸化物中空粒子からなる混合
粉体を出発原料とする成形体を熱処理して窒化ケイ素多
孔体とする方法が提案されているが、これらは、ディー
ゼルエンジンから発生するパティキュレート等を除去で
きるが、補足したパティキュレートそのものを処理する
（以下、浄化機能という）ことはできない。なお、パテ
ィキュレートは、単にすすと云われることもあるが、主
にＳｏｏｔといわれる固体炭素粒子とＳＯＦといわれる
有機溶剤可溶の炭化水素微粒子とからなる。しかし、本
明細書においては、特にこれらを区別せずに使用する。

【０００４】また、セラミックスフィルタ（以下、単に
フィルタという）に浄化機能などを付与する方法とし
て、特開平２−２８５１２には、ハニカム状のコーディ
エライトや炭化ケイ素からなるフィルタにウォッシュコ
ートなどでγ−アルミナなどを介して白金、パラジウム
などの触媒を担持する方法が開示されている。しかし、
この方法では触媒を担持するためのウォッシュコート処
理の際、フィルタ中の連通している開気孔を閉塞する割
合が多くなり、フィルタとしての重要な要素である圧力
損失（以下、圧損という）を上昇させてしまうという問
題がある。

【０００５】また、特開平７−１３３７１３には、触媒
粒子をウォッシュコート層に担持させずにフィルタ表面
に直接担持する方法が提案されている。しかし、この方
法では触媒をフィルタ表面に直接担持するため、触媒粒
子が脱落しやすいなど耐久性の点で問題がある。

【０００６】一方、触媒をフィルタに担持させる方法以
外の排気ガス浄化方法としては、特開平８−２１８８４
９には、燃料である軽油に希土類金属系の燃料添加剤を
まぜ、エンジン制御によってディーゼルパティーキュレ
ートフィルタ（以下、単にＤＰＦと略す）内の堆積した
パティキュレートを浄化、再生する方法が開示されてい
る。しかし、この方法では、燃料添加剤タンクが必要と
なるため、特に車に搭載される用途などでは余計なシス
テムが必要となりコストがかかるうえ貴重なスペースが
奪われる。さらに、定期的に燃料添加剤をタンクに補給
する必要がありメンテナンス上の煩わしさもある。

【０００７】すなわち、形成した気孔をできるだけ閉塞
させずに、しかも燃料添加剤タンクなどのような余計な
システムが不要で、しかもスペースもいらず、さらにメ
ンテナンスも容易なＤＰＦが強く望まれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、圧損が小さ
く、低コストで、ディーゼル排気ガスなどの微粒子を含
む排気ガスを効果的に処理できる窒化ケイ素質フィルタ
およびその製造方法の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、連通した開気
孔を有する窒化ケイ素質多孔体であって、かつ触媒粒子
が前記多孔質体内部に含有されることを特徴とする窒化
ケイ素質フィルタを提供する。

【００１０】さらに、本発明は、平均粒子直径が１〜１
００μｍである金属ケイ素粒子３０〜９０質量％と、気
孔形成剤９〜６０質量％と、ディーゼルエンジン排気ガ
スの浄化機能を有する触媒前駆体０．０１〜１５質量％
とを含む混合物に、成形助剤と水を加えて混練して混練
物とし、該混練物を金型を使用して押出成形し、孔１個
あたりの断面積が１〜１００ｍｍ^２の貫通孔を有する押
出成形体を得、その後該押出成形体を窒素雰囲気中で熱
処理して窒化することを特徴とする窒化ケイ素質フィル
タの製造方法を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の窒化ケイ素質フィルタ
（以下、本フィルタという）は、連通した開気孔を有す
る窒化ケイ素質多孔体であって、触媒粒子が前記多孔質
体内部に含有されることを特徴とする。連通した開気孔
を有する窒化ケイ素質多孔体としては、金属ケイ素粒子
を窒化して得られるものであると、内部に多数の柱状物
が析出しているので好ましい。

【００１２】本フィルタは、ＤＰＦとして特に好適なも
のであるが、含塵ガスを処理する用途であれば好適に使
用される。触媒粒子としてはフィルタ上に捕集されたす
すの燃焼を促進するものまたは排気ガスに対して活性を
有するものであると好ましく、ディーゼルエンジンから
の排気ガス（以下、ディーゼル排気ガスと略す）に対し
て活性を有するとさらに好ましい。

【００１３】本フィルタの形状としては、特に制限がな
いが、軸方向に複数の平行な貫通孔を有する、ハニカム
形状などが好ましく挙げられる。代表的な本フィルタの
使用方法としては、ハニカム形状を有するＤＰＦの両端
面を各貫通孔の片側が開放するように市松模様状に封止
してディーゼル排気ガスの流路途中に設置する方法が挙
げられる。

【００１４】本フィルタの特性としては、気孔率が３０
〜８０％であると機械的強度と圧損とのバランスがよい
ため好ましく、気孔率が４０〜８０％であるとさらに好
ましい。本発明において気孔率はアルキメデス法で測定
する。

【００１５】本フィルタの水銀圧入法で測定した平均細
孔直径が５〜４０μｍであると、圧損上昇を抑えながら
パティキュレートの捕集を効率よくできるため好まし
い。平均細孔直径が８〜２５μｍであるとさらに好まし
い。

【００１６】本フィルタの機械的特性としては、ヤング
率が２０〜１００ＧＰａであると好ましく、３０〜６０
ＧＰａであるとさらに好ましい。曲げ強度が１〜１００
ＧＰａであると好ましく、１０〜５０ＧＰａであるとさ
らに好ましい。

【００１７】本フィルタにおいて、触媒粒子は担持して
使用されるのではなく、フィルタ中に含有されるもので
ある。すなわち、通常は、フィルタを作製後、γ−アル
ミナに代表されるようなウォッシュコートを用いて触媒
粒子をフィルタ表面に担持させるが、本発明では、フィ
ルタを作製するときの原料に触媒粒子を含むものであ
る。

【００１８】本フィルタにおいて、含有される触媒粒子
としては、所望の活性を有するものであれば特に制限は
されないが、ランタン、セリウム、ネオジウム、プラセ
オジウム、バナジウム、チタン、クロム、マンガン、
鉄、ニッケル、コバルト、銅、白金、ロジウム、パラジ
ウム、イリジウム、カリウム、ナトリウム、リチウム、
ルビジウム、セシウム、ストロンチウム、バリウム、カ
ルシウム、インジウム、ヒ素、アンチモン、モリブデン
およびタングステンからなる群から選ばれる少なくとも
１種類以上の元素を含む金属、合金、金属酸化物、また
は硫酸塩であるとディーゼル排気ガスを比較的低温で迅
速に処理できるため好ましい。

【００１９】本フィルタの製造方法（以下、本製造法と
いう）は、平均粒子直径が１〜１００μｍである金属ケ
イ素粒子３０〜９０質量％（以下、単に％と略す）と、
気孔形成剤９〜６０％と、触媒または触媒前駆体０．０
１〜１５％とを含む混合物に、成形助剤と水を加えて混
練して混練物とし、該混練物を金型を使用して押出成形
し、孔１個あたりの断面積が１〜１００ｍｍ^２の貫通孔
を有する押出成形体を得、その後該押出成形体を窒素雰
囲気中で熱処理して窒化する。本製造法では、金属ケイ
素粒子、気孔形成剤および触媒または触媒前駆体を含む
混合物を使用するが、それについて説明する。

【００２０】本製造法において、金属ケイ素粒子の平均
粒子直径は１〜１００μｍである。金属ケイ素粒子の平
均粒子直径が１μｍ未満であると、フィルタ機能に寄与
しない閉気孔が数多く形成されたり、細孔直径が小さく
なりすぎるために、フィルタ機能の低下や圧損の増加を
もたらす。また、金属ケイ素粒子の平均粒子直径が１０
０μｍを超えると、焼結体内部に窒化されない金属ケイ
素粒子が残留しフィルタ特性が低下する。金属ケイ素粒
子の平均粒子直径が５〜５０μｍであると成形の安定
性、フィルタの機械的強度の点から好ましい。金属ケイ
素粒子の純度は特に限定されないが、９５％以上の純度
であると窒素中での窒化処理が促進されるため好まし
い。

【００２１】本製造法において、気孔形成剤としては特
に制限されないが、有機高分子粒子またはＳｉ、Ａｌ、
Ｙ、ＭｇおよびＹｂからなる群から選ばれる１種類以上
の元素の金属酸化物粒子であると好ましい。金属酸化物
粒子は押出成形体の熱処理過程で気孔を形成すると同時
に窒化されて生成する窒化ケイ素粒子の焼結助剤となり
強度が向上する効果が期待できる。有機高分子粒子とし
てはアクリルやポリビニルアルコールのように熱分解後
炭素成分が残留しないものであればよい。

【００２２】これら気孔形成剤は中空または球状の粒子
であると好ましい。また、気孔形成剤の平均粒子直径と
しては１０〜１００μｍであると好ましい。１０μｍ以
下であると得られる多孔体の細孔直径が小さくなりす
ぎ、また１００μｍ以上であると多孔体の細孔直径が大
きくなりすぎるためパティキュレートが通過してしまう
ため好ましくない。気孔形成剤が中空粒子または球状粒
子で、かつその平均粒子直径が１０〜１００μｍである
とさらに好ましい。

【００２３】本製造法において、触媒前駆体とは、フィ
ルタ製造過程で触媒粒子を生成することのできる物質で
ある。本フィルタ中で排気ガス、なかでもディーゼル排
気ガスの浄化機能を有する触媒となるものであればよ
い。

【００２４】触媒前駆体としては、触媒に含まれる上記
の元素群から選ばれる少なくとも１種類以上の元素を含
む金属、合金、酸化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、水酸
化物、酢酸塩、リン酸塩、アンモニウム塩、しゅう酸
塩、ハロゲン化物またはそれらの錯体であると好まし
い。前駆体としてはこれらの粉体でもよいが、熱分解後
分解するアルコキシド、有機高分子またはそれらの水溶
液、有機溶媒を用いると金属ケイ素粒子、気孔形成剤、
成形助剤と混練する際に均質かつ効果的に分散、触媒機
能を発現させるために好ましい。

【００２５】触媒前駆体としては、例えば、セリウム元
素の場合、超微粒子酸化セリウム粉末、酸化セリウム粉
末分散水溶液、硝酸セリウム粉末、硝酸セリウム水溶
液、硝酸セリウムエチレングリコール溶液、セリウムア
セチルアセトナート、トリエトキシセリウムなどが、ま
た、白金元素の場合には、白金ブラック、ヘキサクロロ
白金酸六水和物、テトラアンミン白金(II)塩化物水溶
液、白金アセチルアセトナートなどが具体的に挙げられ
る。以下の説明においては、触媒前駆体という用語には
触媒も含まれるものとする。

【００２６】本製造法において、平均粒子直径が１〜１
００μｍである金属ケイ素粒子３０〜９０％と、気孔形
成剤９〜６０％と、触媒前駆体を０．０１〜１５％とを
含む混合物を作製する。

【００２７】前記混合物中、金属ケイ素粒子の割合が３
０％未満であると充分な強度を得ることができず、９０
％を超えると充分な気孔を確保できなくなるおそれがあ
る。また気孔形成剤の割合が９％未満であると充分な気
孔が確保されないおそれがあり、６０％を超えると充分
な強度が確保されないおそれがあり好ましくない。さら
に、触媒前駆体の割合が０．０１％未満であると充分な
触媒機能が発現されないおそれがあり、１５％を超える
と基材の耐熱性を損なうため好ましくない。

【００２８】本製造法において、前記混合物に成形助剤
と水を加え、混練して混練物を得る。水としてはイオン
交換水を使用すると好ましい。また、成形助剤として
は、バインダ、可塑剤、分散剤、粘性調整剤、湿潤剤な
どが使用できる。成形助剤としては、具体的にはポリビ
ニルアルコールまたはその変性物、でんぷんまたはその
変性物、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシメチルセルロース、ポリエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、グリセリンなどの各種有
機物質が挙げられ、単独でまたは２種以上混合して使用
される。

【００２９】成形助剤の配合割合としては、金属ケイ素
粒子と気孔形成剤および触媒前駆体を含む混合物に対し
て外掛で１０〜４０％の範囲が好ましい。この配合割合
が１０％未満では成形体を押出成形することが困難にな
り、一方４０％を超えると成形助剤の量が多すぎ、多孔
体の機械的強度が低下するおそれがある。

【００３０】また、成形助剤とともに添加する水の配合
割合は、金属ケイ素粒子、気孔形成剤および触媒前駆体
を含む混合物に対して外掛で５〜３０％の範囲が好まし
い。この配合割合が５％未満では金属ケイ素粒子と気孔
形成剤および触媒前駆体を含む組成物と有機成分とを均
一に混練できず、一方３０％を超えると、原料坏土の粘
度が低下し、保形性不良など成形に支障をきたす。これ
らの混練には、リボンミキサやヘンシェルミキサ、ニー
ダ等のセラミックス分野で通常使用される混練機などが
使用できる。

【００３１】本製造方法においては、上記で得られた混
練物を金型を用いて貫通孔を有する柱状に押出成形す
る。金型としては、押出成形体の貫通孔１個あたりの断
面積が１〜１００ｍｍ^２となる金型を使用する。本明細
書において貫通孔１個あたりの断面積とは、例えば、ハ
ニカム構造の場合には１セルに相当する部分の断面積で
ある。

【００３２】貫通孔１個あたりの断面積が１ｍｍ^２未満
であると金型製作や成形が難しくなる。また貫通孔１個
あたりの断面積が１００ｍｍ^２を超えると柱状結晶が析
出しにくくなるうえ、多孔体の体積当りの貫通孔の表面
積が小さくなるため、フィルタとして使用する場合に
は、多孔体の個数が多くなり実用上問題となるおそれが
ある。流路がハニカム構造を有するものであると多孔体
の体積当りの貫通孔の表面積を大きくできるため好まし
い。

【００３３】本製造方法においては、上記の混練物を押
出成形機を使用して押出成形する。押出成形機として
は、セラミックス分野で使用される１軸押出機、２軸押
出機などを適宜使用できる。

【００３４】本製造方法において、得られた押出成形体
を窒素中で熱処理して金属ケイ素を窒化する。熱処理条
件としては窒素雰囲気下で１０００〜１８００℃、１〜
１２時間保持することが好ましい。温度が１０００℃未
満であると、窒化または焼結が充分進行しないために好
ましくなく、一方１８００℃を超えると、窒化ケイ素粒
子が分解するので好ましくない。また、温度保持時間が
１時間未満であると粒子同士の結合が充分に進行しない
ために好ましくなく、一方１２時間を超えると、特に高
温では窒化ケイ素が分解しやすくなり好ましくない。

【００３５】熱処理時の昇温速度は、成形体の大きさや
形状、熱処理する個数等により適宜選択されるが、５０
〜６００℃／ｈであると窒化率、細孔径制御の点で好ま
しい。また、窒素雰囲気とは、実質的に窒素のみを含
み、酸素を含まない雰囲気をいうが、他の不活性気体を
含んでいてもよい。窒素分圧は５０ｋＰａ以上が好まし
い。なお、触媒前駆体が金属元素のみから構成される場
合は上記熱処理に加えて、５〜１００％の水素含有雰囲
気で５００から８００℃で１〜１０時間熱処理すること
が好ましい。触媒前駆体が酸化物の場合は、水素含有雰
囲気での熱処理の代わりに、大気中５００〜１０００℃
で１〜１０時間熱処理することが好ましい。

【００３６】

【実施例】以下に本発明の実施例（例１、例２）と比較
例（例３、例４、例５）を示す。

【００３７】［例１］本フィルタとしてハニカム形状の
セラミックスフィルタを準備した。平均粒子直径１０μ
ｍの金属ケイ素粒子（Ｓｉ：９７％、ＳｉＯ_２：２．１
％）７４質量部（以下、部と略す）に対して、気孔形成
材としてＡｌ_２Ｏ_３を２０％含む、平均粒子直径５０μ
ｍのＡｌ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２複合酸化物粒子（太平洋セメ
ント社製、商品名：Ｅｓｐｈｅｒｅｓ）を２４部、触媒
機能を発現する触媒前駆体として白金を５５％含む白金
アンモニウム塩（エヌ・イー・ケムキャット社製、商品
名：テトラアンミンジクロロ白金水和物）を２部配合し
て混合物とし、さらに該混合物に対してそれぞれ外掛
で、メチルセルロース１０％、グリセリン１％およびイ
オン交換水１０％を加えてニーダで充分混練して押出成
形用坏土を作製した。

【００３８】得られた前記坏土をハニカム形状の金型を
有する真空押出成形機により押出成形しハニカム形状の
成形体とした。成形体の外形は、直径１４．３８ｃｍ、
長さ１５．２４ｃｍ、セル壁の厚さ０．２５ｍｍでセル
数３１セル／ｃｍ^２である。１セルすなわち貫通孔１個
あたりの断面積は約３．２ｍｍ^２である。得られた成形
体は、乾燥後に、成形体に使用した坏土と同材質の封止
材によって両端面を市松模様状に互い違いに封止した
後、電気炉中で窒素雰囲気下（圧力０．１ＭＰａ）で室
温から１３００℃まで２００℃／ｈで昇温し、１３００
℃で１０時間保持した後、さらに１５５０℃まで６０℃
／ｈで昇温し、１５５０℃で５時間保持して熱処理して
焼結体とし、窒化ケイ素質フィルタを得た。その後、水
素２０体積％窒素雰囲気下（圧力０．１ＭＰａ）で電気
炉中、４時間還元処理した。

【００３９】得られた窒化ケイ素質フィルタはハニカム
形状を維持しており、表面、内部ともにクラック等は観
察されなかった。この焼結体の気孔率は５５％、平均細
孔直径は１１μｍであり、Ｘ線回折からはβ型の窒化ケ
イ素が同定された。

【００４０】［例２］例１においてＡｌ_２Ｏ_３・ＳｉＯ
_２複合酸化物粒子の添加量を２４部から２２部に変更
し、白金アンモニウム塩２部の代わりに硝酸セリウム
（純正化学社製）７部に変更し、かつ還元処理しないこ
と以外は例１と同様にして窒化ケイ素質フィルタを作製
した。得られた窒化ケイ素質フィルタはハニカム形状を
維持しており、表面、内部ともにクラック等は観察され
なかった。この焼結体の気孔率は５５％、平均細孔直径
は１１μｍで、Ｘ線回折で窒化ケイ素が同定された。

【００４１】［例３］例１において、触媒前駆体である
白金アンモニウム塩を添加しないこと以外は例１と同様
にして窒化ケイ素質フィルタを作製した。得られた窒化
ケイ素質フィルタはハニカムの形状を維持しており、表
面、内部ともにクラック等は観察されなかった。この焼
結体の気孔率は５５％、平均細孔直径は１１μｍと例１
のサンプルと気孔率、気孔径は同一であり、Ｘ線回折に
よりβ型の窒化ケイ素が同定された。

【００４２】［例４］例３において、得られた窒化ケイ
素質フィルタをさらに白金アンモニウム塩とγ−アルミ
ナ粒子を５０％ずつ混合したスラリに浸漬し、電気炉中
で５００℃、水素１０体積％アルゴンガス中で２時間熱
処理し、触媒を担時させた。

【００４３】［例５］例１において、金属ケイ素粒子の
代わりに窒化ケイ素粒子（宇部興産社製、商品名：ＳＮ
Ｅ−１０）を使用した以外は例１と同様にした。な
お、貫通孔の表面には目視では柱状物は確認されなかっ
た。この焼結体の気孔率は４５％、平均細孔直径は８μ
ｍでありＸ線回折によりβ型の窒化ケイ素が同定され
た。

【００４４】［評価方法］上記で得られた窒化ケイ素質
フィルタをＤＰＦとして使用した場合の特性を比較する
ため、例１〜例４の窒化ケイ素フィルタにディーゼル排
気ガスを通し、圧損変化、パティキュレート燃焼開始温
度を評価した。

【００４５】すなわち、本フィルタの特性は、ディーゼ
ルエンジン（排気量４０００ｃｃ、１４０ＰＳ／４００
０ｒｐｍ）からの排気ガス（出口温度２５０℃、出口パ
ティキュレート量ボッシュ濃度２）を用いて評価し
た。まず、各フィルタの圧損については、あらかじめす
す排出量が３０ｇとなる上記エンジンの運転条件を選定
後、ＤＰＦを装着して、再度運転を開始し、排気ガス流
量が４００ｍ^３／時間、排気ガス温度が約２７０℃とな
る運転条件で、フィルタの入口と出口での圧力差をモニ
タし、初期圧損とした。初期圧損計測後、選定したエン
ジン運転条件で運転し、再度同流量、同排気ガス温度で
の圧損をモニタしたあと、ＤＰＦの周辺に配置してある
ヒータに通電し排気ガス温度をさらに上昇させ、その際
の、ＤＰＦの温度上昇と差圧の変化を並行して計測し、
圧損の上昇がなくなった温度をパティキュレート燃焼開
始温度として測定した。結果を表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１より例１の圧損と例２の圧損はほぼ同
等であった。さらに例１、例２のパティキュレート燃焼
開始温度が例３に比べ各々５０℃、４０℃低下した。例
４は例１、例２、例３に比べて圧損が約３０×１０^２Ｐ
ａ上昇しただけでなく、コート層の微妙なばらつきによ
り個体間の圧損にばらつきがあった。また、例１は例５
に比べてパティキュレート燃焼温度が約２０℃低下して
いるが、理由はよくわからないがこれは本フィルタであ
る例１のＤＰＦが金属ケイ素粒子を直接窒化して得られ
るためフィルタ表面に柱状物が析出しているという構造
上の特徴を有していることと関係しているものと思われ
る。

【００４８】

【発明の効果】本フィルタによって、圧損特性を損なう
ことなくしかもパティキュレート燃焼開始温度が低下し
フィルタの再生効率が向上する。また、パティキュレー
ト燃焼開始温度が低下することによりフィルタの耐久性
が向上するほか、触媒自身の耐久性も向上する。さら
に、再生システムによっては必要な排気ガスの加熱も不
要となるかまたは軽度の加熱ですむ、という利点もあ
る。

【００４９】また、本製造法によって、触媒を担持する
工程を省略でき、製造が簡素化、低コスト化する。さら
に、触媒を担持することによる問題点、例えば、ウォッ
シュコート層の厚さに起因する捕集時の圧損の変動、な
どが低減できるため、圧損に基づいて算出する捕集物の
量の推定が正確となり、再生時に生じる再生不良、フィ
ルタの溶損、破損を防止できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｊ 35/04 Ｃ０４Ｂ 38/00 ３０３ＺＣ０４Ｂ 38/00 ３０３Ｂ０１Ｄ 53/36 ＣＦターム(参考） 4D019 AA01 BA05 BB06 BC07 BD01 CA01 CB06 4D048 AA14 AB01 BA02Y BA03X BA06X BA10X BA14Y BA15Y BA18Y BA19X BA22Y BA23Y BA25Y BA26Y BA27Y BA28Y BA30X BA31Y BA32Y BA33Y BA35Y BA36Y BA37Y BA38Y BA41Y BA42X BA46X BB02 BB17 4G019 FA13 FA15 4G069 AA03 AA08 BA03B BA13A BA13B BA21C BB02B BB02C BB04A BB04B BB04C BB05C BB08C BB10C BB11A BB11B BB14C BB16C BC02A BC02C BC03A BC03C BC04A BC04C BC05A BC05C BC06A BC06C BC09A BC09C BC12A BC12C BC13A BC13C BC18A BC18C BC26A BC26C BC27A BC27C BC31A BC31C BC42A BC42C BC43A BC43B BC43C BC44A BC44C BC50A BC50C BC54A BC54C BC58A BC58C BC59A BC59C BC60A BC60C BC62A BC62C BC66A BC66C BC67A BC67C BC68A BC68C BC71A BC71C BC72A BC72C BC74A BC74C BC75A BC75B BC75C BD01C BD05A BD05B BD06C BE08C CA02 CA03 CA07 CA18 EA19 EA27 EB12X EB12Y EC06X EC06Y EC17X EC17Y EC27 FA01 FB06 FB33 FB67 FC02 FC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連通した開気孔を有する窒化ケイ素質多孔
体であって、かつ触媒粒子が前記多孔質体内部に含有さ
れることを特徴とする窒化ケイ素質フィルタ。
【請求項２】前記触媒がランタン、セリウム、ネオジウ
ム、プラセオジウム、バナジウム、チタン、クロム、マ
ンガン、鉄、ニッケル、コバルト、銅、白金、ロジウ
ム、パラジウム、イリジウム、カリウム、ナトリウム、
リチウム、ルビジウム、セシウム、ストロンチウム、バ
リウム、カルシウム、インジウム、ヒ素、アンチモン、
モリブデンおよびタングステンからなる群から選ばれる
少なくとも１種類以上の元素を含む金属、合金、金属酸
化物、または硫酸塩である請求項１記載の窒化ケイ素質
フィルタ。
【請求項３】前記フィルタの気孔率が３０〜８０％で、
かつ水銀圧入法で測定される平均細孔直径が５〜４０μ
ｍである請求項１記載の窒化ケイ素質フィルタ。
【請求項４】平均粒子直径が１〜１００μｍである金属
ケイ素粒子３０〜９０質量％と、気孔形成剤９〜６０質
量％と、触媒または触媒前駆体０．０１〜１５質量％と
を含む混合物に、成形助剤と水を加えて混練して混練物
とし、該混練物を金型を使用して押出成形し、孔１個あ
たりの断面積が１〜１００ｍｍ^２の貫通孔を有する押出
成形体を得、その後該押出成形体を窒素雰囲気中で熱処
理して窒化することを特徴とする窒化ケイ素質フィルタ
の製造方法。
【請求項５】前記触媒前駆体がランタン、セリウム、ネ
オジウム、プラセオジウム、バナジウム、チタン、クロ
ム、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト、銅、白金、ロ
ジウム、パラジウム、イリジウム、カリウム、ナトリウ
ム、リチウム、ルビジウム、セシウム、ストロンチウ
ム、バリウム、カルシウム、インジウム、ヒ素、アンチ
モン、モリブデンおよびタングステンからなる群から選
ばれる少なくとも１種類以上の元素を含む金属、合金、
酸化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、水酸化物、酢酸塩、
リン酸塩、アンモニウム塩、しゅう酸塩、ハロゲン化物
またはそれらの錯体である請求項４記載の窒化ケイ素質
フィルタの製造方法。
【請求項６】前記気孔形成剤が有機高分子粒子またはＳ
ｉ、Ａｌ、Ｙ、ＭｇおよびＹｂからなる群から選ばれる
１種類以上の金属酸化物粒子である請求項４または５記
載の窒化ケイ素質フィルタの製造方法。
【請求項７】前記気孔形成剤が中空粒子または球状粒子
で、かつその平均粒子直径が１０〜１００μｍである請
求項４、５または６記載の窒化ケイ素質フィルタの製造
方法。
【請求項８】前記熱処理が、温度１０００〜１８００℃
の範囲で１〜１２時間保持する請求項４記載の窒化ケイ
素質フィルタの製造方法。