JPS6344938A - Preparation of monolithic base material for purifying exhaust gas - Google Patents
Preparation of monolithic base material for purifying exhaust gasInfo
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- JPS6344938A JPS6344938A JP61188692A JP18869286A JPS6344938A JP S6344938 A JPS6344938 A JP S6344938A JP 61188692 A JP61188692 A JP 61188692A JP 18869286 A JP18869286 A JP 18869286A JP S6344938 A JPS6344938 A JP S6344938A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、排気ガス浄化用モノリス基材の製造方法に関
し、とくにモノリス基材の表面に形成されるアルミナコ
ート層の耐剥離性を向上させるためのモノリス基材の製
造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a monolith base material for exhaust gas purification, and in particular to a method for improving the peeling resistance of an alumina coat layer formed on the surface of the monolith base material. The present invention relates to a method for manufacturing a monolith base material for use in manufacturing.
自動車排気ガス浄化用触媒の担体としては、球状のベレ
ット担体とハニカム形状の基材にアルミナ等をコーティ
ングしたモノリス担体とが知られている。As carriers for automobile exhaust gas purification catalysts, spherical pellet carriers and monolithic carriers in which a honeycomb-shaped base material is coated with alumina or the like are known.
近年、軽量、耐摩耗性に優れること、熱容量が小さいこ
となどの利点からモノリス担体の占める比重が極めて高
くなっている。モノリス担体基材には、粘土鉱物のカオ
リン、タルクなどを原料としたコージェライl−組成の
ものが熱膨張率が小さいなど優れた特性が見い出され現
在広く用いられている(たとえば特開昭52−1234
08号公eIl)。In recent years, the specific gravity of monolithic carriers has become extremely high due to their advantages such as light weight, excellent abrasion resistance, and small heat capacity. As monolithic carrier base materials, those with a Corjelai l-composition made from clay minerals such as kaolin and talc have been found to have excellent properties such as a low coefficient of thermal expansion, and are currently widely used (for example, 1234
No. 08 eIl).
自動車用触媒では、モノリス基材にアルミナをコーティ
ングして担体として用いられる。この技術は特公昭56
−27295号公報により公知である。これは、モノリ
ス担体にそのまま活性成分を付着させた触媒では、触媒
活性が不−1−分なため、通常担体の表面に数十μm程
度のアルミナ皮膜を形成させ、このアルミナコート層に
活性成分を付着させるようにしている。In automotive catalysts, a monolith base material coated with alumina is used as a carrier. This technology was developed in the 1980s.
It is publicly known from the publication No.-27295. This is because a catalyst in which the active ingredient is directly attached to a monolithic carrier has an insignificant catalytic activity, so an alumina film of several tens of micrometers is usually formed on the surface of the carrier, and the active ingredient is added to this alumina coat layer. I try to attach it.
しかしながら、屯にモノリス基材の表面にアルミナコー
ト層を形成することは、アルミナコート層とモノリス基
材が熱膨張率等の物性が異なることもあり、使用中での
アルミナコート層のfall離がしばしば発生し問題と
なっていた。とくに担体の温度変化が激しいときなどは
、触媒の主要な劣化原因となる問題がある。However, forming an alumina coat layer on the surface of a monolith base material is difficult because the alumina coat layer and the monolith base material have different physical properties such as coefficient of thermal expansion, and the alumina coat layer may fall apart during use. This often occurred and became a problem. Particularly when the temperature of the carrier changes drastically, there is a problem that this is a major cause of deterioration of the catalyst.
本発明は、上記の問題を解決するために、モノリス基+
Aの表面に形成されるアルミナコート層が著しい温度に
対しても剥離しにくいモノリス基+4の製造方法を提供
することを目的とする。In order to solve the above problems, the present invention aims to solve the above problems.
An object of the present invention is to provide a method for producing monolith base +4 in which the alumina coat layer formed on the surface of A is difficult to peel off even at extreme temperatures.
この1]的に沿う本発明の排気ガス浄化用モノリス基材
の製造方法は、粘土鉱物の混練物を所定形状に成形し乾
燥させたモノリス基材の表面に、粘」二鉱物の混練物に
可燃性の微粒子と液体とを加えて生成したスラリーを被
覆し、その後、該スラリーが被覆された前記モノリス基
+4を乾燥さ一部て焼成した製造方法から成る。The method for manufacturing a monolithic base material for exhaust gas purification according to the present invention, which meets the objective 1), is to form a kneaded material of clay mineral into a predetermined shape and dry it, then apply a kneaded material of clay mineral to the surface of the monolithic base material. The manufacturing method consists of coating a slurry produced by adding flammable fine particles and a liquid, and then drying the monolith base +4 coated with the slurry, followed by firing.
〔作用〕
このような)1+気ガス浄化用モノリス基材の製造方法
においては、スラリーを被覆したモノリス基材を焼成す
ることにより、スラリー内の可燃性の微粒子が焼失し、
モノリス基材の表面にはJ1常に多くの細孔が形成され
る。つまり、モノリス基Hの表面には非常に倣細な凹凸
面が形成され、この微細な凹凸を有するモノリス基+4
の表面に、アルミナコート層が形成される。そのため、
アルミナコート層とモノリス基材との接触面積が増加し
、かつアルミナコーF・層の−・部がモノリス2′S月
の細孔に侵入する。したがって、アルミナコート層とモ
ノリス基材との接合状態が著しく改善され、アルミナコ
ート層の耐剥離性が大幅に向上、される。[Function] In the method for producing a monolithic base material for purifying 1+ gases, combustible fine particles in the slurry are burned out by firing the monolithic base material coated with the slurry.
Many pores are always formed on the surface of the monolith base material. In other words, a very fine uneven surface is formed on the surface of the monolithic group H, and the monolithic group +4
An alumina coat layer is formed on the surface. Therefore,
The contact area between the alumina coat layer and the monolith base material increases, and the part of the alumina coat F layer penetrates into the pores of the monolith 2'S. Therefore, the bonding state between the alumina coat layer and the monolith base material is significantly improved, and the peeling resistance of the alumina coat layer is significantly improved.
以下に、本発明に係る排気ガス浄化用モノリス基材の製
造方法の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the method for manufacturing a monolith base material for exhaust gas purification according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、本製造方法により形成されるモノリス基材の3つ
の実施例と他のノj法にて形成される比較例について説
明する。First, three examples of monolith base materials formed by this manufacturing method and a comparative example formed by another method will be described.
第1実施例
第1図ないし第4図は、本発明の第1実施例に係る排気
ガス浄化用モノリス基材の製造方法によって形成された
モノリス基材を示している。First Embodiment FIGS. 1 to 4 show a monolith base material formed by a method for manufacturing a monolith base material for exhaust gas purification according to a first embodiment of the present invention.
カオリン、タルクを主成分とする粘土鉱物原料に、有機
バインダーと水とを加えたものを混練し、押出し成形し
た後、所定時間乾燥させることにより、第3図および第
4図に示すような多数のセル2を有するモノリス基材1
が形成される。Clay mineral raw materials mainly composed of kaolin and talc are mixed with an organic binder and water, extruded, and then dried for a predetermined period of time to form a large number of clay minerals as shown in Figures 3 and 4. A monolith substrate 1 having cells 2 of
is formed.
その後、乾燥されたモノリス基材1の表面には、スラリ
ーが被覆される。このスラリーは、モノリス基+11と
同一組成の粘土鉱物の混練物に、水と、可燃性の微粒子
としての平均粒径10μmのカーボン粉末を加えたもの
を十分に攪拌して生成される。Thereafter, the surface of the dried monolith base material 1 is coated with the slurry. This slurry is produced by sufficiently stirring a mixture of a clay mineral kneaded material having the same composition as Monolith Group +11, water and carbon powder having an average particle size of 10 μm as flammable fine particles.
すなわち、乾燥後のモノリス基材1は、このスラリーに
一世浸漬され、モノリス基材1を引きあげることによっ
てモノリス基材1のセル2内を含む表面全部がスラリー
によって覆われる。そして、モノリス基材1に余分に付
着されたスラリーは、圧縮エアーによって吹き払われる
。That is, the monolith base material 1 after drying is immersed in this slurry for a lifetime, and by pulling up the monolith base material 1, the entire surface of the monolith base material 1 including the inside of the cells 2 is covered with the slurry. Then, the excess slurry adhered to the monolith base material 1 is blown away by compressed air.
スラリーで覆われたモノリス基材1は、所定時間乾燥さ
れた後、1400°Cで5時間にわたり焼成される。こ
れにより、モノリス基材1の表面には、第1図に示すよ
うに、新たにコージェライト層3が形成される。このコ
ージェライト層3には、上述のカーボン粉末が焼失して
できた平均10μmの多数の細孔が形成され、モノリス
基材1の表面が非常に微細な凹凸面に形成される。The monolith substrate 1 covered with the slurry is dried for a predetermined time and then fired at 1400° C. for 5 hours. As a result, a new cordierite layer 3 is formed on the surface of the monolith base material 1, as shown in FIG. In this cordierite layer 3, a large number of pores with an average size of 10 μm are formed by burning off the carbon powder described above, and the surface of the monolith base material 1 is formed into a very fine uneven surface.
このように形成されたモノリス基材1のコージェライト
層3の表面には、アルミナコート層が形成されることに
なる。つまり、1−述の焼成されたモノリス基材1は、
その後、平均粒系10μmのアルミナ粉末を含有するア
ルミナコート用スラリーに一担浸漬され、モノリス基材
1の引きあげによってコージェライト層3の表面にアル
ミナコート用スラリーが付着される。そして、余分に付
着されたアルミナコート用スラリーは、上述の場合と同
様に圧縮エアーによって吹き払われる。その後、モノリ
ス基材は、所定時間乾燥された後、700°Cで2時間
にわたって焼成される。これにより、第2図に示すよう
にモノリス基材1のコージェライト層3の表面にアルミ
ナコーI・層4が形成される。An alumina coat layer is formed on the surface of the cordierite layer 3 of the monolith base material 1 thus formed. In other words, the fired monolith base material 1 described in 1-
Thereafter, it is immersed in an alumina coating slurry containing alumina powder with an average grain size of 10 μm, and the alumina coating slurry is adhered to the surface of the cordierite layer 3 by pulling up the monolith substrate 1 . Then, the alumina coating slurry deposited in excess is blown off with compressed air as in the case described above. Thereafter, the monolith substrate is dried for a predetermined time and then fired at 700°C for 2 hours. As a result, an alumina cord I layer 4 is formed on the surface of the cordierite layer 3 of the monolith base material 1, as shown in FIG.
この場合、アルミナコート層4の一部は、コージェライ
1一層31こ形成される多数の細孔Cご侵入するので1
7−ジエライ1層3とアルミナツー1層4の接僑状態が
良くなり、アルミナヨー1一層4ばモノリス基材)11
から剥離しにくくなる。In this case, a part of the alumina coat layer 4 penetrates into the many pores C formed in each layer of Corjelai 1.
7- The adhesion between the aluminum layer 1 layer 3 and the alumina layer 1 layer 4 is improved, and the alumina layer 1 layer 4 (monolith base material) 11
becomes difficult to peel off.
その後、アルミナ:7−1一層4に、白金(P 1.
)アンミン溶液、塩化ロジウ1、溶液を用いて、触媒1
7!当り、P t、 (白金)Ig、、Rh(Uジウ
A )0.1g庖担持さゼることにより、モノリス触媒
が得られる。Then, alumina: 7-1 layer 4, platinum (P 1.
) using ammine solution, rhodium chloride 1, solution, catalyst 1
7! A monolithic catalyst is obtained by supporting 0.1 g of Pt, (platinum) Ig, and Rh (U-A) per catalyst.
第2実施例
本実施例にお&Jるモノリス基+4は、第1実施例と同
一の製造方法で製造されるが、使用されるカーボン粉末
の平均粒径が異なる。ずなわら、本実施例では平均粒径
が5μn’lのカーボン粉末が用いられており、これに
より、モノリス基材の表面には5 It mの細孔が多
く形成されている。なお、触媒化の製法は第1実施例に
準じる。Second Example The monolith base +4 used in this example is manufactured by the same manufacturing method as in the first example, but the average particle size of the carbon powder used is different. Of course, in this example, carbon powder with an average particle size of 5 μn'l is used, and as a result, many pores of 5 It m are formed on the surface of the monolith base material. Note that the manufacturing method for catalyticization is similar to that of the first embodiment.
第3実施例
本実施例におりるモノリス基材は、上jAXと同様に第
1実施例と同一・の方法により製造される。ずなわち、
本実施例では平均粒径2oμmと第1実施例よりも径の
大きいカーボン粉末が使用されζおり、モノリス基材の
表面には平均20μmの細孔が多く形成されている。な
お、触媒化の製法も第1実施例に〈11iシる。Third Example The monolith base material in this example is manufactured by the same method as in the first example, similar to the above jAX. Zunawachi,
In this example, carbon powder having an average particle size of 20 μm, which is larger than that of the first example, is used, and many pores with an average size of 20 μm are formed on the surface of the monolith base material. Incidentally, the manufacturing method for catalyzing is also the same as in the first embodiment.
比較例
本比較例では、上述の各実施例と同様に同一組成の粘土
鉱物の混練物を押出し7成形し、乾燥後、焼成してモノ
リス基材を形成した。したがって、各実施例で説明した
カーボン粉末の焼失によって形成される細孔は存在しな
い。このようにして形成されたモノリス基材は、上述の
各実施例と同一の方法により、触媒化されている。Comparative Example In this comparative example, a kneaded material of clay minerals having the same composition was extruded and molded seven times in the same manner as in each of the above-mentioned Examples, dried and fired to form a monolith base material. Therefore, the pores formed by burning off the carbon powder described in each example do not exist. The monolith substrate thus formed was catalyzed by the same method as in each of the above-mentioned examples.
実験例
つぎに、各実施例により得られたモノリス触媒と比較例
で得られたモノリス触媒におけるアルミナコート層の耐
剥離性の試験の結果について説明する。Experimental Examples Next, the results of tests on the peeling resistance of the alumina coat layers in the monolithic catalysts obtained in each of the Examples and the monolithic catalysts obtained in the Comparative Examples will be explained.
各実施例で得られた3つのモノリス触媒と比較例で得ら
れたモノリス触媒を、800’cの電気炉で15分間加
熱したのち取り出し、15分気流で冷却(S TJ 2
00,0OOh−’)を1ザイクルとして200ザイク
ルにわたって実施した。その後、各モノリス触媒の重量
を測定し、アルミナツー1〜層の剥離量を求めた。その
結果を表−1に示す。The three monolithic catalysts obtained in each example and the monolithic catalyst obtained in the comparative example were heated in an electric furnace at 800'c for 15 minutes, taken out, and cooled in an air stream for 15 minutes (S TJ 2
The test was carried out over 200 cycles, with one cycle being 00,0OOh-'). Thereafter, the weight of each monolithic catalyst was measured, and the amount of peeling of the Alumina Two 1 to layer layers was determined. The results are shown in Table-1.
表−1
この結果からもわかるように、第1実施例では0.5%
、第2実施例では0.8%、第3実施例では0.9%と
なり、比較例の5.0%に比べ大幅に剥離量が少なくな
る。この結果から、カーボン粉末の粒径とアルミナ粉末
の粒径とを同程度にした場合が、耐剥離性が最良となる
ことがわかる。Table 1 As can be seen from this result, in the first example, 0.5%
The amount of peeling is 0.8% in the second example and 0.9% in the third example, which is significantly smaller than 5.0% in the comparative example. From this result, it can be seen that the peeling resistance is the best when the particle size of the carbon powder and the particle size of the alumina powder are made to be approximately the same.
なお、各実施例では、カオリン、タルク等の粘土鉱物の
スラリーを用いたが、予め加焼してコージ
エライト
用いてもよい。In each of the examples, a slurry of clay minerals such as kaolin and talc was used, but cordierite which has been calcined in advance may also be used.
以上説明したように、本発明の排気ガス浄化用モノリス
基材の製造方法によるときは、千ノ11ス基材の表面を
可燃性の微粒子を加えたスラリーで被覆し、その後、こ
のスラリーが被覆された1ノリス基材を乾燥させ焼成さ
せるようにしたので、焼成後のモノリス基材の表面に多
数の微細f.h: 1.苓形成することができる。その
結果、モノリス基材とモノリス基材の表面に形成される
アルミナコート層との接合状態が著しく改善され、アル
ミナヨー1一層の耐剥離性を大幅に向上さ廿るごとがで
きる。As explained above, when using the method for manufacturing a monolith base material for exhaust gas purification of the present invention, the surface of the 1000-110S base material is coated with a slurry to which flammable fine particles are added, and then this slurry is coated with the slurry. Since the monolith substrate was dried and fired, a large number of fine f. h: 1. It can be formed. As a result, the bonding state between the monolithic base material and the alumina coat layer formed on the surface of the monolithic base material is significantly improved, and the peeling resistance of the alumina layer 1 can be significantly improved.
第1図は本発明の排気ガス浄化用モノリス基+2の製造
方法により製造されたモノリス基+Aの部分拡大断面図
、
第2閾は第1図のモノリス基材にアルミナ二2ート層を
形成した部分拡大断面図、
第3図は第1図のモノリス基材の全体図、第4図は第3
図の側面図、
である。
1・・・・・・モノリス基材
2・・・・・・セル
3・・・・・・モノリス基材に細孔が多く存在する部分
(スラリーの被覆によってモノリス
基Hに新たに形成されるコージェライ
ト 層)
4・・・・・・アルミナコート層
特 許 出 願 人 トヨタ自動車株式会社第1図
第2図FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of a monolith base +A manufactured by the method of manufacturing a monolith base +2 for exhaust gas purification according to the present invention. Figure 3 is an overall view of the monolith base material in Figure 1, and Figure 4 is a partially enlarged sectional view of the monolith base material in Figure 1.
A side view of the figure. 1... Monolith base material 2... Cell 3... Part where many pores exist in the monolith base material (newly formed on the monolith base H by coating with slurry) Cordierite layer) 4... Alumina coat layer patent applicant Toyota Motor Corporation Figure 1 Figure 2
Claims (1)
モノリス基材の表面に、粘土鉱物の混練物に可燃性の微
粒子と液体とを加えて生成したスラリーを被覆し、その
後、該スラリーが被覆された前記モノリス基材を乾燥さ
せて焼成したことを特徴とする排気ガス浄化用モノリス
基材の製造方法。(1) A slurry produced by adding flammable fine particles and a liquid to the clay mineral kneading product is coated on the surface of a monolith base material, which is formed by molding a clay mineral kneading product into a predetermined shape and drying. A method for producing a monolith base material for exhaust gas purification, characterized in that the monolith base material coated with slurry is dried and fired.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61188692A JPS6344938A (en) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | Preparation of monolithic base material for purifying exhaust gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61188692A JPS6344938A (en) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | Preparation of monolithic base material for purifying exhaust gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6344938A true JPS6344938A (en) | 1988-02-25 |
Family
ID=16228153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61188692A Pending JPS6344938A (en) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | Preparation of monolithic base material for purifying exhaust gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6344938A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009172604A (en) * | 2009-03-26 | 2009-08-06 | Kyocera Corp | Ceramic filter and manufacturing method thereof |
| US8518857B2 (en) * | 2003-12-31 | 2013-08-27 | Corning Incorporated | Ceramic structures having hydrophobic coatings |
-
1986
- 1986-08-13 JP JP61188692A patent/JPS6344938A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8518857B2 (en) * | 2003-12-31 | 2013-08-27 | Corning Incorporated | Ceramic structures having hydrophobic coatings |
| JP2009172604A (en) * | 2009-03-26 | 2009-08-06 | Kyocera Corp | Ceramic filter and manufacturing method thereof |
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