(57)【要約】【課題】薬剤処理を行うことなく、多孔質薄壁の細孔内部を親水処理し得、該細孔内部への触媒スラリーの浸透塗布を行うための前処理として非常に有効となる触媒担体の前処理方法及び装置を提供する。【解決手段】空気流通工程として、パティキュレートフィルタ１のガス流路１ｂの一端側から他端側へ向け水分を含んだ空気を流通させつつ、プラズマ発生工程として、パティキュレートフィルタ１のガス流路１ｂの一端側に配設した沿面放電電極３に交流電源５から交流電圧を印加し、バリア放電を行って正イオンと負イオンが混在したプラズマを発生させ、親水処理工程として、パティキュレートフィルタ１のガス流路１ｂの他端側に配設した直流電極４に直流電源６から直流電圧を印加し、パティキュレートフィルタ１内に放電生成物を流通させ、多孔質薄壁１ｅに親水処理を施す。【選択図】図２
2015093232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流路を多孔質薄壁で区画した触媒担体に対し触媒スラリーを塗布する前に行う触媒担体の前処理方法であって、
前記触媒担体のガス流路の一端側から他端側へ向け水分を含んだ空気を流通させる空気流通工程と、
該空気流通工程で水分を含んだ空気を流通させつつ、前記触媒担体のガス流路の一端側に配設した沿面放電電極に交流電圧を印加し、バリア放電を行って正イオンと負イオンが混在したプラズマを発生させるプラズマ発生工程と、
該プラズマ発生工程でプラズマを発生させつつ、前記触媒担体のガス流路の他端側に配設した直流電極に直流電圧を印加し、前記触媒担体内に放電生成物を流通させ、前記多孔質薄壁に親水処理を施す親水処理工程と
を行うことを特徴とする触媒担体の前処理方法。
【請求項２】
ガス流路を多孔質薄壁で区画した触媒担体に対し触媒スラリーを塗布する前に行う触媒担体の前処理装置であって、
前記触媒担体のガス流路の一端側から他端側へ向け水分を含んだ空気を流通させる加湿送風機と、
前記触媒担体のガス流路の一端側に配設され、接地電極と交流電極との間に誘電体が介装され且つ前記水分を含んだ空気の流通孔が穿設された沿面放電電極と、
前記触媒担体のガス流路の他端側に配設され且つ前記水分を含んだ空気の流通孔が穿設された直流電極と
を備えたことを特徴とする触媒担体の前処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒担体の前処理方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの排気管の途中に後処理装置を装備して排気浄化を図ることが行われており、この種の後処理装置としては、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）を捕集するパティキュレートフィルタが知られている。
【０００３】
前記パティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックで製作された多孔質ハニカム構造のフィルタ本体を主構成とし、該フィルタ本体における格子状に区画された各ガス流路の入口が栓体により交互に目封じされ、入口が目封じされていないガス流路については、その出口が栓体により目封じされるようになっており、各ガス流路を区画する多孔質薄壁を透過した排ガスのみが下流側へ排出されて、前記多孔質薄壁の内側表面にパティキュレートが捕集されるようになっている。
【０００４】
そして、排ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない。
【０００５】
このため、酸化触媒を一体的にパティキュレートフィルタに担持させ、該パティキュレートフィルタ内に捕集されたパティキュレートの酸化反応を前記酸化触媒により促進して着火温度を低下せしめ、従来のものより低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去できるようにしている。
【０００６】
ここで、触媒担体としての多孔質ハニカム構造のパティキュレートフィルタに酸化触媒を担持させる方法としては、例えば、アルミナに白金を担持させたものにセリウム等の希土類元素を添加してなる触媒スラリーをガス流路中に流し込み、余分な触媒スラリーを除去した後、ガス流路を通風乾燥させ、次いで焼成することによりコート層を形成するものがある。
【０００７】
尚、前記触媒担体の製造に関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２３７０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、触媒担体は、その触媒としての性能向上の面から前記コート層の量を増加させる必要がある。
【００１０】
このため、薬剤処理でパティキュレートフィルタのガス流路内面を荒らして表面積を増やし、触媒スラリーが触媒担体としてのパティキュレートフィルタになじむようにすることが行われていた。
【００１１】
しかしながら、前述のような薬剤処理を行うのでは、パティキュレートフィルタの耐久性が低下するといった問題があり、処理に限界が生じていた。
【００１２】
又、前記触媒スラリーは、粘性をある程度低下させて表面張力を落としてやると、パティキュレートフィルタのガス流路を区画する多孔質薄壁の細孔内に入りやすくなるものの、該細孔の表面に付着しにくくなる。一方、前記細孔の表面に付着しやすくするために、前記触媒スラリーの粘性をある程度高めてやると、前述とは逆に前記細孔内に触媒スラリーが入りにくくなるため、前記コート層の量を増加させることが難しくなっていた。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、薬剤処理を行うことなく、多孔質薄壁の細孔内部を親水処理し得、該細孔内部への触媒スラリーの浸透塗布を行うための前処理として非常に有効となる触媒担体の前処理方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、ガス流路を多孔質薄壁で区画した触媒担体に対し触媒スラリーを塗布する前に行う触媒担体の前処理方法であって、
前記触媒担体のガス流路の一端側から他端側へ向け水分を含んだ空気を流通させる空気流通工程と、
該空気流通工程で水分を含んだ空気を流通させつつ、前記触媒担体のガス流路の一端側に配設した沿面放電電極に交流電圧を印加し、バリア放電を行って正イオンと負イオンが混在したプラズマを発生させるプラズマ発生工程と、
該プラズマ発生工程でプラズマを発生させつつ、前記触媒担体のガス流路の他端側に配設した直流電極に直流電圧を印加し、前記触媒担体内に放電生成物を流通させ、前記多孔質薄壁に親水処理を施す親水処理工程と
を行うことを特徴とする触媒担体の前処理方法にかかるものである。
【００１５】
又、本発明の触媒担体の前処理装置は、ガス流路を多孔質薄壁で区画した触媒担体に対し触媒スラリーを塗布する前に行う触媒担体の前処理装置であって、
前記触媒担体のガス流路の一端側から他端側へ向け水分を含んだ空気を流通させる加湿送風機と、
前記触媒担体のガス流路の一端側に配設され、接地電極と交流電極との間に誘電体が介装され且つ前記水分を含んだ空気の流通孔が穿設された沿面放電電極と、
前記触媒担体のガス流路の他端側に配設され且つ前記水分を含んだ空気の流通孔が穿設された直流電極と
を備えたことを特徴とする触媒担体の前処理装置にかかるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の触媒担体の前処理方法及び装置によれば、薬剤処理を行うことなく、多孔質薄壁の細孔内部を親水処理し得、該細孔内部への触媒スラリーの浸透塗布を行うための前処理として非常に有効となるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の触媒担体の前処理方法及び装置の実施例を示す全体概要構成図である。
【図２】本発明の触媒担体の前処理方法及び装置の実施例を示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明の触媒担体の前処理方法及び装置の実施例における交流高電圧と直流高電圧と放電電流との関係を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１〜図３は本発明の触媒担体の前処理方法及び装置の実施例であって、１は触媒担体としてのパティキュレートフィルタであり、該パティキュレートフィルタ１は、コージェライト等のセラミックで製作された多孔質ハニカム構造のフィルタ本体１ａを主構成とし、該フィルタ本体１ａにおける格子状に区画されたガス流路１ｂの入口が栓体１ｃにより交互に目封じされ、入口が目封じされていないガス流路１ｂについては、その出口が栓体１ｄにより目封じされるようになっており、各ガス流路１ｂを区画する多孔質薄壁１ｅを透過した排ガスのみが下流側へ排出されて、前記多孔質薄壁１ｅの内側表面にパティキュレートが捕集されるようになっている。
【００２０】
本実施例の場合、図１及び図２に示す如く、前記パティキュレートフィルタ１のガス流路１ｂの一端側（排ガス流通方向上流端側）を下に向けて縦に設置し、前記パティキュレートフィルタ１のガス流路１ｂの一端側から他端側へ向け水分を含んだ空気を流通させる加湿送風機２を設け、前記パティキュレートフィルタ１のガス流路１ｂの一端側に、接地電極３ａと交流電極３ｂとの間に誘電体３ｃが介装され且つ前記水分を含んだ空気の流通孔３ｄが穿設された沿面放電電極３を配設し、前記パティキュレートフィルタ１のガス流路１ｂの他端側に、前記水分を含んだ空気の流通孔４ａが穿設された直流電極４を配設してある。
【００２１】
前記接地電極３ａはアース接続し、前記交流電極３ｂには交流電源５を接続して交流高電圧（３〜４ｋＶ）を印加し、前記直流電極４には直流電源６を接続して直流高電圧（５〜１０ｋＶ）を印加するようにしてある。
【００２２】
次に、上記実施例の作用を説明する。
【００２３】
先ず、加湿送風機２によりパティキュレートフィルタ１のガス流路１ｂの一端側から他端側へ向け水分を含んだ空気を流通させる（空気流通工程）。
【００２４】
続いて、前記空気流通工程で水分を含んだ空気を流通させつつ、前記パティキュレートフィルタ１のガス流路１ｂの一端側に配設した沿面放電電極３に交流電源５から交流電圧を印加し、バリア放電（沿面放電）を行って正イオンと負イオンが混在したプラズマを発生させる（プラズマ発生工程）。
【００２５】
更に、前記プラズマ発生工程でプラズマを発生させつつ、前記パティキュレートフィルタ１のガス流路１ｂの他端側に配設した直流電極４に直流電源６から直流電圧を印加し、前記パティキュレートフィルタ１内に放電生成物を流通させ、前記多孔質薄壁１ｅに親水処理を施す（親水処理工程）。
【００２６】
本実施例の場合、縦置きのパティキュレートフィルタ１下側に配設された沿面放電電極３の交流電極３ｂに印加されている交流電圧と、前記パティキュレートフィルタ１上側に配設された直流電極４に印加されている直流電圧との電位差は、図３に示す如く、周期的に変化し、前記バリア放電（沿面放電）発生直後に電位差が大きくなったとき、放電生成物が直流電極４へ向けて移動するが、水分子に電子が衝突することで
Ｈ２Ｏ＋ｅ→ＯＨ−＋Ｈ＋
という反応式で示されるように、ＯＨ−ラジカルが発生し、電荷を持った放電生成物としてのＯＨ−ラジカルが電気力線に沿って移動し、該ＯＨ−ラジカルがパティキュレートフィルタ１のガス流路１ｂを区画する多孔質薄壁１ｅの細孔内に入り、該細孔の表面に付着することにより、従来の薬剤処理ではできなかった多孔質薄壁１ｅの細孔内部に親水処理を施すことが可能となる。
【００２７】
しかも、プラズマ処理時間は数秒から数分と短く、又、処理対象となる触媒担体の材料の違い（即ちそれがセラミックスであるか或いは金属であるかの違い）に対し最適な薬剤を選定して調整し処理を行う手間がかからなくなり、作業効率の向上につながると共に、薬剤処理を行わなくて済むため、パティキュレートフィルタ１の耐久性が低下するといった問題も避けられる。
【００２８】
そして、上記の空気流通工程とプラズマ発生工程と親水処理工程とを完了した後、触媒担体としてのパティキュレートフィルタ１に対して触媒スラリーを塗布することが行われるのであるが、電界によるクーロン力で放電生成物を移動させ、従来の薬剤処理ではできなかった細孔内部を親水処理することが可能となることから、前記触媒スラリーは、粘性をある程度低下させて表面張力を落としてやれば、パティキュレートフィルタ１のガス流路１ｂを区画する多孔質薄壁１ｅの細孔内へ毛細管現象により浸透し、粘性を高めなくても触媒スラリーが前記細孔の表面に付着しやすくなるため、コート層の量を増加させることが可能となり、触媒としての性能も向上する。
【００２９】
こうして、薬剤処理を行うことなく、多孔質薄壁１ｅの細孔内部を親水処理し得、該細孔内部への触媒スラリーの浸透塗布を行うための前処理として非常に有効となる。
【００３０】
尚、本発明の触媒担体の前処理方法及び装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３１】
１      パティキュレートフィルタ（触媒担体）
１ｂ    ガス流路
１ｅ    多孔質薄壁
２      加湿送風機
３      沿面放電電極
３ａ    接地電極
３ｂ    交流電極
３ｃ    誘電体
３ｄ    流通孔
４      直流電極
４ａ    流通孔
【図１】
2015093232.tif 000003
【図２】
2015093232.tif 000004
【図３】
2015093232.tif 000005