JPH1043604A - 自動車排気ガス浄化用触媒構造体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温の排気ガスに触媒構造体が晒されたとき
に触媒構造体が受ける熱エネルギーを外部に排出し易く
して触媒構造体全体の熱劣化を小さくし、触媒性能の劣
化の程度を小さくかつ均一なものにする。 【解決手段】 触媒担体のセルに触媒成分を含む触媒コ
ート層を付着させてなる自動車排気ガス浄化用触媒構造
体において、触媒コート層を付着させる触媒担体４とし
て耐酸化性および耐熱性に優れた金属箔のセルにより構
成され且つセル密度が均一であるものを用い、触媒担体
４の中央部５に触媒成分を含まないスラリーを付着させ
た後に、触媒成分を含むスラリーを触媒担体４の中央部
５および周辺部６の全体に付着させ、触媒担体４の中央
部５に触媒成分を含まない無触媒コート層と触媒成分を
含む触媒コート層が形成されかつ周辺部６に触媒成分を
含む触媒コート層が形成されていて、触媒担体４の周辺
部６の開口率を中央部５の開口率よりも高くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、触媒担体のセルに
触媒成分を含む触媒コート層を付着させてなる自動車排
気ガス浄化用触媒構造体およびその製造方法に関し、例
えば、耐熱金属の平板と波板を多重に巻き回して排気ガ
スの流れの通路となる多数のセルを形成した金属製触媒
担体を用いた自動車排気ガス浄化用触媒構造体およびそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の自動車排気ガス浄化用触
媒構造体は、真円形断面や楕円形断面（ほぼ平行な対向
辺を持つレーシングトラック形断面を含む。）をなす触
媒担体の内部にセルと呼ばれる排気ガスが貫通する通路
を多数設け、そのセル表面にアルミナとセリウム，ジル
コニウム，ランタン，バリウムなどの助触媒等の耐熱性
無機酸化物および白金，パラジウム，ロジウムなどの貴
金属の触媒活性成分を含んでなる触媒コート層を付着さ
せたものである。

【０００３】一般に、触媒性能は貴金属の種類と量に依
存するといわれており、また、触媒担体としては、セラ
ミックス材料よりなるものが従来多く用いられてきた
が、近年では、セル厚さを薄くできるので通気抵抗を低
減でき、熱伝導率が高いので暖機特性に優れる金属製触
媒担体の使用が増えてきている。

【０００４】この金属製触媒担体を用いた触媒構造体
は、特にマニホールド付近に設置される触媒、いわゆる
マニホールド触媒に用いられることが多い。従って、エ
ンジンに近いので、高温の排気ガスに晒され易く、特に
全開加速の様なエンジン負荷が高まった場合には、触媒
入口の温度が１０００℃を超えることもあり、触媒コー
ト層はより優れた耐熱性を有することが必要となる。

【０００５】従来、触媒コート層の耐熱性向上は専ら触
媒コート層それ自体の改良で対応してきた。しかし、こ
のような触媒コート層それ自体の改良だけでは対応出来
ない場合があると考えられる。

【０００６】そこで、触媒入口温度が１０００℃を超え
る様な高温において触媒コート層の熱劣化を低減させる
別の手段として、担体経由で触媒外部へなるべく多くの
熱を放出して触媒コート層が受ける熱エネルギーを少な
くする手法がある。

【０００７】ところが、現状の触媒構造体では、触媒コ
ート層を冷却することは容易ではないことがわかってい
る。例えば、触媒構造体に９００℃の排気ガスを定常的
に導入して内部の温度測定を行うと、触媒構造体の各断
面においてその中央の最も温度の高い部分よりも３０℃
以上温度が低い部分は、触媒担体の種類および形状を問
わず、触媒担体の外周面より１０ｍｍから３０ｍｍ位ま
での部分、すなわち周辺部分である。これは、触媒担体
の種類（金属、セラミックス）を問わず、同じ傾向であ
ることが確認されている。

【０００８】また、排気ガスの代表温度、流量および触
媒構造体断面に対する分配が同じ場合においては、断面
における中央部の温度は触媒構造体を外部から冷却して
もほとんど変わらない。つまり、触媒構造体の周辺部の
みが冷えている状態である。この場合、周辺部以外の部
分、所謂中央部の温度が高い理由として、外界までの伝
熱距離が大きいことと、その部分に排気ガスが多く流れ
るにも拘わらず熱エネルギーを伝える主な通路となる触
媒担体のセル壁の量が少ないためと考えられる。

【０００９】上に述べたように、触媒担体の中央部の温
度が下がりにくいのは、その中央部に排気ガスが多く流
れてしまうためである。そこで、触媒構造体の全体を有
効に活用し、熱劣化を抑制すべく、冷えやすい周辺部に
排気ガスを多く流すことが望まれることとなる。

【００１０】そこで、そのための手法として、触媒担体
の中央部を周辺部よりも排気ガスが流れにくい構造にす
る方法や、排気ガスの流れを制御する治具を用いる方法
や、中央部に触媒活性成分を多く付着させる方法が知ら
れている。

【００１１】◎ 触媒担体の中央部を排気ガスが流れに
くい構造にする従来例 ・特開昭６０−１２５２５２号：触媒構造体のコンバー
タ入口の担体への投影面の直径の１から１．５倍の直径
の同心円内部のセルのピッチを密にし、外部を粗にす
る。

【００１２】・特開昭６２−１７４５２５号：金属製触
媒担体としてその波板のピッチと平板の厚みを中央部の
セル密度が高く、周辺部のそれが低くなるように変え
る。

【００１３】◎ 排気ガスの流れを制御する治具を用い
る従来例 ・特開昭６２−２２８６１５号：触媒構造体の前に邪魔
板を設けて、排気ガスの分配を変える。

【００１４】◎ 中央部に触媒活性成分を多く担持させ
る方法に関する従来例 ・特開昭６０−２１６８４８号：貴金属を含まないスラ
リーの付着量を中央部＞周辺部とすることで、その後の
貴金属の含浸で担持量を中央部＞周辺部にする。

【００１５】・特開昭６１−４５３５号：貴金属を含浸
で担持する際に、中央部の吸水量＞周辺部の吸水量とす
ることで、貴金属担持量を中央部＞周辺部とする。

【００１６】・特開昭６１−２５６４３号：貴金属を含
まないスラリーの付着量を排気ガス流速の大きい部分＞
小さい部分とすることで、貴金属の含浸による担持量を
排気ガス流速の大きい部分＞小さい部分とする。

【００１７】・特開昭６１−２５６４４号：貴金属を含
浸で担持させるにあたり、排気ガス流速の大きい中央部
は後寄りに、小さい周辺部は前寄りに多く担持させる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
方法は、次の様な改良すべき点を有している場合があ
る。

【００１９】◎ 特開昭６０−１２５２５２号、特開昭
６２−１７４５２５号の従来例では、触媒コート層を担
持したときの状態が規定されていない。この従来発明で
得られる周辺部の開口率が中央部の開口率よりも高い触
媒担体に、中央部と周辺部を区別せずに触媒コート層を
付着させると、中央部ばかりに触媒コート層が付着して
しまう。これは、触媒コート層を付着させる触媒担体の
表面積が中央部＞周辺部で、付着量は表面積に依存する
からである。

【００２０】この様な触媒構造体では、排気ガスが多く
流れる周辺部の性能が中央部より相対的に低くなり、触
媒構造体全体としての性能が、中央部と周辺部の開口率
が同じ触媒担体を用いた触媒構造体に比べて大きく劣る
ことが確認されている。又、これらの触媒担体に、触媒
構造体の開口率（触媒構造体に占める排気ガスが通る空
間の割合）が触媒担体と逆の中央部＞周辺部となるよう
に触媒スラリーをコーティングすると、触媒担体の効果
は無くなる。

【００２１】◎ 特開昭６２−２２８６１５号の従来例
の様に周辺部に排気ガスを流しやすくする邪魔板を有す
る触媒構造体では、触媒担体自体は通常のものと同様で
あるので、上記の様な問題が起きない。しかし、触媒構
造体の前に邪魔板を設けるので、それにより、排気ガス
が冷やされる可能性がある。これにより、触媒構造体に
入る排気ガスの温度が低くなり、流量が少ないときには
触媒構造体の直前の位置での排気ガスの温度が低くなり
易く、浄化性能の悪化に跳ね返る可能性がある。

【００２２】又、邪魔板の形状・寸法、取付け構造が、
触媒構造体の形状、エンジン形状、触媒構造体の取付け
位置等の他の要因で限定され易い問題を有する。

【００２３】◎ 中央部、すなわち排気ガス流速の大き
い部分に触媒活性成分を多く付着させる方法に関する従
来例では、いずれも、周辺部に排気ガスを流しやすくし
て熱を触媒構造体の外部に放出し易くすることは考慮さ
れていない。これでは、触媒構造体の入口温度が１００
０℃を超える状態で使用することは、劣化が著しくなり
使用が困難な場合がでてくる。

【００２４】

【発明の目的】本発明は、触媒構造体として周辺部に排
気ガスが流れやすい構造とすることで、高温の排気ガス
に触媒構造体が晒されたときに触媒構造体が受ける熱エ
ネルギーを外部に放出し易くして触媒構造体全体の熱劣
化を小さくするとともに、排気ガスがより多く流れる周
辺部の触媒性能を排気ガスがより少ない中央部よりも優
れたものであるようにして、触媒構造体全体として性能
劣化の程度を小さくかつ均一なものにできる自動車排気
ガス浄化用触媒構造体を提供することを目的としてい
る。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる自動車排
気ガス浄化用触媒構造体は、（１）触媒担体を耐熱性に
優れると共に熱伝導率の高い材料で且つセル密度が均一
である金属製触媒担体とすることで、外界への熱エネル
ギーの伝達に都合よくし、（２）触媒担体の中央部に触
媒成分を含まないスラリーを付着させた後に、触媒活性
成分である貴金属を予め含むスラリーを触媒担体の全体
に付着させ、（３）触媒構造体の周辺部の開口率が中央
部の開口率よりも高いものとして、周辺部により多くの
排気ガスを流れやすくすることで、上記発明の目的を達
成するものとしている。

【００２６】すなわち、本発明に係わる自動車排気ガス
浄化用触媒構造体は、請求項１に記載しているように、
触媒担体のセルに触媒成分を含む触媒コート層を付着さ
せてなる自動車排気ガス浄化用触媒構造体において、触
媒コート層を付着させる触媒担体が耐酸化性および熱伝
導性に優れた金属箔のセルにより構成され且つセル密度
が均一であると共に、触媒担体の中央部に触媒成分を含
まない無触媒コート層と触媒成分を含む触媒コート層が
形成されかつ周辺部に触媒成分を含む触媒コート層が形
成されていて、周辺部の開口率が中央部の開口率よりも
高くなっている構成としたことを特徴としている。

【００２７】そして、本発明に係わる自動車排気ガス浄
化用触媒構造体の実施態様においては、請求項２に記載
しているように、触媒構造体の周辺部と中央部における
開口率の差が５％以上５０％以下であるものとすること
ができる。

【００２８】同じく、本発明に係わる自動車排気ガス浄
化用触媒構造体の実施態様においては、請求項３に記載
しているように、触媒構造体の周辺部における単位体積
当たりの触媒量（貴金属量）が中央部のそれと同じかそ
れより多いものとすることができる。

【００２９】同じく、本発明に係わる自動車排気ガス浄
化用触媒構造体の実施態様においては、請求項４に記載
しているように、周辺部は触媒担体の外周面より１０ｍ
ｍから３０ｍｍまでの部分であるものとすることができ
る。

【００３０】同じく、本発明に係わる自動車排気ガス浄
化用触媒構造体の実施態様においては、請求項５に記載
しているように、触媒担体の断面形状が真円形断面であ
るようにしたり、請求項６に記載しているように、楕円
形断面（ほぼ平行な対向辺を持つレーシングトラック形
断面を含む）のものであるようにしたりすることができ
る。

【００３１】また、本発明に係わる自動車排気ガス浄化
用触媒構造体の製造方法は、請求項７に記載しているよ
うに、触媒担体のセルに触媒成分を含む触媒コート層を
付着させてなる自動車排気ガス浄化用触媒構造体を製造
するに際し、触媒コート層を付着させる触媒担体として
耐酸化性および耐熱性に優れた金属箔のセルにより構成
され且つセル密度が均一であるものを用い、触媒担体の
中央部に触媒成分を含まないスラリーを付着させた後
に、触媒成分を含むスラリーを前記触媒担体の中央部お
よび周辺部の全体に付着させ、触媒担体の周辺部の開口
率を中央部の開口率よりも高くするようにしたことをを
特徴としている。

【００３２】そして、本発明に係わる自動車排気ガス浄
化用触媒構造体の製造方法の実施態様においては、請求
項８に記載しているように、触媒担体の中央部に触媒成
分を含まないスラリーを３０〜１００ｇ／Ｌ付着させる
ようになすことができる。

【００３３】同じく、本発明に係わる自動車排気ガス浄
化用触媒構造体の製造方法の実施態様においては、請求
項９に記載しているように、触媒担体の周辺部への触媒
を含むスラリーの単位体積当たりの付着量を中央部のそ
れと同じか多いものとするようになすことができる。

【００３４】

【発明の作用】本発明に係わる自動車排気ガス浄化用触
媒構造体およびその製造方法では、触媒コート層を付着
させる触媒担体が耐酸化性および熱伝導性に優れた金属
箔のセルにより構成されたものとしており、このよう
に、触媒担体を熱伝導率の高い金属からなるものとする
ことで、触媒コート層が排気ガスから受ける熱エネルギ
ーは外部に伝達されやすいものとなる。

【００３５】また、触媒構造体の周辺部の開口率を中央
部の開口率よりも高くすることで、周辺部の通気抵抗が
中央部の通気抵抗よりも小さくなるので、排気ガスは通
気抵抗のより小さな周辺部をより多く流れることとな
る。

【００３６】そして、周辺部は外界までの熱伝達距離が
短いので、この部分で受けた熱エネルギーは金属製の触
媒担体を経由して速やかに外界に放出されることとな
り、これにより、触媒コート層の熱劣化が小さいものと
なる。

【００３７】また、周辺部における単位体積当たりの触
媒量（貴金属量）を中央部のそれと同じか又はそれより
も多くすることで、周辺部の触媒性能はより優れたもの
となって周辺部における触媒性能の劣化の程度はより小
さなものとなる。

【００３８】そして、中央部は、排気ガスの通過量が少
なくなるので、これまた熱劣化の程度が小さくなり、熱
劣化の程度は周辺部と中央部とで均一化されたものとな
る。

【００３９】したがって、触媒担体が冷えやすくなって
触媒コート層が排気ガスより受ける熱エネルギーは放出
されやすくなり、周辺部へ排気ガスが流れやすい触媒構
造体としかつまたその排気ガスが流れやすい周辺部の触
媒性能をより優れたものとすることで、触媒構造体の全
体として触媒性能が良好に、そして平均化された状態で
維持されることとなる。

【００４０】本発明に係わる自動車排気ガス浄化用触媒
構造体およびその製造方法において、金属製触媒担体
は、厚さが３０μｍから８０μｍの耐熱性金属箔、例え
ば、Ｆｅ−２０重量％Ｃｒ−５重量％Ａｌ組成のフェラ
イト系ステンレス鋼箔を所定の幅となるように切り出
し、その一部は波付け加工等を施した箔とし、平板状の
箔と波板状の箔とを巻き上げるか積層してハニカム体と
し、これを耐熱性のあるステンレス鋼製ケースに挿入し
てからロウ付け等の処理を施すことにより接合して製造
する。

【００４１】このような触媒担体の製造方法としては、
巻き上げる方法が容易であり、より望ましい方法である
といえる。また、触媒担体の断面形状は、真円形断面を
なすものや、楕円形断面（ほぼ平行な対向辺をもつレー
シングトラック形断面を含む。）をなすものの何れであ
ってもよい。

【００４２】そして、本発明に係わる自動車排気ガス浄
化用触媒構造体を製造するに際して、触媒担体の中央部
に先ず付着させる触媒成分を含まないスラリーの量は３
０ｇ／Ｌから１００ｇ／Ｌであることが望ましい。すな
わち、３０ｇ／Ｌ未満であると、触媒成分を予め含むス
ラリーの付着量の触媒構造体内部でのバラツキにより、
周辺部の開口率が中央部の開口率よりも高くならない部
分がでてくる可能性があるからである。他方、１００ｇ
／Ｌ超過とすると、中央部と周辺部の開口率に差が付き
過ぎて中央部にほとんど排気ガスが流れないこととな
り、触媒構造体の全体が有効に活用されないこととなっ
て、望ましくないためである。

【００４３】ここでいう周辺部とは、触媒担体の外周面
より１０ｍｍから３０ｍｍまでの部分であるものとする
ことが望ましく、この周辺部は先に述べたように外界へ
熱を伝えやすい部分である。そして、中央部とは、この
周辺部より内側の部分である。

【００４４】また、中央部と周辺部の開口率の差を５％
以上高くすることが望ましいとしたのは、少なくともこ
れ位の差が無いと中央部と周辺部の流量に差がでないた
めである。そして、５０％以下を望ましいとしたのは、
これ以上にすると、中央部と周辺部の開口率に差が付き
過ぎて中央部にほとんど排気ガスが流れないこととな
り、触媒構造体の全体が有効に活用されないこととな
り、望ましくないためである。

【００４５】触媒成分を予め含むスラリーを付着させて
得られるコート層の塗布量を中央部と周辺部とで変えて
もよい。また、中央部と周辺部とで、コート層の組成を
変えてもよい。その方法としては、例えば、特開昭６０
−２１６８４８号で開示されているような、触媒担体の
コート量を多くしたい部分の断面を除いて蓋をした後
に、触媒スラリーを塗布して乾燥させる等の公知の手法
を採用することができる。

【００４６】貴金属を予め含むスラリーの付着量につい
て、排気ガスが通りやすい触媒構造体の周辺部への単位
体積当たりの付着量が、中央部へのそれと同じか又はそ
れより多いものとすることが望ましい。これは、一般
に、コート量が多いほど劣化が小さくなるためである。

【００４７】また、排気ガスが通りやすい触媒構造体の
周辺部の単位体積当たりの触媒量（貴金属量）が、中央
部のそれと同じか又はそれより多いものとすることが望
ましい。すなわち、触媒として作用する貴金属は触媒活
性の発現成分であり、一般にこれが多いほど性能が高く
劣化が小さいからである。

【００４８】触媒担体の形状は、真円形断面や、楕円形
断面（ほぼ平行な対向辺をもつレーシングトラック形断
面を含む。）等、一般に作られている担体形状のもので
良く、取付け部の空間形状等に対応させたものとするの
が望ましい。

【００４９】

【発明の効果】本発明に係わる自動車排気ガス浄化用触
媒構造体では、触媒担体のセルに触媒成分を含む触媒コ
ート層を付着させてなる自動車排気ガス浄化用触媒構造
体において、触媒コート層を付着させる触媒担体が耐酸
化性および熱伝導性に優れた金属箔のセルにより構成さ
れ且つセル密度が均一であると共に、触媒担体の中央部
に触媒成分を含まない無触媒コート層と触媒成分を含む
触媒コート層が形成されかつ周辺部に触媒成分を含む触
媒コート層が形成されていて、周辺部の開口率が中央部
の開口率よりも高くなっているものとしたから、高温の
排気ガスに触媒構造体が晒されたときに触媒構造体が受
ける熱エネルギーを外部に放出しやすくすることが可能
であり、触媒構造体全体の熱劣化を小さなものとするこ
とが可能であると共に、排気ガスがより多く流れる周辺
部の触媒性能を排気ガスがより少ない中央部よりも優れ
たものとすることで触媒構造体全体としての性能劣化の
程度を小さくしかつまた均一化することが可能であると
いう優れた効果がもたらされる。

【００５０】そして、請求項２に記載しているように、
触媒構造体の周辺部と中央部における開口率の差が５％
以上５０％以下であるようになすことによって、周辺部
と中央部とで排気ガスの流量に差をつけることが可能で
あると共に、差がつきすぎた場合に中央部に排気ガスが
ほとんど流れないこととなる不具合をも防止することが
可能である。

【００５１】また、請求項３に記載しているように、触
媒構造体の周辺部における単位体積当たりの触媒量が中
央部のそれと同じかそれより多いものとすることによっ
て、周辺部の触媒性能をより優れたものとすることが可
能であって、周辺部における触媒の劣化の程度と中央部
における触媒の劣化の程度を同程度のものにして長期の
使用が可能となる。

【００５２】さらに、請求項４に記載しているように、
周辺部は触媒担体の外周面より１０ｍｍから３０ｍｍま
での部分であるものとすることによって、排気ガスから
受ける熱エネルギーを外部に伝達しやすくすることが可
能であり、触媒性能の早期劣化を防止することが可能で
あり、請求項５に記載しているように、触媒担体の断面
形状が真円形断面であるものとしたり、請求項６に記載
しているように、触媒担体の断面形状が楕円形断面であ
るものとしたりすることによって、触媒構造体の取付空
間に対応させたものとすることが可能である。

【００５３】本発明に係わる自動車排気ガス浄化用触媒
構造体の製造方法では、触媒担体のセルに触媒成分を含
む触媒コート層を付着させてなる自動車排気ガス浄化用
触媒構造体を製造するに際し、触媒コート層を付着させ
る触媒担体として耐酸化性および耐熱性に優れた金属箔
のセルにより構成され且つセル密度が均一であるものを
用い、触媒担体の中央部に触媒成分を含まないスラリー
を付着させた後に、触媒成分を含むスラリーを前記触媒
担体の中央部および周辺部の全体に付着させ、触媒担体
の周辺部の開口率を中央部の開口率よりも高くするよう
にしたから、高温の排気ガスに晒されたときに受ける熱
エネルギーを外界に放出しやすく、全体の熱劣化を小さ
なものとし、触媒の性能低下を周辺部と中央部とで均一
化した自動車排気ガス浄化用触媒構造体を製造すること
が可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００５４】そして、請求項８に記載しているように、
触媒担体の中央部に触媒成分を含まないスラリーを３０
〜１００ｇ／Ｌ付着させるようになすことによって、周
辺部と開口部とにおける開口率に適切な差を生じさせる
ことが可能である。

【００５５】また、請求項９に記載しているように、触
媒担体の周辺部への触媒を含むスラリーの単位体積当た
りの付着量を中央部のそれと同じか多いものとすること
によって、周辺部の触媒性能をより優れたものとするこ
とが可能となって、周辺部における触媒性能の劣化の程
度をより小さなものとすることが可能であり、周辺部と
中央部とで劣化の程度を均一化したものにすることが可
能であるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００５６】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明するが、
本発明はこれらによって限定されるものではない。

【００５７】実施例１ （工程１）Ｃｒを２０重量％、Ａｌを５重量％含む厚さ
５０μｍのフェライト系ステンレス鋼箔よりなる板を幅
１１８ｍｍに切り出し、その一部について、平板と共に
巻き上げた時にセル密度が６２０ｋ個／ｍ^２となる様
に、波付け加工を施した。

【００５８】（工程２）波板と平板（図１に示した平板
１と波板２とからセル３を形成したものに相当）を共に
巻き上げて図２に示す直径Ｄ１が１１８ｍで、且つ、断
面形状が真円形状の金属製触媒担体４を作製した。

【００５９】（工程３）（工程２）で作製したハニカム
体の外側に箔状のロウ材（ＪＩＳＺ−３２６５で規定さ
れるＮｉロウおよびＮｉ−Ａｌを主体としたものでＢＮ
ｉ−５相当品）を付着させると共に、内部に粉末のロウ
材を付着させてステンレス鋼製ケーシングの内部に挿入
し、空気中にて１００〜６００℃に加熱した後、真空中
（１０のマイナス４乗Ｔｏｒｒ）にて１１８０〜１２３
０℃で２時間以内の加熱を行なう接合処理を実施して、
金属製触媒担体を用いた触媒構造体（ただし、この時点
で触媒の付着はなし）を得た。

【００６０】（工程４）γ−アルミナを主成分とする活
性アルミナ粉末１０００ｇとアルミナゾル１０００ｇを
ボールミルポットに投入し、８時間粉砕して無触媒コー
ト層用のスラリーを得た。

【００６１】（工程５）触媒担体４の外周面から１０ｍ
ｍをマスキング材で覆ったのち、工程４で得たスラリー
を中央部（図２のＤ１＝９８ｍｍの部分）のみに塗布
し、乾燥後、４００℃で１時間焼成して無触媒コート層
を形成した。このとき、工程４で得たスラリーのコーテ
ィング量は３０ｇ／Ｌとした。

【００６２】（工程６）γ−アルミナを主成分とする活
性アルミナ粉末１０００ｇに対してジニトロジアンミン
白金溶液を用いてＰｔ量が１．５ｗｔ％となるように加
え、よく攪拌した後、オーブンにて１５０℃で３時間乾
燥し、４００℃で４時間焼成して、Ｐｔ／Ａｌ_２Ｏ_３触
媒粉末を得た。次いで、このＰｔ／Ａｌ_２Ｏ_３触媒粉末
７００ｇと酸化セリウム３００ｇおよびアルミナゾル１
０００ｇをボールミルポットに投入し、８時間粉砕して
触媒コート層用のスラリーを得た。

【００６３】（工程７）工程６で得たスラリーを金属製
触媒担体４の全体（図２に示すＤ２＝１１８ｍｍの部
分）に１６０ｇ／Ｌ塗布し、乾燥後、４００℃で１時間
焼成して触媒コート層を形成した。

【００６４】（工程８）γ−アルミナを主成分とする活
性アルミナ粉末１０００ｇに対して硝酸ロジウム溶液を
Ｒｈ量が１ｗｔ％となるように加え、よく攪拌した後、
オーブンにて１５０℃で３時間乾燥し、４００℃で４時
間焼成して、Ｒｈ／Ａｌ_２Ｏ_３触媒粉末を得た。次い
で、このＲｈ／Ａｌ_２Ｏ_３触媒粉末１０００ｇとアルミ
ナゾル１０００ｇをボールミルポットに投入し、８時間
粉砕して触媒コート層用のスラリーを得た。

【００６５】（工程９）工程８で得たスラリーを既にＰ
ｔ／Ａｌ_２Ｏ_３を塗布した金属製触媒担体の全体に４０
ｇ／Ｌ塗布し、乾燥後、４００℃で１時間焼成して触媒
コート層を形成した。

【００６６】以上の工程を経て実施例１の触媒構造体Ａ
を得た。

【００６７】実施例２ 実施例１において、工程５のスラリ−塗布量を５０ｇ／
Ｌとする以外は同様にして実施例２の触媒構造体Ｂを得
た。

【００６８】実施例３ 実施例１において、工程５のスラリー塗布量を７０ｇ／
Ｌとする以外は同様にして実施例３の触媒構造体Ｃを得
た。

【００６９】実施例４ 実施例１において、工程５のスラリー塗布量を１００ｇ
／Ｌとする以外は同様にして実施例４の触媒構造体Ｄを
得た。

【００７０】実施例５ 実施例１において、工程５のマスキング材で覆う幅を２
０ｍｍにする以外は同様にして実施例５の触媒構造体Ｅ
を得た。

【００７１】実施例６ 実施例４において工程５のマスキング材で覆う幅を３０
ｍｍにする以外は同様にして実施例６の触媒構造体Ｆを
得た。

【００７２】実施例７ 実施例１において、工程１から５で得られた中央部に無
触媒アルミナコート層を付着した金属製触媒担体を以下
の工程で触媒化する以外は、同様にして実施例７の触媒
構造体Ｇを得た。

【００７３】（工程６）γ−アルミナを主成分とする活
性アルミナ粉末１０００ｇに対してジニトロジアンミン
白金溶液を用いてＰｔ量が１．５ｗｔ％となるように加
え、よく攪拌した後、オーブンにて１５０℃で３時間乾
燥し、４００℃で４時間焼成して、Ｐｔ／Ａｌ_２Ｏ_３触
媒粉末を得た。次いで、このＰｔ／Ａｌ_２Ｏ_３触媒粉末
７００ｇと酸化セリウム３００ｇおよびアルミナゾル１
０００ｇをボールミルポットに投入し、８時間粉砕して
触媒コート層用のスラリーを得た。

【００７４】（工程７）中央部をマスキング材で覆った
のち、工程６で得たスラリーを周辺部のみに塗布し、乾
燥後、４００℃で１時間焼成して触媒コート層を形成し
た。このとき、工程６で得たスラリーのコーティング量
を１６０ｇ／Ｌとした。

【００７５】（工程８）工程６において、Ｐｔ量が１．
２ｗｔ％となるようにする以外は同様にして、触媒コー
ト層用のスラリーを得た。

【００７６】（工程９）周辺部をマスキング材で覆った
のち、工程８で得たスラリーを中央部のみに塗布し、乾
燥後、４００℃で１時間焼成して触媒コート層を形成し
た。このとき、工程８で得たスラリーのコーティング量
を１６０ｇ／Ｌとした。

【００７７】（工程１０）γ−アルミナを主成分とする
活性アルミナ粉末１０００ｇに対して硝酸ロジウム溶液
をＲｈ量が１ｗｔ％となるように加え、よく攪拌した
後、オーブンにて１５０℃で３時間乾燥し、４００℃で
４時間焼成して、Ｒｈ／Ａｌ_２Ｏ_３触媒粉末を得た。次
いで、このＲｈ／Ａｌ_２Ｏ_３触媒粉末１０００ｇとアル
ミナゾル１０００ｇをボールミルポットに投入し、８時
間粉砕して触媒コート層用のスラリーを得た。

【００７８】（工程１１）中央部をマスキング材で覆っ
たのち、工程１０で得たスラリーを塗布し、乾燥後、４
００℃で１時間焼成して触媒コート層を形成した。この
とき、工程１０で得たスラリーのコーティング量を４０
ｇ／Ｌとした。

【００７９】（工程１２）工程１０においてＲｈ量が
０．７５ｗｔ％となるようにする以外は同様にして、触
媒コート層用のスラリーを得た。

【００８０】（工程１３）周辺部をマスキング材で覆っ
たのち、工程１２で得たスラリーを塗布し、乾燥後、４
００℃で１時間焼成して触媒コート層を形成した。この
とき、工程１２で得たスラリーのコーティング量を４０
ｇ／Ｌとした。

【００８１】実施例８ 実施例３において、工程１から５で得られた中央部に無
触媒アルミナコート層を付着した金属製触媒担体を以下
の工程で触媒化する以外は、同様にして実施例８の触媒
構造体Ｈを得た。

【００８２】（工程６）γ−アルミナを主成分とする活
性アルミナ粉末１０００ｇに対してジニトロジアンミン
白金溶液を用いてＰｔ量が１．５ｗｔ％となるように加
え、よく攪拌した後、オーブンにて１５０℃で３時間乾
燥し、４００℃で４時間焼成して、Ｐｔ／Ａｌ_２Ｏ_３触
媒粉末を得た。次いで、このＰｔ／Ａｌ_２Ｏ_３触媒粉末
７００ｇと酸化セリウム３００ｇおよびアルミナゾル１
０００ｇをボ−ルミルポットに投入し、８時間粉砕して
触媒コート層用のスラリーを得た。

【００８３】（工程７）中央部をマスキング材で覆った
のち、工程６で得たスラリーを周辺部に塗布し、乾燥
後、４００℃で１時間焼成して触媒コート層を形成し
た。このとき、工程６で得たスラリーのコーティング量
を１８０ｇ／Ｌとした。

【００８４】（工程８）周辺部をマスキング材で覆った
のち、工程６で得たスラリーを中央部に塗布し、乾燥
後、４００℃で１時間焼成して触媒コート層を形成し
た。このとき、工程６で得たスラリーのコーティング量
を１４０ｇ／Ｌとした。

【００８５】（工程９）γ−アルミナを主成分とする活
性アルミナ粉末１０００ｇに対して硝酸ロジウム溶液を
Ｒｈ量が１ｗｔ％となるように加え、よく攪拌した後、
オーブンにて１５０℃で３時間乾燥し、４００℃で４時
間焼成して、Ｒｈ／Ａｌ_２Ｏ_３触媒粉末を得た。次い
で、このＲｈ／Ａｌ_２Ｏ_３触媒粉末１０００ｇとアルミ
ナゾル１０００ｇをボールミルポットに投入し、８時間
粉砕して触媒コート層用のスラリーを得た。

【００８６】（工程１０）中央部をマスキング材で覆っ
た後、工程９で得たスラリーを周辺部に塗布し、乾燥
後、４００℃で１時間焼成して触媒コート層を形成し
た。このとき、工程９のスラリーのコーティング量を４
５ｇ／Ｌとした。

【００８７】（工程１１）周辺部をマスキング材で覆っ
たのち、工程９で得たスラリーを中央部に塗布し、乾燥
後、４００℃で１時間焼成して触媒コート層を形成し
た。このとき、工程９で得たスラリーのコーティング量
を３５ｇ／Ｌとした。

【００８８】実施例９ 実施例１において、断面形状を図３に示す長径Ｄ５が１
４４ｍｍ、短径Ｄ６が８８ｍｍのレーシングトラック形
状の金属製触媒担体７とし、周辺部６を幅１５ｍｍの部
分とする以外は同様にして実施例９の触媒構造体Ｉを得
た。

【００８９】比較例１ 実施例１において、工程４および５を省略して比較例１
の触媒構造体Ｊを得た。

【００９０】比較例２ 実施例８において、工程７および１０でマスキングを省
略してスラリーを付着させ、その付着量が担体全体で１
６０ｇ／Ｌ、工程７で付着させるコート量が触媒担体全
体で４０ｇ／Ｌとなるようにして比較例２の触媒構造体
Ｋを得た。

【００９１】

【表１】

【００９２】評価例１ 本発明の実施例１〜９、比較例１〜２の触媒構造体Ａ〜
Ｉ，Ｊ〜Ｋの端面を高速高機能画像解析装置（カールツ
ァイス製、ＶＩＤＡＳ ｐｌｕｓ）を用いて、周辺部と
中央部の開口率を求めた。その結果を表２に示す。

【００９３】

【表２】

【００９４】ここで、比較例Ｊ，Ｋの中央部と周辺部の
区別は、それぞれ触媒構造体Ａ，Ｉを基準として行なっ
たが、いずれの触媒構造体においても、中央部の開口率
よりも周辺部の開口率の方が高いものとなっていた。

【００９５】評価例２ 本発明の実施例１〜９、比較例１〜２の触媒構造体Ａ〜
Ｉ，Ｊ〜Ｋに、風量２ｍ^３／分の３００℃の空気を流
し、周辺部と中央部でのガスの流量および流速を比較し
た。その結果を表３に示す。

【００９６】

【表３】

【００９７】表３より明らかなように、いずれの場合に
おいても、中央部よりも周辺部の方が単位断面積あたり
の流量が多く、流速は周辺部の方が大きいものとなって
いた。

【００９８】評価例３ 本発明の実施例１〜８、比較例１〜２の触媒構造体Ａ〜
Ｈ，Ｊ〜Ｋを１５００ｃｃエンジンのマニホールドに装
着して、入口温度が９５０℃、空燃比（Ａ／Ｆ）が１
４．６、使用ガソリンが無鉛の条件で急速耐久試験を行
なった。

【００９９】耐久試験後の各触媒について、浄化性能を
評価したが、この評価に際しては、排気量が２０００ｃ
ｃのエンジンでＡ／Ｆ＝１４．６、Ａ／Ｆ振幅＝０．
５、周波数１Ｈｚ、入りガス温度４００℃の条件で行な
った。その結果を表４に示す。

【０１００】

【表４】

【０１０１】表４に示すように、実施例１〜８の触媒構
造体Ａ〜Ｈでは、比較例１〜２の触媒構造体Ｊ〜Ｋに比
べて、触媒性能に優れているものであることが確かめら
れた。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属製触媒担体の内部構造を示す拡大断面説明
図である。

【図２】断面形状が真円形（丸型）である金属製触媒担
体の外観形状を示す説明図である。

【図３】断面形状が楕円形（レーシングトラック型）で
ある金属製触媒担体の外観形状を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 平板 ２ 波板 ３ セル ４ 真円形状（丸型）の金属製触媒担体 ５ 中央部 ６ 周辺部 ７ 楕円形状（レーシングトラック型）の金属製触媒担
体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井 上 勝 文 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニック株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 触媒担体のセルに触媒成分を含む触媒コ
   ート層を付着させてなる自動車排気ガス浄化用触媒構造
   体において、触媒コート層を付着させる触媒担体が耐酸
   化性および熱伝導性に優れた金属箔のセルにより構成さ
   れ且つセル密度が均一であると共に、触媒担体の中央部
   に触媒成分を含まない無触媒コート層と触媒成分を含む
   触媒コート層が形成されかつ周辺部に触媒成分を含む触
   媒コート層が形成されていて、周辺部の開口率が中央部
   の開口率よりも高くなっていることを特徴とする自動車
   排気ガス浄化用触媒構造体。
2. 【請求項２】 触媒構造体の周辺部と中央部における開
   口率の差が５％以上５０％以下であることを特徴とする
   請求項１に記載の自動車排気ガス浄化用触媒構造体。
3. 【請求項３】 触媒構造体の周辺部における単位体積当
   たりの触媒量が中央部のそれと同じかそれより多いこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の自動車排気ガス
   浄化用触媒構造体。
4. 【請求項４】 周辺部は触媒担体の外周面より１０ｍｍ
   から３０ｍｍまでの部分であることを特徴とする請求項
   １ないし３のいずれかに記載の自動車排気ガス浄化用触
   媒構造体。
5. 【請求項５】 触媒担体の断面形状が真円形断面である
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
   自動車排気ガス浄化用触媒構造体。
6. 【請求項６】 触媒担体の断面形状が楕円形断面である
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
   自動車排気ガス浄化用触媒構造体。
7. 【請求項７】 触媒担体のセルに触媒成分を含む触媒コ
   ート層を付着させてなる自動車排気ガス浄化用触媒構造
   体を製造するに際し、触媒コート層を付着させる触媒担
   体として耐酸化性および耐熱性に優れた金属箔のセルに
   より構成され且つセル密度が均一であるものを用い、触
   媒担体の中央部に触媒成分を含まないスラリーを付着さ
   せた後に、触媒成分を含むスラリーを前記触媒担体の中
   央部および周辺部の全体に付着させ、触媒担体の周辺部
   の開口率を中央部の開口率よりも高くすることを特徴と
   する自動車排気ガス浄化用触媒構造体の製造方法。
8. 【請求項８】 触媒担体の中央部に触媒成分を含まない
   スラリーを３０〜１００ｇ／Ｌ付着させることを特徴と
   する請求項７に記載の自動車排気ガス浄化用触媒構造体
   の製造方法。
9. 【請求項９】 触媒担体の周辺部への触媒を含むスラリ
   ーの単位体積当たりの付着量を中央部のそれと同じか多
   いものとすることを特徴とする請求項７または８に記載
   の自動車排気ガス浄化用触媒構造体の製造方法。