触媒担持体
【課題】高いアイソスタティック強度と高い改質率を有する触媒担持体を提供する。
【解決手段】２つの開口面および外周面を有し、前記２つの開口面間に延在するセルがセル壁によって区画されたセラミックブロックを有する触媒担持体であって、前記セラミックブロックは、組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周部を構成する外周側ハニカムユニットと、前記セラミックブロックの中央部を構成する中央側ハニカムユニットとを、接着層を介して組み合わせることにより形成され、前記外周側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、該外周セル壁は、前記セラミックブロックとして組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面を形成する最外周セル壁を有し、前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁と接するセルの、前記最外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されている、触媒担持体。
【解決手段】２つの開口面および外周面を有し、前記２つの開口面間に延在するセルがセル壁によって区画されたセラミックブロックを有する触媒担持体であって、前記セラミックブロックは、組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周部を構成する外周側ハニカムユニットと、前記セラミックブロックの中央部を構成する中央側ハニカムユニットとを、接着層を介して組み合わせることにより形成され、前記外周側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、該外周セル壁は、前記セラミックブロックとして組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面を形成する最外周セル壁を有し、前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁と接するセルの、前記最外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されている、触媒担持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から排出される排気ガス中のガス成分等を浄化する触媒担持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出される排気ガスに含まれる有害ガスを浄化する排気ガス処理装置が種々提案されている。
【０００３】
一般的な排気ガス処理装置は、通常、エンジンの排気ガスマニホールドに連結された排気管の途上に、例えば金属等で構成されたケーシングを設け、その中にハニカム構造の触媒担持体を配置した構造となっている。
【０００４】
この触媒担持体は、例えば、特許文献１のような、２つの端面を有するセラミックブロックと、そのセラミックブロックの端面を除く外周面に設置されたコート層とで構成される。また、セラミックブロックは、γアルミナ等からなる多孔質セラミックユニットが、接着層を介して複数個結束されて構成される。多孔質セラミックユニットは、セル壁を隔てて長手方向に延伸する多数のセルを有し、セル壁には、白金等の触媒が設置されている。このような触媒担持体に排気ガスを流通させた場合、セル壁に設置された触媒によって、排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ等の有害ガスが触媒反応によって改質されるため、排気ガスを浄化することができる。
【０００５】
ところで、このような触媒担持体を製造する場合、まず最初に、接着層を介して、多孔質セラミックユニットを所定の数だけ結束させた後、この結束体を所望の形状に切断加工することにより、セラミックブロックが製作され、その後、セラミックブロックの外周（すなわち切断面）にコート層が設置される。しかしながらこのような方法では、セラミックブロックの製作時に、切断除去され廃棄される多孔質セラミックユニットの量が多くなり、製造コストが増大するという問題がある。また、前述の結束体を切断する工程のため、工程数が増加し、生産性が低下するという問題がある。
【０００６】
このような問題に対処するため、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）の分野ではあるが、予め各種形状の複数の多孔質セラミックユニットを調製しておき、これらを接着層を介して組み合わせることにより、切断工程を経ずに、所望の形状のセラミックブロックを直接製作する技術が提案されている（特許文献２）。このようなＤＰＦの製造方法は、触媒担持体の製造にも適用することができる。すなわち、触媒担持体の製造に、この製造方法を適用することにより、前述の製造コストおよび生産性の問題が解消される。
【特許文献１】特開２００５−３４９３７８号公報
【特許文献２】特開２００４−１５４７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述のような触媒担持体では、排気ガスと触媒との接触確率を高めて改質率を向上させるため、セル壁の比表面積をできるだけ高くする必要がある。従って、特許文献１のような触媒担持体では、比表面積が大きくなっており、逆に強度は、低くなっている。そのため、触媒担持体については、設置の際および使用の際に破損が生じず、適正な強度が維持されるように考慮する必要がある。
【０００８】
このような触媒担持体の破損を抑制するため、例えば、セルのコーナー部を円弧状に定形することが考えられる。
【０００９】
図１および２は、触媒担持体１３０、１３０'の長手方向と垂直な断面から見たセル２２およびセル壁２３の拡大図の一例を示したものである。図１では、セル２２のコーナー部は、実質的に直角であるのに対して、図２では、セル２２のコーナー部が曲面状に定形されている。ここで、セル２２内を流通する排気ガスのセル壁２３内への最大進入距離をｄとすると、図１のように、セルのコーナー部を曲面状に定形していない場合には、各セル２２に流通される排気ガスは、セル壁２３のほぼ全ての領域に進入し得る。従って、セル壁２３に担持されているほほ全ての触媒を、排気ガスの改質反応に利用することができる。しかしながら、図２のように、セル２２のコーナー部を曲面状に定形した場合には、各セル２２に流通される排気ガスは、セル壁２３の一部の領域にしか進入することはできず、図２の斜線部に示すような排気ガスが到達し得ない領域Ｐが生じる。この領域Ｐに設置された触媒（セル壁２３の内部に設置されている）は、改質反応に寄与することができない。従って、図１と図２の触媒担持体において、セル壁２３に設置された触媒の総量が一定の場合、図２の場合には、改質率が低下してしまう。
【００１０】
このように、セルのコーナー部を曲面状にすると、触媒担持体の強度は改善されるものの、排気ガスの改質率は逆に低下してしまうという問題が生じる。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、高いアイソスタティック強度と高い改質率の両特性を有する触媒担持体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、２つの開口面および外周面を有し、前記２つの開口面間に延在するセルがセル壁によって区画されたセラミックブロックを有する触媒担持体であって、
前記セラミックブロックは、組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周部を構成する外周側ハニカムユニットと、前記セラミックブロックの中央部を構成する中央側ハニカムユニットとを、接着層を介して組み合わせることにより形成され、
前記外周側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、該外周セル壁は、前記セラミックブロックとして組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面の一部を形成する最外周セル壁を有し、
前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁と接するセルの、前記最外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていることを特徴とする触媒担持体が提供される。
【００１３】
ここで、前記中央側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、前記中央側ハニカムユニットは、前記外周セル壁と接するセルの、前記外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていても良い。
【００１４】
また、本発明では、２つの開口面および外周面を有し、前記２つの開口面間に延在するセルがセル壁によって区画されたセラミックブロックを有する触媒担持体であって、
前記セラミックブロックは、組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面の一部を構成する外周側ハニカムユニットを、接着層を介して組み合わせることにより形成され、
前記外周側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、該外周セル壁は、前記セラミックブロックとして組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面の一部を形成する最外周セル壁を有し、
前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁と接するセルの、前記最外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていることを特徴とする触媒担持体が提供される。
【００１５】
ここで、前記最外周セル壁の厚さは、均一であっても良い。
【００１６】
また、前記外周側ハニカムユニットは、前記外周セル壁と接するセルの、前記外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていても良い。
【００１７】
また、前記セラミックブロックは、円柱状であり、前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁が曲面状になっていても良い。
【００１８】
なお、当該ハニカムユニットは、無機粒子と、無機繊維および／またはウィスカとを含んでも良い。
【００１９】
また、前記最外周セル壁の厚さは、０．２５ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲であっても良い。
【００２０】
また、前記セラミックブロックの外周面に、コート層が設置されても良い。
【００２１】
特に、このコート層は、厚さが０．４〜３．０ｍｍの範囲であっても良い。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、触媒担持体を前述のように構成したため、アイソスタティック強度が高く、高い改質率を有する触媒担持体を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面により本発明の形態を説明する。
【００２４】
図３には、本発明に係る触媒担持体の一例を模式的に示す。また、図４には、触媒担持体の骨格部を構成するセラミックブロックの概略図を示す。さらに、図５、７、８には、それぞれ、セラミックブロックを構成する第１、第２および第３のハニカムユニットの概略図を示す。なお図６は、図５に示す第１のハニカムユニットのＡ−Ａ断面図である。
【００２５】
図３に示すように、触媒担持体１００は、セラミックブロック１４０と、該セラミックブロック１４０の開口端面を除く外周面に設置されたコート層１２０とを有する。セラミックブロック１４０は、図５〜８に示す３種類の形状のハニカムユニットを組み合わせることにより形成される。例えば、図４に示すセラミックブロック１４０は、第１、第２および第３のハニカムユニット１３０ａ、１３０ｂおよび１３０ｃを、それぞれ、４個、８個および４個組み合わせて、略円柱状となるように構成されている。より具体的には、円柱状のセラミックブロック１４０を構成する場合、まず、同一形状の第１のハニカムユニット１３０ａを縦横２列ずつ積層して、中央部分を形成する。次に、２個の第２のハニカムユニット１３０ｂを鏡対称に併設することにより形成した４つのユニット組を、前述の中央部分の上下左右の各々に配設して、セラミックブロック１４０の外周部分の一部を形成する。さらに、４つの第２のハニカムユニット１３０ｂのユニット組の間に形成された４つの隙間に、セラミックブロック１４０の外周部分が滑らかにつながるように、第３のハニカムユニット１３０ｃを一つずつ配設することにより、セラミックブロック１４０が構成される。なお、これらのハニカムユニットの間には、接着層１１０が設置されており、これにより、各ハニカムユニット同士が結束され、セラミックブロック１４０の形状が維持されている。
【００２６】
図５および６に示すように、第１のハニカムユニット１３０ａは、実質的に四角柱状であり、内部には、セル壁２３ａによって区画された多数のセル２２ａが長手方向に沿って設けられている。セル２２ａは、両側の端面が開口されている。セル壁２３ａには、例えば白金等の貴金属からなる触媒が担持されている。
【００２７】
第２のハニカムユニット１３０ｂは、図７に示すように、四角柱の一つの外周面（側面）が曲面状に形成された柱状形状となっている。なお、その他の側面は、平面状であり、特に、曲面状の側面と対向する平面状の側面の幅（Ｗ２）は、組立時にこの側面に併設されことになる第１のハニカムユニット１３０ａの側面の幅とほぼ等しくなっている。第２のハニカムユニット１３０ｂの内部には、第１のハニカムユニット１３０ａの場合と同様、セル壁２３ｂによって区画された多数のセル２２ｂが長手方向に沿って設けられている。セル２２ｂは、両側の端面が開口されている。セル壁２３ｂには、例えば白金等の貴金属からなる触媒が担持されている。
【００２８】
第３のハニカムユニット１３０ｃは、図８に示すように、一つの外周面が曲面状に形成されており、残りの２つの側面は、相互に直角に交わる平坦な面を形成している。さらに、このハニカムユニット１３０ｃの長手方向に垂直な断面は、略扇状になっている。なお、平坦な２つの側面は、それぞれ幅Ｗ４およびＷ５を有し、これらの幅は、組立時にこの側面に併設されことになる第２のハニカムユニット１３０ｂの側面の幅（例えば、Ｗ３）とほぼ等しくなっている。このハニカムユニット１３０ｃの内部には、第１のハニカムユニット１３０ａの場合と同様、セル壁２３ｃによって区画された多数のセル２２ｃが長手方向に沿って設けられている。セル２２ｃは、両側の端面が開口されている。セル壁２３ｃには、例えば白金等の貴金属からなる触媒が担持されている。
【００２９】
以下、必要に応じて、第１のハニカムユニットのような、セラミックブロックが構成された際に、該セラミックブロックの外周面を構成しないハニカムユニットを、特に「中央側ハニカムユニット」と呼ぶことにする。同様に、必要に応じて、第２および第３のハニカムユニットのような、セラミックブロックが構成された際に、該セラミックブロックの外周面の一部を構成するハニカムユニットを、特に「外周側ハニカムユニット」と呼ぶことにする。また、各ハニカムユニットにおいて、ハニカムユニットの外周を構成するセル壁を、特に「外周セル壁」と称する。特に、各「外周セル壁」のうち、将来セラミックブロックが構成された際に、該セラミックブロックの最外周側に位置することになるものを、「最外周セル壁」と称する。さらに、各ハニカムユニットにおいて、ハニカムユニットの外周を構成するセル壁（すなわち、「外周セル壁」）と接するセルを、特に「外周セル」と称する。特に、各「外周セル」のうち、将来セラミックブロックが構成された際に、該セラミックブロックの最外周側に位置することになるものを、「最外周セル」と称する。この定義から明らかなように、「中央側ハニカムユニット」には、「最外周セル壁」および「最外周セル」は存在しない。
【００３０】
図５〜８を再度参酌すると、第１のハニカムユニット１３０ａでは、各セル２２ａの長手方向に垂直な断面は、略四角形状であり、いずれのセル２２ａも、略直角の４つのコーナー部を有する。これに対して、第２のハニカムユニット１３０ｂおよび第３のハニカムユニット１３０ｃでは、「最外周セル」において、一部のコーナー部が曲面状になっている。すなわち、図７の拡大部分（丸で囲った部分）に示すように、第２のハニカムユニット１３０ｂでは、「最外周セル」２２'ｂは、「最外周セル壁」５０ｂと接するコーナー部が曲面化されている。同様に、図８の拡大部分（丸で囲った部分）に示すように、第３のハニカムユニット１３０ｃでは、「最外周セル」２２'ｃは、「最外周セル壁」５０ｃと接するコーナー部が曲面化されている。
【００３１】
なお、本願において、セルのコーナー部が「曲面化」されているという表現は、該当するセルのコーナー部が丸く定形されている状態（面丸めされた状態）の他、該当するセルのコーナー部が面取り（Ｃ面取り）されている状態も含むことに留意する必要がある。また、そのようなセルのコーナー部の「曲面化」は、実際には、相当する位置のセル壁のコーナー部を丸く定形したり、面取りされるように定形したりすることによって実施されることは、当業者には明らかである。
【００３２】
以下、このように構成された本発明の触媒担持体の特徴的効果について説明する。
【００３３】
通常、外周方向から応力が加わった際、第２および第３のハニカムユニットに、前述のような曲面状のコーナー部を有する最外周セルを設けた場合には、応力を分散することができ、破損が生じにくくなる、つまり触媒担持体１００の外周方向からの応力に対する強度を向上させることが可能となる。
【００３４】
また、本発明では、このようなコーナー部の曲面化を、第２および第３のハニカムユニット（すなわち、「外周側ハニカムユニット」）の全てのセルに適用するのではなく、「最外周セル」の「最外周セル壁」と接するコーナー部にのみ適用しても良い。以下、この効果について説明する。
【００３５】
図１および２には、典型的なハニカムユニットの長手方向に対して垂直な面の拡大図を示す。図１は、セルの全てのコーナー部が曲面化されていないハニカムユニットに対応し、図２は、セルの全てのコーナー部が曲面化されているハニカムユニットに対応する。いずれの場合にも、セル壁２３には、触媒が担持されている。ここで、これらのハニカムユニットにより構成された触媒担持体が実際に使用された場合、セル２２内を流通する排気ガスは、多孔質なセル壁２３内に入り込み、セル壁２３に設置された触媒と接触することにより改質される。この排気ガスのセル壁２３への最大進入距離をｄとすると、セル壁２３の厚さｘが（ｄ×√２）以下の場合には、図１のハニカムユニットにおいて、各セル２２に流通された排気ガスは、セル壁２３のほぼ全ての領域に到達し得る。これは、実質的にセル壁２３に設置された触媒の全てが排気ガスの改質反応に寄与しうることを意味し、このハニカムユニットにより構成された触媒担持体は、高い改質率を有することになる。
【００３６】
これに対して、セルのコーナー部が曲面化されている図２のハニカムユニットの場合は、セル壁の厚さが同様にｘであっても、排気ガスは、セル壁の斜線部で示されている領域Ｐには、到達することができない。このため、この領域Ｐに設置された触媒は、排気ガスの浄化反応に寄与することはできない。従って、ハニカムユニットへの触媒の設置総量が一定の場合、図２のハニカムユニットで構成された触媒担持体では、排気ガスの改質率が低下してしまう。
【００３７】
このように、セルのコーナー部を曲面化すると、触媒担持体の強度は改善されるものの、排気ガスの改質率は逆に低下してしまうという問題が生じる。
【００３８】
しかしながら、本発明では、組み立てられた際に、セラミックブロック１４０の外周側に相当する、第２および第３ハニカムユニット１３０ｂ、１３０ｃにおいて、コーナー部が曲面化されるセルは、触媒担持体としての強度に大きな影響を及ぼす「最外周セル」に限られており、その他のセルは、コーナー部が曲面化されていない。従って、本発明では、「最外周セル」のコーナー部の曲面化によって、強度を向上させることが可能となるとともに、セルのコーナー部の曲面化による改質率の低下を最小限に抑制することが可能となる。
【００３９】
これに加えて、本実施形態では、最外周壁の厚さが均一になるようにセルを配置している。これにより、開口率を高め、より排ガスの浄化性能を高めることができる。
【００４０】
なお、本発明において、コーナー部が曲面化されるセルは、「外周側ハニカムユニット」の「最外周セル」だけである必要はない。例えば、さらに「外周側ハニカムユニット」の「外周セル」において、「外周セル壁」と接するコーナー部が曲面化されても良い。あるいは、これに加えて、またはこれとは別に、「中央側ハニカムユニット」の「外周セル」において、「外周セル壁」と接するコーナー部が曲面化されても良い。これらの場合、セラミックブロックのセルの全てのコーナー部に対して、曲面化されるコーナー部の割合は、ごく僅かであり、曲面化による改質率の低下は、ほとんど無視できる。ただし、本発明では、強度を確保するため、少なくとも、「外周側ハニカムユニット」の「最外周セル」の「最外周セル壁」と接するコーナー部は、曲面化されている必要がある。
【００４１】
また、前述の第１、第２および第３のハニカムユニットの形状は、一例であって、図に示した形状以外のものを使用しても良い。さらに、前述の例では、セラミックブロックは、３種類の形状のハニカムユニットを組み合わせることにより構成されたが、セラミックブロックは、２種類または４種類以上の形状のハニカムユニットを組み合わせることにより構成されても良い。
【００４２】
特に、前述の記載では、セラミックブロックが「外周側ハニカムユニット」と、「中央側ハニカムユニット」とを組み合わせて構成される場合を例に、本発明による触媒担持体の特徴を説明した。しかしながら、セラミックブロックは、「外周側ハニカムユニット」のみで構成されても良い。図９には、そのようなセラミックブロックを有する本発明による触媒担持体の別の構成例を示す。この図から明らかなように、この触媒担持体１０１は、第４のハニカムユニット１３０ｄ、すなわち「外周側ハニカムユニット」のみを接着層１１０を介して組み合わせることにより構成された、セラミックブロック１４１を有する。
【００４３】
ここで、ハニカムユニットの「外周セル壁」および「最外周セル壁」の厚さは、強度の観点から、０．２５〜０．５ｍｍの範囲であることが好ましい。ただし、「最外周セル壁」の場合、最適な厚さは、コート層の厚さとの関係によって定められる。また、ハニカムユニット１３０ａ、ｂ、ｃの「外周セル壁」以外のセル壁２３ａ、ｂ、ｃの厚さは、特に限定されないが、強度の点で望ましい下限は、０．１ｍｍであり、圧力損失およびガス進入の点から望ましい上限は、０．４ｍｍである。
【００４４】
さらに、前述の触媒担持体の例（図３）では、セラミックブロックの外周面に、コート層が設置されている触媒担持体を示した。しかしながら、このコート層の設置は任意である。ただし、コート層を設置することにより、セラミックブロックの外周面の強度が向上し、触媒担持体の強度をさらに高めることができる。
【００４５】
コート層の厚さは、特に限られないが、０．４〜３．０ｍｍの範囲であることが好ましい。ただし、最適な厚さは、「最外周セル壁」の厚さとの関係によって定められる。また、コート層は、局部的に強度が低下することを回避するため、実質的に均一であることが好ましい。
【００４６】
このような本発明による触媒担持体は、例えば、車両の排気ガス処理装置に用いることができる。
【００４７】
図１０には、本発明による触媒担持体１００が装着された排気ガス処理装置７０の一例を模式的に示す。図１０に示すように、排気ガス処理装置７０は、主として触媒担持体１００、触媒担持体１００を収容する金属製ケーシング７１、および触媒担持体１００とケーシング７１との間に配設され、触媒担持体１００を適切な位置に保持する保持シール材７２で構成される。また、排気ガス処理装置７０の一方の端部（導入部）には、エンジン等の内燃機関から排出された排気ガスを導入するための導入管７４が接続されており、排気ガス処理装置７０の他方の端部（排出部）には、排気ガスを排出するための排出管７５が接続されている。図において矢印は、排気ガスの流れを示している。
【００４８】
エンジン等の内燃機関から排出された排気ガスは、導入管７４を通って、ケーシング７１内に導入され、導入管７４と面する触媒担持体１００の一方の端面から各セル２２に流入することにより、触媒担持体１００内に流入する。触媒担持体１００に流入した排気ガスは、セル２２を通過する過程で触媒と接触し、この際に生じる改質反応により、ＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ等の有害な成分が浄化される。その後、排気ガスは、触媒担持体１００の他方の端面を通って、排気ガス処理装置から排出され、最終的に、排出管７５を通って外部へ排出される。
【００４９】
このような排気ガス処理装置７０では、触媒担持体１００は、コーナー部が曲面化されていないセルを多数有するセラミックブロックで構成されているため、良好な改質率を示す。また、この触媒担持体１００では、特に高強度が必要となる、セラミックブロックの外周側に位置するセル（すなわち、「最外周セル」）の「最外周セル壁」と接するコーナー部が曲面化されているため、ケーシング７１または保持シール材７２側から付加される外周方向の圧縮応力に対して、良好な強度を示す。従って、本発明では、高いアイソスタティック強度と高い改質率とを兼ね備えた触媒担持体が提供される。
【００５０】
本発明の触媒担持体を構成するハニカムユニット１３０ａ、ｂ、ｃの組成は、特に限定されるものではないが、無機粒子と、無機繊維および／またはウィスカとを含んでなることが望ましい。無機粒子によって比表面積が向上し、無機繊維および／またはウィスカによってハニカムユニットの強度が向上することとなるからである。
【００５１】
上記無機粒子としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア、ムライト、ゼオライト等からなる粒子が望ましい。これらの粒子は、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。また、これらの中では、アルミナ粒子、セリア粒子が特に望ましい。
【００５２】
上記無機繊維やウィスカとしては、アルミナ、シリカ、炭化珪素、シリカ−アルミナ、ガラス、チタン酸カリウムまたはホウ酸アルミニウム等からなる無機繊維やウィスカが望ましい。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記無機繊維および／またはウィスカのなかでは、ホウ酸アルミニウムウィスカがより望ましい。
【００５３】
なお、本明細書中において、無機繊維やウィスカとは、平均アスペクト比（長さ／径）が５を超えるものをいう。また、上記無機繊維やウィスカの望ましい平均アスペクト比は、１０〜１０００である。
【００５４】
上記ハニカムユニットに含まれる上記無機粒子の量について、望ましい下限は３０重量％であり、より望ましい下限は４０重量％であり、さらに望ましい下限は５０重量％である。一方、望ましい上限は９７重量％であり、より望ましい上限は９０重量％であり、さらに望ましい上限は８０重量％であり、特に望ましい上限は７５重量％である。
【００５５】
無機粒子の含有量が３０重量％未満では、比表面積の向上に寄与する無機粒子の量が相対的に少なくなるため、ハニカム構造体としての比表面積が小さく、触媒成分を担持する際に触媒成分を高分散させることができなくなる場合がある。一方、９７重量％を超えると強度向上に寄与する無機繊維および／またはウィスカの量が相対的に少なくなるため、ハニカム構造体の強度が低下することとなる。
【００５６】
上記ハニカムユニットに含まれる上記無機繊維および／または上記ウィスカの合計量について、望ましい下限は３重量％であり、より望ましい下限は５重量％であり、さらに望ましい下限は８重量％である。一方、望ましい上限は７０重量％であり、より望ましい上限は５０重量％であり、さらに望ましい上限は４０重量％であり、特に望ましい上限は３０重量％である。
【００５７】
無機繊維および／またはウィスカの含有量が３重量％未満ではハニカム構造体の強度が低下することとなり、５０重量％を超えると比表面積向上に寄与する無機粒子の量が相対的に少なくなるため、ハニカム構造体としての比表面積が小さく触媒成分を担持する際に触媒成分を高分散させることができなくなる場合がある。
【００５８】
また、上記ハニカムユニットは、上記無機粒子と上記無機繊維および／またはウィスカと無機バインダとを含む混合物である原料組成物を用いて製造されていることが望ましい。このように無機バインダを含む原料組成物を用いることにより、生成形体を焼成する温度を低くしても好適な強度のハニカムユニットを得ることができるからである。
【００５９】
上記無機バインダとしては、無機ゾルや粘土系バインダ等を用いることができ、上記無機ゾルの具体例としては、例えば、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス等が挙げられる。また、粘土系バインダとしては、例えば、白土、カオリン、モンモリロナイト、セピオライト、アタパルジャイト等の複鎖構造型粘土等が挙げられる。これらは単独で用いても良く、２種以上を併用してもよい。
【００６０】
これらのなかでは、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライトおよびアタパルジャイトからなる群から選択された少なくとも１種が望ましい。
【００６１】
上記原料組成物中に含まれる無機バインダの量は、原料組成物に含まれる上記無機粒子と上記無機繊維および／またはウィスカと上記無機バインダとの固形分の総量に対して、固形分として、その望ましい下限は、５重量％であり、より望ましい下限は、１０重量％であり、さらに望ましい下限は１５重量％である。一方、望ましい上限は、５０重量％であり、より望ましい上限は、４０重量％であり、さらに望ましい上限は、３５重量％である。
【００６２】
上記無機バインダの量が５重量％未満では、製造したハニカム構造体の強度が低くなることがあり、一方、上記無機バインダの量が５０重量％を超えると上記原料組成物の成型性が悪くなる傾向にある。
【００６３】
なお本発明の触媒担持体１００において、接着層１１０とコート層１２０とは、同じ材料であっても異なる材料であっても良い。また、これらの層は、緻密質でも多孔質であっても良い。接着層１１０およびコート層１２０を構成する材料は、特に限られないが、例えば、無機バインダと有機バインダと無機繊維および／または無機粒子とからなるものを使用することができる。
【００６４】
上記無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナ等を使用することができ、これらは単独で使用しても、２種類以上のものを混合して使用しても良い。上記無機バインダの中では、シリカゾルが望ましい。
【００６５】
上記有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース等を使用することができ、これらは単独で使用しても、２種類以上のものを混合して使用しても良い。上記有機バインダの中では、カルボキシルメチルセルロースが望ましい。
【００６６】
上記無機繊維としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバーを使用することができる。これらは、単独で使用しても、２種類以上のものを混合して使用しても良い。上記無機繊維の中では、シリカ−アルミナファイバーが望ましい。
【００６７】
上記無機粒子としては、上述のものを使用することができる。これらは、単独で使用しても、２種類以上のものを混合して使用しても良い。特に、接着層１１０およびコート層１２０は、ハニカムユニットと同材料で構成されることが望ましい。
【００６８】
なお、通常の場合、接着層１１０およびコート層１２０は、前記成分を含むペーストを原料として調製し、これを所定の箇所に設置後、乾燥させることにより形成される。原料となるペーストには、必要に応じて、酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加しても良い。
【００６９】
本発明の触媒担持体１００の形状は、いかなる形状であっても良い。例えば、触媒担持体の形状は、図３に示すような円柱型の他、楕円柱形等であっても良い。
（触媒担持体の製造方法）
次に、本発明の触媒担持体の製造方法について説明する。
【００７０】
図１１には、本発明の触媒担持体の製造フローを示す。ステップ１００では、以下の工程により、触媒が設置された「中央側ハニカムユニット」（例えば、図５に示すような実質的に四角柱状のハニカムユニット）が製作される。
【００７１】
最初に、前述のセラミック材料を主成分とする原料ペーストを用いて押出成形が行われる。
【００７２】
原料ペーストには、これらのほかに有機バインダ、分散媒および成形助剤を成形性にあわせて適宜加えてもよい。有機バインダとしては、特に限定されるものではないが、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール等から選ばれる１種以上の有機バインダが挙げられる。有機バインダの配合量は、無機粒子、無機繊維および／またはウィスカ、無機バインダの合計１００重量部に対して、１〜１０重量部が好ましい。分散媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、水、有機溶媒（ベンゼンなど）およびアルコール（メタノールなど）などを挙げることができる。成形助剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸およびポリアルコールを挙げることができる。
【００７３】
原料ペーストは、特に限定されるものではないが、混合・混練することが好ましく、例えば、ミキサーやアトライタなどを用いて混合してもよく、ニーダーなどで十分に混練してもよい。原料ペーストを成型する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、押出成形などによってセルを有する形状に成形することが好ましい。
【００７４】
次に、得られた成形体は、乾燥することが好ましい。乾燥に用いる乾燥機は、特に限定されるものではないが、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機および凍結乾燥機などが挙げられる。また、得られた成形体は、脱脂することが好ましい。脱脂する条件は、特に限定されず、成形体に含まれる有機物の種類や量によって適宜選択するが、おおよそ４００℃、２時間が好ましい。更に、得られた成形体は、焼成することが好ましい。焼成条件としては、特に限定されるものではないが、６００〜１２００℃が好ましく、６００〜１０００℃がより好ましい。この理由は、焼成温度が６００℃未満では無機粒子などの焼結が進行せずハニカム構造体としての強度が低くなり、１２００℃を超えると無機粒子などの焼結が進行しすぎて単位体積あたりの比表面積が小さくなるためである。以上の処理を行うことにより、「中央側ハニカムユニット」が製作される。
【００７５】
次に、ステップ１１０では、同様の工程を経て、「外周側ハニカムユニット」（例えば、図７および８に示すような形状のハニカムユニット）が製作される。ここで、「外周側ハニカムユニット」は、前述の「中央側ハニカムユニット」と形状が異なる他、少なくとも「最外周セル」の「最外周セル壁」と接するコーナー部が曲面化されている点が異なることに留意する必要がある。
【００７６】
次に、ステップ１２０では、「中央側ハニカムユニット」と、「外周側ハニカムユニット」とが、接着層を介して組み合わされ、セラミックブロックが形成される。
【００７７】
この工程では、まず、一つの「中央側ハニカムユニット」の一側面に、後に接着層となる接着層用ペーストを均一な厚さで塗布した後、この接着層用ペーストを介して、順次他のハニカムユニットを積層する。この工程を繰り返し、所望の形状のセラミックブロックを製作する。なお前記接着層用ペーストには、前述の原料ペーストを使用しても良い。その後、セラミックブロックを加熱することにより、接着層用ペーストが乾燥、固定化され、接着層が形成されるとともに、各多孔質ハニカムユニット同士が固着される。
【００７８】
次に、ステップ１３０では、セラミックブロックの外周面に、コート層が設置される。なお、このステップ１３０は、任意であり、必要な場合に実施される。
【００７９】
コート層を設置する場合、まず、セラミックブロックの開口面を除く外周部にコート層用ペーストが設置される。コート層を形成する方法としては特に限定されず、例えば、回転手段を備えた支持部材を使用し、セラミックブロックをその回転軸方向に軸支、回転させ、コート層用のペーストを、回転しているセラミックブロックの外周部に付着させる。そして、板状部材等を用いてペーストを引き延ばし、ペースト層を形成し、この後、例えば、１２０℃以上の温度で乾燥させることにより、水分を蒸発させることで、セラミックブロックの外周部にコート層を形成する方法を挙げることができる。
【００８０】
コート層を構成する材料としては特に限定されるものではないが、無機繊維、無機バインダ等の耐熱性の材料を含むものが好ましい。上記コート層は、上述した接着剤層と同じ材料により構成されていてもよい。この場合、コート層用ペーストには、前述の接着層用のペーストが使用される。このようにして、触媒担持体が作製される。
【００８１】
次に、前述のように作製された触媒担持体のセル壁に、触媒が設置される。触媒材料は、特に限定されないが、例えば白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が挙げられる。またアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、遷移金属等を含んだ化合物を担持させても良い。白金触媒を設置する方法としては、例えば、触媒担持層が設置されたハニカムユニットをジニトロジアンミン白金硝酸溶液（［Ｐｔ（ＮＨ３）２（ＮＯ２）２］ＨＮＯ３）等に含浸させて、加熱する方法等が利用される。
【００８２】
このような工程を経て、セル壁に触媒を設置しても良い。なお、ハニカムニットに触媒を担持した後に、ユニットを組み立てても良く、触媒が含まれた材料により、ハニカムユニットを作製しても良い。
【００８３】
このような本発明による触媒担持体の製造方法では、同一形状のハニカムユニットを複数個結束させてセラミックブロックを構成した後、このセラミックブロックを所望の形状に切断する工程を有さない。従って、切除後に廃棄されるハニカムユニットが生成されず、触媒担持体を安価に製造することができるとともに、製造工程を簡略化することができる。また、このような形状のハニカムユニットは、比較的小さな成形体であるため、焼成時に生じる熱膨張等も小さく、例えば製造中にクラックが発生して、歩留まりが低下するようなこともほとんど生じない。
【００８４】
以下、実施例により本発明の効果を詳しく説明する。
【実施例１】
【００８５】
［触媒担持体の製作］
まず、γアルミナ粒子（平均粒径２μｍ）１５７５重量部、ゼオライト６７５重量部、ホウ酸アルミニウムウィスカ６８０重量部、シリカゾル（固体濃度３０重量％）２６００重量部、メチルセルロース３２０重量部、可塑剤（グリセリン）２２５重量部および潤滑剤（ユニルーブ）２９０重量部を混合・混練して混合組成物を得た。次に、この混合組成物を押出成形機により押出成形を行い、図５、７、８に示す３種類の柱状のハニカムユニット（以下、それぞれ、第１、第２および第３のハニカムユニットという）の成形体を得た。
【００８６】
次に、マイクロ波乾燥機及び熱風乾燥機を用いてこれらの成形体を十分乾燥させ、４００℃で２時間保持して脱脂した。その後、８００℃で２時間保持して焼成を行い、３種類の形状のハニカムユニットを得た。第１のハニカムユニットは、縦３７．０ｍｍ×横３７．０ｍｍ×長さ１５０．０ｍｍ）の形状であった。第２のハニカムユニットは、図７に示す寸法Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３およびＬ１が、それぞれ、３３．０ｍｍ、３７．０ｍｍ、２０．６ｍｍおよび１５０．０ｍｍであった。第３のハニカムユニットは、図８に示す寸法Ｗ４、Ｗ５およびＬ２が、それぞれ、２０．６ｍｍ、２０．６ｍｍおよび１５０．０ｍｍであった。各ハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さは、０．２５ｍｍであり、その他の部分のセル壁の厚さは、０．２０ｍｍであった。なお、第２および第３のハニカムユニットは、「最外周セル壁」と接する「最外周セル」のコーナー部のうち、「最外周セル壁」と接するコーナー部のみがＣ面取り（０．３ｍｍ）により、曲面化されている。これに対して、第１のハニカムユニットでは、いずれのセルのいずれのコーナー部も曲面化されていない。
【００８７】
次に、γアルミナ粒子（平均粒径２μｍ）２９重量％、シリカ−アルミナ繊維（平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１００μｍ）７重量％、シリカゾル（固体濃度３０重量％）３４重量％、カルボキシメチルセルロース５重量％及び水２５重量％を混合して、接着層用ペーストを調製した。この接着層用ペーストを各ハニカムユニットの側面に塗布し、ハニカムユニット同士を接合させ、図４に示す形状のセラミックブロックを作製した。接着層用ペーストは、完成後の接着層の厚さが１ｍｍとなるように、ハニカムユニットに均一に塗布した。
【００８８】
次に、コート層を形成するため、この状態で、上述の接着層用ペーストをハニカム構造体の開口面を除く外周面に塗布した。コート層用ペーストは、セラミックブロックの外周面に、ほぼ均一な厚さとなるように設置した。次に、これを１２０℃で乾燥後、７００℃で２時間保持し、接着層およびコート層の脱脂を行った。コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【００８９】
このような工程により、実施例１に係る触媒担持体を得た。
【００９０】
次に、触媒担持体を硝酸白金溶液に含浸させ、単位体積当たりの白金重量が２．５ｇ／Ｌとなるように触媒を担持させた後、６００℃で１時間保持した。
【実施例２】
【００９１】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例２では、前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さを０．２７ｍｍとした。コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【実施例３】
【００９２】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例３では、前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さを０．４ｍｍとした。コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【実施例４】
【００９３】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例４では、前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さを０．５ｍｍとした。コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【実施例５】
【００９４】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例５では、前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さを０．４ｍｍとした。コート層の厚さは、２．０ｍｍであった。
【実施例６】
【００９５】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例６では、前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さを０．４ｍｍとした。コート層の厚さは、３．０ｍｍであった。
【実施例７】
【００９６】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例７では、前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さを０．４ｍｍとした。コート層の厚さは、５．０ｍｍであった。
【実施例８】
【００９７】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例８では、第２および第３のハニカムユニット、すなわち「外周側ハニカムユニット」において、「外周セル」の「外周セル壁」と接するコーナー部がＣ面取り（０．３ｍｍ）により、曲面化されている点が異なっている。前述の3種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さは、０．４ｍｍであり、コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【実施例９】
【００９８】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例９では、第１、第２および第３の全てのハニカムユニットにおいて、「外周セル」の「外周セル壁」と接するコーナー部がＣ面取り（０．３ｍｍ）により、曲面化されている点が異なっている。前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さは、０．４０ｍｍであり、コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【比較例１】
【００９９】
前述の実施例１と同様の工程により、触媒が担持された第１のハニカムユニットを１６個製作した。セル壁の厚さは、外周部および内部とも、０．２ｍｍであった。なお、このハニカムユニットでは、いずれのセルも、コーナー部が曲面化されていない。次に、これらの同一形状のハニカムユニットを、実施例１と同様の接着層を介して、４行×４列に接合させてセラミックブロックを形成した。次に、このセラミックブロックを、ダイアモンドカッターを用いて、略円柱状に切断した（直径約１４３ｍｍ）。その後、セラミックブロックの切断面に、実施例１と同様のコート層を設置し、触媒担持体を製作した。コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【比較例２】
【０１００】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この比較例２では、第１、第２および第３のハニカムユニットにおいて、全てのセルの全てのコーナー部が曲面化されている点が、実施例１とは異なっている。前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さは、０．４０ｍｍであり、コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【０１０１】
以上の実施例および比較例に係る触媒担持体について、セラミックブロックの製造方法、曲面化コーナー部を有するハニカムユニットとそのセルの位置、セル壁の厚さ、コート層の厚さ等を表１にまとめて示した。
【０１０２】
【表１】
［ＣＯ浄化率測定］
前述のように製作した実施例１〜９および比較例１、２に係る触媒担持体を用いて、ＣＯ浄化率を測定した。
【０１０３】
ＣＯ浄化率は、以下のように測定した。触媒担持体をケーシング内に配設し、１５０℃において、触媒担持体の一方の端面側から、試験ガスを流入させ、他方の端面側から排出させる。排出された試験ガス中のＣＯ濃度をガス分析装置によって測定する。得られた結果から、
ＣＯ浄化率（％）＝（触媒担持体通過前の試験ガス中のＣＯ濃度／触媒担持体通過後の試験ガス中のＣＯ濃度）×１００
としてＣＯ浄化率を求めた。なお試験ガスには、以下の組成のガスを使用した：ＣＯ濃度５００ｐｐｍ、ＨＣ濃度１５０ｐｐｍ、ＮＯ濃度１５０ｐｐｍ、ＣＯ２濃度５ｖｏｌ％、Ｏ２濃度１３ｖｏｌ％、ＳＯ２濃度１０ｐｐｍ、Ｈ２Ｏ濃度５ｖｏｌ％。
【０１０４】
結果を表１にまとめて示す。この表から、実施例１乃至９に係る触媒担持体では、全てのセルの全てのコーナー部が曲面化された比較例２に係る触媒担持体に比べて、ＣＯ浄化率が著しく向上していることがわかる。
［アイソスタティック強度測定］
前述のように製作した実施例１〜９および比較例１、２に係る触媒担持体を用いて、アイソスタティック強度を測定した。ここで、アイソスタティック強度とは、触媒担持体に等方的な静水圧荷重を負荷した際に破壊が生じるときの圧縮破壊荷重であり、社団法人自動車技術協会発行の自動車規格であるＪＡＳＯ規格Ｍ５０５−８７に規定されている。
【０１０５】
アイソスタティック強度は、以下のように測定した。触媒担持体の両方の開口面に、金属板（アルミニウム板：厚さ１５ｍｍ）を設置する。次に、この触媒担持体と金属板を、ウレタンゴムシート（厚さ２ｍｍ）に包み、密閉する。次に、この密閉体を水が入った容器中に完全に浸漬させる。この状態で、水圧を上昇させて行き、触媒担持体に破壊が生じる水圧を測定する。
【０１０６】
各触媒担持体において得られた結果をまとめて、表１に示す。また、図１２には、コート層を０．４ｍｍに統一した場合の、触媒担持体の「外周セル壁」の厚さとアイソスタティック強度の関係を示すグラフを示す。
【０１０７】
この結果から、実施例１乃至９に係る触媒担持体では、コーナー部が曲面化されたセルを有さない、比較例１に係る触媒担持体に比べて、アイソスタティック強度が向上していることがわかる。特に、図１１のグラフから、「外周セル壁」の厚さが０．２５ｍｍ以上の触媒担持体では、極めて良好なアイソスタティック強度が得られることがわかる。
【０１０８】
なお、実施例３と８の比較から、外周側ハニカムユニットにおいて、「最外周セル」のコーナー部（「最外周セル壁」と接するコーナー部のみ）が曲面化された場合と、「外周セル」のコーナー部（「外周セル壁」と接するコーナー部のみ）が曲面化された場合とでは、アイソスタティック強度にほとんど差異がないことがわかる。同様に、実施例８と９の比較から、「外周側ハニカムユニット」について、「外周セル」のコーナー部（「外周セル壁」と接するコーナー部のみ）が曲面化された場合と、「外周側ハニカムユニット」と「中央側ハニカムユニット」の双方について、「外周セル」のコーナー部（「外周セル壁」と接するコーナー部のみ）が曲面化された場合とで、アイソスタティック強度にほとんど差異がないことがわかる。従って、ＣＯ浄化率を考慮した場合、コーナー部の曲面化は、「外周側ハニカムユニット」のうち「最外周セル」にのみ適用することが、より好ましいといえる。
【０１０９】
ただし、外周セル壁に接するセルのコーナー部が曲面化された場合は、製造時（特に組立時）の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】セルのコーナー部が曲面化されていないハニカムユニットの断面拡大図である。
【図２】セルのコーナー部が曲面化されたハニカムユニットの断面拡大図である。
【図３】本発明の触媒担持体の一例を模式的に示した斜視図である。
【図４】本発明の触媒担持体を構成するセラミックブロックの一例を模式的に示した斜視図である。
【図５】本発明の触媒担持体を構成する第１のハニカムユニットの一例を模式的に示した斜視図である。
【図６】図５の第１のハニカムユニットのＡ−Ａ線での断面概略図である。
【図７】本発明の触媒担持体を構成する第２のハニカムユニットの一例を模式的に示した斜視図である。
【図８】本発明の触媒担持体を構成する第３のハニカムユニットの一例を模式的に示した斜視図である。
【図９】本発明の別の触媒担持体を模式的に示した図である。
【図１０】本発明の触媒担持体が設置された排気ガス処理装置の一例を模式的に示した断面図である。
【図１１】本発明の触媒担持体の製造フローを示す図である。
【図１２】コート層を０．４ｍｍに統一した場合の、触媒担持体の「外周セル壁」の厚さとアイソスタティック強度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１１】
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ セル
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ セル壁
７０ 排気ガス処理装置
７１ ケーシング
７２ 保持シール材
７４ 導入管
７５ 排出管
１００、１０１ 触媒担持体
１１０ 接着層
１２０ コート層
１３０ａ 第１のハニカムユニット
１３０ｂ 第２のハニカムユニット
１３０ｃ 第３のハニカムユニット
１３０ｄ 第４のハニカムユニット
１４０、１４１ セラミックブロック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から排出される排気ガス中のガス成分等を浄化する触媒担持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出される排気ガスに含まれる有害ガスを浄化する排気ガス処理装置が種々提案されている。
【０００３】
一般的な排気ガス処理装置は、通常、エンジンの排気ガスマニホールドに連結された排気管の途上に、例えば金属等で構成されたケーシングを設け、その中にハニカム構造の触媒担持体を配置した構造となっている。
【０００４】
この触媒担持体は、例えば、特許文献１のような、２つの端面を有するセラミックブロックと、そのセラミックブロックの端面を除く外周面に設置されたコート層とで構成される。また、セラミックブロックは、γアルミナ等からなる多孔質セラミックユニットが、接着層を介して複数個結束されて構成される。多孔質セラミックユニットは、セル壁を隔てて長手方向に延伸する多数のセルを有し、セル壁には、白金等の触媒が設置されている。このような触媒担持体に排気ガスを流通させた場合、セル壁に設置された触媒によって、排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ等の有害ガスが触媒反応によって改質されるため、排気ガスを浄化することができる。
【０００５】
ところで、このような触媒担持体を製造する場合、まず最初に、接着層を介して、多孔質セラミックユニットを所定の数だけ結束させた後、この結束体を所望の形状に切断加工することにより、セラミックブロックが製作され、その後、セラミックブロックの外周（すなわち切断面）にコート層が設置される。しかしながらこのような方法では、セラミックブロックの製作時に、切断除去され廃棄される多孔質セラミックユニットの量が多くなり、製造コストが増大するという問題がある。また、前述の結束体を切断する工程のため、工程数が増加し、生産性が低下するという問題がある。
【０００６】
このような問題に対処するため、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）の分野ではあるが、予め各種形状の複数の多孔質セラミックユニットを調製しておき、これらを接着層を介して組み合わせることにより、切断工程を経ずに、所望の形状のセラミックブロックを直接製作する技術が提案されている（特許文献２）。このようなＤＰＦの製造方法は、触媒担持体の製造にも適用することができる。すなわち、触媒担持体の製造に、この製造方法を適用することにより、前述の製造コストおよび生産性の問題が解消される。
【特許文献１】特開２００５−３４９３７８号公報
【特許文献２】特開２００４−１５４７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述のような触媒担持体では、排気ガスと触媒との接触確率を高めて改質率を向上させるため、セル壁の比表面積をできるだけ高くする必要がある。従って、特許文献１のような触媒担持体では、比表面積が大きくなっており、逆に強度は、低くなっている。そのため、触媒担持体については、設置の際および使用の際に破損が生じず、適正な強度が維持されるように考慮する必要がある。
【０００８】
このような触媒担持体の破損を抑制するため、例えば、セルのコーナー部を円弧状に定形することが考えられる。
【０００９】
図１および２は、触媒担持体１３０、１３０'の長手方向と垂直な断面から見たセル２２およびセル壁２３の拡大図の一例を示したものである。図１では、セル２２のコーナー部は、実質的に直角であるのに対して、図２では、セル２２のコーナー部が曲面状に定形されている。ここで、セル２２内を流通する排気ガスのセル壁２３内への最大進入距離をｄとすると、図１のように、セルのコーナー部を曲面状に定形していない場合には、各セル２２に流通される排気ガスは、セル壁２３のほぼ全ての領域に進入し得る。従って、セル壁２３に担持されているほほ全ての触媒を、排気ガスの改質反応に利用することができる。しかしながら、図２のように、セル２２のコーナー部を曲面状に定形した場合には、各セル２２に流通される排気ガスは、セル壁２３の一部の領域にしか進入することはできず、図２の斜線部に示すような排気ガスが到達し得ない領域Ｐが生じる。この領域Ｐに設置された触媒（セル壁２３の内部に設置されている）は、改質反応に寄与することができない。従って、図１と図２の触媒担持体において、セル壁２３に設置された触媒の総量が一定の場合、図２の場合には、改質率が低下してしまう。
【００１０】
このように、セルのコーナー部を曲面状にすると、触媒担持体の強度は改善されるものの、排気ガスの改質率は逆に低下してしまうという問題が生じる。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、高いアイソスタティック強度と高い改質率の両特性を有する触媒担持体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、２つの開口面および外周面を有し、前記２つの開口面間に延在するセルがセル壁によって区画されたセラミックブロックを有する触媒担持体であって、
前記セラミックブロックは、組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周部を構成する外周側ハニカムユニットと、前記セラミックブロックの中央部を構成する中央側ハニカムユニットとを、接着層を介して組み合わせることにより形成され、
前記外周側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、該外周セル壁は、前記セラミックブロックとして組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面の一部を形成する最外周セル壁を有し、
前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁と接するセルの、前記最外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていることを特徴とする触媒担持体が提供される。
【００１３】
ここで、前記中央側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、前記中央側ハニカムユニットは、前記外周セル壁と接するセルの、前記外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていても良い。
【００１４】
また、本発明では、２つの開口面および外周面を有し、前記２つの開口面間に延在するセルがセル壁によって区画されたセラミックブロックを有する触媒担持体であって、
前記セラミックブロックは、組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面の一部を構成する外周側ハニカムユニットを、接着層を介して組み合わせることにより形成され、
前記外周側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、該外周セル壁は、前記セラミックブロックとして組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面の一部を形成する最外周セル壁を有し、
前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁と接するセルの、前記最外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていることを特徴とする触媒担持体が提供される。
【００１５】
ここで、前記最外周セル壁の厚さは、均一であっても良い。
【００１６】
また、前記外周側ハニカムユニットは、前記外周セル壁と接するセルの、前記外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていても良い。
【００１７】
また、前記セラミックブロックは、円柱状であり、前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁が曲面状になっていても良い。
【００１８】
なお、当該ハニカムユニットは、無機粒子と、無機繊維および／またはウィスカとを含んでも良い。
【００１９】
また、前記最外周セル壁の厚さは、０．２５ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲であっても良い。
【００２０】
また、前記セラミックブロックの外周面に、コート層が設置されても良い。
【００２１】
特に、このコート層は、厚さが０．４〜３．０ｍｍの範囲であっても良い。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、触媒担持体を前述のように構成したため、アイソスタティック強度が高く、高い改質率を有する触媒担持体を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面により本発明の形態を説明する。
【００２４】
図３には、本発明に係る触媒担持体の一例を模式的に示す。また、図４には、触媒担持体の骨格部を構成するセラミックブロックの概略図を示す。さらに、図５、７、８には、それぞれ、セラミックブロックを構成する第１、第２および第３のハニカムユニットの概略図を示す。なお図６は、図５に示す第１のハニカムユニットのＡ−Ａ断面図である。
【００２５】
図３に示すように、触媒担持体１００は、セラミックブロック１４０と、該セラミックブロック１４０の開口端面を除く外周面に設置されたコート層１２０とを有する。セラミックブロック１４０は、図５〜８に示す３種類の形状のハニカムユニットを組み合わせることにより形成される。例えば、図４に示すセラミックブロック１４０は、第１、第２および第３のハニカムユニット１３０ａ、１３０ｂおよび１３０ｃを、それぞれ、４個、８個および４個組み合わせて、略円柱状となるように構成されている。より具体的には、円柱状のセラミックブロック１４０を構成する場合、まず、同一形状の第１のハニカムユニット１３０ａを縦横２列ずつ積層して、中央部分を形成する。次に、２個の第２のハニカムユニット１３０ｂを鏡対称に併設することにより形成した４つのユニット組を、前述の中央部分の上下左右の各々に配設して、セラミックブロック１４０の外周部分の一部を形成する。さらに、４つの第２のハニカムユニット１３０ｂのユニット組の間に形成された４つの隙間に、セラミックブロック１４０の外周部分が滑らかにつながるように、第３のハニカムユニット１３０ｃを一つずつ配設することにより、セラミックブロック１４０が構成される。なお、これらのハニカムユニットの間には、接着層１１０が設置されており、これにより、各ハニカムユニット同士が結束され、セラミックブロック１４０の形状が維持されている。
【００２６】
図５および６に示すように、第１のハニカムユニット１３０ａは、実質的に四角柱状であり、内部には、セル壁２３ａによって区画された多数のセル２２ａが長手方向に沿って設けられている。セル２２ａは、両側の端面が開口されている。セル壁２３ａには、例えば白金等の貴金属からなる触媒が担持されている。
【００２７】
第２のハニカムユニット１３０ｂは、図７に示すように、四角柱の一つの外周面（側面）が曲面状に形成された柱状形状となっている。なお、その他の側面は、平面状であり、特に、曲面状の側面と対向する平面状の側面の幅（Ｗ２）は、組立時にこの側面に併設されことになる第１のハニカムユニット１３０ａの側面の幅とほぼ等しくなっている。第２のハニカムユニット１３０ｂの内部には、第１のハニカムユニット１３０ａの場合と同様、セル壁２３ｂによって区画された多数のセル２２ｂが長手方向に沿って設けられている。セル２２ｂは、両側の端面が開口されている。セル壁２３ｂには、例えば白金等の貴金属からなる触媒が担持されている。
【００２８】
第３のハニカムユニット１３０ｃは、図８に示すように、一つの外周面が曲面状に形成されており、残りの２つの側面は、相互に直角に交わる平坦な面を形成している。さらに、このハニカムユニット１３０ｃの長手方向に垂直な断面は、略扇状になっている。なお、平坦な２つの側面は、それぞれ幅Ｗ４およびＷ５を有し、これらの幅は、組立時にこの側面に併設されことになる第２のハニカムユニット１３０ｂの側面の幅（例えば、Ｗ３）とほぼ等しくなっている。このハニカムユニット１３０ｃの内部には、第１のハニカムユニット１３０ａの場合と同様、セル壁２３ｃによって区画された多数のセル２２ｃが長手方向に沿って設けられている。セル２２ｃは、両側の端面が開口されている。セル壁２３ｃには、例えば白金等の貴金属からなる触媒が担持されている。
【００２９】
以下、必要に応じて、第１のハニカムユニットのような、セラミックブロックが構成された際に、該セラミックブロックの外周面を構成しないハニカムユニットを、特に「中央側ハニカムユニット」と呼ぶことにする。同様に、必要に応じて、第２および第３のハニカムユニットのような、セラミックブロックが構成された際に、該セラミックブロックの外周面の一部を構成するハニカムユニットを、特に「外周側ハニカムユニット」と呼ぶことにする。また、各ハニカムユニットにおいて、ハニカムユニットの外周を構成するセル壁を、特に「外周セル壁」と称する。特に、各「外周セル壁」のうち、将来セラミックブロックが構成された際に、該セラミックブロックの最外周側に位置することになるものを、「最外周セル壁」と称する。さらに、各ハニカムユニットにおいて、ハニカムユニットの外周を構成するセル壁（すなわち、「外周セル壁」）と接するセルを、特に「外周セル」と称する。特に、各「外周セル」のうち、将来セラミックブロックが構成された際に、該セラミックブロックの最外周側に位置することになるものを、「最外周セル」と称する。この定義から明らかなように、「中央側ハニカムユニット」には、「最外周セル壁」および「最外周セル」は存在しない。
【００３０】
図５〜８を再度参酌すると、第１のハニカムユニット１３０ａでは、各セル２２ａの長手方向に垂直な断面は、略四角形状であり、いずれのセル２２ａも、略直角の４つのコーナー部を有する。これに対して、第２のハニカムユニット１３０ｂおよび第３のハニカムユニット１３０ｃでは、「最外周セル」において、一部のコーナー部が曲面状になっている。すなわち、図７の拡大部分（丸で囲った部分）に示すように、第２のハニカムユニット１３０ｂでは、「最外周セル」２２'ｂは、「最外周セル壁」５０ｂと接するコーナー部が曲面化されている。同様に、図８の拡大部分（丸で囲った部分）に示すように、第３のハニカムユニット１３０ｃでは、「最外周セル」２２'ｃは、「最外周セル壁」５０ｃと接するコーナー部が曲面化されている。
【００３１】
なお、本願において、セルのコーナー部が「曲面化」されているという表現は、該当するセルのコーナー部が丸く定形されている状態（面丸めされた状態）の他、該当するセルのコーナー部が面取り（Ｃ面取り）されている状態も含むことに留意する必要がある。また、そのようなセルのコーナー部の「曲面化」は、実際には、相当する位置のセル壁のコーナー部を丸く定形したり、面取りされるように定形したりすることによって実施されることは、当業者には明らかである。
【００３２】
以下、このように構成された本発明の触媒担持体の特徴的効果について説明する。
【００３３】
通常、外周方向から応力が加わった際、第２および第３のハニカムユニットに、前述のような曲面状のコーナー部を有する最外周セルを設けた場合には、応力を分散することができ、破損が生じにくくなる、つまり触媒担持体１００の外周方向からの応力に対する強度を向上させることが可能となる。
【００３４】
また、本発明では、このようなコーナー部の曲面化を、第２および第３のハニカムユニット（すなわち、「外周側ハニカムユニット」）の全てのセルに適用するのではなく、「最外周セル」の「最外周セル壁」と接するコーナー部にのみ適用しても良い。以下、この効果について説明する。
【００３５】
図１および２には、典型的なハニカムユニットの長手方向に対して垂直な面の拡大図を示す。図１は、セルの全てのコーナー部が曲面化されていないハニカムユニットに対応し、図２は、セルの全てのコーナー部が曲面化されているハニカムユニットに対応する。いずれの場合にも、セル壁２３には、触媒が担持されている。ここで、これらのハニカムユニットにより構成された触媒担持体が実際に使用された場合、セル２２内を流通する排気ガスは、多孔質なセル壁２３内に入り込み、セル壁２３に設置された触媒と接触することにより改質される。この排気ガスのセル壁２３への最大進入距離をｄとすると、セル壁２３の厚さｘが（ｄ×√２）以下の場合には、図１のハニカムユニットにおいて、各セル２２に流通された排気ガスは、セル壁２３のほぼ全ての領域に到達し得る。これは、実質的にセル壁２３に設置された触媒の全てが排気ガスの改質反応に寄与しうることを意味し、このハニカムユニットにより構成された触媒担持体は、高い改質率を有することになる。
【００３６】
これに対して、セルのコーナー部が曲面化されている図２のハニカムユニットの場合は、セル壁の厚さが同様にｘであっても、排気ガスは、セル壁の斜線部で示されている領域Ｐには、到達することができない。このため、この領域Ｐに設置された触媒は、排気ガスの浄化反応に寄与することはできない。従って、ハニカムユニットへの触媒の設置総量が一定の場合、図２のハニカムユニットで構成された触媒担持体では、排気ガスの改質率が低下してしまう。
【００３７】
このように、セルのコーナー部を曲面化すると、触媒担持体の強度は改善されるものの、排気ガスの改質率は逆に低下してしまうという問題が生じる。
【００３８】
しかしながら、本発明では、組み立てられた際に、セラミックブロック１４０の外周側に相当する、第２および第３ハニカムユニット１３０ｂ、１３０ｃにおいて、コーナー部が曲面化されるセルは、触媒担持体としての強度に大きな影響を及ぼす「最外周セル」に限られており、その他のセルは、コーナー部が曲面化されていない。従って、本発明では、「最外周セル」のコーナー部の曲面化によって、強度を向上させることが可能となるとともに、セルのコーナー部の曲面化による改質率の低下を最小限に抑制することが可能となる。
【００３９】
これに加えて、本実施形態では、最外周壁の厚さが均一になるようにセルを配置している。これにより、開口率を高め、より排ガスの浄化性能を高めることができる。
【００４０】
なお、本発明において、コーナー部が曲面化されるセルは、「外周側ハニカムユニット」の「最外周セル」だけである必要はない。例えば、さらに「外周側ハニカムユニット」の「外周セル」において、「外周セル壁」と接するコーナー部が曲面化されても良い。あるいは、これに加えて、またはこれとは別に、「中央側ハニカムユニット」の「外周セル」において、「外周セル壁」と接するコーナー部が曲面化されても良い。これらの場合、セラミックブロックのセルの全てのコーナー部に対して、曲面化されるコーナー部の割合は、ごく僅かであり、曲面化による改質率の低下は、ほとんど無視できる。ただし、本発明では、強度を確保するため、少なくとも、「外周側ハニカムユニット」の「最外周セル」の「最外周セル壁」と接するコーナー部は、曲面化されている必要がある。
【００４１】
また、前述の第１、第２および第３のハニカムユニットの形状は、一例であって、図に示した形状以外のものを使用しても良い。さらに、前述の例では、セラミックブロックは、３種類の形状のハニカムユニットを組み合わせることにより構成されたが、セラミックブロックは、２種類または４種類以上の形状のハニカムユニットを組み合わせることにより構成されても良い。
【００４２】
特に、前述の記載では、セラミックブロックが「外周側ハニカムユニット」と、「中央側ハニカムユニット」とを組み合わせて構成される場合を例に、本発明による触媒担持体の特徴を説明した。しかしながら、セラミックブロックは、「外周側ハニカムユニット」のみで構成されても良い。図９には、そのようなセラミックブロックを有する本発明による触媒担持体の別の構成例を示す。この図から明らかなように、この触媒担持体１０１は、第４のハニカムユニット１３０ｄ、すなわち「外周側ハニカムユニット」のみを接着層１１０を介して組み合わせることにより構成された、セラミックブロック１４１を有する。
【００４３】
ここで、ハニカムユニットの「外周セル壁」および「最外周セル壁」の厚さは、強度の観点から、０．２５〜０．５ｍｍの範囲であることが好ましい。ただし、「最外周セル壁」の場合、最適な厚さは、コート層の厚さとの関係によって定められる。また、ハニカムユニット１３０ａ、ｂ、ｃの「外周セル壁」以外のセル壁２３ａ、ｂ、ｃの厚さは、特に限定されないが、強度の点で望ましい下限は、０．１ｍｍであり、圧力損失およびガス進入の点から望ましい上限は、０．４ｍｍである。
【００４４】
さらに、前述の触媒担持体の例（図３）では、セラミックブロックの外周面に、コート層が設置されている触媒担持体を示した。しかしながら、このコート層の設置は任意である。ただし、コート層を設置することにより、セラミックブロックの外周面の強度が向上し、触媒担持体の強度をさらに高めることができる。
【００４５】
コート層の厚さは、特に限られないが、０．４〜３．０ｍｍの範囲であることが好ましい。ただし、最適な厚さは、「最外周セル壁」の厚さとの関係によって定められる。また、コート層は、局部的に強度が低下することを回避するため、実質的に均一であることが好ましい。
【００４６】
このような本発明による触媒担持体は、例えば、車両の排気ガス処理装置に用いることができる。
【００４７】
図１０には、本発明による触媒担持体１００が装着された排気ガス処理装置７０の一例を模式的に示す。図１０に示すように、排気ガス処理装置７０は、主として触媒担持体１００、触媒担持体１００を収容する金属製ケーシング７１、および触媒担持体１００とケーシング７１との間に配設され、触媒担持体１００を適切な位置に保持する保持シール材７２で構成される。また、排気ガス処理装置７０の一方の端部（導入部）には、エンジン等の内燃機関から排出された排気ガスを導入するための導入管７４が接続されており、排気ガス処理装置７０の他方の端部（排出部）には、排気ガスを排出するための排出管７５が接続されている。図において矢印は、排気ガスの流れを示している。
【００４８】
エンジン等の内燃機関から排出された排気ガスは、導入管７４を通って、ケーシング７１内に導入され、導入管７４と面する触媒担持体１００の一方の端面から各セル２２に流入することにより、触媒担持体１００内に流入する。触媒担持体１００に流入した排気ガスは、セル２２を通過する過程で触媒と接触し、この際に生じる改質反応により、ＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘ等の有害な成分が浄化される。その後、排気ガスは、触媒担持体１００の他方の端面を通って、排気ガス処理装置から排出され、最終的に、排出管７５を通って外部へ排出される。
【００４９】
このような排気ガス処理装置７０では、触媒担持体１００は、コーナー部が曲面化されていないセルを多数有するセラミックブロックで構成されているため、良好な改質率を示す。また、この触媒担持体１００では、特に高強度が必要となる、セラミックブロックの外周側に位置するセル（すなわち、「最外周セル」）の「最外周セル壁」と接するコーナー部が曲面化されているため、ケーシング７１または保持シール材７２側から付加される外周方向の圧縮応力に対して、良好な強度を示す。従って、本発明では、高いアイソスタティック強度と高い改質率とを兼ね備えた触媒担持体が提供される。
【００５０】
本発明の触媒担持体を構成するハニカムユニット１３０ａ、ｂ、ｃの組成は、特に限定されるものではないが、無機粒子と、無機繊維および／またはウィスカとを含んでなることが望ましい。無機粒子によって比表面積が向上し、無機繊維および／またはウィスカによってハニカムユニットの強度が向上することとなるからである。
【００５１】
上記無機粒子としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア、ムライト、ゼオライト等からなる粒子が望ましい。これらの粒子は、単独で用いてもよく、２種以上併用してもよい。また、これらの中では、アルミナ粒子、セリア粒子が特に望ましい。
【００５２】
上記無機繊維やウィスカとしては、アルミナ、シリカ、炭化珪素、シリカ−アルミナ、ガラス、チタン酸カリウムまたはホウ酸アルミニウム等からなる無機繊維やウィスカが望ましい。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記無機繊維および／またはウィスカのなかでは、ホウ酸アルミニウムウィスカがより望ましい。
【００５３】
なお、本明細書中において、無機繊維やウィスカとは、平均アスペクト比（長さ／径）が５を超えるものをいう。また、上記無機繊維やウィスカの望ましい平均アスペクト比は、１０〜１０００である。
【００５４】
上記ハニカムユニットに含まれる上記無機粒子の量について、望ましい下限は３０重量％であり、より望ましい下限は４０重量％であり、さらに望ましい下限は５０重量％である。一方、望ましい上限は９７重量％であり、より望ましい上限は９０重量％であり、さらに望ましい上限は８０重量％であり、特に望ましい上限は７５重量％である。
【００５５】
無機粒子の含有量が３０重量％未満では、比表面積の向上に寄与する無機粒子の量が相対的に少なくなるため、ハニカム構造体としての比表面積が小さく、触媒成分を担持する際に触媒成分を高分散させることができなくなる場合がある。一方、９７重量％を超えると強度向上に寄与する無機繊維および／またはウィスカの量が相対的に少なくなるため、ハニカム構造体の強度が低下することとなる。
【００５６】
上記ハニカムユニットに含まれる上記無機繊維および／または上記ウィスカの合計量について、望ましい下限は３重量％であり、より望ましい下限は５重量％であり、さらに望ましい下限は８重量％である。一方、望ましい上限は７０重量％であり、より望ましい上限は５０重量％であり、さらに望ましい上限は４０重量％であり、特に望ましい上限は３０重量％である。
【００５７】
無機繊維および／またはウィスカの含有量が３重量％未満ではハニカム構造体の強度が低下することとなり、５０重量％を超えると比表面積向上に寄与する無機粒子の量が相対的に少なくなるため、ハニカム構造体としての比表面積が小さく触媒成分を担持する際に触媒成分を高分散させることができなくなる場合がある。
【００５８】
また、上記ハニカムユニットは、上記無機粒子と上記無機繊維および／またはウィスカと無機バインダとを含む混合物である原料組成物を用いて製造されていることが望ましい。このように無機バインダを含む原料組成物を用いることにより、生成形体を焼成する温度を低くしても好適な強度のハニカムユニットを得ることができるからである。
【００５９】
上記無機バインダとしては、無機ゾルや粘土系バインダ等を用いることができ、上記無機ゾルの具体例としては、例えば、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス等が挙げられる。また、粘土系バインダとしては、例えば、白土、カオリン、モンモリロナイト、セピオライト、アタパルジャイト等の複鎖構造型粘土等が挙げられる。これらは単独で用いても良く、２種以上を併用してもよい。
【００６０】
これらのなかでは、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、水ガラス、セピオライトおよびアタパルジャイトからなる群から選択された少なくとも１種が望ましい。
【００６１】
上記原料組成物中に含まれる無機バインダの量は、原料組成物に含まれる上記無機粒子と上記無機繊維および／またはウィスカと上記無機バインダとの固形分の総量に対して、固形分として、その望ましい下限は、５重量％であり、より望ましい下限は、１０重量％であり、さらに望ましい下限は１５重量％である。一方、望ましい上限は、５０重量％であり、より望ましい上限は、４０重量％であり、さらに望ましい上限は、３５重量％である。
【００６２】
上記無機バインダの量が５重量％未満では、製造したハニカム構造体の強度が低くなることがあり、一方、上記無機バインダの量が５０重量％を超えると上記原料組成物の成型性が悪くなる傾向にある。
【００６３】
なお本発明の触媒担持体１００において、接着層１１０とコート層１２０とは、同じ材料であっても異なる材料であっても良い。また、これらの層は、緻密質でも多孔質であっても良い。接着層１１０およびコート層１２０を構成する材料は、特に限られないが、例えば、無機バインダと有機バインダと無機繊維および／または無機粒子とからなるものを使用することができる。
【００６４】
上記無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナ等を使用することができ、これらは単独で使用しても、２種類以上のものを混合して使用しても良い。上記無機バインダの中では、シリカゾルが望ましい。
【００６５】
上記有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース等を使用することができ、これらは単独で使用しても、２種類以上のものを混合して使用しても良い。上記有機バインダの中では、カルボキシルメチルセルロースが望ましい。
【００６６】
上記無機繊維としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバーを使用することができる。これらは、単独で使用しても、２種類以上のものを混合して使用しても良い。上記無機繊維の中では、シリカ−アルミナファイバーが望ましい。
【００６７】
上記無機粒子としては、上述のものを使用することができる。これらは、単独で使用しても、２種類以上のものを混合して使用しても良い。特に、接着層１１０およびコート層１２０は、ハニカムユニットと同材料で構成されることが望ましい。
【００６８】
なお、通常の場合、接着層１１０およびコート層１２０は、前記成分を含むペーストを原料として調製し、これを所定の箇所に設置後、乾燥させることにより形成される。原料となるペーストには、必要に応じて、酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加しても良い。
【００６９】
本発明の触媒担持体１００の形状は、いかなる形状であっても良い。例えば、触媒担持体の形状は、図３に示すような円柱型の他、楕円柱形等であっても良い。
（触媒担持体の製造方法）
次に、本発明の触媒担持体の製造方法について説明する。
【００７０】
図１１には、本発明の触媒担持体の製造フローを示す。ステップ１００では、以下の工程により、触媒が設置された「中央側ハニカムユニット」（例えば、図５に示すような実質的に四角柱状のハニカムユニット）が製作される。
【００７１】
最初に、前述のセラミック材料を主成分とする原料ペーストを用いて押出成形が行われる。
【００７２】
原料ペーストには、これらのほかに有機バインダ、分散媒および成形助剤を成形性にあわせて適宜加えてもよい。有機バインダとしては、特に限定されるものではないが、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール等から選ばれる１種以上の有機バインダが挙げられる。有機バインダの配合量は、無機粒子、無機繊維および／またはウィスカ、無機バインダの合計１００重量部に対して、１〜１０重量部が好ましい。分散媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、水、有機溶媒（ベンゼンなど）およびアルコール（メタノールなど）などを挙げることができる。成形助剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸およびポリアルコールを挙げることができる。
【００７３】
原料ペーストは、特に限定されるものではないが、混合・混練することが好ましく、例えば、ミキサーやアトライタなどを用いて混合してもよく、ニーダーなどで十分に混練してもよい。原料ペーストを成型する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、押出成形などによってセルを有する形状に成形することが好ましい。
【００７４】
次に、得られた成形体は、乾燥することが好ましい。乾燥に用いる乾燥機は、特に限定されるものではないが、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機および凍結乾燥機などが挙げられる。また、得られた成形体は、脱脂することが好ましい。脱脂する条件は、特に限定されず、成形体に含まれる有機物の種類や量によって適宜選択するが、おおよそ４００℃、２時間が好ましい。更に、得られた成形体は、焼成することが好ましい。焼成条件としては、特に限定されるものではないが、６００〜１２００℃が好ましく、６００〜１０００℃がより好ましい。この理由は、焼成温度が６００℃未満では無機粒子などの焼結が進行せずハニカム構造体としての強度が低くなり、１２００℃を超えると無機粒子などの焼結が進行しすぎて単位体積あたりの比表面積が小さくなるためである。以上の処理を行うことにより、「中央側ハニカムユニット」が製作される。
【００７５】
次に、ステップ１１０では、同様の工程を経て、「外周側ハニカムユニット」（例えば、図７および８に示すような形状のハニカムユニット）が製作される。ここで、「外周側ハニカムユニット」は、前述の「中央側ハニカムユニット」と形状が異なる他、少なくとも「最外周セル」の「最外周セル壁」と接するコーナー部が曲面化されている点が異なることに留意する必要がある。
【００７６】
次に、ステップ１２０では、「中央側ハニカムユニット」と、「外周側ハニカムユニット」とが、接着層を介して組み合わされ、セラミックブロックが形成される。
【００７７】
この工程では、まず、一つの「中央側ハニカムユニット」の一側面に、後に接着層となる接着層用ペーストを均一な厚さで塗布した後、この接着層用ペーストを介して、順次他のハニカムユニットを積層する。この工程を繰り返し、所望の形状のセラミックブロックを製作する。なお前記接着層用ペーストには、前述の原料ペーストを使用しても良い。その後、セラミックブロックを加熱することにより、接着層用ペーストが乾燥、固定化され、接着層が形成されるとともに、各多孔質ハニカムユニット同士が固着される。
【００７８】
次に、ステップ１３０では、セラミックブロックの外周面に、コート層が設置される。なお、このステップ１３０は、任意であり、必要な場合に実施される。
【００７９】
コート層を設置する場合、まず、セラミックブロックの開口面を除く外周部にコート層用ペーストが設置される。コート層を形成する方法としては特に限定されず、例えば、回転手段を備えた支持部材を使用し、セラミックブロックをその回転軸方向に軸支、回転させ、コート層用のペーストを、回転しているセラミックブロックの外周部に付着させる。そして、板状部材等を用いてペーストを引き延ばし、ペースト層を形成し、この後、例えば、１２０℃以上の温度で乾燥させることにより、水分を蒸発させることで、セラミックブロックの外周部にコート層を形成する方法を挙げることができる。
【００８０】
コート層を構成する材料としては特に限定されるものではないが、無機繊維、無機バインダ等の耐熱性の材料を含むものが好ましい。上記コート層は、上述した接着剤層と同じ材料により構成されていてもよい。この場合、コート層用ペーストには、前述の接着層用のペーストが使用される。このようにして、触媒担持体が作製される。
【００８１】
次に、前述のように作製された触媒担持体のセル壁に、触媒が設置される。触媒材料は、特に限定されないが、例えば白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が挙げられる。またアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、遷移金属等を含んだ化合物を担持させても良い。白金触媒を設置する方法としては、例えば、触媒担持層が設置されたハニカムユニットをジニトロジアンミン白金硝酸溶液（［Ｐｔ（ＮＨ３）２（ＮＯ２）２］ＨＮＯ３）等に含浸させて、加熱する方法等が利用される。
【００８２】
このような工程を経て、セル壁に触媒を設置しても良い。なお、ハニカムニットに触媒を担持した後に、ユニットを組み立てても良く、触媒が含まれた材料により、ハニカムユニットを作製しても良い。
【００８３】
このような本発明による触媒担持体の製造方法では、同一形状のハニカムユニットを複数個結束させてセラミックブロックを構成した後、このセラミックブロックを所望の形状に切断する工程を有さない。従って、切除後に廃棄されるハニカムユニットが生成されず、触媒担持体を安価に製造することができるとともに、製造工程を簡略化することができる。また、このような形状のハニカムユニットは、比較的小さな成形体であるため、焼成時に生じる熱膨張等も小さく、例えば製造中にクラックが発生して、歩留まりが低下するようなこともほとんど生じない。
【００８４】
以下、実施例により本発明の効果を詳しく説明する。
【実施例１】
【００８５】
［触媒担持体の製作］
まず、γアルミナ粒子（平均粒径２μｍ）１５７５重量部、ゼオライト６７５重量部、ホウ酸アルミニウムウィスカ６８０重量部、シリカゾル（固体濃度３０重量％）２６００重量部、メチルセルロース３２０重量部、可塑剤（グリセリン）２２５重量部および潤滑剤（ユニルーブ）２９０重量部を混合・混練して混合組成物を得た。次に、この混合組成物を押出成形機により押出成形を行い、図５、７、８に示す３種類の柱状のハニカムユニット（以下、それぞれ、第１、第２および第３のハニカムユニットという）の成形体を得た。
【００８６】
次に、マイクロ波乾燥機及び熱風乾燥機を用いてこれらの成形体を十分乾燥させ、４００℃で２時間保持して脱脂した。その後、８００℃で２時間保持して焼成を行い、３種類の形状のハニカムユニットを得た。第１のハニカムユニットは、縦３７．０ｍｍ×横３７．０ｍｍ×長さ１５０．０ｍｍ）の形状であった。第２のハニカムユニットは、図７に示す寸法Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３およびＬ１が、それぞれ、３３．０ｍｍ、３７．０ｍｍ、２０．６ｍｍおよび１５０．０ｍｍであった。第３のハニカムユニットは、図８に示す寸法Ｗ４、Ｗ５およびＬ２が、それぞれ、２０．６ｍｍ、２０．６ｍｍおよび１５０．０ｍｍであった。各ハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さは、０．２５ｍｍであり、その他の部分のセル壁の厚さは、０．２０ｍｍであった。なお、第２および第３のハニカムユニットは、「最外周セル壁」と接する「最外周セル」のコーナー部のうち、「最外周セル壁」と接するコーナー部のみがＣ面取り（０．３ｍｍ）により、曲面化されている。これに対して、第１のハニカムユニットでは、いずれのセルのいずれのコーナー部も曲面化されていない。
【００８７】
次に、γアルミナ粒子（平均粒径２μｍ）２９重量％、シリカ−アルミナ繊維（平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１００μｍ）７重量％、シリカゾル（固体濃度３０重量％）３４重量％、カルボキシメチルセルロース５重量％及び水２５重量％を混合して、接着層用ペーストを調製した。この接着層用ペーストを各ハニカムユニットの側面に塗布し、ハニカムユニット同士を接合させ、図４に示す形状のセラミックブロックを作製した。接着層用ペーストは、完成後の接着層の厚さが１ｍｍとなるように、ハニカムユニットに均一に塗布した。
【００８８】
次に、コート層を形成するため、この状態で、上述の接着層用ペーストをハニカム構造体の開口面を除く外周面に塗布した。コート層用ペーストは、セラミックブロックの外周面に、ほぼ均一な厚さとなるように設置した。次に、これを１２０℃で乾燥後、７００℃で２時間保持し、接着層およびコート層の脱脂を行った。コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【００８９】
このような工程により、実施例１に係る触媒担持体を得た。
【００９０】
次に、触媒担持体を硝酸白金溶液に含浸させ、単位体積当たりの白金重量が２．５ｇ／Ｌとなるように触媒を担持させた後、６００℃で１時間保持した。
【実施例２】
【００９１】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例２では、前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さを０．２７ｍｍとした。コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【実施例３】
【００９２】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例３では、前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さを０．４ｍｍとした。コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【実施例４】
【００９３】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例４では、前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さを０．５ｍｍとした。コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【実施例５】
【００９４】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例５では、前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さを０．４ｍｍとした。コート層の厚さは、２．０ｍｍであった。
【実施例６】
【００９５】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例６では、前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さを０．４ｍｍとした。コート層の厚さは、３．０ｍｍであった。
【実施例７】
【００９６】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例７では、前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さを０．４ｍｍとした。コート層の厚さは、５．０ｍｍであった。
【実施例８】
【００９７】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例８では、第２および第３のハニカムユニット、すなわち「外周側ハニカムユニット」において、「外周セル」の「外周セル壁」と接するコーナー部がＣ面取り（０．３ｍｍ）により、曲面化されている点が異なっている。前述の3種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さは、０．４ｍｍであり、コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【実施例９】
【００９８】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この実施例９では、第１、第２および第３の全てのハニカムユニットにおいて、「外周セル」の「外周セル壁」と接するコーナー部がＣ面取り（０．３ｍｍ）により、曲面化されている点が異なっている。前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さは、０．４０ｍｍであり、コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【比較例１】
【００９９】
前述の実施例１と同様の工程により、触媒が担持された第１のハニカムユニットを１６個製作した。セル壁の厚さは、外周部および内部とも、０．２ｍｍであった。なお、このハニカムユニットでは、いずれのセルも、コーナー部が曲面化されていない。次に、これらの同一形状のハニカムユニットを、実施例１と同様の接着層を介して、４行×４列に接合させてセラミックブロックを形成した。次に、このセラミックブロックを、ダイアモンドカッターを用いて、略円柱状に切断した（直径約１４３ｍｍ）。その後、セラミックブロックの切断面に、実施例１と同様のコート層を設置し、触媒担持体を製作した。コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【比較例２】
【０１００】
実施例１の場合と同様の方法により、触媒担持体を製作した。ただし、この比較例２では、第１、第２および第３のハニカムユニットにおいて、全てのセルの全てのコーナー部が曲面化されている点が、実施例１とは異なっている。前述の３種類のハニカムユニットの「外周セル壁」の厚さは、０．４０ｍｍであり、コート層の厚さは、０．４ｍｍであった。
【０１０１】
以上の実施例および比較例に係る触媒担持体について、セラミックブロックの製造方法、曲面化コーナー部を有するハニカムユニットとそのセルの位置、セル壁の厚さ、コート層の厚さ等を表１にまとめて示した。
【０１０２】
【表１】
［ＣＯ浄化率測定］
前述のように製作した実施例１〜９および比較例１、２に係る触媒担持体を用いて、ＣＯ浄化率を測定した。
【０１０３】
ＣＯ浄化率は、以下のように測定した。触媒担持体をケーシング内に配設し、１５０℃において、触媒担持体の一方の端面側から、試験ガスを流入させ、他方の端面側から排出させる。排出された試験ガス中のＣＯ濃度をガス分析装置によって測定する。得られた結果から、
ＣＯ浄化率（％）＝（触媒担持体通過前の試験ガス中のＣＯ濃度／触媒担持体通過後の試験ガス中のＣＯ濃度）×１００
としてＣＯ浄化率を求めた。なお試験ガスには、以下の組成のガスを使用した：ＣＯ濃度５００ｐｐｍ、ＨＣ濃度１５０ｐｐｍ、ＮＯ濃度１５０ｐｐｍ、ＣＯ２濃度５ｖｏｌ％、Ｏ２濃度１３ｖｏｌ％、ＳＯ２濃度１０ｐｐｍ、Ｈ２Ｏ濃度５ｖｏｌ％。
【０１０４】
結果を表１にまとめて示す。この表から、実施例１乃至９に係る触媒担持体では、全てのセルの全てのコーナー部が曲面化された比較例２に係る触媒担持体に比べて、ＣＯ浄化率が著しく向上していることがわかる。
［アイソスタティック強度測定］
前述のように製作した実施例１〜９および比較例１、２に係る触媒担持体を用いて、アイソスタティック強度を測定した。ここで、アイソスタティック強度とは、触媒担持体に等方的な静水圧荷重を負荷した際に破壊が生じるときの圧縮破壊荷重であり、社団法人自動車技術協会発行の自動車規格であるＪＡＳＯ規格Ｍ５０５−８７に規定されている。
【０１０５】
アイソスタティック強度は、以下のように測定した。触媒担持体の両方の開口面に、金属板（アルミニウム板：厚さ１５ｍｍ）を設置する。次に、この触媒担持体と金属板を、ウレタンゴムシート（厚さ２ｍｍ）に包み、密閉する。次に、この密閉体を水が入った容器中に完全に浸漬させる。この状態で、水圧を上昇させて行き、触媒担持体に破壊が生じる水圧を測定する。
【０１０６】
各触媒担持体において得られた結果をまとめて、表１に示す。また、図１２には、コート層を０．４ｍｍに統一した場合の、触媒担持体の「外周セル壁」の厚さとアイソスタティック強度の関係を示すグラフを示す。
【０１０７】
この結果から、実施例１乃至９に係る触媒担持体では、コーナー部が曲面化されたセルを有さない、比較例１に係る触媒担持体に比べて、アイソスタティック強度が向上していることがわかる。特に、図１１のグラフから、「外周セル壁」の厚さが０．２５ｍｍ以上の触媒担持体では、極めて良好なアイソスタティック強度が得られることがわかる。
【０１０８】
なお、実施例３と８の比較から、外周側ハニカムユニットにおいて、「最外周セル」のコーナー部（「最外周セル壁」と接するコーナー部のみ）が曲面化された場合と、「外周セル」のコーナー部（「外周セル壁」と接するコーナー部のみ）が曲面化された場合とでは、アイソスタティック強度にほとんど差異がないことがわかる。同様に、実施例８と９の比較から、「外周側ハニカムユニット」について、「外周セル」のコーナー部（「外周セル壁」と接するコーナー部のみ）が曲面化された場合と、「外周側ハニカムユニット」と「中央側ハニカムユニット」の双方について、「外周セル」のコーナー部（「外周セル壁」と接するコーナー部のみ）が曲面化された場合とで、アイソスタティック強度にほとんど差異がないことがわかる。従って、ＣＯ浄化率を考慮した場合、コーナー部の曲面化は、「外周側ハニカムユニット」のうち「最外周セル」にのみ適用することが、より好ましいといえる。
【０１０９】
ただし、外周セル壁に接するセルのコーナー部が曲面化された場合は、製造時（特に組立時）の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】セルのコーナー部が曲面化されていないハニカムユニットの断面拡大図である。
【図２】セルのコーナー部が曲面化されたハニカムユニットの断面拡大図である。
【図３】本発明の触媒担持体の一例を模式的に示した斜視図である。
【図４】本発明の触媒担持体を構成するセラミックブロックの一例を模式的に示した斜視図である。
【図５】本発明の触媒担持体を構成する第１のハニカムユニットの一例を模式的に示した斜視図である。
【図６】図５の第１のハニカムユニットのＡ−Ａ線での断面概略図である。
【図７】本発明の触媒担持体を構成する第２のハニカムユニットの一例を模式的に示した斜視図である。
【図８】本発明の触媒担持体を構成する第３のハニカムユニットの一例を模式的に示した斜視図である。
【図９】本発明の別の触媒担持体を模式的に示した図である。
【図１０】本発明の触媒担持体が設置された排気ガス処理装置の一例を模式的に示した断面図である。
【図１１】本発明の触媒担持体の製造フローを示す図である。
【図１２】コート層を０．４ｍｍに統一した場合の、触媒担持体の「外周セル壁」の厚さとアイソスタティック強度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１１】
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ セル
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ セル壁
７０ 排気ガス処理装置
７１ ケーシング
７２ 保持シール材
７４ 導入管
７５ 排出管
１００、１０１ 触媒担持体
１１０ 接着層
１２０ コート層
１３０ａ 第１のハニカムユニット
１３０ｂ 第２のハニカムユニット
１３０ｃ 第３のハニカムユニット
１３０ｄ 第４のハニカムユニット
１４０、１４１ セラミックブロック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの開口面および外周面を有し、前記２つの開口面間に延在するセルがセル壁によって区画されたセラミックブロックを有する触媒担持体であって、
前記セラミックブロックは、組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周部を構成する外周側ハニカムユニットと、前記セラミックブロックの中央部を構成する中央側ハニカムユニットとを、接着層を介して組み合わせることにより形成され、
前記外周側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、該外周セル壁は、前記セラミックブロックとして組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面の一部を形成する最外周セル壁を有し、
前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁と接するセルの、前記最外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていることを特徴とする触媒担持体。
【請求項２】
前記中央側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、
前記中央側ハニカムユニットは、前記外周セル壁と接するセルの、前記外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていることを特徴とする請求項１に記載の触媒担持体。
【請求項３】
２つの開口面および外周面を有し、前記２つの開口面間に延在するセルがセル壁によって区画されたセラミックブロックを有する触媒担持体であって、
前記セラミックブロックは、組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面の一部を構成する外周側ハニカムユニットを、接着層を介して組み合わせることにより形成され、
前記外周側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、該外周セル壁は、前記セラミックブロックとして組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面の一部を形成する最外周セル壁を有し、
前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁と接するセルの、前記最外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていることを特徴とする触媒担持体。
【請求項４】
前記最外周セル壁の厚さは、均一であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の触媒担持体。
【請求項５】
前記外周側ハニカムユニットは、前記外周セル壁と接するセルの、前記外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の触媒担持体。
【請求項６】
前記セラミックブロックは、円柱状であり、前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁が曲面状になっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の触媒担持体。
【請求項７】
前記ハニカムユニットは、無機粒子と、無機繊維および／またはウィスカとを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の触媒担持体。
【請求項８】
前記最外周セル壁の厚さは、０．２５ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の触媒担持体。
【請求項９】
触媒が担持されてなる請求項１乃至７のいずれか一項に記載の触媒担持体。
【請求項１０】
前記セラミックブロックの外周面に、コート層が設置されていることを特徴とする請求項請求項１乃至９のいずれか一項に記載の触媒担持体。
【請求項１１】
前記コート層は、厚さが０．４〜３．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１０に記載の触媒担持体。
【請求項１】
２つの開口面および外周面を有し、前記２つの開口面間に延在するセルがセル壁によって区画されたセラミックブロックを有する触媒担持体であって、
前記セラミックブロックは、組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周部を構成する外周側ハニカムユニットと、前記セラミックブロックの中央部を構成する中央側ハニカムユニットとを、接着層を介して組み合わせることにより形成され、
前記外周側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、該外周セル壁は、前記セラミックブロックとして組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面の一部を形成する最外周セル壁を有し、
前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁と接するセルの、前記最外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていることを特徴とする触媒担持体。
【請求項２】
前記中央側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、
前記中央側ハニカムユニットは、前記外周セル壁と接するセルの、前記外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていることを特徴とする請求項１に記載の触媒担持体。
【請求項３】
２つの開口面および外周面を有し、前記２つの開口面間に延在するセルがセル壁によって区画されたセラミックブロックを有する触媒担持体であって、
前記セラミックブロックは、組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面の一部を構成する外周側ハニカムユニットを、接着層を介して組み合わせることにより形成され、
前記外周側ハニカムユニットは、該ハニカムユニットの外周面を構成する外周セル壁を有し、該外周セル壁は、前記セラミックブロックとして組み合わされた際に、該セラミックブロックの外周面の一部を形成する最外周セル壁を有し、
前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁と接するセルの、前記最外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていることを特徴とする触媒担持体。
【請求項４】
前記最外周セル壁の厚さは、均一であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の触媒担持体。
【請求項５】
前記外周側ハニカムユニットは、前記外周セル壁と接するセルの、前記外周セル壁と接する側のコーナー部が曲面化されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の触媒担持体。
【請求項６】
前記セラミックブロックは、円柱状であり、前記外周側ハニカムユニットは、前記最外周セル壁が曲面状になっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の触媒担持体。
【請求項７】
前記ハニカムユニットは、無機粒子と、無機繊維および／またはウィスカとを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の触媒担持体。
【請求項８】
前記最外周セル壁の厚さは、０．２５ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の触媒担持体。
【請求項９】
触媒が担持されてなる請求項１乃至７のいずれか一項に記載の触媒担持体。
【請求項１０】
前記セラミックブロックの外周面に、コート層が設置されていることを特徴とする請求項請求項１乃至９のいずれか一項に記載の触媒担持体。
【請求項１１】
前記コート層は、厚さが０．４〜３．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１０に記載の触媒担持体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２７２７３１（Ｐ２００８−２７２７３１Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５５８８７（Ｐ２００７−２５５８８７）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]