JP2008023518A - メタル基材、その製造方法及び触媒 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成される触媒層との密着性を向上し得るメタル基材、その製造方法及びこれを用いた触媒を提供すること。
【解決手段】メタル基材は、表面部にアルミニウムを含有し、且つ表面に凹部及び凸部の少なくとも一方を複数有するメタル基材であって、凹部及び凸部の少なくとも一方によって構成され、メタル基材の表面上方から観察される平面模様が鱗状模様である。
触媒は、上述のメタル基材と、触媒材料とを含有する。
メタル基材の製造方法は、メタル基材を製造するに当たり、少なくともアルミニウムを含有するメタル基材をアルコール系溶剤又は炭化水素系溶剤に浸漬しつつ、超音波処理又はマイクロ波処理を行う。
【選択図】なし

Description

本発明は、メタル基材、その製造方法及び触媒に係り、更に詳細には、表面部にアルミニウムを含有し、且つ表面に凹部及び／又は凸部を複数有し、所定の表面構造を備えるメタル基材、その製造方法及びこれを用いた触媒に関する。

従来より、メタル担体に貴金属を含有する触媒層形成用スラリーを均一にコートしようとする試みがなされている（特許文献１及び２参照。）。
特開平１０−２６０３号公報 特開平８−３３２３９４号公報

しかしながら、メタル担体に貴金属を含有する触媒層形成用スラリーをコートしようとすると、メタル箔がスラリーをはじくため、形成される触媒層にムラが生じるという問題点があった。
そして、このような触媒層の偏りによって、密着性悪化による触媒層の剥離や触媒性能の低下が生じるという問題点があった。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成される触媒層との密着性を向上し得るメタル基材、その製造方法及びこれを用いた触媒を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、表面部にアルミニウムを含有し、且つ表面に凹部及び／又は凸部を複数有するメタル基材であって、その凹部及び／又は凸部によって構成され、当該メタル基材の表面上方から観察される平面模様を鱗状模様とすることなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明のメタル基材は、表面部にアルミニウムを含有し、且つ表面に凹部及び／又は凸部を複数有するメタル基材であって、該凹部及び／又は凸部によって構成され、当該メタル基材の表面上方から観察される平面模様が鱗状模様であることを特徴とする。

また、本発明のメタル基材の第１の好適形態は、表面部の全体に亘ってアルミニウムを含有しているものである。

更に、本発明のメタル基材の第２の好適形態は、表面部に水酸基を有し、その存在量が赤外分光分析の吸光度で０．０１以上であるものである。

また、本発明のメタル基材の第３の好適形態は、表面の全体に亘って凹部及び／又は凸部を複数有するものである。

更にまた、本発明のメタル基材の第４の好適形態は、鱗状模様を形成する凹部及び／又は凸部の円ないし楕円相当の長径が１００〜５００ｎｍであるものである。

また、本発明の触媒は、上述した本発明のメタル基材と、触媒材料とを含有することを特徴とする。

更に、本発明のメタル基材の製造方法は、上記本発明のメタル基材を製造する方法であって、少なくともアルミニウムを含有するメタル基材をアルコール系溶剤又は炭化水素系溶剤に浸漬しつつ、超音波処理又はマイクロ波処理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、表面部にアルミニウムを含有し、且つ表面に凹部及び／又は凸部を複数有するメタル基材であって、その凹部及び／又は凸部によって構成され、当該メタル基材の表面上方から観察される平面模様を鱗状模様とすることなどとしたため、触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成される触媒層との密着性を向上し得るメタル基材、その製造方法及びこれを用いた触媒を提供することができる。

以下、本発明のメタル基材について説明する。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、濃度や含有量などについての「％」は、特記しない限り質量百分率を表すものとする。

上述の如く、本発明のメタル基材は、表面部にアルミニウムを含有し、且つ表面に凹部及び凸部のいずれか一方又は双方を複数有するメタル基材であって、凹部及び凸部のいずれか一方又は双方によって構成され、そのメタル基材の表面上方から観察される平面模様が鱗状模様であるものである。
このような構成とすることにより、触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成される触媒層との密着性を向上させることができる。また、アルミニウムを含む酸化物は触媒成分の代表的な基材であり、例えば触媒成分のみを担持することも可能になる。
ここで、「メタル基材の表面部」とは、メタル基材の最表面から深さ４ｎｍ程度までの部位をいう。
また、メタル基材は、その形状について特に限定されるものではなく、例えばメタル繊維やメタル箔、メタルフィルター、メタル担体などを挙げることができる。
なお、上記メタル箔としては、例えばメッシュ状メタルなどでもよい。また、上記メタルフィルターとしては、例えばメタル繊維を抄造により成形したものや、メタル発泡体により成形したものなどを挙げることができる。更に、上記メタル担体としては、例えばメタル箔を組合せて成形して得られるいわゆる一体構造型のものなどを挙げることができる。

また、本発明においては、表面部の全体に亘ってアルミニウムを含有していることが望ましい。
このような構成とすると、触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成される触媒層との密着性をより向上させることができるだけでなく、例えばメタル繊維やメタル箔などのメタル基材の表面全体に触媒層をより均一に形成することができる。

更に、本発明においては、表面部に水酸基を有し、その存在量が赤外分光分析の吸光度で０．０１以上であることが好ましく、０．０１を超えることがより好ましく、０．０１５を超えることが更に好ましい。
表面部における水酸基の存在量が赤外分光分析の吸光度で０．０１以上とすると、触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成される触媒層との密着性をより向上させることができる。まで
ここで、吸光度は、詳しくは後述する処理前メタル基材における吸光度を０とするベースライン補正後の値をいう。

また、本発明においては、表面の全体に亘って凹部及び凸部のいずれか一方又は双方が存在していることが望ましい。
このような構成とすると、触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成される触媒層との密着性をより向上させることができるだけでなく、例えばメタル繊維やメタル箔などのメタル基材の表面全体に触媒層をより均一に形成することができる。

更に、本発明においては、鱗状模様を形成する凹部及び凸部の少なくとも一方の円ないし楕円相当の長径が１００〜５００ｎｍであることが好ましい。
このような構成とすると、触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成される触媒層との密着性を更に向上させることができるだけでなく、例えばメタル繊維やメタル箔などのメタル基材の表面全体に触媒層を更に均一に形成することができる。
一方、長径が１００ｎｍ未満である場合には、密着性向上効果の減少を招くことがあり、長径が５００ｎｍを超える場合には、触媒層の目詰まりとなることがある。
なお、「円ないし楕円相当の長径」とは、鱗状模様中の一の鱗を仮に規定した場合に、隣接する他の鱗によって見えなくなっていると考えられる部分が無いときには、その円の直径又は楕円の長径のことをいい、隣接する他の鱗によって見えなくなっていると考えられる部分があるときには、その見えなくなっていると考えられる部分の輪郭を適当に補って円ないし楕円となるようにしたときの、円においてはその直径を、楕円においてはその長径のことをいう。

次に、本発明の触媒について説明する。
上述の如く、本発明の触媒は、上述した本発明のメタル基材と、触媒材料とを含有するものである。
このような構成とすると、触媒材料の密着性が向上したものとなる。また、触媒性能を向上させ易いものとなる。

上記触媒の一実施形態としては、例えば上述したメタル基材の一例である触媒担持用メタル担体と、メタル担体が備えるメタル箔の表面上に形成された触媒材料の一例である貴金属を含有する触媒層を具備する排ガス浄化触媒を挙げることができる。
このような構成とすることにより、形成される貴金属を含有する触媒層の密着性が向上したものとなる。
なお、触媒層に含まれる成分としては、例えば白金、パラジウム、ロジウムなどの貴金属や、セリウムやジルコニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属などを含んだ例えば助触媒として機能し得る酸化物、アルミナなどを含んだ例えば基材として用いられる酸化物などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。

次に、本発明のメタル基材の製造方法について説明する。
上述の如く、本発明のメタル基材の製造方法は、上記本発明のメタル基材を製造する方法の一例であって、少なくともアルミニウムを含有するメタル基材（処理前メタル基材）をアルコール系溶剤又は炭化水素系溶剤に浸漬しつつ、超音波処理又はマイクロ波処理を行い、所望のメタル基材を得る方法である。
ここで、処理前メタル基材としては、アルミニウムを含有することを要するが、他の成分については特に限定されるものではなく従来公知の例えばフェライト系ステンレス鋼（ＪＦＥスチール社製、Ｒ２０−５ＵＳＲ鋼材、成分元素：炭素、ケイ素、マンガン、クロム、アルミニウム、ランタノイド元素）で作製したメタル担体やカルソニックカンセイ社製、エミテック社製、臼井工業社製などのメタル担体、アルミ成分を含むフェライト系ステンレス鋼材でされたメタルフィルターやメタル箔、メタル繊維等を用いることができる。

このような構成とすることにより、触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成される触媒層との密着性を向上し得るメタル基材を簡易に得ることができる。
なお、現時点においては、アルコール系溶剤などとメタル基材との間で酸化・還元反応が起こり、表面部にアルミニウムが析出する際に、メタル基材表面に存在する気泡を取り除くことができ、メタル基材表面全体にアルコール系溶剤等を行き渡らせることが可能となると共に、超音波処理等によるキャビテーションによって熱処理をしたときのような高温状態の場を作り出せるためと推測している。

また、本発明においては、用いるアルコール系溶剤が、親水性アルコールである又はこれを含有するものであることが望ましい。このような親水性アルコールは、処理前メタル基材に対して作用して、メタル基材の表面部の全体に亘ってアルミニウムを析出させ、メタル基材の表面全体に複数の凹部や凸部を均一に形成することができ、触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成される触媒層との密着性をより向上させることができる。また、親水性アルコールを用いると還元効果によって、より均一にメタル繊維やメタル箔などのメタル基材の表面上に触媒層を形成することができる。
ここで、「親水性アルコール」とは、水と混合した際に、全体が均一に混ざるものをいう。

更に、本発明においては、アルコール系溶剤が、親水性アルコールを７０〜９９％含有するものであることが好ましく、９０〜９９％含有するものであることが更に好ましい。
親水性アルコールの含有量が７０〜９９％の範囲であると、メタル基材の表面全体に複数の凹部や凸部を特に均一に形成することができ、触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成される触媒層との密着性を特に向上させることができる。また、特に均一にメタル基材の表面上に触媒層を形成することができる。なお、親水性アルコールの含有量が７０％未満の場合には、均一にメタル基材の表面上に触媒層を形成することができなくなることがある。
なお、他の含有成分としては、典型的には水を挙げることができるが、これに限定されるものではなく、例えばエチレンやヘキサン、イソプロピルアルコールなどが含まれていてもよい。

このような親水性アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、１‐プロパノール又は２‐プロパノール、及びこれらの任意の組合わせに係る混合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。即ち、エチレン、ヘキサン、エチレングリコール、グリセリンなども使用可能である。

また、本発明においては、特に限定されるものではないが、超音波処理やマイクロ波処理を行うに当たり、アルミニウムの析出量より鉄やクロムの析出量が少ない時間を処理時間とすることが好ましい。
このような処理時間とすることにより、触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成される触媒層との密着性を向上し得るメタル基材を簡易に得ることができる。

更に、本発明においては、超音波処理又はマイクロ波処理を行った後に、更に焼成を行うことが望ましい。
このようにすると、触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成された触媒層との密着性をよりいっそう向上し得るメタル基材を簡易に得ることができる。
焼成条件は適宜設定することができ、アルゴンや窒素などの不活性雰囲気中であっても空気などの酸化雰囲気中であってもよく、焼成温度は例えば３００〜５００℃程度とすればよく、焼成時間は例えば０．５〜１．０時間程度とすればよい。
また、８００℃以上且つ少なくともアルミニウムを含有するメタル基材（処理前メタル基材）の融点温度×０．９℃以下の温度を焼成温度とすることも好ましい。このようにしても、触媒層形成用スラリーとの密着性、更には形成された触媒層との密着性をよりいっそう向上し得るメタル基材を簡易に得ることができる。

以下、本発明を実施例及び比較例により詳細に説明する。

（実施例１‐１）
図１は、実施例１‐１に係る触媒担持用メタル担体の製造方法の一例を示す説明図である。まず、処理前メタル担体（カルソニックカンセイ社製）２と、アルコール系溶剤の一例であるエタノール（濃度：９９％）１０と、これらを入れる容器２０を準備し（同図（Ａ）参照。）、次いで、処理前メタル担体２を容器２０内のエタノール１０に浸漬し（同図（Ｂ）参照。）、次いで、これを超音波処理装置３０に配置し、超音波処理を１５分間行い（同図（Ｃ）参照。）、次いで、容器１０内から取り出し（同図（Ｄ）参照。）、次いで、一昼夜自然乾燥し、更に１３０℃で１時間乾燥し、しかる後、大気中、４００℃で３０分間焼成して、本例の触媒担持用メタル担体１を得た。

得られた触媒担持用メタル担体のメタル箔表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察した。図２は、実施例１‐１に係る触媒担持用メタル担体のメタル箔表面のＳＥＭ写真である。
図２から、メタル箔の表面全体に亘って微小な凹凸形状が形成されていることが分かる。

また、図３は、実施例１‐１に係る触媒担持用メタル担体のメタル箔表面の他のＳＥＭ写真（図２より高倍率である。）である。
図３から、メタル箔の表面全体に鱗状模様を形成するように、メタル箔の表面全体に亘って微細な凹凸形状が形成されていることが分かる。また、ＳＥＭ写真の鱗状模様において、鱗の見えなくなっていると考えられる部分の輪郭を二点鎖線で描いて示す。
なお、図４は、処理前メタル担体のメタル箔表面のＳＥＭ写真である。

また、得られた触媒担持用メタル担体のメタル箔の表面部と処理前メタル担体のメタル箔の表面部とをそれぞれＸ線光電子分光（ＸＰＳ）によって測定した。図５は、実施例１‐１に係る触媒担持用メタル担体及び処理前メタル担体のメタル箔の表面部におけるＸＰＳ抽出成分とその含有率との関係を示すグラフである。
図５において、アルミニウム［Ａｌ（２ｐ）］の増加から、得られた触媒担持用メタル担体の表面部のアルミナ含有量は、処理前メタル担体の表面部のアルミナ含有量と比較して、酸化などによって増えていることが分かる。
また、クロム［Ｃｒ（２ｐ）］や鉄［Ｆｅ（２ｐ３）］の減少から、酸化などによって金属状態から酸化物状態になっていることが分かる。

（実施例１‐２及び実施例１‐３）
実施例１‐１で用いたエタノールに代えて、実施例１‐２においてはエタノール（濃度：８０％、他の成分（Ｈ_２Ｏ：２０％））を用い、実施例１‐３においてはエタノール（濃度：６０％、他の成分（Ｈ_２Ｏ：４０％））を用いた以外は、実施例１‐１と同様の操作を繰り返して、本例の触媒担持用メタル担体をそれぞれ得た。
得られた触媒担持用メタル担体のメタル箔表面をＳＥＭによって観察したところ、実施例１‐１とほぼ同じように、メタル箔の表面全体に亘って微小な凹凸形状を形成されていた。

（実施例１‐４及び実施例１‐５）
実施例１‐１で用いたエタノールに代えて、実施例１‐４においては２‐プロパノール（濃度：９９％、他の成分（不純物：１％））を用い、実施例１‐５においてはヘキサン（和光純薬社製）を用いた以外は、実施例１‐１と同様の操作を繰り返して、本例の触媒担持用メタル担体をそれぞれ得た。
図６及び図７は、実施例１‐４及び実施例１‐５に係る触媒担持用メタル担体のメタル箔表面のＳＥＭ写真である。

（実施例１‐６）
実施例１‐１で用いたエタノールに代えて、２‐プロパノール（濃度：９９％、他の成分（不純物：１％））を用い、更に大気中、４００℃で３０分間焼成する工程を行わなかったこと以外は、実施例１‐１と同様の操作を繰り返して、本例の触媒担持用メタル担体を得た。
図８は、実施例１‐６に係る触媒担持用メタル担体のメタル箔表面のＳＥＭ写真である。

（比較例１−１）
実施例１‐１で用いたエタノールに代えて、アセトン（和光純薬社製）を用いた以外は、実施例１‐１と同様の操作を繰り返して、本例の触媒担持用メタル担体をそれぞれ得た。
図９は、比較例１‐１に係る触媒担持用メタル担体のメタル箔表面のＳＥＭ写真である。

（比較例１‐２）
実施例１‐１で用いた処理前メタル担体を、大気中、４００℃で３０分間焼成して、本例の触媒担持用メタル担体を得た。
図１０は、比較例１‐２に係る触媒担持用メタル担体のメタル箔表面のＳＥＭ写真である。

［性能評価］
（接着性評価試験１）
上記実施例１‐１、１‐４〜１‐６、比較例１‐１及び１‐２の触媒担持用メタル担体並びに処理前メタル担体を用いて、接着性評価試験１をした。
図１１は、接着性評価試験の概要を示す斜視図である。同図に示すように、触媒担持用メタル担体等から切り出したものに触媒層５０Ａを形成した試験片５０を用意した。
これを試験機台５１上に配置し、更に引っかき棒５２を測定箇所に配置し、引っかき棒５２に図中矢印Ａで示す方向に荷重をかけた。そして、矢印Ｂで示す方向に一定速度で試験機台５１を移動させた。このとき荷重を図示しない錘の質量を変えて調整し、錘の質量を増加させながら、測定箇所を変えて、繰り返した。このようにして、触媒層５０Ａを完全に剥離させときの錘の質量を測定した。得られた結果を表１に示す。
なお、表１中の「◎」は３．５ｇ以上であること、「○」は２．５ｇ以上であること、「△」は２ｇ以上であること、「×」は２ｇ未満であること、を示す。
また、表１中の「参考例１」とは、触媒層を形成するものとして、処理前メタル担体をそのまま用いたもので評価試験を行ったものである。

表１より、現有する水溶性アルコールで最も効果が得られるのはエタノールであることが分かる。

（接着性評価試験２）
上記実施例１‐１〜１‐４及び比較例１‐１の触媒担持用メタル担体並びに処理前メタル担体を用いて接着性評価試験２をした。なお、試験条件は接着性評価試験１と同様である。得られた結果を図１２に示す。
図１２は、各例の完全に触媒層が剥離したときの錘の質量を示したグラフである。
なお、図１２中の「参考例１」とは、触媒層を形成するものとして、処理前メタル担体をそのまま用いたもので評価試験を行ったものである。
図１２から、アルコール濃度としては純度１００％に近い方が良い効果が得られることが分かる。

（実施例２‐１）
処理前メタル担体（カルソニックカンセイ社製、Ｃｐｓｉ：６００、体積：１Ｌ）と、エタノール（濃度：９９％）と、これらを入れる容器を準備し、次いで、処理前メタル担体を容器内のエタノールに浸漬し、次いで、超音波処理を１５分間行い、次いで、一昼夜自然乾燥し、更に１３０℃で１時間乾燥し、しかる後、大気中、４００℃で３０分間焼成して、触媒担持用メタル担体を得た。
更に、白金のような貴金属を含む触媒層形成スラリーを塗布し、余分なスラリーを除去し、乾燥・焼成して、コート量２００ｇ、貴金属量１．４ｇ／Ｌである本例の排ガス浄化触媒を得た。得られた排ガス浄化触媒の仕様を表２に示す。

（比較例２‐１〜２‐５）
実施例１で用いた処理前メタル担体に代えて、比較例２‐１においては処理前メタル担体（カルソニックカンセイ社製、Ｃｐｓｉ：１２００、体積：１Ｌ）を用い、比較例２‐２においては処理前メタル担体（カルソニックカンセイ社製、Ｃｐｓｉ：９００、体積：１Ｌ）を用い、比較例２‐３においては処理前メタル担体（カルソニックカンセイ社製、Ｃｐｓｉ：６００、体積：１Ｌ）を用い、比較例２‐４においては処理前メタル担体（カルソニックカンセイ社製、Ｃｐｓｉ：３００、体積：１Ｌ）を用い、比較例２‐５においては処理前メタル担体（カルソニックカンセイ社製、Ｃｐｓｉ：２００、体積：１Ｌ）を用い、これにそのまま実施例１で用いたような触媒層形成スラリーを塗布し、余分なスラリーを除去し、乾燥・焼成して、表２に示すような本例の排ガス浄化触媒をそれぞれ得た。

［性能評価］
上記各例の排ガス浄化触媒を用い、下記条件の下でＮＯｘ転化率を測定した。得られた結果を図１３に示す。図１３は、各例の触媒層厚みとＮＯｘ転化率の関係を示すグラフである。

（試験条件）
・車両評価（日産自動車 Ｍｐｉ ４気筒 １８００ｃｃ）
・評価モード：北米ＬＡ４−ＣＨ
・エンジン出口とテールパイプの排ガスからＮＯｘ転化率を算出した。
・触媒配置：床下

図１３から、メタル箔と触媒層の密着性を向上させ、触媒層を厚くすることで、性能向上が図れることが分かる。

（実施例３−１）
処理前メタル繊維を７００℃で３０分間熱処理後、アルコール系溶剤の一例であるエタノール（濃度：９９％）と、これらを入れる容器を準備し、次いで、処理前メタル繊維を容器内のエタノールに浸漬し、次いで、これを超音波処理装置に配置し、超音波処理を３０分間行い、次いで、容器内から取り出し、次いで、一昼夜自然乾燥し、更に１３０℃で１時間乾燥し、しかる後、大気中、４００℃で３０分間焼成して、本例の繊維状のメタル基材を得た。

（比較例３−１）
実施例３‐１で用いた処理前メタル繊維を、大気中、７００℃で３０分間焼成して、本例の繊維状のメタル基材を得た。

（比較例３−２）
実施例３‐１で用いた処理前メタル繊維を、大気中、８５０℃で３０分間焼成して、本例の繊維状のメタル基材を得た。

上記各例の繊維状のメタル基材を用い、ＸＰＳ及びフーリエ変換赤外分光分析（ＦＴＩＲ）により、表面部のアルミニウム（Ａｌ）の含有率（原子％）と表面部の水酸基の存在量（吸光度）とを測定した。得られた結果を図１４に示す。
図１４は、各例の表面部のアルミニウム（Ａｌ）の含有率（原子％）と表面部の水酸基の存在量（吸光度）との関係を示すグラフである。
なお、「水酸基の吸光度」においては、処理前メタル繊維をそのまま用いたもの（以下、「参考例２」とする。）の値を０として、ベースライン補正をした。

更に、実施例３−１及び参考例２の繊維状のメタル基材を用い、電子プローブマイクロ分析（ＥＰＭＡ）により、アルミニウムの分布を測定した。得られた結果を図１５に示す。
図１５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ実施例３−１及び参考例２のＥＰＭＡによるアルミニウム分布の測定結果（Ａｌマッピング）である。
同図中においては、アルミニウムが存在している部分が赤く表示されており、本発明の範囲に属する実施例３−１は、表面部にアルミニウムを含有していることが分かる。

（実施例４−１）
処理前メタル箔を１０００℃で３０分間熱処理後、アルコール系溶剤の一例であるエタノール（濃度：９９％）と、これらを入れる容器を準備し、次いで、処理前メタル箔を容器内のエタノールに浸漬し、次いで、これを超音波処理装置に配置し、超音波処理を５分間行い、次いで、容器内から取り出し、次いで、一昼夜自然乾燥し、更に１３０℃で１時間乾燥し、しかる後、大気中、４００℃で３０分間焼成して、本例のメタル箔を得た。

（比較例４−１）
実施例４‐１で用いた処理前メタル箔を、大気中、７００℃で３０分間焼成して、本例のメタル箔を得た。

（比較例４−２）
実施例４‐１で用いた処理前メタル箔を、大気中、８５０℃で３０分間焼成して、本例のメタル箔を得た。

［性能評価］
（濡れ性試験）
上記各例のメタル箔を用い、下記の手法により、接触角（θ）を測定した。その結果を図１６に示す。図１６は各例の接触角（θ）を示したグラフである。なお、「参考例３」は、処理前メタル箔をそのまま用いたもので評価試験を行ったものである。

（試験条件）
協和界面科学株式会社製の接触角計・ＣＡ−Ｘ型を用いて密着性評価の濡れ性実験を行った。具体的には、各例のテストピースを協和界面科学株式会社製の接触角計・ＣＡ−Ｘ型測定装置に設置し、テストピースに蒸留水を滴下し接触角測定装置を用いて、水滴の接触角（θ）を計測した。

図１６より、本発明の範囲に属する実施例４−１は、本発明外の比較例４−１及び比較例４−２と比較して、接触角が小さく、濡れ性が優れていることが分かる。

（接着性評価試験３）
上記実施例４‐１、比較例４‐１及び比較例４−２のメタル箔並びに参考例３のメタル箔を用いて接着性評価試験３をした。なお、試験条件は接着性評価試験１と同様である。得られた結果を図１７に示す。
図１７は、各例の完全に触媒層が剥離したときの錘の質量を示したグラフである。
なお、図１７中の「参考例３」とは、触媒層を形成するものとして、参考例３のメタル箔をそのまま用いたもので評価試験を行ったものである。
図１７より、本発明の範囲に属する実施例４−１は、本発明外の比較例４−１及び比較例４−２と比較して、引っかき試験結果の値が高いことから、金属と触媒層の密着性が向上していることが分かる。

（実施例５−１〜５−３）
処理前メタル担体（カルソニックカンセイ社製）と、エタノール（濃度：９９％）と、これらを入れる容器を準備し、次いで、処理前メタル担体を容器内のエタノールに浸漬し、次いで、これを超音波処理装置に配置し、超音波処理（処理周波数：２５ｋＨｚ、処理時間：３分間、１５分間、３０分間）を行い、次いで、容器内から取り出し、次いで、一昼夜自然乾燥し、更に１３０℃で１時間乾燥し、しかる後、大気中、４００℃で３０分間焼成して、各例の触媒担持用メタル担体を得た。

（実施例６−１〜実施例６−３）
超音波処理における処理周波数を１００ｋＨｚに変更した以外は、それぞれ実施例５−１〜実施例５−３と同様の操作を繰り返し、各例の触媒担持用メタル担体を得た。

上記各例のメタル担体を用い、ＸＰＳにより、表面部のアルミニウム（Ａｌ）と鉄（Ｆｅ）の含有率（原子％）を測定した。得られた結果を図１８に示す。
図１８は、各例の処理時間と表面部におけるアルミニウム及び鉄の含有率との関係を示すグラフである。
図１８より、超音波処理の処理時間は、短時間である方が好ましいことが分かる。

以上、本発明を若干の実施形態及び実施例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、上記の実施形態では、貴金属を含有する触媒層をメタル箔の表面上に形成した排ガス浄化触媒を例にとって説明したが、触媒層の構成成分を適宜調整することによって、他の用途、例えば燃料電池用の燃料改質用触媒などについても、本発明を適用することができる。
また、上記の実施例では、メタル基材にコートするものとして、触媒層形成スラリーを例にとって説明したが、これに限定されるものではなく、例えば水性塗料や油性塗料などの塗料その他金属上に塗布ないし塗装するものの下地のメタル基材としても用いることができ、その塗料その他金属上に塗布ないし塗装するものなどとの密着性、更には形成される塗膜その他金属上に塗布ないし塗装するもので形成される層などとの密着性を向上させることが可能である。

実施例１‐１に係る触媒担持用メタル担体の製造方法の一例を示す説明図である。 実施例１‐１に係る触媒担持用メタル担体のメタル箔表面のＳＥＭ写真である。 実施例１‐１に係る触媒担持用メタル担体のメタル箔表面の他のＳＥＭ写真である。 処理前メタル担体のメタル箔表面のＳＥＭ写真である。 実施例１‐１に係る触媒担持用メタル担体及び処理前メタル担体のメタル箔の表面部におけるＸＰＳ抽出成分とその含有率との関係を示すグラフである。 実施例１‐４に係る触媒担持用メタル担体のメタル箔表面のＳＥＭ写真である。 実施例１‐５に係る触媒担持用メタル担体のメタル箔表面のＳＥＭ写真である。 実施例１‐６に係る触媒担持用メタル担体のメタル箔表面のＳＥＭ写真である。 比較例１‐１に係る触媒担持用メタル担体のメタル箔表面のＳＥＭ写真である。 比較例１‐２に係る触媒担持用メタル担体のメタル箔表面のＳＥＭ写真である。 接着性評価試験の概要を示す斜視図である。 各例の完全に触媒層が剥離したときの錘の質量を示したグラフである。 各例の触媒層厚みとＮＯｘ転化率の関係を示すグラフである。 各例のＡｌ含有率と水酸基の吸光度との関係を示すグラフである。 実施例３−１及び参考例２のＥＰＭＡによるアルミニウム分布の測定結果（ａ）及び（ｂ）である。 各例の接触角（θ）を示したグラフである。 各例の完全に触媒層が剥離したときの錘の質量を示したグラフである。 各例の処理時間と表面部におけるアルミニウム及び鉄の含有率との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 触媒担持用メタル担体
２ 処理前メタル担体
１０ エタノール
２０ 容器
３０ 超音波処理装置
５０ 試験片
５０Ａ 触媒層
５１ 試験機台
５２ 引っかき棒

Claims (14)

1. 表面部にアルミニウムを含有し、且つ表面に凹部及び／又は凸部を複数有するメタル基材であって、
   上記凹部及び／又は凸部によって構成され、当該メタル基材の表面上方から観察される平面模様が、鱗状模様である、ことを特徴とするメタル基材。
2. 上記表面部の全体に亘って上記アルミニウムを含有していることを特徴とする請求項１に記載のメタル基材。
3. 上記表面部に水酸基を有し、その存在量が赤外分光分析の吸光度で０．０１以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のメタル基材。
4. 上記表面の全体に亘って上記凹部及び／又は凸部を複数有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載のメタル基材。
5. 上記鱗状模様を形成する上記凹部及び／又は凸部の円ないし楕円相当の長径が１００〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載のメタル基材。
6. 当該メタル基材が、メタル繊維、メタル箔、メタルフィルター及びメタル担体から成る群より選ばれた少なくとも１種のものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載のメタル基材。
7. 請求項１〜６のいずれか１つの項に記載のメタル基材と、触媒材料と、を含有することを特徴とする触媒。
8. 請求項１〜６のいずれか１つの項に記載のメタル基材を製造する方法であって、
   少なくともアルミニウムを含有するメタル基材をアルコール系溶剤又は炭化水素系溶剤に浸漬しつつ、超音波処理又はマイクロ波処理を行う、ことを特徴とするメタル基材の製造方法。
9. 上記アルコール系溶剤につき、親水性アルコールを含有するものを用いることを特徴とする請求項８に記載のメタル基材の製造方法。
10. 上記アルコール系溶剤につき、親水性アルコールを７０〜９９％含有するものを用いることを特徴とする請求項８又は９に記載のメタル基材の製造方法。
11. 上記親水性アルコールが、メタノール、エタノール、１‐プロパノール及び２‐プロパノールから成る群より選ばれた少なくとも１種のものであることを特徴とする請求項９又は１０に記載のメタル基材の製造方法。
12. 上記超音波処理又はマイクロ波処理を行うに当たり、アルミニウムの析出量より鉄又はクロムの析出量が少ない時間を処理時間とすることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つの項に記載のメタル基材の製造方法。
13. 上記超音波処理又はマイクロ波処理を行った後に、更に焼成を行うことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１つの項に記載のメタル基材の製造方法。
14. 上記焼成を行うに当たり、８００℃以上且つ少なくともアルミニウムを含有するメタル基材の融点温度×０．９℃以下の温度を焼成温度とすることを特徴とする請求項１３に記載のメタル基材の製造方法。

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