JP2008110341A - Manufacturing method of filmy catalyst - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a filmy catalyst which has high reactivity and reaction selectivity. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the filmy catalyst having a catalyst layer on the substrate, which comprises the preparation step of a coating composition containing a powdery catalyst, a binder and a solvent and the step of obtaining a catalyst intermediate by forming the catalyst layer on the substrate using the coating composition, is characterized in that the obtained filmy catalyst satisfies formula (I): 0.55T<SB>1</SB><t<SB>1</SB><2T<SB>1</SB>(I), wherein T<SB>1</SB>is the maximum mode value (measured by the mercury porosimetry) of the pore size distribution of the powdery catalyst itself used as a raw material, which is included in the catalyst layer of the filmy catalyst and t<SB>1</SB>is the maximum mode value (measured by the mercury intrusion porosimetry) among the pore size distribution of the catalyst layer of the filmy catalyst. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、気液反応用等の触媒として適しているフィルム状触媒の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a film catalyst suitable as a catalyst for gas-liquid reaction and the like.

化学工業における化学プロセスでは、広く固体触媒を利用したプロセスが採用されてきた。この方法では、触媒は微細な粒子形状をした粉末状触媒がよく用いられ、反応釜に直接添加して反応させる。粉末状触媒を利用した反応プロセスにおいては、反応物と触媒との混合を効果的に行うための攪拌等の技術が必要になる。また反応終了後、生成物から触媒の除去を必要とし、設備および運転が複雑になるという問題があった。またこの系では、多量の濾過助剤が添加されるが、触媒が粒子であるため濾過時間が長く、かつ濾過助剤が多くの反応物を吸着して反応収率を低下させる原因となっている。   In chemical processes in the chemical industry, processes using solid catalysts have been widely adopted. In this method, a powdered catalyst having a fine particle shape is often used as the catalyst, and the catalyst is directly added to the reaction kettle to cause the reaction. In a reaction process using a powdered catalyst, a technique such as stirring for effectively mixing the reactant and the catalyst is required. In addition, after the reaction is completed, it is necessary to remove the catalyst from the product, and there is a problem that facilities and operation become complicated. In this system, a large amount of filter aid is added. However, since the catalyst is a particle, the filtration time is long, and the filter aid adsorbs a large amount of reactants and decreases the reaction yield. Yes.

ゼオライト等の多孔質担持体に粉末状触媒を担持させて粉体粒子サイズを大きくすることによって、微粒子粉体の濾過性を改善して濾過時間を短縮することができるが、この場合も、設備および運転が複雑になる問題、多量の濾過助剤を必要とする問題は解決できない。   By supporting the powdered catalyst on a porous support such as zeolite and increasing the powder particle size, the filterability of the fine particle powder can be improved and the filtration time can be shortened. In addition, the problem of complicated operation and the problem of requiring a large amount of filter aid cannot be solved.

これに対し、攪拌等による触媒の混合操作を必要とせず、また触媒の濾過分離も不要なプロセスとして固定床方式が挙げられる。固定床方式で用いられる固体触媒の新規形態としてのフィルム状触媒が、特許文献1に開示されている。これはアミンの製造方法において、厚み100μm以下のフィルム状触媒を用いることで、反応選択性に優れたアミンの3級化を行ったものである。
WO2005/035122号
On the other hand, a fixed bed system can be mentioned as a process that does not require mixing operation of the catalyst by stirring or the like and does not require filtration and separation of the catalyst. Patent Document 1 discloses a film catalyst as a novel form of a solid catalyst used in a fixed bed system. In this method for producing an amine, a film-like catalyst having a thickness of 100 μm or less is used, so that an amine having excellent reaction selectivity is tertiaryized.
WO2005 / 035122

特許文献1に開示されたフィルム型触媒は、触媒活性がよく、触媒の脱落量も少ない点で優れた発明である。   The film-type catalyst disclosed in Patent Document 1 is an excellent invention in that the catalytic activity is good and the amount of catalyst falling off is small.

本願発明は、特許文献1に開示された発明をさらに改良したものであり、反応活性が高く、触媒の脱落量が少ないフィルム状触媒の製造方法を提供することを課題とする。   The present invention is a further improvement of the invention disclosed in Patent Document 1, and an object of the present invention is to provide a method for producing a film-like catalyst having high reaction activity and a small amount of catalyst falling off.

本発明は、課題の解決手段として、
請求項1として、粉末状触媒、バインダーおよび溶媒を含む塗料組成物を調製する工程と、前記塗料組成物を用い、支持体上に触媒層を形成して触媒中間体を得る工程とを含む、前記支持体上に触媒層を有するフィルム状触媒の製造方法であって、
得られたフィルム状触媒が下記式(I)を満足するものであることを特徴とするフィルム状触媒の製造方法を提供する。
As a means for solving the problems, the present invention
Claim 1 includes a step of preparing a coating composition containing a powdered catalyst, a binder and a solvent, and a step of using the coating composition to form a catalyst layer on a support to obtain a catalyst intermediate. A method for producing a film catalyst having a catalyst layer on the support,
Provided is a method for producing a film-like catalyst, wherein the obtained film-like catalyst satisfies the following formula (I).

0.55T<t<2T (I)
:フィルム状触媒の触媒層に含まれる、原料として使用した粉末状触媒自体の孔径分布の最大モード値(水銀圧入法により測定)
:フィルム状触媒の触媒層の孔径分布の内、最大モード値(水銀圧入法により測定)
さらに本発明は、課題の解決手段として、
請求項2として、前記フィルム状触媒の触媒層が、水銀圧入法により測定される前記tとは異なる孔径分布のモード値tを有しており、t≦0.2×tである、請求項1記載のフィルム状触媒の製造方法;
請求項3として、前記モード値tが4〜50nmである、請求項2記載のフィルム状触媒の製造方法;
請求項4として、前記塗料組成物がメディア型ミルを用いて調製されたものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法;
請求項5として、前記塗料組成物が、前記メディア型ミルにおける調製時間time(sec.)、代表速度V(m/sec.)、調製に使用したメディアの見掛け容積P(L)、塗料組成物の配合質量G(kg)としたとき、次式:500<time・V・P/G<5000(m・L/kg)を満たす条件下で調製されたものである請求項1〜4のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法;
請求項6として、乾燥および/または硬化工程を含む請求項1〜5のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法;
請求項7として、前記乾燥および/または硬化工程の後に形状加工工程と加熱工程を有する請求項6記載のフィルム状触媒の製造方法;
請求項8として、前記形状加工工程がハニカム構造体に加工する工程である請求項8に記載のフィルム状触媒の製造方法;
請求項9として、前記塗料組成物に含有される粉末状触媒が、触媒活物質が多孔性材料に担持されたものである、請求項1〜8のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法;
請求項10として、前記塗料組成物に含有されるバインダーの割合が10〜40質量%である、請求項1〜9のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法;
請求項11として、前記フィルム状触媒の触媒層の厚みが100μm以下である、請求項1〜10のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法;
請求項12として、前記フィルム状触媒を気液反応の触媒として使用する、請求項1〜11のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法の各発明を提供する。
0.55T 1 <t 1 <2T 1 (I)
T 1 : Maximum mode value of the pore size distribution of the powder catalyst used as a raw material contained in the catalyst layer of the film catalyst (measured by mercury intrusion method)
t 1 : Maximum mode value (measured by mercury intrusion method) in the pore size distribution of the catalyst layer of the film catalyst
Furthermore, the present invention provides a solution for the problem,
As a second aspect, the catalyst layer of the film-like catalyst has a mode value t 2 having a pore size distribution different from the t 1 measured by the mercury intrusion method, and t 2 ≦ 0.2 × t 1 A method for producing a film catalyst according to claim 1, wherein
The method for producing a film catalyst according to claim 2 , wherein the mode value t2 is 4 to 50 nm.
The method for producing a film-like catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein the coating composition is prepared using a media mill.
As a fifth aspect of the present invention, the coating composition includes a preparation time time (sec.), A representative speed V (m / sec.), An apparent volume P (L) of the medium used for the preparation, and a coating composition. Any one of claims 1 to 4 prepared under conditions satisfying the following formula: 500 <time · V · P / G <5000 (m · L / kg). A method for producing a film catalyst according to claim 1;
The method for producing a film catalyst according to any one of claims 1 to 5, comprising a drying and / or curing step as claim 6.
The method for producing a film catalyst according to claim 6, further comprising a shape processing step and a heating step after the drying and / or curing step.
The method for producing a film catalyst according to claim 8, wherein the shape processing step is a step of processing into a honeycomb structure.
The powdered catalyst contained in the coating composition according to claim 9 is the film-shaped catalyst according to any one of claims 1 to 8, wherein the catalyst active material is supported on a porous material. Production method;
As Claim 10, the manufacturing method of the film-form catalyst of any one of Claims 1-9 whose ratio of the binder contained in the said coating composition is 10-40 mass%;
The method for producing a film catalyst according to any one of claims 1 to 10, wherein the thickness of the catalyst layer of the film catalyst is 100 µm or less.
As a twelfth aspect of the invention, there is provided each invention of the method for producing a film-like catalyst according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the film-like catalyst is used as a catalyst for gas-liquid reaction.

本発明において、「粉末状触媒」は、触媒活性を有する粉末状のものを意味する。また、「フィルム状触媒」は、支持体の形状がフィルム状に限定されるものではなく、形成した触媒層の厚みが薄いものであることを意味する。   In the present invention, the “powdered catalyst” means a powdered catalyst having catalytic activity. In addition, the “film catalyst” means that the shape of the support is not limited to a film shape, and the formed catalyst layer is thin.

また、本発明において、「モード値」は、孔径分布(例えば図4)の各ピーク値(例えば図4のPT、Pt、Pt等)に対応する細孔径(例えば前記ピーク値PTに対してはT、Ptに対してはt、また、Ptに対してはt)を意味する。ここで、明らかに測定器のノイズとわかるデーター(例えば図4における、細孔径が0.03〜0.05μm、及び0.6μm以上の場合)を含まずに各ピーク値を求める。 In the present invention, the “mode value” is a pore size (for example, the peak value PT 1 ) corresponding to each peak value (for example, PT 1 , Pt 1 , Pt 2, etc. in FIG. 4) of the pore size distribution (for example, FIG. 4). relative Further t 1, for T 1, Pt 1 is, for Pt 2 means t 2). Here, each peak value is obtained without including data clearly indicating noise of the measuring instrument (for example, when the pore diameter is 0.03 to 0.05 μm and 0.6 μm or more in FIG. 4).

本発明の製造方法により得られたフィルム状触媒は、十分な反応活性を有し、副生物量も少なく、支持体からの触媒層の剥離強度が大きいので、触媒層からの触媒の脱落量も少ない。   The film-like catalyst obtained by the production method of the present invention has sufficient reaction activity, a small amount of by-products, and a large peel strength of the catalyst layer from the support, so that the amount of catalyst falling off from the catalyst layer is also small. Few.

以下、本発明のフィルム状触媒の製造方法を工程ごとに説明する。なお、本発明の課題を解決できる範囲内で、以下に説明する工程のほかにも他の処理工程を付加することができる。   Hereinafter, the manufacturing method of the film-shaped catalyst of this invention is demonstrated for every process. In addition, within the range which can solve the subject of this invention, another process process can be added besides the process demonstrated below.

<塗料組成物を調製する工程>
この工程では、粉末状触媒、バインダーおよび溶媒、さらに必要に応じて配合される他の成分を均一になるように混合して、塗料組成物を調製する。
<Process for preparing a coating composition>
In this step, a powdery catalyst, a binder, a solvent, and other components blended as necessary are mixed uniformly to prepare a coating composition.

〔粉末状触媒〕
粉末状触媒は、触媒活物質又は触媒活物質が多孔性材料に担持されたものを用いることができる。
[Powdered catalyst]
As the powdered catalyst, a catalyst active material or a catalyst active material supported on a porous material can be used.

触媒活物質としては、適用される化学反応に有効な成分であればよく、Ag,Au,Cu,Ni,Fe,Al、第4周期遷移金属元素、白金族元素、周期律表の3A属元素、アルカリ金属類、ア
ルカリ土類金属等の金属元素およびその金属酸化物等を挙げることができる。
The catalyst active material may be any component that is effective for the applied chemical reaction, such as Ag, Au, Cu, Ni, Fe, Al, the fourth transition metal element, the platinum group element, and the 3A group element of the periodic table. And metal elements such as alkali metals and alkaline earth metals and metal oxides thereof.

多孔性材料は、触媒活物質を担持する触媒担体となるもので、活性炭、アルミナ、シリカ、ゼオライト、チタニア、シリカ−アルミナ、珪藻土等を挙げることができ、これらより選ばれる一種以上の多孔質材料が好ましく使用できる。より好ましくは高表面積を有する多孔性材料が使用され、その他にもモレキュラーシーブ等を使用できる。   The porous material is a catalyst carrier that supports the catalytic active material, and can include activated carbon, alumina, silica, zeolite, titania, silica-alumina, diatomaceous earth, and the like, and one or more porous materials selected from these materials Can be preferably used. More preferably, a porous material having a high surface area is used, and in addition, a molecular sieve or the like can be used.

触媒担体に触媒活物質を担持させる方法としては、通常の含浸法、共含浸法、共沈法、イオン交換法等の公知の方法が適用できる。   As a method for supporting the catalyst active material on the catalyst carrier, known methods such as a normal impregnation method, a co-impregnation method, a co-precipitation method, and an ion exchange method can be applied.

粉末状触媒は、高い反応活性を発現できる観点及び副生物量の低減の観点から、平均粒径で0.01〜500μmのものが好ましく、より好ましくは0.5〜150μm、さらに好ましくは1〜50μmの粒子径を有するもので、その分布がシャープなものが好ましい。さらにBET法による比表面積が同様の観点から、1〜500m/gのものが好ましく、より好ましくは5〜200m/g、さらに好ましくは10〜100m/gのものである。 The powdered catalyst preferably has an average particle diameter of 0.01 to 500 μm, more preferably 0.5 to 150 μm, and still more preferably 1 to 1, from the viewpoint of expressing high reaction activity and reducing the amount of by-products. A particle having a particle size of 50 μm and a sharp distribution is preferable. Further, from the same viewpoint of the specific surface area according to the BET method, a surface area of 1 to 500 m 2 / g is preferable, more preferably 5 to 200 m 2 / g, and still more preferably 10 to 100 m 2 / g.

塗料組成物中の粉末状触媒の含有割合は、高い反応活性を発現できる観点及び副生物量の低減の観点から、好ましくは60〜90質量%、より好ましくは60〜85質量%、さらに好ましくは70〜85質量%である。   The content ratio of the powdered catalyst in the coating composition is preferably 60 to 90% by mass, more preferably 60 to 85% by mass, and still more preferably, from the viewpoint of expressing high reaction activity and reducing the amount of by-products. It is 70-85 mass%.

〔バインダー〕
バインダーは、粉末状触媒同士および支持体表面への結着性に優れ、且つ反応環境に耐え、反応系に悪影響を与えないものが好ましい。このようなバインダーとしては、カルボキシメチルセルロースやヒドロキシエチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリ四フッ化エチレンやポリフツ化ビニリデン等のフッ素系樹脂、ポリビニルアルコール、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂等、種々の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を用いることができ、これら合成樹脂に硬化剤による架橋反応を導入することでより高分子化が図られるものも用いることができる。なかでもフェノール樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましく、より好ましくは硬化時に縮合反応を伴う熱硬化性樹脂を用いることができる。
〔binder〕
The binder is preferably one that has excellent binding properties to the powdered catalysts and the support surface, withstands the reaction environment, and does not adversely affect the reaction system. Examples of such binders include cellulose resins such as carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, fluorine resins such as polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, urethane resins, epoxy resins, polyamide resins, polyimide resins, and polyamideimides. Various thermoplastic resins and thermosetting resins such as resins, polyester resins, phenol resins, melamine resins, and silicone resins can be used. By introducing a cross-linking reaction with a curing agent to these synthetic resins, higher polymerization can be achieved. What is illustrated can also be used. Of these, thermosetting resins such as phenol resins, furan resins, and epoxy resins are preferred, and more preferred are thermosetting resins that involve a condensation reaction during curing.

バインダーとして熱硬化性樹脂を用いると、硬化反応による架橋密度の向上から塗膜強度、結着性が向上し、さらに縮合反応による触媒塗膜の多孔化から粉末状触媒のもつ触媒活性を有効に引き出すことができる。   When a thermosetting resin is used as the binder, the coating strength and binding properties are improved by improving the crosslinking density due to the curing reaction, and the catalyst activity of the powdered catalyst is effectively improved by making the catalyst coating porous by the condensation reaction. It can be pulled out.

本発明の製造方法で得られたフィルム状触媒をアルコールと1級アミン又は2級アミンから3級アミンを製造する反応に用いる場合、粉末状触媒とバインダーとの好ましい組合せの一例として、銅−ニッケル−ルテニウム3元系の粉末状触媒とフェノール樹脂との組合せを挙げることができる。   When the film-like catalyst obtained by the production method of the present invention is used in a reaction for producing a tertiary amine from an alcohol and a primary amine or a secondary amine, an example of a preferable combination of a powdery catalyst and a binder is copper-nickel. -A combination of a ruthenium ternary powder catalyst and a phenol resin can be mentioned.

塗料組成物中のバインダーの含有割合は、好ましくは10〜40質量%、より好ましくは15〜40質量%、さらに好ましくは15〜30質量%である。   The content ratio of the binder in the coating composition is preferably 10 to 40% by mass, more preferably 15 to 40% by mass, and still more preferably 15 to 30% by mass.

粉末状触媒とバインダーの含有割合を所定範囲内とすることにより、粉末状触媒の露出度をコントロールすることができるようになり、さらに粉末状触媒が本来有している触媒活性能を引き出すことができ、触媒層の脱落防止効果も改善することができる。具体的には、図1〜図3に示すとおり、粉末状触媒の表面において、バインダーで被覆された部分と被覆されていない部分が存在するようにコントロールすることができるため、前記の触媒活性能の発現、触媒層の脱落等の効果を発現できる。   By making the content ratio of the powdered catalyst and the binder within the predetermined range, it becomes possible to control the degree of exposure of the powdered catalyst, and further to extract the catalytic activity ability inherent to the powdered catalyst. And the effect of preventing the catalyst layer from falling off can also be improved. Specifically, as shown in FIGS. 1 to 3, the surface of the powdered catalyst can be controlled so that there are a portion coated with a binder and a portion not covered with the binder. And the like, and the effect of dropping the catalyst layer can be exhibited.

バインダーの含有割合が40質量%以下であると、粉末状触媒の表面を覆うバインダーの厚みあるいは図3に示すようなバインダーの被覆状態が適度となり、粉末状触媒のもつ触媒活性が十分に発揮される結果、高い触媒活性を示すことができる。バインダーの配合割合が10質量%以上であると、触媒活性が十分に発現し、粉末状触媒同士または粉末状触媒−支持体間の結着力が向上し、フィルム状触媒の製造プロセス中および反応運転中に触媒層が剥離したり一部が脱落する量が抑制される。   When the content of the binder is 40% by mass or less, the thickness of the binder covering the surface of the powdered catalyst or the coating state of the binder as shown in FIG. 3 becomes appropriate, and the catalytic activity of the powdered catalyst is sufficiently exhibited. As a result, high catalytic activity can be exhibited. When the blending ratio of the binder is 10% by mass or more, the catalytic activity is sufficiently developed, and the binding force between the powdered catalysts or between the powdered catalyst and the support is improved, during the production process of the film catalyst and the reaction operation. The amount in which the catalyst layer peels off or part of the catalyst layer falls off is suppressed.

粉末状触媒、バインダーに加えて、粉末状触媒表面の塗れ性を改善するとともに、バインダーを溶解し、これら配合物の混合・均一化を促進するために溶媒を用いる。   In addition to the powdered catalyst and binder, a solvent is used to improve the wettability of the powdered catalyst surface, dissolve the binder, and promote mixing and homogenization of these blends.

〔溶媒〕
溶媒は、粉末状触媒の触媒活性に悪影響を与えないものであればよく、使用されるバインダーの種類に応じて、水溶性または非水溶性の各種のものを選択することができ、この溶媒の選択によってフィルム状触媒の細孔構造をコントロールすることができる。また溶媒は、バインダーの溶解性が良好なものが好ましく、また2種以上の溶媒を組み合わせて使用しても良く、使用したバインダーに合わせた溶媒の選択によって、触媒層の細孔構造を制御することができる。
〔solvent〕
The solvent is not particularly limited as long as it does not adversely affect the catalytic activity of the powdered catalyst, and various water-soluble or water-insoluble solvents can be selected depending on the type of binder used. The pore structure of the film catalyst can be controlled by selection. The solvent preferably has good binder solubility, and two or more kinds of solvents may be used in combination. The pore structure of the catalyst layer is controlled by selecting the solvent in accordance with the binder used. be able to.

溶媒としては、水;メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、アリルアルコール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)等のケトン類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノアリルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアリルエーテル等のグリコールないしその誘導体類;グリセロール、グリセロールモノエチルエーテル、グリセロールモノアリルエーテル等のグリセロールないしその誘導体類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;流動パラフィン、デカン、デセン、メチルナフタレン、デカリン、ケロシン、ジフェニルメタン、トルエン、ジメチルベンゼン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、プロピルベンゼン、シクロヘキサン、部分水添されたトリフェニル等の炭化水素類、ポリジメチルシロキサン、部分オクチル置換ポリジメチルシロキサン、部分フェニル置換ポリジメチルシロキサン、フルオロシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン、クロロジフェニル、クロロジフェニルメタン等のハロゲン化炭化水素類、ダイルロル(ダイキン工業(株)製)、デムナム(ダイキン工業(株)製)等のふっ化物類、安息香酸エチル、安息香酸オクチル、フタル酸ジオクチル、トリメリット酸トリオクチル、セバシン酸ジブチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ドデシル等のエステル化合物類、そのほかジメチルホルムアミド、N−メチル−ピロリドン、アセトニトリル、エチルアセテート等を挙げることができる。   Solvents include water; alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, and allyl alcohol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), and methyl isobutyl ketone (MIBK); ethylene glycol, propylene glycol, and diethylene glycol. Polyethylene glycol, polypropylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether, polypropylene glycol monoethyl ether, polyethylene glycol monoallyl ether, polypropylene glycol monoallyl ether and other glycols and derivatives thereof; glycerol, glycerol monoethyl ether, glycerol monoallyl ether, etc. Glycerol or its derivatives; tetrahydrofuran, dioxane Ethers such as liquid paraffin, decane, decene, methylnaphthalene, decalin, kerosene, diphenylmethane, toluene, dimethylbenzene, ethylbenzene, diethylbenzene, propylbenzene, cyclohexane, partially hydrogenated hydrocarbons such as triphenyl, polydimethyl Silicone oils such as siloxane, partially octyl-substituted polydimethylsiloxane, partially phenyl-substituted polydimethylsiloxane, fluorosilicone oil, halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene, dichlorobenzene, bromobenzene, chlorodiphenyl, chlorodiphenylmethane, Dylroll (Daikin Industries) ), Demnum (Daikin Kogyo Co., Ltd.), etc., ethyl benzoate, octyl benzoate, dioctyl phthalate, trimellitic acid tri List ester compounds such as cutyl, dibutyl sebacate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, dimethylformamide, N-methyl-pyrrolidone, acetonitrile, ethyl acetate, etc. Can do.

塗料組成物には、上記各成分のほかに、分散助剤として界面活性剤やカップリング剤、骨材として無機粒子、繊維状物質等、多孔化助剤として高沸点溶媒等を配合することができる。カップリング剤は、無機フィラーと有機のポリマーマトリックスとの間の界面に分子架橋を行い、物性を改善する効果がある。   In addition to the above-mentioned components, the coating composition may contain a surfactant or coupling agent as a dispersion aid, inorganic particles, fibrous materials, etc. as aggregates, and a high-boiling solvent as a porosity aid. it can. The coupling agent has the effect of improving physical properties by performing molecular crosslinking at the interface between the inorganic filler and the organic polymer matrix.

カップリング剤としては、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびアルミネート系カップリング剤として一般に知られたものが使用でき、複数のカップリング剤を組み合わせて配合してよく、濃度調整のために相溶性のある有機溶媒で希釈して用いてもよい。   As coupling agents, those generally known as silane coupling agents, titanate coupling agents and aluminate coupling agents can be used, and a plurality of coupling agents may be combined to adjust the concentration. It may be used after diluting with an organic solvent compatible with.

繊維状物質としては、有機繊維又は無機繊維が用いられる。有機繊維としては、ポリアミド系のナイロン6、ナイロン66やアラミッド繊維、ポリビニルアルコ−ル系繊維、ポリエステル系のポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト繊維、ポリアリレ−ト繊維、ポリ塩化ビニリデン系、ポリ塩化ビニル系、ポリアクリロニトリル系、ポリオレフィン系のポリエチレンやポリプロピレン繊維等を挙げることができる。また有機繊維には、有機再生繊維が含まれ、セルロ−ス系のレ−ヨン、アセテ−ト等を挙げることができる。無機繊維としては、ガラス繊維や炭素繊維、活性炭素繊維、セラミック繊維等を用いることができる。前記各繊維を配合することにより、骨材効果の発現により触媒層の機械強度(塗膜強度)を向上させることができる。   As the fibrous material, organic fiber or inorganic fiber is used. As organic fibers, polyamide nylon 6, nylon 66, aramid fiber, polyvinyl alcohol fiber, polyester polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate fiber, polyarylate fiber, polyvinylidene chloride And polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, and polyolefin-based polyethylene and polypropylene fibers. Organic fibers include organic regenerated fibers, and examples thereof include cellulose-based rayon and acetate. As the inorganic fiber, glass fiber, carbon fiber, activated carbon fiber, ceramic fiber, or the like can be used. By blending the fibers, the mechanical strength (coating film strength) of the catalyst layer can be improved due to the manifestation of the aggregate effect.

〔塗料組成物の調製方法〕
本発明の製造方法により得られるフィルム状触媒は、支持体の一面又は両面に触媒層を有するもので、触媒層の層構造に起因して、下記式(I)の製造条件を満足するものである。
[Preparation method of coating composition]
The film-like catalyst obtained by the production method of the present invention has a catalyst layer on one or both sides of the support, and satisfies the production conditions of the following formula (I) due to the layer structure of the catalyst layer. is there.

0.55T<t<2T (I)
:フィルム状触媒の触媒層に含まれる、原料として使用した粉末状触媒自体の孔径分布の最大モード値(水銀圧入法により測定)
:フィルム状触媒の触媒層の孔径分布の内、最大のモード値(水銀圧入法により測定)
以下、図面により、本発明の製造方法により得られたフィルム状触媒における触媒層の層構造と式(I)の関係を説明する。
0.55T 1 <t 1 <2T 1 (I)
T 1 : Maximum mode value of the pore size distribution of the powder catalyst used as a raw material contained in the catalyst layer of the film catalyst (measured by mercury intrusion method)
t 1 : The maximum mode value in the pore size distribution of the catalyst layer of the film catalyst (measured by mercury porosimetry)
Hereinafter, the relationship between the layer structure of the catalyst layer in the film-like catalyst obtained by the production method of the present invention and the formula (I) will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の製造方法により得られたフィルム状触媒における触媒層の層構造を示す、厚さ方向に切断した場合の概念図であり、図2は、図1において四角で囲んだ部分の拡大図であり、図3は、図2において四角で囲んだ部分の拡大図である。   FIG. 1 is a conceptual diagram showing a layer structure of a catalyst layer in a film-like catalyst obtained by the production method of the present invention when cut in the thickness direction, and FIG. 2 is a portion surrounded by a square in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a portion surrounded by a square in FIG.

また、図4は、水銀圧入法にて測定した(測定方法の詳細は実施例に記載)孔径分布を示す図であり、前述の各モード値T、t、tが示されている。また、図5は、モード値の求め方を説明するための図である。 FIG. 4 is a diagram showing the pore size distribution measured by the mercury intrusion method (the details of the measurement method are described in the examples), and each of the aforementioned mode values T 1 , t 1 , and t 2 are shown. . FIG. 5 is a diagram for explaining how to obtain the mode value.

図1に示すとおり、フィルム状触媒1は、支持体2の両面に触媒層3を有している(触媒層3は、支持体2の片面のみでもよい)。図2に示すとおり、触媒層3は、粉末状触媒4と粉末状触媒4の周囲を覆うバインダー5を含んでおり、複数の粉末状触媒4(および粉末状触媒4の周囲を覆うバインダー5)間には、図中、破線で囲んで示すような間隙6が存在している。さらに図3に示すとおり、粉末状触媒4の周囲を覆うバインダー5には、図中、破線で囲んで示すような孔7が存在しており、孔7の部分では、粉末状触媒4はバインダー5で覆われておらず、表面が露出している。   As shown in FIG. 1, the film-like catalyst 1 has catalyst layers 3 on both surfaces of the support 2 (the catalyst layer 3 may be only one surface of the support 2). As shown in FIG. 2, the catalyst layer 3 includes a powder catalyst 4 and a binder 5 that covers the periphery of the powder catalyst 4, and a plurality of powder catalysts 4 (and a binder 5 that covers the periphery of the powder catalyst 4). There is a gap 6 between them as shown by a broken line in the figure. Further, as shown in FIG. 3, the binder 5 covering the periphery of the powdered catalyst 4 has holes 7 as shown by being surrounded by a broken line in the figure. 5 is not covered and the surface is exposed.

そして、図4に示すt(フィルム状触媒の触媒層の孔径分布の内、最大のモード値)は、触媒層における粉末状触媒粒子間に存在する空隙構造(間隙6)に由来するピークであり、t(tとは異なるモード値)は、粉末状触媒表面に存在する樹脂(バインダー)が部分的に欠落した孔構造(孔7)に由来するピークであると考えられる。 Then, (of the pore size distribution of the catalyst layer of the film catalyst, the maximum value of mode) t 1 shown in FIG. 4 is a peak derived from the porous structure (gap 6) existing between the powdery catalyst particles in the catalyst layer Yes, t 2 (mode value different from t 1 ) is considered to be a peak derived from the pore structure (hole 7) in which the resin (binder) present on the surface of the powdery catalyst is partially missing.

本発明の製造方法により得られたフィルム状触媒では、触媒層が図1〜図3に示したような層構造を有している。さらには、T(フィルム状触媒の触媒層に含まれる、原料として使用した粉末状触媒自体の孔径分布の最大モード値)とtが近似した値になり、即ち式(I)を満たすことができるようになる。Tとtが近似した値になるということは、ある反応の触媒としてフィルム状触媒を用いたとき、原料としての、つまり、塗料組成物を調整する工程前の粉末状触媒の粒子形状をほぼ保持した状態で触媒層中に存在しているため、原料としての粉末状触媒の空隙構造と、触媒層中における触媒粒子がバインダーを介して形成した空隙構造が近似した状態にあるということである。そのため原料で確立されている粉末状触媒として性能が損なわれることなく、触媒層においても存在することができる。
加えて粉末状触媒粒子間に空隙構造が存在するため、触媒層の最深部までの反応物質の移動性を確保することができる。さらに粉末状触媒表面に存在する樹脂(バインダー)が部分的に欠落した孔構造が存在することで、粉末状触媒表面が露出し活性点において移動してきた反応物質の接触性が飛躍的に向上し、概表面での化学反応が促進される。また反応生成物が露出した触媒表面近傍から樹脂(バインダー)の部分的に欠落した孔構造から粉末状触媒粒子間の空隙構造へさらには触媒層外へスムーズに移動することを可能にし、反応物質および反応生成物の移動性を飛躍的に向上することを可能としている。このようなスムーズな物質の移動性を確保できることにより、触媒層内で反応生成物の過反応を抑制することができ、選択性を向上することができる。つまりは原料である粉末状触媒が本来持つ反応性能を保持する事とその反応性能を高度に引き出すことができる層構造を有するフィルム状触媒の製造方法を本願の発明者は、明らかにした。
以上の理由により、フィルム状触媒の触媒層中に含まれる粉末状触媒と反応物質との接触性が非常に良くなることを意味している。その結果、実施例において明らかにしたとおり、高い反応活性、反応選択性が発現できるものと考えられる。
In the film-like catalyst obtained by the production method of the present invention, the catalyst layer has a layer structure as shown in FIGS. Furthermore, T 1 (the maximum mode value of the pore size distribution of the powdered catalyst itself used as a raw material contained in the catalyst layer of the film-like catalyst) and t 1 are approximate values, that is, satisfy the formula (I). Will be able to. The fact that T 1 and t 1 are approximate values means that when a film catalyst is used as a catalyst for a certain reaction, the particle shape of the powder catalyst as a raw material, that is, before the step of adjusting the coating composition is determined. Since it exists in the catalyst layer in a substantially retained state, the void structure of the powdered catalyst as a raw material is close to the void structure formed by the catalyst particles in the catalyst layer via a binder. is there. Therefore, it can exist also in a catalyst layer, without impairing performance as a powdery catalyst established with the raw material.
In addition, since a void structure exists between the powdery catalyst particles, the mobility of the reactants up to the deepest part of the catalyst layer can be ensured. Furthermore, the presence of a pore structure in which the resin (binder) present on the surface of the powdered catalyst is partially missing, dramatically improves the contact of the reactants that have been exposed and moved at the active site. , Chemical reaction on the surface is promoted. In addition, it allows the reaction product to move smoothly from the pore surface structure where the resin (binder) is partially missing from the vicinity of the exposed catalyst surface to the void structure between the powdered catalyst particles and further to the outside of the catalyst layer. In addition, the mobility of reaction products can be dramatically improved. By ensuring such smooth substance mobility, it is possible to suppress overreaction of reaction products in the catalyst layer, and to improve selectivity. In other words, the inventor of the present application has clarified a method for producing a film catalyst having a layer structure capable of maintaining the inherent reaction performance of a powdered catalyst as a raw material and highly capable of extracting the reaction performance.
For the above reason, it means that the contact property between the powdery catalyst contained in the catalyst layer of the film catalyst and the reactant is very good. As a result, it is considered that high reaction activity and reaction selectivity can be expressed as clarified in the examples.

本発明の製造方法により得られたフィルム状触媒では、式(I)で示される関係が、好ましくは0.7T<t<2T、より好ましくは0.8T<t<1.5Tであることにより、さらに高い反応活性を発現できる。 In the film-like catalyst obtained by the production method of the present invention, the relationship represented by the formula (I) is preferably 0.7T 1 <t 1 <2T 1 , more preferably 0.8T 1 <t 1 <1. by a 5T 1, it can exhibit a higher reaction activity.

高い反応活性を発現できる観点から、モード値Tは10nm〜250,000nm(250μm)であることが好ましく、200nm〜50,000nm(50μm)であることがより好ましく、さらに好ましくは400nm〜25,000nm(25μm)である。 From the viewpoint of expressing a high reaction activity, the mode value T 1 is preferably 10 nm to 250,000 nm (250 μm), more preferably 200 nm to 50,000 nm (50 μm), still more preferably 400 nm to 25, 000 nm (25 μm).

高い反応活性を発現できる観点から、モード値tは20nm〜250,000nm(250μm)であることが好ましく、100nm〜100,000nm(100μm)であることがより好ましく、さらに好ましくは200nm〜50,000nm(50μm)である。 From the viewpoint of expressing high reaction activity, the mode value t 1 is preferably 20 nm to 250,000 nm (250 μm), more preferably 100 nm to 100,000 nm (100 μm), still more preferably 200 nm to 50, 000 nm (50 μm).

さらに本発明の製造方法により得られたフィルム状触媒では、フィルム状触媒の触媒層が、水銀圧入法により測定される孔径分布のモード値の内、最大のモード値t1とは異なるモード値tを有しており、t≦0.2×tであることが好ましく、より好ましくはt≦0.15×tである。さらに、高い反応活性を発現できる観点から、前記モード値tが好ましくは4〜50nm、より好ましくは4〜30nmである。 Furthermore, in the film-like catalyst obtained by the production method of the present invention, the catalyst layer of the film-like catalyst has a mode value t different from the maximum mode value t 1 among the mode values of the pore size distribution measured by the mercury intrusion method. 2 and preferably t 2 ≦ 0.2 × t 1 , more preferably t 2 ≦ 0.15 × t 1 . Further, from the viewpoint of capable of expressing high reaction activity, the mode value t 2 is preferably 4 to 50 nm, more preferably 4~30Nm.

/t下限値は、tの好ましい上限値が250μmであることと、tの好ましい下限値が4nmであることを考慮すると1.6×10−5である。 The lower limit of t 2 / t 1 is 1.6 × 10 −5 considering that the preferable upper limit of t 1 is 250 μm and the preferable lower limit of t 2 is 4 nm.

なお、図5に示すようにモード値がはっきり認識できない場合は、プロットの接線の交点をモード値とする。   When the mode value cannot be clearly recognized as shown in FIG. 5, the intersection of the tangent lines of the plot is set as the mode value.

本発明の製造方法により得られたフィルム状触媒は、高い反応活性を発現できる観点及び副生物量の低減の観点から、触媒層の厚みが500μm以下であるものが好ましく、100μm以下であるものがより好ましく、50μm以下のものがさらに好ましい。また、同様の観点から、単位面積当たりの触媒担持量は、0.5〜100g/mが好ましく、1〜60g/mがより好ましく、10〜30g/mがさらに好ましい。 The film-like catalyst obtained by the production method of the present invention preferably has a catalyst layer thickness of 500 μm or less, preferably 100 μm or less from the viewpoint of expressing high reaction activity and reducing the amount of by-products. More preferably, the thickness is 50 μm or less. From the same viewpoint, catalyst loading per unit area is preferably from 0.5 to 100 g / m 2, more preferably 1~60g / m 2, more preferably 10 to 30 g / m 2.

塗料組成物の調製方法は、各成分を均一に混合できる方法であれば特に制限されないが、本発明においてはメディア型ミルやペントシェーカーを用いて調製することが好ましい。メディア型ミルを使用することにより、その構造、機構から、上記した塗料組成物を構成する各成分を均一に処理することができるため、粉末状触媒の粒子径・分散状態を制御して、フィルム状触媒の触媒層の孔径分布を制御することに適している。   The method for preparing the coating composition is not particularly limited as long as each component can be uniformly mixed, but in the present invention, it is preferably prepared using a media type mill or a pent shaker. By using a media-type mill, it is possible to uniformly treat each component constituting the coating composition from the structure and mechanism, so that the particle size and dispersion state of the powdered catalyst are controlled, and the film It is suitable for controlling the pore size distribution of the catalyst layer of the catalyst.

メディア型ミルとしては、ボールミル、アトライター、ADミル、ツインADミル、バスケットミル、ツインバスケットミル、ハンディミル、グレンミル、ダイノミル、アペックスミル、スターミル、ビスコミル、サンドグラインダー、ビーズを用いたペイントシェーカー等を挙げることができる。なお、本発明にはメディア型ミル以外の分散機として、ディゾルバータイプの混合分散機も用いることもできる。   Media type mills include ball mills, attritors, AD mills, twin AD mills, basket mills, twin basket mills, handy mills, glen mills, dyno mills, apex mills, star mills, visco mills, sand grinders, paint shakers using beads, etc. Can be mentioned. In the present invention, a dissolver type mixing and dispersing machine can also be used as a dispersing machine other than the media type mill.

塗料組成物は、メディア型ミルにおける調製時間time(sec.)、代表速度V(m/sec.)、調製に使用したメディアの見掛け容積P(L)、塗料組成物の配合質量G(kg)としたとき、次式(II):500<time・V・P/G<5000(m・L/kg) (II)を満たす条件下で調製することが好ましい。   The coating composition consists of a preparation time time (sec.), A representative speed V (m / sec.), An apparent volume P (L) of the media used for the preparation, and a blending mass G (kg) of the coating composition. It is preferable to prepare it under the conditions satisfying the following formula (II): 500 <time · V · P / G <5000 (m · L / kg) (II).

なお、式(II)において、代表速度は回転型ミルにおいては攪拌部の周速であり、ペイントシェーカーのような往復運動をする機構のミルでは移動ストロークを移動時間で除した速度である。   In the formula (II), the representative speed is the peripheral speed of the stirring unit in the rotary mill, and the speed obtained by dividing the moving stroke by the moving time in a mill having a reciprocating motion such as a paint shaker.

一般的に、塗料化で要する調製条件は、塗料に引加される剪断速度(sec−1)と調製時間(sec)の積で表現されることが多いが、メデイア型ミルにおいては、剪断速度の決定や、剪断印加状態をモデル化する事が困難である。そのためメデイア型ミルにおいては、式(II)で塗料条件を決定する事が有効である事を見出した。つまり式(II)において、塗料の調製条件は、塗料の単位質量あたりに印加される、攪拌部の代表速度(V)と調製時間(time)と塗料単位質量あたりのメデイアの見掛け容積比(P/G)との積で表現できる。塗料単位質量あたりのメデイアの見掛け容積比(P/G)は、塗料化に関わるメデイアの見掛け容積量を指し、分散時のメデイアの見掛け容積が、塗料重量に対して小さければ(P/Gが小さければ)、良好な分散を得るために、十分な攪拌部の代表速度(V)や調製時間(time)が必要となる事を意味する。逆に、メデイアの見掛け容積が大きい場合(P/Gが大きい場合)は、攪拌部の代表速度(V)や調製時間(time)は小さくても良い。メデイアによる塗料の分散効果は、使用するメデイアの形状、密度、材質などに影響を受けるが、本発明の発明者は、メデイアの見掛け容積が最も支配的である事に着目した。 In general, the preparation conditions required for coating are often expressed by the product of the shear rate (sec −1 ) applied to the paint and the preparation time (sec). It is difficult to determine the shear rate and to model the state of applying shear. For this reason, it has been found that it is effective to determine the paint conditions by the formula (II) in the media type mill. In other words, in the formula (II), the preparation conditions of the paint are the typical speed (V) and preparation time (time) of the stirring unit applied per unit mass of the paint, and the apparent volume ratio of media per unit mass of paint (P / G). The apparent volume ratio (P / G) of media per unit mass of paint refers to the apparent volume of the media involved in coating, and if the apparent volume of media during dispersion is smaller than the paint weight (P / G is If it is small, it means that sufficient representative speed (V) and preparation time (time) of the stirring section are required to obtain good dispersion. Conversely, when the apparent volume of the media is large (when P / G is large), the representative speed (V) and preparation time (time) of the stirring unit may be small. The effect of dispersing the paint by the media is affected by the shape, density, material, and the like of the media used, but the inventors of the present invention have noted that the apparent volume of the media is the most dominant.

また、攪拌部の代表速度と調製時間の関係だけを見た場合は、攪拌部の代表速度が小さくなる場合、調製時間を長く取れば良好な塗料条件を得ることができる。   Further, when only the relationship between the representative speed of the stirring unit and the preparation time is observed, when the representative speed of the stirring unit is small, good coating conditions can be obtained by taking a long preparation time.

代表速度(V)は、0.1〜20m/secが好ましく、より好ましくは0.5〜10m/secである。調製時間(time)は、10〜180min、好ましくは10〜90minである。調製に使用したメディアの見掛け容積P(L)、塗料組成物の配合質量G(kg)は、特に制限は無いが、塗料単位質量あたりのメデイアの見掛け容積比(P/G)で、1〜9、好ましくは2〜8である。   The representative speed (V) is preferably from 0.1 to 20 m / sec, more preferably from 0.5 to 10 m / sec. The preparation time is 10 to 180 minutes, preferably 10 to 90 minutes. The apparent volume P (L) of the media used for the preparation and the blending mass G (kg) of the coating composition are not particularly limited, but the apparent volume ratio (P / G) of media per unit mass of the coating is 1 to 9, preferably 2-8.

式(II)を満たすようにして塗料組成物を調製することにより、フィルム状触媒の触媒層の孔径分布の内、最大のモード値(水銀圧入法により測定)tをフィルム状触媒の触媒層に含まれる、原料として使用した粉末状触媒自体の孔径分布の最大モード値(水銀圧入法により測定)Tと近い状態にすることができる(図4参照)。式(II)で示される調製条件は、好ましくは700<time・V・P/G<4000、より好ましくは1000<time・V・P/G<3000で示される条件である。 By preparing the coating composition so as to satisfy the formula (II), the maximum mode value (measured by the mercury intrusion method) t 1 in the pore size distribution of the catalyst layer of the film catalyst is defined as the catalyst layer of the film catalyst. The maximum mode value (measured by the mercury intrusion method) T 1 of the pore size distribution of the powdered catalyst itself used as a raw material contained in 1 can be brought to a state (see FIG. 4). The preparation conditions represented by the formula (II) are preferably 700 <time · V · P / G <4000, more preferably 1000 <time · V · P / G <3000.

塗料組成物中の固形分は、製膜された触媒層からの溶媒の脱離時に細孔構造が制御され、細孔構造の形成に影響を与えるため、10〜80質量%が好ましく、より好ましくは20〜70質量%、さらに好ましくは25〜65質量%である。また塗料組成物の粘度は、塗布方式によって好ましい範囲で選択されるもので、例えば5〜10,000mPas、好ましく20〜5000mPas、より好ましく50〜1000mPasである。   The solid content in the coating composition is preferably 10 to 80% by mass, and more preferably 10 to 80% by mass, because the pore structure is controlled at the time of desorption of the solvent from the formed catalyst layer and affects the formation of the pore structure. Is 20-70 mass%, More preferably, it is 25-65 mass%. The viscosity of the coating composition is selected within a preferable range depending on the coating method, and is, for example, 5 to 10,000 mPas, preferably 20 to 5000 mPas, and more preferably 50 to 1000 mPas.

<支持体上に触媒層を形成して触媒中間体を得る工程>
この工程では、上記した塗料組成物を用い、支持体上に触媒層を形成する。
<Step of forming a catalyst layer on a support to obtain a catalyst intermediate>
In this step, the above-described coating composition is used to form a catalyst layer on the support.

〔支持体〕
本発明で用いる支持体は、目的とするフィルム状触媒の形態に応じて適宜選択することができ、平板状、管状、ハニカム状、モノリス形状等を用いることができる。支持体の厚さは1mm以下であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
[Support]
The support used in the present invention can be appropriately selected according to the form of the target film-like catalyst, and a flat plate shape, a tubular shape, a honeycomb shape, a monolith shape, or the like can be used. The thickness of the support is preferably 1 mm or less, but is not limited thereto.

平板状の支持体としては、適度な加工性および耐久性を有し且つ本発明のフィルム状触媒が用いられる反応系に悪影響を与えないものであればよく、例えば、銅箔、ステンレス箔、アルミ箔等を挙げることができる。好ましくは加工性および耐食性から銅箔、ステンレス箔を用いることができる。   The plate-like support may have any suitable workability and durability and does not adversely affect the reaction system in which the film catalyst of the present invention is used. For example, copper foil, stainless steel foil, aluminum A foil etc. can be mentioned. Preferably, copper foil and stainless steel foil can be used from the viewpoint of workability and corrosion resistance.

また、ハニカム又はモノリス形状の支持体としては、コーディエライト、炭素コンポジット、ムライト、粘土、マグネシア、タルク、ジルコニア、スピネル、アルミナ、シリカ、セリア、チタニア、タングステン、クロム、ステンレス鋼、銅、アルミおよびニッケルを含むものを挙げることができるが、これらに限定されない。   Also, honeycomb or monolithic supports include cordierite, carbon composite, mullite, clay, magnesia, talc, zirconia, spinel, alumina, silica, ceria, titania, tungsten, chromium, stainless steel, copper, aluminum and Although what contains nickel can be mentioned, it is not limited to these.

ここでハニカム形状は、薄壁で仕切られた蜂の巣状の構造をなす、多数のセルが集積した形状のことであり、単位体積あたりの表面積が大きくとれるためフィルム状触媒を構成する支持体として好ましい。またセルは正三角形,正五角形,正六角形を用いるとが隙間なく集積できるため好ましく、異形状物セルや多角形セルの組み合わせによって構成することもできる。例えば、ハニカム形状の支持体として、押し出し成形によって作成された一体構造物、あるいは平板状素材と平板状素材を形状加工して得られた波状素材(コルゲート)を何層も積み重ねて形成された支持体も好ましく利用できる。   Here, the honeycomb shape is a shape in which a large number of cells are accumulated, forming a honeycomb-like structure partitioned by thin walls, and is preferable as a support constituting a film-like catalyst because the surface area per unit volume can be increased. . In addition, it is preferable to use regular triangles, regular pentagons, and regular hexagons because the cells can be accumulated without gaps, and the cells can be configured by combinations of irregularly shaped object cells or polygonal cells. For example, as a honeycomb-shaped support, an integrated structure formed by extrusion molding, or a support formed by stacking multiple layers of corrugated materials (corrugated) obtained by shaping a flat plate material and a flat plate material The body can also be used preferably.

さらに支持体の表面は、触媒層との密着性を向上させる観点から、粗面化処理またはカップリング処理されていることが望ましい。このカップリング処理は前述したカップリング剤が使用でき、好ましく塗料調製に用いたものと同種のものが使用できる。   Furthermore, the surface of the support is preferably subjected to a roughening treatment or a coupling treatment from the viewpoint of improving the adhesion with the catalyst layer. In this coupling treatment, the above-described coupling agent can be used, and preferably the same kind as that used for preparing the paint can be used.

〔触媒層の形成方法〕
上記した支持体表面に触媒層を形成する方法としては、支持体上に、上記の塗料組成物を塗布・製膜する方法を適用できる。
[Method of forming catalyst layer]
As a method of forming the catalyst layer on the surface of the support described above, a method of applying and forming the coating composition on the support can be applied.

塗布方法は従来公知の方法を用いることができ、ブレード、ロール、ナイフ、バー、スプレイ、ディップ、スピン、コンマ、キス、グラビア、ダイコーティング等の各種塗布法を挙げることができる。   A conventionally known method can be used as the coating method, and examples thereof include various coating methods such as blade, roll, knife, bar, spray, dip, spin, comma, kiss, gravure, and die coating.

<乾燥および硬化工程>
本発明では、支持体表面に、塗料組成物を塗布・製膜したのち、乾燥および硬化工程を設けることができ、乾燥および硬化工程に続いて、形状加工工程、最終加熱工程を設けることができる。なお、塗布・製膜後、常温で乾燥(養生)した場合には、乾燥および硬化工程は不要となる。
<Drying and curing process>
In the present invention, a coating composition can be applied to the surface of the support and formed into a film, and then a drying and curing step can be provided. Following the drying and curing step, a shape processing step and a final heating step can be provided. . In addition, when it is dried (cured) at room temperature after coating and film formation, the drying and curing steps are not necessary.

乾燥および硬化工程は、支持体上に塗料組成物を塗布・製膜後、塗料組成物に含まれている溶媒や未反応のモノマー等を除去することを目的とするものであるが、乾燥時に乾燥に付随して硬化反応が進行する場合のほか、塗料組成物の組成に応じて加熱温度や加熱時間を調整することによって、乾燥と並行して、部分的に硬化反応を進行させることもできる。   The drying and curing steps are intended to remove the solvent, unreacted monomers, etc. contained in the coating composition after coating and forming the coating composition on the support. In addition to the case where the curing reaction proceeds with drying, the curing reaction can be partially advanced in parallel with the drying by adjusting the heating temperature and the heating time according to the composition of the coating composition. .

乾燥および硬化工程は、空気、水蒸気または窒素、アルゴン等の不活性ガス等を加熱した雰囲気中で行うか、またはこれら熱媒体を吹き付ける方法が好ましく用いられ、その他、赤外線や遠赤外線等輻射熱を利用する方法、電磁波による誘導電流を用いた加熱方式等種々の手段を用いることができ、これらを組み合わせた方法あるいは、常温における自然乾燥(風乾)による方法も用いることができる。この工程において脱離する成分としては、溶媒を主とする揮発成分および硬化反応生成物である。溶媒以外の揮発性分としては未反応のモノマー成分等が含まれる。   The drying and curing steps are preferably carried out in an atmosphere heated with an inert gas such as air, water vapor, nitrogen, or argon, or a method of spraying these heat media is used. In addition, radiant heat such as infrared rays or far infrared rays is used. Various methods such as a heating method using an induced current caused by electromagnetic waves, a method combining these methods, or a method using natural drying (air drying) at room temperature can also be used. Components that are eliminated in this step are a volatile component mainly composed of a solvent and a curing reaction product. The volatile component other than the solvent includes unreacted monomer components and the like.

乾燥および硬化条件は、塗料組成物に含まれるバインダーおよび溶媒を主とする揮発成分の物性に応じて調整することが必要であり、溶媒の選択と乾燥および硬化条件の設定によって触媒層の多孔構造(細孔容量)を制御することができる。なお、熱風による加熱処理においては、乾燥温度が高く、乾燥風量が大きいほど、触媒層からの前記成分の脱離が早く、細孔構造(孔径、容量)が大きくなると考えられる。また乾燥温度が低く、乾燥風量が小さいほど細孔構造が小さくなると考えられる。   The drying and curing conditions must be adjusted according to the physical properties of the volatile components, mainly the binder and solvent contained in the coating composition. The porous structure of the catalyst layer depends on the selection of the solvent and the setting of the drying and curing conditions. (Pore volume) can be controlled. In the heat treatment with hot air, it is considered that the higher the drying temperature and the larger the amount of dry air, the faster the components are detached from the catalyst layer and the larger the pore structure (pore diameter, capacity). Further, it is considered that the pore structure becomes smaller as the drying temperature is lower and the amount of drying air is smaller.

塗料組成物から溶媒を主とする揮発成分の脱離のほか、硬化・架橋反応が進行して形成される架橋構造(ネットワーク構造)の形成時、さらに縮合反応を伴う場合には縮合生成物の脱離段階に細孔構造が決定される。   In addition to the elimination of volatile components, mainly solvents, from the coating composition, the formation of a crosslinked structure (network structure) formed by the progress of the curing / crosslinking reaction, and if there is a further condensation reaction, The pore structure is determined during the desorption stage.

乾燥および硬化処理は、本発明に用いられる粉末状触媒が本来持っている触媒活性に悪影響を与えない乾燥方法および乾燥条件を採用する。   The drying and curing treatment employs a drying method and drying conditions that do not adversely affect the catalytic activity inherent in the powdered catalyst used in the present invention.

本発明においては、目的とするフィルム状触媒を得るための熱風乾燥による代表的な乾燥および硬化条件としては、60〜400℃、好ましくは70〜250℃、より好ましくは80〜150℃の温度で、好ましくは0.5〜30m/sec、より好ましくは1〜20m/secの風速にて、好ましくは1秒以上、より好ましくは10分以上、さらに好ましくは30分以上、乾燥および硬化処理を実施することが望ましい。   In the present invention, typical drying and curing conditions by hot air drying for obtaining the desired film-like catalyst are 60 to 400 ° C, preferably 70 to 250 ° C, more preferably 80 to 150 ° C. The drying and curing treatment is performed at a wind speed of preferably 0.5 to 30 m / sec, more preferably 1 to 20 m / sec, preferably 1 second or more, more preferably 10 minutes or more, and further preferably 30 minutes or more. It is desirable to do.

なお、硬化反応を伴わない乾燥のみを目的とする場合には、塗料組成物を支持体に塗布後、速やかに乾燥することが好ましく、このときの乾燥条件を調整することで、塗膜の多孔構造をコントロールすることができる。そのため支持体上に触媒層を製膜してから、溶媒を主とする揮発成分を脱離させるまでの時間は、より短いほうが望ましく、好ましく2時間以内、より好ましくは30分以内、さらに好ましくは5分以内である。   In the case where only the drying without a curing reaction is intended, it is preferable to dry the coating composition immediately after applying the coating composition to the support. By adjusting the drying conditions at this time, the coating film can be made porous. You can control the structure. Therefore, it is desirable that the time from the formation of the catalyst layer on the support to the elimination of the volatile component mainly composed of the solvent is shorter, preferably within 2 hours, more preferably within 30 minutes, and even more preferably Within 5 minutes.

〔触媒中間体の形状加工および最終加熱工程〕
本発明においては、バインダーが熱硬化性樹脂を含有する場合、塗布乾燥して得られた触媒層に未硬化物が残った状態(プレポリマーの状態)で触媒中間体を形状加工した後、最終加熱処理することが望ましい。
[Catalyst intermediate shape processing and final heating step]
In the present invention, when the binder contains a thermosetting resin, the final shape of the catalyst intermediate is processed with the uncured product remaining in the catalyst layer obtained by coating and drying (prepolymer state). Heat treatment is desirable.

この最終加熱処理を実施する前に行う触媒中間体の乾燥および硬化処理は、熱硬化性樹脂に未硬化物が残った状態で終了させてもよい。形状加工時のハンドリングが実施できるまで一部が硬化しており、触媒層の保持性、機械的強度が製膜時に比べ向上していることが望ましく、塗膜内部に揮発成分等が数%のオーダーで残留していてもよい。   The drying and curing treatment of the catalyst intermediate performed before the final heat treatment may be terminated in a state where an uncured product remains in the thermosetting resin. Part of it is cured until handling during shape processing can be carried out, and it is desirable that the retention and mechanical strength of the catalyst layer are improved compared to the time of film formation. May remain in order.

目的とするフィルム状触媒を得るための最終加熱処理前の乾燥は、熱風乾燥による代表的な条件としては、60〜400℃、好ましくは70〜250℃、より好ましくは80〜150℃の温度で、好ましくは0.5〜30m/sec、より好ましくは1〜20m/secの風速にて、好ましくは0.5〜300秒間、より好ましくは1〜100秒間、乾燥処理をすることが望ましい。   The drying before the final heat treatment for obtaining the target film-like catalyst is typically performed at a temperature of 60 to 400 ° C., preferably 70 to 250 ° C., more preferably 80 to 150 ° C. by hot air drying. The drying treatment is preferably performed at a wind speed of 0.5 to 30 m / sec, more preferably 1 to 20 m / sec, preferably 0.5 to 300 seconds, more preferably 1 to 100 seconds.

フィルム状触媒の触媒層が完全に硬化する前に形状加工することで、支持体の塑性変形に触媒層が追従し、形状加工性が向上するとともに、加工終了後に完全に硬化することで製造プロセスの最終段階で触媒層の架橋構造を固定化することができ、触媒層内の残留応力が緩和され、フィルム状触媒の触媒層脱落への影響が改善できる。   By processing the shape of the catalyst layer of the film catalyst before it completely cures, the catalyst layer follows the plastic deformation of the support, improving the shape processability and completely curing after the processing is completed. In this final stage, the cross-linked structure of the catalyst layer can be fixed, the residual stress in the catalyst layer is relaxed, and the influence of the film catalyst on the catalyst layer falling off can be improved.

また、本発明において、バインダーが熱可塑性樹脂を含有する場合、塗布乾燥して得られた触媒層を、形状加工した後、最終加熱処理することが望ましい。触媒層に熱可塑性樹脂を含有する場合には、形状加工を実施した際の支持体の塑性変形に伴い触媒層内に残留応力が発生し、触媒層の保持性に悪影響を与えることが懸念される。そのため最終加熱処理することにより該応力を緩和させることができると共に熱可塑性樹脂の絡み合い構造が強まることでフィルム状触媒の触媒層脱落への影響が改善できる。   Moreover, in this invention, when a binder contains a thermoplastic resin, it is desirable to heat-treat the catalyst layer obtained by apply | coating and drying, after carrying out shape processing. When the catalyst layer contains a thermoplastic resin, there is a concern that residual stress is generated in the catalyst layer due to plastic deformation of the support when the shape processing is performed, and the retention of the catalyst layer is adversely affected. The Therefore, the final heat treatment can alleviate the stress, and the entangled structure of the thermoplastic resin can be strengthened to improve the influence of the film catalyst on the catalyst layer falling off.

また、この最終加熱処理は、形状加工したのち各種反応器の形状に応じて種々の形態に構成したあと実施することができる。例えば、平板状およびこれを形状加工して得られた波板状フィルム状触媒を何層も積み重ねた構造体とし、反応器に取り付けるためのホルダーあるいはカセットに収納した状態で加熱処理することができる。   Further, this final heat treatment can be carried out after the shape processing and after forming into various forms according to the shapes of various reactors. For example, a flat plate and a corrugated film-like catalyst obtained by shaping the same can be used as a structure in which multiple layers are stacked, and heat treatment can be performed in a state of being stored in a holder or cassette for attachment to a reactor. .

最終加熱処理の条件は、バインダーの種類により異なるが、本発明においては、好ましくは80〜400℃、より好ましくは100〜200℃で、好ましくは5〜600分間、より好ましくは10〜100分間、加熱処理をすることが望ましい。なお、加熱硬化法に代えて、ラジカル重合、放射線重合、UV硬化等を適用することもでき、これらの方法を適用する場合には、必要に応じて、触媒層中に各種重合触媒を含有させることができる。   The final heat treatment conditions vary depending on the type of the binder, but in the present invention, it is preferably 80 to 400 ° C., more preferably 100 to 200 ° C., preferably 5 to 600 minutes, more preferably 10 to 100 minutes, Heat treatment is desirable. In place of the heat curing method, radical polymerization, radiation polymerization, UV curing or the like can also be applied. When these methods are applied, various polymerization catalysts are included in the catalyst layer as necessary. be able to.

フィルム状触媒の形状は、触媒反応の適用対象となる各種反応器の形状に応じて種々の形状に加工することができ、必要に応じてトリミング加工、形状加工、集積・組み立て加工法を適用して、目的の形状とすることができる。平板状、管状とすることができる他、ハニカム状、又はモノリス形状等の構造とすることができる。また実際の反応装置に組み込むためにホルダーやケース等に収容・充填し構造体としてのユニットを形成させることができる。   The shape of the film catalyst can be processed into various shapes depending on the shape of the various reactors to which the catalytic reaction is applied, and trimming, shape processing, integration / assembly processing methods can be applied as necessary. The target shape can be obtained. In addition to a flat plate shape and a tubular shape, a honeycomb shape, a monolith shape, or the like can be used. Further, a unit as a structural body can be formed by being accommodated and filled in a holder or a case for incorporation into an actual reaction apparatus.

本発明の製造方法により得られたフィルム状触媒は、平板状であるフィルム状触媒とこれを形状加工して得られた波板状フィルム状触媒を何層も積み重ねて構造体としたもの(図6参照)、流通式反応器に用いることができる管内壁面上に触媒層を形成したもの(図8参照)、管内を複数の軸方向流通路に間仕切る薄板状構造物の表面に触媒層を形成したもの、槽型反応器に用いることができる槽内部に設置された開放型フィン状平板の表面に触媒層を形成したもの等にすることができる。   The film-like catalyst obtained by the production method of the present invention is a structure obtained by stacking a number of layers of a plate-like film-like catalyst and a corrugated plate-like catalyst obtained by processing the shape (see FIG. 6), a catalyst layer formed on the inner wall surface of a pipe that can be used in a flow reactor (see FIG. 8), and a catalyst layer on the surface of a thin plate-like structure that partitions the inside of the pipe into a plurality of axial flow passages. What was formed, what formed the catalyst layer on the surface of the open type fin-shaped flat plate installed in the inside of the tank which can be used for a tank reactor etc. can be used.

いずれのものにおいても、触媒層に対する反応物の供給と触媒層からの生成物の回収が容易に行うことができる構造をとることが好ましい。また反応器に設けるフィルム状触媒の触媒層表面積をできるだけ大きくすることが、反応を効率よく進行させる上で望ましい。上記要件を達成するため、内径数mm〜数十mmの管を束ねた集合体や、セル密度が1平方cmあたり数〜200セルのハニカム構造体の内壁面上に触媒層を設けたもの等を用いることができる。   In any case, it is preferable to adopt a structure that can easily supply the reactant to the catalyst layer and recover the product from the catalyst layer. In addition, it is desirable to increase the surface area of the catalyst layer of the film catalyst provided in the reactor as much as possible in order to advance the reaction efficiently. In order to achieve the above requirements, an assembly in which tubes having an inner diameter of several mm to several tens of mm are bundled, or a catalyst layer is provided on the inner wall surface of a honeycomb structure having a cell density of several to 200 cells per square centimeter, etc. Can be used.

本発明の製造方法により得られたフィルム状触媒は、含有される粉末状触媒の選択によって種々の反応に適用することができ、とりわけ液相での反応に使用される粉末状触媒を適用した場合には、得られたフィルム状触媒をそのままその反応に適用しても、反応物および生成物の拡散性を損うことがなく、また反応器内の温度環境に適応できるので好ましく、特に気液反応の触媒として適している。   The film-like catalyst obtained by the production method of the present invention can be applied to various reactions depending on the selection of the contained powder-like catalyst, especially when the powder-like catalyst used for the reaction in the liquid phase is applied. Therefore, even if the obtained film-like catalyst is applied to the reaction as it is, it is preferable because it does not impair the diffusibility of the reactants and products and can be adapted to the temperature environment in the reactor. Suitable as a catalyst for the reaction.

例えば、オレフィンの酸化、アルコールの酸化、オレフィンの異性化、芳香族類の異性化、カルボニル化、エステルの水素化、好ましくは脱水素反応、水素付加反応に用いることができ、これら脱水素反応、水素付加反応をも伴うアルコールと1級アミン又は2級アミンから3級アミンを製造するアミノ化反応にも適用できる。   For example, it can be used for olefin oxidation, alcohol oxidation, olefin isomerization, aromatic isomerization, carbonylation, ester hydrogenation, preferably dehydrogenation reaction, hydrogenation reaction, these dehydrogenation reactions, The present invention can also be applied to an amination reaction in which a tertiary amine is produced from an alcohol accompanied by a hydrogenation reaction and a primary amine or secondary amine.

以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば、本発明の製造方法により得られたフィルム状触媒は気液反応用の触媒以外に、液液反応用、気気反応用、固液反応用の触媒にも適用することができる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable embodiment, this invention is not restrict | limited to the said embodiment. For example, the film-like catalyst obtained by the production method of the present invention can be applied to a catalyst for a liquid-liquid reaction, a gas-gas reaction, and a solid-liquid reaction in addition to a catalyst for a gas-liquid reaction.

製造例1(粉末状触媒の製造)
合成ゼオライトに担持させた銅・ニッケル・ルテニウム3元系の触媒活物質よりなる粉末状触媒を、以下の様に調製した。
Production Example 1 (Production of powdered catalyst)
A powdered catalyst made of a copper / nickel / ruthenium ternary catalytic active material supported on a synthetic zeolite was prepared as follows.

容量1Lのフラスコに合成ゼオライト(平均粒径6μm)を仕込み、次いで硝酸銅、硝酸ニッケルおよび塩化ルテニウムを、各金属原子のモル比でCu:Ni:Ru=4:1:0.01となるように水に溶かしたものを入れ、攪拌しながら昇温した。90℃で10質量%炭酸ナトリウム水溶液をpH9〜10にコントロールしながら徐々に滴下した。1時間の熟成後、沈殿物を濾過・水洗後80℃で10時間乾燥し、600℃で3時間焼成して、粉末状触媒を得た。得られた粉末状触媒における、金属酸化物の割合は50質量%、合成ゼオライトの割合は50質量%であった。粉末状触媒は水銀圧入法による孔径分布モード値Tが515nmであった。 Synthetic zeolite (average particle size: 6 μm) is charged into a 1 L flask, and then copper nitrate, nickel nitrate and ruthenium chloride are added so that the molar ratio of each metal atom is Cu: Ni: Ru = 4: 1: 0.01. A solution dissolved in water was added to the flask and heated with stirring. A 10% by mass aqueous sodium carbonate solution was gradually added dropwise at 90 ° C. while controlling the pH at 9-10. After aging for 1 hour, the precipitate was filtered, washed with water, dried at 80 ° C. for 10 hours, and calcined at 600 ° C. for 3 hours to obtain a powdered catalyst. In the obtained powdery catalyst, the proportion of metal oxide was 50% by mass, and the proportion of synthetic zeolite was 50% by mass. Powdery catalyst pore size distribution mode value T 1 by the mercury porosimetry was 515 nm.

製造例2、3(粉末状触媒の製造)
製造例2においては合成ゼオライトの平均粒径を3μmとし、製造例3においては、合成ゼオライトの平均粒径を3μm、10質量%炭酸ナトリウム水溶液の滴下温度を80℃としたとした以外は製造例1に準じて製造した。また、合成ゼオライトに担持させた銅−ニッケル−ルテニウム3元系の触媒活物質からなる粉末状触媒を得た。該粉末状触媒の水銀圧入法による孔径分布モード値Tは、製造例2では230nm、製造例3では258nmであった。
Production Examples 2 and 3 (Production of powdered catalyst)
In Production Example 2, the average particle diameter of the synthetic zeolite was 3 μm. In Production Example 3, the average particle diameter of the synthetic zeolite was 3 μm, and the dropping temperature of the 10 mass% sodium carbonate aqueous solution was 80 ° C. 1 was produced. Further, a powdered catalyst made of a copper-nickel-ruthenium ternary catalytic active material supported on a synthetic zeolite was obtained. The pore size distribution mode value T 1 of the powdery catalyst by mercury porosimetry was 230 nm in Production Example 2 and 258 nm in Production Example 3.

製造例4(フェノール樹脂の製造)
レゾール型のフェノール樹脂を以下のように調製した。容量4Lフラスコに、パラホルムアルデヒド(F)、フェノール(P)、反応触媒として酢酸亜鉛(CAT)をモル比がF/P/CAT=1.8/1.0/0.015となるように加え、80℃において撹拌しながら16時間反応させ、レゾール型フェノール樹脂を得た。
Production Example 4 (Phenolic resin production)
A resole type phenolic resin was prepared as follows. Paraformaldehyde (F), phenol (P), and zinc acetate (CAT) as a reaction catalyst were added to a 4 L flask so that the molar ratio was F / P / CAT = 1.8 / 1.0 / 0.015. The mixture was reacted at 80 ° C. for 16 hours with stirring to obtain a resol type phenol resin.

以下に各実施例及び比較例を示す。ここで、実施例1〜4および比較例1〜4は3級アミン製造に適用できるフィルム状触媒の製造方法を、また実施例5および比較例5はアルデヒド製造に適用できるフィルム状触媒の製造方法を例示している。   Examples and comparative examples are shown below. Here, Examples 1-4 and Comparative Examples 1-4 are methods for producing a film-like catalyst that can be applied to the production of tertiary amines, and Examples 5 and Comparative Example 5 are methods for producing a film-like catalyst that can be applied to the production of aldehydes. Is illustrated.

実施例1
溶媒としてMIBK、バインダーとしてフェノール樹脂(住友ベークライト製PR−9480)、製造例1で調製した粉末状触媒の順に、250mlの広口ポリエチレン製ビンに入れた。粉末状触媒80質量部(65g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が20質量部となる配合比率とし、MIBKの配合量は、配合物の固形分が60質量%となる量とした。さらに分散メディアとして、直径1mmのガラスビーズ(見かけ容積65ml)を広口のポリエチレン製ビンに入れた。
Example 1
MIBK as a solvent, phenol resin as a binder (PR-9480 manufactured by Sumitomo Bakelite), and powdered catalyst prepared in Production Example 1 were placed in this order in a 250 ml wide-mouth polyethylene bottle. The blending ratio was such that the nonvolatile content of the phenol resin was 20 parts by weight with respect to 80 parts by weight (65 g) of the powdered catalyst, and the amount of MIBK was such that the solid content of the blend was 60% by weight. Further, glass beads having a diameter of 1 mm (apparent volume of 65 ml) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle as a dispersion medium.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカーにセットし、調製時間として30分間混合分散処理を行い、塗料組成物を得た(ペイントシェーカーは、移動ストロール5cmにて1秒間に12.5回の周期で運動しており、代表速度は0.05×2(m)/〔1/12.5〕(s)=1.25m/sであった)。   A wide-mouth polyethylene bottle was set in a paint shaker and mixed and dispersed for 30 minutes as a preparation time to obtain a coating composition. (The paint shaker moved at a rate of 12.5 times per second with a moving stroller of 5 cm. The representative speed was 0.05 × 2 (m) / [1 / 12.5] (s) = 1.25 m / s).

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m)を支持体とし、前記塗料組成物を銅箔の両面にバーコータにより塗布後、熱風循環式恒温器にて130℃で30秒間処理を行い、フィルム状触媒中間体を得た。 A copper foil (thickness 40 μm, weighing 310 g / m 2 ) is used as a support, the coating composition is applied to both sides of the copper foil with a bar coater, and then treated at 130 ° C. for 30 seconds with a hot air circulating thermostat. A catalyst intermediate was obtained.

得られたフィルム状触媒中間体(幅65mm×長さ160mm)を波板状に折り曲げ加工し、同寸法の平板状のフィルム状触媒と重ね合わせて円筒状に巻き、外径30mm×高さ65mmの円筒状のフィルム状触媒中間体を14本作製した。これを乾燥機にて150℃で90分間硬化処理を行い、図7で示す形状のフィルム状触媒を得た。   The obtained film-like catalyst intermediate (width: 65 mm × length: 160 mm) is bent into a corrugated plate, overlapped with a flat plate-like film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, outer diameter 30 mm × height 65 mm 14 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was subjected to a curing treatment at 150 ° C. for 90 minutes with a dryer to obtain a film-like catalyst having the shape shown in FIG.

得られたフィルム状触媒における単位面積あたりの触媒層質量は、片面17.9g/m、両面35.8g/mであった。また単位面積あたりの粉末状触媒の担持量は、片面14.3g/m、両面28.6g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒14本における粉末状触媒の担持量は8.2gであった。触媒層の平均厚み(片面)は10μmであった。 The catalyst layer mass per unit area in the obtained film catalyst was 17.9 g / m 2 on one side and 35.8 g / m 2 on both sides. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 14.3 g / m 2, a double-sided 28.6 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 14 present 8. 2g. The average thickness (one side) of the catalyst layer was 10 μm.

実施例2
溶媒としてMIBK、バインダーとしてフェノール樹脂(住友ベークライト製PR−9480)、製造例1で調製した粉末状触媒の順に、500mlビーカーに入れた。粉末状触媒80質量部(350g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が20質量部となる配合比率とし、MIBKの配合量は、配合物の固形分が60質量%となる量とした。
Example 2
MIBK as a solvent, phenol resin (PR-9480 manufactured by Sumitomo Bakelite) as a binder, and the powdered catalyst prepared in Production Example 1 were put in a 500 ml beaker in this order. The blending ratio was such that the nonvolatile content of the phenol resin was 20 parts by weight with respect to 80 parts by weight (350 g) of the powdered catalyst, and the amount of MIBK was such that the solid content of the blend was 60% by weight.

卓上ディゾルバーを用い、上記配合物を調製時間として30分間、混合分散処理して塗料組成物を得た。   Using a tabletop dissolver, the above composition was mixed and dispersed for 30 minutes to prepare a coating composition.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m)を支持体とし、前記塗料組成物をバーコータにより塗布後、熱風循環式恒温器にて130℃で30秒間処理を行い、触媒層を形成しフィルム状触媒中間体を得た。触媒層は銅箔の両面に同じ方法にて形成した。 A copper foil (thickness 40 μm, weighing 310 g / m 2 ) is used as a support, and the coating composition is applied by a bar coater and then treated at 130 ° C. for 30 seconds with a hot air circulating thermostat to form a catalyst layer. A catalyst intermediate was obtained. The catalyst layer was formed on both sides of the copper foil by the same method.

得られたフィルム状触媒中間体(幅65mm×長さ150mm)を波板状に折り曲げ加工し、同寸法の平板状のフィルム状触媒と重ね合わせて円筒状に巻き、外径30mm×高さ65mmの円筒状のフィルム状触媒中間体を14本作製した。これを乾燥機にて150℃で90分間硬化処理を行い、図7で示す形状のフィルム状触媒を得た。   The obtained film-like catalyst intermediate (width 65 mm × length 150 mm) is bent into a corrugated plate, is overlapped with a flat film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, and has an outer diameter of 30 mm × height of 65 mm. 14 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was subjected to a curing treatment at 150 ° C. for 90 minutes with a dryer to obtain a film-like catalyst having the shape shown in FIG.

得られたフィルム状触媒における単位面積あたりの触媒層質量は、片面18.0g/m、両面36.0g/mであった。また単位面積あたりの粉末状触媒の担持量は、片面14.4g/m、両面28.8g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒14本における粉末状触媒の担持量は8.0gであった。触媒層の平均厚み(片面)は12μmであった。 Catalyst layer weight per unit area in the obtained film catalyst one side 18.0 g / m 2, was double-sided 36.0 g / m 2. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 14.4 g / m 2, a double-sided 28.8 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 14 present 8. 0 g. The average thickness (one side) of the catalyst layer was 12 μm.

実施例3
溶媒としてMIBK、バインダーとして製造例4で調製したフェノール樹脂、製造例2で調製した粉末状触媒の順に、250mlの広口ポリエチレン製ビンに入れた。粉末状触媒68質量部(65g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が32質量部となる配合比率とし、MIBKの配合量は、配合物の固形分が60質量%となる量とした。さらに分散メディアとして、直径2mmのジルコニアビーズ(見かけ容積65ml)を広口のポリエチレン製ビンに入れた。
Example 3
MIBK as a solvent, phenol resin prepared in Production Example 4 as a binder, and powdered catalyst prepared in Production Example 2 were placed in this order in a 250 ml wide-mouth polyethylene bottle. The mixing ratio was such that the nonvolatile content of the phenol resin was 32 parts by mass with respect to 68 parts by mass (65 g) of the powdered catalyst, and the amount of MIBK was such that the solid content of the formulation was 60% by mass. Further, zirconia beads having a diameter of 2 mm (apparent volume: 65 ml) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle as a dispersion medium.

広口のポリエチレン製ビンをペイントシェーカーにセットし、調製時間として110分間混合分散処理を行い塗料組成物を得た(代表速度は実施例1と同様、1.25m/s)。   A wide-mouthed polyethylene bottle was set in a paint shaker, and the mixture was mixed and dispersed for 110 minutes as a preparation time to obtain a coating composition (typical speed was 1.25 m / s as in Example 1).

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m)を支持体とし、前記塗料組成物をバーコータにより塗布後、熱風循環式恒温器にて130℃で30秒間処理を行い、触媒層を形成しフィルム状触媒中間体を得た。触媒層は銅箔の両面に同じ方法にて形成した。 A copper foil (thickness 40 μm, weighing 310 g / m 2 ) is used as a support, and the coating composition is applied by a bar coater and then treated at 130 ° C. for 30 seconds with a hot air circulating thermostat to form a catalyst layer. A catalyst intermediate was obtained. The catalyst layer was formed on both sides of the copper foil by the same method.

得られたフィルム状触媒中間体(幅65mm×長さ150mm)を波板状に折り曲げ加工し、同寸法の平板状のフィルム状触媒と重ね合わせて円筒状に巻き、外径30mm×高さ65mmの円筒状のフィルム状触媒中間体を12本作製した。これを乾燥機にて150℃で90分間硬化処理を行い、図7で示す形状のフィルム状触媒を得た。   The obtained film-like catalyst intermediate (width 65 mm × length 150 mm) is bent into a corrugated plate, is overlapped with a flat film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, and has an outer diameter of 30 mm × height of 65 mm. 12 cylindrical film-like catalyst intermediates were prepared. This was subjected to a curing treatment at 150 ° C. for 90 minutes with a dryer to obtain a film-like catalyst having the shape shown in FIG.

得られたフィルム状触媒における単位面積あたりの触媒層質量は、片面片面9.6g/m、両面19.3g/mであった。また単位面積あたりの粉末状触媒の担持量は、6.6g/m、両面13.2g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒12本における粉末状触媒の担持量は3.1gであった。触媒層の平均厚み(片面)は4μmであった。 The catalyst layer mass per unit area in the obtained film catalyst was 9.6 g / m 2 on one side and 19.3 g / m 2 on both sides. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, 6.6g / m 2, a double-sided 13.2 g / m 2, the amount of supported powder catalyst at 12 the cylindrical film catalyst 3.1g Met. The average thickness (one side) of the catalyst layer was 4 μm.

実施例4
溶媒としてMIBK、バインダーとしてフェノール樹脂(住友ベークライト製PR−9480)、製造例3で調製した粉末状触媒の順に、1Lベッセルに入れた。粉末状触媒65質量部(350g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が35質量部となる配合比率とし、MIBKの配合量は、配合物の固形分が60質量%となる量とした。
Example 4
MIBK as a solvent, phenol resin (PR-9480 manufactured by Sumitomo Bakelite) as a binder, and the powdered catalyst prepared in Production Example 3 were put in a 1 L vessel in this order. With respect to 65 parts by mass (350 g) of the powdered catalyst, the blending ratio was such that the nonvolatile content of the phenol resin was 35 parts by mass, and the amount of MIBK was such that the solid content of the formulation was 60% by mass.

卓上ディゾルバーを用い、上記配合物を予備的に10分間混合攪拌し、粉末状触媒に目視で確認できるような塊がないことを確認し、さらに30分間混合攪拌し、得られた塗料組成物をバスケットミル〔浅田鉄工製SS−L、容積150mlのバスケットに1.4mm径のチタニアビーズ(見かけ容積120ml)を充填〕を用い、3000rpm、代表速度すなわち周速7m/sにて、調製時間として60分間混合分散処理を行った。   Using a desktop dissolver, the above-mentioned composition was preliminarily mixed and stirred for 10 minutes, and it was confirmed that there was no lump that could be visually confirmed in the powdered catalyst, and further mixed and stirred for 30 minutes. Using a basket mill (Asada Tekko SS-L, filling a 150 ml basket with 1.4 mm diameter titania beads (apparent volume 120 ml)) at a typical speed of 3000 rpm and a peripheral speed of 7 m / s, a preparation time of 60 Mixing and dispersing was performed for a minute.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m)を支持体とし、前記塗料組成物を銅箔の両面にバーコータにより塗布後、熱風循環式恒温器にて130℃で30秒間処理を行い、図7で示す形状のフィルム状触媒中間体を得た。 A copper foil (thickness 40 μm, weighing 310 g / m 2 ) was used as a support, the coating composition was applied to both sides of the copper foil with a bar coater, and then treated with a hot air circulating thermostat at 130 ° C. for 30 seconds. A film-like catalyst intermediate having a shape indicated by 7 was obtained.

得られたフィルム状触媒中間体(幅65mm×長さ150mm)を波板状に折り曲げ加工し、同寸法の平板状のフィルム状触媒と重ね合わせて円筒状に巻き、外径30mm×高さ65mmの円筒状のフィルム状触媒中間体を15本作製した。これを乾燥機にて150℃で90分間硬化処理を行い、図7で示す形状のフィルム状触媒を得た。   The obtained film-like catalyst intermediate (width 65 mm × length 150 mm) is bent into a corrugated plate, is overlapped with a flat film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, and has an outer diameter of 30 mm × height of 65 mm. 15 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was subjected to a curing treatment at 150 ° C. for 90 minutes with a dryer to obtain a film-like catalyst having the shape shown in FIG.

得られたフィルム状触媒における単位面積あたりの触媒層質量は、片面29.2g/m、両面58.4g/mであった。また単位面積あたりの粉末状触媒の担持量は、片面19.0g/m、両面38.0g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒15本における粉末状触媒の担持量は11.1gであった。触媒層の平均厚み(片面)は12μmであった。 The catalyst layer mass per unit area in the obtained film catalyst was 29.2 g / m 2 on one side and 58.4 g / m 2 on both sides. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 19.0 g / m 2, a double-sided 38.0 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 15 present 11. 1 g. The average thickness (one side) of the catalyst layer was 12 μm.

実施例5
溶媒としてMIBK、バインダーとしてフェノール樹脂(住友ベークライト製PR−9480)、製造例1で調製した粉末状触媒の順に、250mlの広口ポリエチレン製ビンに入れた。粉末状触媒80質量部(65g )に対し、フェノール樹脂の不揮発分が20質量部となる配合比率とし、MIBKの配合量は、配合物の固形分が60質量%となる量とした。さらに分散メディアとして、直径1mmのガラスビーズ(見かけ容積65ml)を広口ポリエチレン製ビンに入れた。
Example 5
MIBK as a solvent, phenol resin as a binder (PR-9480 manufactured by Sumitomo Bakelite), and powdered catalyst prepared in Production Example 1 were put in a 250 ml wide-mouth polyethylene bottle in this order. The blending ratio was such that the nonvolatile content of the phenol resin was 20 parts by weight with respect to 80 parts by weight (65 g) of the powdered catalyst, and the amount of MIBK was such that the solid content of the blend was 60% by weight. Further, glass beads having a diameter of 1 mm (apparent volume 65 ml) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle as a dispersion medium.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカーにセットし、調製時間として30分間混合分散処理を行い、塗料組成物を得た。   A wide-mouth polyethylene bottle was set in a paint shaker, and mixed and dispersed for 30 minutes as a preparation time to obtain a coating composition.

銅箔(厚さ40μm、坪量310g/m2)を支持体とし、前記塗料組成物を銅箔の両面にバーコーターにより塗布後、熱風循環式恒温器にて130℃で30秒間処理を行い、フィルム状触媒中間体を得た(実施例1と同じ中間体)。 A copper foil (thickness 40 μm, basis weight 310 g / m 2 ) is used as a support, and the coating composition is applied to both sides of the copper foil with a bar coater and then treated at 130 ° C. for 30 seconds with a hot air circulating thermostat. A film-like catalyst intermediate was obtained (the same intermediate as in Example 1).

得られたフィルム状触媒中間体(130mm×840mm)を平板状および波板状に折り曲げ加工したのち、交互に重ねて内径21.4mmの長さ390mmのステンレス製の筒状反応容器に充填したのち(図9)、熱風循環式恒温器にて150℃にて90分間硬化処理を行いフィルム状触媒を得た。   The obtained film-like catalyst intermediate (130 mm × 840 mm) was bent into a flat plate and a corrugated plate, and then alternately stacked and filled into a stainless steel cylindrical reaction vessel having an inner diameter of 21.4 mm and a length of 390 mm. (FIG. 9) A curing treatment was carried out at 150 ° C. for 90 minutes with a hot-air circulating thermostat to obtain a film catalyst.

得られたフィルム状触媒における単位面積あたりの触媒層質量は、片面17.9g/m2、両面35.8g/m2であった。また単位面積あたりの粉末状触媒の担持量は、片面14.3g/m2、両面28.6g/m2であり、上記筒状反応容器中に充填されたフィルム状触媒に含まれる粉末状触媒の質量は3.1gであった。触媒層の平均厚み(片面)は、10μmであった。 The catalyst layer mass per unit area in the obtained film catalyst was 17.9 g / m 2 on one side and 35.8 g / m 2 on both sides. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 14.3 g / m 2, a double-sided 28.6 g / m 2, the powdery catalyst contained has been film catalyst packed into the tubular reactor The mass of was 3.1 g. The average thickness (one side) of the catalyst layer was 10 μm.

比較例1
溶媒としてMIBK、バインダーとしてフェノール樹脂(住友ベークライト製PR−9480)、製造例3で調製した粉末状触媒の順に、15Lベッセルに入れた。粉末状触媒65質量部(4500g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が35質量部となる配合比率とし、MIBKの配合量は、配合物の固形分が60質量%となる量とした。
Comparative Example 1
MIBK as a solvent, phenol resin (PR-9480 manufactured by Sumitomo Bakelite) as a binder, and a powdered catalyst prepared in Production Example 3 were put in a 15 L vessel in this order. With respect to 65 parts by mass (4500 g) of the powdered catalyst, the blending ratio was such that the non-volatile content of the phenol resin was 35 parts by mass, and the MIBK content was such that the solid content of the formulation was 60% by mass.

卓上ディゾルバーを用い、上記配合物を予備的に30分間混合攪拌し(回転数800rpm、周速4m/s)、得られた塗料組成物をバスケットミル(浅田鉄工製SS−3、容積1Lのバスケットに1.4mm径のチタニアビーズ(見掛け容積800ml、1900g)を充填)を用い、1500rpm、代表速度すなわち周速4.8m/sにて、調製時間として325分間、混合分散処理を行った。   Using a desktop dissolver, the above composition was preliminarily mixed and stirred for 30 minutes (rotation speed: 800 rpm, peripheral speed: 4 m / s), and the resulting coating composition was added to a basket mill (Asada Tekko SS-3, 1 L basket) And 1.4 mm diameter titania beads (with an apparent volume of 800 ml, 1900 g) were used, and the mixture dispersion process was performed for 325 minutes as a preparation time at 1500 rpm and a representative speed, that is, a peripheral speed of 4.8 m / s.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m)を支持体とし、前記塗料組成物を銅箔の両面にバーコータにより塗布後、熱風循環式恒温器にて130℃で30秒間処理を行い、フィルム状触媒中間体を得た。 A copper foil (thickness 40 μm, weighing 310 g / m 2 ) is used as a support, the coating composition is applied to both sides of the copper foil with a bar coater, and then treated at 130 ° C. for 30 seconds with a hot air circulating thermostat. A catalyst intermediate was obtained.

得られたフィルム状触媒中間体(幅65mm×長さ150mm)を波板状に折り曲げ加工し、同寸法の平板状のフィルム状触媒と重ね合わせて円筒状に巻き、外径30mm×高さ65mmの円筒状のフィルム状触媒中間体を12本作製した。これを乾燥機にて150℃で90分間硬化処理を行い、図7で示す形状のフィルム状触媒を得た。   The obtained film-like catalyst intermediate (width 65 mm × length 150 mm) is bent into a corrugated plate, is overlapped with a flat film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, and has an outer diameter of 30 mm × height of 65 mm. 12 cylindrical film-like catalyst intermediates were prepared. This was subjected to a curing treatment at 150 ° C. for 90 minutes with a dryer to obtain a film-like catalyst having the shape shown in FIG.

得られたフィルム状触媒における単位面積あたりの触媒層質量は、片面14.9g/m、両面29.7g/mであった。また単位面積あたりの粉末状触媒の担持量は、片面9.7g/m、両面19.4g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒12本における粉末状触媒の担持量は4.5gであった。触媒層の平均厚み(片面)は6μmであった。 Catalyst layer weight per unit area in the obtained film catalyst one side 14.9 g / m 2, was double-sided 29.7 g / m 2. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 9.7 g / m 2, a double-sided 19.4 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 12 is 4. It was 5 g. The average thickness (one side) of the catalyst layer was 6 μm.

比較例2
溶媒としてMIBK、バインダーとしてフェノール樹脂(住友ベークライト製PR−9480)、製造例2で調製した粉末状触媒の順に、250mlの広口ポリエチレン製ビンに入れた。粉末状触媒68質量部(65g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が32質量部となる配合比率とし、MIBKの配合量は、配合物の固形分が60質量%となる量とした。さらに分散メディアとして直径2mmのジルコニアビーズ見かけ容積65mlをポリビンに入れた。
Comparative Example 2
MIBK as a solvent, phenol resin as a binder (PR-9480 manufactured by Sumitomo Bakelite), and powdered catalyst prepared in Production Example 2 were placed in this order in a 250 ml wide-mouth polyethylene bottle. The mixing ratio was such that the nonvolatile content of the phenol resin was 32 parts by mass with respect to 68 parts by mass (65 g) of the powdered catalyst, and the amount of MIBK was such that the solid content of the formulation was 60% by mass. Further, an apparent volume of 65 ml of zirconia beads having a diameter of 2 mm was placed in a polybin as a dispersion medium.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカーにセットし、調製時間として180分間混合分散処理を行い塗料組成物を得た(代表速度は実施例1と同様、1.25m/s)。   A wide-mouth polyethylene bottle was set on a paint shaker and subjected to a mixing and dispersion treatment for 180 minutes as a preparation time to obtain a coating composition (typical speed is 1.25 m / s as in Example 1).

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m)を支持体とし、前記塗料組成物を銅箔の両面にバーコータにより塗布後、熱風循環式恒温器にて130℃で30秒間処理を行い、フィルム状触媒中間体を得た。 A copper foil (thickness 40 μm, weighing 310 g / m 2 ) is used as a support, the coating composition is applied to both sides of the copper foil with a bar coater, and then treated at 130 ° C. for 30 seconds with a hot air circulating thermostat. A catalyst intermediate was obtained.

得られたフィルム状触媒中間体(幅65mm×長さ150mm)を波板状に折り曲げ加工し、同寸法の平板状のフィルム状触媒と重ね合わせて円筒状に巻き、外径30mm×高さ65mmの円筒状のフィルム状触媒中間体を12本作製した。これを乾燥機にて210℃で180分間硬化処理を行い、図7で示す形状のフィルム状触媒を得た。   The obtained film-like catalyst intermediate (width 65 mm × length 150 mm) is bent into a corrugated plate, is overlapped with a flat film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, and has an outer diameter of 30 mm × height of 65 mm. 12 cylindrical film-like catalyst intermediates were prepared. This was subjected to curing treatment at 210 ° C. for 180 minutes with a dryer to obtain a film-like catalyst having the shape shown in FIG.

得られたフィルム状触媒における単位面積あたりの触媒層質量は、片面12.9g/m、両面25.9g/mであった。また単位面積あたりの粉末状触媒の担持量は、片面8.8g/m、両面17.6g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒12本における粉末状触媒の担持量は4.1gであった。触媒層の平均厚み(片面)は6μmであった。 Catalyst layer weight per unit area in the obtained film catalyst one side 12.9 g / m 2, was double-sided 25.9 g / m 2. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 8.8 g / m 2, a double-sided 17.6 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 12 is 4. 1 g. The average thickness (one side) of the catalyst layer was 6 μm.

比較例3
溶媒としてMIBK、バインダーとしてフェノール樹脂(住友ベークライト製PR−9480)、製造例1で調製した粉末状触媒の順に、250mlの広口ポリエチレン製ビンに入れた。粉末状触媒95質量部(65g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が5質量部となる配合比率とし、MIBKの配合量は、配合物の固形分が60質量%となる量とした。さらに分散メディアとして、直径1mmのガラスビーズ(見かけ容積65ml)広口ポリエチレン製ビンに入れた。
Comparative Example 3
MIBK as a solvent, phenol resin as a binder (PR-9480 manufactured by Sumitomo Bakelite), and powdered catalyst prepared in Production Example 1 were placed in this order in a 250 ml wide-mouth polyethylene bottle. The blending ratio was such that the nonvolatile content of the phenol resin was 5 parts by weight with respect to 95 parts by weight (65 g) of the powdered catalyst, and the amount of MIBK was such that the solid content of the blend was 60% by weight. Further, as a dispersion medium, glass beads having a diameter of 1 mm (apparent volume 65 ml) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカーにセットし、調製時間として5分間混合分散処理を行い塗料組成物を得た(代表速度は実施例1と同様、1.25m/s)。得られた塗料組成物は粒(凝集物)が多い状態であった。   A wide-mouth polyethylene bottle was set on a paint shaker, and the mixture was mixed and dispersed for 5 minutes as a preparation time to obtain a coating composition (typical speed was 1.25 m / s as in Example 1). The obtained coating composition was in a state with many grains (aggregates).

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m)を支持体とし、前記塗料組成物を銅箔の両面にバーコータにより塗布後、熱風循環式恒温器にて130℃で30秒間処理を行い、フィルム状触媒中間体を得た。 A copper foil (thickness 40 μm, weighing 310 g / m 2 ) is used as a support, the coating composition is applied to both sides of the copper foil with a bar coater, and then treated at 130 ° C. for 30 seconds with a hot air circulating thermostat. A catalyst intermediate was obtained.

得られたフィルム状触媒中間体(幅65mm×長さ150mm)を波板状に折り曲げ加工し、同寸法の平板状のフィルム状触媒と重ね合わせて円筒状に巻き、外径30mm×高さ65mmの円筒状のフィルム状触媒中間体を14本作製した。これを乾燥機にて210℃で180分間硬化処理を行い、図7で示す形状のフィルム状触媒を得た。   The obtained film-like catalyst intermediate (width 65 mm × length 150 mm) is bent into a corrugated plate, is overlapped with a flat film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, and has an outer diameter of 30 mm × height of 65 mm. 14 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was subjected to curing treatment at 210 ° C. for 180 minutes with a dryer to obtain a film-like catalyst having the shape shown in FIG.

得られたフィルム状触媒における単位面積あたりの触媒層質量は、片面9.0g/m、両面18.0g/mであった。また単位面積あたりの粉末状触媒の担持量は、片面8.6g/m、両面17.2g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒14本における粉末状触媒の担持量は4.6gであった。触媒層の平均厚み(片面)は8μmであった。得られたフィルム状触媒の触媒層は非常にもろい状態であり、強度が不足していた。下記の手順にて反応評価に適用したが、膜の脱落が多く、固定床反応としてうまく評価できなかった。 The catalyst layer mass per unit area in the obtained film catalyst was 9.0 g / m 2 on one side and 18.0 g / m 2 on both sides. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 8.6 g / m 2, a double-sided 17.2 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 14 present in 4. It was 6 g. The average thickness (one side) of the catalyst layer was 8 μm. The catalyst layer of the obtained film-like catalyst was in a very fragile state and lacked strength. Although it was applied to the reaction evaluation by the following procedure, it was not able to be evaluated well as a fixed bed reaction because of many membrane dropouts.

比較例4
溶媒としてMIBK、バインダーとしてフェノール樹脂(住友ベークライト製PR−9480)、製造例3で調製した粉末状触媒の順に、250mlの広口ポリエチレン製ビンに入れた。粉末状触媒50質量部(65g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が50質量部となる配合比率とし、MIBKの配合量は、配合物の固形分が50質量%となる量とした。さらに分散メディアとして、直径2mmのジルコニアビーズ(見かけ容積65ml)広口ポリエチレン製ビンに入れた。
Comparative Example 4
MIBK as a solvent, phenol resin as a binder (PR-9480 manufactured by Sumitomo Bakelite), and powdered catalyst prepared in Production Example 3 were put in a 250 ml wide-mouth polyethylene bottle in this order. The blending ratio was such that the nonvolatile content of the phenol resin was 50 parts by mass with respect to 50 parts by mass (65 g) of the powdered catalyst, and the amount of MIBK was such that the solid content of the blend was 50% by mass. Further, as a dispersion medium, zirconia beads having a diameter of 2 mm (apparent volume 65 ml) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカーにセットし、調製時間として250分間混合分散処理を行い塗料組成物を得た(代表速度は実施例1と同様、1.25m/s)。   A wide-mouth polyethylene bottle was set on a paint shaker, and the mixture was mixed and dispersed for 250 minutes as a preparation time to obtain a coating composition (typical speed was 1.25 m / s as in Example 1).

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m)を支持体とし、前記塗料組成物を銅箔の両面にバーコータにより塗布後、熱風循環式恒温器にて130℃で30秒間処理を行い、フィルム状触媒中間体を得た。 A copper foil (thickness 40 μm, weighing 310 g / m 2 ) is used as a support, the coating composition is applied to both sides of the copper foil with a bar coater, and then treated at 130 ° C. for 30 seconds with a hot air circulating thermostat. A catalyst intermediate was obtained.

得られたフィルム状触媒中間体(幅65mm×長さ150mm)を波板状に折り曲げ加工し、同寸法の平板状のフィルム状触媒と重ね合わせて円筒状に巻き、外径30mm×高さ65mmの円筒状のフィルム状触媒中間体を13本作製した。これを乾燥機にて150℃で90分間硬化処理を行い、図7で示す形状のフィルム状触媒を得た。   The obtained film-like catalyst intermediate (width 65 mm × length 150 mm) is bent into a corrugated plate, is overlapped with a flat film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, and has an outer diameter of 30 mm × height of 65 mm. 13 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was subjected to a curing treatment at 150 ° C. for 90 minutes with a dryer to obtain a film-like catalyst having the shape shown in FIG.

得られたフィルム状触媒における単位面積あたりの触媒層質量は、片面15.9g/m2、両面31.6g/mであった。また単位面積あたりの粉末状触媒の担持量は、片面7.9g/m、両面15.8g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒13本における粉末状触媒の担持量は4.0gであった。触媒層の平均厚み(片面)は11μmであった。 The catalyst layer mass per unit area in the obtained film catalyst was 15.9 g / m 2 on one side and 31.6 g / m 2 on both sides. The supported amount of the powdery catalyst per unit area is 7.9 g / m 2 on one side and 15.8 g / m 2 on both sides. The supported amount of the powdered catalyst on the 13 cylindrical film catalysts is 4. 0 g. The average thickness (one side) of the catalyst layer was 11 μm.

比較例5
溶媒としてMIBK、バインダーとしてフェノール樹脂(住友ベークライト製PR−9480)、製造例2で調製した粉末状触媒の順に、250mlの広口ポリエチレン製ビンに入れた。粉末状触媒68質量部(65g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が32質量部となる配合比率とし、MIBKの配合量は、配合物の固形分が60質量%となる量とした。さらに分散メディアとして直径2mmのジルコニアビーズ(見かけ容積65ml)をポリエチレン製ビンに入れた。
Comparative Example 5
MIBK as a solvent, phenol resin as a binder (PR-9480 manufactured by Sumitomo Bakelite), and powdered catalyst prepared in Production Example 2 were placed in this order in a 250 ml wide-mouth polyethylene bottle. The mixing ratio was such that the nonvolatile content of the phenol resin was 32 parts by mass with respect to 68 parts by mass (65 g) of the powdered catalyst, and the amount of MIBK was such that the solid content of the formulation was 60% by mass. Further, zirconia beads having a diameter of 2 mm (apparent volume: 65 ml) were placed in a polyethylene bottle as a dispersion medium.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカーにセットし、調製時間として180分間混合分散処理を行い塗料組成物を得た。   A wide-mouth polyethylene bottle was set on a paint shaker, and the mixture composition was mixed and dispersed for 180 minutes to obtain a coating composition.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m)を支持体とし、前記塗料組成物を銅箔の両面にバーコータにより塗布後、熱風循環式恒温器にて130℃で30秒間処理を行い、フィルム状触媒中間体を得た(比較例2と同じ中間体)。 A copper foil (thickness 40 μm, weighing 310 g / m 2 ) is used as a support, the coating composition is applied to both sides of the copper foil with a bar coater, and then treated at 130 ° C. for 30 seconds with a hot air circulating thermostat. A catalyst-like intermediate was obtained (the same intermediate as in Comparative Example 2).

得られたフィルム状触媒中間体(130mm×840mm)を平板状および波板状に折り曲げ加工したのち、交互に重ねて内径21.4mmの長さ390mmのステンレス製の筒状反応容器に充填したのち(図9)、熱風循環式恒温器にて150℃にて90分間硬化処理を行いフィルム状触媒を得た。   The obtained film-like catalyst intermediate (130 mm × 840 mm) was bent into a flat plate and a corrugated plate, and then alternately stacked and filled into a stainless steel cylindrical reaction vessel having an inner diameter of 21.4 mm and a length of 390 mm. (FIG. 9) A curing treatment was carried out at 150 ° C. for 90 minutes with a hot-air circulating thermostat to obtain a film catalyst.

得られたフィルム状触媒における単位面積あたりの触媒層質量は、片面12.9g/m、両面25.9g/mであった。また単位面積あたりの粉末状触媒の担持量は、片面8.8g/m、両面17.6g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒12本における粉末状触媒の担持量は1.9gであった。触媒層の平均厚み(片面)は6μmであった。 Catalyst layer weight per unit area in the obtained film catalyst one side 12.9 g / m 2, was double-sided 25.9 g / m 2. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 8.8 g / m 2, a double-sided 17.6 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 12 is 1. It was 9 g. The average thickness (one side) of the catalyst layer was 6 μm.

(反応特性の評価1)
実施例1〜4および比較例1〜4で得られた円筒状のフィルム状触媒は、高さ方向に連通した断面積0.1cm程度の複数の流路が形成されている。
(Evaluation of reaction characteristics 1)
In the cylindrical film catalysts obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, a plurality of flow paths having a cross-sectional area of about 0.1 cm 2 communicated in the height direction are formed.

底面がガラスフィルター(2G)である内径130mmのガラス製反応器に、前記円筒状のフィルム状触媒および原料アルコールであるドデシルアルコール(花王(株)製カルコール2098)1000gを入れ、触媒の還元活性化を行った後に、水素ガスを供給しながらジメチルアミンの供給を開始し、220℃で一定に保持した。   Into a glass reactor having an inner diameter of 130 mm whose bottom is a glass filter (2G), 1000 g of the cylindrical film catalyst and raw alcohol dodecyl alcohol (Calcoal 2098 manufactured by Kao Co., Ltd.) are placed to reduce the catalyst. Then, the supply of dimethylamine was started while supplying hydrogen gas, and the temperature was kept constant at 220 ° C.

反応器からサンプルを経時的に採取し、ガスクロマトグラフにて分析を行い、反応時間に対するドデシルアルコールの濃度変化、反応に使用したドデシルアルコール質量M=1000[g]、反応に使用したフィルム状触媒の中の粉末状触媒量G(g)から反応速度定数k〔/Hr・(m/kg−ROH)〕を算出した。 Samples are collected from the reactor over time and analyzed with a gas chromatograph. The concentration change of dodecyl alcohol with respect to the reaction time, the mass of dodecyl alcohol used in the reaction M = 1000 [g], and the film-like catalyst used in the reaction The reaction rate constant k [/ Hr · (m 2 / kg−ROH)] was calculated from the amount G (g) of the powdered catalyst in the mixture.

サンプリング時刻Time1、Time2(Hr)[Time2>Time1]におけるドデシルアルコール濃度がそれぞれ、C1,C2(%)であった場合、下記式より算出した。   When the dodecyl alcohol concentrations at the sampling times Time1, Time2 (Hr) [Time2> Time1] were C1 and C2 (%), respectively, the calculation was performed according to the following formula.

Figure 2008110341
Figure 2008110341

また、反応終点をドデシルアルコール濃度が1%に減少した時点とし、反応開始からの反応終点までの反応時間TIME(Hr)、ガスクロマトグラフにより反応終点での副生物ジラウリルモノメチルアミン濃度M2(%)、[反応時間×副生物濃度]TIME×M2を算出した。結果を下記表1に示す。   Also, the reaction end point is the time when the dodecyl alcohol concentration is reduced to 1%, the reaction time TIME (Hr) from the reaction start to the reaction end point, and the by-product dilauryl monomethylamine concentration M2 (%) at the reaction end point by gas chromatograph [Reaction time × By-product concentration] TIME × M2 was calculated. The results are shown in Table 1 below.

ここで反応において反応時間が短いほど且つ副生物が少ないほど良好な反応特性であるためこの優劣を判断する指標として上記TIME×M2を導入し、この数値が小さいほど良好な反応特性を示す。なお、表1に記載の粉末状触媒の含有割合とバインダーの含有割合の和は100質量%である。また表1では塗膜強度を、「剥離強度」として評価し、×は膜剥離が発生し剥離物により反応液が濁った状態であり、○は反応評価後に剥離が目視で認識できない状態で反応液の濁りも発生していない状態を示している。   Here, the shorter the reaction time and the fewer by-products in the reaction, the better the reaction characteristics. Therefore, TIME × M2 is introduced as an index for judging the superiority or inferiority. The smaller this value, the better the reaction characteristics. In addition, the sum of the content rate of the powdery catalyst of Table 1, and the content rate of a binder is 100 mass%. In Table 1, the coating strength is evaluated as “peeling strength”, “×” indicates a state in which film peeling occurs and the reaction liquid becomes cloudy due to the peeled material, and “◯” indicates that the peeling cannot be visually recognized after the reaction evaluation. It shows a state in which liquid turbidity is not generated.

(反応特性の評価2)
実施例5で得られた、筒状反応容器に充填されたフィルム状触媒に、ドデシルアルコール(花王(株)製カルコール2098)を73.9g/Hrの流量、水素ガスを33.6NL/Hrの流量で流通させながら、触媒の還元活性化を行った。
(Evaluation of reaction characteristics 2)
To the film-shaped catalyst packed in the cylindrical reaction vessel obtained in Example 5, dodecyl alcohol (Kalco, Inc., Calcoal 2098) at a flow rate of 73.9 g / Hr, hydrogen gas at 33.6 NL / Hr. The catalyst was reduced and activated while flowing at a flow rate.

その後、水素ガス供給をストップし、Nガスを9NL/Hr、ドデシルアルコールを73.9g/Hrで供給しながら昇温し、温度を220℃で一定に保ち、連続的に脱水素反応を行った。圧力は常圧であった。 Thereafter, the supply of hydrogen gas was stopped, the temperature was raised while supplying N 2 gas at 9 NL / Hr and dodecyl alcohol at 73.9 g / Hr, the temperature was kept constant at 220 ° C., and the dehydrogenation reaction was carried out continuously. It was. The pressure was normal pressure.

得られた反応液サンプルをガスクロマトグラフにて分析を行い、ドデシルアルコール濃度は58.4%、生成したアルデヒド濃度は、16.1%であった。また原料としたドデシルアルコールは濃度98.6%であった。この結果より、
反応率(%)=原料ドデシルアルコール濃度−反応後ドデシルアルコール濃度
=98.6−58.4=40.2(%)
選択率(%)=反応後アルデヒド濃度(%)/反応率(%)×100
=16.1/40.2×100=39.9(%)であった。結果を下記表2に示す。なお、表2に記載の粉末状触媒の含有割合とバインダーの含有割合の和は100質量%である。また、表2中の剥離強度は、表1と同じ内容を示している。
The obtained reaction solution sample was analyzed with a gas chromatograph. The concentration of dodecyl alcohol was 58.4%, and the concentration of the produced aldehyde was 16.1%. The concentration of dodecyl alcohol used as a raw material was 98.6%. From this result,
Reaction rate (%) = raw material dodecyl alcohol concentration−post-reaction dodecyl alcohol concentration = 98.6-58.4 = 40.2 (%)
Selectivity (%) = post-reaction aldehyde concentration (%) / reaction rate (%) × 100
= 16.1 / 40.2 × 100 = 39.9 (%). The results are shown in Table 2 below. In addition, the sum of the content rate of the powdery catalyst of Table 2, and the content rate of a binder is 100 mass%. Further, the peel strength in Table 2 shows the same contents as in Table 1.

ここで反応において反応率が高いほど且つ選択率が高いほど良好な反応特性であるため、この優劣を判断する指標として反応率×選択率を導入し、この数値が大きいほど、良好な反応特性を示す。なお、前述の「反応特性の評価1」と異なる指標を使用する理由は、反応系が異なり前記TIME×M2では評価できないからである。   Here, the higher the reaction rate and the higher the selectivity in the reaction, the better the reaction characteristics. Therefore, the reaction rate × selectivity is introduced as an index for judging the superiority or inferiority. Show. The reason for using an index different from the above-mentioned “Evaluation of Reaction Characteristics 1” is that the reaction system is different and the evaluation cannot be performed with the TIME × M2.

(反応特性の評価3)
上記の反応特性の評価2と同様にして、比較例5で得られた、筒状反応容器に充填されたフィルム状触媒に、ドデシルアルコール(花王(株)製カルコール2098)を73.9g/Hrの流量、水素ガスを33.6NL/Hrの流量で流通させながら、触媒の還元活性化を行った。
(Evaluation of reaction characteristics 3)
In the same manner as in Evaluation 2 of the above reaction characteristics, 73.9 g / Hr of dodecyl alcohol (Calcoal 2098 manufactured by Kao Corporation) was added to the film-like catalyst filled in the cylindrical reaction vessel obtained in Comparative Example 5. The catalyst was reduced and activated while flowing hydrogen gas at a flow rate of 33.6 NL / Hr.

その後、水素ガス供給をストップし、Nガスを9NL/Hr、ドデシルアルコールを73.9g/Hrで供給しながら昇温し、温度を220℃で一定に保ち、連続的に脱水素反応を行った。圧力は常圧であった。 Thereafter, the supply of hydrogen gas was stopped, the temperature was raised while supplying N 2 gas at 9 NL / Hr and dodecyl alcohol at 73.9 g / Hr, the temperature was kept constant at 220 ° C., and the dehydrogenation reaction was carried out continuously. It was. The pressure was normal pressure.

得られた反応液サンプルをガスクロマトグラフにて分析を行い、ドデシルアルコール濃度は95.3%、生成したアルデヒド濃度は、0.8%であった。また原料としたドデシルアルコールは濃度98.6%であった。この結果より、
反応率(%)=原料ドデシルアルコール濃度−反応後ドデシルアルコール濃度
=98.6−95.3=3.3(%)
選択率(%)=反応後アルデヒド濃度(%)/反応率(%)×100
=0.8/3.3×100=24.2(%)であった。結果を下記表2に示す。
The obtained reaction liquid sample was analyzed with a gas chromatograph. The concentration of dodecyl alcohol was 95.3% and the concentration of the produced aldehyde was 0.8%. The concentration of dodecyl alcohol used as a raw material was 98.6%. From this result,
Reaction rate (%) = raw material dodecyl alcohol concentration-post-reaction dodecyl alcohol concentration = 98.6-95.3 = 3.3 (%)
Selectivity (%) = post-reaction aldehyde concentration (%) / reaction rate (%) × 100
= 0.8 / 3.3 × 100 = 24.2 (%). The results are shown in Table 2 below.

(孔径分布の測定方法)
孔径分布の測定は、“物質の機能性(第4版 実験化学講座12、日本化学会編、丸善株式会社発行 486頁)”等に記載の測定方法(水銀圧入法)に従う。具体的には、島津製作所製の水銀圧入式細孔分布測定装置(ポアサイザー9320)等の水銀圧入法の専用測定機を用いることにより、孔径分布を測定することができる。
(Measurement method of pore size distribution)
The pore size distribution is measured according to the measurement method (mercury intrusion method) described in “Functionality of Substance (4th edition, Experimental Chemistry Course 12, edited by The Chemical Society of Japan, published by Maruzen Co., Ltd., page 486)”. Specifically, the pore size distribution can be measured by using a mercury intrusion measuring device such as a mercury intrusion type pore distribution measuring device (pore sizer 9320) manufactured by Shimadzu Corporation.

フィルム状触媒は、予め坪量、塗布前の銅箔坪量、面積を測定し、触媒層質量を計測しておき、水銀圧入法により触媒層の孔径分布を測定した。水銀圧入法による孔径の測定は、下記の式を使って計算した。   The film-form catalyst measured the basic weight, the copper foil basic weight before application | coating, and an area beforehand, measured the catalyst layer mass, and measured the pore size distribution of the catalyst layer by the mercury intrusion method. The measurement of the pore diameter by the mercury intrusion method was calculated using the following formula.

D=−4γCOSθ/P
但し、式中でそれぞれD:孔径、γ:水銀の表面張力、θ:接触角、P:圧力を示す。水銀の表面張力は482.536dyn/cmとし、使用接触角は130°とし、水銀圧力0〜30000psiaにて測定した。
D = -4γCOSθ / P
In the formula, D: pore diameter, γ: mercury surface tension, θ: contact angle, and P: pressure, respectively. The surface tension of mercury was 482.536 dyn / cm, the contact angle used was 130 °, and the mercury pressure was measured at 0 to 30000 psia.

孔径分布は、上記の原理を利用して、水銀に加える圧力を徐々に変化させ、その時に孔内に侵入した水銀の体積、即ち細孔容量Vを測定し、上記式に従って換算した孔径Dと細孔容量との関係を描き、この関係曲線の微分係数dV/d(logD)を求めて縦軸とし、孔径Dを横軸としてグラフ(図4参照)にすることで求めた。この方法を水銀圧入法という。孔径分布は、孔径6nm〜10000nmの範囲について測定した。なお、図4及び図5に示す細孔容量の単位である(ml)は水銀の細孔への侵入量を示し、(g)は測定に使用した触媒層サンプルの質量を示す。また、NO DETECTは、前記グラフから目視でモード値を確認できない場合を意味する。   The pore size distribution uses the above principle to gradually change the pressure applied to mercury, measure the volume of mercury that has entered the pores at that time, that is, the pore volume V, The relationship with the pore volume was drawn, and the differential coefficient dV / d (log D) of this relationship curve was determined and plotted on the vertical axis, and the pore diameter D was plotted on the horizontal axis (see FIG. 4). This method is called mercury intrusion method. The pore size distribution was measured for a pore size range of 6 nm to 10,000 nm. In addition, (ml) which is a unit of the pore volume shown in FIG.4 and FIG.5 shows the penetration | invasion amount of the mercury to the pore, (g) shows the mass of the catalyst layer sample used for the measurement. NO DETECT means that the mode value cannot be confirmed visually from the graph.

本測定法にて測定される触媒層のモード値(グラフに示された曲線のピーク)が異なる孔径分布の内、最大のモード値を有する孔径分布をモード値t、そのtよりも小さい孔径であるモード値を有する孔径分布のうち最も頻度値の大きいモード値をtとした。 Of the pore size distributions having different mode values (curve peaks shown in the graph) of the catalyst layer measured by this measurement method, the pore size distribution having the maximum mode value is the mode value t 1 , which is smaller than the t 1. a large mode value of the most frequent value of the pore size distribution having a mode value is a hole diameter is t 2.

Figure 2008110341
Figure 2008110341

表1に示すように実施例1〜4は粉末状触媒の孔径分布のモード値T、フィルム状触媒の触媒層の孔径分布のモード値tが式(I)を満足するものであり、反応活性が高く、副生物量が少なく、良好な特性が得られており、十分な剥離強度も有していた。 As shown in Table 1, Examples 1-4 are those in which the mode value T 1 of the pore size distribution of the powdered catalyst and the mode value t 1 of the pore size distribution of the catalyst layer of the film-like catalyst satisfy the formula (I). The reaction activity was high, the amount of by-products was small, good characteristics were obtained, and sufficient peel strength was obtained.

一方、比較例1〜4では、粉末状触媒の孔径分布のモード値Tとフィルム状触媒の触媒層の孔径分布のモード値tが大きく異なった状態となっており、反応活性が低く、副生物も多かった。 On the other hand, Comparative Example 1-4, and a state where the mode value t 1 of the pore diameter distribution of the catalyst layer of powdered pore size distribution of catalysts mode value T 1 and the film catalyst is very different, the reaction activity is low, There were also many by-products.

Figure 2008110341
Figure 2008110341

表2に示すように実施例5は、粉末状触媒の孔径分布のモード値T、フィルム状触媒の触媒層の孔径分布のモード値tが式(I)を満足するものであり、反応特性(反応率×選択率)が高く、十分な剥離強度を有していた。 As shown in Table 2, in Example 5, the mode value T 1 of the pore size distribution of the powder catalyst and the mode value t 1 of the pore size distribution of the catalyst layer of the film catalyst satisfy the formula (I), and the reaction The characteristics (reaction rate × selectivity) were high, and the peel strength was sufficient.

平衡反応であるアルデヒド反応は、反応率、選択率を両立することが難しいことが知られているが、本発明によるフィルム状触媒を用いた反応では優れた反応特性が得られた。   The aldehyde reaction, which is an equilibrium reaction, is known to be difficult to achieve both a reaction rate and a selectivity, but excellent reaction characteristics were obtained in the reaction using the film catalyst according to the present invention.

一方、比較例5では、粉末状触媒の孔径分布のモード値T、フィルム状触媒の触媒層の孔径分布のモード値tが式(I)を満足しないものであり、反応特性(反応率×選択率)が低かった。 On the other hand, in Comparative Example 5, the mode value T 1 of the pore size distribution of the powder catalyst and the mode value t 1 of the pore size distribution of the catalyst layer of the film catalyst do not satisfy the formula (I), and the reaction characteristics (reaction rate × selectivity) was low.

本発明の製造方法で得られたフィルム状触媒の概略断面図。The schematic sectional drawing of the film-like catalyst obtained with the manufacturing method of this invention. 図1の部分断面図。The fragmentary sectional view of FIG. 図2の部分断面図。The fragmentary sectional view of FIG. 式(I)を説明するための孔径分布を示すグラフ。The graph which shows the hole diameter distribution for demonstrating Formula (I). 式(I)におけるモード値の求め方の説明図。Explanatory drawing of the method of calculating | requiring the mode value in Formula (I). 本発明の製造方法で得られたフィルム状触媒の一実施形態の斜視図。The perspective view of one Embodiment of the film-like catalyst obtained with the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法で得られたフィルム状触媒の他実施形態の斜視図。The perspective view of other embodiment of the film-like catalyst obtained with the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法で得られたフィルム状触媒のさらに他実施形態の斜視図。The perspective view of further another embodiment of the film-like catalyst obtained with the manufacturing method of this invention. 実施例5及び比較例5で用いた筒状反応容器の斜視図。The perspective view of the cylindrical reaction container used in Example 5 and Comparative Example 5. FIG.

Claims (12)

粉末状触媒、バインダーおよび溶媒を含む塗料組成物を調製する工程と、前記塗料組成物を用い、支持体上に触媒層を形成して触媒中間体を得る工程とを含む、前記支持体上に触媒層を有するフィルム状触媒の製造方法であって、
得られたフィルム状触媒が下記式(I)を満足するものであることを特徴とするフィルム状触媒の製造方法。
0.55T<t<2T (I)
:フィルム状触媒の触媒層に含まれる、原料として使用した粉末状触媒自体の孔径分布の最大モード値(水銀圧入法により測定)
:フィルム状触媒の触媒層の孔径分布の内、最大のモード値(水銀圧入法により測定)
A step of preparing a coating composition comprising a powdered catalyst, a binder and a solvent; and a step of forming a catalyst layer on the support and using the coating composition to obtain a catalyst intermediate on the support. A method for producing a film catalyst having a catalyst layer,
The film-like catalyst obtained satisfies the following formula (I): A method for producing a film-like catalyst.
0.55T 1 <t 1 <2T 1 (I)
T 1 : Maximum mode value of the pore size distribution of the powder catalyst used as a raw material contained in the catalyst layer of the film catalyst (measured by mercury intrusion method)
t 1 : The maximum mode value in the pore size distribution of the catalyst layer of the film catalyst (measured by mercury porosimetry)
前記フィルム状触媒の触媒層が、水銀圧入法により測定される前記tとは異なる孔径分布のモード値tを有しており、t≦0.2×tである、請求項1記載のフィルム状触媒の製造方法。 The catalyst layer of the film catalyst is from said t 1 as measured by mercury porosimetry has a mode value t 2 of different pore size distribution, a t 2 ≦ 0.2 × t 1, claim 1 The manufacturing method of the film-form catalyst of description. 前記モード値tが4〜50nmである、請求項2記載のフィルム状触媒の製造方法。 The method for producing a film catalyst according to claim 2, wherein the mode value t2 is 4 to 50 nm. 前記塗料組成物がメディア型ミルを用いて調製されたものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法。   The method for producing a film catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein the coating composition is prepared using a media mill. 前記塗料組成物が、前記メディア型ミルにおける調製時間time(sec.)、代表速度V(m/sec.)、調製に使用したメディアの見掛け容積P(L)、塗料組成物の配合質量G(kg)としたとき、次式:500<time・V・P/G<5000(m・L/kg)を満たす条件下で調製されたものである請求項1〜4のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法。   The coating composition has a preparation time time (sec.), A representative speed V (m / sec.), An apparent volume P (L) of media used for the preparation, and a blending mass G ( It is prepared under conditions satisfying the following formula: 500 <time · V · P / G <5000 (m · L / kg). A method for producing a film catalyst. 乾燥および/または硬化工程を含む請求項1〜5のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法。   The manufacturing method of the film-form catalyst of any one of Claims 1-5 including a drying and / or hardening process. 前記乾燥および/または硬化工程の後に形状加工工程と加熱工程を有する請求項6記載のフィルム状触媒の製造方法。   The manufacturing method of the film-form catalyst of Claim 6 which has a shape processing process and a heating process after the said drying and / or hardening process. 前記形状加工工程がハニカム構造体に加工する工程である請求項8に記載のフィルム状触媒の製造方法。   The method for producing a film catalyst according to claim 8, wherein the shape processing step is a step of processing into a honeycomb structure. 前記塗料組成物に含有される粉末状触媒が、触媒活物質が多孔性材料に担持されたものである、請求項1〜8のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法。   The method for producing a film catalyst according to any one of claims 1 to 8, wherein the powdered catalyst contained in the coating composition is a catalyst active material supported on a porous material. 前記塗料組成物に含有されるバインダーの割合が10〜40質量%である、請求項1〜9のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法。   The manufacturing method of the film-form catalyst of any one of Claims 1-9 whose ratio of the binder contained in the said coating composition is 10-40 mass%. 前記フィルム状触媒の触媒層の厚みが100μm以下である、請求項1〜10のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法。   The manufacturing method of the film catalyst of any one of Claims 1-10 whose thickness of the catalyst layer of the said film catalyst is 100 micrometers or less. 前記フィルム状触媒を気液反応の触媒として使用する、請求項1〜11のいずれか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法。   The manufacturing method of the film-form catalyst of any one of Claims 1-11 which uses the said film-form catalyst as a catalyst of a gas-liquid reaction.
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