JP2017113747A - Film-like catalyst - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film-like catalyst excellent in reaction selectivity, and having a small falling amount of the catalyst; and to provide a production method of the film-like catalyst.SOLUTION: There is provided a film-like catalyst having a catalyst layer formed on a support medium. In the film-like catalyst, the catalyst layer includes catalyst particles containing a powdery catalyst and a binder and having a particle size of 1.3 μm or larger and 3.3 μm or smaller, and a pore volume of the catalyst layer is 0.40 mL/g or more and 0.87 mL/g or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明はフィルム状触媒及びフィルム状触媒の製造方法に関する。   The present invention relates to a film catalyst and a method for producing the film catalyst.

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及び特許文献2に開示されている。特許文献1には、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3級アミンの製造方法が開示されている。特許文献2には、特定の孔径分布を有する触媒層を支持体上に形成することで、反応活性及び反応選択性を高くしたフィルム状触媒の製造方法が開示されている。   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 and Patent Document 2 disclose a film catalyst as a novel form of a solid catalyst used in a fixed bed system. Patent Document 1 discloses a method for producing a tertiary amine having excellent reaction selectivity by using a film catalyst having a thickness of 100 μm or less in the amine production method. Patent Document 2 discloses a method for producing a film catalyst in which reaction activity and reaction selectivity are increased by forming a catalyst layer having a specific pore size distribution on a support.

国際公開2005/035122号International Publication No. 2005/035122 特開2008−110341号公報JP 2008-110341 A

特許文献1及び特許文献2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 and Patent Document 2 is an excellent invention in that the catalytic activity is good and the amount of catalyst falling off is small.

本発明は、特許文献1及び特許文献2に開示された発明をさらに改良したものであり、反応選択性が良好であると共に、触媒の脱落量が少ないフィルム状触媒及びそ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 inventions disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, and provides a film catalyst having good reaction selectivity and a small amount of catalyst dropout, and a method for producing the same. Is an issue.

本発明は、支持体上に形成された触媒層を有するフィルム状触媒であって、前記触媒層が、粉末状触媒とバインダーを含む粒子径1.3μm以上3.3μm以下の触媒粒子を含み、
前記触媒層の細孔容量が0.40mL/g以上0.87mL/g以下である、フィルム状触媒に関する。
The present invention is a film catalyst having a catalyst layer formed on a support, the catalyst layer comprising catalyst particles having a particle size of 1.3 μm or more and 3.3 μm or less containing a powdered catalyst and a binder,
The catalyst layer has a pore volume of 0.40 mL / g or more and 0.87 mL / g or less.

また本発明は、以下の工程を含む、前記フィルム状触媒の製造方法に関する。
工程1:粉末状触媒、バインダー及び溶媒を含む塗料組成物を調製する工程であって、前記塗料組成物中の粉末状触媒及びバインダーを含む触媒粒子の粒子径を1.3μm以上3.3μm以下となるように調製する工程
工程2:前記塗料組成物を支持体上に塗布し、触媒層を製膜する工程
Moreover, this invention relates to the manufacturing method of the said film-form catalyst including the following processes.
Step 1: A step of preparing a coating composition containing a powdered catalyst, a binder and a solvent, wherein the particle size of the catalyst particles containing the powdered catalyst and the binder in the coating composition is 1.3 μm or more and 3.3 μm or less. Step 2: Step of applying the coating composition on a support and forming a catalyst layer

本発明によれば、反応選択性が良好であると共に、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ができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while the reaction selectivity is favorable, the manufacturing method of the film-form catalyst with few drop-off amounts of a catalyst can be provided.

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. 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 other embodiment of the film-like catalyst obtained with the manufacturing method of this invention.

<フィルム状触媒>
本発明に用いられるフィルム状触媒は、支持体上に形成された触媒層を有するフィルム状触媒であって、前記触媒層が、粉末状触媒とバインダーを含む粒子径1.3μm以上3.3μm以下の触媒粒子を含み、前記触媒層の細孔容量が0.40mL/g以上0.87mL/g以下である、フィルム状触媒である。
<Film catalyst>
The film catalyst used in the present invention is a film catalyst having a catalyst layer formed on a support, and the catalyst layer has a particle size of 1.3 μm or more and 3.3 μm or less including a powdered catalyst and a binder. And the catalyst layer has a pore volume of 0.40 mL / g or more and 0.87 mL / g or less.

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「触媒粒子」は、粉末状触媒とバインダーを含み、特定の粒子径を有する粒子を意味する。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. The “catalyst particles” mean particles having a specific particle diameter including a powdered catalyst and a binder. 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.

〔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族元素、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 periodic 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、珪藻土等から選ばれる1種以上の多孔性材料を挙げることができ、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 one or more porous materials selected from activated carbon, alumina, silica, zeolite, titania, silica-alumina, diatomaceous earth, and the like. 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.

粉末状触媒の粒子径は、触媒の濾過分離の観点から、好ましくは1.3μm以上、より好ましくは1.5μm以上、更に好ましくは1.8μm以上、そして、触媒の反応活性の観点から、好ましくは4.5μm以下、より好ましくは4.3μm以下、更に好ましくは4.0μm以下である。ここで、粒子径とは体積基準にて算出したメジアン径と定義する。
さらに粉末状触媒のBET法による比表面積は、触媒の濾過分離の観点から、好ましくは0.1m/g以上、より好ましくは1m/g以上、更に好ましくは10m/g以上、そして、触媒の反応活性の観点から、好ましくは500m/g以下、より好ましくは200m/g以下、更に好ましくは100m/g以下である。
The particle size of the powdered catalyst is preferably 1.3 μm or more, more preferably 1.5 μm or more, still more preferably 1.8 μm or more from the viewpoint of catalyst filtration and separation, and preferably from the viewpoint of the reaction activity of the catalyst. Is 4.5 μm or less, more preferably 4.3 μm or less, and still more preferably 4.0 μm or less. Here, the particle diameter is defined as a median diameter calculated on a volume basis.
Further, the specific surface area of the powdered catalyst by the BET method is preferably 0.1 m 2 / g or more, more preferably 1 m 2 / g or more, further preferably 10 m 2 / g or more, from the viewpoint of filtration separation of the catalyst, and From the viewpoint of the reaction activity of the catalyst, it is preferably 500 m 2 / g or less, more preferably 200 m 2 / g or less, still more preferably 100 m 2 / g or less.

粉末状触媒の粒子径の測定方法は、粉末状触媒を溶媒に希釈して、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、LA−950)等を用いることにより測定できる。   The particle diameter of the powdered catalyst can be measured by diluting the powdered catalyst in a solvent and using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (LA-950, manufactured by Horiba, Ltd.).

〔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ッ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 a binder, the film strength and binding properties are improved by improving the crosslinking density due to the curing reaction, and the catalytic activity of the powdered catalyst is effectively derived from the porous catalyst coating by the condensation reaction. be able to.

本発明の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 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 a copper-nickel-ruthenium ternary system. A combination of a powdered catalyst and a phenol resin can be mentioned.

〔溶媒〕
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。
〔solvent〕
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。   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;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;デムナム(ダイキン工業株式会社製)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。
なかでも、溶媒は、粉末状触媒表面の塗れ性やバインダーの溶解性の観点から、好ましくはアルコール類、ケトン類であり、より好ましくはケトン類であり、更に好ましくはメチルエチルケトン(MEK)である。
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, Ethers such as oxane; liquid paraffin, decane, decene, methylnaphthalene, decalin, kerosene, diphenylmethane, toluene, dimethylbenzene, ethylbenzene, diethylbenzene, propylbenzene, cyclohexane, partially hydrogenated hydrocarbons such as triphenyl; chlorobenzene , Halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, bromobenzene, chlorodiphenyl, chlorodiphenylmethane; fluorides such as demnum (manufactured by Daikin Industries); ethyl benzoate, octyl benzoate, dioctyl phthalate, trioctyl trimellitic acid , Ester compounds such as dibutyl sebacate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate; other dimethylformamide, N-methyl-pyro It can be exemplified Don, acetonitrile, ethyl acetate.
Among them, the solvent is preferably an alcohol or a ketone, more preferably a ketone, and still more preferably methyl ethyl ketone (MEK) from the viewpoint of the paintability of the powdery catalyst surface and the solubility of the binder.

〔その他成分〕
触媒層には、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。
[Other ingredients]
In addition to the above-mentioned components, the catalyst layer 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. . 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(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. The organic fibers include polyamide nylon 6, nylon 66, aramid fiber, polyvinyl alcohol fiber, polyester polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate fiber, polyarylate fiber, and 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 (membrane strength) of the catalyst layer can be improved due to the manifestation of the aggregate effect.

〔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、金属箔として、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 processability and durability and does not adversely affect the reaction system in which the film catalyst of the present invention is used. For example, as a metal foil, a copper foil, Examples thereof include stainless steel foil and aluminum foil. 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、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る。
支持体の表面を粗面化処理する場合、支持体の表面粗さRzは、触媒層との密着性および触媒層内の反応基質の拡散性を向上させる観点から、好ましくは1.0μm以上、より好ましくは2.0μm以上、更に好ましくは2.5μm以上、より更に好ましくは3.0μm以上、そして、触媒層の均一性を担保する観点から、好ましくは30.0μm以下、より好ましくは25.0μm以下、更に好ましくは20.0μm以下である。ここで、表面粗さRzは、粗さ曲線最大高さであり、JIS B 0601(2001)に定義されたものをいう。
支持体の表面粗さは、例えば、表面粗さ測定装置(型番CS−3200 株式会社ミツトヨ製)等の専用測定機を用いることにより、算出することができる。測定方法はJIS B 0601に記載された方法である。
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. The coupling agent described above can be used for this coupling treatment.
In the case of roughening the surface of the support, the surface roughness Rz of the support is preferably 1.0 μm or more from the viewpoint of improving adhesion with the catalyst layer and diffusibility of the reaction substrate in the catalyst layer. More preferably, it is 2.0 μm or more, more preferably 2.5 μm or more, still more preferably 3.0 μm or more, and from the viewpoint of ensuring the uniformity of the catalyst layer, it is preferably 30.0 μm or less, more preferably 25. It is 0 μm or less, more preferably 20.0 μm or less. Here, the surface roughness Rz is a roughness curve maximum height, which is defined in JIS B 0601 (2001).
The surface roughness of the support can be calculated, for example, by using a dedicated measuring machine such as a surface roughness measuring device (model number CS-3200, manufactured by Mitutoyo Corporation). The measuring method is the method described in JIS B 0601.

支持体を粗面化処理する方法としては、物理的粗面化処理、及び化学的粗面化処理が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the method for roughening the support include, but are not limited to, physical roughening and chemical roughening.

〔触媒層〕
支持体上に形成された触媒層中の粉末状触媒とバインダーを含む触媒粒子の粒子径は、触媒活性の観点から、1.3μm以上、好ましくは1.5μm以上、より好ましくは1.8μm以上、そして、フィルム触媒層の膜厚の均一性および膜強度を担保する観点から、3.3μm以下、好ましくは3.0μm以下、より好ましくは2.8μm以下である。
ここで、粒子径とは体積基準にて算出したメジアン径と定義する。
(Catalyst layer)
From the viewpoint of catalytic activity, the particle diameter of the catalyst particles containing the powdered catalyst and the binder in the catalyst layer formed on the support is 1.3 μm or more, preferably 1.5 μm or more, more preferably 1.8 μm or more. And from a viewpoint of ensuring the uniformity of the film thickness of a film catalyst layer, and film | membrane intensity | strength, it is 3.3 micrometers or less, Preferably it is 3.0 micrometers or less, More preferably, it is 2.8 micrometers or less.
Here, the particle diameter is defined as a median diameter calculated on a volume basis.

触媒粒子径は、触媒層の断面画像から算出する方法や、触媒粒子を含む塗料組成物から算出する方法が挙げられる。
塗料組成物から算出する場合、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、LA−950)等を用いることにより測定できる。
Examples of the catalyst particle diameter include a method of calculating from a cross-sectional image of the catalyst layer, and a method of calculating from a coating composition containing catalyst particles.
When calculating from a coating composition, it can be measured by using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (LA-950, manufactured by Horiba, Ltd.).

触媒層の細孔容量は、触媒層内の反応基質の拡散性の観点から、0.40mL/g以上、好ましくは0.45mL/g以上、より好ましくは0.5mL/g以上、そして、触媒層の緻密性および膜強度を担保する観点から、0.87mL/g以下、好ましくは0.85mL/g以下、より好ましくは0.83mL/g以下である。
ここで、触媒層の細孔容量とは、触媒層内の粉末状触媒の単位質量あたりの細孔容量と定義する。
The pore volume of the catalyst layer is 0.40 mL / g or more, preferably 0.45 mL / g or more, more preferably 0.5 mL / g or more, from the viewpoint of diffusibility of the reaction substrate in the catalyst layer, and the catalyst From the viewpoint of ensuring the denseness of the layer and the film strength, it is 0.87 mL / g or less, preferably 0.85 mL / g or less, more preferably 0.83 mL / g or less.
Here, the pore volume of the catalyst layer is defined as the pore volume per unit mass of the powdery catalyst in the catalyst layer.

細孔容量の測定方法は、水銀圧入式細孔分布測定装置(島津製作所製、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、細孔容量を測定することができる。   As a method for measuring the pore volume, the pore volume can be measured by using a mercury intrusion dedicated measuring machine such as a mercury intrusion pore distribution measuring apparatus (manufactured by Shimadzu Corporation, Pore Sizer 9320).

触媒層の平均マクロ孔径は、触媒層内へ反応基質を拡散させて反応選択性を上げる観点から、好ましくは0.20μm以上、より好ましくは0.21μm以上、更に好ましくは0.22μm以上、そして、触媒層の緻密性の観点から、好ましくは0.50μm以下、より好ましくは0.49μm以下、更に好ましくは0.48μm以下である。
ここで、平均マクロ孔径とは、触媒層内の細孔を円筒細孔と想定した場合の細孔直径Dと定義する。細孔直径Dは、細孔容量Voおよび細孔面積Aから、D=4Vo/Aにより算出することができる。
The average macropore diameter of the catalyst layer is preferably 0.20 μm or more, more preferably 0.21 μm or more, further preferably 0.22 μm or more, from the viewpoint of increasing the reaction selectivity by diffusing the reaction substrate into the catalyst layer. From the viewpoint of the denseness of the catalyst layer, it is preferably 0.50 μm or less, more preferably 0.49 μm or less, and still more preferably 0.48 μm or less.
Here, the average macropore diameter is defined as the pore diameter D when the pores in the catalyst layer are assumed to be cylindrical pores. The pore diameter D can be calculated from the pore volume Vo and the pore area A by D = 4Vo / A.

平均マクロ孔径の測定方法は、前述の水銀圧入式細孔分布測定装置(島津製作所製、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、細孔容量Voおよび細孔面積Aを測定することで、上記式から算出することができる。   The method for measuring the average macropore diameter is to determine the pore volume Vo and the pore area A by using a mercury intrusion measuring apparatus such as the above-mentioned mercury intrusion type pore distribution measuring device (manufactured by Shimadzu Corporation, Pore Sizer 9320). By measuring, it can be calculated from the above formula.

触媒層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、好ましくは質量50%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは64質量%以上、より更に好ましくは66質量%以上、そして、同様の観点から、好ましくは91質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは88質量%以下、より更に好ましくは83質量%以下である。   The content ratio of the powdery catalyst in the catalyst layer is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and still more preferably 64% by mass from the viewpoint of expressing high reaction activity and reducing the amount of by-products. More preferably, it is 66% by mass or more, and from the same viewpoint, it is preferably 91% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, still more preferably 88% by mass or less, and still more preferably 83% by mass or less. is there.

触媒層中のバインダーの含有割合は、支持体表面への結着性の観点から、好ましくは9質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは12質量%以上、より更に好ましくは17質量%以上、そして、同様の観点から、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは36質量%以下、より更に好ましく34質量%以下である。   The content ratio of the binder in the catalyst layer is preferably 9% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, still more preferably 12% by mass or more, and still more preferably 17%, from the viewpoint of binding to the support surface. From the same viewpoint, it is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, still more preferably 36% by mass or less, and still more preferably 34% by mass or less.

触媒層中の粉末状触媒とバインダーの質量比(粉末状触媒/バインダー)は、高い反応活性の発現の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは1.5以上、更に好ましくは1.8以上、より更に好ましくは2以上、そして、支持体表面への結着性の観点から、好ましくは10以下、より好ましくは9以下、更に好ましくは7.5以下、より更に好ましくは5以下である。   The mass ratio of the powdered catalyst to the binder in the catalyst layer (powdered catalyst / binder) is preferably 1 or more, more preferably 1.5 or more, and still more preferably 1.8 or more, from the viewpoint of high reaction activity. More preferably, it is 2 or more, and from the viewpoint of the binding property to the support surface, it is preferably 10 or less, more preferably 9 or less, still more preferably 7.5 or less, and even more preferably 5 or less.

〔フィルム状触媒の構造〕
本発明のフィルム状触媒は、支持体の一面又は両面に触媒層を有するものである。以下、図面により、本発明のフィルム状触媒における触媒層の層構造を説明する。
[Structure of film catalyst]
The film-like catalyst of the present invention has a catalyst layer on one side or both sides of a support. Hereinafter, the layer structure of the catalyst layer in the film catalyst of the present invention 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.

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を含んで触媒粒子を形成しており、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 powdered catalyst 4 and a binder 5 covering the periphery of the powdered catalyst 4 to form catalyst particles, and a plurality of powdered catalysts 4 (and powdered catalysts 4) are formed. Between the binders 5) covering the periphery, there are gaps 6 as shown surrounded by broken lines 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.

本発明のフィルム状触媒は、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、好ましくは1μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは5μm以上、そして、好ましくは500μm以下、より好ましくは100μm以下、更に好ましくは50μm以下である。また単位面積当たりの触媒層担持量は、同様の観点から、好ましくは0.5g/m以上、より好ましくは1g/m以上、更に好ましくは5g/m以上、そして、好ましくは100g/m以下、より好ましくは50g/m以下、更に好ましくは30g/m以下である。なお、単位面積当たりの触媒層担持量は、支持体の片面のみに触媒層を有する場合の担持量である。両面に触媒層を有する場合は、単位面積当たりの触媒層担持量は倍になる。 In the film catalyst of the present invention, the thickness of the catalyst layer is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more, still more preferably 5 μm or more, from the viewpoint of expressing high reaction activity and reducing the amount of byproducts. Preferably it is 500 micrometers or less, More preferably, it is 100 micrometers or less, More preferably, it is 50 micrometers or less. In addition, the catalyst layer loading per unit area is preferably 0.5 g / m 2 or more, more preferably 1 g / m 2 or more, still more preferably 5 g / m 2 or more, and preferably 100 g / m 2 from the same viewpoint. m 2 or less, more preferably 50 g / m 2 or less, and even more preferably 30 g / m 2 or less. In addition, the catalyst layer carrying amount per unit area is a carrying amount when the catalyst layer is provided only on one side of the support. When catalyst layers are provided on both sides, the amount of catalyst layer supported per unit area is doubled.

本発明のフィルム状触媒の全体としての厚さは、1μm以上200μm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。   The overall thickness of the film catalyst of the present invention is preferably 1 μm or more and 200 μm or less, but is not limited thereto.

<フィルム状触媒の製造方法>
本発明のフィルム状触媒の製造方法は、以下の工程を含む、前記フィルム状触媒の製造方法である。
工程1:粉末状触媒、バインダー及び溶媒を含む塗料組成物を調製する工程であって、前記塗料組成物中の粉末状触媒及びバインダーを含む触媒粒子の粒子径を1.3μm以上3.3μm以下となるように調製する工程
工程2:前記塗料組成物を支持体上に塗布し、触媒層を製膜する工程
本発明のフィルム状触媒の製造方法は、上記で述べた事項を適宜適用することができる。
<Method for producing film catalyst>
The manufacturing method of the film catalyst of this invention is a manufacturing method of the said film catalyst containing the following processes.
Step 1: A step of preparing a coating composition containing a powdered catalyst, a binder and a solvent, wherein the particle size of the catalyst particles containing the powdered catalyst and the binder in the coating composition is 1.3 μm or more and 3.3 μm or less. Step 2: Step of applying the coating composition on a support and forming a catalyst layer The method for producing a film catalyst of the present invention appropriately applies the matters described above. Can do.

〔工程1〕
工程1は、粉末状触媒、バインダー及び溶媒を含む塗料組成物を調製する工程であって、前記塗料組成物中の粉末状触媒及びバインダーを含む触媒粒子の粒子径を1.3μm以上3.3μm以下となるように調製する工程である。
[Step 1]
Step 1 is a step of preparing a coating composition containing a powdered catalyst, a binder and a solvent, and the particle size of the catalyst particles containing the powdered catalyst and the binder in the coating composition is 1.3 μm or more and 3.3 μm. It is the process of preparing so that it may become the following.

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10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上、そして、同様の観点から、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは70質量%以下である。   The content ratio of the powdery catalyst in the coating composition is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and still more preferably 30% by mass from the viewpoint of developing high reaction activity and reducing the amount of by-products. % Or more, and from the same viewpoint, it is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, and still more preferably 70% by mass or less.

塗料組成物中のバインダーの含有割合は、支持体表面への結着性の観点から、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上、そして、同様の観点から、好ましくは40質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。   The content ratio of the binder in the coating composition is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, still more preferably 10% by mass or more, from the viewpoint of the binding property to the support surface. From the viewpoint, it is preferably 40% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less.

塗料組成物中の粉末状触媒とバインダーの質量比(粉末状触媒/バインダー)は、高い反応活性の発現の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは1.5以上、更に好ましくは1.8以上、より更に好ましくは2以上、そして、支持体表面への結着性の観点から、好ましくは10以下、より好ましくは9以下、更に好ましくは7.5以下、より更に好ましくは5以下である。   The mass ratio of the powdered catalyst to the binder in the coating composition (powdered catalyst / binder) is preferably 1 or more, more preferably 1.5 or more, and still more preferably 1.8, from the viewpoint of developing high reaction activity. Above, more preferably 2 or more, and from the viewpoint of binding property to the support surface, it is preferably 10 or less, more preferably 9 or less, still more preferably 7.5 or less, and even more preferably 5 or less. .

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。バインダーの含有割合が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 content 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.

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イ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、触媒粒子の粒子径・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 paint 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 catalyst particles are controlled to form a 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(三井鉱山株式会社、登録商標)、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、SCミル、グレンミル、ダイノミル、アペックスミル、スターミル(アシザワ・ファインテック株式会社、登録商標)、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を用いることもできる。   Media type mills include ball mills, attritors (registered trademark), AD mills, twin AD mills, basket mills, twin basket mills, handy mills, SC mills, Glen mills, dyno mills, apex mills, star mills (Ashizawa Finetech Co., Ltd., registered trademark), viscomill, sand grinder, paint shaker using beads, and the like. In the present invention, as a disperser other than the media type mill, a dissolver type mixing disperser may be used.

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(I)を満たす条件下で調製することが好ましい。
100<time・V・P/G<1500(m・L/kg) (I)
The coating composition consists of a media type mill 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 (kg) of the coating composition. , It is preferable to prepare it under the conditions satisfying the following formula (I).
100 <time.V.P / G <1500 (m.L / kg) (I)

なお、式(I)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 (I), 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、塗料組成物に印加される剪断速度(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(I)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(I)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)と塗料組成物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。塗料組成物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、塗料組成物単位質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組成物の分散効果は、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、前提条件として調整溶媒が同じである場合に、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 coating composition and the preparation time (sec.). It is difficult to determine the shear rate and to model the state of shear application. For this reason, it has been found that it is effective to determine the paint conditions by the formula (I) in the media type mill. In other words, in the formula (I), the paint preparation conditions 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 the paint composition. It can be expressed as a product of (P / G). The apparent volume ratio (P / G) of the media per unit mass of the coating composition refers to the apparent volume of the media involved in coating, and if the apparent volume of the media during dispersion is smaller than the unit mass of the coating composition If P / G 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 coating composition by the media is affected by the shape, density, material, etc. of the media to be used, but the inventor of the present invention has the apparent volume of the media when the adjustment solvent is the same as a precondition. We focused on being 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、粉砕効率の観点から、好ましくは0.50m/sec以上、より好ましくは0.75m/sec以上、更に好ましくは1.0m/sec以上、そして、過粉砕を抑制する観点から、好ましくは30m/sec以下、より好ましくは25m/sec以下、更に好ましくは20m/sec以下である。   The representative speed (V) is preferably 0.50 m / sec or more, more preferably 0.75 m / sec or more, still more preferably 1.0 m / sec or more, from the viewpoint of pulverization efficiency, and a viewpoint of suppressing excessive pulverization. Therefore, it is preferably 30 m / sec or less, more preferably 25 m / sec or less, and still more preferably 20 m / sec or less.

調製時間(time)は、塗料の均一性担保の観点から、好ましくは30sec以上、より好ましくは45sec以上、更に好ましくは60sec以上、そして、生産効率の観点から、好ましくは10000sec以下、より好ましくは7000sec以下、更に好ましくは5000sec以下である。 The preparation time (time) is preferably 30 sec or more, more preferably 45 sec or more, still more preferably 60 sec or more, from the viewpoint of ensuring uniformity of the paint, and preferably 10,000 sec or less, more preferably 7000 sec from the viewpoint of production efficiency. Hereinafter, it is more preferably 5000 sec or less.

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、塗料組成物単位質量あたりのメデイアの見掛け容積比(P/G)は、粉砕効率の観点から、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.03以上、更に好ましくは0.05以上、そして、生産効率の観点から、好ましくは1以下、より好ましくは0.9以下、更に好ましくは0.8以下である。 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 the media per unit mass of the coating composition is From the viewpoint of grinding efficiency, preferably 0.01 or more, more preferably 0.03 or more, still more preferably 0.05 or more, and from the viewpoint of production efficiency, preferably 1 or less, more preferably 0.9 or less, More preferably, it is 0.8 or less.

式(I)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中の触媒粒子径を1.3μm以上3.3μm以下、触媒層の細孔容量を0.40mL/g以上0.87mL/g以下、平均マクロ孔径を0.2μm以上0.5μm以下に近づけることができる。
式(I)で示される調製条件は、好ましくは100<time・V・P/G<1500、より好ましくは110<time・V・P/G<1400、更に好ましくは120<time・V・P/G<1300で示される条件である。
By preparing the coating composition so as to satisfy the formula (I), the catalyst particle diameter in the catalyst layer of the film catalyst is 1.3 μm or more and 3.3 μm or less, and the pore volume of the catalyst layer is 0.40 mL / g to 0.87 mL / g and the average macropore diameter can be brought close to 0.2 μm to 0.5 μm.
The preparation conditions represented by the formula (I) are preferably 100 <time · V · P / G <1500, more preferably 110 <time · V · P / G <1400, still more preferably 120 <time · V · P. This is a condition represented by / G <1300.

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、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上、そして、好ましくは70質量%以下、より好ましくは65質量%以下、更に好ましくは60質量%以下である。   The solid content in the coating composition is preferably 5% by mass or more, more preferably, because the pore structure is controlled when the solvent is desorbed from the formed catalyst layer and affects the formation of the pore structure. It is 10 mass% or more, More preferably, it is 15 mass% or more, Preferably it is 70 mass% or less, More preferably, it is 65 mass% or less, More preferably, it is 60 mass% or less.

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、好ましくは0.1mPa・s以上、より好ましくは0.5mPa・s以上、更に好ましくは1mPa・s以上、そして、好ましくは100mPa・s以下、より好ましくは90mPa・s以下、更に好ましくは80mPa・s以下である。   The viscosity of the coating composition is selected within a preferable range depending on the coating method, preferably 0.1 mPa · s or more, more preferably 0.5 mPa · s or more, still more preferably 1 mPa · s or more, and preferably Is 100 mPa · s or less, more preferably 90 mPa · s or less, and still more preferably 80 mPa · s or less.

〔工程2〕
工程2は、前記塗料組成物を支持体上に塗布し、触媒層を製膜する工程である。
[Step 2]
Step 2 is a step of coating the coating composition on a support to form a catalyst layer.

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(株式会社ヒラノテクシード、登録商標)、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。   As a coating method, a conventionally known method can be used, and various coating methods such as blade, roll, knife, bar, spray, dip, spin, comma (Hirano Tech Seed, registered trademark), kiss, gravure, die coating and the like are listed. be able to.

支持体は、触媒層との密着性を向上させる観点から、粗面化処理することが好ましい。
支持体の表面を粗面化処理する場合、支持体の表面粗さRzが、触媒層との密着性および触媒層内の反応基質の拡散性を向上させる観点から、好ましくは1.0μm以上、より好ましくは2.0μm以上、更に好ましくは2.5μm以上、より更に好ましくは3.0μm以上、そして、触媒層の均一性を担保する観点から、好ましくは30.0μm以下、より好ましくは25.0μm以下、更に好ましくは20.0μm以下の支持体に前記塗料組成物を塗布し、触媒層を成膜するのが好適である。
The support is preferably subjected to a roughening treatment from the viewpoint of improving the adhesion to the catalyst layer.
When roughening the surface of the support, the surface roughness Rz of the support is preferably 1.0 μm or more from the viewpoint of improving the adhesion with the catalyst layer and the diffusibility of the reaction substrate in the catalyst layer. More preferably, it is 2.0 μm or more, more preferably 2.5 μm or more, still more preferably 3.0 μm or more, and from the viewpoint of ensuring the uniformity of the catalyst layer, it is preferably 30.0 μm or less, more preferably 25. It is preferable to coat the coating composition on a support of 0 μm or less, more preferably 20.0 μm or less, and form a catalyst layer.

〔乾燥及び硬化工程〕
本発明では、工程2の後に、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 drying and curing step can be provided after the step 2, and a shape processing step and a final heating step can be provided following the drying and curing step. 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。溶媒以外の揮発成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. Examples of volatile components other than the solvent include unreacted monomer components.

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。なお、乾燥および硬化工程後の触媒層中の触媒粒子は、塗料中の触媒粒子により形成され、触媒粒子の粒子径は変わらない。   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. The catalyst particles in the catalyst layer after the drying and curing steps are formed by the catalyst particles in the paint, and the particle diameter of the catalyst particles does not change.

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.

本発明の乾燥および硬化処理において、乾燥速度は、触媒活性を発現する細孔構造の観点から、好ましくは0.01g/m・s以上、より好ましくは0.02g/m・s以上、更に好ましくは0.03g/m・s以上、そして、同様の観点から、好ましくは10g/m・s以下、より好ましくは9g/m・s以下、更に好ましくは8g/m・s以下である。
乾燥時間は、生産性と乾燥に要するエネルギーの観点から、好ましくは30分以下、より好ましくは20分以下、更に好ましくは10分以下である。
In the drying and curing treatment of the present invention, the drying rate is preferably 0.01 g / m 2 · s or more, more preferably 0.02 g / m 2 · s or more, from the viewpoint of the pore structure expressing the catalytic activity. More preferably, it is 0.03 g / m 2 · s or more, and from the same viewpoint, preferably 10 g / m 2 · s or less, more preferably 9 g / m 2 · s or less, further preferably 8 g / m 2 · s. It is as follows.
From the viewpoint of productivity and energy required for drying, the drying time is preferably 30 minutes or less, more preferably 20 minutes or less, and even more preferably 10 minutes or less.

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、好ましくは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. Is 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速度は、触媒活性を発現する細孔構造の観点から、好ましくは0.01g/m・s以上、より好ましくは0.02g/m・s以上、更に好ましくは0.03g/m・s以上、そして、触媒活性を発現する細孔構造の観点から、好ましくは10g/m・s以下、より好ましくは9g/m・s以下、更に好ましくは8g/m・s以下である。
乾燥時間は、生産性と乾燥に要するエネルギーの観点から、好ましくは30分以下、より好ましくは20分以下、更に好ましくは10分以下である。
The drying rate before the final heat treatment for obtaining the target film-like catalyst is preferably 0.01 g / m 2 · s or more, more preferably 0.02 g / s, from the viewpoint of the pore structure expressing the catalytic activity. m 2 · s or more, more preferably 0.03 g / m 2 · s or more, and from the viewpoint of the pore structure exhibiting catalytic activity, preferably 10 g / m 2 · s or less, more preferably 9 g / m 2. · S or less, more preferably 8 g / m 2 · s or less.
From the viewpoint of productivity and energy required for drying, the drying time is preferably 30 minutes or less, more preferably 20 minutes or less, and even more preferably 10 minutes or less.

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、平板状及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 plate-like film-like catalyst obtained by processing it can be used as a structure in which multiple layers are stacked, and heat treatment can be performed in a state of being housed 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、加熱処理の温度が、好ましくは80℃以上、より好ましくは100℃以上、そして、好ましくは400℃以下、より好ましくは350℃以下であり、加熱処理の時間が、好ましくは5分以上、より好ましくは10分以上、好ましくは600分以下、より好ましくは100分以下で、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。   Although the final heat treatment conditions vary depending on the type of binder, in the present invention, the heat treatment temperature is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and preferably 400 ° C. or lower, more preferably 350 ° C. It is desirable to perform the heat treatment at a temperature of not higher than ° C. and a heat treatment time of preferably 5 minutes or longer, more preferably 10 minutes or longer, preferably 600 minutes or shorter, more preferably 100 minutes or shorter. 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4参照)、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6参照)、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. 4), a catalyst layer formed on the inner wall surface of a pipe that can be used in a flow reactor (see FIG. 6), and a catalyst layer on the surface of a thin plate 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なうことがなく、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 of the present invention can be applied to various reactions depending on the selection of the powdery catalyst contained, and is obtained particularly when the powdery catalyst used for the reaction in the liquid phase is applied. Even if the 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, and is particularly suitable as a catalyst for gas-liquid 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 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.

上述した実施形態に関し、本発明はさらに以下のフィルム状触媒及びフィルム状触媒の製造方法を開示する。   In relation to the above-described embodiment, the present invention further discloses the following film catalyst and method for producing the film catalyst.

<1>
支持体上に形成された触媒層を有するフィルム状触媒であって、
前記触媒層が、粉末状触媒とバインダーを含む粒子径1.3μm以上3.3μm以下の触媒粒子を含み、
前記触媒層の細孔容量が0.40mL/g以上0.87mL/g以下である、
フィルム状触媒。
<1>
A film-like catalyst having a catalyst layer formed on a support,
The catalyst layer includes catalyst particles having a particle size of 1.3 μm or more and 3.3 μm or less containing a powdered catalyst and a binder,
The pore volume of the catalyst layer is 0.40 mL / g or more and 0.87 mL / g or less,
Film catalyst.

<2>
前記粉末状触媒の粒子径が、1.3μm以上、好ましくは1.5μm以上、より好ましくは1.8μm以上、そして、4.5μm以下、好ましくは4.3μm以下、より好ましくは4.0μm以下である、前記<1>に記載のフィルム状触媒。
<2>
The particle size of the powdered catalyst is 1.3 μm or more, preferably 1.5 μm or more, more preferably 1.8 μm or more, and 4.5 μm or less, preferably 4.3 μm or less, more preferably 4.0 μm or less. The film catalyst according to <1>, wherein

<3>
前記粉末状触媒のBET法による比表面積が、0.1m/g以上、好ましくは1m/g以上、より好ましくは10m/g以上、そして、500m/g以下、好ましくは200m/g以下、より好ましくは100m/g以下である、前記<1>又は<2>に記載のフィルム状触媒。
<3>
The BET specific surface area of the powdery catalyst, 0.1 m 2 / g or more, preferably 1 m 2 / g or more, more preferably 10 m 2 / g or more, and, 500 meters 2 / g or less, preferably 200 meters 2 / The film-like catalyst according to <1> or <2>, which is g or less, more preferably 100 m 2 / g or less.

<4>
前記バインダーが、フェノール樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂から選ばれる1種以上の熱硬化性樹脂である、好ましくは硬化時に縮合反応を伴う熱硬化性樹脂である、前記<1>〜<3>の何れかに記載のフィルム状触媒。
<4>
<1> to <3>, wherein the binder is one or more thermosetting resins selected from a phenol resin, a furan resin, and an epoxy resin, preferably a thermosetting resin with a condensation reaction at the time of curing. The film catalyst according to any one of the above.

<5>
前記触媒粒子の粒子径が、1.5μm以上、好ましくは1.8μm以上、そして、3.0μm以下、好ましくは2.8μm以下である、前記<1>〜<4>の何れかに記載のフィルム状触媒。
<5>
The particle diameter of the catalyst particles is 1.5 μm or more, preferably 1.8 μm or more, and 3.0 μm or less, preferably 2.8 μm or less, according to any one of <1> to <4>. Film catalyst.

<6>
前記触媒層の細孔容量が、0.45mL/g以上、好ましくは0.5mL/g以上、そして、0.85mL/g以下、好ましくは0.83mL/g以下である、前記<1>〜<5>の何れかに記載のフィルム状触媒。
<6>
The pore volume of the catalyst layer is 0.45 mL / g or more, preferably 0.5 mL / g or more, and 0.85 mL / g or less, preferably 0.83 mL / g or less. <5> The film-like catalyst according to any one of the above.

<7>
前記触媒層の平均マクロ孔径が、0.20μm以上、好ましくは0.21μm以上、より好ましくは0.22μm以上、そして、0.50μm以下、好ましくは0.49μm以下、より好ましくは0.48μm以下である、前記<1>〜<6>の何れかに記載のフィルム状触媒。
<7>
The average macropore diameter of the catalyst layer is 0.20 μm or more, preferably 0.21 μm or more, more preferably 0.22 μm or more, and 0.50 μm or less, preferably 0.49 μm or less, more preferably 0.48 μm or less. The film catalyst according to any one of <1> to <6>, wherein

<8>
前記触媒層中の粉末状触媒とバインダーの質量比(粉末状触媒/バインダー)が、1以上、好ましくは1.5以上、より好ましくは1.8以上、更に好ましくは2以上、そして、10以下、好ましくは9以下、より好ましくは7.5以下、更に好ましくは5以下である、前記<1>〜<7>の何れかに記載のフィルム状触媒。
<8>
The mass ratio of the powdered catalyst to the binder in the catalyst layer (powdered catalyst / binder) is 1 or more, preferably 1.5 or more, more preferably 1.8 or more, still more preferably 2 or more, and 10 or less. Preferably, it is 9 or less, More preferably, it is 7.5 or less, More preferably, it is 5 or less, The film-form catalyst in any one of said <1>-<7>.

<9>
前記支持体が金属箔である、前記<1>〜<8>の何れかに記載のフィルム状触媒。
<9>
The film catalyst according to any one of <1> to <8>, wherein the support is a metal foil.

<10>
前記支持体の表面粗さRzが、1.0μm以上、好ましくは2.0μm以上、より好ましくは2.5μm以上、更に好ましくは3.0μm以上、そして、30.0μm以下、好ましくは25.0μm以下、より好ましくは20.0μm以下である、前記<1>〜<9>の何れかに記載のフィルム状触媒。
<10>
The surface roughness Rz of the support is 1.0 μm or more, preferably 2.0 μm or more, more preferably 2.5 μm or more, further preferably 3.0 μm or more, and 30.0 μm or less, preferably 25.0 μm. In the following, the film catalyst according to any one of <1> to <9>, more preferably 20.0 μm or less.

<11>
前記触媒層の厚みが、1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上、そして、500μm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下である、前記<1>〜<10>の何れかに記載のフィルム状触媒。
<11>
Any one of the above items <1> to <10>, wherein the catalyst layer has a thickness of 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and 500 μm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. The film-like catalyst according to 1.

<12>
前記触媒層の単位面積当たりの担持量が、0.5g/m以上、好ましくは1g/m以上、より好ましくは5g/m以上、そして、100g/m以下、好ましくは50g/m以下、より好ましくは30g/m以下である、前記<1>〜<11>の何れかに記載のフィルム状触媒。
<12>
The supported amount per unit area of the catalyst layer is 0.5 g / m 2 or more, preferably 1 g / m 2 or more, more preferably 5 g / m 2 or more, and 100 g / m 2 or less, preferably 50 g / m. The film catalyst according to any one of <1> to <11>, which is 2 or less, more preferably 30 g / m 2 or less.

<13>
以下の工程を含む、前記<1>〜<12>の何れかに記載のフィルム状触媒の製造方法。
工程1:粉末状触媒、バインダー及び溶媒を含む塗料組成物を調製する工程であって、前記塗料組成物中の粉末状触媒及びバインダーを含む触媒粒子の粒子径を1.3μm以上3.3μm以下となるように調製する工程
工程2:前記塗料組成物を支持体上に塗布し、触媒層を製膜する工程
<13>
The manufacturing method of the film-form catalyst in any one of said <1>-<12> including the following processes.
Step 1: A step of preparing a coating composition containing a powdered catalyst, a binder and a solvent, wherein the particle size of the catalyst particles containing the powdered catalyst and the binder in the coating composition is 1.3 μm or more and 3.3 μm or less. Step 2: Step of applying the coating composition on a support and forming a catalyst layer

<14>
前記粉末状触媒の粒子径が、1.3μm以上、好ましくは1.5μm以上、より好ましくは1.8μm以上、そして、4.5以下、好ましくは4.3μm以下、より好ましくは4.0μm以下である、前記<13>に記載のフィルム状触媒の製造方法。
<14>
The particle size of the powdered catalyst is 1.3 μm or more, preferably 1.5 μm or more, more preferably 1.8 μm or more, and 4.5 or less, preferably 4.3 μm or less, more preferably 4.0 μm or less. The method for producing a film catalyst according to <13>, wherein

<15>
前記粉末状触媒のBET法による比表面積が、0.1m/g以上、好ましくは1m/g以上、より好ましくは10m/g以上、そして、500m/g以下、好ましくは200m/g以下、より好ましくは100m/g以下である、前記<13>又は<14>に記載のフィルム状触媒の製造方法。
<15>
The BET specific surface area of the powdery catalyst, 0.1 m 2 / g or more, preferably 1 m 2 / g or more, more preferably 10 m 2 / g or more, and, 500 meters 2 / g or less, preferably 200 meters 2 / g or less, More preferably, it is 100 m < 2 > / g or less, The manufacturing method of the film catalyst as described in said <13> or <14>.

<16>
前記バインダーが、フェノール樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂から選ばれる1種以上の熱硬化性樹脂である、好ましくは硬化時に縮合反応を伴う熱硬化性樹脂である、前記<13>〜<15>の何れかに記載のフィルム状触媒の製造方法。
<16>
<13> to <15>, wherein the binder is one or more thermosetting resins selected from a phenol resin, a furan resin, and an epoxy resin, preferably a thermosetting resin that involves a condensation reaction during curing. The manufacturing method of the film catalyst in any one.

<17>
工程1が、前記触媒粒子の粒子径を、1.5μm以上、好ましくは1.8μm以上、そして、3.0μm以下、好ましくは2.8μm以下となるように調製されたものである、前記<13>〜<16>の何れかに記載のフィルム状触媒の製造方法。
<17>
Step 1 is prepared such that the particle size of the catalyst particles is 1.5 μm or more, preferably 1.8 μm or more, and 3.0 μm or less, preferably 2.8 μm or less. The method for producing a film catalyst according to any one of 13> to <16>.

<18>
前記塗料組成物中の粉末状触媒の含有割合が、10質量%以上、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、そして、90質量%以下、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下である、前記<13>〜<17>の何れかに記載のフィルム状触媒の製造方法。
<18>
The content ratio of the powdered catalyst in the coating composition is 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and 90% by mass or less, preferably 80% by mass or less, more preferably. Is 70 mass% or less, The manufacturing method of the film catalyst in any one of said <13>-<17>.

<19>
前記塗料組成物中のバインダーの含有割合が、3質量%以上、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、そして、40質量%以下、好ましくは25質量%以下、より好ましくは20質量%以下である、前記<13>〜<18>の何れかに記載のフィルム状触媒の製造方法。
<19>
The content of the binder in the coating composition is 3% by weight or more, preferably 5% by weight or more, more preferably 10% by weight or more, and 40% by weight or less, preferably 25% by weight or less, more preferably 20%. The manufacturing method of the film-form catalyst in any one of said <13>-<18> which is the mass% or less.

<20>
前記塗料組成物中の粉末状触媒とバインダーの質量比(粉末状触媒/バインダー)が、1以上、好ましくは1.5以上、より好ましくは1.8以上、更に好ましくは2以上、そして、10以下、好ましくは9以下、より好ましくは7.5以下、更に好ましくは5以下である、前記<13>〜<19>の何れかに記載のフィルム状触媒の製造方法。
<20>
The mass ratio of the powdered catalyst to the binder (powdered catalyst / binder) in the coating composition is 1 or more, preferably 1.5 or more, more preferably 1.8 or more, still more preferably 2 or more, and 10 The method for producing a film catalyst according to any one of <13> to <19>, which is preferably 9 or less, more preferably 7.5 or less, and still more preferably 5 or less.

<21>
前記塗料組成物中の固形分が、5質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、そして、70質量%以下、好ましくは65質量%以下、より好ましくは60質量%以下である、前記<13>〜<20>の何れかに記載のフィルム状触媒の製造方法。
<21>
The solid content in the coating composition is 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and 70% by mass or less, preferably 65% by mass or less, more preferably 60% by mass. The method for producing a film catalyst according to any one of <13> to <20>, which is as follows.

<22>
工程1がメディア型ミルを用いて調製されたものであり、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かけ容積P(L)、塗料組成物の配合質量G(kg)としたとき、次式(I)を満たす条件下で調製されたものである、前記<13>〜<21>の何れかに記載のフィルム状触媒の製造方法。
100<time・V・P/G<1500(m・L/kg) (I)
<22>
Step 1 was prepared using a media-type mill. Preparation time time (sec.), Representative speed V (m / sec.) In the media-type mill, and apparent volume P (L of media used for the preparation) ), A film-like catalyst according to any one of the above <13> to <21>, which is prepared under a condition satisfying the following formula (I) when the blending mass G (kg) of the coating composition is used: Manufacturing method.
100 <time.V.P / G <1500 (m.L / kg) (I)

<23>
前記代表速度(V)が、0.50m/sec以上、好ましくは0.75m/sec以上、より好ましくは1.0m/sec以上、そして、30m/sec以下、好ましくは25m/sec以下、より好ましくは20m/sec以下である、前記<22>に記載のフィルム状触媒の製造方法。
<23>
The representative speed (V) is 0.50 m / sec or more, preferably 0.75 m / sec or more, more preferably 1.0 m / sec or more, and 30 m / sec or less, preferably 25 m / sec or less, more preferably. Is 20 m / sec or less, The manufacturing method of the film-form catalyst as described in said <22>.

<24>
前記調製時間(time)が、30sec以上、好ましくは45sec以上、より好ましくは60sec以上、そして、10000sec以下、好ましくは7000sec以下、より好ましくは5000sec以下である、前記<22>又は<23>に記載のフィルム状触媒の製造方法。
<24>
The preparation time (time) is 30 sec or more, preferably 45 sec or more, more preferably 60 sec or more, and 10,000 sec or less, preferably 7000 sec or less, more preferably 5000 sec or less, according to <22> or <23> above. A method for producing a film catalyst.

<25>
前記塗料組成物の配合質量あたりの前記メデイアの見掛け容積比(P/G)が、0.01以上、好ましくは0.03以上、より好ましくは0.05以上、そして、1以下、好ましくは0.9以下、より好ましくは0.8以下である、前記<22>〜<24>の何れかに記載のフィルム状触媒の製造方法。
<25>
The apparent volume ratio (P / G) of the media per blending mass of the coating composition is 0.01 or more, preferably 0.03 or more, more preferably 0.05 or more, and 1 or less, preferably 0. .9 or less, more preferably 0.8 or less, The method for producing a film-like catalyst according to any one of <22> to <24>.

<26>
式(I)で示される調製条件が、100<time・V・P/G<1500である、好ましくは110<time・V・P/G<1400である、より好ましくは120<time・V・P/G<1300である、前記<22>〜<25>の何れかに記載のフィルム状触媒の製造方法。
<26>
The preparation conditions represented by formula (I) are 100 <time · V · P / G <1500, preferably 110 <time · V · P / G <1400, more preferably 120 <time · V · The method for producing a film catalyst according to any one of <22> to <25>, wherein P / G <1300.

<27>
工程2が、前記支持体の表面粗さRzが1.0μm以上、好ましくは2.0μm以上、より好ましくは2.5μm以上、更に好ましくは3.0μm以上、そして、30.0μm以下、好ましくは25.0μm以下、より好ましくは20.0μm以下の支持体上に前記塗料組成物を塗布し、触媒層を製膜する工程である、前記<13>〜<26>の何れかに記載のフィルム状触媒の製造方法。
<27>
In step 2, the surface roughness Rz of the support is 1.0 μm or more, preferably 2.0 μm or more, more preferably 2.5 μm or more, further preferably 3.0 μm or more, and 30.0 μm or less, preferably The film according to any one of <13> to <26>, which is a step of forming the catalyst layer by applying the coating composition on a support of 25.0 μm or less, more preferably 20.0 μm or less. A method for producing a catalyst.

<28>
工程2の後に乾燥工程を含み、乾燥速度が、0.01g/m・s以上、好ましくは0.02g/m・s以上、より好ましくは0.03g/m・s以上、そして、10g/m・s以下、好ましくは9g/m・s以下、より好ましくは8g/m・s以下である、乾燥時間が、30分以下、好ましくは20分以下、より好ましくは10分以下である、前記<13>〜<26>の何れかに記載のフィルム状触媒の製造方法。
<28>
A drying step is included after step 2, and the drying rate is 0.01 g / m 2 · s or more, preferably 0.02 g / m 2 · s or more, more preferably 0.03 g / m 2 · s or more, and 10 g / m 2 · s or less, preferably 9 g / m 2 · s or less, more preferably 8 g / m 2 · s or less, drying time 30 minutes or less, preferably 20 minutes or less, more preferably 10 minutes The method for producing a film catalyst according to any one of <13> to <26>, which is as follows.

<29>
前記乾燥工程の後に、形状加工工程と加熱工程を含む、前記<13>〜<28>の何れかに記載のフィルム状触媒の製造方法。
<29>
The method for producing a film-like catalyst according to any one of <13> to <28>, comprising a shape processing step and a heating step after the drying step.

<30>
前記加熱工程前に乾燥工程を含み、乾燥速度が、0.01g/m・s以上、好ましくは0.02g/m・s以上、より好ましくは0.03g/m・s以上、そして、10g/m・s以下、好ましくは9g/m・s以下、より好ましくは8g/m・s以下である、乾燥時間が、30分以下、好ましくは20分以下、より好ましくは10分以下である、前記<29>に記載のフィルム状触媒の製造方法。
<30>
A drying step is included before the heating step, and the drying rate is 0.01 g / m 2 · s or more, preferably 0.02 g / m 2 · s or more, more preferably 0.03 g / m 2 · s or more, and 10 g / m 2 · s or less, preferably 9 g / m 2 · s or less, more preferably 8 g / m 2 · s or less, and a drying time of 30 minutes or less, preferably 20 minutes or less, more preferably 10 <29> The method for producing a film-like catalyst according to <29>, wherein

<31>
前記加熱工程における加熱処理の温度が、80℃以上、好ましくは100℃以上、そして、400℃以下、好ましくは350℃以下である、加熱処理の時間が5分以上、好ましくは10分以上、そして、600分以下、好ましくは100分以下である、前記<29>又は<31>に記載のフィルム状触媒の製造方法。
<31>
The temperature of the heat treatment in the heating step is 80 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher, and 400 ° C. or lower, preferably 350 ° C. or lower. The heat treatment time is 5 minutes or longer, preferably 10 minutes or longer, and , 600 minutes or less, preferably 100 minutes or less, The method for producing a film catalyst according to <29> or <31>.

〔粉末状触媒の製造例〕
触媒1の製造例
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 of powdered catalyst]
Production Example of Catalyst 1 A powdery catalyst comprising a copper-nickel-ruthenium ternary catalyst 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3μm)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、触媒1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。触媒1の粒子径は、3.6μmであった。粒子径は体積基準にて算出したメジアン径であり、粉末状触媒を水に希釈して、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、LA−950)を用いることにより測定した。   Synthetic zeolite (average particle size: 3 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 Catalyst 1. In the obtained powdery catalyst, the proportion of metal oxide was 50% by mass, and the proportion of synthetic zeolite was 50% by mass. The particle size of catalyst 1 was 3.6 μm. The particle diameter is a median diameter calculated on a volume basis, and was measured by diluting the powdered catalyst in water and using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (LA-950, manufactured by Horiba, Ltd.). .

触媒2の製造例
触媒2の製造例おいては、容量300Lのタンクとした以外は触媒1の製造例に準じて製造し、触媒2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。触媒2の粒子径は、触媒1と同様の方法で測定し、3.8μmであった。なお触媒2の粒子径が触媒1と異なるのは、タンクの容量を変更したことによる撹拌状態の違いにより生じたものである。
Production example of catalyst 2 Production example of catalyst 2 was produced according to the production example of catalyst 1 except that a tank having a capacity of 300 L was used, and catalyst 2 was obtained. In the obtained powdery catalyst, the proportion of metal oxide was 50% by mass, and the proportion of synthetic zeolite was 50% by mass. The particle size of catalyst 2 was 3.8 μm as measured by the same method as for catalyst 1. The particle size of the catalyst 2 is different from that of the catalyst 1 due to the difference in the stirring state due to the change in the tank capacity.

触媒3の製造例
触媒3の製造例おいては、容量1000Lのタンクとした以外は触媒1の製造例に準じて製造し、触媒3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。触媒3の粒子径は、触媒1と同様の方法で測定し、4.5μmであった。なお触媒3の粒子径が触媒1と異なるのは、タンクの容量を変更したことによる撹拌状態の違いにより生じたものである。
Production Example of Catalyst 3 Production Example of Catalyst 3 was produced according to the production example of Catalyst 1 except that a tank having a capacity of 1000 L was used, and Catalyst 3 was obtained. In the obtained powdery catalyst, the proportion of metal oxide was 50% by mass, and the proportion of synthetic zeolite was 50% by mass. The particle diameter of catalyst 3 was 4.5 μm as measured by the same method as for catalyst 1. The particle size of the catalyst 3 is different from that of the catalyst 1 due to the difference in the stirring state due to the change in the tank capacity.

〔フィルム状触媒の製造例〕
以下にフィルム状触媒の製造例である、各実施例及び比較例を示す。
[Production Example of Film Catalyst]
Examples and Comparative Examples, which are production examples of a film catalyst, are shown below.

実施例1
溶媒としてメチルエチルケトン(MEK)、バインダーとしてノボラック系フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミン、粉末状触媒として触媒1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75質量部(70g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が22.5質量部、ヘキサメチレンテトラミンが2.5質量部となる配合比率とし、MEKの配合量は、配合物の固形分が55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(アズワン株式会社製、型番BZ−1、見かけ容積64mL)を広口のポリエチレン製ビンに入れた。塗料組成物の配合質量は、0.17kgであった。
Example 1
Methyl ethyl ketone (MEK) as a solvent, novolac phenol resin and hexamethylenetetramine as a binder, and catalyst 1 as a powdery catalyst were placed in a 250 mL wide-mouth polyethylene bottle in this order. With respect to 75 parts by mass (70 g) of the powdered catalyst, the mixing ratio is such that the non-volatile content of the phenol resin is 22.5 parts by mass and the hexamethylenetetramine is 2.5 parts by mass, and the MEK content is the solid content of the formulation Was 55% by mass. Further, glass beads having a diameter of 1 mm (manufactured by AS ONE Co., Ltd., model number BZ-1, apparent volume 64 mL) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle as a dispersion medium. The blending mass of the coating composition was 0.17 kg.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカー(東洋精機株式会社製)にセットし、調製時間として4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、移動ストローク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)。塗料組成物中の触媒粒子径は、2.9μmであった。   A wide-mouth polyethylene bottle was set in a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), and mixed and dispersed for 4 minutes as a preparation time to obtain a coating composition (the paint shaker was 12. It is moving at a cycle of 5 times, and the representative speed was 0.05 × 2 (m) / [1 / 12.5] (s) = 1.25 m / s). The catalyst particle diameter in the coating composition was 2.9 μm.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m、表面粗さRz:片面8.0μm、もう一方の片面4.1μm)を支持体とし、前記塗料組成物を銅箔の両面にグラビア式コーター(株式会社康井精機製)により塗布後、乾燥機にて乾燥速度0.5g/m・sで60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 , surface roughness Rz: 8.0 μm on one side, 4.1 μm on the other side) was used as a support, and the coating composition was coated on both sides of the copper foil with a gravure coater ( After coating with Yasui Seiki Co., Ltd., the film was treated with a dryer at a drying rate of 0.5 g / m 2 · s for 60 seconds to obtain a film-like catalyst intermediate.

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25本作製した。これを乾燥機にて樹脂の硬化温度200℃以上で90分間硬化処理を行い、図5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 film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, outer diameter 30 mm × height 65 mm 25 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was cured with a dryer at a resin curing temperature of 200 ° C. or higher for 90 minutes to obtain a film 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14.1g/m、両面28.3g/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、片面10.6g/m、両面21.2g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒25本における粉末状触媒の担持量は5.5gであった。触媒層の細孔容量は0.85mL/gであった。触媒層の平均マクロ孔径は0.33μmであった。 Catalyst layer weight per unit area in the obtained film catalyst one side 14.1 g / m 2, was double-sided 28.3 g / m 2. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 10.6 g / m 2, a double-sided 21.2 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 25 present is 5. It was 5 g. The pore volume of the catalyst layer was 0.85 mL / g. The average macropore diameter of the catalyst layer was 0.33 μm.

実施例2
溶媒としてMEK、バインダーとしてノボラック系フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミン、粉末状触媒として触媒1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75質量部(70g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が22.5質量部、ヘキサメチレンテトラミンが2.5質量部となる配合比率とし、MEKの配合量は、配合物の固形分が55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(アズワン株式会社製、型番BZ−1、見かけ容積64mL)を広口のポリエチレン製ビンに入れた。塗料組成物の配合質量は、0.17kgであった。
Example 2
MEK as a solvent, novolac phenol resin and hexamethylenetetramine as a binder, and catalyst 1 as a powdery catalyst were placed in a 250 mL wide-mouth polyethylene bottle in this order. The blending ratio is such that the non-volatile content of the phenol resin is 22.5 parts by mass and the hexamethylenetetramine is 2.5 parts by mass with respect to 75 parts by mass (70 g) of the powdered catalyst, and the compounding amount of MEK is the solid content of the compound Was 55% by mass. Further, glass beads having a diameter of 1 mm (manufactured by AS ONE Co., Ltd., model number BZ-1, apparent volume 64 mL) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle as a dispersion medium. The blending mass of the coating composition was 0.17 kg.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカー(東洋精機株式会社製)にセットし、調製時間として16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、移動ストローク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)。塗料組成物中の触媒粒子径は、2.5μmであった。   A wide-mouth polyethylene bottle was set in a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) and mixed and dispersed for 16 minutes as a preparation time to obtain a coating composition (the paint shaker was 12. It is moving at a cycle of 5 times, and the representative speed was 0.05 × 2 (m) / [1 / 12.5] (s) = 1.25 m / s). The catalyst particle diameter in the coating composition was 2.5 μm.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m、表面粗さRz:片面8.0μm、もう一方の片面4.1μm)を支持体とし、前記塗料組成物を銅箔の両面にグラビア式コーター(株式会社康井精機製)により塗布後、乾燥機にて乾燥速度0.5g/m・sで60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 , surface roughness Rz: 8.0 μm on one side, 4.1 μm on the other side) was used as a support, and the coating composition was coated on both sides of the copper foil with a gravure coater ( After coating with Yasui Seiki Co., Ltd., the film was treated with a dryer at a drying rate of 0.5 g / m 2 · s for 60 seconds to obtain a film-like catalyst intermediate.

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25本作製した。これを乾燥機にて樹脂の硬化温度200℃以上で90分間硬化処理を行い、図5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 film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, outer diameter 30 mm × height 65 mm 25 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was cured with a dryer at a resin curing temperature of 200 ° C. or higher for 90 minutes to obtain a film 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14.0g/m、両面28.0g/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10.5g/m、両面21.0g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒25本における粉末状触媒の担持量は5.5gであった。触媒層の細孔容量は0.72mL/gであった。触媒層の平均マクロ孔径は0.27μmであった。 Catalyst layer weight per unit area in the obtained film catalyst one side 14.0 g / m 2, was double-sided 28.0 g / m 2. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 10.5 g / m 2, a double-sided 21.0 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 25 present is 5. It was 5 g. The pore volume of the catalyst layer was 0.72 mL / g. The average macropore diameter of the catalyst layer was 0.27 μm.

実施例3
溶媒としてMEK、バインダーとしてノボラック系フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミン、粉末状触媒として触媒1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75質量部(70g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が22.5質量部、ヘキサメチレンテトラミンが2.5質量部となる配合比率とし、MEKの配合量は、配合物の固形分が55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(アズワン株式会社製、型番BZ−1、見かけ容積64mL)を広口のポリエチレン製ビンに入れた。塗料組成物の配合質量は、0.17kgであった。
Example 3
MEK as a solvent, novolac phenol resin and hexamethylenetetramine as a binder, and catalyst 1 as a powdery catalyst were placed in a 250 mL wide-mouth polyethylene bottle in this order. The blending ratio is such that the non-volatile content of the phenol resin is 22.5 parts by mass and the hexamethylenetetramine is 2.5 parts by mass with respect to 75 parts by mass (70 g) of the powdered catalyst, and the compounding amount of MEK is the solid content of the compound Was 55% by mass. Further, glass beads having a diameter of 1 mm (manufactured by AS ONE Co., Ltd., model number BZ-1, apparent volume 64 mL) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle as a dispersion medium. The blending mass of the coating composition was 0.17 kg.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカー(東洋精機株式会社製)にセットし、調製時間として40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、移動ストローク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)。塗料組成物中の触媒粒子径は、1.6μmであった。   A wide-mouth polyethylene bottle was set in a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) and mixed and dispersed for 40 minutes as a preparation time to obtain a coating composition (the paint shaker was 12. It is moving at a cycle of 5 times, and the representative speed was 0.05 × 2 (m) / [1 / 12.5] (s) = 1.25 m / s). The catalyst particle diameter in the coating composition was 1.6 μm.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m、表面粗さRz:片面8.0μm、もう一方の片面4.1μm)を支持体とし、前記塗料組成物を銅箔の両面にグラビア式コーター(株式会社康井精機製)により塗布後、乾燥機にて乾燥速度0.5g/m・sで60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 , surface roughness Rz: 8.0 μm on one side, 4.1 μm on the other side) was used as a support, and the coating composition was coated on both sides of the copper foil with a gravure coater ( After coating with Yasui Seiki Co., Ltd., the film was treated with a dryer at a drying rate of 0.5 g / m 2 · s for 60 seconds to obtain a film-like catalyst intermediate.

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25本作製した。これを乾燥機にて樹脂の硬化温度200℃以上で90分間硬化処理を行い、図5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 film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, outer diameter 30 mm × height 65 mm 25 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was cured with a dryer at a resin curing temperature of 200 ° C. or higher for 90 minutes to obtain a film 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14.1g/m、両面28.2g/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10.6g/m、両面21.2g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒25本における粉末状触媒の担持量は5.5gであった。触媒層の細孔容量は0.56mL/gであった。触媒層の平均マクロ孔径は0.21μmであった。 Catalyst layer weight per unit area in the obtained film catalyst one side 14.1 g / m 2, was double-sided 28.2 g / m 2. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 10.6 g / m 2, a double-sided 21.2 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 25 present is 5. It was 5 g. The pore volume of the catalyst layer was 0.56 mL / g. The average macropore diameter of the catalyst layer was 0.21 μm.

実施例4
溶媒としてMEK、バインダーとしてノボラック系フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミン、粉末状触媒として触媒2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75質量部(70g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が22.5質量部、ヘキサメチレンテトラミンが2.5質量部となる配合比率とし、MEKの配合量は、配合物の固形分が55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(アズワン株式会社製、型番BZ−1、見かけ容積64mL)を広口のポリエチレン製ビンに入れた。塗料組成物の配合質量は、0.17kgであった。
Example 4
MEK as a solvent, novolak phenol resin and hexamethylenetetramine as a binder, and catalyst 2 as a powdery catalyst were placed in a 250 mL wide-mouth polyethylene bottle in this order. The blending ratio is such that the non-volatile content of the phenol resin is 22.5 parts by mass and the hexamethylenetetramine is 2.5 parts by mass with respect to 75 parts by mass (70 g) of the powdered catalyst, and the compounding amount of MEK is the solid content of the compound Was 55% by mass. Further, glass beads having a diameter of 1 mm (manufactured by AS ONE Co., Ltd., model number BZ-1, apparent volume 64 mL) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle as a dispersion medium. The blending mass of the coating composition was 0.17 kg.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカー(東洋精機株式会社製)にセットし、調製時間として8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、移動ストローク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)。塗料組成物中の触媒粒子径は、3.1μmであった。   A wide-mouth polyethylene bottle was set in a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), and the mixture was mixed and dispersed for 8 minutes as a preparation time to obtain a coating composition (the paint shaker was 12. It is moving at a cycle of 5 times, and the representative speed was 0.05 × 2 (m) / [1 / 12.5] (s) = 1.25 m / s). The catalyst particle size in the coating composition was 3.1 μm.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m、表面粗さRz:片面8.0μm、もう一方の片面4.1μm)を支持体とし、前記塗料組成物を銅箔の両面にグラビア式コーター(株式会社康井精機製)により塗布後、乾燥機にて乾燥速度0.5g/m・sで60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 , surface roughness Rz: 8.0 μm on one side, 4.1 μm on the other side) was used as a support, and the coating composition was coated on both sides of the copper foil with a gravure coater ( After coating with Yasui Seiki Co., Ltd., the film was treated with a dryer at a drying rate of 0.5 g / m 2 · s for 60 seconds to obtain a film-like catalyst intermediate.

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25本作製した。これを乾燥機にて樹脂の硬化温度200℃以上で90分間硬化処理を行い、図5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 film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, outer diameter 30 mm × height 65 mm 25 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was cured with a dryer at a resin curing temperature of 200 ° C. or higher for 90 minutes to obtain a film 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14.1g/m、両面28.2g/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10.6g/m、両面21.2g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒25本における粉末状触媒の担持量は5.5gであった。触媒層の細孔容量は0.74mL/gであった。触媒層の平均マクロ孔径は0.43μmであった。 Catalyst layer weight per unit area in the obtained film catalyst one side 14.1 g / m 2, was double-sided 28.2 g / m 2. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 10.6 g / m 2, a double-sided 21.2 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 25 present is 5. It was 5 g. The pore volume of the catalyst layer was 0.74 mL / g. The average macropore diameter of the catalyst layer was 0.43 μm.

実施例5
溶媒としてMEK、バインダーとしてノボラック系フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミン、粉末状触媒として触媒2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75質量部(70g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が22.5質量部、ヘキサメチレンテトラミンが2.5質量部となる配合比率とし、MEKの配合量は、配合物の固形分が55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(アズワン株式会社製、型番BZ−1、見かけ容積64mL)を広口のポリエチレン製ビンに入れた。塗料組成物の配合質量は、0.17kgであった。
Example 5
MEK as a solvent, novolak phenol resin and hexamethylenetetramine as a binder, and catalyst 2 as a powdery catalyst were placed in a 250 mL wide-mouth polyethylene bottle in this order. The blending ratio is such that the non-volatile content of the phenol resin is 22.5 parts by mass and the hexamethylenetetramine is 2.5 parts by mass with respect to 75 parts by mass (70 g) of the powdered catalyst, and the compounding amount of MEK is the solid content of the compound Was 55% by mass. Further, glass beads having a diameter of 1 mm (manufactured by AS ONE Co., Ltd., model number BZ-1, apparent volume 64 mL) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle as a dispersion medium. The blending mass of the coating composition was 0.17 kg.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカー(東洋精機株式会社製)にセットし、調製時間として16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、移動ストローク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)。塗料組成物中の触媒粒子径は、2.5μmであった。   A wide-mouth polyethylene bottle was set in a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) and mixed and dispersed for 16 minutes as a preparation time to obtain a coating composition (the paint shaker was 12. It is moving at a cycle of 5 times, and the representative speed was 0.05 × 2 (m) / [1 / 12.5] (s) = 1.25 m / s). The catalyst particle diameter in the coating composition was 2.5 μm.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m、表面粗さRz:片面8.0μm、もう一方の片面4.1μm)を支持体とし、前記塗料組成物を銅箔の両面にグラビア式コーター(株式会社康井精機製)により塗布後、乾燥機にて乾燥速度0.5g/m・sで60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 , surface roughness Rz: 8.0 μm on one side, 4.1 μm on the other side) was used as a support, and the coating composition was coated on both sides of the copper foil with a gravure coater ( After coating with Yasui Seiki Co., Ltd., the film was treated with a dryer at a drying rate of 0.5 g / m 2 · s for 60 seconds to obtain a film-like catalyst intermediate.

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25本作製した。これを乾燥機にて樹脂の硬化温度200℃以上で90分間硬化処理を行い、図5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 film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, outer diameter 30 mm × height 65 mm 25 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was cured with a dryer at a resin curing temperature of 200 ° C. or higher for 90 minutes to obtain a film 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13.1g/m、両面26.2g/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9.8g/m、両面19.6g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒25本における粉末状触媒の担持量は5.1gであった。触媒層の細孔容量は0.57mL/gであった。触媒層の平均マクロ孔径は0.32μmであった。 Catalyst layer weight per unit area in the obtained film catalyst one side 13.1 g / m 2, was double-sided 26.2 g / m 2. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 9.8 g / m 2, a double-sided 19.6 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 25 present is 5. 1 g. The pore volume of the catalyst layer was 0.57 mL / g. The average macropore diameter of the catalyst layer was 0.32 μm.

実施例6
溶媒としてMEK、バインダーとしてノボラック系フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミン、粉末状触媒として触媒3の順に、50Lの容器に入れた。粉末状触媒75質量部(15kg)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が22.5質量部、ヘキサメチレンテトラミンが2.5質量部となる配合比率とし、MEKの配合量は、配合物の固形分が55質量%となる量とした。塗料組成物の配合質量は、45kgであった。
Example 6
MEK as a solvent, novolac phenol resin and hexamethylenetetramine as a binder, and catalyst 3 as a powdery catalyst were put in a 50 L container in this order. The blending ratio is such that the non-volatile content of the phenol resin is 22.5 parts by mass and the hexamethylenetetramine is 2.5 parts by mass with respect to 75 parts by mass (15 kg) of the powdered catalyst, and the compounding amount of MEK is the solid content of the compound Was 55% by mass. The blending mass of the coating composition was 45 kg.

さらに分散メディアとして、直径1mmのガラスビーズ(アズワン株式会社製、型番BZ−1、見かけ容積0.83L)をビーズミル粉砕機(日本コークス株式会社製)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(ビーズミル粉砕機は、20cmのロータが1秒間に8回で回転しており、代表速度は0.2(m)×3.14/〔1/8〕(s)=5.0m/sであった)。塗料組成物中の触媒粒子径は、2.5μmであった。   Furthermore, as a dispersion medium, glass beads having a diameter of 1 mm (manufactured by ASONE Co., Ltd., model number BZ-1, apparent volume 0.83 L) are set in a bead mill grinder (manufactured by Nippon Coke Co., Ltd.), and mixed and dispersed for 30 minutes. (The bead mill grinder has a 20 cm rotor rotating 8 times per second, and the representative speed is 0.2 (m) × 3.14 / [1/8] ( s) = 5.0 m / s). The catalyst particle diameter in the coating composition was 2.5 μm.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m、表面粗さRz:片面10.2μm)を支持体とし、前記塗料組成物を前記表面粗さの面にグラビア式コーター(株式会社康井精機製)により塗布後、乾燥機にて乾燥速度0.5g/m・sで60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 , surface roughness Rz: one side 10.2 μm) is used as a support, and the coating composition is coated with a gravure coater (manufactured by Yasui Seiki Co., Ltd.) on the surface roughness surface. The film-like catalyst intermediate was obtained by applying for 60 seconds at a drying rate of 0.5 g / m 2 · s with a dryer.

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50本作製した。これを乾燥機にて樹脂の硬化温度200℃以上で90分間硬化処理を行い、図5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 film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, outer diameter 30 mm × height 65 mm 50 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was cured with a dryer at a resin curing temperature of 200 ° C. or higher for 90 minutes to obtain a film 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11.9g/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8.9g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒50本における粉末状触媒の担持量は4.6gであった。触媒層の細孔容量は0.77mL/gであった。触媒層の平均マクロ孔径は0.33μmであった。 The mass of the catalyst layer per unit area in the obtained film catalyst was 11.9 g / m 2 on one side. Further, the supported amount of the powdered catalyst per unit area was 8.9 g / m 2 on one side, and the supported amount of the powdered catalyst in the 50 cylindrical film-shaped catalysts was 4.6 g. The pore volume of the catalyst layer was 0.77 mL / g. The average macropore diameter of the catalyst layer was 0.33 μm.

実施例7
溶媒としてMEK、バインダーとしてノボラック系フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミン、粉末状触媒として触媒3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75質量部(70g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が22.5質量部、ヘキサメチレンテトラミンが2.5質量部となる配合比率とし、MEKの配合量は、配合物の固形分が55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(アズワン株式会社製、型番BZ−1、見かけ容積64mL)を広口のポリエチレン製ビンに入れた。塗料組成物の配合質量は、0.17kgであった。
Example 7
MEK as a solvent, novolac phenol resin and hexamethylenetetramine as a binder, and catalyst 3 as a powder catalyst were put in a 250 mL wide-mouth polyethylene bottle in this order. The blending ratio is such that the non-volatile content of the phenol resin is 22.5 parts by mass and the hexamethylenetetramine is 2.5 parts by mass with respect to 75 parts by mass (70 g) of the powdered catalyst, and the MEK content is the solid content of the formulation Was 55% by mass. Further, glass beads having a diameter of 1 mm (manufactured by AS ONE Co., Ltd., model number BZ-1, apparent volume 64 mL) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle as a dispersion medium. The blending mass of the coating composition was 0.17 kg.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカー(東洋精機株式会社製)にセットし、調製時間として4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、移動ストローク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)。塗料組成物中の触媒粒子径は、2.5μmであった。   A wide-mouth polyethylene bottle was set in a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), and mixed and dispersed for 4 minutes as a preparation time to obtain a coating composition (the paint shaker was 12. It is moving at a cycle of 5 times, and the representative speed was 0.05 × 2 (m) / [1 / 12.5] (s) = 1.25 m / s). The catalyst particle diameter in the coating composition was 2.5 μm.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m、表面粗さRz:片面4.1μm)を支持体とし、前記塗料組成物を前記表面粗さの面にグラビア式コーター(株式会社康井精機製)により塗布後、乾燥機にて乾燥速度0.5g/m・sで60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 , surface roughness Rz: one side 4.1 μm) is used as a support, and the coating composition is coated on the surface roughness surface with a gravure coater (manufactured by Yasui Seiki Co., Ltd.). The film-like catalyst intermediate was obtained by applying for 60 seconds at a drying rate of 0.5 g / m 2 · s with a dryer.

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50本作製した。これを乾燥機にて樹脂の硬化温度200℃以上で90分間硬化処理を行い、図5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 film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, outer diameter 30 mm × height 65 mm 50 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was cured with a dryer at a resin curing temperature of 200 ° C. or higher for 90 minutes to obtain a film 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12.5g/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9.3g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒50本における粉末状触媒の担持量は4.8gであった。触媒層の細孔容量は0.46mL/gであった。触媒層の平均マクロ孔径は0.24μmであった。 The catalyst layer mass per unit area in the obtained film catalyst was 12.5 g / m 2 on one side. In addition, the supported amount of the powdery catalyst per unit area was 9.3 g / m 2 on one side, and the supported amount of the powdered catalyst in the 50 cylindrical film-shaped catalysts was 4.8 g. The pore volume of the catalyst layer was 0.46 mL / g. The average macropore diameter of the catalyst layer was 0.24 μm.

実施例8
溶媒としてMEK、バインダーとしてノボラック系フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミン、粉末状触媒として触媒3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75質量部(70g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が22.5質量部、ヘキサメチレンテトラミンが2.5質量部となる配合比率とし、MEKの配合量は、配合物の固形分が55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(アズワン株式会社製、型番BZ−1、見かけ容積64mL)を広口のポリエチレン製ビンに入れた。塗料組成物の配合質量は、0.17kgであった。
Example 8
MEK as a solvent, novolac phenol resin and hexamethylenetetramine as a binder, and catalyst 3 as a powder catalyst were put in a 250 mL wide-mouth polyethylene bottle in this order. The blending ratio is such that the non-volatile content of the phenol resin is 22.5 parts by mass and the hexamethylenetetramine is 2.5 parts by mass with respect to 75 parts by mass (70 g) of the powdered catalyst, and the compounding amount of MEK is the solid content of the compound Was 55% by mass. Further, glass beads having a diameter of 1 mm (manufactured by AS ONE Co., Ltd., model number BZ-1, apparent volume 64 mL) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle as a dispersion medium. The blending mass of the coating composition was 0.17 kg.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカー(東洋精機株式会社製)にセットし、調製時間として4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、移動ストローク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)。塗料組成物中の触媒粒子径は、2.5μmであった。   A wide-mouth polyethylene bottle was set in a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), and mixed and dispersed for 4 minutes as a preparation time to obtain a coating composition (the paint shaker was 12. It is moving at a cycle of 5 times, and the representative speed was 0.05 × 2 (m) / [1 / 12.5] (s) = 1.25 m / s). The catalyst particle diameter in the coating composition was 2.5 μm.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m、表面粗さRz:片面1.5μm)を支持体とし、前記塗料組成物を前記表面粗さの面にグラビア式コーター(株式会社康井精機製)により塗布後、乾燥機にて乾燥速度0.5g/m2・sで60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 , surface roughness Rz: 1.5 μm on one side) is used as a support, and the coating composition is a gravure coater (manufactured by Yasui Seiki Co., Ltd.) on the surface roughness surface. After coating, the film was treated with a dryer at a drying rate of 0.5 g / m 2 · s for 60 seconds to obtain a film-like catalyst intermediate.

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50本作製した。これを乾燥機にて樹脂の硬化温度200℃以上で90分間硬化処理を行い、図5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 film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, outer diameter 30 mm × height 65 mm 50 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was cured with a dryer at a resin curing temperature of 200 ° C. or higher for 90 minutes to obtain a film 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12.0g/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8.9g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒50本における粉末状触媒の担持量は4.6gであった。触媒層の細孔容量は0.46mL/gであった。触媒層の平均マクロ孔径は0.24μmであった。 The catalyst layer mass per unit area in the obtained film catalyst was 12.0 g / m 2 on one side. Further, the supported amount of the powdered catalyst per unit area was 8.9 g / m 2 on one side, and the supported amount of the powdered catalyst in the 50 cylindrical film-shaped catalysts was 4.6 g. The pore volume of the catalyst layer was 0.46 mL / g. The average macropore diameter of the catalyst layer was 0.24 μm.

比較例1
溶媒としてMEK、バインダーとしてノボラック系フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミン、粉末状触媒として触媒1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75質量部(70g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が22.5質量部、ヘキサメチレンテトラミンが2.5質量部となる配合比率とし、MEKの配合量は、配合物の固形分が55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(アズワン株式会社製、型番BZ−1、見かけ容積64mL)を広口のポリエチレン製ビンに入れた。塗料組成物の配合質量は、0.17kgであった。
Comparative Example 1
MEK as a solvent, novolac phenol resin and hexamethylenetetramine as a binder, and catalyst 1 as a powdery catalyst were placed in a 250 mL wide-mouth polyethylene bottle in this order. The blending ratio is such that the non-volatile content of the phenol resin is 22.5 parts by mass and the hexamethylenetetramine is 2.5 parts by mass with respect to 75 parts by mass (70 g) of the powdered catalyst, and the compounding amount of MEK is the solid content of the compound Was 55% by mass. Further, glass beads having a diameter of 1 mm (manufactured by AS ONE, model number BZ-1, apparent volume 64 mL) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle as a dispersion medium. The blending mass of the coating composition was 0.17 kg.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカー(東洋精機株式会社製)にセットし、調製時間として1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、移動ストローク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)。塗料組成物中の触媒粒子径は、3.4μmであった。   A wide-mouth polyethylene bottle was set in a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) and mixed and dispersed for 1 minute as a preparation time to obtain a coating composition (the paint shaker was 12. It is moving at a cycle of 5 times, and the representative speed was 0.05 × 2 (m) / [1 / 12.5] (s) = 1.25 m / s). The catalyst particle diameter in the coating composition was 3.4 μm.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m2+、表面粗さRz:片面8.0μm、もう一方の片面4.1μm)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(アズワン株式会社製、No8とNo12)により塗布後、熱風循環式恒温器(ヤマト科学株式会社製)にて乾燥速度0.5g/m・sで60秒間処理を行い、フィルム状触媒中間体を得た。なお、実施例1〜5と塗布装置及び乾燥機が異なるが、塗布方式及び乾燥速度に変わりはない。 A copper foil (thickness 40 μm, weighing 310 g / m 2+ , surface roughness Rz: 8.0 μm on one side, 4.1 μm on the other side) was used as a support, and the coating composition was applied to both sides of the copper foil with a bar coater (As One stock). After coating with No. 8 and No. 12), a film-like catalyst intermediate was obtained by performing a treatment with a hot air circulation thermostat (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) at a drying rate of 0.5 g / m 2 · s for 60 seconds. . In addition, although Examples 1-5 differ from a coating device and a dryer, there is no change in a coating system and a drying speed.

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25本作製した。これを乾燥機にて樹脂の硬化温度200℃以上で90分間硬化処理を行い、図5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 film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, outer diameter 30 mm × height 65 mm 25 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was cured with a dryer at a resin curing temperature of 200 ° C. or higher for 90 minutes to obtain a film 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11.6g/m、両面23.2g/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8.7g/m、両面17.4g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒25本における粉末状触媒の担持量は4.5gであった。触媒層の細孔容量は0.75mL/gであった。触媒層の平均マクロ孔径は0.39μmであった。 Catalyst layer weight per unit area in the obtained film catalyst one side 11.6 g / m 2, was double-sided 23.2 g / m 2. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 8.7 g / m 2, a double-sided 17.4 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 25 present in 4. It was 5 g. The pore volume of the catalyst layer was 0.75 mL / g. The average macropore diameter of the catalyst layer was 0.39 μm.

比較例2
溶媒としてMEK80質量部(61g)に対し多孔化助剤であるシリコーンオイル(信越化学工業株式会社製、KF−96L−1cs)を20質量部(15g)入れ、バインダーとしてノボラック系フェノール樹脂とヘキサメチレンテトラミン、粉末状触媒として触媒1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75質量部(70g)に対し、フェノール樹脂の不揮発分が22.5質量部、ヘキサメチレンテトラミンが2.5質量部となる配合比率とし、溶媒の配合量は、配合物の固形分が55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(アズワン株式会社製、型番BZ−1、見かけ容積64mL)を広口のポリエチレン製ビンに入れた。塗料組成物の配合質量は、0.17kgであった。
Comparative Example 2
20 parts by mass (15 g) of silicone oil (KF-96L-1cs, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), which is a porous agent, is added to 80 parts by mass (61 g) of MEK as a solvent, and a novolac phenol resin and hexamethylene as binders. Tetramine and catalyst 1 as a powder catalyst were put in a 250 mL wide-mouth polyethylene bottle in this order. The blending ratio is such that the non-volatile content of the phenol resin is 22.5 parts by mass and the hexamethylenetetramine is 2.5 parts by mass with respect to 75 parts by mass (70 g) of the powdered catalyst, and the amount of the solvent is the solid content of the formulation Was 55% by mass. Further, glass beads having a diameter of 1 mm (manufactured by AS ONE Co., Ltd., model number BZ-1, apparent volume 64 mL) were placed in a wide-mouth polyethylene bottle as a dispersion medium. The blending mass of the coating composition was 0.17 kg.

広口ポリエチレン製ビンをペイントシェーカー(東洋精機株式会社製)にセットし、調製時間として8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、移動ストローク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)。塗料組成物中の触媒粒子径は、3.2μmであった。   A wide-mouth polyethylene bottle was set in a paint shaker (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), and the mixture was mixed and dispersed for 8 minutes as a preparation time to obtain a coating composition (the paint shaker was 12. It is moving at a cycle of 5 times, and the representative speed was 0.05 × 2 (m) / [1 / 12.5] (s) = 1.25 m / s). The catalyst particle size in the coating composition was 3.2 μm.

銅箔(厚さ40μm、秤量310g/m、表面粗さRz:片面8.0μm、もう一方の片面4.1μm)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(アズワン株式会社製、No8とNo12)により塗布後、熱風循環式恒温器(ヤマト科学株式会社製)にて乾燥速度0.5g/m・sで60秒間処理を行い、フィルム状触媒中間体を得た。なお、実施例1〜5と塗布装置及び乾燥機が異なるが、塗布方式及び乾燥速度に変わりはない。 A copper foil (thickness 40 μm, weighing 310 g / m 2 , surface roughness Rz: 8.0 μm on one side, 4.1 μm on the other side) was used as a support, and the coating composition was applied to both sides of the copper foil with a bar coater (As One stock). After coating with No. 8 and No. 12), a film-like catalyst intermediate was obtained by performing a treatment with a hot air circulation thermostat (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) at a drying rate of 0.5 g / m 2 · s for 60 seconds. . In addition, although Examples 1-5 differ from a coating device and a dryer, there is no change in a coating system and a drying speed.

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25本作製した。これを乾燥機にて樹脂の硬化温度200℃以上で90分間硬化処理を行い、図5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 film-like catalyst of the same size and wound into a cylindrical shape, outer diameter 30 mm × height 65 mm 25 cylindrical film-shaped catalyst intermediates were prepared. This was cured with a dryer at a resin curing temperature of 200 ° C. or higher for 90 minutes to obtain a film 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13.9g/m、両面27.7g/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10.4g/m、両面20.8g/mであり、上記円筒状のフィルム状触媒25本における粉末状触媒の担持量は5.4gであった。触媒層の細孔容量は0.88mL/gであった。触媒層の平均マクロ孔径は0.57μmであった。 Catalyst layer weight per unit area in the obtained film catalyst one side 13.9 g / m 2, was double-sided 27.7 g / m 2. The loading amount of the powdery catalyst per unit area, one-sided 10.4 g / m 2, a double-sided 20.8 g / m 2, the supported amount of the powdered catalyst in the cylindrical film catalyst 25 present is 5. It was 4 g. The pore volume of the catalyst layer was 0.88 mL / g. The average macropore diameter of the catalyst layer was 0.57 μm.

〔膜強度の評価〕
膜強度は、下記反応特性の評価前に実施例1〜8および比較例1、2で得られた各フィルム状触媒の触媒層の質量をあらかじめ秤量しておき、各フィルム状触媒をアセトン溶媒中に浸漬させ、超音波洗浄機(柴田科学製、SU−6TH)にて超音波を30分照射した。照射後の触媒層の残存量を秤量して、フィルム状触媒中の触媒層の残存率(%)を算出し、膜強度とした。残存率が高いほど、膜強度が高いことを示す。
[Evaluation of film strength]
The membrane strength was measured in advance by weighing the mass of the catalyst layer of each film-like catalyst obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2 before evaluating the following reaction characteristics, and each film-like catalyst was placed in an acetone solvent. And was irradiated with ultrasonic waves with an ultrasonic cleaner (SU-6TH, manufactured by Shibata Kagaku) for 30 minutes. The remaining amount of the catalyst layer after the irradiation was weighed, and the remaining rate (%) of the catalyst layer in the film-like catalyst was calculated to obtain the film strength. The higher the residual rate, the higher the film strength.

〔触媒粒子径の測定方法〕
触媒粒子径は、触媒層の断面画像から算出する方法や、触媒粒子を含む塗料組成物から算出する方法が挙げられる。本願の実施例1〜8及び比較例1,2では後者により測定した。
実施例1〜8及び比較例1,2の各塗料組成物をMEKで希釈して、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置 (株式会社堀場製作所製、LA−950)を用いることにより粒子径を測定した。
なお、粒子径は体積基準にて算出したメジアン径である。
[Method for measuring catalyst particle diameter]
Examples of the catalyst particle diameter include a method of calculating from a cross-sectional image of the catalyst layer, and a method of calculating from a coating composition containing catalyst particles. In Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2 of the present application, measurement was performed by the latter.
Each coating composition of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2 was diluted with MEK, and the particle size was adjusted by using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (LA-950, manufactured by Horiba, Ltd.). It was measured.
The particle diameter is a median diameter calculated on a volume basis.

〔細孔容量の測定方法〕
実施例1〜8および比較例1、2で得られた各フィルム状触媒の触媒層の細孔容量は、水銀圧入式細孔分布測定装置(島津製作所製、ポアサイザー9320)を用いて測定した。なお、触媒層の細孔容量とは、触媒層内の粉末状触媒の単位質量あたりの細孔容量である。
[Measurement method of pore volume]
The pore volume of the catalyst layer of each film-like catalyst obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2 was measured using a mercury intrusion pore distribution measuring device (manufactured by Shimadzu Corporation, Pore Sizer 9320). The pore volume of the catalyst layer is the pore volume per unit mass of the powdered catalyst in the catalyst layer.

〔平均マクロ孔径の測定方法〕
実施例1〜8および比較例1、2で得られた各フィルム状触媒の触媒層の平均マクロ孔径は、触媒層内の細孔を円筒細孔と想定し、平均マクロ孔径を細孔直径Dと定義し、各フィルム状触媒の触媒層の細孔容量Voおよび細孔面積Aを、水銀圧入式細孔分布測定装置(株式会社島津製作所製、ポアサイザー9320)を用いて測定し、次式D=4Vo/Aにより算出した。
[Measuring method of average macropore diameter]
The average macropore diameter of the catalyst layer of each of the film-like catalysts obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2 is assumed that the pores in the catalyst layer are cylindrical pores, and the average macropore diameter is the pore diameter D. The pore volume Vo and pore area A of the catalyst layer of each film-like catalyst were measured using a mercury intrusion pore distribution measuring device (manufactured by Shimadzu Corporation, Pore Sizer 9320), and the following formula D = 4Vo / A.

〔反応特性の評価〕
反応特性は、上記膜強度の評価にて残存率が40%以上の実施例1〜8のフィルム状触媒のみを評価した。
実施例1〜8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)
As for the reaction characteristics, only the film catalysts of Examples 1 to 8 having a residual rate of 40% or more were evaluated in the evaluation of the film strength.
In the cylindrical film catalysts obtained in Examples 1 to 8, a plurality of channels 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(花王株式会社製、カルコール(登録商標)2098)915g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 surface is a glass filter (2G), 915 g of the cylindrical film catalyst and dodecyl alcohol (Calcoal (registered trademark) 2098, manufactured by Kao Corporation), which is a raw material alcohol, are placed. After performing the reduction activation of dimethylamine, the supply of dimethylamine was started while supplying hydrogen gas, and 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を算出した。   Samples were collected over time from the reactor and analyzed with a gas chromatograph, and the change in the concentration of dodecyl alcohol with respect to the reaction time was calculated.

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(h)、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2に示す。   The reaction end point is defined as the time when the dodecyl alcohol concentration is reduced to 1%, the reaction time TIME (h) from the reaction start to the reaction end point, and the by-product dilauryl monomethylamine concentration M2 (%) at the reaction end point by gas chromatography. [Reaction time × By-product concentration] TIME × M 2 was calculated. The results are shown in Table 2 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。   Here, the shorter the reaction time and the fewer by-products in the reaction, the better the reaction characteristics. Therefore, the above-mentioned TIME × M2 is introduced as an index for judging the superiority or inferiority. 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%.

(考察)
表1中、実施例1〜8は、触媒粒子径が1.3μm以上3.3μm以下、細孔容量が0.40mL/g以上0.87mL/g以下の条件を満たすため、膜強度が85%以上となり、比較例1,2と対比して良好な結果であった。また実施例1〜8は、メディア型ミルの条件100<time・V・P/G<1500(m・L/kg)を満たしている。
比較例1は、触媒粒子径が3.3μmより大きいため、膜強度が32.3%となり、実施例1〜8と比較して膜強度が悪化する結果となった。また比較例1は、メディア型ミルの条件100<time・V・P/G<1500(m・L/kg)を満たしていない。
比較例2は、触媒粒子の調製溶媒にシリコーンオイルを加えたことにより、細孔容量が0.87mL/gより大きくなったため、膜強度が6.5%となり、実施例1〜8と比較して膜強度が悪化する結果となった。
(Discussion)
In Table 1, since Examples 1 to 8 satisfy the conditions that the catalyst particle diameter is 1.3 μm or more and 3.3 μm or less and the pore volume is 0.40 mL / g or more and 0.87 mL / g or less, the membrane strength is 85. %, Which is a favorable result as compared with Comparative Examples 1 and 2. Moreover, Examples 1-8 satisfy | fills the conditions 100 <time * V * P / G <1500 (m * L / kg) of a media type mill.
In Comparative Example 1, since the catalyst particle diameter was larger than 3.3 μm, the film strength was 32.3%, and the film strength was deteriorated as compared with Examples 1-8. Moreover, the comparative example 1 does not satisfy | fill the conditions 100 <time * V * P / G <1500 (m * L / kg) of a media type mill.
In Comparative Example 2, since the pore volume became larger than 0.87 mL / g by adding silicone oil to the catalyst particle preparation solvent, the membrane strength was 6.5%, which was compared with Examples 1-8. As a result, the film strength deteriorated.

(考察)
表2中、実施例6〜8の反応特性評価において、実施例6、7は支持体の表面粗さRzが2.0μm以上であるため、支持体の表面粗さRzが2.0μm未満である実施例8と比較して、反応特性がより優れている結果となった。
(Discussion)
In Table 2, in the reaction characteristic evaluation of Examples 6 to 8, since Examples 6 and 7 have a surface roughness Rz of the support of 2.0 μm or more, the surface roughness Rz of the support is less than 2.0 μm. Compared with a certain example 8, the reaction characteristic was more excellent.

1 フィルム状触媒
2 支持体
3 触媒層
4 粉末状触媒
5 バインダー
6 間隙
7 孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film catalyst 2 Support body 3 Catalyst layer 4 Powdered catalyst 5 Binder 6 Gap 7 Hole

Claims (10)

支持体上に形成された触媒層を有するフィルム状触媒であって、
前記触媒層が、粉末状触媒とバインダーを含む粒子径1.3μm以上3.3μm以下の触媒粒子を含み、
前記触媒層の細孔容量が0.40mL/g以上0.87mL/g以下である、
フィルム状触媒。
A film-like catalyst having a catalyst layer formed on a support,
The catalyst layer includes catalyst particles having a particle size of 1.3 μm or more and 3.3 μm or less containing a powdered catalyst and a binder,
The pore volume of the catalyst layer is 0.40 mL / g or more and 0.87 mL / g or less,
Film catalyst.
前記触媒層の平均マクロ孔径が0.2μm以上0.5μm以下である、請求項1に記載のフィルム状触媒。   The film catalyst of Claim 1 whose average macropore diameter of the said catalyst layer is 0.2 micrometer or more and 0.5 micrometer or less. 前記粉末状触媒と前記バインダーの質量比(粉末状触媒/バインダー)が1以上10以下である、請求項1又は2に記載のフィルム状触媒。   The film catalyst of Claim 1 or 2 whose mass ratio (powder catalyst / binder) of the said powder catalyst and the said binder is 1-10. 前記支持体が金属箔である、請求項1〜3の何れか1項に記載のフィルム状触媒。   The film catalyst according to any one of claims 1 to 3, wherein the support is a metal foil. 前記支持体の表面粗さRzが、1.0μm以上30μm以下である、請求項1〜4の何れか1項に記載のフィルム状触媒。   The film-form catalyst of any one of Claims 1-4 whose surface roughness Rz of the said support body is 1.0 micrometer or more and 30 micrometers or less. 以下の工程を含む、請求項1〜5の何れか1項に記載のフィルム状触媒の製造方法。
工程1:粉末状触媒、バインダー及び溶媒を含む塗料組成物を調製する工程であって、前記塗料組成物中の粉末状触媒及びバインダーを含む触媒粒子の粒子径を1.3μm以上3.3μm以下となるように調製する工程
工程2:前記塗料組成物を支持体上に塗布し、触媒層を製膜する工程
The manufacturing method of the film-form catalyst of any one of Claims 1-5 including the following processes.
Step 1: A step of preparing a coating composition containing a powdered catalyst, a binder and a solvent, wherein the particle size of the catalyst particles containing the powdered catalyst and the binder in the coating composition is 1.3 μm or more and 3.3 μm or less. Step 2: Step of applying the coating composition on a support and forming a catalyst layer
工程1がメディア型ミルを用いて調製されたものであり、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かけ容積P(L)、塗料組成物の配合質量G(kg)としたとき、次式(I)を満たす条件下で調製されたものである、請求項6に記載のフィルム状触媒の製造方法。
100<time・V・P/G<1500(m・L/kg) (I)
Step 1 was prepared using a media-type mill. Preparation time time (sec.), Representative speed V (m / sec.) In the media-type mill, and apparent volume P (L of media used for the preparation) ), The method for producing a film-like catalyst according to claim 6, which is prepared under a condition satisfying the following formula (I) when the blending mass G (kg) of the coating composition is used.
100 <time.V.P / G <1500 (m.L / kg) (I)
工程2が、前記支持体の表面粗さRzが1.0μm以上30μm以下の支持体上に前記塗料組成物を塗布し、触媒層を製膜する工程である、請求項6又は7に記載のフィルム状触媒の製造方法。   The process 2 is a process of apply | coating the said coating composition on the support whose surface roughness Rz of the said support is 1.0 micrometer or more and 30 micrometers or less, and forming a catalyst layer into a film of Claim 6 or 7. A method for producing a film catalyst. 工程2の後に乾燥工程を含み、乾燥速度が0.01g/m・s以上10g/m・s以下である、請求項6〜8の何れか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 6 to 8, further comprising a drying step after step 2 and having a drying rate of 0.01 g / m 2 · s to 10 g / m 2 · s. . 前記乾燥工程の後に、形状加工工程と加熱工程を含む、請求項9に記載のフィル状触媒の製造方法。

The method for producing a fill catalyst according to claim 9, comprising a shape processing step and a heating step after the drying step.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022545876A (en) * 2019-09-13 2022-11-01 クラリアント・インターナシヨナル・リミテツド Improved process for catalytic hydroisomerization of hydrocarbons
CN116393137A (en) * 2023-03-28 2023-07-07 德龙钢铁有限公司 Catalyst for high-humidity sintering flue gas and preparation method and application thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003251201A (en) * 2002-02-28 2003-09-09 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Method for forming porous coating layer
JP2004169111A (en) * 2002-11-20 2004-06-17 Nippon Steel Corp Metal foil, and honeycomb structure
JP2008110341A (en) * 2006-10-06 2008-05-15 Kao Corp Manufacturing method of filmy catalyst
JP2009521790A (en) * 2005-12-21 2009-06-04 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Membrane electrode assembly for organic / air fuel cells
JP2012091997A (en) * 2010-09-28 2012-05-17 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Crystalline silica aluminophosphate and method of synthesizing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003251201A (en) * 2002-02-28 2003-09-09 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Method for forming porous coating layer
JP2004169111A (en) * 2002-11-20 2004-06-17 Nippon Steel Corp Metal foil, and honeycomb structure
JP2009521790A (en) * 2005-12-21 2009-06-04 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Membrane electrode assembly for organic / air fuel cells
JP2008110341A (en) * 2006-10-06 2008-05-15 Kao Corp Manufacturing method of filmy catalyst
JP2012091997A (en) * 2010-09-28 2012-05-17 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd Crystalline silica aluminophosphate and method of synthesizing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022545876A (en) * 2019-09-13 2022-11-01 クラリアント・インターナシヨナル・リミテツド Improved process for catalytic hydroisomerization of hydrocarbons
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