JP7397722B2 - 触媒の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の排気管に設けられる触媒の製造方法に関する。
排気ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、および、窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去するために、車両の排気管には三元触媒が設けられている（例えば、特許文献１）。三元触媒は、炭化水素を酸化して水および二酸化炭素（ＣＯ２）とし、一酸化炭素を酸化して二酸化炭素とし、窒素酸化物を還元して窒素（Ｎ２）とする。
また、近年、理論空燃比（ストイキ）よりもリーンな空燃比で燃料を燃焼させるリーン燃焼を実行可能なエンジンが開発されている。リーン燃焼は、ストイキでの燃焼と比較して、エンジンから排気される排気ガスに含まれる窒素酸化物の量が多い。このため、リーン燃焼を実行可能なエンジンが搭載された車両の排気管には、窒素酸化物を一旦吸蔵し、吸蔵した窒素酸化物を所定のタイミングで還元（浄化）するＮＯｘ吸蔵還元触媒が設けられている。
特開２０１０－２５３４４７号公報
上記三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元触媒等の触媒による排気ガスの浄化効率を向上させることができる技術の開発が希求されている。
本発明は、このような課題に鑑み、排気ガスの浄化効率を向上させることが可能な触媒の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の触媒の製造方法は、排気ガス浄化用の触媒金属および水を少なくとも含む触媒スラリーを、隔壁で区画された複数のセルを有する担体に付着させる工程と、吸水性ポリマーの粒子を触媒スラリーの表面に付着させる工程と、触媒スラリーに含まれる水で粒子を、触媒スラリーの表面に凹凸が形成されるまで膨張させる工程と、触媒スラリーおよび粒子が付着された担体を焼成する工程と、
を含む。
また、触媒スラリーを担体に付着させる工程において、担体における少なくとも１つのセルに触媒スラリーを供給し、粒子を触媒スラリーの表面に付着させる工程において、触媒スラリーが供給されたセルに、粒子同士が接触するように複数の粒子を充填し、膨張させる工程において、触媒スラリーに含まれる水で複数の粒子を膨張させて、膨張させた複数の粒子によって触媒スラリーを押圧してもよい。
また、触媒スラリーを担体に付着させる工程において、担体における少なくとも１つのセルに触媒スラリーを供給し、粒子を触媒スラリーの表面に付着させる工程において、触媒スラリーが供給されたセルに、粒子同士が非接触となるように複数の粒子を供給し、膨張させる工程において、粒子によって触媒スラリーに含まれる水を吸収させてもよい。
本発明によれば、排気ガスの浄化効率を向上させることが可能となる。
第１の実施形態のエンジンシステムの構成を示す概略図である。 第１の実施形態にかかる触媒の製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。 第１の実施形態にかかる触媒スラリー付着工程および粒子付着工程を説明する図である。 第１の実施形態にかかる触媒スラリー付着工程、粒子付着工程、膨張工程、および、焼成工程のセル内を説明する図である。 第２の実施形態にかかる触媒の製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施形態にかかる触媒スラリー付着工程、粒子付着工程、膨張工程、および、焼成工程のセル内を説明する図である。 変形例にかかる粒子付着工程を実行した後のセル内を説明する図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態のエンジンシステム１００の構成を示す概略図である。エンジンシステム１００は、車両に搭載される。図１に示すように、エンジンシステム１００は、エンジン１１０と、排気管１２０と、触媒１３０と、フィルタ１４０と、マフラ１５０とを含む。
エンジン１１０は、例えば、ガソリンエンジンである。エンジン１１０は、燃料を燃焼させることで得られる運動エネルギーにより、車両を走行させる。エンジン１１０の排気ポートには、排気マニホールドを介して排気管１２０が接続される。エンジン１１０の排気ポートから排気される排気ガスは、排気管１２０に導かれる。
触媒１３０は、排気管１２０に設けられる。触媒１３０は、三元触媒（ＴＷＣ：Three-Way Catalyst）である。触媒１３０は、排気ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、および、窒素酸化物を浄化（除去）する。触媒１３０は、触媒金属を含む。触媒金属は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、および、ロジウム（Ｒｈ）のうちのいずれか１または複数である。
フィルタ１４０は、排気管１２０における触媒１３０の下流側に設けられる。換言すれば、フィルタ１４０は、排気管１２０における触媒１３０とマフラ１５０との間に設けられる。フィルタ１４０は、ＧＰＦ（Gasoline Particulate Filter）である。フィルタ１４０は、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕捉する。
触媒１３０によって浄化され、フィルタ１４０によって粒子状物質が取り除かれた排気ガスは、マフラ１５０を通じて外部に排気される。
［触媒１３０の製造方法］
続いて、上記触媒１３０の製造方法について説明する。図２は、第１の実施形態にかかる触媒１３０の製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すように、第１の実施形態にかかる触媒１３０の製造方法は、触媒スラリー付着工程Ｓ１１０と、粒子付着工程Ｓ１２０と、膨張工程Ｓ１３０と、乾燥工程Ｓ１４０と、焼成工程Ｓ１５０とを含む。以下、各工程について説明する。
［触媒スラリー付着工程Ｓ１１０］
触媒スラリー付着工程Ｓ１１０は、触媒スラリーを担体に付着させて、スラリー付着担体２５０を製造する工程である。触媒スラリーは、触媒金属、バインダ、母材、および、水を含む。
図３は、第１の実施形態にかかる触媒スラリー付着工程Ｓ１１０および粒子付着工程Ｓ１２０を説明する図である。図３（ａ）は、担体１３２を説明する図である。図３（ｂ）は、触媒スラリー付着工程Ｓ１１０を説明する図である。図３（ｃ）は、粒子付着工程Ｓ１２０を説明する図である。
図３（ａ）に示すように、本実施形態において、担体１３２は、外形が円筒形状のハニカム構造体である。担体１３２は、隔壁１３４で区画された複数のセル１３６を有する。なお、セル１３６の数に限定はない。
図３（ｂ）に示すように、触媒スラリー付着工程Ｓ１１０では、供給装置２１０を用いて、担体１３２のセル１３６を構成する隔壁１３４の表面に触媒スラリーが付着される。供給装置２１０は、案内筒２１２と、スラリー供給部２２０と、吸引部２３０と、粒子供給部２４０（図３（ｃ）参照）とを含む。
案内筒２１２は、円筒形状の部材である。案内筒２１２は、担体１３２の一端側に嵌合される。案内筒２１２の内径は、担体１３２の外径よりもわずかに大きい。案内筒２１２は、担体１３２に嵌合された際、案内筒２１２と担体１３２との間に隙間ができない寸法に形成される。
スラリー供給部２２０は、案内筒２１２を介して担体１３２（セル１３６）に触媒スラリーを供給する。本実施形態において、スラリー供給部２２０は、スラリー貯留部２２２と、スラリー供給管２２４と、スラリー供給ポンプ２２６と、スラリーノズル２２８とを含む。
スラリー貯留部２２２は、触媒スラリーを貯留する。スラリー供給管２２４は、スラリー貯留部２２２とスラリー供給ポンプ２２６の吸入側とを接続する。スラリー供給ポンプ２２６は、吸入側がスラリー供給管２２４を介してスラリー貯留部２２２に接続される。スラリー供給ポンプ２２６は、吐出側がスラリーノズル２２８に接続される。スラリーノズル２２８は、案内筒２１２に接続される。スラリー供給ポンプ２２６は、スラリー貯留部２２２に貯留された触媒スラリーを吸引して、スラリーノズル２２８から担体１３２に向けて噴射する。
吸引部２３０は、担体１３２の他端側から触媒スラリーを吸引する。本実施形態において、吸引部２３０は、吸引筒２３２と、吸引管２３４と、吸引ポンプ２３６とを含む。
吸引筒２３２は、円筒形状の部材である。吸引筒２３２は、一端側が開口されており、他端側が封止されている。吸引筒２３２の開口は、担体１３２の他端側に嵌合される。吸引筒２３２の開口は、担体１３２の外径よりもわずかに大きい。吸引筒２３２は、担体１３２に嵌合された際、吸引筒２３２と担体１３２との間に隙間ができない寸法に形成される。
吸引管２３４は、吸引筒２３２と吸引ポンプ２３６とを接続する。吸引ポンプ２３６は、吸入側が吸引管２３４を介して吸引筒２３２に接続される。吸引ポンプ２３６は、吐出側が外部（例えば、スラリー貯留部２２２）に接続される。
触媒スラリー付着工程Ｓ１１０において、担体１３２の一端側に案内筒２１２が嵌合され、他端側に吸引筒２３２が嵌合される。また、案内筒２１２にスラリーノズル２２８が接続される。そして、スラリー供給ポンプ２２６および吸引ポンプ２３６が駆動され、また、不図示の回転装置によって担体１３２が回転される（図３（ｂ）中、破線の矢印で示す）。これにより、担体１３２のセル１３６に触媒スラリーが満遍なく供給される。
図４は、第１の実施形態にかかる触媒スラリー付着工程Ｓ１１０、粒子付着工程Ｓ１２０、膨張工程Ｓ１３０、および、焼成工程Ｓ１５０のセル１３６内を説明する図である。図４（ａ）は、触媒スラリー付着工程Ｓ１１０を実行した後のセル１３６内を説明する図である。図４（ｂ）は、粒子付着工程Ｓ１２０を実行した後のセル１３６内を説明する図である。図４（ｃ）は、膨張工程Ｓ１３０を実行した後のセル１３６内を説明する図である。図４（ｄ）は、焼成工程Ｓ１５０を実行した後のセル１３６内を説明する図である。
触媒スラリー付着工程Ｓ１１０を実行することにより、触媒スラリーが担体１３２の各セル１３６に供給され、図４（ａ）に示すように、セル１３６を構成する隔壁１３４の表面に触媒スラリーの層（スラリー層ＳＬ）が形成される。
そして、スラリー層ＳＬの厚み（隔壁１３４の表面からスラリー層ＳＬの表面までの高さ）が所定の厚みになったら、スラリー供給ポンプ２２６および吸引ポンプ２３６を停止する。こうして、セル１３６を構成する隔壁１３４の表面にスラリー層ＳＬが形成されたスラリー付着担体２５０が製造される。
［粒子付着工程Ｓ１２０］
粒子付着工程Ｓ１２０は、吸水性ポリマー（Superabsorbent polymer）の粒子（以下、「吸水粒子」という）を、スラリー付着担体２５０のスラリー層ＳＬの表面に付着させる工程である。吸水性ポリマーは、高吸水性高分子、高吸水性樹脂、高分子吸収体とも呼ばれる。吸水性ポリマーは、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムである。
図３に戻って説明すると、図３（ｃ）に示すように、本実施形態において、粒子付着工程Ｓ１２０では、供給装置２１０を用いて、スラリー付着担体２５０のセル１３６に複数の吸水粒子を充填する。
粒子供給部２４０は、案内筒２１２を介してスラリー付着担体２５０（担体１３２）に吸水粒子を供給する。本実施形態において、粒子供給部２４０は、吸水粒子貯留部２４２と、吸水粒子供給管２４４と、フィーダ２４６と、吸水粒子ノズル２４８とを含む。
吸水粒子貯留部２４２は、吸水粒子を貯留する。吸水粒子供給管２４４は、吸水粒子貯留部２４２とフィーダ２４６の入口とを接続する。フィーダ２４６は、入口が吸水粒子供給管２４４を介して吸水粒子貯留部２４２に接続される。フィーダ２４６は、出口が吸水粒子ノズル２４８に接続される。フィーダ２４６は、例えば、スクリューフィーダである。吸水粒子ノズル２４８は、案内筒２１２に接続される。フィーダ２４６は、吸水粒子貯留部２４２に貯留された吸水粒子を、吸水粒子ノズル２４８を通じてスラリー付着担体２５０に供給する。
粒子付着工程Ｓ１２０において、まず、スラリーノズル２２８が案内筒２１２から取り外される。続いて、スラリーノズル２２８に代えて、吸水粒子ノズル２４８が案内筒２１２に接続される。
そして、フィーダ２４６が駆動され、また、不図示の回転装置によってスラリー付着担体２５０が回転される（図３（ｃ）中、破線の矢印で示す）。これにより、スラリー付着担体２５０のセル１３６に吸水粒子が満遍なく充填される。なお、本実施形態の粒子付着工程Ｓ１２０において、吸引ポンプ２３６は停止されている。
粒子付着工程Ｓ１２０を実行することにより、セル１３６に吸水粒子Ｒが充填され、図４（ｂ）に示すように、スラリー層ＳＬの表面に吸水粒子Ｒが付着する。こうして、スラリー付着担体２５０のスラリー層ＳＬの表面に吸水粒子Ｒが付着した粒子付着担体２５２が製造される。なお、本実施形態の粒子付着工程Ｓ１２０では、セル１３６において吸水粒子Ｒ同士が接触した状態となるように吸水粒子Ｒが充填される。
［膨張工程Ｓ１３０］
膨張工程Ｓ１３０は、スラリー層ＳＬ（触媒スラリー）に含まれる水で複数の吸水粒子Ｒを所定の大きさまで膨張させる工程である。膨張工程Ｓ１３０では、粒子付着担体２５２を所定時間放置する。
膨張工程Ｓ１３０を実行することにより、吸水粒子Ｒがスラリー層ＳＬに含まれる水を吸収して膨張（膨潤）する。そうすると、図４（ｃ）に示すように、膨張させた複数の吸水粒子Ｒによって、スラリー層ＳＬが押圧され、吸水粒子Ｒがスラリー層ＳＬに食い込む。これにより、スラリー層ＳＬの表面には、初期状態（スラリー付着担体２５０のスラリー層ＳＬ、図４（ｃ）中、破線で示す）よりも陥没したり、突出したりする箇所が形成される。こうして、スラリー層ＳＬの表面に吸水粒子Ｒが食い込んだ粒子膨張担体２５４が製造される。
［乾燥工程Ｓ１４０］
乾燥工程Ｓ１４０は、スラリー層ＳＬ（粒子膨張担体２５４）を所定時間乾燥させる工程である。
［焼成工程Ｓ１５０］
焼成工程Ｓ１５０は、乾燥工程Ｓ１４０を実行した後の粒子膨張担体２５４を焼成する工程である。焼成工程Ｓ１５０を実行することにより、吸水粒子Ｒが燃焼され、焼失する。そうすると、図４（ｄ）に示すように、表面に突出部Ｐと陥没部Ｑとを有する触媒層ＴＬがセル１３６内（隔壁１３４の表面）に形成された触媒１３０が製造される。
このように、本実施形態にかかる触媒１３０の製造方法は、触媒スラリー付着工程Ｓ１１０、粒子付着工程Ｓ１２０、膨張工程Ｓ１３０、乾燥工程Ｓ１４０、および、焼成工程Ｓ１５０を実行することにより、触媒１３０を製造できる。
［吸水粒子Ｒの大きさの設定］
続いて、上記粒子付着工程Ｓ１２０において充填する吸水粒子Ｒの大きさ（初期の大きさｍ）および充填率ｎ（かさ密度）の設定について説明する。
まず、エンジン１１０から排気される排気ガスの量、排気ガスの流速、触媒１３０の大きさ、排気ガスの目標浄化率、および、触媒１３０の目標圧力損失に基づき、触媒層ＴＬの突出部Ｐおよび陥没部Ｑの大きさが決定される。例えば、目標浄化率を高くする場合、突出部Ｐおよび陥没部Ｑを大きくし、目標圧力損失を小さくする場合、突出部Ｐおよび陥没部Ｑを小さくする。そして、決定した突出部Ｐおよび陥没部Ｑの大きさに基づき、膨張後（膨張工程Ｓ１３０の実行後）の吸水粒子Ｒの大きさＭと、吸水粒子Ｒの充填率Ｎが導出される。
膨張後の吸水粒子Ｒの大きさＭは、触媒スラリー（スラリー層ＳＬ）の含水量（含水率）と、初期（吸水前）の吸水粒子Ｒの大きさｍおよび吸水量と、に基づいて導出される。このため、上記粒子付着工程Ｓ１２０において充填する、初期の吸水粒子Ｒの大きさｍは、初期の吸水粒子Ｒの吸水量、触媒スラリーの含水量、および、導出された膨張後の吸水粒子Ｒの大きさＭに基づいて設定される。
また、粒子付着工程Ｓ１２０における吸水粒子Ｒの充填率ｎは、導出された膨張後の吸水粒子Ｒの充填率Ｎに基づいて設定される。
以上説明したように、本実施形態にかかる触媒１３０の製造方法は、粒子付着工程Ｓ１２０および膨張工程Ｓ１３０を含む。これにより、セル１３６内において、スラリー層ＳＬに含まれる水を吸水粒子Ｒに吸収させ、吸水粒子Ｒを膨張させることができる。そうすると、セル１３６内において吸水粒子Ｒ同士が互いに押し合い、スラリー層ＳＬの表面に付着した吸水粒子Ｒをスラリー層ＳＬに食い込ませることが可能となる。これにより、本実施形態にかかる触媒１３０の製造方法は、膨張した吸水粒子Ｒによってスラリー層ＳＬの表面に陥没部Ｑと突出部Ｐと（凹凸）を形成することができる。
そして、焼成工程Ｓ１５０を実行することにより、本実施形態にかかる触媒１３０の製造方法は、凹凸形状を維持したままスラリー層ＳＬを焼成できる。また、吸水粒子Ｒが吸水性ポリマーで形成されるため、焼成工程Ｓ１５０を実行することにより、吸水粒子Ｒを焼失させることが可能となる。これにより、本実施形態にかかる触媒１３０の製造方法は、突出部Ｐと陥没部Ｑとを表面に有する触媒層ＴＬがセル１３６内に形成された触媒１３０を製造することが可能となる。
こうして製造された触媒１３０が排気管１２０に設けられると、排気ガスは、セル１３６内を通過する。つまり、排気ガスは、突出部Ｐと陥没部Ｑとを表面に有する触媒層ＴＬが形成されたセル１３６内を通過することになる。これにより、触媒層の表面が平坦なセルとは異なり、触媒１３０は、セル１３６内で排気ガスの乱流を形成することができる。したがって、触媒１３０は、セル１３６内において排気ガスの拡散性を向上させることが可能となる。このため、触媒１３０は、触媒層の表面が平坦なセルとは異なり、セル１３６に導かれたものの、触媒層ＴＬに接触（衝突）せずに通過してしまう排気ガスを低減することができる。したがって、触媒１３０は、排気ガスの浄化効率を向上させることが可能となる。
また、上記したように、粒子付着工程Ｓ１２０において供給装置２１０は、セル１３６に吸水粒子Ｒを充填する。これにより、スラリー層ＳＬの表面に付着した吸水粒子Ｒをスラリー層ＳＬに食い込ませることができる。したがって、触媒層ＴＬの突出部Ｐおよび陥没部Ｑを大きくすることが可能となる。
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態の粒子付着工程Ｓ１２０において、触媒スラリーが供給されたセル１３６に吸水粒子Ｒを充填する場合を例に挙げた。しかし、吸水粒子Ｒを触媒スラリーの表面に付着させることができれば、吸水粒子Ｒを充填せずともよい。
図５は、第２の実施形態にかかる触媒１３０の製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。図５に示すように、第２の実施形態にかかる触媒１３０の製造方法は、触媒スラリー付着工程Ｓ１１０と、粒子付着工程Ｓ２２０と、膨張工程Ｓ１３０と、乾燥工程Ｓ１４０と、焼成工程Ｓ１５０とを含む。以下、上記第１の実施形態にかかる触媒１３０の製造方法と実質的に処理が異なる粒子付着工程Ｓ２２０について説明する。
粒子付着工程Ｓ２２０は、供給装置２１０を用いて、スラリー付着担体２５０のセル１３６に、吸水粒子Ｒ同士が非接触となるように複数の吸水粒子Ｒを供給する。
図６は、第２の実施形態にかかる触媒スラリー付着工程Ｓ１１０、粒子付着工程Ｓ２２０、膨張工程Ｓ１３０、および、焼成工程Ｓ１５０のセル１３６内を説明する図である。図６（ａ）は、触媒スラリー付着工程Ｓ１１０を実行した後のセル１３６内を説明する図である。図６（ｂ）は、粒子付着工程Ｓ２２０を実行した後のセル１３６内を説明する図である。図６（ｃ）は、膨張工程Ｓ１３０を実行した後のセル１３６内を説明する図である。図６（ｄ）は、焼成工程Ｓ１５０を実行した後のセル１３６内を説明する図である。
図６（ａ）に示すように、第２の実施形態において、触媒スラリー付着工程Ｓ１１０を実行することにより、第１の実施形態と同様に、セル１３６を構成する隔壁１３４の表面にスラリー層ＳＬが形成されたスラリー付着担体２５０が製造される。
そして、粒子付着工程Ｓ２２０において、まず、スラリーノズル２２８が案内筒２１２から取り外される。続いて、スラリーノズル２２８に代えて、吸水粒子ノズル２４８が案内筒２１２に接続される（図３（ｂ）、図３（ｃ）参照）。
そして、フィーダ２４６および吸引ポンプ２３６が駆動され、また、不図示の回転装置によってスラリー付着担体２５０が回転される。これにより、スラリー付着担体２５０のセル１３６に吸水粒子Ｒが満遍なく供給される。なお、第２の実施形態において、セル１３６に供給される吸水粒子Ｒの大きさは、スラリー層ＳＬの間の距離より小さい。
粒子付着工程Ｓ２２０を実行することにより、セル１３６に吸水粒子Ｒが供給され、図６（ｂ）に示すように、スラリー層ＳＬの表面に、吸水粒子Ｒが互いに離隔して付着する。つまり、スラリー層ＳＬの表面において、吸水粒子Ｒが付着する箇所と、吸水粒子Ｒが付着しない箇所とが設けられる。こうして、スラリー付着担体２５０のスラリー層ＳＬの表面に吸水粒子Ｒが付着した粒子付着担体２６２が製造される。
そして、膨張工程Ｓ１３０が実行されると、吸水粒子Ｒによってスラリー層ＳＬ（触媒スラリー）に含まれる水が吸収される。そうすると、図６（ｃ）に示すように、スラリー層ＳＬの表面において、吸水粒子Ｒが付着した箇所は、吸水粒子Ｒによって水が吸収され、スラリー層ＳＬの表面には、初期状態（スラリー付着担体２５０のスラリー層ＳＬ）よりも陥没した箇所が形成される。こうして、スラリー層ＳＬの表面に吸水粒子Ｒの一部が埋め込まれた粒子膨張担体２６４が製造される。
そして、乾燥工程Ｓ１４０および焼成工程Ｓ１５０が実行されると、吸水粒子Ｒが燃焼され、焼失する。そうすると、図６（ｄ）に示すように、表面に陥没部Ｑを有する触媒層ＴＬがセル１３６内（隔壁１３４の表面）に形成された触媒１３０が製造される。
以上説明したように、第２の実施形態にかかる触媒１３０の製造方法は、粒子付着工程Ｓ２２０および膨張工程Ｓ１３０を備える。これにより、吸水粒子Ｒによってスラリー層ＳＬの表面に陥没部Ｑを形成することができる。そして、第２の実施形態にかかる触媒１３０の製造方法は、焼成工程Ｓ１５０を実行することにより、陥没部Ｑを維持したままスラリー層ＳＬを焼成できる。また、吸水粒子Ｒが吸水性ポリマーで形成されるため、焼成工程Ｓ１５０を実行することにより、吸水粒子Ｒを焼失させることが可能となる。これにより、第２の実施形態にかかる触媒１３０の製造方法は、陥没部Ｑを表面に有する触媒層ＴＬがセル１３６内に形成された触媒１３０を製造することが可能となる。したがって、第２の実施形態にかかる触媒１３０の製造方法によって製造された触媒１３０は、排気ガスの浄化効率を向上させることが可能となる。
また、第２の実施形態にかかる触媒１３０の製造方法は、第１の実施形態と比較して、なだらかな凹凸形状を表面に有する触媒層ＴＬが形成された触媒１３０を製造することができる。これにより、第２の実施形態の触媒１３０は、第１の実施形態と比較して、圧力損失を低減することが可能となる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
なお、上記実施形態において、触媒１３０が三元触媒である場合を例に挙げた。しかし、触媒１３０は、他の触媒、例えば、ＮＯｘ吸蔵還元触媒であってもよい。
また、上記実施形態において、担体１３２がハニカム構造体である場合を例に挙げた。しかし、担体１３２の形状に限定はない。
また、上記実施形態の触媒スラリー付着工程Ｓ１１０において、担体１３２に設けられたすべてのセル１３６に触媒スラリーを付着させる場合を例に挙げた。しかし、触媒スラリー付着工程Ｓ１１０は、担体１３２における少なくとも１つのセル１３６に触媒スラリーを付着させればよい。
また、上記第１の実施形態の粒子付着工程Ｓ１２０において、吸水粒子Ｒ同士が接触した状態となるように吸水粒子Ｒがセル１３６に充填される場合を例に挙げた。しかし、粒子付着工程Ｓ１２０において、吸水粒子Ｒ同士が非接触の状態となるように、吸水粒子Ｒがセル１３６に充填されてもよい。
図７は、変形例にかかる粒子付着工程Ｓ１２０を実行した後のセル１３６内を説明する図である。例えば、図７（ａ）に示すように、粒子付着工程Ｓ１２０は、吸水粒子Ｒを１列でセル１３６に充填してもよい。この際、吸水粒子Ｒ同士は、接触されてもよいし、非接触であってもよい。なお、この場合、吸水粒子Ｒの大きさは、スラリー層ＳＬ間の距離と実質的に同じ大きさであってもよい。
また、上記第１の実施形態の粒子付着工程Ｓ１２０において、すべての吸水粒子Ｒがスラリー層ＳＬの表面に接触する場合を例に挙げた。しかし、図７（ｂ）に示すように、充填された吸水粒子Ｒのうち、スラリー層ＳＬの表面に接触しない吸水粒子Ｒがあってもよい。
また、上記第１の実施形態の粒子付着工程Ｓ１２０において、スラリー付着担体２５０のセル１３６の全長に亘って吸水粒子Ｒを充填する場合を例に挙げた。しかし、まず、第１の実施形態の粒子付着工程Ｓ１２０を実行して、スラリー付着担体２５０のセル１３６の一部に吸水粒子Ｒを充填し、その後、第２の実施形態の粒子付着工程Ｓ２２０を実行して、その他の部分に吸水粒子Ｒを供給してもよい。
また、上記実施形態において、供給装置２１０の粒子供給部２４０がフィーダ２４６を備える場合を例に挙げた。しかし、粒子供給部２４０は、フィーダ２４６を備えずともよい。この場合、スラリー付着担体２５０の一端側が他端側より上方となるように配置し、吸水粒子ノズル２４８より吸水粒子貯留部２４２を上方に設置して、吸水粒子貯留部２４２からスラリー付着担体２５０へ自重で吸水粒子Ｒを落下させてもよい。
本発明は、車両の排気管に設けられる触媒の製造方法および触媒に利用できる。
Ｒ 吸水粒子（粒子）
ＳＬ スラリー層（触媒スラリー）
Ｓ１１０ 触媒スラリー付着工程
Ｓ１２０、Ｓ２２０ 粒子付着工程
Ｓ１３０ 膨張工程
Ｓ１５０ 焼成工程
１３０ 触媒
１３２ 担体
１３４ 隔壁
１３６ セル

Claims (3)

  1. 排気ガス浄化用の触媒金属および水を少なくとも含む触媒スラリーを、隔壁で区画された複数のセルを有する担体に付着させる工程と、
    吸水性ポリマーの粒子を前記触媒スラリーの表面に付着させる工程と、
    前記触媒スラリーに含まれる水で前記粒子を、前記触媒スラリーの表面に凹凸が形成されるまで膨張させる工程と、
    前記触媒スラリーおよび前記粒子が付着された前記担体を焼成する工程と、
    を含む触媒の製造方法。
  2. 前記触媒スラリーを担体に付着させる工程において、前記担体における少なくとも１つの前記セルに前記触媒スラリーを供給し、
    前記粒子を前記触媒スラリーの表面に付着させる工程において、前記触媒スラリーが供給された前記セルに、前記粒子同士が接触するように複数の前記粒子を充填し、
    前記膨張させる工程において、前記触媒スラリーに含まれる水で前記複数の粒子を膨張させて、膨張させた前記複数の粒子によって前記触媒スラリーを押圧する請求項１に記載の触媒の製造方法。
  3. 前記触媒スラリーを担体に付着させる工程において、前記担体における少なくとも１つの前記セルに前記触媒スラリーを供給し、
    前記粒子を前記触媒スラリーの表面に付着させる工程において、前記触媒スラリーが供給された前記セルに、前記粒子同士が非接触となるように複数の前記粒子を供給し、
    前記膨張させる工程において、前記粒子によって前記触媒スラリーに含まれる水を吸収させる請求項１に記載の触媒の製造方法。
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