JPH02172539A - 排ガス浄化用触媒担体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は家庭用燃焼機器、自動車等から発生する炭化水
素（ＨＣ）、−酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（Ｎ
ｏｗ）を無害化するだめに使用する排ガス浄化用触媒の
担体の製造方法に関する。

従来の技術 排ガス浄化用触媒担体としては、一般にコーディエライ
ト等のセラミ・ソクヌハニカムにスラリー状の活性アル
ミナをコーティングしたものが実用化されている。

しかし、触媒の高性能化、コンパクト化および低コヌト
化を図るためにはノ・ニカムのセル壁厚をさらに薄くす
る必要がある。セラミソクヌハニカムは押し出し成形法
と呼ばれる方法で製造するため、セル壁厚Ｑ、１５ｆｆ
以下にするのは非常に困難であり、かつ高コヌトとなる
。

そこで、近年、金属ハニカムとしてム（１−Ｏｒ−Ｆｅ
系合金等の金属基板をコルゲート状に加工し、その後に
ヌラリー状の活性アルミナをコーティングし、担体とし
たものが実用化されようとしている。

金属ハニカムの特長はかなり薄くまでセル壁厚を加工で
きることであり、その結果触媒の低圧損化が達成できる
。また、製造コヌトの上でもセラミックハニカムより優
れている。

発明が解決しようとする課題 しかし、金属ハニカムはセラミックハニカムに比べ熱膨
張係数が大きいため、使用条件下の熱衝撃によりコーテ
ィングされたアルミナ被膜が剥離してくる。そのため使
用条件が限られたりしていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、金属・・ニ
カムとアルミナ被覆層との密着性を向上させ、使用条件
下の熱衝撃によりアルミナ被膜が剥離しない排ガス浄化
用触媒担体を提供する。

課題を解決するための手段 本発明は、金属基板上に活性アルミナ粉末を粉体乾式静
電法により被覆する排ガス浄化用触媒担体の製造方法で
ある。

作用 本発明は上記手段により、従来よりも金属ハニカムとア
ルミナ被覆層との密着性が優れた排ガス浄化用触媒担体
を提供できる。それは金属基板へ強い静電気的な力で活
性アルミナあるいは希土類金属酸化物を含有する活性ア
ルミナ粉末をコーティングさせるため一従来よりも基板
と被覆層との密着性が強固でさらにアルミナ被覆層自体
もかさ密度が大きなものとなるためである。さらに、密
着性を向上させるためには、金属基板表面上をエツチン
グあるいはサンドブラストの前処理により充分な比表面
積拡大化処理するとともに、使用する粉末の粒径もコン
トロールする。

実施例 以乍本発明の実施例について説明する。

本発明で用いる金属基板は熱膨張係数が６〜１２Ｘ１０
’であることが好ましい。それは基板上に被覆するアル
ミナの熱膨張係数が７〜９×１０−６であるため、熱衝
撃性のことを考えての条件である。金属基板材質は特に
限定されないが、耐熱性、耐酸化性を要求されるのでＯ
ｒ系の合金が好ましい。

本発明で使用する活性アルミナまたは希土類金属酸化物
を含有する活性アルミナ粉末は比表面積が３０〜ｓ　ｏ
　ｏｄ／　！のものであり、粒子径は１μｍ以下のもの
は除くほうがよい。粉体の電気抵抗は１０”　ｏｈｍ／
Ｃｌ１１以上であることが望ましい。

これは粉体静電塗装では粒子径があまり細かすぎるとガ
ン先端ノズルが詰まってしまうからである。

さらに塗装時でも粒子間の反発が強くなりすぎるからで
ある。また６場合によっては活性アルミナの表面？ポリ
エチレン、エポキシ等のグラスチックで処理してからお
こなってもよい。これにより粒子径の大きなものは静電
荷を帯び易くなるためである。

本発明で使用する粉体乾式静電法について説明する。

一般に静電塗装用のガン先端の尖状電極と５これに対向
する被覆体（金属基板）の平板電極との間に高い電圧を
かけると一尖状電極と平板電極との間に電界が生じる。

この電界の電圧を上げて行くと、粒子は電場内でエネル
ギーを得、対向電極側に誘引され、対向電極上に沈積す
る。したがって、本発明でも静電塗装用のガン先端から
約１　ｏｏｏｏｖ以上の電圧をかけた状態で活性アルミ
ナまたは希土類金属酸化物を含有する活性アルミナ粉末
を金属基板上に塗装した。

（実施例１） 粒径１〜６０μｍとなるように分級した活性アルミナを
５ｏｏｏｏｖ電圧下で金属基板（ムｇ−Ｏｒ−Ｆｅ系、
熱膨張係数９Ｘ１０’）に５０／ｊｍの厚さになるまで
静電塗装を行った。この活性アルミナ被覆基板を使用し
てコルゲート状に加工して容量１０００ｙａｅの触媒担
体とした。

アルミナ被覆層と金属基板との密着性テストは触媒を室
温から所定の温度にした電気炉中に３０分間入れ、触媒
が所定の温度になった状態から室温に出すという熱衝撃
を与えた。その結果剥離したアルミナ量を計量すること
により評価した。

（比較例１） 金属基板をコルゲート状に加工して容積１０１００Ｏの
サブストレートとし、その後活性アルミナスラリーに浸
漬、熱処理を行い、実施例１と等量の活性アルミナをコ
ーティングし触媒担体とした。

（実施例２） 金属基板に前処理として交流電流で電解エツチングをお
こない、その後実施例１と同様な工程で活性アルミナを
静電塗装し、触媒担体とした。

（実施例３） 金属基板に前処理としてサンドブラスト処理をおこない
、その後実施例１と同様な工程で活性アルミナを静電塗
装し、触媒担体とした。

（実施例４） 熱膨張係数が異なる金属基板を使用し、前処理として交
流電流で電解エツチング全おこな−た後。

実施例１と同様な工程で活性アルミナを静電塗装し、触
媒担体とした。

（実施例５） 第１図Ｂの様な粒度分布をもつ活性アルミナを使用して
実施例１と同様な工程で活性アルミナを静電塗装し、触
媒担体とした。

実施例１〜６および比較例１の密着性テスト結果を第１
表に示す。

Ｃ以下　余　白） 上記の結果から、本発明は粉体乾式静電法で金属基板に
活性アルミナ被覆することにより優れた密着性を示すこ
とが明かである。また、金属基板にサンドブラスト、エ
ツチング等の前処理を施すことによりさらに密着性が向
上する。この前処理ではエツチングのほうがサンドブラ
ストよりも優れていた。これは表面状態の差によると考
えられる。また、エツチングの種類は交流電解エツチン
グが最も好ましいが、直流電解工、ンチング、化学エツ
チングでも効果があった。

しかし、いくら密着性が従来のものより優れているとい
えども金属基板の熱膨張係数は無視できない。金属基板
の熱膨張係数は６〜１２×１０　’であることが好まし
い。

また、活性アルミナの粒径はある程度小さくなけｎばな
らず、粒径も限定されていることが好ましい。

次に、本発明によって得られる触媒担体を白金族金属触
媒用として使用する場合には、その後に助触媒として希
土類金属酸化物が６〜３０ｗｔ％担持されるのが一般的
である。したがって、本発明における希土類金属酸化物
の担持条件について述べる。

（実施例６） １０ｗｔ％のＣθ０□で処理された活性アルミナを使用
して実施例２と同様な工程で静電塗装し−その後コルゲ
ート状に加工し、触媒担体とした。

（実施例７） 実施例２で得られた活性アルミナ被覆基板を硝酸セリウ
ム水溶液に含浸後、５００”Ｃで熱処理し、その後コル
ゲート状に加工し、触媒担体とした。

ｃｅｏ２担持量は活性アルミナに対して１０ｗｔ％とじ
た。

（実施例８） 実施例２で得らｎた活性アルミナ被覆基板をコルゲート
状に加工し、その後硝酸セリウム水溶液に含浸後、６０
０°Ｃで熱処理し、触媒担体とした。

Ｃｏｏ２担持量は活性アルミナに対して１ｏｗｔ％とじ
た。

実施１３ｉ１ｊ６〜８の密着性テスト結果を第２表に示
す。

第２表 上記の結果から、希土類金属酸化物で処理された活性ア
ルミナ粉末を静電塗装し触媒担体とするよりもまず活性
アルミナを静電塗装し、その後希土類金属酸化物を担持
し、触媒担体とする方が密着性は優れていた。これは後
工程での希土類金属酸化物担持が活性アルミナのバイン
ダー的役割を果たすためである。また、希土類金属塩水
溶液をスプレーで行った時にも同様な強い密着性が得ら
れた。

実施例８において得られた触媒担体にＰｔ、Ｒｈをそれ
ぞれ１９　、０．２ｇ担持し触媒とした。この触媒を使
用して２．０１エンジンで１０モード。

１０００時間の実車テストをおこなった。その結果触媒
は活性アルミナを剥離することなく、優れた性能を示し
た。

発明の効果 本発明によれば、従来よりも金属ハニカムとアルミナ被
覆層との密着性が優れた排ガス浄化用触媒担体を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例１と６で使用された活性アルミナの
粒度分布を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属基板上に活性アルミナ粉末を粉体乾式静電法
   により被覆する排ガス浄化用触媒担体の製造法。
2. （２）金属基板上に希土類金属酸化物を含有する活性ア
   ルミナ粉末を粉体乾式静電法により被覆する排ガス浄化
   用触媒担体の製造法。
3. （３）金属基板上に活性アルミナ粉末を粉体乾式静電法
   によって被覆した後、前記活性アルミナに希土類金属塩
   水溶液を含浸し、希土類金属塩を熱分解して希土類金属
   酸化物とした後、前記基板をコルゲート状あるいは三次
   元構造に加工する排ガス浄化用触媒担体の製造法。
4. （４）金属基板上に活性アルミナ粉末を粉体乾式静電法
   によって被覆後、コルゲート状あるいは三次元構造に加
   工し、その後前記活性アルミナに希土類金属塩水溶液を
   含浸し、希土類金属塩を熱分解して希土類金属酸化物と
   する排ガス浄化用触媒担体の製造法。