JPH0278443A - 排ガス浄化用触媒担体の製造方法 - 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 本発明は家電住設機器、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（ＮＯ
ｘ）等を無害化するために使用する排ガス浄化用触媒の
製造方法に関する。

従来の技術 １ノｒガス浄化用触媒担体としては、一般にセラミック
ハニカム（コーディエライト等）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スト
化を図るためにはハニカムのセル壁厚をさらに薄くする
必要がある。セラミック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　０．１５ｍｍ以
下にするのは非常に困難であり、かつ高コストとなる。

そこで、近年、金属ハニカムとして金属基板（ＡＩ−Ｃ
ｒ−Ｆｅ系合金等）をコルゲート状に加工し、その後に
ス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、製造コス
トの玉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。

また、スラリー状のコーティングでは金属面でのアルミ
ナ膜厚が不均一であり、担体の有効利用がなされていな
いとともにアルミナ被膜の剥離を誘発する結果となって
いた。

本発明はかかる従来の技術の課題に鑑みてなされたもの
で、金属ハ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６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ことを目的とする。

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電気泳動電
着方法によって被覆する排ガス浄化用触媒担体の製造方
法である。

作用 請求項１又は３の本発明は、金属基板表面りをエツチン
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
積拡大化処理し、そこへ電気的な力で活性アルミナをコ
ーティングさせるため、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き密度か大
きく、被覆膜１′λが均一なものを作成できる。それに
よって、従来よりも金属ハニカｌ、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。

実施例 以下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５〜１２Ｘ１０
−６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、７〜９Ｘ１０−６であるため、
熱衝撃性のことを考慮した条件である。金属基機材質は
特に限定されないが、耐熱性を要求されるのでＣｒ系の
合金が好ましい。

本発明で使用する活性アルミナは比表面積か３０〜３０
０　ｍ２／　ｇのものであり、電着条件（溶媒、電圧等
）によっては活性アルミナの表面をプラスチック処理し
てからおこなってもよい。また、活性アルミナは電着溶
液中で負に帯電し、正極側に電着される。しかし、プラ
スチックで処理されるとどちらでも電着される。また、
希土類金属酸化物で処理されると電着溶液中で正に帯電
し、負極側に電着される。

本発明で使用する電気泳動電着は分散媒として有機溶媒
系の物が好ましい。分散媒としては水溶液系と有機溶媒
系のものがあるが、基板との密着性は有機溶媒系のほう
が優れていた。その理由としては有機溶媒系のほうが水
溶液系に比べて電着時の電圧が高いためではないかと考
えられる。

実施例１ 粒径１〜５μｍとなるように分級した活性アルミナ３０
０ｇ、イソプロピルアルコール７００ｇ、水１０ｇをボ
ールミルボットに入れ１時間ミル引きして活性アルミナ
懸濁液を得る。この活性アルミナ懸濁液を電解槽に入れ
、脱脂洗浄を充分におこなった金属基板（ＡＩ−Ｃｒ−
Ｆｅ系、熱膨張係数　９Ｘ１０−６）も電解槽内に装置
した。電気泳動電着は極間距ｉ１１ｔ４ｃｍで、直流電
圧１５０Ｖておこなった。活性アルミナを膜厚５０μｍ
電着した基板は乾燥後、５００℃で熱処理した。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
容積１０００　ｍ　ｌ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。その結果了り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
漬し、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
電着し、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電着し
、触媒担体とした。

実施例４ 熱膨張係数が鶏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をになった後、実施例１と同様
な工程で活性アルミナを電着し、触媒担体とした。

実施例５ 実施例１において、硝酸アルミニウム９水塩０．１ｇを
添加した活性アルミナ懸濁液を使用して活性アルミナを
電着し、触媒担体とした。

実施例６ Ｗ均粒径８μｍの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電着し、触媒担体とした。

実施例７ 平均粒径３μｍの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電着し、触媒担体とした。

実施例１〜？および比較例１の密着性テスト結果を第１
表に示す。

（以下余白） 第１表 人中の数（＋ｆｆは下記より求めた剥離率である。

（以下余白） 上記の結果から、本発明は電気泳動電着方法て金属基板
に活性アルミナ被覆することにより優れた窓前性を示す
ことが明かである。さらに外観的にも本発明の方が均一
に被覆されていることがわかる。これは従来のように液
垂れがないためである。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、直流電解エツチング、化学
エツチングでも効果がある。

しかし、本発明の密着性が従来のものより優れていると
いえとも金属基板の熱膨張係数は無視できない。即ち、
金属基板の熱膨張係数は５＝Ｉ２ＸＩＯ−６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ればな
らず、粒径も限定されていることが好ましい。それは本
発明では電気泳動電着方法を使用するのでアルミナの粒
径が大きいと電着が困難となる。さらに、あまり小さな
粒径のものが存在してもそれらが速く電着され好ましく
ない。したがっ゛Ｃ１活性アルミナの粒径は１〜５１ｔ
ｍに分級することが好ましい。

活性アルミナは溶媒中で凝集しやすいため、硝酸アルミ
ニウム等の塩を添加することが好ましい。

これにより電着速度も速くなり、作業性、生産性も向上
する。

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８ １０　ｗ　Ｌ％のＣｅ○２て処理された活性アルミナを
使用して実施例２と同様な工程で電若し、その後コルゲ
ート状に加工し、触媒担体とした。

実施例９ 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℃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１は活性アルミナに対して１０　ｗ　ｔ％
とした。

実施例１０ 実施例２で得られ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１１水溶液に含浸後、５
００℃で熱処理し、触媒担体とした。

ＣｅＯ２担特徴は活性アルミナに対して１０　ｗ　ｔ％
とした。

実施例８〜１０の密着性テスト結果を第２表に示す。

（以下余白） 第２表 （以下余白） 上記の結果から、希土類金属酸化物で処理された活性ア
ルミナ粉末を電着し触媒担体とするよりもまず活性アル
ミナを電着し、その後希土類金属酸化物を担持し、触媒
担体とする方かで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
スジ１ノーで行った時にも同様な強い密着性が得られた
。

実施例１０において得られた触媒担体にＰｔ。

ＲｈをそれぞれＩｇ、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、１
０００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、金属基板上に活性アルミナ粉末を電気
泳動電着方法によって被覆するので、従来よりも金属ハ
ニカムとアルミナ′ｆ０ｒｔ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ろ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属基板上に活性アルミナ粉末を電気泳動電着方
   法によって被覆することを特徴とする排ガス浄化用触媒
   担体の製造方法。
2. （２）金属基板上に希土類金属酸化物で処理された活性
   アルミナ粉末を電気泳動電着方法によって被覆すること
   を特徴とする排ガス浄化用触媒担体の製造方法。
3. （３）金属基板表面上がエッチングあるいはサンドブラ
   ストの前処理により比表面積拡大化処理されている請求
   項１または２記載の排ガス浄化用触媒担体の製造方法。
4. （４）活性アルミナまたは希土類金属酸化物で処理され
   た前記活性アルミナ粉末の粒径が１〜５μｍである電着
   溶液を使用する請求項１または２記載の排ガス浄化用触
   媒担体の製造方法。
5. （５）金属基板上に活性アルミナ粉末を電気泳動電着方
   法によって被覆後、希土類金属塩水溶液に含浸、あるい
   は希土類金属塩水溶液でスプレー後、希土類金属塩を熱
   分解し、希土類金属酸化物とした後、コルゲート状ある
   いは三次元構造に加工する請求項１、３、または４のい
   ずれかに記載の排ガス浄化用触媒担体の製造方法。
6. （６）金属基板上に活性アルミナ粉末を電気泳動電着方
   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、その後希土類金属塩水溶液に含浸、あるいは希
   土類金属塩水溶液でスプレー後、希土類金属塩を熱分解
   し、希土類金属酸化物とする請求項１、３、または４の
   いずれかに記載の排ガス浄化用触媒担体の製造方法。