JPH09267039A - 排ガス浄化用触媒及びこれを用いた排ガス浄化装置並びに排ガス浄化システム - Google Patents
排ガス浄化用触媒及びこれを用いた排ガス浄化装置並びに排ガス浄化システムInfo
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Landscapes
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
酸化物による担体及び触媒活性成分の被毒を防止するこ
とにより、耐被毒性に優れた、長寿命な排ガス浄化用触
媒及びこれを用いた排ガス浄化装置並びに排ガス浄化シ
ステムを提供することを目的としている。 【解決手段】 耐熱性ハニカム構造物1と、耐熱性ハニ
カム構造物1の排ガス浄化面に担持された多孔性無機物
2からなる担体層と、担体層の上面に形成されたシリコ
ン、及び/又は、チタンの酸化物からなる酸化物皮膜3
及び貴金属、卑金属、金属酸化物の内のいずれか一種類
以上からなる活性触媒成分4と、を有する。
Description
スを浄化する排ガス浄化用触媒及びこれを用いた排ガス
浄化装置並びに排ガス浄化システム、特にディーゼル機
関の排気ガスに含まれる一酸化炭素、炭化水素、パティ
キュレートを酸化燃焼して浄化する排ガス浄化用触媒及
びこれを用いた排ガス浄化装置並びに排ガス浄化システ
ムに関するものである。
に放出されるように浄化処理することは、環境保全上望
ましいことである。ガソリンエンジンについては、排気
ガスの厳しい規制と、それに対する技術の進歩、いわゆ
る三元触媒の出現により、排気ガス中の有害物質は確実
に減少している。しかし、ディーゼルエンジンについて
は、その特異な原理とパティキュレートと呼ばれる有害
成分の存在により、規制も技術開発もガソリンエンジン
に比べて大きく遅れており、確実に浄化できる排ガス浄
化用触媒及びこれを用いる排ガス浄化装置並びに排ガス
浄化システムの開発が望まれている。
ジンからの排気ガスを浄化する触媒としては、三元触媒
と基本的に同じタイプのオープン型SOF(Solub
leOrganic Fraction:可溶性有機成
分)分解触媒が知られている。オープン型SOF分解触
媒では、例えば特開平1−171626号公報に開示さ
れているように、ガソリンエンジンと同様に触媒活性成
分である白金族金属等の貴金属の微粒子が高比表面積の
担体上に分散、担持されており、一酸化炭素や炭化水素
とともにディーゼルパティキュレート中のSOFが酸化
分解して浄化される。高比表面積の担体としては、耐熱
性等を考慮してγ−アルミナ等の活性アルミナ又はアル
カリ金属や希土類が添加された活性アルミナ等が用いら
れている。このオープン型SOF分解触媒は、ドライス
ーツの除去率が低いという欠点があるが、ドライスーツ
の量はディーゼルエンジンや燃料自体の改良によって低
減することが可能であり、かつ再生処理装置が不要とい
う大きなメリットがあるため、今後の一層の技術の向上
が期待されている。
気ガス中に含まれる触媒被毒物質により触媒活性が低下
する。すなわち、ディーゼルエンジンに使用する軽油に
は、現在のところ0.40〜0.45重量%の硫黄分が
含有され、長期規制実施後も0.05重量%程度の硫黄
分が含有されるため、エンジンの燃焼の際に硫黄分が酸
化して硫黄酸化物となり、これが触媒活性成分や担体と
反応又は吸着して、触媒活性が低下する。これに対して
特開昭63−20028号公報では、「触媒担体が、触
媒成分を含む活性アルミナ層と、活性アルミナ層を交互
に、少なくとも各々2層以上で被覆されていること特徴
とする排ガス浄化用触媒。」が開示されており、触媒活
性成分と硫黄酸化物を接触させにくくして触媒劣化を極
力抑えている。
ープン型SOF分解触媒の担体として用いられる活性ア
ルミナは、高温度域で硫黄酸化物と共存すると硫酸化が
起こり、アルミナの結晶構造が変化して比表面積が小さ
くなることが知られている。また、活性アルミナに添加
されるアルカリ金属や希土類については塩基性を示すこ
とから、酸性ガスである硫黄酸化物と吸着しやすく、こ
れにより硫酸化が生じる。
は、硫黄酸化物との吸着、及び/又は、反応によって生
じる担体の比表面積の低下及び触媒活性成分の被毒を、
同時にかつ効果的に防止することが十分になされていな
いため、硫黄酸化物による耐被毒性に乏しく、経時的に
触媒機能が劣化し、自動車用触媒としての寿命が短いと
いう問題が生じていた。
のであり、内燃機関、特にディーゼルエンジンからの排
気ガスに含まれる硫黄酸化物と排ガス浄化用触媒を構成
する担体、及び/又は、触媒活性成分との吸着、及び/
又は、反応を防止することによって、硫黄酸化物に対す
る耐被毒性に優れた、長寿命な排ガス浄化用触媒及びこ
れを用いた耐久性に優れる排ガス浄化装置並びに排ガス
浄化システムを提供することを目的としている。
媒は、耐熱性ハニカム構造物と、耐熱性ハニカム構造物
の排ガス浄化面に担持された多孔性無機物からなる担体
層と、担体層の上面に形成されたシリコン、及び/又
は、チタンの酸化物からなる酸化物皮膜及び貴金属、卑
金属、金属酸化物の内のいずれか一種類以上からなる触
媒活性成分と、を有する構成よりなる。また、本発明の
排ガス浄化装置並びに排ガス浄化システムは、本発明の
排ガス浄化用触媒を備えた構成よりなる。これらの構成
により、ディーゼルエンジンからの排気ガス中に含まれ
る一酸化炭素、炭化水素、パティキュレートを酸化燃焼
して浄化する際に、触媒毒である硫黄酸化物と多孔性無
機物、及び/又は、触媒活性成分との吸着、及び/又
は、反応を防止することが可能となり、硫黄酸化物に対
する耐被毒性に優れた、長寿命な排ガス浄化用触媒及び
これを用いた耐久性に優れる排ガス浄化装置並びに排ガ
ス浄化システムを提供することができる。
は、耐熱性ハニカム構造物と、耐熱性ハニカム構造物の
排ガス浄化面に担持された多孔性無機物からなる担体層
と、担体層の上面に形成されたシリコン、及び/又は、
チタンの酸化物からなる酸化物皮膜と、酸化物皮膜の上
面に担持された貴金属、卑金属、金属酸化物の内のいず
れか一種類以上からなる触媒活性成分と、を有すること
としたものであり、多孔性無機物の表面に酸化物皮膜を
形成することによって、多孔性無機物と硫黄酸化物との
吸着、及び/又は、反応による多孔性無機物の比表面積
の低下を防止できるという作用を有する。
ライト、ムライト、アルミナ、シリカ、チタニア、ジル
コニア、シリカ−アルミナ、アルミナ−ジルコニア、ア
ルミナ−チタニア、シリカ−ジルコニア、チタニア−ジ
ルコニア等からなる片端閉じ型のセラミックハニカム、
セラミック多孔体、セラミックフォーム等や、SUS−
301S、インコネル等からなる金属多孔体、金属発泡
体等が用いられるが、特にこれらに限定されるものでは
ない。
るもので、マグネシア等のように塩基性を示すか、γ−
アルミナのように硫黄酸化物との反応性が高い化合物で
あって微細孔を有する多孔体が用いられる。尚、多孔性
無機物を耐熱性ハニカム構造物に担持する際には、多孔
性無機物を含むスラリーをウォッシュコート等により耐
熱性ハニカム構造物の表面に塗布した後、乾燥し、焼成
する方法等の一般の担持法が用いられる。
る方法としては、シリコン又はチタンのアルコキシドを
含む溶液を多孔性無機物、及び/又は、触媒活性成分を
担持した耐熱性ハニカム構造物上に含浸法、浸漬法等に
より塗布した後、乾燥し、焼成する方法等が用いられる
が、前記酸化物の出発原料はシリコン又はチタンのアル
コキシドに限定されるものではない。
ム、ロジウム、オスミウム、イリジウム、ルテニウム、
金、銀等の貴金属、リチウム、ナトリウム、カリウム、
ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ス
トロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウ
ム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、
ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステ
ン、マンガン、テクネチウム、レニウム、鉄、コバル
ト、ニッケル、銅、亜鉛、錫等の卑金属、酸化銅、酸化
ニッケル、酸化コバルト、酸化ランタン、酸化セリウ
ム、酸化鉄、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化クロム、
酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸
化金、酸化銀、酸化白金、酸化パラジウム、酸化タリウ
ム、酸化トリウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化マグネ
シウム、酸化モリブデン、酸化イットリウム、酸化ジル
コニウム、酸化ベリリウム等の金属酸化物、ABO
3(Aはランタン、セリウム等の希土類の少なくとも1
種類以上の元素、Bはクロム、マンガン、鉄、コバルト
等の遷移金属、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金
属、ストロンチウム、バリウム等のアルカリ土類金属、
白金、パラジウム等の貴金属の内の少なくとも1種類以
上の元素)を基本構造とするペロブスカイト型酸化物、
スピネル型酸化物、ペロブスカイト・スピネル複合酸化
物等のセラミックの内のいずれか一種類以上が用いられ
る。
1に記載の発明において、酸化物皮膜の担持量が、耐熱
性ハニカム構造物の重量に対して1〜30重量%、好ま
しくは2〜25重量%であり、触媒活性成分の担持量が
担体層の重量に対して0.1〜15重量%、好ましくは
0.5〜10重量%であることとしたものであり、多孔
性無機物と硫黄酸化物との吸着、及び/又は、反応を防
止できるとともに、触媒活性成分による排気ガスの浄化
効率が向上するという作用を有する。酸化物皮膜の担持
量が2重量%より小さくなるにつれて多孔性無機物の表
面の被覆が不十分となる傾向を生じ、また25重量%よ
りも大きくなるにつれて酸化物皮膜が多孔性無機物の微
細孔を埋めて比表面積を著しく低下させる傾向を生じる
ため、それぞれ好ましくない。また、活性触媒成分の担
持量が0.5重量%よりも小さくなるにつれて活性触媒
成分の絶対量が不足して充分な触媒作用が得られなくな
る傾向を生じ、また10重量%よりも大きくなるにつれ
て熱処理時に触媒活性成分の焼結が生じて粒径が大きく
なり、触媒活性成分の有効表面積が減少して触媒活性が
低下する傾向を生じるので、それぞれ好ましくない。
ハニカム構造物と、耐熱性ハニカム構造物の排ガス浄化
面に担持された多孔性無機物からなる担体層と、担体層
の上面に担持された貴金属、卑金属、金属酸化物の内の
いずれか一種類以上からなる触媒活性成分と、触媒活性
成分の上面に形成されたシリコン、及び/又は、チタン
の酸化物からなる酸化物皮膜と、を有することとしたも
のであり、触媒活性成分の表面に酸化物皮膜を形成する
ことによって、触媒活性成分と硫黄酸化物との吸着、及
び/又は、反応による触媒機能の低下を防止できるとい
う作用を有する。
3に記載の発明において、酸化物皮膜の担持量が、耐熱
性ハニカム構造物の重量に対して0.1〜1.0重量
%、好ましくは0.2〜0.5重量%であり、触媒活性
成分の担持量が担体層の重量に対して0.01〜15重
量%、好ましくは0.1〜10重量%であることとした
ものであり、触媒活性成分と硫黄酸化物との吸着、及び
/又は、反応を防止できるとともに、触媒活性成分によ
る排気ガスの浄化効率が向上するという作用を有する。
酸化物皮膜の担持量が0.2重量%より小さくなるにつ
れて触媒活性成分と硫黄酸化物との吸着、及び/又は、
反応を十分に防止できなくなる傾向を生じ、また0.5
重量%よりも大きくなるにつれて触媒活性成分の表面の
被覆率が大きくなり触媒機能が抑制される傾向を生じる
ため、それぞれ好ましくない。また、触媒活性成分の担
持量が0.1重量%よりも小さくなるにつれて触媒活性
成分の絶対量が不足して充分な触媒作用を得られなくな
る傾向を生じ、また10重量%よりも大きくなるにつれ
て熱処理時に触媒活性成分の焼結が生じて粒径が大きく
なり、触媒活性成分の有効表面積が減少して触媒活性が
低下する傾向を生じるので、それぞれ好ましくない。
ハニカム構造物と、耐熱性ハニカム構造物の排ガス浄化
面に担持された多孔性無機物からなる担体層と、担体層
の上面に形成されたシリコン、及び/又は、チタンの酸
化物からなる第一酸化物皮膜と、第一酸化物皮膜の上面
に担持された貴金属、卑金属、金属酸化物の内のいずれ
か一種類以上からなる触媒活性成分と、触媒活性成分の
上面に形成されたシリコン、及び/又は、チタンの酸化
物からなる第二酸化物皮膜と、を有することとしたもの
であり、多孔性無機物及び触媒活性成分の表面に酸化物
皮膜を形成することによって、多孔性無機物及び触媒活
性成分と硫黄酸化物との吸着、及び/又は、反応による
多孔性無機物の比表面積の低下及び触媒活性成分の被毒
を防止できるという作用を有する。
5に記載の発明において、第一酸化物皮膜の担持量が、
耐熱性ハニカム構造物の重量に対して1〜30重量%、
好ましくは2〜25重量%であり、第二酸化物皮膜の担
持量が、耐熱性ハニカム構造物の重量に対して0.1〜
1.0重量%、好ましくは0.2〜0.5重量%であ
り、触媒活性成分の担持量が担体層の重量に対して0.
1〜15重量%、好ましくは0.1〜10重量%である
こととしたものであり、多孔性無機物及び触媒活性成分
と硫黄酸化物との吸着、及び/又は、反応を防止できる
とともに、触媒活性成分による排気ガスの浄化効率が向
上するという作用を有する。第一酸化物皮膜の担持量が
2重量%より小さくなるにつれて多孔性無機物の表面の
被覆が不十分となる傾向を生じ、また25重量%よりも
大きくなるにつれて酸化物が多孔性無機物の微細孔を埋
めて比表面積を著しく低下させる傾向を生じるため、そ
れぞれ好ましくない。また、第二酸化物皮膜の担持量が
0.2重量%より小さくなるにつれて触媒活性成分と硫
黄酸化物との吸着、及び/又は、反応を十分に防止でき
なくなる傾向を生じ、また0.5重量%よりも大きくな
るにつれて触媒活性成分の表面の被覆率が大きくなり触
媒機能が抑制される傾向を生じるため、それぞれ好まし
くない。また、触媒活性成分の担持量が0.1重量%よ
りも小さくなるにつれて触媒活性成分の絶対量が不足し
て充分な触媒作用が得られなくなる傾向を生じ、また1
0重量%よりも大きくなるにつれて熱処理時に触媒活性
成分の焼結が生じて粒径が大きくなり、触媒活性成分の
有効表面積が減少して触媒活性が低下する傾向を生じる
ので、それぞれ好ましくない。
1乃至6の内のいずれか1に記載の発明において、酸化
物皮膜、若しくは、第一酸化物皮膜や第二酸化物皮膜を
形成する際の焼成温度が600〜1100℃、好ましく
は800〜1000℃であることとしたものであり、シ
リコン、及び/又は、チタンの酸化物の粒子成長による
多孔性無機物、及び/又は、触媒活性成分の比表面積の
低下を防止できるという作用を有する。熱処理温度が8
00℃よりも低くなるにつれて酸化物皮膜、若しくは、
第一酸化物皮膜や第二酸化物皮膜が十分に形成されなく
なる傾向を生じ、熱処理温度が1000℃よりも高くな
るにつれて酸化物の粒子成長により多孔性無機物、及び
/又は、触媒活性成分の比表面積が著しく低下する傾向
を生じるので、それぞれ好ましくない。
真空雰囲気のいずれかの条件下で行われる。
1乃至7の内のいずれか1に記載の排ガス浄化用触媒
と、排ガス浄化用触媒の近傍に配設された加熱手段と、
を有することとしたものであり、排ガス浄化用触媒を加
熱することにより、低温の排気ガスも高温の排気ガスと
同様に高効率で浄化できるという作用を有する。
ー、マイクロ波等が用いられる。本発明の請求項9に記
載の発明は、請求項8に記載の発明において、排ガス浄
化用触媒の近傍に配設された送風手段を有することとし
たものであり、低温の排気ガスを加熱流体にして排ガス
浄化用触媒に吹き付けることにより、低温の排気ガスの
浄化効率が向上するという作用を有する。
ー等が用いられる。本発明の請求項10に記載の発明
は、請求項1乃至7の内のいずれか1に記載の排ガス浄
化用触媒と、排ガス浄化用触媒を収納し、かつ一側部に
形成された排ガス流入口と他側部に形成された排ガス流
出口を有するケースと、を有することとしたものであ
り、排ガス浄化用触媒をケースに収納し、ケースに排気
ガスの流入・流出口を設けたことによって、ディーゼル
エンジンの排気系に取り付けることができるという作用
を有する。
ラミックス等が用いられる。本発明の請求項11に記載
の発明は、請求項10に記載の発明において、ケースに
配設された加熱手段を有することとしたものであり、浄
化用触媒を加熱することにより、ディーゼルエンジンの
排気系における低温の排気ガスも、高温の排気ガスと同
様に高効率で浄化できるという作用を有する。
項11に記載の発明において、ケースの近傍に配設され
た送風手段を有することとしたものであり、ディーゼル
エンジンの排気系における低温の排気ガスを加熱流体に
して排ガス浄化用触媒に吹き付けることにより、低温の
排気ガスの浄化効率が向上するという作用を有する。
項10乃至12の内のいずれか1に記載の排ガス浄化装
置がエンジン直下のマニホールド部近傍に配設されてい
ることとしたものであり、排気ガスの温度低下が抑制さ
れることにより、排気ガスの浄化効率が向上するという
作用を有する。
項13に記載の発明において、マニホールド部と排ガス
浄化装置の排ガス流入口との接続管の外周に断熱材を備
えていることとしたものであり、排気ガスの温度低下を
防止することにより、排気ガスの浄化効率が向上すると
いう作用を有する。
用いられ、断熱材としてはアスベスト、ガラス綿、スラ
グウール等が用いられる。
いて図1〜8を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の第1実施の形態におけ
る排ガス浄化用触媒の断面図である。図1において、耐
熱性ハニカム構造物1は排気ガス中の有害成分を捕集
し、耐熱性ハニカム構造物1の表面に担持された多孔性
無機物2は耐熱性ハニカム構造物1に高比表面積を提供
し、多孔性無機物2の上面に形成された酸化物皮膜3は
排気ガス中の硫黄酸化物と多孔性無機物2との吸着、及
び/又は、反応を防止し、酸化物皮膜3の上面に担持さ
れた触媒活性成分4は、排気ガス中の一酸化炭素、炭化
水素、パティキュレートを酸化燃焼により浄化する。
尚、図1の矢印は排気ガスの流入・流出方向を示す。
の形態における排ガス浄化用触媒の断面図である。図2
において、耐熱性ハニカム構造物5は排気ガス中の有害
成分を捕集し、耐熱性ハニカム構造物5の表面に担持さ
れた多孔性無機物6は耐熱性ハニカム構造物5に高比表
面積を提供し、多孔性無機物6の上面に担持された触媒
活性成分7は、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、パ
ティキュレートを酸化燃焼により浄化し、触媒活性成分
7の上面に形成された酸化物皮膜8は排気ガス中の硫黄
酸化物と触媒活性成分との吸着、及び/又は、反応を防
止する。尚、図2の矢印は排気ガスの流入・流出方向を
示す。
の形態における排ガス浄化用触媒の断面図である。図3
において、耐熱性ハニカム構造物9は排気ガス中の有害
成分を捕集し、耐熱性ハニカム構造物9の表面に担持さ
れた多孔性無機物10は耐熱性ハニカム構造物9に高比
表面積を提供し、多孔性無機物10の上面に形成された
第一酸化物皮膜11は排気ガス中の硫黄酸化物と多孔性
無機物10の吸着、及び/又は、反応を防止し、第一酸
化物皮膜11の上面に担持された触媒活性成分12は、
排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、パティキュレート
を酸化燃焼により浄化し、触媒活性成分12の上面に形
成された第二酸化物皮膜13は排気ガス中の硫黄酸化物
と触媒活性成分12との吸着、及び/又は、反応を防止
する。尚、図3の矢印は排気ガスの流入・流出方向を示
す。
の形態における排ガス浄化装置の断面図である。図4に
おいて、ケース15に形成された排ガス流入口16より
一酸化炭素、炭化水素、パティキュレートを含む排気ガ
スがケース15内に流入し、流入した排気ガスはケース
15に収納された排ガス浄化用触媒14により浄化さ
れ、浄化された排気ガスはケース15に形成された排ガ
ス流出口17より放出される。
の形態における排ガス浄化装置の断面図である。図5に
おいて、ケース19に形成された排ガス流入口20より
一酸化炭素、炭化水素、パティキュレートを含む排気ガ
スがケース19内に流入し、ケース19に収納された排
ガス浄化用触媒18は加熱手段22によって加熱され、
加熱された排気ガス浄化用触媒18によって流入した排
気ガスが浄化され、浄化された排気ガスはケース19に
形成された排ガス流出口21より放出される。
の形態における排ガス浄化装置の断面図である。図6に
おいて、送風手段28により一酸化炭素、炭化水素、パ
ティキュレートを含む排気ガスが加速され、加速された
排気ガスはケース24に形成された排ガス流入口25よ
りケース24内に流入し、流入した排気ガスはケース2
4に設けられた加熱手段27によって加熱され、加熱さ
れた排気ガスはケース24内に収納された排ガス浄化用
触媒23によって浄化され、浄化された排気ガスはケー
ス24に形成された排ガス流出口26より放出される。
の形態における排ガス浄化システムの断面図である。図
7において、29はエンジン、44はエンジン直下のマ
ニホールド部であり、エンジン29より排気された一酸
化炭素、炭化水素、パティキュレートを含む排気ガスは
送風手段35により加速され、加速された排気ガスはケ
ース31に形成された排ガス流入口32よりケース31
内に流入し、流入した排気ガスはケース31に設けられ
た加熱手段34によって加熱され、加熱された排気ガス
はケース31内に収納された排ガス浄化用触媒30によ
って浄化され、浄化された排気ガスはケース31に形成
された排ガス流出口33より放出される。尚、本実施の
形態においては、加熱手段34又は加熱手段34と送風
手段35がないシステムも可能である。
の形態における排ガス浄化システムの断面図である。図
8において、36はエンジン、45はエンジン直下のマ
ニホールド部であり、エンジン36より一酸化炭素、炭
化水素、パティキュレートを含む排気ガスは断熱材41
によって保温された接続管46に導入され、導入された
排気ガスは接続管46内で送風手段43により加速さ
れ、加速された排気ガスはケース38に形成された排ガ
ス流入口39よりケース38内に流入し、流入した排気
ガスはケース38に設けられた加熱手段42によって加
熱され、加熱された排気ガスはケース38内に収納され
た排ガス浄化用触媒37によって浄化され、浄化された
排気ガスはケース38に形成された排ガス流出口40よ
り放出される。尚、本実施の形態においては、加熱手段
42又は加熱手段42と送風手段43がないシステムも
可能である。
較例により説明する。
NGK製)をγ−アルミナ粉末(住友化学工業製)、硝
酸アルミニウム(和光純薬工業製)、アルミナゾル(日
産化学製)及び蒸留水からなるスラリー中に1分間浸漬
してから引き上げて、エアーブロー等により余分なスラ
リーを吹き払った後、120℃で2時間乾燥してから8
00℃で5時間焼成し、ムライト製ハニカムフィルター
の表面上にγ−アルミナを担持した担体を作製した。次
に、還流により脱水処理したエチルアルコールに所定濃
度のテトラエトキシシラン(関東化学製)を混合し、こ
の溶液に前記担体を2分間浸漬してから引き上げ、余分
な溶液をエアーブロー等で吹き払った後、80℃で2時
間乾燥してから700℃で2時間焼成して、担体の表面
にシリコンの酸化物皮膜を形成した。さらに、所定濃度
の硝酸パラジウム(和光純薬工業製)と塩化第二白金ア
ンモニウム(三和化学薬品製)の混合水溶液に、シリコ
ンの酸化物皮膜を形成した担体を2分間浸漬してから引
き上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き払った後、
120℃で2時間乾燥してから600℃で2時間焼成し
て、シリコンの酸化物皮膜を形成した担体の上面にパラ
ジウム及び白金並びにこれらの金属の酸化物からなる触
媒活性成分を担持させ、排ガス浄化用触媒を得た。
ー(例えば、NGK製)をγ−アルミナ粉末(住友化学
工業製)、硝酸アルミニウム(和光純薬工業製)、アル
ミナゾル(日産化学製)及び蒸留水からなるスラリー中
に1分間浸漬してから引き上げ、エアーブロー等により
余分なスラリーを吹き払った後、120℃で2時間乾燥
してから800℃で5時間焼成し、ムライト製ハニカム
フィルターの表面上にγ−アルミナを担持した担体を作
製した。次に、還流により脱水処理したエチルアルコー
ルに所定濃度のチタンテトライソプロポキシド(和光純
薬工業製)を混合し、この溶液に前記担体を2分間浸漬
してから引き上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き
払った後、80℃で2時間乾燥してから700℃で2時
間焼成して、担体の表面にチタンの酸化物皮膜を形成し
た。さらに、所定濃度の硝酸パラジウム(和光純薬工業
製)と塩化第二白金アンモニウム(三和化学薬品製)の
混合水溶液に、チタンの酸化物皮膜を形成した担体を2
分間浸漬してから引き上げ、余分な溶液をエアーブロー
等で吹き払った後、120℃で2時間乾燥してから60
0℃で2時間焼成して、チタンの酸化物皮膜を形成した
担体の上面にパラジウム及び白金並びにこれらの金属の
酸化物からなる触媒活性成分を担持させ、排ガス浄化用
触媒を得た。
ー(例えば、NGK製)をγ−アルミナ粉末(住友化学
工業製)、硝酸アルミニウム(和光純薬工業製)、アル
ミナゾル(日産化学製)及び蒸留水からなるスラリー中
に1分間浸漬してから引き上げ、エアーブロー等により
余分なスラリーを吹き払った後、120℃で2時間乾燥
してから800℃で5時間焼成し、ムライト製ハニカム
フィルターの表面上にγ−アルミナを担持した担体を作
製した。次に、還流により脱水処理したエチルアルコー
ルに所定濃度のテトラエトキシシラン(関東化学製)及
びチタンテトライソプロポキシド(和光純薬工業製)を
1:1の割合で混合し、この溶液に前記担体を2分間浸
漬してから引き上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹
き払った後、80℃で2時間乾燥してから700℃で2
時間焼成して、担体の表面にシリコン及びチタンの酸化
物皮膜を形成した。さらに、所定濃度の硝酸パラジウム
(和光純薬工業製)と塩化第二白金アンモニウム(三和
化学薬品製)の混合水溶液に、シリコン及びチタンの酸
化物皮膜を形成した担体を2分間浸漬してから引き上
げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き払った後、12
0℃で2時間乾燥してから600℃で2時間焼成して、
シリコン及びチタンの酸化物皮膜を形成した担体の上面
にパラジウム及び白金並びにこれらの金属の酸化物から
なる触媒活性成分を担持させ、排ガス浄化用触媒を得
た。
ー(例えば、NGK製)をγ−アルミナ粉末(住友化学
工業製)、硝酸アルミニウム(和光純薬工業製)、アル
ミナゾル(日産化学製)及び蒸留水からなるスラリー中
に1分間浸漬してから引き上げ、エアーブロー等により
余分なスラリーを吹き払った後、120℃で2時間乾燥
してから800℃で5時間焼成し、ムライト製ハニカム
フィルターの表面上にγ−アルミナを担持した担体を作
製した。次に、この担体を所定濃度の硝酸パラジウム
(和光純薬工業製)と塩化第二白金アンモニウム(三和
化学薬品製)の混合水溶液に2分間浸漬してから引き上
げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き払った後、12
0℃で2時間乾燥してから600℃で2時間焼成して、
担体の表面にパラジウム及び白金並びにこれらの金属の
酸化物からなる触媒活性成分を担持させた。さらに、還
流により脱水処理したエチルアルコールに所定濃度のテ
トラエトキシシラン(関東化学製)を混合し、この溶液
に触媒活性成分を担持した担体を2分間浸漬してから引
き上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き払った後、
80℃で2時間乾燥してから700℃で2時間焼成し
て、触媒活性成分を担持した担体の最表面にシリコンの
酸化物皮膜を形成し、排ガス浄化用触媒を得た。
ー(例えば、NGK製)をγ−アルミナ粉末(住友化学
工業製)、硝酸アルミニウム(和光純薬工業製)、アル
ミナゾル(日産化学製)及び蒸留水からなるスラリー中
に1分間浸漬してから引き上げ、エアーブロー等により
余分なスラリーを吹き払った後、120℃で2時間乾燥
してから800℃で5時間焼成し、ムライト製ハニカム
フィルターの表面上にγ−アルミナを担持した担体を作
製した。次に、この担体を所定濃度の硝酸パラジウム
(和光純薬工業製)と塩化第二白金アンモニウム(三和
化学薬品製)の混合水溶液に2分間浸漬してから引き上
げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き払った後、12
0℃で2時間乾燥してから600℃で2時間焼成して、
担体の表面にパラジウム及び白金並びにこれらの金属の
酸化物からなる触媒活性成分を担持させた。さらに、還
流により脱水処理したエチルアルコールに所定濃度のチ
タンテトライソプロポキシド(和光純薬工業製)を混合
し、この溶液に触媒活性成分を担持した担体を2分間浸
漬してから引き上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹
き払った後、80℃で2時間乾燥してから700℃で2
時間焼成して、触媒活性成分を担持した担体の最表面に
チタンの酸化物皮膜を形成し、排ガス浄化用触媒を得
た。
ー(例えば、NGK製)をγ−アルミナ粉末(住友化学
工業製)、硝酸アルミニウム(和光純薬工業製)、アル
ミナゾル(日産化学製)及び蒸留水からなるスラリー中
に1分間浸漬してから引き上げ、エアーブロー等により
余分なスラリーを吹き払った後、120℃で2時間乾燥
してから800℃で5時間焼成し、ムライト製ハニカム
フィルターの表面上にγ−アルミナを担持した担体を作
製した。次に、この担体を所定濃度の硝酸パラジウム
(和光純薬工業製)と塩化第二白金アンモニウム(三和
化学薬品製)の混合水溶液に2分間浸漬してから引き上
げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き払った後、12
0℃で2時間乾燥してから600℃で2時間焼成して、
担体の表面にパラジウム及び白金並びにこれらの金属の
酸化物からなる触媒活性成分を担持させた。さらに、還
流により脱水処理したエチルアルコールに所定濃度のテ
トラエトキシシラン(関東化学製)及びチタンテトライ
ソプロポキシド(和光純薬工業製)を1:1の割合で混
合し、この溶液に触媒活性成分を担持した担体を2分間
浸漬してから引き上げ、余分な溶液をエアーブロー等で
吹き払った後、80℃で2時間乾燥してから700℃で
2時間焼成して、触媒活性成分を担持した担体の最表面
にシリコン及びチタンの酸化物皮膜を形成し、排ガス浄
化用触媒を得た。
ー(例えば、NGK製)をγ−アルミナ粉末(住友化学
工業製)、硝酸アルミニウム(和光純薬工業製)、アル
ミナゾル(日産化学製)及び蒸留水からなるスラリー中
に1分間浸漬してから引き上げ、エアーブロー等により
余分なスラリーを吹き払った後、120℃で2時間乾燥
してから800℃で5時間焼成し、ムライト製ハニカム
フィルターの表面上にγ−アルミナを担持した担体を作
製した。次に、還流により脱水処理したエチルアルコー
ルに所定濃度のテトラエトキシシラン(関東化学製)を
混合し、この溶液に前記担体を2分間浸漬してから引き
上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き払った後、8
0℃で2時間乾燥してから700℃で2時間焼成して、
担体の表面にシリコンの酸化物皮膜を形成した。次に、
所定濃度の硝酸パラジウム(和光純薬工業製)と塩化第
二白金アンモニウム(三和化学薬品製)の混合水溶液
に、シリコンの酸化物皮膜を形成した担体を2分間浸漬
してから引き上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き
払った後、120℃で2時間乾燥してから600℃で2
時間焼成して、シリコンの酸化物皮膜を形成した担体の
上面にパラジウム及び白金並びにこれらの金属の酸化物
からなる触媒活性成分を担持させた。さらに、前記テト
ラエトキシシランとエチルアルコールの混合溶液に、触
媒活性成分を担持した担体を2分間浸漬してから引き上
げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き払った後、80
℃で2時間乾燥してから700℃で2時間焼成して、シ
リコンの酸化物皮膜上に触媒活性成分を担持した担体の
最表面にもシリコンの酸化物皮膜を形成して、排ガス浄
化用触媒を得た。
ー(例えば、NGK製)をγ−アルミナ粉末(住友化学
工業製)、硝酸アルミニウム(和光純薬工業製)、アル
ミナゾル(日産化学製)及び蒸留水からなるスラリー中
に1分間浸漬してから引き上げ、エアーブロー等により
余分なスラリーを吹き払った後、120℃で2時間乾燥
してから800℃で5時間焼成し、ムライト製ハニカム
フィルターの表面上にγ−アルミナを担持した担体を作
製した。次に、還流により脱水処理したエチルアルコー
ルに所定濃度のチタンテトライソプロポキシド(和光純
薬工業製)を混合し、この溶液に前記担体を2分間浸漬
してから引き上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き
払った後、80℃で2時間乾燥してから700℃で2時
間焼成して、担体の表面にチタンの酸化物皮膜を形成し
た。次に、所定濃度の硝酸パラジウム(和光純薬工業
製)と塩化第二白金アンモニウム(三和化学薬品製)の
混合水溶液に、チタンの酸化物皮膜を形成した担体を2
分間浸漬してから引き上げ、余分な溶液をエアーブロー
等で吹き払った後、120℃で2時間乾燥してから60
0℃で2時間焼成して、チタンの酸化物皮膜を形成した
担体の上面にパラジウム及び白金並びにこれらの金属の
酸化物からなる触媒活性成分を担持させた。さらに、前
記チタンテトライソプロポキシドとエチルアルコールの
混合溶液に、触媒活性成分を担持した担体を2分間浸漬
してから引き上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き
払った後、80℃で2時間乾燥してから700℃で2時
間焼成して、チタンの酸化物皮膜上に触媒活性成分を担
持した担体の最表面にもチタンの酸化物皮膜を形成し
て、排ガス浄化用触媒を得た。
ー(例えば、NGK製)をγ−アルミナ粉末(住友化学
工業製)、硝酸アルミニウム(和光純薬工業製)、アル
ミナゾル(日産化学製)及び蒸留水からなるスラリー中
に1分間浸漬してから引き上げ、エアーブロー等により
余分なスラリーを吹き払った後、120℃で2時間乾燥
してから800℃で5時間焼成し、ムライト製ハニカム
フィルターの表面上にγ−アルミナを担持した担体を作
製した。次に、還流により脱水処理したエチルアルコー
ルに所定濃度のテトラエトキシシラン(関東化学製)を
混合し、この溶液に前記担体を2分間浸漬してから引き
上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き払った後、8
0℃で2時間乾燥してから700℃で2時間焼成して、
担体の表面にシリコンの酸化物皮膜を形成した。次に、
所定濃度の硝酸パラジウム(和光純薬工業製)と塩化第
二白金アンモニウム(三和化学薬品製)の混合水溶液
に、シリコンの酸化物皮膜を形成した担体を2分間浸漬
してから引き上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き
払った後、120℃で2時間乾燥してから600℃で2
時間焼成して、シリコンの酸化物皮膜を形成した担体の
上面にパラジウム及び白金並びにこれらの金属の酸化物
からなる触媒活性成分を担持させた。さらに、還流によ
り脱水処理したエチルアルコールに所定濃度のチタンテ
トライソプロポキシド(和光純薬工業製)を混合し、こ
の溶液に触媒活性成分を担持した担体を2分間浸漬して
から引き上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き払っ
た後、80℃で2時間乾燥してから700℃で2時間焼
成して、シリコンの酸化物皮膜上に触媒活性成分を担持
した担体の最表面にチタンの酸化物皮膜を形成して、排
ガス浄化用触媒を得た。
ター(例えば、NGK製)をγ−アルミナ粉末(住友化
学工業製)、硝酸アルミニウム(和光純薬工業製)、ア
ルミナゾル(日産化学製)及び蒸留水からなるスラリー
中に1分間浸漬してから引き上げ、エアーブロー等によ
り余分なスラリーを吹き払った後、120℃で2時間乾
燥してから800℃で5時間焼成し、ムライト製ハニカ
ムフィルターの表面上にγ−アルミナを担持した担体を
作製した。次に、還流により脱水処理したエチルアルコ
ールに所定濃度のチタンテトライソプロポキシド(和光
純薬工業製)を混合し、この溶液に前記担体を2分間浸
漬してから引き上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹
き払った後、80℃で2時間乾燥してから700℃で2
時間焼成して、担体の表面にチタンの酸化物皮膜を形成
した。次に、所定濃度の硝酸パラジウム(和光純薬工業
製)と塩化第二白金アンモニウム(三和化学薬品製)の
混合水溶液に、チタンの酸化物皮膜を形成した担体を2
分間浸漬してから引き上げ、余分な溶液をエアーブロー
等で吹き払った後、120℃で2時間乾燥してから60
0℃で2時間焼成して、チタンの酸化物皮膜を形成した
担体の上面にパラジウム及び白金並びにこれらの金属の
酸化物からなる触媒活性成分を担持させた。さらに、還
流により脱水処理したエチルアルコールに所定濃度のテ
トラエトキシシラン(関東化学製)を混合し、この溶液
に触媒活性成分を担持した担体を2分間浸漬してから引
き上げ、余分な溶液をエアーブロー等で吹き払った後、
80℃で2時間乾燥してから700℃で2時間焼成し
て、チタンの酸化物皮膜上に触媒活性成分を担持した担
体の最表面にもシリコンの酸化物皮膜を形成して、排ガ
ス浄化用触媒を得た。
(例えば、NGK製)をγ−アルミナ粉末(住友化学工
業製)、硝酸アルミニウム(和光純薬工業製)、アルミ
ナゾル(日産化学製)及び蒸留水からなるスラリー中に
1分間浸漬してから引き上げ、エアーブロー等により余
分なスラリーを吹き払った後、120℃で2時間乾燥し
てから800℃で5時間焼成し、ムライト製ハニカムフ
ィルターの表面上にγ−アルミナを担持した担体を作製
した。次に、この担体を所定濃度の硝酸パラジウム(和
光純薬工業製)と塩化第二白金アンモニウム(三和化学
薬品製)の混合水溶液に2分間浸漬してから引き上げ、
余分な溶液をエアーブロー等で吹き払った後、120℃
で2時間乾燥してから600℃で2時間焼成して、前記
担体の表面にパラジウム及び白金並びにこれらの金属の
酸化物からなる触媒活性成分を担持させた。このように
して、シリコン、及び/又は、チタンの酸化物皮膜が形
成されていない排ガス浄化用触媒を得た。
び比較例における排ガス浄化用触媒に対して実施した触
媒活性評価試験を説明する。図9は、触媒活性評価試験
に用いた固定床流通系反応装置の概略図である。図9に
おいて、窒素ガス49、乾燥空気50、SOF51は気
体用流量調整器47a、47bと液体用流量調整器48
のそれぞれによって所定の流量に調節された後、気化器
52においてSOF51が所定濃度で気化されるととも
に窒素ガス49及び乾燥空気50と混合される。この混
合ガスは石英管53内に導入され、石英管53内に置か
れた排ガス浄化用触媒54によって浄化される。尚、排
ガス浄化用触媒54の前後には石英ウール56が配置さ
れ、石英管53は電気炉55内に設置されている。浄化
された混合ガスは炭酸ガスセンサ57に導入されて一酸
化炭素濃度及び二酸化炭素濃度を検知した後、酸素セン
サ58に導入されて酸素濃度が測定される。尚、触媒活
性評価試験は、混合ガスの酸素分圧12%、空間速度3
0000/h-1、SOF濃度300ppm、電気炉内温
度250℃の条件で行った。次に、排ガス浄化用触媒を
SO2濃度が1000ppm、酸素分圧が5%、450
℃の条件下で25時間保持するSO2処理を施した後、
反応管内に配置し、上記の触媒活性評価試験を行った。
以上の方法により、SO2処理の前後における一酸化炭
素濃度、二酸化炭素濃度から、(数1)により燃焼率を
算出した。
サによって測定された一酸化炭素濃度の値、PCO2は
炭酸ガスセンサによって測定された二酸化炭素濃度の値
であり、PCはSOFが100%燃焼した時のCO又は
CO2の濃度である。(表1)及び(表2)は、第1実
施例〜第10実施例及び比較例における排ガス浄化用触
媒に対する触媒活性評価試験の結果であり、各実施例に
おけるシリコン、及び/又は、チタンの酸化物の重量比
を変えた排ガス浄化用触媒及び比較例における排ガス浄
化用触媒でのSO2処理の前後における燃焼率を示して
いる。
層の上面に形成された酸化物皮膜又は第一酸化物皮膜の
担持量であり、Bは触媒活性成分の上面に形成された酸
化物皮膜又は第二酸化物皮膜の担持量である。(表1)
及び(表2)より、本発明のいずれの実施例における排
ガス浄化用触媒についても、比較例における排ガス浄化
用触媒に比べてSO2処理の前後における燃焼率の差が
小さく、硫黄酸化物による耐被毒性に優れていることが
判った。また、実施例7〜実施例10における排ガス浄
化用触媒の中で、担体層の上面に形成された酸化物皮膜
又は第一酸化物皮膜の担持量が0.2重量%で、触媒活
性成分の上面に形成された酸化物皮膜又は第二酸化物皮
膜の担持量が0.2又は0.5重量%の場合には、SO
2処理前後において燃焼率がいずれも90%以上であ
り、これらの構成の排ガス浄化用触媒が被毒による触媒
機能の低下に対して特に優れた耐久性を有することが判
明した。
媒及びこれを用いた排ガス浄化装置並びに排ガス浄化シ
ステムによれば、以下のような優れた効果が得られる。 (1)排気ガス中の硫黄酸化物による担体及び触媒活性
成分の被毒を防止することにより、長期間排気ガスを高
い浄化率で処理することができるという優れた効果が得
られる。 (2)被毒による触媒機能の低下が防止された排ガス浄
化用触媒を用いることによって、触媒機能、耐久性、信
頼性に優れた排ガス浄化装置並びに排ガス浄化システム
が可能になるという優れた効果が得られる。
触媒の断面図
触媒の断面図
触媒の断面図
置の断面図
置の断面図
置の断面図
ステムの断面図
ステムの断面図
置の概略図
Claims (14)
- 【請求項1】耐熱性ハニカム構造物と、前記耐熱性ハニ
カム構造物の排ガス浄化面に担持された多孔性無機物か
らなる担体層と、前記担体層の上面に形成されたシリコ
ン、及び/又は、チタンの酸化物からなる酸化物皮膜
と、前記酸化物皮膜の上面に担持された貴金属、卑金
属、金属酸化物の内のいずれか一種類以上からなる触媒
活性成分と、を有する排ガス浄化用触媒。 - 【請求項2】前記酸化物皮膜の担持量が、前記耐熱性ハ
ニカム構造物の重量に対して1〜30重量%、好ましく
は2〜25重量%であり、前記触媒活性成分の担持量が
前記担体層の重量に対して0.1〜15重量%、好まし
くは0.5〜10重量%であることを特徴とする請求項
1に記載の排ガス浄化用触媒。 - 【請求項3】耐熱性ハニカム構造物と、前記耐熱性ハニ
カム構造物の排ガス浄化面に担持された多孔性無機物か
らなる担体層と、前記担体層の上面に担持された貴金
属、卑金属、金属酸化物の内のいずれか一種類以上から
なる触媒活性成分と、前記触媒活性成分の上面に形成さ
れたシリコン、及び/又は、チタンの酸化物からなる酸
化物皮膜と、を有する排ガス浄化用触媒。 - 【請求項4】前記酸化物皮膜の担持量が、前記耐熱性ハ
ニカム構造物の重量に対して0.1〜1.0重量%、好
ましくは0.2〜0.5重量%であり、前記触媒活性成
分の担持量が前記担体層の重量に対して0.01〜15
重量%、好ましくは0.1〜10重量%であることを特
徴とする請求項3に記載の排ガス浄化用触媒。 - 【請求項5】耐熱性ハニカム構造物と、前記耐熱性ハニ
カム構造物の排ガス浄化面に担持された多孔性無機物か
らなる担体層と、前記担体層の上面に形成されたシリコ
ン、及び/又は、チタンの酸化物からなる第一酸化物皮
膜と、前記第一酸化物皮膜の上面に担持された貴金属、
卑金属、金属酸化物の内のいずれか一種類以上からなる
触媒活性成分と、前記触媒活性成分の上面に形成された
シリコン、及び/又は、チタンの酸化物からなる第二酸
化物皮膜と、を有する排ガス浄化用触媒。 - 【請求項6】前記第一酸化物皮膜の担持量が、前記耐熱
性ハニカム構造物の重量に対して1〜30重量%、好ま
しくは2〜25重量%であり、前記第二酸化物皮膜の担
持量が、前記耐熱性ハニカム構造物の重量に対して0.
1〜1.0重量%、好ましくは0.2〜0.5重量%で
あり、前記触媒活性成分の担持量が前記担体層の重量に
対して0.1〜15重量%、好ましくは0.1〜10重
量%であることを特徴とする請求項5に記載の排ガス浄
化用触媒。 - 【請求項7】前記酸化物皮膜、若しくは、前記第一酸化
物皮膜や前記第二酸化物皮膜を形成する際の焼成温度が
600〜1100℃、好ましくは800〜1000℃で
あることを特徴とする請求項1乃至6の内のいずれか1
に記載の排ガス浄化用触媒。 - 【請求項8】請求項1乃至7の内のいずれか1に記載の
排ガス浄化用触媒と、前記排ガス浄化用触媒の近傍に配
設された加熱手段と、を有する排ガス浄化装置。 - 【請求項9】前記排ガス浄化用触媒の近傍に配設された
送風手段を有することを特徴とする請求項8に記載の排
ガス浄化装置。 - 【請求項10】請求項1乃至7の内のいずれか1に記載
の排ガス浄化用触媒と、前記排ガス浄化用触媒を収納
し、かつ一側部に形成された排ガス流入口と他側部に形
成された排ガス流出口とを有するケースと、を備えた排
ガス浄化装置。 - 【請求項11】前記ケースに配設された加熱手段を有す
ることを特徴とする請求項10に記載の排ガス浄化装
置。 - 【請求項12】前記ケースの近傍に配設された送風手段
を有することを特徴とする請求項11に記載の排ガス浄
化装置。 - 【請求項13】請求項10乃至12の内のいずれか1に
記載の排ガス浄化装置が、エンジン直下のマニホールド
部近傍に配設されていることを特徴とする排ガス浄化シ
ステム。 - 【請求項14】前記マニホールド部と前記排ガス浄化装
置の排ガス流入口との接続管の外周に断熱材を備えてい
ることを特徴とする請求項13に記載の排ガス浄化シス
テム。
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JP07978896A JP3800658B2 (ja) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | 排ガス浄化用触媒及びこれを用いた排ガス浄化装置並びに排ガス浄化システム |
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JPH09267039A true JPH09267039A (ja) | 1997-10-14 |
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ID=13699963
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3800658B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP3800658B2 (ja) | 2006-07-26 |
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