JPS62294446A - 排気ガス浄化用モノリス担体の目詰め方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、外周部のセルを目詰めした自動車用のｐ気ガ
ス浄化用モノリス触媒の、外周部セルの目詰め方法に関
する。

〔従来の技術〕

モノリス触媒をコンバーター容器に保持する方法として
、触媒端面外周部をリテーナと呼ばれるリング状部材に
より固定するものがある。このようなコンバーターでは
、リテーナでおおわれたモノリス触媒外周部のセル（軸
方向に平行に貫通した細孔・・・排気ガス流路）に流れ
込む排気ガスは非常に少ないため、このセル内に担持さ
れた貴金属などの高価な触媒成分は殆ど浄化作用に関与
することなく、非常にムダだと考えられる。そこで、こ
のリテーナでおおわれる部分のセルには触媒成分を担持
しないという提案がいくつかなされている（たとえば、
特開昭５１−８７４８２号公報、実開昭５７−４４９２
１号公報、特開昭５８−９８６１４号公報）。しかし、
この外周部分のセル内に全く触媒成分を担持しなかった
場合、この部分のセルに流れ込む排気ガスは極めて少な
いとは言うものの、少しでも入り込んだ場合、その排気
ガスは全く浄化されず、そのまま排出されるので、全体
としてのエミ・２ジヨンに及ぼす悪影響は無視できない
。このため、触媒成分を担持しないセル内には、排気ガ
スが絶対に入り込まないよう、密閉する必要がある。

この点については、実開昭６０−１１０６２０号公報で
提案されているように、外周部のセルを耐熱性物質で目
詰する方法が有効である。このような、外周のセルにセ
ラミックを詰めるという技術はモノリス触媒がコンバー
タ容器の保持部材と接する部分を補強することを目的と
している点で目的が異なるものの、同様な技術が、いく
つか提案されている（たとえば実公昭５１−５０８３１
号公報、特開昭５６−１２９０４２号公報）。

以上の目詰めに関する発明、考案では、コージェライト
やアルミナなどを、スラリー化して、これを外周部セル
内に充填して、乾燥焼成して、目詰めしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような方法で、外周部セルに目詰め
した場合、つぎの問題が出てきた。

すなわち、第９図に示すように、モノリス担体１の外周
部セル２の両端に、セラミック材料３を目詰めする際、
セラミックスラリ−を外周部２セルに詰め、これを乾燥
焼成するが、このとき、セル２内に封じ込められた空気
が熱膨張し、その結果、一種の突沸現象が生じて、完全
に固化していない目詰め用セラミック材料３を吹き飛ば
し、その飛散したセラミック塊４が中心部側のセル５０
開「Ｉ端に付着して、その通気孔を密閉したり、あるい
は外周部セル２の開目端側に盛り上って（盛−ヒり部６
）モノリスコンバータ容器への収納に不都合を起こす。

本発明は、上記のようなセラミック塊のモノリス担体の
端面への飛散、盛上りを生じさせない、外周部セルの目
詰め方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

」−記目的を達成するための本発明に係る排気ガス浄化
用モノリス担体の目詰め方法、モノリス担体の外周部の
セル内に耐熱性物質を充填し該外周部・のセルを目詰め
する方法であって、モノリス担体の外周部に、外周部セ
ルの開口端からモノリス担体軸方向に所定寸法離れた位
置のモノリス担体外周壁を外周を一周するように切欠い
てリング状の溝を形成し、しかる後該溝をセラミックス
ラリ−により埋め、線溝に埋めたセラミックスラリ−を
乾燥、焼成する方法から成る。

上記方法においては、目詰め位置は、目詰め材料部がモ
ノリス担体の端面から３　ａｍ以上離れていることが望
ましく、そのうちでもとくに５１１以上離れていること
が望ましい。また、リング状溝は、モノリス担体の外周
部に少なくとも１個形成されればよく、モノリス担体の
軸方向両端面から離れた位置にそれぞれ１個、計２個設
けてもよいし、モノリス担体の軸方向中央部に、軸長の
中心から軸長の１／４以内の位置に、設けてもよい。

〔作用〕

上記の本発明方法では、セラミックスラリ−をセルの開
口端から離れた深部に充填するので、セラミックスラリ
−を乾燥、焼成時、モノリス担体の両端近傍にセラミッ
クスラリ−を充填するときは主にその両端のセラミック
スラリ−０間のセル内の空気の加熱膨張による、またセ
ラミックスラリ−をモノリス担体の軸長中央部近傍に１
ケ所充填するときはセラミックスラリ−自体に含まれて
いる気泡の膨張による、突沸現象が生じて、同化する前
の状態にあるセラックスラリーが飛散しても、その飛散
塊は、セル内の壁に付着するだけで、セル外に飛散して
中央部セルを閉塞したり、外周部セルの開口端から盛上
ったりすることはない。

この外部飛散防止は、セラミックスラリ−がセル内のモ
ノリス担体端面から３１１以」二の深部にあれば十分に
効果があり、とくに５１以上深部ではほぼ完全な効果が
見られる。

（実施例） 以下に、本発明に係る排気ガス浄化用モノリス担体の目
詰め方法を、第１図ないし第８図を参照して、さらに詳
細に説明する。

実施例１ 長径１４７鰭、短径９５龍の楕円形断面、長さ１．５０
１．４００セル／平方インチのコージェライト製モノリ
ス担体（モノリス担体基材）１０を用意した。

ただし、モノリス担体ｌＯは円形断面のものであっても
よい。

モノリス担体１０の外周部に、モノリス担体１０の軸方
向端面１１より２０ｍｍの位置に、第７図および第８図
（後述）に示すようにモノリス触媒コンバータとして組
み上げたときに、深さがリテーナによって開口端が覆わ
れる外周部セル１２に対応するように深さ３ｍ＋＋、中
３Ｎの溝１３を切削工具により、外周を一周するように
形成した。ただし、上記２０１ｍの位置とは、溝１３の
モノリス担体端面１１側の端部が該端面１１から離れて
いる軸方向距離である。

また、他端部側にも同様の溝１４を形成した。第３図は
モノリス担体１０および溝１３、Ｉ４を示している。

つぎに、上記のようにして得た溝１３．１４付きモノリ
ス担体１０の溝１３．１４に、アルミナスラリー１５（
セラミックスラリ−であればよ（、コージェライトスラ
リーであってもよい。）を、埋め込んだ（第２図参照）
。このアルミナスラリーは、アルミナシルア００ｇ　（
１０ｉｖｔ％アルミナ）、硝酸アルミニウム水溶液１５
０ｇ　（４０ｗｔ％硝酸アルミニウム）、アルミナ粉末
１０００ｇ、蒸留水４５０ｍ１を混練して作成したもの
から成る。

アルミナスラリー１５を充填したモノリス担体１０を、
１５０℃×１時間乾燥後、６５０°Ｃ×１時間焼成して
、アルミナスラリー１５を固化させ、第１図の、セル深
部にセラミック材料１６を目詰めしたモノリス担体１０
（サンプルＡ）を得た。

このようにして得た目詰めモノリス担体１０は、ウォッ
シュコート（外周部セル１２を除くセルに触媒成分担持
用のアルミナコート層を形成する工程）を施してアルミ
ナコート層を形成し、アルミナコート層を乾燥、焼成移
譲アルミナコート層に、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ等の貴金属か
ら成る触媒成分を、担体ＩＩ！あたりＩｇのｐｔ、０．
１ｇのＲｈを担持させ、焼成してモノリス触媒２２を得
た。

モノリス触媒２２は、第７図および第８図に示すように
、コンバータ容器１７内に、ワイヤネット１８、シール
材１９を介して挿入保持され、リテーナ２０によって外
周を固定されることによって、触媒コンバータが得られ
る。セラミック材料１６によって目詰めされた外周部セ
ル１２は、丁度リテーナ２０によって覆われるように、
溝１３．１４の深さが設定されている。

実施例２ 実施例２は、実施例１において、モノリス担体１０の軸
方向両端面１１近傍に設けられる溝１３．１４を、モノ
リス担体軸方向端面１１から５龍の位置に設けた他は、
実施例１と同様の方法を採用している。

実施例２の方法によって得られたモノリス担体１゜をサ
ンプルＢとする。

実施例３ 実施例３は、実施例１において、モノリス担体１０の軸
方向端面１１近傍に設けられる溝１３．１４を、モノリ
ス担体軸方向端面１１から３ｍの位置に設けた他は、実
施例１と同様の方法を採用している。

実施例３の方法によって得られたモノリス担体１゜をサ
ンプルＣとする。

実施例４ 実施例４においては、実施例１において形成される溝１
３．１４は２個であるのに対し、第４図ないし第６図の
ように実施例４の溝２１は１個のみとしである。線溝２
１はモノリス担体１０の端面ＩＩがらセル１２の深部方
向に３ｍ１以上隔たっていればよいが、製作サンプルと
しては、モノリス担体１０の軸長の中央部（軸長の中心
から軸長の１／４以内の範囲）に形成した。他は実施例
１と同様である。ただし、当然であるが、実施例４で得
たモノリス担体１０を組み付けた触媒コンバータでは、
第７図において、溝２１は１本しかあられれない。この
ようにして得られたモノリス担体をサンプルＤとする。

比較例 本発明方法によるモノリス担体の効果と比較するために
、つぎの比較例を作製した。

長径１４１Ｎ、短径８９鶴のモノリス担体端面と相似な
る楕円形マスク板を、モノリス担体、両端面に取り付け
、アルミナスラリーに浸漬して、外周部通気孔の端面部
にアルミナスラリーを充填した。

これを実施例と同様に乾燥焼成した。得られた担体に対
しアルミナコーティングを施し、ついで、担体１１当り
、１ｇのｐｔおよび０．１８のＲｈを担持させて、モノ
リス触媒とし、これをコンバータ容器に収納して、エン
ジン排気系に組み込んだ。

このようにして得られたモノリス担体をサンプルＥとす
る。

試験例 実施例１ないし実施例４、および比較例で得た各モノリ
ス担体１０の外周部セル１２のアルミナスラリー１５の
付着状況を目視観察した。アルミナスラリー１５は突沸
現象を起して、第１図に示すように、外周部セル１２内
に飛散はしていたが、その飛散は外周部セル１２内にと
どまり、外部に飛して中央部セルを目詰めしたりしては
いなかった。各実施例および比較例の結果を示すと、表
１のようになる。

表　　　　１ ◎・・・セル外部への飛散は全くない。

○・・・セル外部への飛散はほとんどない。

×・・・セル外部に飛散し、中央部セルに目詰りを生じ
た。

である。なお、溝位置をモノリス担体端面から３璽■よ
り小の位置としたときは、余り効果が見られなかった。

つぎに、−１−記のようにして得られた各モノリス触媒
をコンバータ容器に収納して、エンジン排気系に組み込
んで実機試験を行ない、浄化性能を調べた。その結果、
本発明の実施例１ないし４によるモノリス触媒の浄化能
が比較例よりも良好であった。これは、比較例において
は、不要に閉塞されたセルが有り、υ［気ガス浄化に寄
与する触媒成分が少な（なっているためである。

〔発明の効果〕

上記かられかるように、本発明に係る排気ガス浄化用モ
ノリス担体の目詰め方法によるときは、モノリス担体の
外周に溝を設けて、セル開口端から深部側に隔たった位
置にアルミナスラリーを充填するようにしたので、目詰
めセラミックスラリ−の乾燥、焼成時、内部の空気が熱
膨張しても、セルの外部にまで、アルミナスラリー塊が
飛散することを防くことができる。これによって、目詰
めすべき外周部セル以外のセルが、飛散したアルミナス
ラリーによって閉塞されることを防止できる。また、ア
ルミナスラリーのモノリス担体端面からの盛上りもなく
なり、リテーナとモノリス担体端面が密着でき、モノリ
ス担体外周とコンバータ容器との間の、シール材および
ワイヤネットが収納される環状空間を通して排気ガスが
流れようとするのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１ないし３に係る排気ガス浄化
用モノリス担体の目詰め方法よって目詰めされたモノリ
ス担体の目詰め後の一部断面正面図、 第２図は第３図のモノリス担体にセラミックスラリ−を
充填したときの斜視図、 第３図は本発明の実施例１ないし３における溝形成後の
モノリス担体の斜視図、 第４図は本発明の実施例４に係る排気ガス浄化用モノリ
ス担体の目詰め方法によって目詰めされたモノリス担体
の目詰め後の一部断面正面図、第５図は第６図のモノリ
ス担体にセラミックスラリ−を充填したときの斜視図、 第６図は本発明の実施例４における溝形成後のモノリス
担体の斜視図、 第７図は本発明方法によって得たモノリス触媒を組み込
んだ触媒コンバータの断面図、第８図は第７図の触媒コ
ンバータにおける目詰め部を示すモノリス触媒の平面図
、 第９図は従来法によって目詰めしたモノリス担体の断面
図、 である。 １０・・・・・・モノリス担体 １１・・・・・・モノリス担体端面 １２・・・・・・外周部セル １３．１４．２１・・・・・・溝 １５・・・・・・アルミナスラリー １６・・・・・・セラミック材料 ２０・・・・・・リテーナ 特　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社０　　　
　　　フ ー　　　　へ 第７図 第８図 ＃＼　／−−１０モノリス担体 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）モノリス担体の外周部のセル内に耐熱性物質を充
   填し該外周部のセルを目詰めする方法であって、モノリ
   ス担体の外周部に、外周部セルの開口端からモノリス担
   体軸方向に所定寸法離れた位置のモノリス担体外周壁を
   外周を一周するように切欠いてリング状の溝を形成し、
   しかる後該溝をセラミックスラリーにより埋め、該溝に
   埋めたセラミックスラリーを乾燥、焼成することを特徴
   とする排気ガス浄化用モノリス担体の目詰め方法。