JPS58156352A - エンジンの排ガス浄化装置 - 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】 この発明は、排ガス浄化用モノリス触媒の製造法に関す
るものである〇 一般に排ガス浄化用モノリス触媒は、エンジンの排気ガ
ス中に含まれる有害成分であるＨＣ，ＣＯ。

ＮＯｘ　等をＨ２Ｏ，■ｔｔＮ＊等に酸化あるいは還元
して排気ガスの浄化を行なうものであるか、このモノリ
ス触媒を製造する場合、従来は、多孔質のモノリス触媒
担体を白金Ｃり等の貴金属からなる触媒溶液中に浸漬さ
せ、該担体中に毛細管現象を利用して触媒成分を含浸さ
せた後、それを高温雰囲気内で乾燥させて触媒成分を担
体全体にコーティングするようにしている。

ところで従来からモノリス触媒をエンジンの排気系に配
設する場合は、該触媒を環状の７ランジを用いて排気管
の内面に固定するようにしており。

そのため触媒の外周部はフランジによって閉塞されて排
気ガスの浄化に寄与しな（なる。そこで従来のモノリス
触媒の１つとして、触媒の外周部が排気ガスの浄化に寄
与していないことに鑑み、この触媒の外周部に補強部材
を充填し、触媒の強度アラ１を図ったものがある（特開
昭５６−１２９０４２号公報）。

また排ガス浄化効率の関係で、この触媒の下流側に触媒
の貴金属と反応していない排ガスが必要な場合かある。

このような場合通常「よ排ガスをバイパスして供給する
ことが考えられる。

この発明は排気ガスの浄化に寄与しない上記触媒の外周
部においては、触媒成分である高価な貴金員が無駄にな
っていることや、触媒をバイパスせずｉこ済ませること
に着目してなされたもので、モノリス触媒担体の一部分
にオイルを含浸させて該一部分をマスキングした後、こ
の担体に触媒成分をコーティングして、触媒−こ上記一
部分からなる触媒成分未着部分を形成することにより、
貴金属の使用量を低減して低コスト化を図った排ガス浄
化用モノリス触媒の製造法を提供することを目的として
いる。

以下本発明の実施例を図について説明する。

本件発明者は、まずモノリス触媒に触媒成分未着部分を
形成するためのマスキンク方法について実験を行なった
。第１図は各種のマスキング方法を用いて触媒成分未着
部分を形成した触媒の表面状態を、第２図は該触媒をそ
の真中で切断しその前側のものを裏面側からみたときの
状態をそれぞれ示す。図中略正方形の部分が触媒成分未
着部分であり、両図の左側から１番目ないし４番目のも
のをそれぞれ■〜■と付番すると、各場合のマスキング
方法はそれぞれ次のとおりである。

スキングする。

■　担体の表面の一部をセロテープ（商品名）によって
マスキングする。

■　担体の表面の一部及びその内部をパラフィンを流入
させてマスキングする。

■　担体の表面の一部及びその内部をシリコンオイルを
含浸させてマスキンクスル。

以上４つのもののうち、■・■の担体表面のみをパラフ
ィン又はセロテープによってマスキングしたものは、表
面についてはマスキング状態は良好であるが、内部につ
いては良好ではな（、これは担体のセル壁が多孔質のた
め、触媒成分が担体の長さ方向だけでな（幅方向にも浸
透し、中央部では４〜５ｍｍ程度マスキング部内に触媒
成分が浸透付着しているものと考えられる。これに対し
、■、■の担体の表面及び内部をパラフィン又はシリコ
ンオイルによってマスキングしたものは、その表面及び
内部ともに触媒成分の付着が阻止され、そのうち特に■
のシリコンオイルを用いたものは■のパラフィンを用い
たもの以上に触媒内部の仕上り状態は良好である。

次に種類の異なるオイルを用いてマスキングすることに
よって触媒に触媒成分未着部分を形成した。ここでオイ
ルとしては次の（イ）〜（ハ）に示す条件を満たす鉱油
潤滑油あるいは合成潤滑油等の潤滑油を使用する。

（イ）浸透性及び流動性を有すること（多孔質の担体の
内部にオイルによってマスキング層か形成されるように
するため） （ロ）検水性を有すること（触媒成分溶液がマスキング
層に浸透したり、両者が混合したりしないようにするた
め） （ハ）焼却性を有しかつ担体の化学特性を変えないこと
（触媒としての性能及び信頼性が確保されるようにする
ため） 第３図は各種のマスキング方法を用いて触媒成分未着部
分を形成した触媒の表面状態を、第４図は該触媒をその
真中で切断しその後〆側のもの４表面側からみたときの
状態をそれぞれ示す。第３図及び第４図の上段左側から
１番目ないし４番目のものをそれぞれ（１）〜■と、下
段右側から１番目ないし４番目のものをそれぞれφ）〜
■と付番すると、各場合のマスキング方法はそれぞれ次
のとおりである。

■　担体内部に流動パラフィンを浸透させ、その表面に
ガムチー１（商品名）を貼付してマスキングする。

■　担体内部にシリコンオイルを含浸させ、その表面に
ガムテープを貼付してマスキングする。

■　担体内部に５Ｅ３Ｑ番オイルを含浸させ、その表面
にガムテープを貼付してマスキングする。

（◆　担体内部にポリブタン合成油を含浸させ。

その表面にカムチー７−を貼付してマスキングする。

■、■　担体表面の一部にセロテープを貼付してマスキ
ングする。

■、■　担体表面の一部にガムテープを貼付してマスキ
ンクする。

なお上記■〜■のマスキング方法に′おいては。

加圧、負圧又は重力のいずれかを利用してオイルを担体
に含浸させるようにした。また触媒成分をコーティング
する際にはコーティングむらをな（するため、マスキン
グした担体の一方の端面を皿に入れた触媒成分溶液中に
浸漬して触媒成分を担体に含浸させるとともに、他方の
端面からも同様にして触媒成分を含浸させるようにした
。

第３図及び第４図によれば、■の流動パラフィンを用い
てマスキングしたものは触媒内部においてマスキング部
への触媒成分の浸透付着が少しみられる。これに対し■
〜■のシリコンオイルｔＳＥ３０　番オイル及びポリブ
タン合成油を用いたものはいずれも触媒弐面及び内部と
もにマスキング状態か良好であり、特にポリブタン合成
油は触媒成分の乾燥時にＣＯ２とＨρ　とに変化するの
で、作業者が被毒するおそれがなく、しかも触媒の性能
に何ら影智を与えることもない。また■、■の担体表面
のみをガムチーブでマスキングしたものは■、■の担体
表面のみをセロテープでマスキングしたものと同様、に
、内部において浸透付着が見られ、これは第１図及び第
２図に示す結果と全（同従ってモノリス触媒担体に触媒
成分をコーティングする前に、該担体の一部分にシリコ
ンオイル。

５Ｅ３Ｑ番オイル又はポリブタン合成油を含浸させ、そ
の表面をガムチーブで閉塞してマスキングすることによ
り、触媒には触媒成分未着部分が所望の形状に生産性よ
く形成され、その結果触媒成分である貴金属の使用量が
低減して低コスト化が達成される。

また本件発明者は、触媒に形成される触媒成分未着部分
の位置と、排気カス浄化効率との関係について実験を行
なった。この実験で使用した触媒は、第５図に示すよう
に、エンジン１の排気ガス中のＨＣ，ＧＯを酸化しかつ
ＮＯｘ　　を還元する三元触媒（Ｔｈｒｅｅ　ｖＶａｙ
　Ｃａｔａｌｙｓｔ：以下ＴＷＣと記す）２と、この１
”　ｗ　ｃ　２からの排気ガス中に残存するＨＣ，Ｃｏ
を酸化する酸化触媒３からなり・この酸化触媒３にエア
ポング４より２次エアを供給するようにした方式のもの
である。またモノリス触媒担体としては、第６図（ａ）
に示すように、その表面が長軸径Ｊ＊　−１７０ｍｍ、
短軸径７１−ｇＱｍｍ、最長曲率半径Ｒ，−４ＱＱｍｍ
、最短曲率半径Ｒ１−４０ｍｍ　ｃｒ）楕円形、長さが
１３−ＩＱＱｍｍ、孔数か４００個／ｃ　ｍ　２のもの
を用いた。又触媒成分及びそのコーチインク量はＴＷＣ
２についてはＰｔ／Ｒｈ、、、７／３．１．８ｇ／ノ、
酸化触媒３についてはＰｔ／Ｐｄ−１／２．１．８ｇ／
ノである。第７図（ａ）　〜（Ｃ）は次（７）　Ａ　−
Ｄ　ｊｍ示すようなＴＷＣを用い、１ｏモ一ド走行を行
なって排気ガス中に残存するＨＣ，ＧＯ，ＮＯｘの量（
ｇ／　ｋ　ｍ　）を測定した結果である。

Ａ　触媒成分未着部分を形成していないｉ’ｗｃ（第６
図（λ）参照） Ｂ　その外周部に５ｍｍの幅で環状の触媒成分未着部分
５を形成したＴ’ＷＣ（マスキング率１５チ）（第６図
（ｂ）参照） Ｃその中央部に直径２０ｍｍの３個の円形の触媒成分未
着部分６を形成したＴＷＣ（マスキング率１０チ）（第
６図（Ｃ）参照） Ｄ　その外周部に５ｍｍ　の幅で環状の触媒成分未着部
分５を形成するとともに、中央部に直径２゜ｍｍの３個
の円形の触媒成分未着部分６を形成したＴＷＣ（マスキ
ング率２５チ）（第６図（ｄ）参照）なお上記Ｂ−Ｄに
おいてマスキングは、５Ｅ３９番オイルをスポイトで担
体に含浸させ、その両端面をガムチーブで閉塞して行な
った。また触媒成分のコーティングは、マスキングして
濡れた状態の担体の両端面をそれぞれ触媒成分溶液中に
浸漬して触媒成分を担体に含浸させ、この担体を振って
余分な溶液を除去した後、それを５７０ｃ′Ｃ〜６２０
ｔの炉中に１〜１，５時装置いて乾燥させて行なった。

またオイルは触媒成分の乾燥時に燃焼除去された。

第７図（ａ）　〜（Ｃ）　＋Ｃよれは、Ｎ　Ｏｘ　　に
ライてはＴＷＣに触媒成分未着部分を形成しても排気ガ
ス中の残存量はほとんど変化しないのに対し％ＨＣ，Ｃ
ＯについてはＣ，ＤのＴＷＣの中央部に触媒成分未着部
分を形成したものは排気ガス中の残存量が大きく増大す
る。これはＨＣ，ＣＯを多量に含んだ化カスがＴＷＣ中
央部の触媒成分未着部分を通って酸化触媒夢と送られ、
それが酸化触媒において十分に酸化されないためである
と考えられる。

また第８図＜３１）〜（Ｃ）は、Ｄの外周部及び中央部
に触媒成分未着部分を形成したＴＷＣを用いて、１０モ
一ド走行を行ない、酸化触媒に供給される２次エア量を
変化させてＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの残存量（ｇ／　ｋ　ｍ
　）を測定した結果である。図中縦軸はＨＣ，Ｃｏ　。

ＮＯｘ　の残存量、横軸は２次エアの大気への放出量を
表わす２次エアのリリーフ径であり、リリーフ径が３０
φ　の場合は２次エア供給量は７０チであり、リリーフ
径が４０φ、５０φ、６０φ、７０φ　の場合の２次エ
ア供給量はそれぞれ６０％、５０％、４０ｓ、ｓｏｓで
ある。これによれは％ＴＷＣの外周部及び中央部に触媒
成分未着部分を形成したものであっても、２次エア供給
量を増加させることにより・酸化触媒における反応が促
進され、ＨＣ，ＣＯ残存量は低減される。特に」リリー
フ径３０φ、即ち２次エア供給量を７０チ　としたとき
にはＤのＴＷＣを用いた触媒と、Ａのまったく触媒成分
未着部分を形成していないＴＷＣを用いた触媒とがほぼ
同等の性能となっている。

従ってＴＷＣと酸化触媒とからなる方式の触媒において
は、ＴＷＣの外周部及び中央部番こ触媒成分未着部分を
形成しても、２次エア供給量を調整することにより、排
ガス浄化効率を触媒成分未着部分を有しない触媒とほぼ
同程度に維持することができ、したがって、触媒成分で
ある貴金属の使用量を大きく低減でき、その結果大幅な
低コスト化を達成できる。

なお本発明は上記実施例に限定されるものではな（、例
えばオイルとしてはシリコンオイル、５Ｅ３０　　番オ
イル及びポリブタン合成油以外のものを用いてもよい。

また上記実施例ではオイルを含浸した後その表面をガム
チー１でシールするようにしたが、このシールは他のシ
ールテープ又はシール板によって行なってもよく、又シ
ールは行なわなくてもよい。

ただしシールを行なった場合は製品の信頼性は向上する
ものである。

以上のように、本発明に係る排ガス浄化用モノリス触媒
の製造法によれば、モノリス触媒担体の一部分にオイル
を含浸させてマスキングを行なった後、この担体に触媒
成分をコーティングするとともに上記オイルを除去して
触媒成分未着の触媒を製造するようにしたので、高価な
貴金属の使用量を低減して大幅な低コスト化を達成でき
、しかも触媒成分未着部分はこれを所望の形状に生産性
よく形成できるので、該未着部品の形成作業が装置のコ
ストアップを招いてしまうこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による製造法を説明するため
の触媒の表面状態を示す写真、第２図は第１図の触媒を
その真中で切断しその前側のものを裏面側からみた状態
を示す写真、第３図は上記製造法を説明するための他の
触媒の表面状態を示す写真、第４図は第３図の触媒をそ
の真中で切断しその後ろ側のものを表面側からみた状態
を示す写真、第５図は上記製造法を説明するために用い
た触媒の構成図、第６図（ａ）はモノリス触媒担体の斜
視図、第６図（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ異なる触媒成分
未着部分を有するモノリス触媒担体の正面図、第７図（
→〜（Ｃ）は触媒成分未着部分の位置と排ガス浄化効率
との関係を示す図、第８図（ａ）〜（Ｃ）は２次エア供
給量と排ガス浄化効率との関係を示す図である。 特許出願人　東洋工業株式会社 代理人弁理士　　早　　瀬　　憲　　−第５図 を 第７図 ハ　　　ｂ　　し　　　リ 第８図 ゛」リーフｆ羨（ｇ３） つり〜７径（ｆｌＪ） ・）□）−′怪（１２１） 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願昭５７−３８６°７７号 ２、発明の名称 排ガス浄化用モノリス触媒の製造法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　広島県安芸郡府中町新地３番１号名　称　　
（３１３）　　東洋工業株式会社代表者　　　山　崎　
芳　樹 ４、代理人 住　所　　　〒５３０　　大阪市北区天神橋２丁目５番
２８号５、補正命令の日付 昭和５７年６月１１日 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄９図面の簡単な説明の欄
及び図面（第１図〜第４図） ７、補正の内容 （１）明細書第３頁第１８行目の「両図の」を１第１図
、第２図の」に訂正する。 （２）同第３頁第１９行目の「■〜■と」を［■〜■、
■′〜■′と］に訂正する。 （３）同第４頁第１行目、第９行目の「■」を「■、■
′」に訂正する。 （４）同第４頁第３行目、第９行目の「■」を１■、■
′」に訂正する。 （５）　　同第４頁第５行目及び第１７行目、第５頁第
１行目の「■」を「■、■′」に訂正する。 （６）同第４頁第７行目、第１７行目、第２０行目の「
■」を「■、■′」に訂正する。 （７）同第６頁第２行目の１４〜■」をし■′〜■′。 Ｊ′〜■′」に訂正する。 （８）同第６頁第３行目の「■〜■」を［■′〜■′。 ■〜ぴ」に訂正する。 （９）同第６頁第６行目、第７頁第７行目の「■」を「
■２．■″」に訂正する。 ００　　同第６頁第９行目及び第１９行目、第７頁第１
０行目の「■−１を「■’、＠；」に訂正する。 ０υ　同第６頁第１１行目の「■」を［■’、　鍜−＋
に訂正する。 ０２　　同第６頁第１３行目及び第１９行目、第７頁第
１０行目の「■」を「■″、Ｃ」に訂正する。 α］　同第６頁第１５行目、第７頁第１８行目の「■、
■」を「（５５＃、　Ｃ！５ｏ；」に訂正する。 ０勾　同第６頁第１７行目、第７頁第１６行目の「■、
■」を［■ｉｆ、ｍｍｒに訂正する。 ００　　同第１３頁第１１行目、第１３行目、第１５行
目、第１７行目の「写真」を「図」に訂正する。 以　　　上 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　部分的に触媒成分未着の触媒を製造する排ガ
   ス浄化用モノリス触媒の製造法であって、モノリス触媒
   担体の一部分にオイルを含浸して該一部分をマスキング
   し、この担体に触媒成分を含浸し、その後上記担体を加
   熱して上記オイルを除去することを特徴とする排ガス浄
   化用モノリス触媒の製造法。