JPS631451A - 自動車用排気ガス浄化用モノリス触媒の製造方法 - 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、外周部のセルを目詰めした自動車用排気ガス
浄化用モノリス触媒の製造方法に関する．〔従来の技術
〕 モノリス触媒をコンバーク容器に保持する方法として、
モノリス触媒端面外周部をリテーナにより固定するもの
がある．このようなコンバータでは、リテーナに接する
触媒の細孔（セル）に流れ込む排気ガスは非常に少なく
、モノリス担体全体に均一に触媒成分を担持していたの
では非常な無駄になると言える．そこでこのリテーナと
接する部分のセル内には触媒成分を担持させないように
する技術がいくつか提案されている（たとえば実開昭５
１−８７４８２号公報、実開昭５７−４４９２１号公報
、特開昭５８−１１２０５４号公報、特開昭５８−９８
６１４号公＠）．しかし、外周部のセルに全く貴金属な
どの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非常に少ないとは言うものの、少し
でも入った場合、そのガスは全く浄化されず、そのまま
排出されるので、全体としてのエミッシッンに悪影響を
及ぼすことは間違いない．このため、触媒成分を担持し
ないセルの気密性を上げる必要がある．この点について
は実開昭６０−１１０６２０号公翰で提案されているよ
うに、外周部ノｔ金ｉ等の触媒成分を担持しないセルを
耐熱性セラミックスにより目詰めする方法が有効である
．従来のセラミック材料を用いて外周部のセルに目詰め
するモノリス触媒の製造方法としては、予じめ外周部セ
ルにセラミック材料を目詰めさせたモノリス担体に、上
方からセラミックスラリーを投入してウォッシェコート
を施し、続いて吹き払い、乾燥、焼成を行ないセラミッ
クコート層を形成したのち、セラミックコート層に触媒
成分としての貴金属を担持して、モノリス触媒を作製す
る方法が知られている． 〔発明が解決しようとする問題点〕 予じめ外周部のセルにセラミック材料を目詰めしたモノ
リス担体にウォソシュコートを施す場合に、セラミック
スラリーをセル内に投入すると、目詰め部の上にセラミ
ックスラリーが残り、この余分なスラリーは従来行なわ
れているように全体を一様に吹き払う方法では完全に取
り除くことができず目詰め部より内周側のセルに移動し
て入り込むために、精度の高い目詰め巾で触媒をつくる
ことができず、当初目標としていた目詰め巾よりも巾広
の触媒が得られる．目詰め巾の広い触媒は、貴金属が担
持される体積が小さくなり、耐久性が悪化するばかりで
なく、圧力損失も大きくなり、エンジン出力にも悪影響
を及ぼすことになる．また、目詰め部の上に残った余分
なスラリーがそのまま固まって突出部が形成されると、
触媒コンバータ組立時リテーナがモノリス触媒から浮い
た状態となり、モノリス触媒端面とリテーナとの間に空
隙が生じ、この空隙を通して排気ガスがコンバータ容器
とモノリス触媒の外周部の間のシール材を飛散させ、バ
イパスしやすくなる．本発明は、予じめ外周部のセルに
セラミック材料を目詰めしたモノリス担体にウォソンユ
コートを施す際に、セラミックスラリーをセルに投入、
通過させたあとに目詰め部の上に残る余分なセラミック
スラリーを従来より高精度に吹き払って、目標中通りの
目詰め巾を有する自動車用排気ガス浄化用モノリス触媒
を作製する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〕 この目的を達成するための本発明に係る自動車用排気ガ
ス浄化用モノリス触媒の製造方法は、予じめ外周部のセ
ルにセラミック材料を目詰めしたモノリス担体に、上方
からセラミックスラリーを投入し、続いて気流を送って
余分のスラリーを吹き払うウォソシュコート工程を有す
るモノリス触媒の製造方法において、気流をモノリス担
体外周部に送られる外周側の気流と、その内周部に送ら
れる内周側の気流との２つの気流に分け、外周側の気流
を内周側の気流に比べて風圧を大とした条件下でセラミ
ックスラリーの吹き払いを行なう方法から成る． 〔作用〕 上記本発明に係るモノリス触媒の製造方法においては、
ウォソシュコート用アルミナスラリーを吹き払う際に、
気流を２つに分けて外周部の目詰め部にあたる風を強め
たので外周部の目詰め部上にたまっているアルミナスラ
リーを効率よく吹き払うことができ、しかも吹き払われ
たアルミナスラリーは内周部に吹き込まれた風の外周側
に向かう成分によって、必ず外周に吹き払われるので、
内周側のセルを目詰めするようなことも生じない．内周
部に吹きつけられる気流は、従来通りの強さとすること
により、従来と同様の内周部セル内の余分のアルミナス
ラリーを吹き去ることができ、ウォッシュコート層の形
成には何ら支障がなく、外周部目詰め部上のアルミナス
ラリーのみが確実に吹き払われる． 〔実施例〕 以下に、本発明に係る自動車用排気ガス浄化用モノリス
触媒の製造方法に係る望ましい実施例を、図面を参照し
て説明する． 第１図は本方法発明を実施している状態を示し、第２図
および第３図は本発明方法で製造したモノリス触媒を組
みつけた触媒コンバータを示している． 第２図および第３図において、モノリス触媒１は、たと
えば断面円形または楕円形等の柱状体に軸方向に多数の
セル（排気ガス流路としての細孔）２を設けたモノリス
担体３の前記セル２のうち、触媒コンバータとして組立
時にリテーナ４によって覆われる外周部のセル２ａに、
セラミック材料５を目詰めし、さらにリテーナ４によっ
て覆われない内周部のセル２ｂにウォンシュコートを施
してアルミナコート層を形成し、そこにＰＬ，Ｒｈ．Ｐ
ｄ等の貴金属の触媒成分を担持させたものから成る．モ
ノリス触媒１は、外周をワイヤネット６を介してクッシ
ョンをもたせてコンバータ容器７内に挿入されて径方向
に保持され、リテーナ４によって軸方向に固定される．
モノリス触媒１とコンバータ容器７の間のスペースには
シール材９が挿入されてガスの吹き抜けが防止される．
リテーナ４を目詰めされた外周部セル２ａとは半径方向
に対応している． 上記のモノリス触媒１を製造するには、モノリス担体３
の外周部セル２ａを目詰めする．実施例は直径１００ｆ
ｌ、長さ１００ｆｉの円柱状のコージエライト基材に４
００セル／平方インチで多数のセル２を互に平行に軸方
向に設けたモノリス担体３を用意し、その外周部セル２
ａにセラミックスラリーを入れ、乾燥、焼成して目詰め
用セラミック材料５を形成した目詰めモノリス担体３を
作製した．目詰めモノリス担体３の内周部セル２ｂに触
媒成分担持用のアルミナ層を形成するウォッシュコート
を施すに際し、目詰めモ゛ノリス担体３を第１図に示す
、コーティングの連通管１０内にセントし、上方からア
ルミナスラリーを投入した．アルミナスラリーは、γ−
アルミナ粉末、アルミナゾル、硝酸アルミニウム、水を
混練して得たものである．アルミナスラリーは内周部セ
ル２ｂを通過して流下し、その際に内周部セル２ｂの表
面にアルミナスラリーが付着するが、余分に付着すると
ともに、目詰めした外周部セル２ａの上面にもアルミナ
スラリーかたまって残るので、これを風で吹き払わなけ
ればならない． このため、アルミナスラリー投人後の風による吹き払い
時に、第１図に示すように、ウォッシュコート用達通管
１０内にセットしたモノリス担体３の上方に、上下方向
に間隔をもたせて気流送り用のダクトｌ１をセットする
．ダクト１１は、気流の吹き出し部が外周部セル２ａの
上方に位置する環状の外周側の気流通路ｌ２と、気流の
吹き出し部が内周部セル２ｂの上方に位置する円形また
は楕円形の内周側の気流通路１３とを有している．気流
通路１２は内外のダクト１４、１５によって内外を区画
され、気流通路１３はダク｝１４によって気流通路１２
から区画されている．気流通路１２はダクト１５に形成
された気流入口１６から気流が送り込まれて外周部セル
２ａに向けて気流を吹き出し、気流通路１３は、ダクト
１４の上部に設けた気流人口１７から気流が送り込まれ
て内周部セル２ｂに向けて気流を吹き出す．気流通路ｌ
２の気流の強さは気流通路１３の気流の強さより大であ
る．気流の強さは具体的にはセル２にあたる気流の動圧
で定義する．実施例では、直径１００１％、長さ　１０
〇一飄、４００セル／平方インチ、目標目詰め中３龍の
モノリス担持３に対し、気流通路１２からの気流の強さ
を、小流量（　１　ｒｔｒ　／　ｌＩｋｉｎ）だが、高
圧（動圧２ｋｇ／ｃｊ）とし、気２ｉｔｉＩ路１３から
の気流を大流１　４　ｎ？　／ｓｉｎだが、低圧（勤王
は２ｋｇ／一よりはるかに小さく従来のウォッシュコー
ト時の吹き払い風程度）としてウォッシュコート用アル
ミナスラリ−１８の吹き払いを行なった．また、同じ構
成のモノリス担体３に、気流通路１２からの気流の強さ
を動圧で１　ｋｇ　／　ｏｉとした気流を送ってみて吹
き払いを行なってもみた．上記のようにして吹き払いを
行なった後、１００℃で６０分乾燥後、６００℃で６０
分間焼成してアルミナコート層の形成を完了した．つぎ
に、ウォフシェコート層を形成したモノリス担体３に、
触媒成分としての貴金属を担持するに際し、モノリス担
体３の外周壁に貴金属が担持されないように、耐水性の
テープをまき、続いて硝酸白金および塩化ロジウムを含
む溶液中に、浸漬して、６０分間触媒成分を担持した後
、３００℃で６０分間焼成し、白金をｉｇ／個、ロジウ
ムを０．１ｇ／個含有するモノリス触媒１を形成した． 後は、これをコンバータ容器７内に組みつけて、第２図
および第３図に示す触媒コンバータを得た．上記実施例
におけるウォソシュコートの際の吹き払いの作用効果を
見るために、比較例として、従来法で吹き払いを行なっ
てみた．比較例に用いたモノリス担体３および目標目詰
め巾３Ｎは前記実施例と同じであり、開口部がモノリス
担体３断面と同等のダクトから低圧（動圧で０．５ｋ＋
ｒ／ｃｄ以下）の気流を送りモノリス担体端面全体に均
一に気流を送って、余分なスラリーを吹き払った．実施
例と比較例とのモノリス触媒１を、ウォッシュコート実
施後に、目視観察して、ウォッシュコート後の外周部セ
ル２ａの目詰め巾が目標の３ｍｍになっているかどうか
を調べ、表１に示す結果を得た． 表　　　　１ 表１からわかるように、本発明実施例では、目詰め巾は
目標の３■麿に近く、従来法による５鶴に《らべて、は
るかに精度が高い．これは吹き払い時に、外周部セル２
ａ上にたまっているウォフシ二コート用アルミナスラリ
−１８が内周部セル２ｂ側に移動してセル２ｂ内に侵入
することが防止されるためである． 勿論気流通路１２の風圧の気流通路１３の風圧に対する
比を１に近づけていけば、従来法に近づいていくわけで
あるが、本発明の作用効果を得るには、比が１を超えれ
ばよく、比が１．５以上になれば顕著に効果があらわれ
る． 〔発明の効果〕 本発明に係る自動車用排気ガス浄化用モノリス触媒の製
造方法によるときは、ウォンシュコートの際の吹き払い
の風をモノリス担体の外周目詰め部用とその内周側用と
の２つに分け、外周側の風圧を内周側の風圧より大とし
たので、目詰め部上のアルミナスラリーを外周側に向け
てほぼ確実に吹き飛ばすことができ、しかも内周部セル
内の余分のアルミナスラリ一の吹き払いには従来通りの
精度でかつ内周部側の風量を増すことなく低価格で、余
分アルミナスラリーの吹き払いを行なうことができる． これによって、外周部セルがリテーナの中以上に不必要
に多く目詰めされることがなく、モノリス触媒の浄化性
能を低下させることがない．また、外周部セル上に突出
してアルミナスラリーが固化することがないので、モノ
リス触媒とリテーナとの密着が増し、モノリス触媒とコ
ンバータ容器内に流入しようとする排気ガスの流れが強
まるごとがなく、シール材の飛散防止、シール材が飛散
したときに生じる排気ガス流路の短絡も防止され、信鯨
性の高い触媒コンバータが得られる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施している途中の目詰めモノ
リス担体およびアルミナスラリ一吹き払い用のダクトの
断面図、 第２図は本発明の方法で作製したモノリス触媒を組み込
んだ触媒コンバークの断面図、第３図は第２図のうちモ
ノリス触媒の部分の横断面図、 である． １・・・・・・モノリス触媒 ２・・・・・・セル ２ａ・・・外周部セル ２ｂ・・・内周部セル ３・・・・・・モノリス担体 ４・・・・・・リテーナ ５・・・・・・セラミック材料 １１・・・・・・ダクト １２・・・・・・外周側の気流通路 １３・・・・・・内周側の気流通路 １日・・・・・・アルミナスラリー 特　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社同　　　
上　　　　キャタラーエ業株式会社代　　　　　理　　
　　　人　　　弁理士　　田　　渕　　経　　雄第１図 ２セル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）予じめ外周部のセルにセラミック材料を目詰めし
   たモノリス担体に、上方からセラミックスラリーを投入
   し、続いて気流を送って余分のスラリーを吹き払うウォ
   ッシュコート工程を有するモノリス触媒の製造方法にお
   いて、前記気流をモノリス担体外周部に送られる外周側
   の気流と、その内周部に送られる内周側の気流との２つ
   の気流に分け、外周側の気流を内周側の気流にくらべて
   風圧を大とした条件下で前記セラミックスラリーの吹き
   払いを行なうことを特徴とする自動車用排気ガス浄化用
   モノリス触媒の製造方法。