(57)【要約】【課題】圧損の低減と有害成分の浄化性能の向上とが両立された排ガス浄化用触媒を提供する。【解決手段】本発明により、排ガス流入側の端部１３が開口した入側セル１２と、排ガス流出側の端部１５が開口した出側セル１４とが、多孔質な隔壁１６によって仕切られているウォールフロー構造の基材１１と、入側セル１２と出側セル１４とに接するように隔壁１６の内部に配置されている第１触媒層２０および第２触媒層３０と、を備え、第１触媒層２０および第２触媒層３０のうちのいずれか一方は、酸化触媒を含み且つ還元触媒を含まず、他方は、還元触媒を含み且つ酸化触媒を含まず、隔壁１６の、入側セル１２と接する側の表面と隔壁１６の出側セル１４と接する側の表面とで、第１触媒層２０と第２触媒層３０との長さの比が異なっている、排ガス浄化用触媒１０が提供される。【選択図】図３
2019063700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気経路に配置され、該内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化用触媒であって、
排ガス流入側の端部が開口した入側セルと、排ガス流出側の端部が開口した出側セルとが、多孔質な隔壁によって仕切られているウォールフロー構造の基材と、
前記隔壁の内部に、前記排ガス流入側の端部から前記隔壁の延伸方向に沿って、前記入側セルと前記出側セルとに接するように配置されている第１触媒層と、
前記隔壁の内部に、前記排ガス流出側の端部から前記隔壁の延伸方向に沿って、前記入側セルと前記出側セルとに接するように配置されている第２触媒層と、
を備え、
前記第１触媒層および前記第２触媒層のうちのいずれか一方は、酸化触媒を含み且つ還元触媒を含まず、他方は、前記還元触媒を含み且つ前記酸化触媒を含まず、
前記隔壁の、前記入側セルと接する側の表面と、前記出側セルと接する側の表面とで、前記第１触媒層と前記第２触媒層との長さの比が異なっている、
排ガス浄化用触媒。
【請求項２】
前記第１触媒層が前記還元触媒を含み且つ前記酸化触媒を含まず、前記第２触媒層が前記酸化触媒を含み且つ前記還元触媒を含まない、
請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項３】
前記第１触媒層が前記酸化触媒を含み且つ前記還元触媒を含まず、前記第２触媒層が前記還元触媒を含み且つ前記酸化触媒を含まない、
請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項４】
前記第１触媒層は、前記隔壁の前記入側セルと接する側の表面において、前記隔壁の延伸方向の全長を１００％としたときに、前記隔壁の全長の４０％以上７５％以下の長さで配置されている、
請求項１〜３の何れか一つに記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項５】
前記第２触媒層は、前記隔壁の前記出側セルと接する側の表面において、前記隔壁の延伸方向の全長を１００％としたときに、前記隔壁の全長の３５％以上７０％以下の長さで配置されている、
請求項１〜４の何れか一つに記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項６】
前記隔壁の前記入側セルと接する側の表面全体と、前記隔壁の前記出側セルと接する側の表面全体とが、それぞれ、前記第１触媒層および前記第２触媒層のうちのいずれか一方で覆われている、
請求項１〜５の何れか一つに記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項７】
前記第１触媒層は、前記隔壁の前記入側セルと接する側の表面から前記出側セルと接する側の表面に向かって、前記隔壁の延伸方向における長さが漸減するように配置されており、
前記第２触媒層は、前記隔壁の前記入側セルと接する側の表面から前記出側セルと接する側の表面に向かって、前記隔壁の延伸方向における長さが漸増するように配置されている、
請求項１〜６の何れか一つに記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項８】
前記内燃機関が、ガソリンエンジンである、請求項１〜７の何れか一つに記載の排ガス浄化用触媒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化用触媒に関する。詳しくは、ウォールフロー型の排ガス浄化用触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンなどの内燃機関から排出される排ガスには、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの有害成分や、粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）が含まれる。これらの有害成分やＰＭを排ガス中から効率よく捕集・除去するために、従来から排ガス浄化用触媒が利用されている。
【０００３】
これに関連する先行技術文献として、特許文献１，２が挙げられる。特許文献１には、排ガス流入側の端部が開口した入側セルと、排ガス流出側の端部が開口した出側セルとが、多孔質な隔壁によって仕切られているウォールフロー構造の基材と、パラジウム（Ｐｄ）を含んだ触媒層（Ｐｄ含有層）と、ロジウム（Ｒｈ）を含んだ触媒層（Ｒｈ含有層）と、を備えたウォールフロー型の排ガス浄化用触媒が開示されている。特許文献１の排ガス浄化用触媒において、Ｐｄ含有層は、隔壁の内部全体に設けられ、Ｒｈ含有層は、上記Ｐｄ含有層の入側セルと接する側の面を完全に覆うように隔壁の表面全体に設けられている。特許文献１の排ガス浄化用触媒では、排ガスが隔壁の内部に設けられたＰｄ含有層を通過する時、および／または、隔壁の表面に設けられたＲｈ含有層と接触する時に、有害成分が浄化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８５５７１号公報
【特許文献２】特開２００９−０８２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の排ガス浄化用触媒では、隔壁の表面全体を覆うようにＲｈ含有層が配置されている。そのため、圧力損失（圧損）が増大して、内燃機関の出力が低下する問題がある。また近年、排ガス規制や燃費規制は、より一層強化される傾向にある。したがって、排ガス浄化用触媒にあっては、圧損の低減を図るとともに排ガス浄化性能をより一層向上することが望まれている。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウォールフロー型の排ガス浄化用触媒であって、圧損の低減と有害成分の浄化性能の向上とが両立された排ガス浄化用触媒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明により、内燃機関の排気経路に配置され、該内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化用触媒が提供される。この排ガス浄化用触媒は、排ガス流入側の端部が開口した入側セルと、排ガス流出側の端部が開口した出側セルとが、多孔質な隔壁によって仕切られているウォールフロー構造の基材と、上記隔壁の内部に、上記排ガス流入側の端部から上記隔壁の延伸方向に沿って、上記入側セルと上記出側セルとに接するように配置されている第１触媒層と、上記隔壁の内部に、上記排ガス流出側の端部から上記隔壁の延伸方向に沿って、上記入側セルと上記出側セルとに接するように配置されている第２触媒層と、を備える。上記第１触媒層および上記第２触媒層のうちのいずれか一方は、酸化触媒を含み且つ還元触媒を含まず、他方は、上記還元触媒を含み且つ上記酸化触媒を含まない。また、上記隔壁の上記入側セルと接する側の表面と上記出側セルと接する側の表面とで、上記第１触媒層と上記第２触媒層との長さの比が異なっている。
【０００８】
上記排ガス浄化用触媒では、２つの触媒層が、いずれも隔壁の内部において入側セルと出側セルとに接するように配置されている。また、２つの触媒層が、隔壁の延伸方向の両端から配置され、かつ、隔壁の入側セルと接する側の表面と出側セルと接する側の表面とで長さの比が異なるように構成されている。このことにより、隔壁に触媒層を効果的に分散配置して、隔壁の細孔内の排ガス流路を広く確保することができる。加えて、酸化触媒と還元触媒とを別々の触媒層に配置することにより、酸化触媒および／または還元触媒に対する排ガスの接触頻度を高めることができる。したがって、上記排ガス浄化用触媒では、例えば特許文献１のように隔壁の表面に触媒層を有する場合や、入側セルおよび出側セルの少なくとも一方と接しない触媒層を有する場合に比べて、相対的に圧損の低減と有害成分の浄化性能の向上とを高いレベルで両立することができる。
【０００９】
本発明の好ましい一態様では、上記第１触媒層が上記還元触媒を含み且つ上記酸化触媒を含まず、上記第２触媒層が上記酸化触媒を含み且つ上記還元触媒を含まない。このことにより、排ガス中のＮＯｘをとりわけ良好に浄化することができる。
【００１０】
本発明の好ましい一態様では、上記第１触媒層が上記酸化触媒を含み且つ上記還元触媒を含まず、上記第２触媒層が上記還元触媒を含み且つ上記酸化触媒を含まない。このことにより、排ガス中のＨＣやＣＯをとりわけ良好に浄化することができる。
【００１１】
本発明の好ましい一態様では、上記第１触媒層は、上記隔壁の上記入側セルと接する側の表面において、上記隔壁の延伸方向の全長を１００％としたときに、上記隔壁の全長の４０％以上７５％以下の長さで配置されている。このことにより、排ガス浄化用触媒の上流側で活発に浄化反応を生じさせることができる。その結果、上流側における浄化反応時の反応熱を下流側に伝達することができ、触媒全体を効率よく暖機することができる。
【００１２】
本発明の好ましい一態様では、上記第２触媒層は、上記隔壁の上記出側セルと接する側の表面において、上記隔壁の延伸方向の全長を１００％としたときに、上記隔壁の全長の３５％以上７０％以下の長さで配置されている。このような長さの範囲内であると、圧損をより良く低減することができる。したがって、圧損の低減と排ガス浄化性能とをより高いレベルで両立することができる。
【００１３】
本発明の好ましい一態様では、上記隔壁の上記入側セルと接する側の表面全体と、上記隔壁の上記出側セルと接する側の表面全体とが、それぞれ、上記第１触媒層および上記第２触媒層のうちのいずれか一方で覆われている。このことにより、隔壁の延伸方向に対して、排ガスがより均質に流入するようになる。したがって、圧損の低減と触媒性能の向上とをより高いレベルで両立することができる。
【００１４】
本発明の好ましい一態様では、上記隔壁の上記入側セルと接する側の表面から上記出側セルと接する側の表面に向かって、上記第１触媒層は、上記隔壁の延伸方向における長さが漸減するように配置されており、上記第２触媒層は、上記隔壁の上記入側セルと接する側の表面から上記出側セルと接する側の表面に向かって、上記隔壁の延伸方向における長さが漸増するように配置されている。このことにより、上述した触媒層の配置を好適に実現することができる。
【００１５】
本発明の好ましい一態様では、上記内燃機関が、ガソリンエンジンである。内燃機関がガソリンエンジンである場合、上述した効果がより好適に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る排ガス浄化装置とその周辺の構造を示す模式図である。
【図２】一実施形態に係る排ガス浄化用触媒を模式的に示す斜視図である。
【図３】一実施形態に係る排ガス浄化用触媒を模式的に示す部分断面図である。
【図４】比較例１〜３、例１の圧損増加率を比較したグラフである。
【図５】比較例１〜３、例１のＮＯｘ浄化率を比較したグラフである。
【図６】第１触媒層の延伸方向の長さとＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフである。
【図７】比較例１〜２、例１、例５のＨＣ浄化率を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化することがある。各図における寸法関係（長さ、幅、厚みなど）は、実際の寸法関係を必ずしも反映するものではない。
なお、本明細書において数値範囲をＡ〜Ｂ（ここでＡ，Ｂは任意の数値）と記載している場合は、Ａ以上Ｂ以下を意味するものである。
【００１８】
図１は、排ガス浄化装置１とその周辺の構造を示す模式図である。排ガス浄化装置１は、内燃機関（エンジン）２の排気系に設けられている。
内燃機関２には、酸素と燃料ガスとを含む混合気が供給される。内燃機関２は、この混合気を燃焼させ、燃焼エネルギーを力学的エネルギーへと変換する。このとき、燃焼された混合気は排ガスとなって排気系に排出される。本実施形態の内燃機関２は、自動車のガソリンエンジンを主体として構成されている。ただし、内燃機関２は、例えば、ガソリンエンジン以外のエンジン（ディーゼルエンジンなど）であってもよい。
【００１９】
排ガス浄化装置１は、排ガスに含まれる有害成分、例えば、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するとともに、内燃機関２から排出される排ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集する。排ガス浄化装置１は、内燃機関２と排気系とを連通する排気経路（エキゾーストマニホールド３および排気管４）と、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）５と、上流側触媒９と、ガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）１０と、を備えている。なお、図中の矢印は、排ガスの流通方向を示している。
【００２０】
本実施形態の排気経路はエキゾーストマニホールド３と排気管４とで構成されている。すなわち、内燃機関２の排気系と連通する排気ポート（図示せず）には、エキゾーストマニホールド３の一端が接続されている。エキゾーストマニホールド３の他端は、排気管４に接続されている。
【００２１】
排気管４の途中には、上流側触媒９とＧＰＦ１０とが配置されている。なお、ＧＰＦ１０は、排ガス浄化用触媒の一例である。上流側触媒９の構成については従来と同様でよく、特に限定されない。上流側触媒９は、例えば、従来公知の酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）、３元触媒、ＮＯｘ吸着還元触媒（ＬＮＴ：Lean NOx Trap）などであってもよい。上流側触媒９は、例えば、担体と、該担体に担持された貴金属、例えば、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）などを備えていてもよい。上流側触媒９は、例えば、ＧＰＦ１０の再生時に、ＧＰＦ１０に流入する排ガスの温度を上昇させる機能を有していてもよい。なお、上流側触媒９は必ずしも必要ではなく省略することもできる。また、ＧＰＦ１０の下流側には下流側触媒を配置することもできる。
【００２２】
ＥＣＵ５は、排ガス浄化装置１と内燃機関２とに電気的に接続されている。ＥＣＵ５は、排ガス浄化装置１と内燃機関２とを制御する。ＥＣＵ５の構成については従来と同様でよく、特に限定されない。ＥＣＵ５は、例えば、デジタルコンピュータである。ＥＣＵ５には、入力ポート（図示せず）が設けられている。ＥＣＵ５は、排ガス浄化装置１および内燃機関２の各部位に設置されているセンサ（例えば圧力センサ８）と電気的に接続されている。これにより、各々のセンサで検知した情報が、上記入力ポートを介して電気信号としてＥＣＵ５に伝達される。また、ＥＣＵ５には、出力ポート（図示せず）が設けられている。ＥＣＵ５は、上記出力ポートを介して制御信号を送信する。ＥＣＵ５は、例えば内燃機関２から排出される排ガスの量などに応じて、排ガス浄化装置１の起動と停止とを制御する。
【００２３】
図２は、ＧＰＦ１０の斜視図である。図３は、ＧＰＦ１０を筒軸方向に切断した断面の一部を拡大した部分断面図である。なお、図２，３では、排ガスの流動方向を矢印方向で描いている。すなわち、図２，３の左側が排気管４の上流側（フロント側）であり、右側が排気管４の下流側（リア側）である。また、符号Ｘは、ＧＰＦ１０の筒軸方向、言い換えれば隔壁１６の延伸方向を表している。また、符号Ｙは、符号Ｘに直交する方向であって、隔壁１６の入側セル１２と接する面から出側セル１４と接する面に向かう方向、言い換えれば、隔壁１６の厚み方向を表している。ただし、これは説明の便宜上の方向に過ぎず、ＧＰＦ１０の設置形態を何ら限定するものではない。
【００２４】
ＧＰＦ１０は、排ガスに含まれる有害成分を浄化したり、排ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集したりする機能を有する。ＧＰＦ１０は、ウォールフロー構造の基材１１と、第１触媒層２０と、第２触媒層３０とを備えている。
【００２５】
基材１１は、ＧＰＦ１０の骨組みを構成するものである。基材１１は、ハニカム構造体である。基材１１としては、従来この種の用途に用いられている種々の素材および形態のものを適宜採用することができる。例えば、コージェライト、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などのセラミックや、ステンレス鋼などの合金に代表されるような、高耐熱性の素材からなるものを採用することができる。本実施形態の基材１１は、全体外形が円筒形である。ただし、基材１１の全体外形は特に限定されず、例えば、楕円筒形、多角筒形などとすることもできる。
【００２６】
基材１１は、排ガス流入側の端部１３が開口した入側セル１２と、排ガス流出側の端部１５が開口した出側セル１４と、入側セル１２と出側セル１４とを仕切る隔壁１６と、を有している。入側セル１２および出側セル１４の形状は特に限定されない。例えば、正方形、平行四辺形、長方形、台形などの矩形状、三角形状、その他の多角形状（例えば、六角形、八角形）、円形など、種々の幾何学形状とすることができる。入側セル１２の排ガス流出側の端部には封止部１２ａが配置されて目封じされている。出側セル１４の排ガス流入側の端部には、封止部１４ａが配置されて目封じされている。
【００２７】
隔壁１６は、入側セル１２と出側セル１４とを仕切っている。隔壁１６は、排ガスが通過可能な多孔質構造を有する。隔壁１６の気孔率は特に限定されないが、圧損を低減する観点などから、概ね２０〜７０体積％、例えば５０〜６５体積％であるとよい。隔壁１６の平均細孔径は特に限定されないが、圧損を低減する観点などから、概ね５〜３０μｍ、例えば１０〜２０μｍであるとよい。隔壁１６は、ＧＰＦ１０の筒軸方向、すなわちＸ方向に延びている。隔壁１６のＸ方向の全長Ｌｗは特に限定されないが、概ね１０〜５００ｍｍ、例えば５０〜３００ｍｍ程度であるとよい。隔壁１６のＹ方向の長さ、すなわち隔壁１６の厚みＴｗは特に限定されないが、圧損を低減する観点などから、概ね１〜３０ミル（１ミルは約２５．４μｍ）程度であるとよい。
【００２８】
第１触媒層２０と第２触媒層３０とは、いずれも隔壁１６の内部に配置されている。第１触媒層２０と第２触媒層３０とを隔壁１６の内部に配置することで、例えば触媒層を隔壁１６の表面に設ける場合と比べて、相対的に圧損を低く抑えることができる。
なお、本明細書において、「触媒層が隔壁の内部に配置されている」とは、触媒層が主として隔壁１６の内部に存在することをいう。より具体的には、例えば、第１触媒層２０あるいは第２触媒層３０の断面を電子顕微鏡で観察したときに、排ガス流入側の端部１３あるいは排ガス流出側の端部１５からＸ方向に沿って０．１Ｌｗの長さの範囲における金属触媒の全量を１００質量％としたときに、隔壁１６の内部に存在する金属触媒の割合が、典型的には８０質量％以上、例えば９０質量％以上、好ましくは９５質量％以上であることをいう。したがって、例えば隔壁１６の外部（典型的には表面）に触媒層を配置しようとした結果、該触媒層の一部が非意図的に隔壁１６の内部へ侵食するような場合とは明確に区別されるものである。
【００２９】
第１触媒層２０と第２触媒層３０とは、それぞれ金属触媒を含んでいる。金属触媒は、例えば、排ガス中の有害成分を浄化（無害化）したり、隔壁１６の細孔に捕集されたＰＭを燃焼・除去したりするための反応触媒である。金属触媒としては、従来この種の分野で酸化触媒または還元触媒として使用し得ることが知られている金属種を適宜採用することができる。金属触媒の一好適例として、白金族であるＲｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）およびこれらの合金が挙げられる。金属触媒は、上記白金族に加えて、あるいは上記白金族にかえて、例えば、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などを含んでいてもよい。
【００３０】
本実施形態では、第１触媒層２０と第２触媒層３０とが、相互に異なる金属種を含んでいる。詳しくは、第１触媒層２０および第２触媒層３０のうちの一方が酸化触媒を含み、且つ還元触媒を含まない。他方が、還元触媒を含み、且つ酸化触媒を含まない。酸化触媒と還元触媒とを別々の触媒層に分けて配置することで、金属触媒の粒成長（シンタリング）や合金化を抑制して、排ガスとの接触面積を広く確保することができる。これにより、所望の触媒活性を長期にわたって安定的に発現させることができる。したがって、ＧＰＦ１０の耐久性を向上することができる。酸化触媒の一好適例として、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｐｄ−Ｐｔ合金が挙げられる。還元触媒は、酸化触媒よりも還元性能の高い金属触媒であればよい。還元触媒の一好適例として、Ｒｈが挙げられる。
【００３１】
好適な一態様では、第１触媒層２０が、還元触媒、例えばＲｈを含む。また、第２触媒層３０が、酸化触媒、例えばＰｄおよびＰｔのうちの少なくとも一方を含む。この実施形態では、第１触媒層２０が酸化触媒を含まず、第２触媒層３０が還元触媒を含まない。かかる態様によれば、排ガス中のＮＯｘをとりわけ良好に浄化することができる。
【００３２】
他の好適な一態様では、第１触媒層２０が、酸化触媒、例えばＰｄおよびＰｔのうちの少なくとも一方を含む。また、第２触媒層３０が、還元触媒、例えばＲｈを含む。この実施形態では、第１触媒層２０が還元触媒を含まず、第２触媒層３０が酸化触媒を含まない。かかる態様によれば、排ガス中のＨＣやＣＯをとりわけ良好に浄化することができる。
【００３３】
酸化触媒および還元触媒は、典型的には担体に担持されている。担体としては、従来この種の用途に使用し得ることが知られているものを適宜採用することができる。例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、セリア（ＣｅＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）などの金属酸化物や、これらの固溶体、例えばジルコニア−セリア複合酸化物（ＺＣ複合酸化物：ＺｒＯ２−ＣｅＯ２）を好適に採用することができる。なかでも、アルミナやＺＣ複合酸化物が好ましい。
【００３４】
第１触媒層２０と第２触媒層３０とは、それぞれ、金属触媒や該金属触媒を担持している担体の他に、適宜に任意成分を含んでもよい。かかる任意成分としては、例えば、金属触媒が担持されていない助触媒、酸素吸蔵能を有する酸素吸蔵材（ＯＳＣ材：oxygen storage capacity）、ＮＯｘ吸蔵能を有するＮＯｘ吸着剤、安定化剤などが挙げられる。助触媒としては、例えば、アルミナやシリカが挙げられる。ＯＳＣ材としては、例えば、セリアやセリアを含む複合酸化物、例えば、ＺＣ複合酸化物などが挙げられる。
【００３５】
安定化剤としては、例えば、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）などの希土類元素、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）などのアルカリ土類元素、その他遷移金属元素などが挙げられる。これらの元素は、典型的には酸化物の形態で触媒層内に存在する。第１触媒層２０および第２触媒層３０のうち、酸化触媒を含む触媒層には、安定化剤、例えばバリウム元素を含むことが好ましい。これにより、酸化触媒の被毒が好適に抑えられ、触媒活性を向上することができる。また、酸化触媒の分散性が高められて、酸化触媒の粒成長をより高いレベルで抑制することができる。
【００３６】
第１触媒層２０と第２触媒層３０との、それぞれのコート量は特に限定されない。隔壁１６の排ガスの流通性を高くして、圧損をより良く低減する観点からは、基材の体積（セルの容積を含めた全体の嵩容積）１Ｌ当たりについて、概ね１００ｇ／Ｌ以下、好ましくは８０ｇ／Ｌ以下、例えば７０ｇ／Ｌ以下とするとよい。一方、排ガス浄化性能をより良く向上する観点からは、基材の体積１Ｌ当たりについて、概ね５ｇ／Ｌ以上、好ましくは１０ｇ／Ｌ以上、例えば２０ｇ／Ｌ以上とするとよい。上記範囲を満たすことにより、圧損の低減と排ガス浄化性能の向上とをさらに高いレベルで両立することができる。また、第１触媒層２０と第２触媒層３０とのコート量の比は特に限定されないが、圧損をより良く低減する観点からは、例えば、第１触媒層：第２触媒層＝３０〜７０：７０〜３０とするとよい。
【００３７】
第１触媒層２０は、排ガス流入側の端部１３から、隔壁１６の延伸方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。図３の第１触媒層２０は、略逆台形の断面形状を有する。言い換えれば、第１触媒層２０は、隔壁１６の入側セル１２と接する側の表面から出側セル１４と接する側の表面に向かって、Ｘ方向の長さが漸減するように配置されている。
第２触媒層３０は、排ガス流出側の端部１５から、隔壁１６の延伸方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。図３の第２触媒層３０は、略台形の断面形状を有する。言い換えれば、第２触媒層３０は、隔壁１６の入側セル１２と接する側の表面から出側セル１４と接する側の表面に向かって、Ｘ方向の長さが漸増するように配置されている。
【００３８】
第１触媒層２０と第２触媒層３０とは、それぞれ、入側セル１２と出側セル１４とに接するように配置されている。第１触媒層２０の最大厚み（Ｙ方向の最大長さ）は、隔壁１６の厚みＴｗと同じである。また、第２触媒層３０の最大厚み（Ｙ方向の最大長さ）は、隔壁１６の厚みＴｗと同じである。このことにより、触媒層をＹ方向に分散配置して、圧損を好適に低減することができる。また、排ガスと金属触媒との接触性を高めて、排ガス浄化性能を向上することができる。なお、本明細書において「隔壁１６の厚みＴｗと同じ」とは、厳密に解釈されるべきものではなく、製造精度などに起因した誤差（概ね０．９５Ｔｗ〜１．０５Ｔｗ、好ましくは０．９８Ｔｗ〜１．０２Ｔｗ、例えば０．９９Ｔｗ〜１．０１Ｔｗ程度の変動）を許容し得るものである。
【００３９】
ＧＰＦ１０では、隔壁１６の、入側セル１２と接する側の表面と出側セル１４と接する側の表面とで、第１触媒層２０と第２触媒層３０との面積比が異なっている。すなわち、隔壁１６の入側セル１２と接する側の表面において、第１触媒層２０の面積をＡ１−ｉｎとし、第２触媒層３０の面積をＡ２−ｉｎとする。また、隔壁１６の出側セル１４と接する側の表面において、第１触媒層２０の面積をＡ１−ｏｕｔとし、第２触媒層３０の面積をＡ２−ｏｕｔとする。このとき、面積比（Ａ１−ｉｎ／Ａ２−ｉｎ）と、面積比（Ａ１−ｏｕｔ／Ａ２−ｏｕｔ）との値が、相互に異なっている。本実施形態では、（Ａ１−ｉｎ／Ａ２−ｉｎ）＞（Ａ１−ｏｕｔ／Ａ２−ｏｕｔ）である。
【００４０】
ＧＰＦ１０では、隔壁１６の、入側セル１２と接する側の表面と出側セル１４と接する側の表面とは、第１触媒層２０の延伸方向の長さと第２触媒層３０の延伸方向の長さとの比が異なっている。すなわち、隔壁１６の入側セル１２と接する側の表面において、第１触媒層２０の延伸方向の長さをＬ１−ｉｎとし、第２触媒層３０の延伸方向の長さをＬ２−ｉｎとする。また、隔壁１６の出側セル１４と接する側の表面において、第１触媒層２０の延伸方向の長さをＬ１−ｏｕｔとし、第２触媒層３０の延伸方向の長さをＬ２−ｏｕｔとする。このとき、長さ比（Ｌ１−ｉｎ／Ｌ２−ｉｎ）と、長さ比（Ｌ１−ｏｕｔ／Ｌ２−ｏｕｔ）との値が、相互に異なっている。このことにより、触媒層をＸ方向に分散配置して、圧損を好適に低減することができる。また、排ガスと金属触媒との接触性を好適に高めて、排ガス浄化性能を向上することができる。本実施形態では、（Ｌ１−ｉｎ／Ｌ２−ｉｎ）＞（Ｌ１−ｏｕｔ／Ｌ２−ｏｕｔ）である。
【００４１】
好適な一態様では、隔壁１６の延伸方向の全長Ｌｗを１００％としたときに、第１触媒層２０の入側セル１２と接する側の表面における延伸方向の長さＬ１−ｉｎと、出側セル１４と接する側の表面における延伸方向の長さＬ１−ｏｕｔとが、次式：５％≦｜Ｌ１−ｉｎ−Ｌ１−ｏｕｔ｜；例えば、次式：１０％≦｜Ｌ１−ｉｎ−Ｌ１−ｏｕｔ｜≦２０％；を満たしている。他の好適な一態様では、隔壁１６の延伸方向の全長Ｌｗを１００％としたときに、第２触媒層３０の入側セル１２と接する側の表面における延伸方向の長さＬ２−ｉｎと、出側セル１４と接する側の表面における延伸方向の長さＬ２−ｏｕｔとが、次式：５％≦｜Ｌ２−ｉｎ−Ｌ２−ｏｕｔ｜；例えば、次式：１０％≦｜Ｌ２−ｉｎ−Ｌ２−ｏｕｔ｜≦２０％；を満たしている。このことにより、ここに開示される技術の効果をより高いレベルで発揮することができる。
【００４２】
隔壁１６の入側セル１２と接する側の表面において、第１触媒層２０の延伸方向の長さＬ１−ｉｎは特に限定されないが、好適な一態様では、隔壁１６の延伸方向の全長Ｌｗを１００％としたときに、Ｌ１−ｉｎが、概ね３５％以上、典型的には４０％以上、例えば５０％以上であって、Ｌｗよりも短く、概ね８０％以下、典型的には７５％以下、例えば７０％以下である。また、第２触媒層３０の延伸方向の長さＬ２−ｉｎは特に限定されないが、好適な一態様では、隔壁１６の延伸方向の全長Ｌｗを１００％としたときに、Ｌ２−ｉｎが、概ね２０％以上、典型的には２５％以上、例えば３０％以上であって、Ｌｗよりも短く、概ね６５％以下、典型的には６０％以下、例えば５０％以下である。
【００４３】
好適な一態様では、隔壁１６の入側セル１２と接する側の表面において、Ｌ１−ｉｎが隔壁１６の全長Ｌｗの４０〜７５％、例えば５０％以上の長さとなるように第１触媒層２０が配置されている。このことにより、ＧＰＦ１０の上流側、すなわち排ガス流入側の端部１３に近い領域で浄化反応を活発に生じさせることができる。その結果、浄化反応時の反応熱をＧＰＦ１０の下流側、すなわち排ガス流出側の端部１５に近い領域に伝達することができ、触媒全体を効率よく暖機することができる。例えば、運転中や信号待ちなどの一時停止中にエンジンが起動・停止を繰り返すようなエコカーでは、エンジンの起動・停止に伴って排ガスの温度が不安定になりがちであるが、このような態様によれば、より安定的に排ガス浄化性能を発揮することができる。
【００４４】
他の好適な一態様では、隔壁１６の入側セル１２と接する側の表面において、隔壁１６の全長Ｌｗと、第１触媒層２０の長さＬ１−ｉｎと、第２触媒層３０の長さＬ２−ｉｎとが、次式：０．８Ｌｗ≦（Ｌ１−ｉｎ＋Ｌ２−ｉｎ）≦１．２Ｌｗ；例えば、次式：０．９Ｌｗ≦（Ｌ１−ｉｎ＋Ｌ２−ｉｎ）≦１．１Ｌｗ；を満たしている。なかでも、隔壁１６の入側セル１２と接する側の表面全体が、第１触媒層２０および第２触媒層３０のうちの少なくとも一方で覆われていることが好ましい。特には、本実施形態のように、隔壁１６の入側セル１２と接する側の表面全体が、第１触媒層２０および第２触媒層３０のうちのいずれか一方で覆われていることが好ましい。隔壁１６の入側セル１２と接する側の表面において、隔壁１６の全長Ｌｗと、第１触媒層２０の長さＬ１−ｉｎと、第２触媒層３０の長さＬ２−ｉｎとは、次式：Ｌｗ≦（Ｌ１−ｉｎ＋Ｌ２−ｉｎ）≦１．２Ｌｗを満たすことがより好ましく、次式：Ｌｗ＝（Ｌ１−ｉｎ＋Ｌ２−ｉｎ）を満たすことが特に好ましい。これにより、Ｘ方向において、排ガスの流量をより良く均一化することができる。したがって、圧損の低減と排ガス浄化性能の向上とをより高いレベルで両立することができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、隔壁１６の入側セル１２と接する側の表面において、第１触媒層２０の延伸方向の長さＬ１−ｉｎが、第２触媒層３０の延伸方向の長さＬ２−ｉｎよりも長い。すなわち、Ｌ１−ｉｎとＬ２−ｉｎとが、Ｌ１−ｉｎ＞Ｌ２−ｉｎである。ただし、Ｌ１−ｉｎとＬ２−ｉｎとは、Ｌ１−ｉｎ＝Ｌ２−ｉｎであってもよく、Ｌ１−ｉｎ＜Ｌ２−ｉｎであってもよい。
【００４６】
隔壁１６の出側セル１４と接する側の表面において、第１触媒層２０の延伸方向の長さＬ１−ｏｕｔは特に限定されないが、好適な一態様では、隔壁１６の延伸方向の全長Ｌｗを１００％としたときに、Ｌ１−ｏｕｔが、概ね２５％以上、典型的には３０％以上、例えば４０％以上であって、Ｌｗよりも短く、概ね７０％以下、典型的には６５％以下、例えば６０％以下である。また、第２触媒層３０の延伸方向の長さＬ２−ｏｕｔは特に限定されないが、好適な一態様では、隔壁１６の延伸方向の全長Ｌｗを１００％としたときに、Ｌ２−ｏｕｔが、概ね３０％以上、典型的には３５％以上、例えば４０％以上であって、Ｌｗよりも短く、概ね７５％以下、典型的には７０％以下、例えば６０％以下である。
【００４７】
好適な一態様では、隔壁１６の出側セル１４と接する側の表面において、Ｌ２−ｏｕｔが隔壁１６の全長Ｌｗの３５〜７０％、例えば４０％以上の長さで第２触媒層３０が配置されている。このことにより、ＧＰＦ１０の入側セル１２に排ガスが流入する時の圧損を、より良く低減することができる。したがって、圧損の低減と排ガス浄化性能とをより高いレベルで両立することができる。
【００４８】
他の好適な一態様では、隔壁１６の出側セル１４と接する側の表面において、隔壁１６の全長Ｌｗと、第１触媒層２０の長さＬ１−ｏｕｔと、第２触媒層３０の長さＬ２−ｏｕｔとが、次式：０．８Ｌｗ≦（Ｌ１−ｏｕｔ＋Ｌ２−ｏｕｔ）≦１．２Ｌｗ；例えば、次式：０．９Ｌｗ≦（Ｌ１−ｏｕｔ＋Ｌ２−ｏｕｔ）≦１．１Ｌｗ；を満たしている。なかでも、隔壁１６の出側セル１４と接する側の表面全体が、第１触媒層２０および第２触媒層３０のうちの少なくとも一方で覆われていることが好ましい。特には、本実施形態のように、隔壁１６の出側セル１４と接する側の表面全体が、第１触媒層２０および第２触媒層３０のうちのいずれか一方で覆われていることが好ましい。隔壁１６の出側セル１４と接する側の表面において、隔壁１６の全長Ｌｗと、第１触媒層２０の長さＬ１−ｏｕｔと、第２触媒層３０の長さＬ２−ｏｕｔとは、次式：Ｌｗ≦（Ｌ１−ｏｕｔ＋Ｌ２−ｏｕｔ）≦１．２Ｌｗを満たすことがより好ましく、次式：Ｌｗ＝（Ｌ１−ｏｕｔ＋Ｌ２−ｏｕｔ）を満たすことが特に好ましい。このことにより、Ｘ方向において、排ガスの流量をより良く均一化することができる。したがって、圧損の低減と排ガス浄化性能の向上とをより高いレベルで両立することができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、隔壁１６の出側セル１４と接する側の表面において、第１触媒層２０の延伸方向の長さＬ１−ｏｕｔが、第２触媒層３０の延伸方向の長さＬ２−ｏｕｔよりも長い。すなわち、Ｌ１−ｏｕｔとＬ２−ｏｕｔとが、Ｌ１−ｏｕｔ＞Ｌ２−ｏｕｔである。ただし、Ｌ１−ｏｕｔとＬ２−ｏｕｔとは、Ｌ１−ｏｕｔ＝Ｌ２−ｏｕｔであってもよく、Ｌ１−ｏｕｔ＜Ｌ２−ｏｕｔであってもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、隔壁１６の全体、すなわち延伸方向と厚み方向との全体にわたって、第１触媒層２０および第２触媒層３０のうちのいずれか一方が配置されている。このような構成によれば、圧損をより良く低減することができると共に、排ガス中から有害成分を高い確率で取り除くことができる。また、排ガスが触媒層の配置されていない部分をすり抜けて浄化不足のまま排出されることをより良く抑制することができる。
【００５１】
本実施形態において、ＧＰＦ１０は、第１触媒層２０と第２触媒層３０とが重なり合った第３の触媒層４０をさらに備えている。第３の触媒層４０は、隔壁１６の全体にわたって触媒層を形成しようとしたときに、第１触媒層２０と第２触媒層３０との界面付近において、第１触媒層２０と第２触媒層３０とが重なり合った領域である。第３の触媒層４０は、酸化触媒と還元触媒とをいずれも含むため、第１触媒層２０や第２触媒層３０とは異なる触媒層として把握される。圧損の低減と排ガス浄化性能の向上とを高いレベルで両立する観点から、第３の触媒層４０は、隔壁１６の全体の体積を１００％としたときに、概ね１０％以上、例えば２０％以上、一例では３０％以上であって、概ね８０％以下、例えば７０％以下、一例では６０％以下であってもよい。
【００５２】
なお、上述したような構成のＧＰＦ１０は、例えば以下のような方法で製造し得る。先ず図２に示すような基材１１を用意する。次に、２種類の触媒層形成用スラリー、すなわち、第１スラリーと第２スラリーとを調製する。触媒層形成用スラリーは、相互に異なる金属触媒成分（典型的には金属触媒をイオンとして含む溶液）を必須の成分として含み、それぞれ、その他の任意成分、例えば担体、助触媒、ＯＳＣ材、バインダ、各種添加剤などを含み得る。なお、スラリーの性状（粘度や固形分率など）は、使用する基材１１のサイズや隔壁１６の気孔率、触媒層２０の所望の性状などによって適宜調整するとよい。
【００５３】
例えば、第１スラリーと第２スラリーとは、上述した断面形状の第１触媒層２０および第２触媒層３０を好適に形成する観点から、それぞれ、温度２５℃、せん断速度４００ｓ−１のときの粘度η４００が、５０ｍＰａ・ｓ以下（例えば１〜５０ｍＰａ・ｓ）、好ましくは３０ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは２０ｍＰａ・ｓ以下、特には１５ｍＰａ・ｓ以下（例えば１〜１５ｍＰａ・ｓ）の低粘性となるように調整するとよい。また、第１スラリーと第２スラリーとの粘度は、概ね同等（典型的には、両者の差が１０ｍＰａ・ｓ以下、例えば、両者の差が５ｍＰａ・ｓ以下）とするとよい。なお、上記スラリー粘度は、２５℃の温度環境下において、市販のせん断粘度計を用いて測定される粘度である。
【００５４】
次に、上記調製した第１スラリーを基材１１の排ガス流入側の端部１３から入側セル１２に流入させ、Ｘ方向に沿って隔壁１６の所定の長さＬ１−ｉｎに供給する。そして、出側セル１４の側から吸引して入側セル１２と出側セル１４との間に圧力差を生じさせる。スラリーの吸引速度は、上述した断面形状の第１触媒層２０を好適に形成する観点から、概ね１０〜１００ｍ／ｓ、好ましくは１０〜８０ｍ／ｓ、例えば５０ｍ／ｓ以下とするとよい。このことによって、隔壁１６の細孔内に第１スラリーを行き渡らせる。次に、第１スラリーを付与した基材１１を所定の温度および時間で乾燥、焼成する。乾燥や焼成の方法は従来の触媒層形成時と同様でよい。これにより、略逆台形の断面形状を有する第１触媒層２０を、隔壁１６の内部に形成する。
【００５５】
次に、上記調製した第２スラリーを基材１１の排ガス流出側の端部１５から出側セル１４に流入させ、Ｘ方向に沿って隔壁１６の所定の長さＬ２−ｏｕｔに供給する。第２スラリーを供給する長さＬ２−ｏｕｔは、隔壁１６のＸ方向の全長Ｌｗから第１触媒層２０の形成されている部分の長さＬ１−ｏｕｔを差し引いて決定するとよい。そして、入側セル１２の側から吸引して出側セル１４と入側セル１２との間に圧力差を生じさせる。スラリーの吸引速度は、上述した断面形状の第２触媒層３０を好適に形成する観点から、概ね１０〜１００ｍ／ｓ、好ましくは１０〜８０ｍ／ｓ、例えば５０ｍ／ｓ以下とするとよい。このことによって、隔壁１６の細孔内に第２スラリーを行き渡らせる。次に、第２スラリーを付与した基材１１を所定の温度および時間で乾燥、焼成する。乾燥や焼成の方法は従来の触媒層形成時と同様でよい。これにより、略台形の断面形状を有する第２触媒層３０を、隔壁１６の内部に形成する。
【００５６】
以上のような構成のＧＰＦ１０では、内燃機関２から排出された排ガスが、排ガス流入側の端部１３から入側セル１２に流入する。入側セル１２に流入した排ガスは、多孔質構造の隔壁１６を通過して、出側セル１４に到達する。このとき、隔壁１６の内部には、第１触媒層２０と第２触媒層３０とが配置されている。そのため、排ガスが隔壁１６内の第１触媒層２０および／または第２触媒層３０を通過する間に、排ガス中から有害成分やＰＭが除去される。隔壁１６を通過して出側セル１４に到達した排ガスは、有害成分やＰＭが除去された状態で、排ガス流出側の端部１５からＧＰＦ１０の外部へと排出される。
【００５７】
以下、本発明に関する試験例を説明するが、本発明を以下の試験例に示すものに限定することを意図したものではない。
【００５８】
≪試験例Ｉ−１≫
まず、比較例１〜３として、酸化触媒と還元触媒とを同一の触媒層に含んだ排ガス浄化用触媒を作製した。
具体的には、先ず、図２に示すようなウォールフロー型のコージェライト基材（全長１２２ｍｍ、外径１１３ｍｍ、容積１．３Ｌ、セル数３００セル／ｉｎ２、平均細孔径２０μｍ、気孔率６５％）を用意した。
次に、アルミナ粉末（γ−Ａｌ２Ｏ３）２８ｇと、ＺＣ複合酸化物（Ｚｒ／Ｃｅ比率＝７／２）粉末５７ｇと、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）２．５ｇと、硝酸ロジウム溶液（Ｒｈ換算で０．２ｇ）と、硝酸パラジウム溶液（Ｐｄ換算で０．８ｇ）とをイオン交換水中で混合して、スラリーＡを調製した。
【００５９】
次に、比較例１，２では、上記調製したスラリーＡをコージェライト基材の排ガス流入側の端部から入側セルに流入させ、減圧吸引法によって、隔壁の延伸方向に沿って基材の全長Ｌｗと同じ長さで隔壁内部にコートし、乾燥および焼成することにより、触媒層を形成した。なお、基材の単位体積あたりの触媒層のコート量は８８．５ｇ／Ｌとした。また、触媒層の最大厚みは、比較例１で隔壁の厚みＴｗの５０％、比較例２で隔壁と同じ厚みＴｗとした。すなわち、比較例１では、触媒層が入側セルに接し、出側セルには接していない。比較例２では、触媒層が入側セルおよび出側セルに接している。このようにして、単一の触媒層を有する比較例１，２の排ガス浄化用触媒を作製した。
【００６０】
また、比較例３では、上記調製したスラリーＡを、コージェライト基材の排ガス流入側の端部から入側セルに流入させ、減圧吸引法によって、隔壁の延伸方向に沿って基材の全長Ｌｗの５５％にあたる部分の隔壁内部にコートし、乾燥および焼成することにより、入側触媒層を形成した。同様に、上記調製したスラリーＡを排ガス流出側の端部から出側セルに流入させ、減圧吸引法によって、隔壁の延伸方向に沿って基材の全長Ｌｗの５５％にあたる部分の隔壁内部にコートし、乾燥および焼成することにより、出側触媒層を形成した。なお、基材の単位体積あたりの入側触媒層および出側触媒層のコート量は、それぞれ比較例１，２の半分（４４．２５ｇ／Ｌ）とした。また、入側触媒層および出側触媒層の最大厚みは、それぞれ隔壁と同じ厚みＴｗとした。このようにして、入側触媒層および出側触媒層を有する比較例３の排ガス浄化用触媒を作製した。
【００６１】
次に、例１として、図３に示すような構成の排ガス浄化用触媒を作製した。
具体的には、先ず、アルミナ粉末（γ−Ａｌ２Ｏ３）１８ｇと、ＺＣ複合酸化物（Ｚｒ／Ｃｅ比率＝７／２）粉末４２ｇと、硝酸ロジウム溶液（Ｒｈ換算で０．２ｇ）とをイオン交換水中で混合して、Ｒｈスラリーを調製した。
次に、アルミナ粉末（γ−Ａｌ２Ｏ３）１０ｇと、ＺＣ複合酸化物（Ｚｒ／Ｃｅ比率＝７／２）粉末１５ｇと、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）２．５ｇと、硝酸パラジウム溶液（Ｐｄ換算で０．８ｇ）とをイオン交換水中で混合して、Ｐｄスラリーを調製した。
【００６２】
次に、上記調製したＲｈスラリーを、コージェライト基材の排ガス流入側の端部から入側セルに流入させ、減圧吸引法によって、隔壁の延伸方向に沿って隔壁内部にコートし、乾燥および焼成することにより、入側セルおよび出側セルに接するように隔壁内部に第１触媒層を形成した。なお、基材の単位体積あたりの第１触媒層のコート量は６０．２ｇ／Ｌとした。また、第１触媒層は、隔壁の入側セルと接する側の表面において、基材の全長Ｌｗの７０％（０．７Ｌｗ）にあたる部分に形成した。また、第１触媒層の最大厚みは、隔壁と同じ厚みＴｗとした。
【００６３】
次に、上記調製したＰｄスラリーを、コージェライト基材の排ガス流出側の端部から出側セルに流入させ、減圧吸引法によって、隔壁の延伸方向に沿って隔壁内部にコートし、乾燥および焼成することにより、入側セルおよび出側セルに接するように隔壁内部に第２触媒層を形成した。なお、基材の単位体積あたりの第２触媒層のコート量は２８．３ｇ／Ｌとした。また、第２触媒層は、隔壁の出側セルと接する側の表面において、基材の全長Ｌｗの４０％（０．４Ｌｗ）にあたる部分に形成した。また、第２触媒層の最大厚みは、隔壁と同じ厚みＴｗとした。
このようにして、第１触媒層および第２触媒層を有する例１の排ガス浄化用触媒を作製した。
【００６４】
【表１】
2019063700.tif 000003
【００６５】
（圧損の評価）
上記作製した排ガス浄化用触媒の圧損増加率を測定した。
具体的には、先ず、触媒層をコートする前のハニカム基材（リファレンス）を準備し、６ｍ３／ｍｉｎの風量で空気を流通させたときの圧力を測定した。次に、上記作製した排ガス浄化用触媒（触媒層付きのハニカム基材）を用いて、リファレンスと同様に６ｍ３／ｍｉｎの風量で空気を流通させたときの圧力を測定した。そして、次式：〔（排ガス浄化用触媒の圧力−リファレンスの圧力）／リファレンスの圧力〕×１００；から圧損増加率（％）を算出した。なお、圧損増加率は、数値が小さいほど圧損の上昇が抑えられ好適であることを表している。結果を表１の該当欄に示す。表１では、比較例１の圧損増加率を基準（１００％）とした相対値で表している。
【００６６】
図４は、比較例１〜３、例１の圧損増加率を比較したグラフである。
表１および図４に示すように、例１および比較例２〜３では、圧損増加率が比較例１のおよそ半分にまで低減されていた。なかでも、例１は圧損増加率の値が最も小さかった。この理由として、出側セルに接しない触媒層を形成した比較例１では、該触媒層を形成した部分で排ガスの流路が狭められ、排ガスの流入が不利になったことが考えられる。これに対して、入側セルと出側セルとに接するように隔壁と同じ厚みで触媒層を形成した例１では、該触媒層を形成した後においても、隔壁内の排ガスの流路が相対的に広く確保されたことが考えられる。
【００６７】
（排ガス浄化性能の評価）
上記作製した排ガス浄化用触媒について、車両評価で浄化性能を評価した。
具体的には、先ず、各排ガス浄化用触媒をガソリン直噴車両の排気経路に設置し、熱交換器を用いて触媒入ガス温度を１００℃から５２０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温させた。このときの入ガス濃度と出ガス濃度との比から、ＮＯｘ成分の浄化率を連続的に測定し、ＮＯｘ成分の浄化率が５０％に達したときの触媒入ガス温度（Ｔ５０−ＮＯｘ）を、評価した。そして、各例につき、比較例１のＴ５０−ＮＯｘを基準（１００％）とした相対値を逆数にして、ＮＯｘ浄化率を求めた。結果を表１の該当欄に示す。なお、ＮＯｘ浄化率は、ＮＯｘ浄化性能に優れるものほど値が大きくなるように表されている。
【００６８】
図５は、比較例１〜３、例１のＮＯｘ浄化率を比較したグラフである。
表１および図５に示すように、例１では、比較例１〜３に比べて、顕著にＮＯｘ浄化率が向上していた。この理由として、比較例１では、触媒層への排ガスの接触頻度が相対的に低かったことが考えられる。また、比較例２，３では、隔壁内部全体に酸化触媒と還元触媒とを配置したことで、金属触媒の粒成長や合金化が生じ、金属触媒への排ガスの接触頻度が低下したことが考えられる。これに対して、例１では、酸化触媒と還元触媒とを隔壁の延伸方向にそれぞれ分けて配置することにより、金属触媒への排ガスの接触頻度が向上したことが考えられる。
【００６９】
≪試験例Ｉ−２≫
第１触媒層および第２触媒層について、隔壁の延伸方向の長さ（Ｌ１−ｉｎ、Ｌ１−ｏｕｔ、Ｌ２−ｉｎ、Ｌ２−ｏｕｔ）を表２のように変化させたこと以外は例１と同様に、例２〜４の排ガス浄化用触媒を作製した。そして、上記した試験例Ｉ−１と同様に、排ガス浄化性能の評価を行った。結果を表２の該当欄に示す。表２では、比較例１のＮＯｘ浄化率を基準（１００％）とした相対値で表している。
【００７０】
【表２】
2019063700.tif 000004
【００７１】
図６は、第１触媒層の延伸方向の長さとＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフである。
表２および図６に示すように、例１〜４は概ね同等のＮＯｘ浄化率であり、いずれも比較例１に比べて凡そ１０％もＮＯｘ浄化率が向上していた。したがって、ＮＯｘ浄化性能の観点からは、隔壁の入側セルと接する側の表面において、隔壁の延伸方向の全長Ｌｗを１００％としたときに、第１触媒層の延伸方向の長さＬ１−ｉｎが、５０〜７５％であるとよいといえる。
【００７２】
≪試験例ＩＩ≫
例１の第１触媒層と第２触媒層とを逆さにして、例５の排ガス浄化用触媒を作製した。そして、上記した試験例Ｉ−１と同様に、圧損と排ガス浄化性能の評価を行った。なお、ここではＮＯｘ成分の浄化率にかえて、上記した試験例Ｉ−１に準じて、ＨＣ成分の浄化率（ＨＣ浄化率）を評価した。結果を表３の該当欄に示す。表３では、比較例１のＨＣ浄化率を基準（１００％）とした相対値で表している。ＨＣ浄化率は、ＨＣ浄化性能に優れるものほど値が大きくなるように表されている。
【００７３】
【表３】
2019063700.tif 000005
【００７４】
図７は、比較例１〜２、例１、例５のＨＣ浄化率を比較したグラフである。
表３および図７に示すように、例５では、例１よりもさらにＨＣ浄化率が向上していた。したがって、ＨＣ浄化性能の観点からは、第１触媒層に酸化触媒を配置することが好ましいといえる。
【００７５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００７６】
例えば、上述した実施形態では、ＧＰＦ１０が、第１触媒層２０と第２触媒層３０とに加えて、さらに第３の触媒層４０を備えていたが、これには限定されない。ＧＰＦ１０は、２つの触媒層、すなわち、第１触媒層２０および第２触媒層３０のみを備えていてもよい。
【００７７】
例えば、上述した実施形態では、排ガス浄化用触媒がＧＰＦ１０であったが、これには限定されない。例えば内燃機関２がディーゼルエンジンである場合、排ガス浄化用触媒は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）であり得る。
【符号の説明】
【００７８】
１      排ガス浄化装置
２      内燃機関
１０    ＧＰＦ（排ガス浄化用触媒）
１１    基材
１２    入側セル
１４    出側セル
１６    隔壁
２０    第１触媒層
３０    第２触媒層
【図１】
2019063700.tif 000006
【図２】
2019063700.tif 000007
【図３】
2019063700.tif 000008
【図４】
2019063700.tif 000009
【図５】
2019063700.tif 000010
【図６】
2019063700.tif 000011
【図７】
2019063700.tif 000012