(57)【要約】  本発明は排ガス浄化用担体の構造および該担体の製造方法を提供することを目的とし、さらに詳しくは、陽極酸化反応を用いてアルミナ皮膜からなる無機膜を製膜し、これを排ガス浄化用担体に適用することにより、エンジンから発生される炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物などの排ガスが無機膜から形成される多数のセルを通過するに当たって、あらゆる温度下で安定的に動作し、且つ、高い性能を示す排ガス浄化用担体の構造および該担体の製造方法を提供することをその目的とする。このために、本発明の一実施の形態によれば、（ａ）少なくとも一つの担体モジュールのそれぞれに陽極電流を印加し、電解液が循環する陰極電流が印加された水槽に前記担体モジュールを担持するステップと、（ｂ）前記担体モジュールの外皮に多孔質の無機の皮膜を成膜するステップと、を含む、無機膜を用いた排ガス浄化用担体の製造方法が提供される。
2011527939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）少なくとも一つの担体モジュールのそれぞれに陽極電流を印加し、電解液が循環する陰極電流が印加された水槽に前記担体モジュールを担持するステップと、
（ｂ）前記担体モジュールの外皮に多孔質の無機の皮膜を成膜するステップと、
を含む、無機膜を用いた排ガス浄化用担体の製造方法。
【請求項２】
前記ステップ（ａ）の前に、
前記担体モジュールを塩基溶液によりエッチングして前記担体モジュールに存在する酸化物を除去し、前記担体モジュールを弱酸性溶液によりデスマットして前記担体モジュールに存在する不溶性物質を除去するステップをさらに含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記電解液は硫酸溶液または塩基性溶液である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記担体モジュールの前記皮膜の内壁および外壁に触媒母液を担持して触媒層を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
前記触媒層は白金またはロジウムから形成される、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記各担体モジュールごとに異なる種類の触媒層が形成される、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記担体モジュールを少なくとも一つ積層した後にケースに実装して担体を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項８】
排ガスの排出路の上に配設されて、前記排ガスを浄化する多数の気孔を含む無機皮膜が成膜されている、無機膜を用いた排ガス浄化用担体の構造。
【請求項９】
前記気孔は１０〜１５０μｍの直径を有する、請求項８に記載の構造。
【請求項１０】
前記無機皮膜の膜厚は０．５〜１５０μｍである、請求項８に記載の構造。
【請求項１１】
前記担体の構造は、担体の内部に篩状の格子が形成された担体モジュールを少なくとも一つ積層してなる、請求項８に記載の構造。
【請求項１２】
前記格子は、前記担体モジュールが積層される高さ方向に対して所定の角度で傾設される、請求項１１に記載の構造。
【請求項１３】
前記格子の表面にはベースを形成する金属層が形成され、
前記金属層の上には前記金属層を構成する金属と前記金属の酸化物とが共存する遷移層が形成され、
前記遷移層の上には多孔質のセラミック皮膜層が形成される、請求項１２に記載の構造。
【請求項１４】
前記セラミック皮膜層に触媒層が挿入される、請求項１３に記載の構造。
【請求項１５】
前記触媒層は白金またはロジウムから形成される、請求項１４に記載の構造。
【請求項１６】
前記担体モジュールは、アルミニウム、チタンまたはジルコニウムから形成される、請求項１２に記載の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排ガス浄化用担体の構造および該担体の製造方法に係り、さらに詳しくは、陽極酸化反応を用いてアルミナ皮膜からなる無機膜を製膜し、これを排ガス浄化用担体に適用することにより、エンジンから発生される炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物などの排ガスが無機膜から形成される多数のセルを通過するに当たって、あらゆる温度下で安定的に動作し、且つ、高い性能を示す排ガス浄化用担体の構造および該担体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、排ガス浄化用担体は、セラミックを主材料とする担体に排ガス浄化用触媒物質である白金などの貴金属をコーティングして生産する。
【０００３】
以下、添付図面に基づき、従来の技術および従来の技術が有する問題点を述べる。
【０００４】
図１から図３は、従来の排ガス浄化用担体の構造を示すものであり、図中、符号３は担体を示す。
【０００５】
担体３の材質はセラミックであり、担体３を押出可能な金型ケース２１を形成し、金型ケース２１の内部に多数の気孔２５と気孔壁２６を形成した金型部２３が形成される。
【０００６】
金型ケース２１の内部の一方の側に、担体３の主材料を入れた後に所定の方向に力を加えられるように加圧部２２が形成される。
【０００７】
すなわち、金型ケース２１の内部に、多数の気孔２５を形成した金型部２３と加圧部２２との間に担体３の主材料を入れた後、加圧部２２が所定の方向に圧力を加えると、多数の気孔壁２６と気孔２５が形成された金型部２３を通過して多数のセル４を形成した担体３が形成されるのである。
【０００８】
金型ケース２１の一方の側に切込部２４が形成され、切込部２４は押出されて、多数のセル４が形成された担体３をユーザーが所望の長さだけ切り取って使用することができる。
【０００９】
図中、符号１はケースを示す。
【００１０】
ケース１は、その内部に、排ガスの圧力によって多数のセル４を形成した担体３が後方に押されたり壊れたりすることを防ぐために緩衝部２が形成される。
【００１１】
以下、このようにして形成された従来の排ガス浄化装置の製造工程を説明する。
【００１２】
まず、セラミック製の担体３の主材料を金型ケース２１の内部に入れた後、加圧部２２に所定の力を加えて金型部２３を介して押出されるようにする。
【００１３】
担体３をケース１の内部に形成した後、エンジン排気管に取り付ける。
【００１４】
このようにして形成された浄化装置３０は、エンジンから排出される排ガス、すなわち、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物が担体３に吸着されて排気管を介して排出される排ガスを浄化する。
【００１５】
かような担体は、主として排ガスを浄化するのに用いられ、担体の浄化効率を増大させるために、セルの短縮化および担体をなす壁面の薄肉化が進んでいるのが現状である。
【００１６】
しかしながら、従来の技術による排ガス浄化装置は、下記の問題点を有している。
【００１７】
まず、セラミック製の担体は衝撃に弱いため、耐久性が高くないといった問題点がある。
【００１８】
さらに、４００℃において９０％以上の排ガス浄化能を実現するためには、担体が少なくとも３０ｃｍ以上の長さに形成されることが求められるが、この場合、オートバイなどの２輪原動機の場合、担体の体積が大き過ぎで取付けが困難になるという問題点がある。なお、密度が高いといったセラミックの特性から、原動機全体の重量を増大させ、これは、燃比の低下につながる。
【００１９】
さらにまた、セラミックの製造コストが高いことに起因して、担体の費用が原動機の製造コストに占める割合が高過ぎるといった問題点がある。
【００２０】
ちなみに、３０ｃｍ以上の長さに製造される担体の場合、高温の排ガスが担体を通過するに伴って温度が下がる結果、出口部に進むにつれて低温の環境が造成され、これにより、担体が排ガスを浄化する効率が低下するといった問題点がある。
【００２１】
これらの問題点を解消するために、製造コストが安価であり、軽量で、短い長さの担体をもって従来と同等またはそれ以上の排ガス浄化効果が得られる担体の開発が望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
上述した従来の技術における問題点を解消するために、本発明は、排ガス浄化用担体の構造および該担体の製造方法を提供することを目的とし、さらに詳しくは、陽極酸化反応を用いてアルミナ皮膜からなる無機膜を製膜し、これを排ガス浄化用担体に適用することにより、エンジンから発生される炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物などの排ガスが無機膜から形成される多数のセルを通過するに当たって、あらゆる温度下で安定的に動作し、且つ、高い性能を示す排ガス浄化用担体の構造および該担体の製造方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上述の目的を達成するために、本発明の一実施の形態によれば、（ａ）少なくとも一つの担体モジュールのそれぞれに陽極電流を印加し、電解液が循環する陰極電流が印加された水槽に前記担体モジュールを担持するステップと、（ｂ）前記担体モジュールの外皮に多孔質の無機の皮膜を成膜するステップと、
を含む、無機膜を用いた排ガス浄化用担体の製造方法が提供される。
【００２４】
好ましくは、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の製造方法は、前記ステップ（ａ）の前に、前記担体モジュールを塩基溶液によりエッチングして前記担体モジュールに存在する酸化物を除去し、前記担体モジュールを弱酸性溶液によりデスマットして前記担体モジュールに存在する不溶性物質を除去するステップをさらに含む。
【００２５】
また、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の製造方法において、前記電解液は、硫酸溶液または塩基性溶液である。
【００２６】
さらに、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の製造方法は、前記担体モジュールの前記皮膜の内壁および外壁に触媒母液を担持して触媒層を形成するステップをさらに含む。
【００２７】
好ましくは、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の製造方法において、前記触媒層は白金またはロジウムなどの貴金属から形成される。
【００２８】
また、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の製造方法において、前記各担体モジュールごとに異なる種類の触媒層が形成される。
【００２９】
さらに、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の製造方法は、前記担体モジュールを少なくとも一つ積層した後にケースに実装して担体を形成するステップをさらに含む。
【００３０】
さらにまた、本発明の一実施の形態によれば、排ガスの排出路の上に配設されて、前記排ガスを浄化する多数の気孔を含む無機皮膜が成膜されている無機膜を用いた排ガス浄化用担体の構造が提供される。
【００３１】
好ましくは、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の構造において、前記気孔は１０〜１５０μｍの直径を有する。
【００３２】
また、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の構造において、前記無機皮膜の膜厚は０．５〜１５０μｍである。
【００３３】
さらに、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の構造は、担体の内部に篩状の格子が形成された担体モジュールを少なくとも一つ積層してなる。
【００３４】
好ましくは、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の構造において、前記格子は、前記担体モジュールが積層される高さ方向に対して所定の角度で傾設される。
【００３５】
また、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の構造において、前記格子の表面にはベースを形成する金属層が形成され、前記金属層の上には前記金属層を構成する金属と前記金属の酸化物とが共存する遷移層が形成され、前記遷移層の上には多孔質のセラミック皮膜層が形成される。
【００３６】
さらに、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の構造において、前記セラミック皮膜層に触媒層が挿入される。
【００３７】
さらにまた、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の構造において、前記触媒層は白金またはロジウムなどの貴金属である。
【００３８】
さらにまた、本発明の一実施の形態による無機膜を用いた排ガス浄化用担体の構造において、前記担体モジュールは、アルミニウム、チタンまたはジルコニウムから形成される。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、陽極酸化反応を用いてアルミナ皮膜からなる無機膜を製膜し、これを排ガス浄化用担体に適用することにより、エンジンから発生される炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物などの排ガスが無機膜から形成される多数のセルを通過するに当たって、あらゆる温度下で安定的に動作し、且つ、高い性能を示す排ガス浄化用担体の構造および該担体の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の排ガス浄化用担体の構造を示す図である。
【図２】従来の排ガス浄化用担体の構造を示す図である。
【図３】従来の排ガス浄化用担体の構造を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態による無機膜の製膜過程を説明する工程図である。
【図５】本発明の他の実施の形態による無機膜付き担体を示す図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ’線に沿って切り取った断面図である。
【図７】図６における格子の表面を拡大して示す図である。
【図８】本発明の他の実施の形態による無機膜付き担体の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
後述する本発明についての詳細な説明は、本発明が実施可能な特定の実施の形態を例示する添付図面を参照して行う。これらの実施の形態は、当業者が本発明を実施することができる程度に十分に詳細に説明される。本発明の様々な実施の形態は互いに異なるものの、相互排他的である必要はないことが理解さるべきである。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造および特性は、一実施の形態と関連して本発明の精神および範囲を逸脱しない範囲内において他の実施の形態として実現可能である。また、それぞれの開示された実施の形態内の個別の構成要素の位置または配置は本発明の精神および範囲を逸脱しない範囲内において変更することができるということが理解さるべきである。よって、後述する詳細な説明は限定的な意味として捕捉されるものではなく、本発明の範囲は、適切に説明される限り、その請求項が主張するものと均等なあらゆる範囲と併せて、添付の請求項によってのみ限定される。図中、類似する参照符号はあらゆる側面に亘って同一または類似の機能を指し示す。
【００４２】
以下、本発明が属する技術分野において通常の知識を持つ者が本発明を容易に実施することができるようにするために、本発明の好適な実施の形態について添付図面に基づき詳述する。
【００４３】
本発明の実施の形態についての説明に先立って、本発明の説明のために必要とされる陽極酸化について簡単に紹介する。
【００４４】
（陽極酸化）
陽極酸化とは、陽極反応時に起こる酸化現象であり、これを利用すると、電解反応を用いて金属の表面に形成される酸化物や窒化物の皮膜を成長させる工程を行うことができる。
【００４５】
このような陽極酸化時には、金属表面の微視的な形態変化、または結晶構造の変化が起こることがあるが、陽極酸化の一例を説明すれば、下記の通りである。
【００４６】
電解液を通じて直流電流を流すと、陰極金属においては水素が発生し、陽極金属（アルミニウム（Ａｌ）合金、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニオブ（Ｎｂ）などの金属）においては酸素が形成されるが、形成された酸素は陽極金属と反応しつつ金属酸化物皮膜を成膜する。この過程で、電解液は成膜された酸化物皮膜を微細に溶解させるが、このとき、溶解速度と酸化物皮膜の成膜速度との間にバランスが取れると、陽極金属の表面に１０〜１５０ｎｍの直径を有する均一な気孔が形成される。
【００４７】
これらの気孔が形成されれば、電解液および電流が酸化物皮膜の下部に存在する金属基質と接触することが可能になり、その結果、金属の自発的な酸化反応により成膜される酸化物皮膜よりも遥かに厚い皮膜が成膜される。
【００４８】
このような過程を経て成膜される皮膜は、その工程条件に応じて様々な物性を有するが、電解液の濃度が低いほど、且つ、電流または電圧が高いほど厚い皮膜が成膜される。
【００４９】
このようにして成膜される酸化物皮膜は、０．５〜１５０μｍの範囲において様々な膜厚を有する。一方、このような酸化物皮膜は耐腐食性および耐摩擦性が高く、しかも、表面に規則的な細孔が形成されて染料など溶液が浸透可能になる結果、様々な用途に使用することができる。
【００５０】
現在、最も広く知られている陽極酸化工程規格はＭＩＬ−Ａ−８６２５規格であり、これによれば、陽極酸化工程は３種類のアルミニウム陽極酸化工程に分類される。これらの３種類の方式は、それぞれ陽極酸化工程、硫酸陽極酸化工程および硫酸硬質陽極酸化工程であり、各工程により成膜される皮膜の物理的・化学的特性は異なる。
【００５１】
（無機膜）
以下、本発明の一実施の形態による無機膜であって、上述した陽極酸化工程を用いて製膜される排ガス浄化装置の担体用無機膜について説明する。
【００５２】
まず、図４に基づき、本発明の一実施の形態による無機膜の製膜過程について説明する。
【００５３】
本発明による無機膜は、アルミニウムを用いて製造するが、まず、中空の円柱状のアルミニウム管１１０を用意し、用意されたアルミニウム管の内部および外部を脱脂する。脱脂方法としては通常の方法が利用可能であり、例えば、酸溶液を用いた脱脂法が利用可能である。
【００５４】
その後、脱脂済みのアルミニウム管１１０をエッチングしてアルミニウムに含有されている金属酸化物を除去する。このために、エッチング法としては、アルミニウム管１１０を塩基性溶液に露出させる塩基エッチング法が利用可能である。なお、アルミニウム管１１０を弱酸性溶液によりデスマットして不溶性物質を除去する。
【００５５】
このようにして、酸化物および不溶性物質などが除去されたアルミニウム管１１０が得られたならば、アルミニウム管１１０の中心にはアルミニウム線１３０またはアルミニウム鉄糸を配置して陰極電流を印加し、アルミニウム管１１０には陽極電流を印加して、上述した陽極酸化反応を引き起こす。
【００５６】
陽極酸化反応のために、アルミニウム管１１０の内部に電解液を循環させる。電解液としては、低温の硫酸溶液または塩基性溶液を使用することが好ましい。
【００５７】
このようにして電解液を循環させれば、陰極電流が印加されたアルミニウム線１３０の周りにおいては水素が発生し、陽極電流が印加されたアルミニウム管１１０においては酸素が発生する。このような酸素がアルミニウム管１１０と反応することにより、アルミニウム管の内壁には酸化アルミニウムであるアルミナが徐々に積層され、これはアルミナ皮膜の成膜につながる。
【００５８】
このとき、上述の陽極酸化の原理でのように、電解液がアルミナ皮膜を微細に溶解させるが、このような溶解速度とアルミナ皮膜の成膜速度との間にバランスが取れると、アルミナ皮膜に気孔が形成される。これらの気孔は１０〜１５０μｍの直径を有する均一な気孔である。
【００５９】
このような過程、すなわち、陽極酸化の原理を通じて均一な気孔が形成された厚いアルミナ皮膜がアルミニウム管１１０の内壁に成膜される。皮膜の膜厚は、上述したように、約０．５〜１５０μｍである。
【００６０】
成膜されたアルミナ皮膜の機械的な強度を維持し、且つ、集電体として使用するために、一部のアルミニウム管１１０は残留させておいてもよい。
【００６１】
このようにして、多孔質のアルミニウム皮膜、すなわち、無機膜が成膜される。
【００６２】
（無機膜を用いた担体）
以下、上述した方法により得られた無機膜を用いて担体を製造する方法について説明する。
【００６３】
まず、アルミナ皮膜としての無機膜の内壁および外壁に排ガスの反応に活性を有している貴金属系の触媒母液を担持して触媒層を形成する。このとき、白金またはロジウムの混合物溶液などの触媒母液を担持して触媒層を形成してもよい。この詳細については、後述する。
【００６４】
その後、これを空気流の下で４５０℃において１２時間焼成して結晶構造を成長させる。
【００６５】
このようにして製造された担体は、金属基質に薄膜の形で存在することにより、熱容量が低いセラミックに比べて熱伝導度に優れているので高温に達し易く、これにより、高温下で得られる様々な利点が得られ、その性能を極大化させることができる。
【００６６】
一方、無機膜は基質に触媒層が分子レベルの結合を維持するため、物理的な衝撃に強い。
【００６７】
以上では、無機膜の成膜に用いられる金属として、アルミニウムを例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、チタンまたはジルコニウムなど金属酸化物が形成可能なものであれば、いかなる金属も使用可能である。
【００６８】
図５から図８に基づき、本発明の他の実施の形態による無機膜付き担体の製造過程について説明する。
【００６９】
図５から図８を参照すれば、図４に基づき説明された無機膜付き担体の製造方法とその原理は実質的に同様であるが、量産可能な無機膜付き担体の製造方法が開示される。
【００７０】
図５は、本発明の他の実施の形態による無機膜付き担体を示す図である。
【００７１】
図５を参照すれば、本発明の担体３００は、自動車の排ガスの排出路の上に配設されて、排ガス中の不純物を浄化する効率を向上させる目的で表面積を極大化させた無機膜付き担体モジュール３１０が少なくとも一つ積層されてなる。
【００７２】
担体モジュール３１０は筒状の外観を有し、排ガスを浄化する無機膜の表面積を広げるために、筒状の担体の内部に「篩体」状の格子３１１が所定の高さをもって形成される。
【００７３】
担体３００は、担体モジュール３１０を少なくとも一つ以上積層した後にケース（図示せず）に実装されて排ガス浄化装置に用いられる。
【００７４】
従来とは異なり、相対的に低い筒状に担体モジュール３１０を形成し、これを積層して担体３００を形成することにより、排ガスが移動しつつ接触する面積を最大化させることができ、担体モジュール３１０の内部に傾設される格子３１１の影響により排ガスが移動する過程で乱流が発生して、排ガスが担体モジュール３１０と接触する面積を一層増大させることができる。以下、図６に基づき、これを詳述する。
【００７５】
図５におけるＡ−Ａ’線に沿って切り取った断面図である。
【００７６】
図６を参照すれば、格子３１１は、担体モジュール３１０が積層される高さ方向に対して所定の角度で傾設される。これは、担体モジュール３１０の下辺と垂直になるように格子を積み上げた場合と比較して、排ガスが無機膜と接触する面積を増大させて、浄化効率を増大させる効果に加えて、排ガスが担体モジュール３１０を通過しつつ格子３１１にぶつかって乱流を発生することにより、排ガスの担体３００内での移動経路を延ばして、排ガスの浄化効率を増大させるという効果も得られる。
【００７７】
なお、図７は、図６の格子の表面を拡大して示す図である。
【００７８】
図７を参照すれば、格子３１１の表面にはベースを形成する金属層３１２が形成され、金属層３１２の上には金属層３１２を構成する金属と金属の酸化物とが共存する遷移層３１３が形成され、遷移層３１３の上には多孔質のセラミック皮膜層３１４が形成される。金属層３１２を構成する金属としては、アルミニウム、チタン、またはジルコニウムが使用可能である。
【００７９】
一方、セラミック皮膜層３１４の気孔の間には白金（Ｐｔ）またはロジウム（Ｒｈ）触媒層が挿入される。触媒層は、触媒母液を担持して触媒層を形成した後に乾燥することにより形成される。
【００８０】
白金触媒は、排ガスを構成するＣＯをＣＯ２に変換したり、炭化水素をＨ２ＯまたはＣＯ２に分解したりするのに用いられる。なお、ロジウム触媒は、ＮＯＸをＮ２に分解するのに用いられる。
【００８１】
一方、従来には白金触媒とロジウム触媒とを混合した後、これを担体に挿入して使用したが、この場合、異なる種類の触媒がそれぞれの化学反応時に妨害物として働いて排ガスの低減効率を落とすといった問題が発生していた。
【００８２】
これを解消するために、本発明の好適な実施の形態によれば、図５に示す各担体モジュール３１０ごとに異なる種類の触媒層を形成しており、これにより、異質の触媒が化学反応時に妨害物として働くといった問題点を根本的に解決することができる。
【００８３】
図８は、本発明の他の実施の形態による無機膜付き担体の製造方法を示す図である。
【００８４】
上述したように、金属層３１２の内部および外部を脱脂した後、脱脂済みの金属層３１２をエッチングして金属層３１２に含有されている金属酸化物を除去する。
【００８５】
このようにして、酸化物および不溶性物質などが除去された金属層３１２が外皮を形成する担体モジュール３１０が得られたならば、担体モジュール３１０を陰極電流が印加されて電解液４００が循環する水槽の中心に担持し、担体モジュール３１０には陽極電流を印加して、上述した陽極酸化反応を引き起こす。
【００８６】
電解液としては、低温の硫酸溶液または塩基性溶液を使用することが好ましく、複数の担体モジュール３１０を水槽に同時に担持することにより量産も可能である。
【００８７】
このような方式により形成された無機膜付き担体モジュール３１０を白金またはロジウムの混合物溶液などの触媒母液に担持して触媒層を形成することができる。触媒層は、上述したように、排ガスの浄化時に触媒として働く。
【００８８】
その後、これを空気流の下で４５０℃において１２時間焼成することにより結晶構造を成長させる。
【００８９】
このように担体モジュール３１０の構造を改善し、且つ、量産を可能にすることにより、上述した無機膜を用いて排ガスを浄化するときに得られる効果に加えて、より低体積の担体だけでも高い排ガス浄化能を実現することができ、量産により製造コストを節減することができる。
【００９０】
図９は、本発明のさらに他の実施の形態による無機膜付き担体の製造過程を示す図であり、図１０は、図９に示す方法により製造された無機膜付き担体の構造を示す図である。
【００９１】
図９および図１０を参照すれば、本発明の担体４００は、金属板４１０を用意し、金属板の一部をプレス加工して穿孔４２０を穿設する。穿孔４２０は、その形状が、やかんの蓋体から蒸気が抜け出る穴とほとんど同様である。穿孔４２０付き金属板４１０の下部に排ガスに含まれている粉塵などの不純物をフィルタリングするための篩状のメタルフォーム４３０が形成される。
【００９２】
担体の構造を陽極酸化して無機膜を成膜し、無機膜の内壁および外壁に排ガスの反応に活性を有している貴金属系の触媒母液を担持して触媒層を形成する。これは、図４に基づき説明された担体の製造過程と同様である。
【００９３】
一方、このようにして形成された担体を螺旋状に巻いて筒状の担体の構造を形成する。このようにして形成された担体の構造が図１０に示してある。
【００９４】
排ガスは筒状の担体と垂直に、すなわち、円形の断面を通過するように進行し、この過程で、多数の穿孔４２０中を貫通して進行する。穿孔４２０中に入り込んだ排ガスは、金属板４１０の下部に形成されるメタルフォーム４３０の格子構造により粉塵などの不純物がフィルタリングされ、気体だけが通過される。一般に、乱流系に属する排ガスはその流線が複雑であり、進行過程で穿孔４２０およびメタルフォーム４３０を何回も経るため、その浄化効率が極大化される。
【００９５】
一方、場合によっては、メタルフォームだけを陽極酸化して無機膜を成膜し且つ触媒層を形成した後、螺旋状に巻いて筒状の担体の構造を形成してもよい。
【００９６】
以上で、本発明が、具体的な構成要素などの特定の事項と限定された実施の形態および図面によって説明されたが、これは本発明のより全般的な理解への一助となるために提供されたものに過ぎず、本発明がこれらの実施の形態に限定されることはなく、本発明が属する技術分野において通常の知識を持つ者であれば、このような記載から様々な修正および変形を図ることができる。
【００９７】
よって、本発明の思想は上述した実施の形態に制限されて定められると解釈されてはならず、特許請求の範囲だけではなく、この特許請求の範囲と均等にまたは等価的に変形されたあらゆるものは本発明の思想の範疇に属すると言えるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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