(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス浄化に用いられる触媒担持用ハニカム基材であって、
ハニカム本体と、
前記ハニカム本体の表面に形成された、αアルミナを主成分とする酸化皮膜と、を備え、
前記酸化皮膜は、皮膜表面に分散して形成される、触媒層に接触層を介さずに密着させるための多数の酸化突起部であって、前記ハニカム本体に接近するに従って幅が小さくなる絞り形状部を備えた多数の酸化突起部を含んでおり、
前記皮膜表面における前記酸化突起部の形成密度は、０．２０（個／μｍ２）以上３．００（個／μｍ２）以下であることを特徴とする触媒担持用ハニカム基材。  
【請求項２】
各前記酸化突起部の最大幅は、１００（ｎｍ）〜３（μｍ）であることを特徴とする請求項１に記載の触媒担持用ハニカム基材。
【請求項３】
前記酸化突起部の形成密度が１．００（個／μｍ２）以上３．００（個／μｍ２）以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の触媒担持用ハニカム基材。  
【請求項４】
前記ハニカム本体は、少なくともＣｒおよびＡｌが含有されたステンレス箔からなり、
前記ステンレス箔及び前記酸化皮膜には、Ｃｒが９質量％以上３０質量％以下、Ａｌが１．５質量％以上１３質量％以下、含まれていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一つに記載の触媒担持用ハニカム基材。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか一つに記載の触媒担持用ハニカム基材と、
前記触媒層と、
を有することを特徴とする排ガス浄化用触媒コンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や二輪車の排気ガス浄化に用いられ、内燃機関の排気ガスを浄化する目的で、排気ガス経路に設置される触媒担持用ハニカム基材等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素化合物）など、大気中に放出されると人体に害を及ぼし、問題となるガス成分を浄化するために触媒を担持して用いる排気ガス浄化用の触媒基材がある。【０００３】
自動車や二輪車の排気ガス浄化に用いられ、内燃機関の排気ガスを浄化する目的で、排気ガス経路に触媒を担持した触媒コンバータが配置される。例えば、尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）は、ＳＣＲ反応器の入口側で噴射された尿素水を、排ガスの持つ熱で加水分解してアンモニアを生成し、ＳＣＲ反応器内のＳＣＲ触媒で、排ガス中のＮＯｘ（窒素化合物）とアンモニアとを還元反応させて、窒素と水とに無害化するものであり、ＳＣＲ反応器として上述の触媒コンバータが用いられる。また、メタノール等の炭化水素化合物を水蒸気改質して水素リッチなガスを生成するメタノール改質装置や、ＣＯをＣＯ２に改質して除去するＣＯ除去装置、あるいはＨ２をＨ２Ｏに燃焼して除去するＨ２燃焼装置においても、同様に触媒を担持した基材が用いられる。【０００４】
これらの触媒基材は、金属製の平箔と波箔とを巻き回してなるハニカム体と、ハニカム体の径方向における外周面を覆う外筒とを部分的に接合することにより構成されている。ハニカム体には、軸方向に延びる多数の排ガス流路が形成されており、これらの排ガス流路の内部にハニカム体の入側端面から出側端面に向かって排ガスを導通させることにより排ガスを浄化することができる。【０００５】
基材から触媒が脱落すると、触媒コンバータの浄化機能が低下するため、基材及び触媒には強固な接着力が求められる。特許文献１には、ハニカム状の金属箔と、この金属箔の表面に形成された酸化物層と、この酸化物層の表面に形成された接着層（セラミック層）と、この接着層に保持されたゼオライト層とを含む触媒コンバータが開示されている。【０００６】
この特許文献１に開示された発明は、酸化物層及びゼオライト層は非常に異なった特性及び構造を有しており、酸化物層に直接ゼオライト層を形成しても、強い密着力は得られないことを課題にしており、酸化物層とゼオライト層の間に接着層を介在させることにより、ゼオライトの脱落を防止している。【０００７】
また、特許文献１には、酸化物層の平均表面粗さが２乃至４μｍであって、ピークから谷の平均の高さが少なくとも０．２μｍであることが開示されている。【０００８】
特許文献２には、質量％で、Ｃ：０．０５０％以下、Ｓｉ：０．２０％以下、Ｍｎ：０．２０％以下、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．００５０％以下、Ｃｒ：１０．５％以上２０．０％以下、Ｎｉ：０．０１％以上１．００％以下、Ａｌ：１．５％超３．０％未満、Ｃｕ：０．０１％以上１．００％以下、Ｎ：０．１０％以下を含有し、更に、Ｔｉ：０．０１％以上１．００％以下、Ｚｒ：０．０１％以上０．２０％以下、Ｈｆ：０．０１％以上０．２０％以下のうちから選ばれた１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる組成を有することを特徴とするフェライト系ステンレス箔であって、表面にＡｌ酸化皮膜とＣｒ酸化皮膜の混合皮膜を備えたフェライト系ステンレス箔を用いた排ガス浄化装置用触媒担体の素材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表平９−５０５２３８号公報
【特許文献２】特許第５７００１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では、ゼオライトを保持するために接着層が必須であり、接着層を塗布する工程が必要となるため、工程が煩雑化するとともに、コストが増大する。また、特許文献１には、上述の平均表面粗さを備えた酸化物層に直接ゼオライト層を塗布しても、強い密着力が得られないと記載されており、接着層を設けることが課題解決の必須要件と考えられている。【００１１】
特許文献２の方法は、ステンレス箔の高温での形状安定性及び酸化皮膜密着性を改善した結果として、触媒塗装密着性が改善することは記載されているが、触媒と酸化皮膜との密着性を直接高める技術については考慮されていない。【００１２】
そこで、本願発明は、触媒担持用ハニカム基材において、触媒層と酸化皮膜との密着力を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本願発明に係る触媒担持用ハニカム基材は、（１）排ガス浄化に用いられる触媒担持用ハニカム基材であって、ハニカム本体と、前記ハニカム本体の表面に形成された、αアルミナを主成分とする酸化皮膜と、を備え、前記酸化皮膜は、皮膜表面に分散して形成される、触媒層に接触層を介さずに密着させるための多数の酸化突起部であって、前記ハニカム本体に接近するに従って幅が小さくなる絞り形状部を備えた多数の酸化突起部を含んでおり、前記皮膜表面における前記酸化突起部の形成密度は、０．２０（個／μｍ２）以上３．００（個／μｍ２）以下であることを特徴とする。
【００１４】
（２）各前記酸化突起部の最大幅は、１００（ｎｍ）〜３（μｍ）であることを特徴とする上記（１）に記載の触媒担持用ハニカム基材。【００１５】
（３）前記酸化突起部の形成密度が１．００以上（個／μｍ２）以上３．００（個／μｍ２）以下であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の触媒担持用ハニカム基材。【００１６】
（４）前記ハニカム本体は、少なくともＣｒおよびＡｌが含有されたステンレス箔からなり、前記ステンレス箔及び前記酸化皮膜には、Ｃｒが９質量％以上３０質量％以下、Ａｌが１．５質量％以上１３質量％以下、含まれていることを特徴とする上記（１）乃至（３）のうちいずれか一つに記載の触媒担持用ハニカム基材。【００１７】
（５）上記（１）乃至（４）のうちいずれか一つに記載の触媒担持用ハニカム基材と、前記触媒層と、を有することを特徴とする排ガス浄化用触媒コンバータ。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明によれば、触媒担持用ハニカム基材において、触媒層と酸化皮膜との密着力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る触媒担持用基材の斜視図である。
【図２】触媒担持用基材の一部における拡大斜視図である。
【図３】平箔に形成された酸化皮膜の一部における拡大断面図である。
【図４】酸化皮膜の平面図である。
【図５】酸化皮膜に触媒層が塗布された状態を模式的に示す、図３に対応する拡大断面図である。
【図６】図４の点線で示す矩形枠Ｏの内側に存在する突起部の拡大図である。
【図７】触媒コンバータの製造方法を説明するための工程図である。
【図８】酸化被膜の一部における平面写真である。
【図９】選定個所をFIBで断面加工した後SEMにより断面観察した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る触媒コンバータの斜視図である。図２は、触媒コンバータの一部における拡大斜視図である。これらの図において、Ｘ軸はハニカム体の径方向（言い換えると、平箔の厚み方向）に対応しており、Ｙ軸はハニカム体の軸方向に対応している。Ｘ軸、Ｙ軸の定義は他の図面においても同様である。
【００２１】
触媒コンバータ１は、ハニカム体１０（触媒担持用ハニカム基材に相当する）と、外筒２０とから構成される。ハニカム体１０の外周面と外筒２０の内周面との間には図示しない接合層が形成されており、この接合層を介してハニカム体１０及び外筒２０は部分的に接合されている。接合層には、耐熱性の高いＮｉ基のろう材を用いることができる。触媒コンバータ１は、ディーゼル排ガスに含まれるＮＯＸを無害化する浄化装置として用いることができる。
【００２２】
より具体的には、触媒コンバータ１は、ディーゼル排ガス処理設備に設けられる、ＤＯＣ、ＳＣＲとして用いることができる。ＤＯＣとしての触媒担体１は、排ガス中に含まれる未燃焼ガスのうち炭化水素を水と二酸化炭素に酸化し、一酸化炭素を二酸化炭素に酸化し、一酸化窒素を二酸化窒素に酸化する。なお、二酸化窒素は非常に酸化力の強いガスであるため、ＤＯＣの下流に配置されるＤＰＦに堆積したＰＭと接触して、ＰＭを燃焼させる。
【００２３】
ＳＣＲとしての触媒コンバータ１は、ＤＰＦから排出された排ガスに含まれる窒素酸化物とアンモニアとの化学反応を促進して、これらを窒素及び水に還元させる。アンモニアは、尿素水タンクからインジェクターを介して尿素水をＳＣＲの上流側に吹き込み、排ガスの熱で加水分解させることにより生成される。
【００２４】
ハニカム体１０は、長尺で波状の波箔５１と、帯状に延びる平箔５２とを重ねた状態で軸方向周りに多重に巻回すことによりロール状に形成されている。波箔５１及び平箔５２には、触媒担持用のステンレス箔を用いることができる。このステンレス箔の成分系については、後述する。
【００２５】
波箔５１、平箔５２を重ねた状態で多重に巻回すことで、波箔５１、平箔５２を側壁とした複数の流路が形成される。これら複数の流路はそれぞれ、触媒コンバータ１の軸方向に延びている。なお、触媒コンバータ１は、断面形状が円形のものに限られない。たとえば、楕円形、卵形、レーストラック（以下、ＲＴという）形状などその他の形状であってもよい。
【００２６】
これらの波箔５１及び平箔５２の表面には所定の酸化皮膜が形成されており、この酸化皮膜には触媒層が密着している。図３は平箔に形成された酸化皮膜の一部における拡大断面図である。図４は平箔の展開図であり、酸化皮膜の表面に分散して形成される多数の突起部を模式的に示している。図５は図３に対応しており、酸化皮膜に触媒層が塗布された状態を模式的に示している。酸化皮膜３０はハニカム体１０を加熱処理することによって形成される。詳細については後述するが、本発明では特殊な熱処理（以下、特殊熱処理という）を行うことにより、酸化皮膜３０の表面に形状が互いに異なる多数の突起部４０を形成することができる。
【００２７】
図３では、三つの異なる突起部４１〜４３（酸化突起部に相当する）を模式的に示しており、突起部４１の下端部には、平箔５２に接近するに従って幅が小さくなる絞り形状部４１ａが形成されている。突起部４２，４３にもそれぞれ絞り形状部４２ａ，４３ａが形成されている。ここで、絞り形状部は突起部の少なくとも一部に形成されていればよく、必ずしも突起部の全体が絞り形状である必要はない。
【００２８】
酸化皮膜３０の上には、ウォッシュコート液を塗布することによって触媒層６０が形成されている。図５に図示するように、突起部４０の絞り形状部（４１ａ等）は触媒層６０に埋没しており、突起部４０のアンカー効果により、触媒層６０を酸化皮膜３０に強固に密着させることができる。つまり、酸化皮膜３０及び触媒層６０を、接着層を介さずに、強固に密着させることができる。
【００２９】
酸化皮膜３０における突起部４０の形成密度は０．２０〜３．００（個／μｍ２）であり、好ましくは１．００〜３．００（個／μｍ２）である。形成密度が０．２０（個／μｍ２）未満になると、突起部４０の減少によりアンカー効果が低下するため、優れた密着性を発現させることができない。一方、形成密度が高くなるほど、アンカー効果は高くなるが、本発明者等が知見した製造方法では、形成密度を３．００（個／μｍ２）超に高めることができない。したがって、突起部４０の形成密度は０．２０〜３．００（個／μｍ２）に制限される。形成密度が１．００（個／μｍ２）以上になると、密着性がより高められる。
【００３０】
形成密度は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を用いた酸化皮膜３０の表面における撮像データに基づき、算出することができる。具体的には、撮像データに基づき、１００（μｍ２）中に存在する最大巾が１００（ｎｍ）以上の突起部４０の数をカウントすることによって、形成密度を算出することができる。例えば、カウントされた突起部４０の個数が２００個である場合、これを１００（μｍ２）で除した２．００（個／μｍ２）が形成密度となる。
【００３１】
各突起部４０の最大幅は、好ましくは、１００（ｎｍ）〜３（μｍ）である。ここで、最大幅とは、平箔５２の厚み方向視における各突起部４０の最大長さであり、図６ではＷが最大幅となる。つまり、平箔５２を含む面内方向における各突起部４０の最大幅のことである。なお、図６は図４に示す一部の突起部（矩形枠Ｏの内側に存在する突起部）の拡大図である。波箔５１についても、平箔５２と同様に各突起部４０の最大長さを定義することができる。
【００３２】
次に、特殊熱処理によってハニカム体１０の表面に形成される酸化皮膜３０の成分について詳細に説明する。酸化皮膜３０は、α-アルミナを主な構成相として成る。なお、酸化皮膜３０には、多数の突起部４０も含まれるものとする（以下、同様である）。
【００３３】
酸化皮膜３０の残成分は、Ｆｅ酸化物、Ｃｒ酸化物、第２のアルミナのうち少なくとも１種以上から成る。第２のアルミナは、β、γ、θ、χ、δ、η、κアルミナのうち少なくとも１種類からなる。
【００３４】
ここで、酸化皮膜３０に含まれる各酸化物の種類と含有量は、Ｘ線回折法を用いて相同定と定量測定を行うことにより、特定することができる。定量測定は、標準サンプルで検量線を作成しておき、回折線強度の比較で含有量を測定することができる。詳細については、例えば、片岡邦郎・一色貞文；生産研究  第１２巻  第８号に記載されている。
【００３５】
ハニカム体１０に使用されるステンレス箔には少なくともＣｒ，及びＡｌが含有されている。なお、ステンレス箔にＦｅが含まれることは言うまでもない。含有されたＡｌはステンレス箔表面にα-アルミナ等を形成するために利用される。ステンレス箔内、および、α-アルミナ等として酸化皮膜３０に含有される全Ａｌ量の望ましい範囲は質量％で１．５％以上１３％以下である。１．５％未満であるとステンレス箔に含まれるＡｌが特殊熱処理によるα-アルミナ等の生成に消費され、ステンレス箔内のＡｌが枯渇してしまうことがある。この場合には、ステンレス箔が異常酸化してボロボロになってしまうため、１．５％以上が望ましい。１３％を超えると、ステンレス箔の靭性が著しく低下し、排気ガスの圧力や振動によって箔の欠けや亀裂が発生して、構造信頼性が損なわれる。したがって、酸化皮膜３０とステンレス箔に含有する全Ａｌ濃度の最大値は１３％以下が好ましい。
【００３６】
Ｃｒは、本発明においてα-アルミナを安定にして、耐酸化性を向上させる。ステンレス箔内、および、酸化皮膜３０に含有された全Ｃｒ量の望ましい範囲は質量％で９％以上３０％以下である。９％未満ではその効果は不十分で、また、３０％を超えると鋼が脆くなり、冷間圧延や加工に耐えなくなるので、その範囲は９％以上３０％以下であることが好ましい。Ｃｒの一部は、酸化皮膜３０中にＣｒ酸化物の状態で存在し、Ｃｒの残部は、ステンレス箔中にそのままの状態で残っている。ただし、Ｃｒ酸化物は必須ではなく、全てのＣｒがそのままステンレス箔に残っていてもよい。
【００３７】
ステンレス箔には、更に、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ、Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｙ及び希土類元素の少なくとも１種が含まれていてもよい。
【００３８】
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆは、上述のα-アルミナを含む酸化皮膜３０とステンレス箔との間に下地層として形成される別の酸化皮膜の酸素透過性を低下させ、酸化速度を著しく減少させる効果がある。しかしながら、質量％で合計が２．０％を超えると箔中に金属間化合物の析出が増えて箔を脆くするため、それらの合計は２．０％以下であることが好ましい。
【００３９】
Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａもアルミナに固溶し、ステンレス箔の高温耐酸化性を向上させる場合がある。質量％で合計が０．０１％を超えると箔の靭性が低下するため、０．０１％以下であることが好ましい。
【００４０】
Ｙ、希土類元素は、酸化皮膜３０の密着性を確保する元素として添加することができる。但し、質量％で合計が０．５％を超えると箔中に金属間化合物の析出が増加し、靭性が低下するので０．５％以下であることが好ましい。
【００４１】
ステンレス箔には、更に、不可避的不純物として、Ｃ，Ｓｉ及びＭｎが含まれる。
【００４２】
Ｃは、ステンレス箔の靭性、延性、耐酸化性に悪影響するので、低いほうが望ましいが、本発明においては質量％で０．１％以下であれば実害がないため、上限は０．１％であることが望ましい。
【００４３】
Ｓｉは、ステンレス箔の靭性、延性を低下させ、一般には耐酸化性を向上させるが、質量％で２％を超えると効果が少なくなるばかりでなく、靱性が低下する問題を生じる。したがって２％以下が好ましい。
【００４４】
Ｍｎは質量％で２％を超えて含有すると、ステンレス箔の耐酸化性が劣化するので、その上限は２％であることが好ましい。
【００４５】
次に、図７の工程図を参照しながら、特殊熱処理を含む本実施形態の触媒コンバータの製造方法について説明する。工程Ｓ１において、帯状に延びるステンレス箔にプレス加工を施して凹凸を形成し、これを平箔５２と重ね合わせた状態で所定の軸周りに巻き回すことでハニカム体１０を製造する。
【００４６】
工程Ｓ２において、このハニカム体１０をステンレスからなる筒状の外筒２０に内挿し、ハニカム体１０及び外筒２０の接着予定部にロウ材を塗布する。工程Ｓ３において、ロウ材が塗布されたハニカム体１０及び外筒２０を真空雰囲気下で熱処理して、ロウ材を固着させる。
【００４７】
工程Ｓ４において、特殊熱処理を行う。この特殊熱処理は、外筒２０に内挿されたハニカム体１０を所定の温度条件下におくことで実施される。雰囲気温度は８００℃から１３００℃の保持温度に制御され、保持時間は１〜４時間以上が好ましい。
【００４８】
酸化皮膜３０の厚みは、保持温度、保持時間を調節することによって変えることができ、好ましくは、０．１０μｍ以上１０μｍ以下である。
【００４９】
図３乃至図５を参照しながら、突起部２０の形成メカニズムについて考察する。特殊熱処理によってハニカム体１０を酸化させると、酸化初期に平箔５２に含有されるＦｅ、Ｃｒ、Ａｌが酸化される。ここで、各酸化物の生成自由エネルギーの大小により、生成ボリュームはＡｌ、Ｃｒ、Ｆｅの順に多くなる。８００℃未満の比較的低温領域では、Ａｌ酸化物のうち安定相であるαアルミナよりも、準安定相であるβ、γ、θ、χ、δ、η及びκアルミナ（以下、準安定アルミナと称する）の生成、成長が促進される。つまり、これらの準安定アルミナは、成長速度がαアルミナよりも速い。
【００５０】
８００℃以上の比較的高温領域に達すると、αアルミナは比較的緩やかな粒成長となる一方で、準安定アルミナ（主として、γアルミナ）は、比較的速い成長速度を保ち、周辺より突出して、その表面積が最小となる形状に近づく挙動（言い換えると、球形状に近づく挙動）を呈する。その結果、絞り形状部（４１ａ等）を備えた突起部４０が形成されると考えられる。また準安定アルミナの一部はαアルミナへ相変態する。特に９００℃以上の温度領域で顕著であると推定する。一方、Ｃｒ酸化物（主にＣｒ２Ｏ３）、Ｆｅ酸化物（主にＦｅ２Ｏ３）はαアルミナと同じ結晶構造であるため、その一部がαアルミナの核生成サイトとなり、Ｆｅ酸化物やＣｒ酸化物の粒に隣接してαアルミナが緩やかに成長するものと考えられる。
【００５１】
波箔５１にも同様のメカニズムにより、突起部が形成されると考えられる。以上の考察から、αアルミナを主成分とする突起部４０が生成されると考えられる。
【００５２】
ここで、室温から保温温度までの平均昇温速度を、１．０（℃／ｍｉｎ）以上２０．０（℃／ｍｉｎ）以下に設定することも、特殊熱処理の条件として重要である。平均昇温速度が低すぎると、準安定アルミナの生成、成長が過度に促進されるため、ステンレス箔に含まれるアルミニウムが不足する。ステンレス箔に含まれるアルミニウムが不足すると、ハニカム体１０の寿命が短くなる。このことから、加熱時の平均昇温速度は１．０（℃／ｍｉｎ）以上でなければならない。なお、昇温速度は、徐々に増速（一次関数、或いは二次関数に従って増速）させることが好ましく、リニアに増速（一次関数に従って増速）させることがより好ましい。
【００５３】
本発明者等は、平均昇温速度が２０．０（℃／ｍｉｎ）を超過すると、酸化皮膜３０と触媒層６０との密着性が低下することを発見した。酸化初期の段階で高温領域（例えば、８００℃以上）に達すると、β、γ、θ、χ、δ、η及びκアルミナの生成、成長が不十分となるため、最終的な突起部４０の形成密度が小さくなる。したがって、突起部４０の形成密度を大きくするためには、酸化初期における温度を低温領域に設定して、β、γ、θ、χ、δ、η及びκアルミナの生成、成長を促進する必要がある。加熱時の平均昇温速度を２０．０（℃／ｍｉｎ）以下に設定することにより、酸化初期における温度が低温領域となるため、突起部４０がより多く生成され、アンカー効果により触媒層６０を酸化皮膜３０に対して強固に密着させることができる。つまり、平均昇温速度を１．０（℃／ｍｉｎ）以上２０．０（℃／ｍｉｎ）以下に設定することにより、形成密度が０．２０（個／μｍ２）以上３．００（個／μｍ２）以下であって、かつ、最大幅が１００（ｎｍ）〜３（μｍ）の突起部４０を得ることができる。
【００５４】
このように、酸化皮膜３０を形成する際の平均昇温速度を所定の平均昇温速度に制御するだけで、多数の突起部４０を形成することができる。多数の突起部４０を得るために独立した工程（例えば、ブラスト処理）が不要となるため、工程が煩雑化することを防止できる。
【００５５】
ここで、従来の平均昇温速度は、生産性を高めるために２０．０（℃／ｍｉｎ）超の２５．０（℃／ｍｉｎ）であった。平均昇温速度を２５．０（℃／ｍｉｎ）にしてステンレス箔を加熱した場合にも、酸化皮膜は形成されるが、この酸化皮膜の表面を電子顕微鏡で観察したところ、絞り形状を持った突起部４０は殆ど確認されなかった。本発明者等は、平均昇温速度を２０．０（℃／ｍｉｎ）以下に設定することにより、絞り形状を持った突起部４０が急激に発現することを発見した。
【００５６】
工程５において、酸化皮膜３０が形成されたハニカム体１０及び外筒２０を触媒浴に浸漬させ、触媒担体１を製造する。
【００５７】
次に、実施例を示して、本発明について具体的に説明する。ステンレス箔を特殊熱処理することによって、酸化突起部の形成密度が異なる酸化皮膜を形成し、個々の酸化皮膜について触媒密着性を評価した。ただし、比較例１では、熱処理を行わなかった。評価方法として、「ＪＩＳ  Ｋ  ５６００＿５＿６  付着性（クロスカット法）」をベースにした、以下の試験方法を採用した。塗布した触媒の表面にカッターナイフを用いて，ステンレス箔に達する６本の切り傷をつけた。次に、その切り傷と９０°直行する方向に同じ方法で切り傷をつけ，３０個の碁盤目を作った。上記の切り傷の間隔は１ｍｍとした。その３０個の碁盤目状の切り傷の上にセロハンテープを張り，６０°に近い角度でそのセロハンテープの端をつかみ引き離した。３０個の碁盤目の内，素地のステンレス箔が見えない目を健全部とし，その健全部の割合が９割以上の場合は、触媒密着性が最良として「◎」で評価し、７割以上９割未満の場合は、触媒密着性が良好として「○」で評価し，健全部の割合が７割未満の場合は、触媒密着性が不良として「×」で評価した。ステンレス箔への触媒の塗布は以下のように実施した。アルミナ粉（粒子径Ｄ５０＝２１．０μｍ）、セリア−ジルコニア複合酸化物粉（粒子径Ｄ５０＝３．５１μｍ）を水、バインダー（アルミナゾルを使用）とともにボールミルにて２時間混練したスラリーを準備し、そこへステンレス箔を浸漬・引き上げ、乾燥を、塗布量が５〜７ｍｇ／ｃｍ２となるまで行った後、大気中で５００℃、５時間の加熱処理を施し触媒をステンレス箔上へ定着させた。これにより触媒層の厚みを１０μｍ〜２０μｍとして、全ての突起部を触媒層に埋没させるのに十分な厚みを確保した。
【００５８】
酸化突起部の形成密度は、昇温速度を制御することによって変化させた。表１に、発明例１〜３６、比較例１〜１１其々のステンレス箔（酸化皮膜を含む）の箔厚み及び箔成分を示した。表２に、発明例１〜３６、比較例１〜１１其々の熱処理条件、酸化皮膜の成分、形成密度、触媒密着性の評価を示した。    
【表１】
0006466629.tif 000002
【表２】
0006466629.tif 000003
【００５９】
上述の試験結果に示すように、酸化突起部の形成密度を０．２０（個／μｍ２）以上３．００（個／μｍ２）以下に制御することによって、触媒密着性が高まることがわかった。特に形成密度を１．００（個／μｍ２）以上３．００（個／μｍ２）以下とすることでより一層触媒密着性が高まることがわかった。また、この有用な酸化突起部は、昇温速度を２０．０（℃／ｍｉｎ）以下に制御することによって、発現することがわかった。
【００６０】
図８は、発明例１のステンレス箔の表面に形成された酸化被膜の一部（以下、選定個所という）における平面写真である。図９は、前記選定個所をダングステン（W）からなる保護膜で覆い、この保護膜を有するステンレス箔をFIB（集束イオンビーム）で断面加工した後SEM（走査電子顕微鏡）により断面観察した写真である。なお、断面の位置は、図８に直線で示している。断面観察には、FIB-SEM複合装置（NB5000：日立ハイテクノロジーズ社製）を使用した。加速電圧は５（ｋV）に設定し、検出信号には二次電子を使用した。図９に示す通り、絞り形状部を備えた突起部が観察された。なお、酸化皮膜に含まれるαアルミナの含有量は概ね３０質量％〜９９．５質量％であり、この点については、昇温速度に関わらず、同じであった。全ての酸化皮膜にαアルミナが含まれていたことから、請求項１では「αアルミナを主成分とする」と規定したが、αアルミナの含有量と本願の課題（触媒の密着性）とに関連性はない。
【符号の説明】
【００６１】
１  触媒コンバータ
１０  ハニカム体
２０  外筒
３０  酸化皮膜
４０  突起部
【要約】
【課題】触媒担持用ハニカム基材において、触媒層と酸化皮膜との密着力を高めることを目的とする。
【解決手段】排ガス浄化に用いられる触媒用担持用ハニカム基材であって、ハニカム本体と、前記ハニカム本体の表面に形成された、αアルミナを主成分とする酸化皮膜と、を備え、前記酸化皮膜は、皮膜表面に分散して形成されるとともに、前記ハニカム本体に接近するに従って幅が小さくなる絞り形状部を備えた多数の酸化突起部を含んでおり、前記皮膜表面における前記突起部の形成密度は、０．２０（個／μｍ２）以上３．００（個／μｍ２）以下であることを特徴とする触媒担持用ハニカム基材。
【選択図】図５【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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