(57)【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、前記入側セルと前記出側セルとを仕切る多孔質な隔壁と、を有するウォールフロー構造の基材と、
前記基材に設けられ、金属触媒を含む触媒層と、
を備え、
前記触媒層は、
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設けられているＡ部と、
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設けられているＣ部と、
前記隔壁の延伸方向において前記Ａ部と前記Ｃ部との間に配置され、前記隔壁の前記入側セルに接する側の表面と、前記隔壁の内部と、前記隔壁の前記出側セルに接する側の表面と、にわたって設けられているＢ部と、
を備える、排ガス浄化用触媒。
【請求項２】
前記隔壁の延伸方向の全長を１００％としたときに、
前記Ｂ部が、前記隔壁の全長の１５％以上５１％以下の長さで配置されている、
請求項１に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項３】
前記隔壁の延伸方向の全長を１００％としたときに、
前記Ａ部が、前記隔壁の全長の１０％以上４０％以下の長さで配置されている、
請求項１または２に記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項４】
前記基材の体積１Ｌ当たりの前記Ｂ部のコート量が、１４５ｇ／Ｌ以上である、
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】
前記基材の体積１Ｌ当たりの前記Ｃ部のコート量が、前記基材の体積１Ｌ当たりの前記Ａ部のコート量よりも多い、
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】
前記基材の体積１Ｌ当たりの前記Ｃ部のコート量が、前記基材の体積１Ｌ当たりの前記Ａ部のコート量よりも少ない、
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７】
前記Ａ部が、ロジウムを含む、
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Ｂ部が、前記隔壁の前記入側セルに接する側の表面に、ロジウムを含む、
請求項１〜７の何れか一つに記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項９】
前記Ｃ部が、ロジウムを含む、
請求項１〜８の何れか一つに記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１０】
前記Ａ部が、パラジウムを含む、
請求項１〜９の何れか一つに記載の排ガス浄化用触媒。
【請求項１１】
前記内燃機関が、ガソリンエンジンである、
請求項１〜１０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。
なお、本出願は２０１７年７月１１日に出願された日本国特許出願２０１７−１３５６８８号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。
【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）、粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）などの有害成分が含まれる。これら有害成分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】
排ガス浄化用触媒に関連する本発明者らの先願として、特許文献１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入側セルと出側セルとを仕切る多孔質な隔壁とを有するウォールフロー構造の基材と、隔壁の内部に設けられた第１の触媒層と、隔壁の内部に設けられた第２の触媒層と、を備え、第１の触媒層のコート量と第２の触媒層のコート量とが所定の関係を満たす排ガス浄化用触媒が開示されている。上記排ガス浄化用触媒では、圧損の低減を図りつつ酸素吸蔵材のＯＳＣ能を効果的に引き出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特許出願公開２０１６−１５０３０５号公報
【発明の概要】
【０００５】
上記排ガス浄化用触媒では、排ガスが隔壁内部を通過する際に触媒層と接触し、上記有害成分が浄化される。しかし、上記排ガス浄化用触媒では、排ガスと触媒層との接触の機会が隔壁内部に限定されている。このため、本発明者らの検討によれば、触媒層の能力が十分に活用されていないことがあった。また近年、環境意識の高まりや社会の省エネ志向によって、排ガス中の有害成分を環境規制値よりも高いレベルで削減することが求められている。
【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、排ガス浄化性能の優れた排ガス浄化用触媒を提供することにある。
【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、上記入側セルと上記出側セルとを仕切る多孔質な隔壁と、を有するウォールフロー構造の基材と、上記基材に設けられ、金属触媒を含む触媒層と、を備える。上記触媒層は、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設けられているＡ部と、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設けられているＣ部と、上記隔壁の延伸方向において上記Ａ部と上記Ｃ部との間に配置され、上記隔壁の上記入側セルに接する側の表面と、上記隔壁の内部と、上記隔壁の上記出側セルに接する側の表面と、にわたって設けられているＢ部と、を備える。
【０００８】
上記排ガス浄化用触媒では、Ａ部およびＣ部において、隔壁の内部に触媒層が設けられている一方、Ｂ部において、隔壁の内部のみならず入側セルおよび出側セルと接する隔壁の表面にもそれぞれ触媒層が設けられている。このことにより、例えば隔壁の内部のみに触媒層を有する排ガス浄化用触媒と比べて、排ガスと触媒層との接触の機会を増やすことができる。すなわち、例えば排ガスが排ガス流入側の端部に近い隔壁部分を通って入側セルから出側セルへと移動する場合は、まずＡ部で隔壁内部に設けられた触媒層と接触し、次にＢ部で出側セルと接する隔壁表面に設けられた触媒層と接触する。また、例えば排ガスが排ガス流出側の端部に近い隔壁部分を通って入側セルから出側セルへと移動する場合は、まずＢ部で入側セルと接する隔壁表面に設けられた触媒層と接触し、次にＣ部で隔壁内部に設けられた触媒層と接触する。また、例えば排ガスがＢ部の隔壁部分を通って入側セルから出側セルへと移動する場合は、まず入側セルと接する隔壁表面に設けられた触媒層、次に隔壁内部に設けられた触媒層、そして出側セルと接する隔壁表面に設けられた触媒層、の順に接触する。したがって、上記排ガス浄化用触媒では、排ガスがいずれの隔壁部分を通る場合にも触媒層が有効に活用されて、効率的に排ガスを浄化することができる。
【０００９】
なお、上記Ａ部と上記Ｃ部とにおいて、「触媒層が隔壁の内部に設けられている」とは、触媒層が主として隔壁の内部に存在する（表面よりも内部側に偏って存在する）ことをいう。より具体的には、例えば、触媒層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または排ガス流出側の端部から隔壁の延伸方向に沿って１０％の長さの範囲における金属触媒の全量を１００質量％とする。このとき、隔壁の内部に存在する金属触媒の割合が、概ね５０質量％以上、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、例えば隔壁の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。
【００１０】
好ましい一態様では、上記隔壁の延伸方向の全長を１００％としたときに、上記Ｂ部が、上記隔壁の全長の１５％以上５１％以下の長さで配置されている。これにより、暖機性の向上、および、圧損の低減のうちの少なくとも１つをさらに実現することができる。
【００１１】
好ましい一態様では、上記隔壁の延伸方向の全長を１００％としたときに、上記Ａ部が、上記隔壁の全長の１０％以上４０％以下の長さで配置されている。これにより、暖機性の向上、および、圧損の低減のうちの少なくとも１つをさらに実現することができる。
【００１２】
好ましい一態様では、上記基材の体積１Ｌ当たりの上記Ｂ部のコート量が、１４５ｇ／Ｌ以上である。これにより、排ガス浄化性能の向上、および、暖機性の向上のうちの少なくとも１つをさらに実現することができる。
【００１３】
好ましい一態様では、上記基材の体積１Ｌ当たりの上記Ｃ部のコート量が、上記基材の体積１Ｌ当たりの上記Ａ部のコート量よりも多い。これにより、隔壁の延伸方向における排ガスの流れをコントロールして、排ガス浄化用触媒全体の暖機性や保温性を効率よく高めることができる。
【００１４】
好ましい一態様では、上記基材の体積１Ｌ当たりの上記Ｃ部のコート量が、上記基材の体積１Ｌ当たりの上記Ａ部のコート量よりも少ない。これにより、高いレベルで圧損を低減することができる。
【００１５】
好ましい一態様では、上記Ａ部が、ロジウムを含む。これにより、通常時、例えば低負荷時〜中負荷時において、より高い排ガス浄化性能を実現することができる。
【００１６】
好ましい一態様では、上記Ｂ部が、上記隔壁の上記入側セルに接する側の表面に、ロジウムを含む。これにより、通常時、例えば低負荷時〜中負荷時において、より高い排ガス浄化性能を実現することができる。
【００１７】
好ましい一態様では、上記Ｃ部が、ロジウムを含む。これにより、高負荷時において、より高い排ガス浄化性能を実現することができる。
【００１８】
好ましい一態様では、上記Ａ部が、パラジウムを含む。これにより、排ガス浄化用触媒全体の暖機性や保温性を効率よく高めることができる。
【００１９】
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効果的に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、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】図２は、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】図３は、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】図４は、比較例１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５】図５は、比較例１と例１の５０％浄化達成温度を比較したグラフである。
【図６】図６は、比較例２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７】図７は、比較例２と例２の５０％浄化達成温度を比較したグラフである。
【図８】図８は、比較例３と例Ａ〜Ｄの５０％浄化達成時間を比較したグラフである。
【図９】図９は、比較例３と例Ａ〜Ｄの圧損上昇率を比較したグラフである。
【図１０】図１０は、比較例４と例Ｅ〜Ｉの５０％浄化達成時間を比較したグラフである。
【図１１】図１１は、比較例４と例Ｅ〜Ｉの圧損上昇率を比較したグラフである。
【図１２】図１２は、比較例５と例Ｊ〜Ｍの５０％浄化達成時間を比較したグラフである。
【図１３】図１３は、比較例６と例Ｎ〜Ｒの５０％浄化達成時間を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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、ガソリンエンジン以外のエンジン（例えばディーゼルエンジンなど）であってもよい。
【００２３】
排ガス浄化装置１は、内燃機関２から排出される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、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。
【００２４】
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。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。
【００２５】
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。ＧＰＦ１０は、排ガス浄化用触媒の一例である。ＧＰＦ１０については、後で詳述する。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）、３元触媒、ＮＯｘ吸着還元触媒（ＬＮＴ）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、下流側触媒をさらに配置することもできる。
【００２６】
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や内燃機関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、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。
【００２７】
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。符号Ｙは、符号Ｘに直交する方向であって、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。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、触媒層２０とを備えている。
【００２８】
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。本実施形態において、基材１１の全体外形は円筒形である。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。
【００２９】
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。
【００３０】
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５０〜６０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の厚み、すなわちＹ方向の長さ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。
【００３１】
触媒層２０は、基材１１に設けられている。詳しくは、基材１１の隔壁１６の内部および表面に設けられている。触媒層２０は、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、触媒層２０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、種々の酸化触媒や還元触媒として機能し得る金属種を適宜採用することができる。例えば、白金族であるロジウム、パラジウム、白金などの貴金属を好適に採用することができる。あるいは、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などであってもよい。
【００３２】
金属触媒は、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用いられている種々の材質の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ＺＣ（ＺｒＯ２−ＣｅＯ２）複合酸化物からなるものを好適に採用することができる。なかでも、アルミナやＺＣ複合酸化物からなるものが好ましい。
【００３３】
触媒層２０は、金属触媒や該金属触媒が担持されている担体の他に、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ＯＳＣ（oxygen storage capacity）材、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。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２０に存在する。
【００３４】
触媒層２０のＸ方向の長さは特に限定されないが、隔壁１６の内部に、隔壁１６のＸ方向の全長Ｌｗと同じ長さで設けられているとよい。このことにより、排ガスが触媒層２０の配置されていない部分をすり抜けて未浄化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。触媒層２０は、隔壁１６の延びるＸ方向に沿って、Ａ部２０ａと、Ｂ部２０ｂと、Ｃ部２０ｃと、の３つの部分に区分されている。Ａ部２０ａは、３つの部分のなかで排ガス流入側の端部１３に最も近い領域である。Ｃ部２０ｃは３つの部分のなかで排ガス流出側の端部１５に最も近い領域である。Ｂ部２０ｂは、Ａ部２０ａとＣ部２０ｃとの間の領域である。以下、触媒層２０の各部分について説明する。
【００３５】
Ａ部２０ａは、入側セル１２に接する隔壁１６の表面、および、出側セル１４に接する隔壁１６の表面には設けられていない（ただし、非意図的に触媒層２０の一部が隔壁１６の表面へ残留するような場合を許容し得る）。言い換えれば、Ａ部２０ａでは、隔壁１６の内部に存在する金属触媒の割合が、概ね５０質量％以上、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。Ａ部２０ａは、ここでは隔壁１６の内部のみに設けられている。
【００３６】
Ａ部２０ａは、排ガス流入側の端部１３からＸ方向に延びている。Ａ部２０ａのＸ方向の一端は、排ガス流入側の端部１３に接している。Ａ部２０ａのＸ方向の長さＬａは特に限定されないが、隔壁１６のＸ方向の全長をＬｗとしたときに、Ｌｗの概ね１％以上、好ましくは５％以上、より好ましくは１０％以上であるとよい。このことにより、ここに開示される技術の効果をより良く発揮することができる。また、Ｌａは、Ｌｗの概ね６６％（２／３）以下、好ましくは５０％（１／２）以下、より好ましくは４０％以下であるとよい。このことにより、Ａ部２０ａ、すなわちＧＰＦ１０の上流側で活発な浄化反応が起こり、反応熱が生じる。この反応熱が排ガスの流動に伴ってＧＰＦ１０全体に伝達されることで、ＧＰＦ１０の暖機性や保温性を向上することができる。したがって、例えば省エネ機構を搭載したエコカーにおいて、エンジンの起動・停止に伴って排ガスの温度が不安定となったり、排ガスの温度が一時的に触媒活性温度を下回ったりする態様においても、優れた触媒活性を安定的に発揮することができる。
【００３７】
Ａ部２０ａの厚み、すなわちＹ方向の長さは特に限定されないが、隔壁１６の全体厚みをＴｗとしたときに、Ｔｗの概ね５０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上であるとよい。特には、隔壁１６の全体厚みＴｗと同じ厚みであるとよい。言い換えれば、Ａ部２０ａは、入側セル１２と出側セル１４とに接しているとよい。このことにより、排ガスと金属触媒との接触の機会をより良く増やして、排ガス浄化性能をより良く向上することができる。
【００３８】
Ａ部２０ａのコート量は特に限定されないが、基材１１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２０ｇ／Ｌ以上、好ましくは３０ｇ／Ｌ以上、より好ましくは４５ｇ／Ｌ以上、例えば７０ｇ／Ｌ以上であるとよい。このことにより、排ガス浄化性能をより良く向上することができる。また、Ａ部２０ａのコート量は、基材１１の体積１Ｌ当たりについて、概ね２００ｇ／Ｌ以下、好ましくは１２０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１００ｇ／Ｌ以下であるとよい。このことにより、排ガス浄化性能の向上と圧損の低減とを高いレベルでバランスすることができる。
【００３９】
Ａ部２０ａに含まれる金属触媒の種類は特に限定されず、上記例示したものの中から適宜用いることができる。好適な一態様では、Ａ部２０ａに還元活性の高いロジウム（Ｒｈ）を含む。このことにより、通常時、例えば低負荷時〜中負荷時において、高い排ガス浄化性能を実現することができる。他の好適な一態様では、Ａ部２０ａに酸化活性の高いパラジウム（Ｐｄ）を含む。このことにより、Ａ部２０ａで活発な浄化反応を生じさせることができ、例えば省エネ機構を搭載したエコカーにおいて、エンジンの起動・停止に伴って排ガスの温度が不安定となったり、排ガスの温度が一時的に触媒活性温度を下回ったりする態様においても、優れた触媒活性を安定的に発揮することができる。
【００４０】
Ｃ部２０ｃは、Ａ部２０ａと同様に、入側セル１２に接する隔壁１６の表面、および、出側セル１４に接する隔壁１６の表面には設けられていない（ただし、非意図的に触媒層２０の一部が隔壁１６の表面へ残留するような場合を許容し得る）。言い換えれば、Ｃ部２０ｃでは、隔壁１６の内部に存在する金属触媒の割合が、概ね５０質量％以上、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。Ｃ部２０ｃは、ここでは隔壁１６の内部のみに設けられている。
【００４１】
Ｃ部２０ｃは、排ガス流出側の端部１５からＸ方向に延びている。Ｃ部２０ｃのＸ方向の一端は、排ガス流出側の端部１５に接している。Ｃ部２０ｃのＸ方向の長さＬｃは特に限定されないが、隔壁１６のＸ方向の全長をＬｗとしたときに、Ｌｗの概ね１％以上、好ましくは１０％以上、より好ましくは２８％以上であるとよい。このことにより、排ガス浄化性能の向上と圧損の低減とを高いレベルでバランスすることができる。また、Ｌｃは、Ｌｗの概ね７３％（３／４）以下、好ましくは６６％（２／３）以下、より好ましくは６１％以下であるとよい。このことにより、ここに開示される技術の効果をより良く発揮することができる。また、暖機性や保温性をより良く向上する観点からは、Ｌｃ≦Ｌａを満たすことが好ましい。また、圧損をより良く低減する観点からは、Ｌｃ≧Ｌａを満たすことが好ましい。
【００４２】
Ｃ部２０ｃの厚み、すなわちＹ方向の長さは特に限定されないが、隔壁１６の全体厚みをＴｗとしたときに、Ｔｗの概ね５０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上であるとよい。特には、隔壁１６の全体厚みＴｗと同じ厚みであるとよい。言い換えれば、Ｃ部２０ｃは、入側セル１２と出側セル１４とに接しているとよい。このことにより、排ガスと金属触媒との接触の機会をより良く増やして、排ガス浄化性能をより良く向上することができる。好適な一態様では、Ｃ部２０ｃの厚みがＡ部２０ａの厚みと同じである（作製誤差を許容し得る）。これにより、隔壁１６の内部に流入される排ガスの量をＸ方向においてより良く均質化することができる。したがって、触媒層２０の全体を有効に活用して、排ガス浄化性能をさらに高いレベルで向上することができる。
【００４３】
Ｃ部２０ｃのコート量は特に限定されない。好適な一態様では、暖機性や保温性を向上する観点から、Ｃ部２０ｃのコート量が、Ａ部２０ａのコート量よりも多い。Ｃ部２０ｃのコート量は、基材１１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３０ｇ／Ｌ以上、好ましくは５０ｇ／Ｌ以上、より好ましくは７０ｇ／Ｌ以上であるとよい。このことにより、暖機性や保温性をより良く向上することができる。他の好適な一態様では、圧損を低減する観点から、Ｃ部２０ｃのコート量が、Ａ部２０ａのコート量よりも少ない。Ｃ部２０ｃのコート量は、基材１１の体積１Ｌ当たりについて、概ね２００ｇ／Ｌ以下、好ましくは１４０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１２０ｇ／Ｌ以下、例えば１００ｇ／Ｌ以下であるとよい。このことにより、排ガス浄化性能の向上と圧損の低減とを高いレベルでバランスすることができる。
【００４４】
Ｃ部２０ｃに含まれる金属触媒の種類は特に限定されず、上記例示したものの中から適宜用いることができる。Ｃ部２０ｃの金属触媒は、Ａ部２０ａの金属触媒と同じ金属種を含んでもよく、異なる金属種を含んでもよい。好適な一態様では、Ｃ部２０ｃにＡ部２０ａとは異なる金属種を含む。例えば、一方に還元活性が高い金属種（例えばロジウム）を、もう一方に酸化活性が高い金属種（例えばパラジウムおよび白金のうちの少なくとも一方）を含む。このことにより、排ガス中の有害成分を一度に効率よく浄化することができる。他の好適な一態様では、Ｃ部２０ｃに還元活性の高いロジウム（Ｒｈ）を含む。このことにより、とりわけ高負荷時において、高い排ガス浄化性能を実現することができる。例えば排ガス中のＮＯｘを良好に浄化することができる。
【００４５】
Ｂ部２０ｂは、第１層２１ｂと、第２層２２ｂと、第３層２３ｂと、の３つの層を有している。第１層２１ｂと、第２層２２ｂと、第３層２３ｂとは、Ｙ方向に積層されている。第１層２１ｂは、入側セル１２に接する隔壁１６の表面に設けられている。第１層２１ｂは、Ｘ方向において、排ガス流入側の端部１３と封止部１２ａとからそれぞれ離間されている。第２層２２ｂは、隔壁１６の内部に設けられている。第３層２３ｂは、出側セル１４に接する隔壁１６の表面に設けられている。第３層２３ｂは、Ｘ方向において、排ガス流出側の端部１５と封止部１４ａとからそれぞれ離間されている。
【００４６】
Ｂ部２０ｂは、Ａ部２０ａとＣ部２０ｃとの間で、Ｘ方向に延びている。Ｂ部２０ｂは、Ｘ方向において、一端がＡ部２０ａに接し、他端がＣ部２０ｃに接している。Ｂ部の始端（すなわち、Ａ部２０ａに近い側の端部）の位置は特に限定されないが、隔壁１６のＸ方向の全長をＬｗとしたときに、排ガス流入側の端部１３からＬｗの概ね５％以上、好ましくは１０％以上であって、概ね５０％以下、好ましくは４０％以下の位置に配置されているとよい。このことにより、保温性や暖機性の向上と圧損の低減とをより高いレベルでバランスすることができる。
【００４７】
Ｂ部２０ｂのＸ方向の長さＬｂは特に限定されないが、隔壁１６のＸ方向の全長をＬｗとしたときに、Ｌｗの概ね１％以上、典型的には１０％以上、好ましくは１５％以上、より好ましくは２１％以上であるとよい。このことにより、保温性や暖機性の向上と圧損の低減とを高いレベルでバランスすることができる。また、Ｌｂは、Ｌｗの概ね７３％（３／４）以下、典型的には６６％（２／３）以下、好ましくは５６％以下、より好ましくは５１％以下であるとよい。このことにより、ここに開示される技術の効果をより良く発揮することができる。
【００４８】
また、暖機性や保温性をより良く向上する観点からは、Ｌｃ≦Ｌａ＋Ｌｂを満たすことが好ましい。また、圧損をより良く低減する観点からは、Ｌｃ≧Ｌａ＋Ｌｂを満たすことが好ましい。他の好適な一態様では、Ｌｂ＋Ｌｃが、Ｌｗの概ね４０％以上、好ましくは６０％以上であって、概ね９０％以下を占める。これにより、ここに開示される技術の効果をより良く発揮することができる。
【００４９】
隔壁１６の内部に設けられている第２層２２ｂの厚み、すなわちＹ方向の長さは特に限定されないが、隔壁１６の全体厚みをＴｗとしたときに、Ａ部２０ａやＣ部２０ｃと同様に、Ｔｗの概ね５０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上であるとよい。特には、隔壁１６の全体厚みＴｗと同じ厚みであるとよい。このことにより、排ガスと金属触媒との接触の機会をより良く増やして、排ガス浄化性能をより良く向上することができる。また、第２層２２ｂの厚みは、Ａ部２０ａの厚みおよびＣ部２０ｃの厚みと同じであるとよい（作製誤差を許容し得る）。また、隔壁１６の表面に設けられている第１層２１ｂの厚みと第３層２３ｂの厚みとは、典型的には同じである（作製誤差を許容し得る）。第１層２１ｂの厚みと第３層２３ｂの厚みとは、典型的には第２層２２ｂの厚みよりも小さい。
【００５０】
Ｂ部２０ｂのコート量は、典型的には、Ａ部２０ａのコート量とＣ部２０ｃのコート量との和で表される。Ｂ部２０ｂのコート量は特に限定されないが、基材１１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以上、好ましくは１４５ｇ／Ｌ以上、例えば１６５ｇ／Ｌ以上であるとよい。このことにより、排ガス浄化性能や暖機性をより良く向上することができる。また、基材１１の体積１Ｌ当たりについて、概ね２５０ｇ／Ｌ以下、好ましくは２３５ｇ／Ｌ以下、例えば２１５ｇ／Ｌ以下であるとよい。このことにより、排ガス浄化性能の向上と圧損の低減とを高いレベルでバランスすることができる。また、第１層２１ｂのコート量と第３層２３ｂのコート量とは、典型的には同じである。暖機性や保温性をより良く向上する観点からは、次の関係：第１層２１ｂのコート量＝第３層２３ｂのコート量≦第２層２２ｂのコート量；を満たすことが好ましい。
【００５１】
Ｂ部２０ｂに含まれる金属触媒の種類は特に限定されず、上記例示したものの中から適宜用いることができる。第１層２１ｂと、第２層２２ｂと、第３層２３ｂとは、同じ金属種を含んでもよく、異なる金属種を含んでもよい。典型的には、第１層２１ｂと第３層２３ｂとが同じ金属種を含む。また、第１層２１ｂおよび第３層２３ｂが、第２層２２ｂと異なる金属種を含む。例えば、第２層２２ｂは、第１層２１ｂおよび第３層２３ｂと同じ金属種を含まない。また、第２層２２ｂは、Ａ部２０ａおよびＣ部２０ｃのうちの少なくとも一方と異なる金属種を含む。このことにより、金属の粒成長（シンタリング）を抑制して、高耐久なＧＰＦ１０を実現することができる。好適な一態様では、第１層２１ｂに還元活性の高いロジウム（Ｒｈ）を含む。このことにより、通常時、例えば低負荷時〜中負荷時において、高い排ガス浄化性能を実現することができる。
【００５２】
なお、ＧＰＦ１０は、従来と同様の方法で製造し得る。一具体例では、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、それぞれ、相互に異なる金属触媒（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。第２スラリーは、第１スラリーよりも隔壁１６の細孔内に進入し難いように調製されていてもよい。一例では、担体の平均粒径を、第１スラリー＜第２スラリーとしてもよい。他の一例では、スラリーの粘度を、第１スラリー＜第２スラリーとしてもよい。
【００５３】
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（Ｌａ＋Ｌｂ）の長さまで入側セル１２内に供給する。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との間に第１の圧力差を生じさせる。このことによって、（Ｌａ＋Ｌｂ）の長さの範囲において、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。なお、スラリーの供給方法は、ここでは吸引法を採用しているが、これには限定されず、例えば、加圧法、浸漬法などであってもよい。また、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、Ｘ方向の長さＬａのＡ部２０ａと、Ｘ方向の長さＬｂの第２層２２ｂとを、隔壁１６の内部に同時に形成し得る。
【００５４】
次に、入側セル１２の側から吸引して、入側セル１２と出側セル１４との間に第２の圧力差を生じさせる。第２の圧力差は、第１の圧力差よりも小さくてもよい。この状態で、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に流入させる。入側セル１２の側から吸引した状態で第２スラリーを出側セル１４に供給することで、第２スラリーは隔壁１６の細孔内を排ガス流出側の端部１５の側からＸ方向に進む。このことによって、Ｌｃの長さの範囲において、隔壁１６の細孔内に第２スラリーを行き渡らせる。第２スラリーは、隔壁１６の細孔内をさらにＸ方向に直進し、やがて第２層２２ｂの形成された部分に到達する。しかし、第２層２２ｂの部分では、すでに第１スラリーが隔壁１６の細孔内に行き渡って、細孔径が小さくなっている。このため、第２スラリーは隔壁１６の細孔内に侵入することが困難となり、上記形成された第２層２２ｂを挟み込むようにして、隔壁１６の外部に堆積する。次に、第２スラリーを付与した基材１１を再び所定の温度および時間で乾燥、焼成する。これにより、Ｘ方向の長さＬｃのＣ部２０ｃを隔壁１６の内部に形成し得る。また、第２層２２ｂの入側セル１２の側の表面、すなわち入側セル１２に接する隔壁１６の表面、および、第２層２２ｂの出側セル１４の側の表面、すなわち出側セル１４に接する隔壁１６の表面に、それぞれ、第１層２１ｂと第３層２３ｂとを形成し得る。
【００５５】
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、排ガス流入側の開口された端部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を通って、出側セル１４に到達する。隔壁１６の内部および表面には、触媒層２０が設けられている。排ガスが触媒層２０を通過する間に、排ガス中の有害成分は効率的に浄化される。出側セル１４に到達した排ガスは、有害成分が取り除かれた状態で、排ガス流出側の端部１５からＧＰＦ１０の外部へと排出される。
【００５６】
これについてより詳しく説明すると、通常時（低負荷〜中負荷時）には、Ｂ部２０ｂの隔壁１６の部分でガス透過性が低くなり、排ガスが流れ難くなる。言い換えれば、入側セル１２に流入した排ガスは、Ｂ部２０ｂよりも排ガス流入側の端部１３に近い隔壁１６の部分、または、Ｂ部２０ｂよりも排ガス流出側の端部１５に近い隔壁１６の部分を優先的に流れるようになる。そして、例えば排ガスが排ガス流入側の端部１３に近い隔壁１６の部分を通る場合は、まず隔壁１６の内部に設けられたＡ部２０ａで隔壁１６の内部の触媒層と接触し、次にＢ部２０ｂで出側セル１４に接する隔壁１６の表面に設けられた触媒層２３ｂと接触する。また、例えば排ガスが、排ガス流出側の端部１５に近い隔壁１６の部分を通る場合は、まずＢ部２０ｂで入側セル１２に接する隔壁１６の表面に設けられた触媒層２１ｂと接触し、次にＣ部２０ｃで隔壁１６の内部の触媒層と接触する。さらに、高負荷時には、排ガスがＢ部２０ｂの隔壁１６の部分も流れることが考えられるが、排ガスがＢ部２０ｂにおいて隔壁１６の部分を通る場合は、排ガスが、Ｂ部２０ｂの入側セル１２に接する隔壁１６の表面の触媒層２１ｂ、隔壁１６の内部に設けられた触媒層２２ｂ、出側セル１４に接する隔壁１６の表面に設けられた触媒層２３ｂの順に、触媒層と接触する。このように、ＧＰＦ１０によれば、排ガスがいずれの隔壁１６の部分を通る場合にも触媒層が有効に活用され、効率的に排ガスを浄化することができる。
【００５７】
ここに開示されるＧＰＦ１０は、種々の内燃機関、例えば自動車のガソリンエンジンやディーゼルエンジンに好適に用いることができる。好適な一態様において、ＧＰＦ１０は、暖機性や保温性といった低温活性に優れる。近年は環境意識の高まりや社会の省エネ志向によって、ハイブリッドエンジンやアイドリングストップなど、省エネ機構を搭載したエコカーの普及が進んでいる。このような省エネ機構を搭載したエコカーは、運転中或いは信号待ちなどの一時停止中に、エンジンが頻繁に起動・停止を繰り返す。そのため、エンジンの起動・停止に伴って排ガスの温度が不安定となったり、排ガスの温度が一時的に触媒活性温度を下回ったりすることがある。低温活性に優れたＧＰＦ１０は、このようなエコカーで殊に好ましく用いることができる。
【００５８】
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。
【００５９】
≪試験例（１）−１：触媒層の配置についての検討≫
比較例１として、図４に示すような構成の排ガス浄化用触媒３０を作製した。すなわち、Ａ１部，Ｂ１部，Ｃ１部共に隔壁内部のみに触媒層を備えた排ガス浄化用触媒３０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基材１１（コージェライト製、体積：１．３Ｌ）を用意した。次に、硝酸ロジウム（Ｒｈ（ＮＯ３）３）と、アルミナ粉末（γ−Ａｌ２Ｏ３）と、ＺＣ複合酸化物（ＺｒＯ２−ＣｅＯ２）粉末と、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）と、Ａｌ２Ｏ３系バインダとをイオン交換水中で混合して、Ｒｈスラリーを調製した。また、硝酸パラジウム（Ｐｄ（ＮＯ３）２）と、アルミナ粉末と、ＺＣ複合酸化物粉末と、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）と、Ａｌ２Ｏ３系バインダとをイオン交換水中で混合して、Ｐｄスラリーを調製した。
【００６０】
次に、上記調製したＲｈ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の全長の７０％にあたる部分に供給して、隔壁１６の内部にコートした。なお、基材１１の体積あたりのＲｈスラリーのコート量は９０ｇ／Ｌとした。次に、上記調製したＰｄ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の全長の５５％にあたる部分に供給して、隔壁１６の内部にコートした。なお、基材１１の体積あたりのＰｄスラリーのコート量は５５ｇ／Ｌとした。Ｘ方向の中途部分では、隔壁１６の全長の２５％の長さにおいて、ＲｈスラリーとＰｄスラリーとが隔壁１６の内部に混在している。この状態で、基材１１を乾燥および焼成した。これにより、Ｘ方向のコート幅Ｌａ１が隔壁１６の全長の４５％であるＡ１部３０ａ（コート量９０ｇ／Ｌ）と、Ｘ方向のコート幅Ｌｂ１が隔壁１６の全長の２５％であるＢ１部３０ｂ（コート量１４５ｇ／Ｌ）と、Ｘ方向のコート幅Ｌｃ１が隔壁１６の全長の３０％であるＣ１部３０ｃ（コート量５５ｇ／Ｌ）とで構成された触媒層を備える排ガス浄化用触媒３０を作製した。
【００６１】
また、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。すなわち、Ａ部，Ｃ部では隔壁内部のみに触媒層を備え、Ｂ部では隔壁内部および表面に触媒層を備えた排ガス浄化用触媒を作製した。具体的には、先ず、比較例１に準じて、ＲｈスラリーとＰｄスラリーとを調製した。次に、比較例１と同様にして、上記調製したＲｈスラリーを排ガス流入側の端部１３から流入させ、Ｘ方向に沿って隔壁１６の全長の７０％にあたる部分に供給して、隔壁１６の内部にコートした後、乾燥および焼成した。これにより、Ａ部２０ａと第２層２２ｂとを、隔壁１６の内部に形成した。次に、上記調製したＰｄスラリーを排ガス流出側の端部１５から流入させ、Ｘ方向に沿って隔壁１６の全長の５５％にあたる部分に供給して、隔壁１６の内部および表面にコートし、乾燥および焼成した。Ｘ方向の中途部分では、隔壁１６の全長の２５％の長さにおいて、Ｐｄスラリーが隔壁１６の壁面の表面に堆積している。これにより、入側セル１２に接する隔壁１６の表面に設けられている第１層２１ｂと、隔壁１６の内部に設けられている第２層２２ｂと、出側セル１４に接する隔壁１６の表面に設けられている第３層２３ｂとで構成されたＢ部２０ｂを備える排ガス浄化用触媒を作製した。比較例１と例１の触媒層の仕様を、表１にまとめる。
【００６２】
【表１】
0006445228.tif 000002
【００６３】
（加速耐久試験）
各例の排ガス浄化用触媒について、１６万ｋｍ相当の加速耐久試験を行った。具体的には、各例の排ガス浄化用触媒を排気量４．６Ｌのエンジンベンチの排気経路に設置し、エンジンを稼働させ、触媒床温度１０００℃で４６時間保持した。
【００６４】
（排ガス浄化性能の評価）
上記耐久試験終了後の排ガス浄化用触媒について、排ガスの浄化性能を評価した。具体的には、先ず、各例の排ガス浄化用触媒をエンジンベンチ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２００℃から昇温速度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ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの各成分の浄化率を連続的に測定して、各成分の浄化率が５０％に達したときの触媒入ガス温度（５０％浄化達成温度）をそれぞれ評価した。結果を図５に示す。なお、図５は、比較例１におけるＨＣの５０％浄化達成温度を「基準（１．００）」としたときの相対値で表している。数値は、小数点第２位以下を四捨五入している。この値が小さいほど浄化性能が良好なことを表している。
【００６５】
図５に示すように、例１は、比較例１に比べて、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの各成分の５０％浄化達成温度がいずれも低かった。このことから、排ガス浄化の観点からはここに開示される技術の構成、すなわち、Ｂ部では隔壁内部と隔壁表面とにそれぞれ触媒層を備える構成がより優位であると言える。
【００６６】
≪試験例（１）−２：触媒層の配置についての検討≫
比較例２として、図６に示すような構成の排ガス浄化用触媒４０を作製した。すなわち、Ａ２部において、隔壁１６の表面に触媒層４０ａを備え、Ｂ２部において、隔壁１６の片側の表面と内部とに触媒層４０ｂを備え、Ｃ２部において、隔壁１６の内部に触媒層４０ｃを備えた排ガス浄化用触媒４０を作製した。具体的には、先ず、試験例（１）−１に準じて、ＲｈスラリーとＰｄスラリーとを調製した。次に、比較例１と同様にして、上記調製したＰｄスラリーを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の全長の７０％にあたる部分に供給して、隔壁１６の内部にコートした後、乾燥および焼成した。なお、基材１１の体積あたりのＰｄスラリーのコート量は８０ｇ／Ｌとした。次に、上記調製したＲｈスラリーを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の全長の７０％にあたる部分に供給して、入側セル１２に接する隔壁１６の表面にコートした。なお、基材１１の体積あたりのＲｈスラリーのコート量は１３５ｇ／Ｌとした。Ｘ方向の中途部分では、隔壁１６の全長の４０％の長さにおいて、隔壁１６の内部のＰｄスラリーと、隔壁１６の表面のＲｈスラリーとが重なっている。この状態で、基材１１を乾燥および焼成した。これにより、Ｘ方向のコート幅Ｌａ２が隔壁１６の全長の３０％であるＡ２部４０ａ（コート量１３５ｇ／Ｌ）と、Ｘ方向のコート幅Ｌｂ２が隔壁１６の全長の４０％であるＢ２部４０ｂ（コート量２１５ｇ／Ｌ）と、Ｘ方向のコート幅Ｌｃ２が隔壁１６の全長の３０％であるＣ２部４０ｃ（コート量８０ｇ／Ｌ）とで構成された触媒層を備える排ガス浄化用触媒４０を作製した。
【００６７】
また、例２として、ＲｈスラリーおよびＰｄスラリーのコート量とコート幅Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃとが比較例２と同じになるように変更したこと以外は、上記例１と同様に、排ガス浄化用触媒を作製した。比較例２と例２の触媒層の仕様を、表２にまとめる。
【００６８】
【表２】
0006445228.tif 000003
【００６９】
そして、試験例（１）−１と同様にして、排ガス浄化性能を評価した。結果を図７に示す。なお、図７は、比較例２におけるＨＣの５０％浄化達成温度を「基準（１．００）」としたときの相対値で表している。
【００７０】
図７に示すように、例２は、比較例２に比べて、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの各成分の５０％浄化達成温度がいずれも低かった。このことから、排ガス浄化の観点からはここに開示される技術の構成、すなわち、Ａ部では隔壁内部に触媒層を備え、かつ、Ｂ部では隔壁内部および隔壁の入側表面と出側表面とにそれぞれ触媒層を備える構成がより優位であると言える。
【００７１】
≪試験例（２）−１：Ａ部のＸ方向の長さについての検討≫
体積が１．７Ｌの基材１１を使用し、Ｒｈスラリーのコート量を１００ｇ／Ｌとし、Ｐｄスラリーのコート量を９５ｇ／ｇとし、かつ、Ａ部２０ａ，Ｂ部２０ｂ，Ｃ部２０ｃのＸ方向のコート幅Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃを、表３に示すように変更したこと以外は例２と同様に、例Ａ〜Ｄの排ガス浄化用触媒を作製した。また、各スラリーのコート量と、Ａ部２０ａ，Ｂ部２０ｂ，Ｃ部２０ｃのＸ方向のコート幅Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃとを例Ｃと同じように変更したこと以外は比較例１と同様にして、比較例３の排ガス浄化用触媒を作製した。比較例３と例Ａ〜Ｄの触媒層の仕様を、表３にまとめる。
【００７２】
【表３】
0006445228.tif 000004
【００７３】
（暖機性の評価）
上記した試験例（１）−１と同様に耐久試験を実施し、耐久試験終了後の排ガス浄化用触媒について暖機性を評価した。具体的には、先ず、各例の排ガス浄化用触媒をエンジンベンチ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５０℃から５００℃まで一気に上昇させた。そして、入ガス濃度と出ガス濃度との比からＨＣの５０％浄化達成時間を測定した。結果を図８に示す。なお、図８は、例Ａの結果を「基準（１．０００）」としたときの相対値で表している。この値が小さいほど暖機性が良好なことを表している。
【００７４】
図８に示すように、Ａ部のＸ方向の長さが短いほど、言い換えれば、Ｂ部の始端の位置が排ガス流入側の端部に近いほど、暖機性が良好だった。したがって、暖機性の観点からは、以下の何れか：Ａ部のＸ方向の長さが、隔壁の全長の１０％以上４０％以下である；Ｂ部の一端が、排ガス流入側の端部から隔壁の全長の１０％以上４０％以下の位置にある；を満たす構成がより優位であると言える。
【００７５】
（圧損の評価）
上記作製した排ガス浄化用触媒について、圧損上昇率を評価した。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、７ｍ３／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、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。結果を図９に示す。なお、図９は、例Ａの結果を「基準（１．０００）」としたときの相対値で表している。この値が小さいほど圧損の上昇が小さく抑えられていることを表している。
【００７６】
図９に示すように、Ｂ部のＸ方向の長さが短いほど、圧損は小さく抑えられていた。したがって、圧損を低減する観点からは、Ｂ部のＸ方向の長さが隔壁の全長の５１％以下であることが好ましいと言える。
【００７７】
≪試験例（２）−２：Ｂ部のＸ方向の長さについての検討≫
Ａ部２０ａ，Ｂ部２０ｂ，Ｃ部２０ｃのＸ方向のコート幅Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃを、表４に示すように変更したこと以外は例Ｃと同様に、例Ｅ〜Ｉの排ガス浄化用触媒を作製した。また、各スラリーのコート量と、Ａ部２０ａ，Ｂ部２０ｂ，Ｃ部２０ｃのＸ方向のコート幅Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃとを例Ｇと同じように変更したこと以外は比較例１と同様にして、比較例４の排ガス浄化用触媒を作製した。比較例４と例Ｅ〜Ｉの触媒層の仕様を、表４にまとめる。
【００７８】
【表４】
0006445228.tif 000005
【００７９】
そして、試験例（２）−１と同様に、暖機性と圧損を評価した。結果を図１０、図１１に示す。なお、図１０，１１は、例Ｅの結果を「基準（１．０００）」としたときの相対値で表している。
【００８０】
図１０に示すように、Ｂ部のＸ方向の長さが所定の範囲にあると、言い換えれば、（Ａ部のＸ方向の長さ＋Ｃ部のＸ方向の長さ）が所定の範囲にあると、暖機性が良好だった。この理由は定かではないが、隔壁の延伸方向に対して排ガスの流入量の偏りが低減されて、触媒層全体を有効に活用できたことが考えられる。また、図１１に示すように、Ｂ部のＸ方向の長さが隔壁の全長の５６％となると、圧損は急激に上昇した。したがって、暖機性を向上し、かつ、圧損を低減する観点からは、以下の何れか：Ｂ部のＸ方向の長さが、隔壁の全長の１５％以上５１％以下（より好ましくは１５％以上４０％以下）である；（Ａ部のＸ方向の長さ＋Ｃ部のＸ方向の長さ）が、隔壁の全長の４９％以上８５％以下（より好ましくは６０％以上８５％以下）である；を満たす構成がより優位であると言える。
【００８１】
≪試験例（２）−３：Ｂ部のコート量についての検討≫
Ａ部２０ａ，Ｂ部２０ｂ，Ｃ部２０ｃのコート量を表５に示すように変更したこと以外は例Ｇと同様に、例Ｊ〜Ｍの排ガス浄化用触媒を作製した。また、各スラリーのコート量と、Ａ部２０ａ，Ｂ部２０ｂ，Ｃ部２０ｃのＸ方向のコート幅Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃとを例Ｌと同じように変更したこと以外は比較例１と同様にして、比較例５の排ガス浄化用触媒を作製した。比較例５と例Ｊ〜Ｍの触媒層の仕様を、表５にまとめる。
【００８２】
【表５】
0006445228.tif 000006
【００８３】
そして、試験例（２）−１と同様に、暖機性を評価した。結果を図１２に示す。なお、図１２は、例Ｋの結果を「基準（１．０００）」としたときの相対値で表している。図１２に示すように、Ｂ部のコート量が多いほど暖機性が良好だった。したがって、暖機性の観点からは、Ｂ部のコート量が１４５ｇ／Ｌ以上、例えば１６５ｇ／Ｌ以上であることが好ましいと言える。また、今回使用した基材１１では、Ｃ部のコート量が１４０ｇ／Ｌを超えると、Ｃ部においてスラリーが隔壁内部からはみ出すことがあった。したがって、Ａ部やＣ部のコート量の上限は、基材の性状に基づいて決定することが必要である。
【００８４】
≪試験例（２）−４：Ａ部のコート量についての検討１≫
Ａ部２０ａ，Ｂ部２０ｂ，Ｃ部２０ｃのコート量を表６に示すように変更したこと以外は例Ｇと同様に、例Ｎ〜Ｒの排ガス浄化用触媒を作製した。また、各スラリーのコート量を表６に示すように変更し、かつ、Ａ部２０ａ，Ｂ部２０ｂ，Ｃ部２０ｃのＸ方向のコート幅Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃを例Ｇと同様に変更したこと以外は比較例１と同様にして、比較例６の排ガス浄化用触媒を作製した。比較例６と例Ｎ〜Ｒの触媒層の仕様を、表６にまとめる。
【００８５】
【表６】
0006445228.tif 000007
【００８６】
そして、試験例（２）−１と同様に、暖機性を評価した。結果を図１３に示す。なお、図１３は、例Ｏの結果を「基準（１．０００）」としたときの相対値で表している。図１３に示すように、Ａ部のコート量が所定の範囲にある、および／または、Ｃ部のコート量がＡ部のコート量よりも多いときに、暖機性が良好だった。したがって、暖機性の観点からは、Ａ部のコート量が４５〜１００ｇ／Ｌである、および／または、Ｃ部のコート量がＡ部のコート量よりも多いことが好ましいと言える。また、今回使用した基材１１では、Ｂ部のコート量が１４５ｇ／Ｌ未満であると、Ｂ部においてスラリーが隔壁内部に収まってしまい、隔壁の表面に堆積しないことがあった。したがって、Ｂ部のコート量の下限は、基材の性状に基づいて決定することが必要である。
【００８７】
≪試験例（３）：触媒の金属種についての検討１≫
Ｒｈスラリーのコート量を９５ｇ／Ｌとし、Ｐｄスラリーのコート量を１２０ｇ／ｇとし、かつ、金属触媒を表７のように変更したこと以外は例Ｇと同様に、例Ｓ，Ｔの排ガス浄化用触媒を作製した。例Ｓ，Ｔの触媒層の仕様を、表７にまとめる。
【００８８】
【表７】
0006445228.tif 000008
【００８９】
（高負荷時の排ガス浄化性能の評価）
上記した試験例（１）−１と同様に耐久試験を実施し、耐久試験終了後の排ガス浄化用触媒について高負荷時の排ガス浄化性能を評価した。具体的には、先ず、各例の排ガス浄化用触媒を排気量２．０Ｌのターボチャージャー付の自動車の排気経路に配置した。次に、ＷＬＴＣ（Worldwide harmonized Light duty Test Cycle）モードを走行し、高負荷領域（Ｅｘ−Ｈ、Ｐｈａｓｅ４）におけるＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの各成分の排出量（ｍｇ／ｍｉｌｅ）を測定した。
【００９０】
結果を表８に示す。なお、表８は、例Ｓの結果を「基準（１．０００）」としたときの相対値で表している。表８に示す通り、排ガス流出側の端部に近いＣ部にＲｈを備えることで、高負荷時に高い浄化性能が得られた。この理由としては、高負荷時には排ガスがＣ部を流れやすくなり、排ガスとＲｈとの接触の機会が増えたことが考えられる。したがって、高負荷時の浄化性能を重視すると、Ｃ部にＲｈを備える構成が好ましいと言える。
【００９１】
また、試験例（２）−１と同様に、暖機性を評価した。結果を表８に示す。なお、表８は、例Ｔの結果を「基準（１．０００）」としたときの相対値で表している。表８に示す通り、排ガス流入側の端部に近いＡ部にＰｄを備えることで、暖機性向上の効果があった。この理由としては、触媒活性温度よりも低温の排気ガスが流れてきた際に、排ガス流入側の端部でＨＣやＣＯの浄化反応が起こり、それによって生じた反応熱で触媒体全体が活性化したことが考えられる。したがって、暖機性を重視すると、Ａ部にＰｄを備える構成が好ましいと言える。
【００９２】
また、試験例（１）−１と同様に、排ガス浄化性能を評価した。結果を表８に示す。なお、表８は、例ＳにおけるＨＣの５０％浄化達成温度を「基準（１．００）」としたときの相対値で表している。表８に示す通り、排ガス流入側の端部に近いＡ部にＲｈを備えることで、低負荷〜中負荷時に高い浄化性能が得られた。この理由としては、低負荷〜中負荷時には排ガスがＡ部を流れやすくなり、排ガスとＲｈとの接触の機会が増えたことが考えられる。したがって、通常時の浄化性能を重視すると、Ａ部にＲｈを備える構成が好ましいと言える。
【００９３】
【表８】
0006445228.tif 000009
【００９４】
≪試験例（４）：触媒の金属種についての検討２≫
Ｒｈスラリーのコート量を９５ｇ／Ｌとし、Ｐｄスラリーのコート量を１２０ｇ／ｇとし、かつ、金属触媒を表９のように変更したこと以外は例Ｇと同様に、例Ｕ，Ｖの排ガス浄化用触媒を作製した。
【００９５】
【表９】
0006445228.tif 000010
【００９６】
そして、試験例（１）−１と同様にして、排ガス浄化性能を評価した。結果を表１０に示す。表１０は、例ＵにおけるＨＣの５０％浄化達成温度を「基準（１．０００）」としたときの相対値で表している。表１０に示す通り、Ｂ部の隔壁表面にＲｈを備えることで、低負荷〜中負荷時に高い浄化性能が得られた。この理由としては、低負荷〜中負荷時には排ガスがガス拡散によって入側セルまたは出側セル内に広がり易くなり、排ガスとＲｈとの接触の機会が増えたことが考えられる。したがって、通常時の浄化性能を重視すると、Ｂ部の隔壁表面にＲｈを備える構成が好ましいと言える。
【００９７】
【表１０】
0006445228.tif 000011
【００９８】
≪試験例（５）：Ａ部のコート量についての検討２≫
Ａ部２０ａ，Ｂ部２０ｂ，Ｃ部２０ｃのコート量を表１１に示すように変更したこと以外は例Ｇと同様に、例Ｗ，Ｘの排ガス浄化用触媒を作製した。
【００９９】
【表１１】
0006445228.tif 000012
【０１００】
そして、試験例（２）−１と同様に、圧損を評価した。結果を表１２に示す。表１２は、例Ｗの結果を「基準（１．０００）」としたときの相対値で表している。表１２に示す通り、Ｃ部のコート量がＡ部よりも少ない場合、相対的に圧損が低かった。したがって、圧損を低減する観点からは、Ｃ部のコート量がＡ部のコート量よりも少ないことが好ましいと言える。
【０１０１】
【表１２】
0006445228.tif 000013
【０１０２】
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。
【０１０３】
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】
【０１０４】
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  触媒層
【要約】
本発明により、ウォールフロー構造の基材１１と、触媒層２０と、を備える排ガス浄化用触媒１０が提供される。触媒層２０は、隔壁１６の内部に、排ガス流入側の端部１３から隔壁１６の延伸方向Ｘに沿って設けられているＡ部２０ａと、隔壁１６の内部に、排ガス流出側の端部１５から隔壁１６の延伸方向Ｘに沿って設けられているＣ部２０ｃと、隔壁１６の延伸方向ＸにおいてＡ部２０ａとＣ部２０ｃとの間に配置され、隔壁１６の入側セル１２に接する側の表面と、隔壁１６の内部と、隔壁１６の出側セル１４に接する側の表面と、にわたって設けられているＢ部２０ｂと、を備える。【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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