特許 7089932 触媒を担持するための担体及びその製造方法、並びに排気ガス浄化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-15

(45)【発行日】2022-06-23

(54)【発明の名称】触媒を担持するための担体及びその製造方法、並びに排気ガス浄化装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 35/02 20060101AFI20220616BHJP

   B01J 21/16 20060101ALI20220616BHJP

   B01J 37/02 20060101ALI20220616BHJP

   B01J 35/04 20060101ALI20220616BHJP

   B01J 32/00 20060101ALI20220616BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20220616BHJP

   F01N 3/08 20060101ALI20220616BHJP

   F01N 3/20 20060101ALI20220616BHJP

   F01N 3/28 20060101ALI20220616BHJP

【ＦＩ】

B01J35/02 G ZAB

B01J21/16 A

B01J37/02 301D

B01J35/04 301E

B01J32/00

B01D53/94 222

B01D53/94 245

B01D53/94 280

F01N3/08 C

F01N3/20 K

F01N3/28 301P

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2018080108

(22)【出願日】2018-04-18

(65)【公開番号】P2019188272

(43)【公開日】2019-10-31

【審査請求日】2020-12-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】511232282

【氏名又は名称】フォルシア システム デシャップマン

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】宮入 由紀夫

(72)【発明者】

【氏名】桝田 昌明

(72)【発明者】

【氏名】ジャン－ポール ブリュネル

【審査官】若土 雅之

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３３６５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２２６９０７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００７５１３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００３－１６４７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０２１１８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００１４７６５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５３／７３

５３／８６－５３／９０

５３／９４

５３／９６

Ｂ０１Ｊ ２１／００－３８／７４

Ｆ０１Ｎ ３／００

３／０２

３／０４－３／３８

９／００－１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１端部と前記第１端部とは反対側の第２端部を有し、前記第１及び第２端部の間を延びる複数のセルが設けられたセラミックス基材と、
前記セラミックス基材の前記複数のセルにおいて選択されたセルの個別の内部空間に導入された複数の金属粒子又は金属小片にして、当該複数の金属粒子又は金属小片は、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、インバー、又はスーパーインバーから成る金属粒子又は金属小片を含み、また前記選択されたセルの個数が、非選択のセルの個数未満である、複数の金属粒子又は金属小片と、
前記セラミックス基材の前記第１端部及び／又は第２端部において前記選択されたセルの開口端を個別に封止して前記選択されたセルへの触媒の流入を阻止する複数の封止部にして、各封止部が少なくともセラミックス材料を含む、複数の封止部を備え、
前記複数の金属粒子又は前記金属小片それぞれは、前記セルの開口幅以下のサイズを有し、磁界の変化に応じて発熱し、
次の（ｉ）～（ｉｉｉ）の少なくとも一つの条件が満足される：
（ｉ）前記複数の金属粒子又は金属小片は、前記セラミックス基材の前記第１端部と前記第２端部の間に亘って前記選択されたセルの個別の内部空間を充填する；
（ｉｉ）前記複数の金属粒子又は金属小片は、前記選択されたセルの個別の内部空間において固着材によりお互いに固着し、また前記セラミックス基材に対して固着する；
（ｉｉｉ）前記複数の金属粒子又は金属小片が分散したコーティング層が、前記選択されたセルを周囲するリブの内壁面上に形成される、触媒を担持するための担体。

【請求項2】

前記（ｉｉｉ）が満足される請求項１に記載の担体であって、
前記第１端部と前記第２端部の間を延びる前記セラミックス基材の延在方向に直交する断面において前記コーティング層が形成された少なくとも一つのセルに空隙が存在し、
前記断面における前記セルの面積に対する前記空隙の面積の比が２０％以上である、担体。

【請求項3】

前記断面における前記セルの面積に対する前記空隙の面積の比が５０％以上である、請求項２に記載の担体。

【請求項4】

前記複数の金属粒子又は金属小片は、１００μｍ以下の平均粒子サイズを有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の担体。

【請求項5】

前記セラミックス基材のセラミックス材料の熱膨張係数は、２×１０^-6／Ｋ以下である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の担体。

【請求項6】

前記金属粒子又は金属小片の金属材料の初透磁率は、５×１０^-5Ｈ／ｍ以上である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の担体。

【請求項7】

前記セラミックス基材は、酸化物系セラミックス材料を含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の担体。

【請求項8】

前記セルを画定するリブの厚みは、０．２ｍｍ以下である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の担体。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれか一項に記載の担体が触媒を担持した排気ガス浄化素子と、
前記排気ガス浄化素子の外周を螺旋状に周囲するコイル配線を備え、
前記排気ガス浄化素子の触媒担体において、前記複数の金属粒子又は金属小片が導入されたセル以外の１以上のセルに触媒が導入される、排気ガス浄化装置。

【請求項10】

第１端部と前記第１端部とは反対側の第２端部を有し、前記第１及び第２端部の間を延びる複数のセルが設けられたセラミックス基材を用意する工程と、
前記セラミックス基材の前記複数のセルにおいて選択されたセルの個別の内部空間に複数の金属粒子又は金属小片を導入する工程にして、前記複数の金属粒子又は金属小片は、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、インバー、又はスーパーインバーから成る金属粒子又は金属小片を含み、また前記選択されたセルの個数が、非選択のセルの個数未満である工程と、
前記選択されたセルへの触媒の流入を阻止するべく、各々が少なくともセラミックス材料を含む複数の封止部で前記セラミックス基材の前記第１端部及び／又は第２端部において前記選択されたセルの開口端を個別に封止する工程を含み、
前記複数の金属粒子又は前記金属小片それぞれは、磁界の変化に応じて発熱し、また前記セルの開口幅以下のサイズを有する、触媒を担持するための担体の製造方法。

【請求項11】

前記選択されたセルの個別の内部空間に前記複数の金属粒子又は金属小片を導入する工程は、前記選択されたセルの個別の内部空間に少なくとも金属粒子群又は金属小片群を含む粉体を充填する工程を含む、請求項１０に記載の担体の製造方法。

【請求項12】

前記選択されたセルの個別の内部空間に前記複数の金属粒子又は金属小片を導入する工程は、前記複数の金属粒子又は金属小片が分散媒に分散したスラリーを前記選択されたセルの個別の内部空間に導入する工程を含む、請求項１０に記載の担体の製造方法。

【請求項13】

前記スラリーは、少なくとも、前記複数の金属粒子又は金属小片、固着材の粉体、及び分散媒を含む、請求項１２に記載の担体の製造方法。

【請求項14】

前記選択されたセルそれぞれにおいて、その一方の開口端が前記封止部により封止され、
前記セルの他方の開口端から前記セルに前記スラリーを導入する時、前記セルに導入された前記スラリーの前記分散媒が少なくとも前記セルを周囲するリブを介して隣接するセルに流出し、前記スラリーの固形分が前記セル内に堆積する、請求項１２又は１３に記載の担体の製造方法。

【請求項15】

前記セラミックス基材の端面上に配置された被覆材に形成された孔を介して前記セル内に粘土を導入する工程と、前記粘土により一方の開口端が封止された状態の前記セラミックス基材を乾燥する工程により、前記選択されたセルそれぞれにおいて、その一方の開口端が前記封止部により封止される、請求項１４に記載の担体の製造方法。

【請求項16】

前記セラミックス基材の第１又は第２端部の端面を被覆材で被覆する工程と、
前記セルへの前記スラリーの流入を許容する孔を前記被覆材に形成する工程を更に含む、請求項１２又は１３に記載の担体の製造方法。

【請求項17】

前記スラリーの供給は、前記スラリーが前記被覆材の孔を介して前記セルから流出する時に終了する、請求項１６に記載の担体の製造方法。

【請求項18】

前記セルの内部空間に前記スラリーが導入された状態の前記セラミックス基材を乾燥し、前記セルを周囲するリブに前記スラリーの固形分を固着させる工程を更に含む、請求項１２乃至１７のいずれか一項に記載の担体の製造方法。

【請求項19】

前記スラリーの乾燥の後、非酸化雰囲気で前記セラミックス基材を熱処理する工程を更に含む、請求項１８に記載の担体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、触媒担体及びその製造方法、並びに排気ガス浄化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、担体の選択セルに金属ワイヤーを導入し、誘導加熱に基づいて担体を加熱する技術を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００２２８６８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

担体における選択セルへ金属ワイヤーを挿入する際、二輪車や四輪車といった移動体に実装される時に受ける振動の影響を低減するために金属ワイヤー径を大きくすることが検討されるが、このような大径化された金属ワイヤーを上手く選択セルに挿入することは容易ではない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係る触媒担体は、第１端部と前記第１端部とは反対側の第２端部を有し、前記第１及び第２端部の間を延びる複数のセルが設けられたセラミックス基材と、
前記セラミックス基材の前記複数のセルにおいて選択された１以上のセルの個別の内部空間に導入された複数の金属粒子又は金属小片を備え、
前記複数の金属粒子又は前記金属小片それぞれは、前記セルの開口幅以下のサイズを有し、磁界の変化に応じて発熱する。

【0006】

幾つかの場合、前記複数の金属粒子又は金属小片は、前記セルの個別の内部空間を少なくとも部分的に充填する金属粒子群又は金属小片群に含まれる。

【0007】

幾つかの場合、前記複数の金属粒子又は金属小片は、前記セルの個別の内部空間において固着材によりお互いに固着し、また前記セラミックス基材に対して固着する。

【0008】

幾つかの場合、前記複数の金属粒子又は金属小片が導入された前記セルの開口端を封止する封止部が前記第１端部及び／又は前記第２端部に設けられる。

【0009】

幾つかの場合、前記封止部は、前記複数の金属粒子又は金属小片が導入された前記セルへの触媒の流入を阻止する。

【0010】

幾つかの場合、前記封止部は、少なくともセラミックス材料を含む。

【0011】

幾つかの場合、前記複数の金属粒子又は金属小片は、前記セルを周囲するリブの内壁面上に形成されたコーティング層に含まれる。

【0012】

幾つかの場合、前記コーティング層は、前記複数の金属粒子又は金属小片が分散した固着材を含む。

【0013】

幾つかの場合、前記コーティング層が導入された前記セルの開口端を封止する封止部が前記第１端部及び／又は前記第２端部に設けられる。

【0014】

幾つかの場合、前記封止部は、前記複数の金属粒子又は金属小片が導入された前記セルへの触媒の流入を阻止する。

【0015】

幾つかの場合、前記第１端部と前記第２端部の間を延びる前記セラミックス基材の延在方向に直交する断面において前記コーティング層が形成された少なくとも一つのセルに空隙が存在し、
前記断面における前記セルの面積に対する前記空隙の面積の比が２０％以上である。

【0016】

幾つかの場合、前記断面における前記セルの面積に対する前記空隙の面積の比が５０％以上である。

【0017】

幾つかの場合、前記複数の金属粒子又は金属小片は、フェライト系ステンレス鋼の金属粒子又は金属小片を含む。

【0018】

幾つかの場合、前記複数の金属粒子又は金属小片は、オーステナイト系ステンレス鋼の金属粒子又は金属小片を含む。

【0019】

幾つかの場合、前記複数の金属粒子又は金属小片は、１００μｍ以下の平均粒子サイズを有する。

【0020】

幾つかの場合、前記セラミックス基材のセラミックス材料の熱膨張係数は、２×１０^-6／Ｋ以下である。

【0021】

幾つかの場合、前記金属粒子又は金属小片の金属材料の初透磁率は、５×１０^-5Ｈ／ｍ以上である。

【0022】

幾つかの場合、前記セラミックス基材は、酸化物系セラミックス材料を含む。

【0023】

幾つかの場合、前記リブの厚みは、０．２ｍｍ以下である。

【0024】

本開示の一態様に係る排気ガス浄化装置は、上記触媒担体が触媒を担持した排気ガス浄化素子と、
前記排気ガス浄化素子の外周を螺旋状に周囲するコイル配線を備え、
前記排気ガス浄化素子の触媒担体において、前記複数の金属粒子又は金属小片が導入されたセル以外の１以上のセルに触媒が導入される。

【0025】

本開示の一態様に係る触媒担体の製造方法は、第１端部と前記第１端部とは反対側の第２端部を有し、前記第１及び第２端部の間を延びる複数のセルが設けられたセラミックス基材を用意する工程と、
前記セラミックス基材の前記複数のセルにおいて選択された１以上のセルの個別の内部空間に複数の金属粒子又は金属小片を導入する工程を含み、
前記複数の金属粒子又は前記金属小片それぞれは、磁界の変化に応じて発熱し、また前記セルの開口幅以下のサイズを有する。

【0026】

幾つかの場合、前記１以上のセルの個別の内部空間に前記複数の金属粒子又は金属小片を導入する工程は、前記セルの内部空間に少なくとも金属粒子群又は金属小片群を含む粉体を充填する工程を含む。

【0027】

幾つかの場合、前記金属粒子群又は金属小片群が充填されるべき前記セルの開口端を封止材で封止する工程を更に含む。

【0028】

幾つかの場合、前記封止材は、少なくともセラミックス材料を含む。

【0029】

幾つかの場合、前記１以上のセルの個別の内部空間に前記複数の金属粒子又は金属小片を導入する工程は、前記複数の金属粒子又は金属小片が分散媒に分散したスラリーを前記セルの内部空間に導入する工程を含む。

【0030】

幾つかの場合、前記スラリーは、少なくとも、前記複数の金属粒子又は金属小片、固着材の粉体、及び分散媒を含む。

【0031】

幾つかの場合、触媒担体の製造方法は、前記スラリーが導入されるべき前記セルの一方の開口端を封止部により封止する工程を更に含み、
前記セルの他方の開口端から前記セルに前記スラリーを導入する時、前記セルに導入された前記スラリーの前記分散媒が少なくとも前記セルを周囲するリブを介して隣接するセルに流出し、前記スラリーの固形分が前記セル内に堆積する。

【0032】

幾つかの場合、前記スラリーが導入されるべき前記セルの一方の開口端を封止部により封止する工程は、前記セラミックス基材の端面上に配置された被覆材に形成された孔を介して前記セル内に粘土を導入する工程と、前記粘土により一方の開口端が封止された状態の前記セラミックス基材を乾燥する工程を含む。

【0033】

幾つかの場合、触媒担体の製造方法は、前記セラミックス基材の第１又は第２端部の端面を被覆材で被覆する工程と、
前記セルへの前記スラリーの流入を許容する孔を前記被覆材に形成する工程を更に含む。

【0034】

幾つかの場合、前記スラリーの供給は、前記スラリーが前記被覆材の孔を介して前記セルから流出する時に終了する。

【0035】

幾つかの場合、触媒担体の製造方法は、前記セルの内部空間に前記スラリーが導入された状態の前記セラミックス基材を乾燥し、前記セルを周囲するリブに前記スラリーの固形分を固着させる工程を更に含む。

【0036】

幾つかの場合、触媒担体の製造方法は、前記スラリーの乾燥の後、非酸化雰囲気で前記セラミックス基材を熱処理する工程を更に含む。

【発明の効果】

【0037】

本開示の一態様によれば、金属ワイヤーの代替技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本開示の一態様に係る排気ガス浄化装置が組み込まれた排気ガス流路の概略図である。

【図2】本開示の一態様に係るセラミックス基材の概略的な斜視図であり、セラミックス基材の第１端部で開口したセル群の一部が破線円内に模式的に示される。

【図3】本開示の一態様に係る触媒担体のセラミックス基材の第１端部の正面模式図であり、選択セルにハッチングが付されている。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶに沿う概略的な断面図である。

【図5】図４のＶ－Ｖに沿う概略的な断面図である。

【図6】図４に示したセラミックス基材のセルに対して触媒が導入された状態を示す模式図である。

【図7】別態様に係る触媒担体の概略的な断面図であり、図３のＩＶ－ＩＶに沿う断面に対応する。

【図8】図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩに沿う概略的な断面図である。

【図9】セルに対して触媒が導入された状態を示す模式図である。

【図10】触媒担体の製造方法を示す概略的なフローチャートである。

【図11】触媒担体の製造方法を示す概略的なフローチャートである。

【図12】セラミックス基材の各端面上に被覆材が配置された状態を示す模式図である。

【図13】セラミックス基材の端面上の被覆材に選択的に孔が形成された状態を示す模式図である。

【図14】被覆材の孔を介してセラミックス基材の選択セルにスラリーを導入した状態を示す模式図である。

【図15】セラミックス基材のセルに触媒が導入された状態を示す模式図である。

【図16】被覆材の孔を介して粘土をセル内に導入して封止部を形成することを示す模式図である。

【図17】被覆材を除去した状態を示す模式図である。

【図18】選択セルの開口端から選択セル内にスラリーを導入し、固形分を選択的に選択セル内に堆積させることを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

以下、図１乃至図１８を参照しつつ、本発明の非限定の実施形態について説明する。当業者は、過剰説明を要せず、各実施形態及び／又は各特徴を組み合わせることができる。当業者は、この組み合わせによる相乗効果も理解可能である。実施形態間の重複説明は、原則的に省略する。参照図面は、発明の記述を主たる目的とするものであり、作図の便宜のために簡略化されている場合がある。本明細書で「幾つかの場合」という表現により明示される個別の特徴は、例えば、図面に開示された触媒担体及び／又は触媒担体の製造方法にのみ有効であるものではなく、他の様々な触媒担体及び／又は触媒担体の製造方法にも通用する普遍的な特徴として理解される。

【0040】

図１は、排気ガス浄化装置が組み込まれた排気ガス流路の概略図である。排気ガスの流路は、金属管２により定められる。金属管２の拡径部２ａに排気ガス浄化装置６が配置される。排気ガス浄化装置６は、触媒担体が触媒を担持した排気ガス浄化素子３、排気ガス浄化素子３の外周を螺旋状に周囲するコイル配線４、及び排気ガス浄化素子３及びコイル配線４を金属管２内に固定するための固定部材５を有する。排気ガス浄化素子３の触媒担体により担持された触媒は、例えば、貴金属系触媒又はこれら以外の触媒である。貴金属系触媒としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）といった貴金属をアルミナ細孔表面に担持し、セリア、ジルコニア等の助触媒を含む三元触媒や酸化触媒、又は、アルカリ土類金属と白金を窒素酸化物（ＮＯｘ）の吸蔵成分として含むＮＯｘ吸蔵還元触媒が例示される。貴金属を用いない触媒として、銅置換または鉄置換ゼオライトを含むＮＯｘ選択還元触媒等が例示される。

【0041】

本明細書においては、「排気ガス浄化素子に含まれる触媒担体」は、触媒を担持している触媒担体を意味する。しかしながら、本明細書においては、「触媒担体」が触媒を担持していることの明示がある場合を除き、「触媒担体」は、触媒を未だ担持していない触媒担体を意味する。触媒は、後述のように金属粒子又は金属小片８２が導入されたセラミックス基材９０のセル９３以外の１以上のセル９３内に導入される。

【0042】

コイル配線４は、排気ガス浄化素子３の外周に螺旋状に巻かれる。２以上のコイル配線４が用いられる形態も想定される。スイッチＳＷのオン（ＯＮ）に応じて交流電源ＣＳから供給される交流電流がコイル配線４に流れ、この結果として、コイル配線４の周囲には周期的に変化する磁界が生じる。なお、スイッチＳＷのオン・オフが制御部１により制御される。制御部１は、エンジンの始動に同期してスイッチＳＷをオンさせ、コイル配線４に交流電流を流すことができる。なお、エンジンの始動とは無関係に（例えば、運転手により押される加熱スイッチの作動に応じて）制御部１がスイッチＳＷをオンする形態も想定される。固定部材５は、耐熱性部材であり、触媒を担持した排気ガス浄化素子３及びコイル配線４を金属管２内に固定するために設けられる。

【0043】

エンジン始動時、排気ガス浄化素子３に到達する排気ガスの温度が十分に高くないことが想定される。この場合、排気ガス浄化素子３の触媒担体が担持する触媒により促進されるべき化学反応が十分に進行せず、排気ガス中の有害成分、端的には、一酸化炭素（ＣＯ）、窒化酸化物（ＮＯ_x）、炭化水素（ＣＨ）がそのまま排気ガス浄化素子３を通過してしまうことが懸念される。本開示においては、コイル配線４に流れる交流電流に応じた磁界の変化に応じて排気ガス浄化素子３が昇温する。排気ガス浄化素子３の昇温は、排気ガス浄化素子３に含まれる触媒担体より担持された触媒の温度を高め、触媒反応が促進される。端的には、一酸化炭素（ＣＯ）、窒化酸化物（ＮＯ_x）、炭化水素（ＣＨ）が、二酸化炭素（ＣＯ₂）、窒素（Ｎ₂）、水（Ｈ₂Ｏ）に酸化又は還元される。

【0044】

触媒を担持するべき触媒担体は、セラミックス基材９０（図２及び図３参照）と、セラミックス基材９０の複数のセル９３において選択された１以上のセル９３の個別の内部空間に導入された複数の金属粒子又は金属小片８２（図４乃至図９参照）を有する。

【0045】

セラミックス基材９０は、第１端部９１と第１端部９１とは反対側の第２端部９２を有する。端的には、セラミックス基材９０は、第１端部９１と第１端部９１とは反対側の第２端部９２を有する柱状部材である。セラミックス基材９０は、円柱、角柱といった様々な形状を取り得る。セラミックス基材９０には第１端部９１と第２端部９２の間を延びる複数のセル９３が設けられる。各セル９３は、リブ９４により画定され、第１端部９１側の第１開口端と第２端部９２側の第２開口端を有する。セル９３を介して第１端部９１と第２端部９２の間で流体が移動可能である。セル９３は、様々な開口形状を取ることができ、例えば、その開口形状は、三角形、矩形、五角形、六角形、八角形、円形、楕円、又はこれらの任意の組み合わせである。

【0046】

第１端部９１及び第２端部９２の一方が排気ガスの流路において上流側に設けられ、第１端部９１及び第２端部９２の他方が排気ガスの流路において下流側に設けられる。従って、これらは上流端部又は下流端部と代替的に呼ぶこともできる。なお、セラミックス基材９０は、リブ９４よりも厚みが厚い外周壁９５を有する。

【0047】

セラミックス基材９０は、例えば、非導電性の多孔体である。セラミックス基材９０は、酸化物系セラミックス材料を含む。酸化物系セラミックス材料は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）、マグネシア（ＭｇＯ）、チタニア（ＴｉＯ₂）、シリカ（ＳｉＯ₂）、及びアルミニウムタイタネートから成る群から選択される１以上の材料である。ある場合、セラミックス基材９０は、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）を含み、又は、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）から成る。

【0048】

コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）から成るセラミックス基材９０の製造方法は、本技術分野において良く知られている。まず、坏土が押出成形され、押出成形で得られた軟質の成形体が乾燥及び焼成される。坏土は、少なくとも、焼成によりコージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）になる原料、有機バインダー、及び分散媒を含む。焼成工程において、坏土に含まれるバインダーが除去され、多孔質のセラミックス基材９０が得られる。

【0049】

焼成によりコージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）になる原料は、コージェライト化原料と呼ばれる。コージェライト化原料は、シリカが４０～６０質量％、アルミナが１５～４５質量％、マグネシアが５～３０質量％の範囲に入る化学組成を有する。コージェライト化原料は、タルク、カオリン、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、及びシリカの群から選ばれた複数の無機原料の混合物であり得る。有機バインダーは、寒天、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルアルコールから成る群から選択される少なくとも一つの材料を含み得る。焼成温度は、１３８０～１４５０℃に設定され、又は、１４００～１４４０℃に設定される。また、焼成時間は、３～１０時間である。

【0050】

必要に応じて、坏土には造孔材が添加される。造孔材は、焼成工程により消失する任意の材料であり、例えば、コークスといった無機物質、発泡樹脂といった高分子化合物、澱粉といった有機物質、又はこれらの任意の組み合わせを含む。分散媒は、水の追加又は代替として、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。

【0051】

本実施形態においては、セラミックス基材９０の複数のセル９３において選択された１以上のセル９３の個別の内部空間には複数の金属粒子又は金属小片８２が導入される。複数の金属粒子又は金属小片８２それぞれは、セル９３の開口幅Ｗ９３以下のサイズを有し、磁界の変化に応じて発熱する。金属粒子又は金属小片８２の充填率や充填態様が適切に決定され、二輪車や四輪車といった移動体に実装される時に受ける振動の影響が低減され、或いは、触媒担体の製造効率が高められる。セル９３の開口幅Ｗ９３は、第１端部９１と第２端部９２の間を延びるセラミックス基材９０の延在方向に直交する断面におけるセル９３の最小幅に一致する。

【0052】

セラミックス基材９０の複数のセル９３において選択された１以上のセル９３の個別の内部空間に導入される複数の金属粒子又は金属小片８２は、誘導加熱のために用いられ、触媒反応のために用いられない。以下、このような誘導加熱のための金属粒子又は金属小片８２が導入された１以上のセル９３が、「加熱セル」と呼ばれる。「加熱セル」以外のセル９３は、将来、触媒が導入されるべきセルであり、「触媒セル」と呼ばれる。

【0053】

セラミックス基材９０の選択セル９３に導入される誘導加熱用の金属粒子又は金属小片８２は、ステンレス鋼の金属粒子又は金属小片８２、例えば、フェライト系ステンレス鋼の金属粒子又は金属小片８２を含む。追加的又は代替的に、誘導加熱用の金属粒子又は金属小片８２は、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、インバー、又はスーパーインバーを含む。誘導加熱用の金属粒子又は金属小片８２は、磁性を有するものであり得る。幾つかの場合、金属粒子又は金属小片８２の金属材料の初透磁率は、５×１０^-5Ｈ／ｍ以上である。

【0054】

セラミックス基材９０は、Ｍ（Ｍは、２以上の自然数）個の触媒セル９３Ｃと、Ｎ（Ｎは、２以上の自然数であり、Ｍよりも小さい）個の加熱セル９３Ｈを有する（図３参照）。加熱セル９３Ｈの個数は、触媒セル９３Ｃの個数よりも小さい。この場合、加熱セル９３Ｈの導入に伴って排気ガス浄化装置６の排気ガス浄化性能が低下してしまうことが抑制される。

【0055】

加熱セル９３Ｈは、セル９３の２次元配列において規則的に配置される（図３参照）。幾つかの場合、加熱セル９３Ｈは、セル９３の２次元配列においてＱ（Ｑは２以上の整数）行及びＰ（Ｐは２以上の整数）列の間隔で配置される。図３に示す場合、２行及び２列間隔で加熱セル９３Ｈが規則的に配置される。このようにある加熱セル９３Ｈの周囲に触媒セル９３Ｃが配置される場合、共通の加熱セル９３Ｈから伝導される熱を複数の触媒セル９３Ｃで受け取ることができ、セラミックス基材９０の温度分布に偏りが生じにくい。幾つかの場合、加熱セル９３Ｈが５セル間隔で配置されるが、必ずしもこの限りではない。

【0056】

３０Ｈｚ以上、１００Ｈｚ以上、又は２００Ｈｚ以上の交流電流がコイル配線４に流れる。コイル配線４に交流電流が流れる時、セラミックス基材９０のセル９３に導入された金属粒子又は金属小片８２それぞれに渦（うず）電流が流れ、また、これに応じてジュール熱が発生する。コイル配線４に流される交流電流の周波数の増加に応じて、金属粒子又は金属小片８２の表面近傍に電流が流れる傾向が強くなり、金属粒子又は金属小片８２の表面近傍での発熱量が増加する。これは、「表皮効果」の帰結である。つまり、金属ワイヤーの場合と比較して、金属粒子又は金属小片８２の採用により、より少量の金属（換言すれば、より少ない重量の増加）でより大きい発熱量を得ることができる。金属粒子又は金属小片８２は、必ずしもこの限りではないが、１００μｍ以下、８０μｍ以下、６０μｍ以下、５０μｍ以下、４０μｍ以下、３０μｍ以下、又は２０μｍ以下の平均粒子サイズを有する。

【0057】

図４に示すように、セル９３に導入される金属粒子８２は、セル９３の個別の内部空間を少なくとも部分的に充填する金属粒子群に含まれる。換言すれば、セラミックス基材９０は、金属粒子群により少なくとも部分的に充填された複数のセル９３（つまり加熱セル９３Ｈ）を有する。セラミックス基材９０のセル９３の２次元配列において選択されたセル９３に金属粒子群が導入される。なお、金属粒子群に含まれる各金属粒子の径が小さい場合、セル９３には金属粒子群を含む粉体が導入されるものと理解される。

【0058】

触媒コート時に触媒の進入を防止するため、セラミックス基材９０の第１端部９１及び第２端部９２の一方又は両方においてセル９３の開口端を封止する封止部９６が設けられる。加熱セル９３Ｈに触媒が導入されても、金属粒子による加熱に応じて触媒が劣化し、長期間に亘って触媒としての機能が維持されることは期待できない。封止部９６の採用により、この触媒ロスが抑制又は回避される。封止部９６は、また、加熱セル９３Ｈ内の金属粒子と排気ガスの接触によって加熱セル９３Ｈ内の金属粒子が酸化して劣化してしまうことも抑制する。

【0059】

封止部９６は、少なくともセラミックス材料を含むことができる。封止部９６は、セラミックス材料に加え、ガラスといった他の材料を含むことができる。例えば、セラミックス基材９０及び封止部９６は、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）を含む。コージェライト製のセラミックス基材９０とコージェライト製の封止部９６の組み合わせにより、さもなければ両者の間に生じる熱膨張差が低減される。すなわち、幾つかの場合、セラミックス基材９０と封止部９６は、共通のセラミックス材料を含む。なお、封止部９６は、セラミックス基材９０と同様、多孔体であり得る。

【0060】

必ずしもこの限りではないが、封止部９６は、セラミックス基材９０の選択セル９３の開口端を封止材で封止し、セラミックス基材９０を９５０℃以下で仮焼して得られる。つまり、封止部９６は、封止材が仮焼工程を介してセラミックス基材９０に対して固着して形成される。封止材は、幾つかの場合、少なくともセラミックス材料を含む。例えば、封止材は、コージェライト粒子と、コロイダルシリカを含む混合材料から成り、仮焼を介してコロイダルシリカによってセラミックス基材９０に固着するが、必ずしもこれに限られるべきものではない。

【0061】

セラミックス基材９０のセル９３の開口端を介してセル９３内に金属粒子又は金属片が導入される。追加として、セラミックス基材９０のセル９３の開口端を介してセル９３内に固着材（例えば、ガラス粉体）が導入される形態も想定される。セル９３内への金属粒子又は金属片の導入後、セラミックス基材９０を加熱処理することにより固着材を溶融させることができる。結果として、セル９３内における固着材を介して金属粒子同士の固着が生じ、また、セラミックス基材９０に対する金属粒子の固着が生じる。好適な場合、少なくとも金属粒子群と、ガラス粉体を含む混合粉体がセル９３に導入される。

【0062】

金属粒子群を含む、又は金属粒子群とガラス粉体を含む混合粉体をセル９３に導入する方法としては、セラミックス基材９０を数Ｈｚ～１ｋＨｚで加振し、重力に応じて粉体をセル内へ充填する方法が挙げられる。代替方法としては、セル９３の一方の開口端を封止部で封止し、スラリーをセル９３の開口端を介してセル９３内に押し入れる方法が挙げられる。スラリーは、金属粒子群及びガラス粉体といった固体分が水といった分散媒に分散したものである。スラリーの流動性を確保するため、スラリーにおける固体分濃度が低く調製される。なお、吸引に基づいてスラリーをセル９３内に流し込むことも想定される。この方法では、スラリーが導入された側とは反対側のセラミックス円筒体１０の端部から溶媒、つまり水が排出される。スラリーの溶媒分は、多孔質のリブ９４を通過することができるが、スラリーの固体分は、リブ９４を通過することができず、選択セル９３内、つまり、選択セル９３内を周囲するリブ９４上に堆積する。

【0063】

図４及び図５は、セル９３の内部空間が金属粒子により完全に充填された状態を示すが、このような態様に限定されるべきではない。セル９３内に固着材が導入されて金属粒子又は金属片同士がガラス材料を介して固着する場合を除き、セル９３の内部空間において金属粒子群の流動が生じる場合も想定される。更には、図４及び図５は、球状の金属粒子を示すが、金属粒子の形状は球状に限られない。金属粒子の追加又は代替として金属小片が用いられることが想定される。金属小片は、セル９３の開口幅Ｗ９３以下のサイズを有する限りにおいて任意の形状を持つことができる。異サイズ及び異形状の金属粒子又は金属小片が共通の選択セル９３に導入される形態も想定される。

【0064】

図６は、図４に示したセラミックス基材９０の触媒セル９３Ｃに対して触媒層９７が導入された状態を示す模式図である。セラミックス基材９０に触媒を導入する方法として、ウォッシュコート法が知られている。ウォッシュコート法は、触媒を含有するスラリーを触媒担体のセルに供給する。なお、触媒担体のセルにスラリーを供給することは、スラリー溶液中に触媒担体を浸すことによっても達成可能である。スラリーの溶媒分は、多孔質のリブ９４により吸い取られ、リブ９４に対する触媒層９７の定着が促進される。ウォッシュコート処理以外の他の方法、例えば、注射や加圧押し込み法も採用可能であることに留意されたい。

【0065】

触媒セル９３Ｃのリブ９４は、触媒を担持するための内壁面を有する。他方、加熱セル９３Ｈのリブ９４は、加熱セル９３Ｈ内に金属粒子又は金属小片８２を閉じ込めるための内壁面を有する。図６は、加熱セル９３Ｈのリブ９４の内壁面に対して触媒層９７が定着した状態を模式的に示すものであることに留意されたい。セラミックス基材９０の第１端部９１と第２端部９２の間に亘って触媒層９７が形成されるように触媒層９７がセル９３に導入される。触媒層９７は、例えば、触媒基材と、触媒基材に対して付着して多数の触媒粒子を含むが、これに限られるべきものではない。

【0066】

必ずしもこの限りではないが、リブ９４の厚みは、０．２ｍｍ以下である。リブ９４の薄厚化によりリブの熱容量が低下する。リブ９４の熱容量の低下は、リブ９４に担持された触媒の温度上昇、或いは排気ガスの温度上昇を促進し、結果として、排気ガスの有害成分がそのまま排気ガス浄化装置６を通過してしまうことが抑制される。

【0067】

図７及び図８は、加熱セル９３のリブ９４の内壁面上に形成されたコーティング層８０に金属粒子８２が含まれる態様で加熱セル９３Ｈに金属粒子８２が導入される場合を示す。セラミックス基材９０は、複数の金属粒子８２を含むコーティング層８０がリブ９４の内壁面上に形成された複数の加熱セル９３Ｈを有する。セラミックス基材９０のセル９３の２次元配列において選択されたセル９３にコーティング層８０が形成される。幾つかの場合、コーティング層８０は、誘導加熱用の複数の金属粒子又は金属小片８２が分散した固着材を含む。固着材としては、ガラスが例示できる。ガラスは、好適には、高融点ガラスである。高融点ガラスの融点は、９００～１１００℃の範囲内である。高融点ガラスを用いることにより、加熱セル９３Ｈの耐熱性が高められる。

【0068】

必ずしもこの限りではないが、セラミックス基材９０のセル９３にスラリーを導入して乾燥及び熱処理することによりコーティング層８０が形成される。ここで用いられるスラリーは、例えば、複数の金属粒子又は金属小片８２、固着材（例えば、ガラス）の粉体、及び分散媒（例えば、水）を含む。スラリーの粘度が適切に設定される。スラリーの乾燥のために用いられる乾燥炉の温度は、例えば、１２０℃である。スラリーの熱処理のために用いられる炉の温度は、例えば、９５０℃である。幾つかの場合、熱処理温度は、乾燥温度の５倍以上、６倍以上、７倍以上である。熱処理温度は、乾燥温度の８倍以下である。

【0069】

コーティング層８０の形成のためのスラリーの熱処理は金属粒子の酸化を防止するため非酸化雰囲気、つまり酸素が存在しない雰囲気で実施することが望ましい。熱処理温度９５０℃の場合、例えば、窒素雰囲気で熱処理を実施することができる。熱処理温度９５０℃の場合、ガラス粉体間の結合により金属粒子が固定される。更に高い熱処理温度として、熱処理温度１１００℃を採用することもできる。この場合、真空雰囲気で実施することが望ましい。１１００℃の熱処理により金属粒子間も、ある程度、結合する。これにより、電気伝導可能な単位、つまり、金属粒子の結合体の大きさを制御することもできる。

【0070】

セル９３からのスラリーの流出を阻止するため、上述の封止部９６が採用され、及び／又は、後述の被覆材７１が採用される。封止部９６が採用される場合、封止部９６は、セラミックス基材９０の第１端部９１及び第２端部９２の一方又は両方においてセル９３の開口端を封止する。封止部９６は、セル９３からのスラリーの流出を阻止するため、及び／又は、加熱セル９３Ｈへの触媒の流入を阻止するために設けられる。封止部９６は、上述と同一の材料を含むことができる。上述の場合と同様、セラミックス基材９０の選択セル９３の開口端を封止材で封止し、セラミックス基材９０を焼成して封止部９６が得られる。

【0071】

図７及び図８は、スラリーの供給及び乾燥に続いて、９００℃～１１００℃で熱処理することにより、スラリー固形分を担体基材に固定し、これにより、セラミックス基材９０のリブ９４の内壁面上にコーティング層８０が形成されることを示す。コーティング層８０においては、ガラスといった固着材８１中に金属粒子８２が分散している。図８から分かるように、第１端部９１と第２端部９２の間を延びるセラミックス基材９０の延在方向に直交する断面において、コーティング層８０が形成されたセル９３に空隙８３が存在する。空隙８３が生じるようにコーティング層８０を形成することによりリブ９４が受ける熱応力を低減することが促進される。幾つかの場合、その断面におけるセル９３の面積に対する空隙８３の面積の比が２０％以上、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上、又は５０％以上である。なお、固着材８１の熱膨張係数は、リブ９４の熱膨張係数とは異なる。セラミックス基材のセラミックス材料の熱膨張係数は、２×１０^-6／Ｋ以下である。固着材８１の熱膨張係数は、３×１０^-6／Ｋ～６×１０^-6／Ｋである。好適な場合、固着材８１の熱膨張係数は、４×１０^-6／Ｋ以下であり、セラミックス基材９０のセラミックス材料の熱膨張係数により近い値を有する。

【0072】

図７及び図８に示すように、金属粒子又は金属小片８２は、セル９３の内壁面上に形成されたコーティング層８０において上述の空隙８３を周囲する態様で分散する。金属粒子又は金属小片８２で生じる熱が固着材８１を介してリブ９４に伝達する。リブ９４の昇温に伴い、触媒セル９３Ｃの内部空間も加熱される。金属粒子又は金属小片８２が空隙８３を周囲する態様で存在しているため、各金属粒子又は金属小片８２で生成された熱が周囲のリブ９４に効率的に伝達される。

【0073】

図９は、金属粒子又は金属小片８２が導入されたセラミックス基材９０の選択セル９３以外のセル９３に対して触媒層９７が導入された状態を示す模式図である。触媒層９７は、例えば、白金系金属触媒粒子をベータアルミナの細孔内に担持した三元触媒等である。上述と同様、セラミックス基材９０のセル９３内に触媒を導入する方法として、ウォッシュコート法や、注射や加圧押し込み法が採用可能である。

【0074】

図１０及び図１１を参照して非限定の触媒担体の製造方法について説明する。図１０に示す場合、まず、セラミックス基材９０が製造される（Ｓ１）。上述のように、坏土が押出成形され、乾燥、続いて焼成され、これにより、セラミックス基材９０が得られる。次に、セラミックス基材９０の選択されたセル９３の第１開口端を封止する（Ｓ２）。例えば、セラミックス基材９０の原料と同一の原料の封止材でセル９３の第１開口端を封止して焼成する。次に、選択されたセル９３の未封止の第２開口端を介して選択されたセル９３内に金属粒子群を供給する（Ｓ３）。次に、金属粒子群が導入されたセル９３の第２開口端を封止する（Ｓ４）。例えば、セラミックス基材９０の原料と同一の原料の封止材でセル９３の第２開口端を封止して焼成する。

【0075】

図１１に示す場合、まず、セラミックス基材９０が製造される（Ｓ１）。上述のように、坏土が押出成形され、乾燥、続いて焼成され、これにより、セラミックス基材９０が得られる。次に、セラミックス基材９０の選択されたセル９３にスラリーを導入する（Ｓ２）。

【0076】

図１２に示すように、セラミックス基材９０の各端面上に被覆材７１が配置される。セラミックス基材９０が被覆材７１により挟まれ、セラミックス基材９０のセル９３の各開口端が被覆材７１により閉じられる。次に、図１３に示すように、被覆材７１に選択的に孔７２が形成される。孔７２は、加熱セル９３Ｈになるべき選択セル９３に対応する位置に形成され、セル９３へのスラリーの流入を許容する。スラリーは、被覆材７１の孔７２を介して選択セル９３に導入される。被覆材７１は、例えば、片面に粘着剤を塗布した樹脂シートである。

【0077】

図１４に示すように、スラリーは、セラミックス基材９０の端面上に配置された被覆材７１に形成された孔７２を介してセラミックス基材９０の選択されたセル９３内に流入する。幾つかの場合、セル９３に十分な量のスラリーが注入されたことを確認するため、スラリーが注入される側とは反対側の被覆材にも孔が形成される。この反対側の孔からスラリーが流出したことを確認することでセル９３内に十分な量のスラリーが注入されたものと推定できる。つまり、スラリーの供給は、スラリーが被覆材の孔を介して選択セル９３から流出する時に終了し得る。被覆材７１に対する孔開けは、レーザー装置を用いて行うことができるが、これに限られるべきではない。

【0078】

幾つかの場合、選択されたセル９３にスラリーが導入された状態のセラミックス基材９０では、セラミックス基材９０の多孔質体が水分を吸収し、セラミックス基材９０のリブ９４上には固形分を主体とする層が形成される。このスラリーの流動性は、低く、言わば、ゼロである。このセラミックス基材９０を乾燥することにより、スラリー固形分がセラミックス基材９０のリブ９４に対して固着する（Ｓ３）。乾燥工程の途中又は後、セラミックス基材９０から被覆材７１が取り除かれる。スラリーの固形分はリブ９４に固着しており、被覆材７１を取り除いても選択されたセル９３からスラリー固形分が脱落しない。

【0079】

次に、オプションとして、セラミックス基材９０の選択されたセル９３の開口端を封止材で封止する（Ｓ４）。例えば、セラミックス基材９０の原料と同一の原料の封止材でセル９３の第１及び／又は第２開口端を封止する。

【0080】

次に、スラリーの流動性が低下した後、セラミックス基材９０を熱処理する（Ｓ５）。例えば、真空中でセラミックス基材９０を熱処理する。これによりスラリー中の固着材（端的には、ガラス）がセラミックス基材９０のリブ９４に焼き付けられる（図１５参照）。また、オプションの封止材が焼成を経てセラミックス基材９０に対して固着する。

【0081】

図１６乃至図１８に示すように選択セル９３内にスラリーを導入することも想定される。まず、上述と同様にしてセラミックス基材９０の端面上の被覆材７１に形成された孔７２を介して粘土を選択セル９３に導入する。被覆材７１に対して粘土を押し当て、被覆材７１の孔７２を介して選択セル９３内に粘土がすり込まれる。続いて、選択セル９３の一方の開口端が粘土により封止されたセラミックス基材９０を乾燥する。これにより選択セル９３の一方の開口端の粘土が硬くなり、セラミックス基材９０に対して固着する。

【0082】

続いて、図１７に示すように、封止部９６が形成された側の被覆材７１を除去する。続いて、図１８に示すように、封止部９６により封止されていない選択セル９３の他方の開口端側から選択セル９３内にスラリーを導入する。具体的には、被覆材７１の孔７２を介して選択セル９３内にスラリーを導入する。ここで導入されるスラリーは、少なくとも金属粒子と分散媒を含み、オプションとして、ガラス粒子や分散剤を有する。スラリーに含まれる固形分の濃度を低くすることが望ましい。

【0083】

選択セル９３内に導入されたスラリーに含まれる分散媒、例えば、水は、多孔質のリブ９４を介して選択セル９３内の周囲にあるセル９３に流出し、そのセル９３を介してセラミックス基材９０外に流出する。他方、スラリーに含まれる固形分は、多孔質のリブ９４を通過することができず、選択セル９３内、つまり、多孔質のリブ９４上に堆積する（図１８の模式図を参照）。このようにして得られたセラミックス基材９０が加熱処理され、リブ９４に対して固形分が焼き付けられる。スラリーが導入された側の選択セル９３の開口端を更に封止部により封止する形態も想定される。

【0084】

［実施例１］
直径８２ｍｍ、長さ８５ｍｍの円筒形のコージェライト製の担体本体を製造した。リブの厚みが１００μｍであり、セルの密度が６２個／ｃｍ²である。続いて、担体本体の各端面に被覆材を配置して封止した。続いて、レーザー装置を用いて各被覆材に孔を形成した。加熱セル９３Ｈになるべきセル９３の開口端に対応する位置に孔を形成した。セラミックス基材９０の両端面において横方向及び縦方向に５セルおきに孔を被覆材に形成した。つまり、５×５の２５セルにつき１セルの割合で孔を形成した。セラミックス基材の両端面上に配置された各被覆材に対して同一セルに関する反対位置で孔を形成した。次に、フェライト系ステンレス粒子（平均粒子径１０μｍ）と、シリカ系ガラス粒子（平均径２μｍ）、分散剤、及び水を含むスラリーを被覆材の孔を介してセル内に注入した。スラリーは、フェライト系ステンレス粒子：シリカ系ガラス粒子：分散剤：水＝６６：３３：１：１４０の重量比を有する。スラリーが注入される側とは反対側の被覆材の孔からスラリーが流出するタイミングでスラリーの注入を停止した。その後、担体本体を１２０℃で１時間乾燥させた。次に、担体本体を１１００℃真空中で１時間熱処理した。厚さ３５μｍのコーティング層が得られた。セラミックス基材全体でのコーティング層の重さは、６．８ｇであった。

【0085】

［実施例２］
フェライト系ステンレス粒子：シリカ系ガラス粒子：分散剤：水＝６６：３３：１：３５の重量比を有するスラリーを用いた。これ以外は、実施例１と同様である。厚さ１００μｍのコーティング層が得られた。セラミックス基材全体でのコーティング層の重さは、１９．０ｇであった。

【0086】

［実施例３］
平均粒子径１００μｍのフェライト系ステンレス粒子を用いた。これ以外は、実施例１と同様である。厚さ３３μｍのコーティング層が得られた。セラミックス基材全体でのコーティング層の重さは、７．０ｇであった。

【0087】

［実施例４］
平均粒子径１００μｍのフェライト系ステンレス粒子を用いた。また、フェライト系ステンレス粒子：シリカ系ガラス粒子：分散剤：水＝６６：３３：１：４００の重量比を有するスラリーを用いた。これら以外は、実施例１と同様である。厚さ９４μｍのコーティング層が得られた。セラミックス基材全体でのコーティング層の重さは、１７．５ｇであった。

【0088】

[実施例５］
外径８２ｍｍ、長さ８５mmの円柱形のコージェライト製の担体本体を製造した。リブの厚みが１００μｍであり、セルの密度が６２個／ｃｍ²である。続いて、担体本体の各端面に被覆材を配置して封止した。続いて、レーザー装置を用いて各被覆材に孔を形成した。加熱セル９３Ｈになるべきセル９３の開口端に対応する位置に孔を形成した。セラミックス基材９０の端面において横方向及び縦方向に５セルおきに孔を形成した。５×５の２５セルにつき１セルの割合で孔を形成した。セラミックス基材の両端面上に配置された各被覆材に対して同一セルの反対位置で孔を形成した。次に、片方の端面の孔の空いているセルに封止材を圧入し、乾燥して封止部を形成した。反対側の端面より、フェライト系ステンレス粒子（平均粒子径１００ｍ）と、シリカ系ガラス粒子（平均径２μｍ）、を含む混合粉体を、振動をかけながら被覆材の孔を介してセル内に充填した。その後、粉体を充填した孔に封止材を圧入して乾燥し、粉体がこぼれ出ない状態にした。その後、被覆材を剥がし、窒素雰囲気で９５０℃、１ｈｒ熱処理することにより、ガラスを介してステンレス粒子をセラミックス基材のリブに固着させ、また、セラミックス基材に対して封止材を固着させた。ここでは、平均粒子径１００μｍのフェライト系ステンレス粒子を用いた。また、オーステナイト系ステンレス粒子：シリカ系ガラス粒子＝９０：１０の重量比を有する混合粉体を用いた。充填された混合粉体の重さは、４０．０ｇであった。

【0089】

［実施例６］
直径８２ｍｍ、長さ８５ｍｍの円筒形のコージェライト製の担体本体を製造した。リブの厚みが１００μｍであり、セルの密度が６２個／ｃｍ²である。セル隔壁の気孔率は２８％で、平均細孔直径は１μｍであった。続いて、セラミックス基材の各端面に被覆材を配置して封止した。続いて、レーザー装置を用いて各被覆材に孔を形成した。加熱セル９３Ｈになるべきセル９３の開口端に対応する位置に孔を形成した。セラミックス基材９０の両端面において横方向及び縦方向に５セルおきに孔を被覆材に形成した。つまり、５×５の２５セルにつき１セルの割合で孔を形成した。セラミックス基材の両端面上に配置された各被覆材に対して同一セルに関する反対位置で孔を形成した。次に、セラミックス基材の一端の被覆材の孔よりコージェライト粒子とコロイダルシリカを含む粘土を深さ３ｍｍまですり込み、200℃で乾燥することにより封止部を形成し、その一端の被覆材を剥がした。次に、孔あき被覆材が残っているセラミックスの端面側からスラリーを被覆材の孔を介してセル内に注入し、反対側の端面から水を排出させる工程を排水の容積が６００ｃｃになるまで継続した。スラリー導入速度は、２０ｃｃ／ｓｅｃであり、スラリー導入時間は、３０秒であった。スラリーは、フェライト系ステンレス粒子（平均粒子径１０μｍ）と、シリカ系ガラス粒子（平均径２μｍ）、分散剤、及び水を含む。フェライト系ステンレス粒子：シリカ系ガラス粒子：分散剤：水＝６６：３３：１：１０００の重量比である。その後、担体本体を１２０℃で１時間乾燥させた。次に、担体本体を１１００℃真空中で１時間熱処理した。セラミック基材全体での充填物の重さは、３７．０ｇであった。

【0090】

いずれの実施例においても選択セル９３内に金属粒子を導入及び定着させることができた。

【0091】

上述の教示を踏まえ、当業者は、各実施形態に対して様々な変更を加えることができる。

【符号の説明】

【0092】

９０ セラミックス基材
９１ 第１端部
９２ 第２端部
９３ セル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】