CN113382802A - 排气净化用的金属基材和使用该金属基材的排气净化装置 - Google Patents

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Abstract

一种开孔金属基材(10)，是具有孔(1a)的波箔(1)和具有孔(2a)的平箔(2)层叠而成为筒状形状的排气净化用的开孔金属基材(10)，所述波箔(1)和/或所述平箔(2)具有：在所述筒状形状的整个轴向上具有孔的轴向开孔部分(11、21)、以及在所述筒状形状的整个轴向上不具有孔的轴向无孔部分(12、22)。

Description

排气净化用的金属基材和使用该金属基材的排气净化装置
技术领域
本发明涉及排气净化用的金属基材和使用该金属基材的排气净化装置。特别是本发明涉及具有高净化性能和机械强度的排气净化用的金属基材、以及使用该金属基材的排气净化装置。
背景技术
使用了金属制的基材(金属基材)的排气净化装置被广泛用作两轮车用、发电机用、农作机械用等的内燃机的排气净化装置。金属基材一般是加工成波状的金属箔与平坦的金属箔的层叠体的筒状体。例如图3所示，一般而言，金属基材(10)通过将金属箔加工成波状而得到波箔(1)，然后将波箔(1)与平坦的金属箔即平箔(2)一起卷绕而形成筒状。这样得到的筒状体被任选地插入外筒(4)中。
如图4所示，从筒状体的轴向观察时，包含波箔和平箔的金属基材具有多个孔室。在金属基材上形成有催化剂层的排气净化装置中，排气穿过该孔室内，与存在于孔室壁面上的催化剂层接触而被净化。
专利文献1和2分别公开了在如上所述的波箔和平箔这两者具有孔的开孔金属基材、以及使用该开孔金属基材的排气净化装置。
现有技术文献
专利文献1：国际公开第2004/022937号
专利文献2：日本特开2009-178647号公报
发明内容
使用了这样的开孔金属基材的排气净化装置由于具有孔，热容量相应地小，因此预热时的排气净化性能变良好。另外，使用了开孔金属基材的排气净化装置由于存在孔而对气流产生影响，能够赋予高的净化性能。但是，得知了由于存在孔，基材的轴向的机械耐久性变得不足。
因此，本发明的目的在于提供一种具有高净化性能和足够的机械耐久性的排气净化用的金属基材以及使用该金属基材的排气净化装置。
本发明人发现，通过具有以下方式的本发明，能够解决上述课题。
《方式1》
一种排气净化用的开孔金属基材，其是有孔的波箔和有孔的平箔层叠而形成筒状形状的开孔金属基材，
所述波箔和/或所述平箔具有轴向开孔部分和轴向无孔部分，所述轴向开孔部分在所述筒状形状的整个轴向上具有孔，所述轴向无孔部分在所述筒状形状的整个轴向上不具有孔。
《方式2》
根据方式1所述的开孔金属基材，所述波箔和/或所述平箔的所述轴向无孔部分的面积比率为10～80％。
《方式3》
根据方式1或2所述的开孔金属基材，所述波箔和/或所述平箔的所述轴向开孔部分的开孔率为20～80％。
《方式4》
根据方式1～3中任一项所述的开孔金属基材，
所述波箔和所述平箔具有所述轴向开孔部分和所述轴向无孔部分，
所述波箔和所述平箔的轴向无孔部分的面积比率分别为20～70％，并且
所述轴向开孔部分的开孔率为20～80％。
《方式5》
根据方式1～4中任一项所述的开孔金属基材，所述波箔的轴向无孔部分的面积比率大于所述平箔的轴向无孔部分的面积比率。
《方式6》
根据方式1～5中任一项所述的开孔金属基材，在所述筒状形状的最外周存在所述轴向无孔部分。
《方式7》
根据方式1～6中任一项所述的开孔金属基材，在所述波箔和/或所述平箔的整个周向上存在不具有孔的周向无孔部分。
《方式8》
根据方式1～7中任一项所述的开孔金属基材，
具有50～800个/平方英寸的孔室，
所述波箔具有多个第1孔，所述第1孔的面积为所述孔室的平均开孔面积的2.0倍以上且50倍以下，
所述平箔具有多个第2孔，所述第2孔的面积为所述孔室的平均开孔面积的3.0倍以上且100倍以下，
所述波箔的所述第1孔的面积的平均值小于所述平箔的所述第2孔的面积的平均值。
《方式9》
根据方式8所述的开孔金属基材，满足以下条件(1)和(2)中的至少一者：
(1)所述波箔的所述第1孔的合计面积为所述波箔的全部孔的合计面积的60％以上，
(2)所述平箔的所述第2孔的合计面积为所述平箔的全部孔的合计面积的60％以上。
《方式10》
一种排气净化装置，包含：
根据方式1～9中任一项所述的开孔金属基材、以及
在所述开孔金属基材上形成的催化剂层。
《方式11》
根据方式10所述的排气净化装置，所述开孔金属基材被插入外筒中。
附图说明
图1概略地示出了本发明的金属基材的一方式。
图2(a)示出通常的开孔金属基材中使用的平箔的概略图。图2(b)及(c)分别示出本发明一方式的开孔金属基材中使用的平箔的概略图。
图3是表示由波箔和平箔构成的金属基材的一般制造工序的概略图。
图4示出从轴向观察由波箔和平箔构成的金属基材时的一例的照片。
图5示出实施例中使用的箔的孔。
图6示出实施例中使用的箔的孔。
图7示出使用了300个/平方英寸的孔室的参考例和比较参考例的压力损失与净化性能。
图8示出使用了100个/平方英寸孔室的参考例和比较参考例的压力损失与净化性能。
具体实施方式
本发明的排气净化用的开孔金属基材中，有孔的波箔和有孔的平箔层叠而形成筒状形状，波箔和/或平箔具有轴向开孔部分和轴向无孔部分，轴向开孔部分在筒状形状的整个轴向上具有孔，轴向无孔部分在筒状形状的整个轴向上不具有孔。
本发明人发现，使用了以往的开孔金属基材的排气净化装置中，如果假定长期使用，则基材轴向的机械强度变得不足。即，使用了开孔金属基材的排气净化装置中，在使用期间，出现在轴向上发生变形的现象。认为这是由于排气净化装置持续承受高压力的排气的缘故。这种现象在使用没有孔的金属基材的排气净化装置中并未发生。
对此，本发明人发现，如上所述，通过在金属基材的轴向上以带状部分地赋予无孔的部分，使该带状部分作为“柱”发挥作用，由此可得到在维持开孔部分带来的高净化性能的同时提高了轴向强度的开孔金属基材。本发明的开孔金属基材充分具有长时间的机械耐久性，同时能够具有作为开孔金属基材的低热容量(即高预热性能)和高净化性能，因此非常有用。
如图1所示，本发明的排气净化用的开孔金属基材(10)具有层叠并成为筒状的波箔(1)和平箔(2)，具有由波箔(1)和平箔(2)构成的孔室(3)。波箔(1)具有第1孔(1a)，平箔(2)具有第2孔(2a)。波箔(1)具有轴向开孔部分(11)和轴向无孔部分(12)，轴向开孔部分(11)在所述筒状形状(11)的整个轴向上具有孔(1a)，轴向无孔部分(12)在筒状形状的整个轴向上不具有孔。平箔(2)也具有轴向开孔部分(21)和轴向无孔部分(22)，轴向开孔部分(21)在筒状形状的整个轴向上具有孔(2a)，轴向无孔部分(22)在筒状形状的整个轴向上不具有孔。
图2(a)示出通常的开孔金属基材中使用的平箔的概略图。在该平箔整体上均匀地分布有孔。
图2(b)示出在本发明一方式的开孔金属基材中使用的平箔的概略图。该平箔(2)具有开孔部分(21)和无孔部分(22)，在该平箔成为筒状的情况下，开孔部分(21)成为在筒状形状的整个轴向上具有孔的轴向开孔部分(21)，并且无孔部分(22)成为在筒状形状的整个轴向上不具有孔的轴向无孔部分(22)。在该平箔中，在周向的两端部存在着不存在孔的端部(23)，但这样的端部(23)也可以不存在，即使存在也不相当于本说明书中的无孔部分。
图2(c)示出本发明另一方式的开孔金属基材中使用的平箔的概略图。该平箔(2)中存在多个轴向开孔部分(21)和轴向无孔部分(22)。另外，该平箔(2)具有在整个周向上存在的周向无孔部分。
本说明书中，“开孔部分”是指多个孔相邻存在的矩形区域或梯形区域。如图2(b)及(c)所示，“开孔部分”的外缘通过存在于区域最外侧的多个孔的外周。在此，所谓“相邻”，在孔实质上规则分布的情况下，基于该规则性来判断是否相邻。在孔不规则存在的情况下，无孔部分是在筒状形状的整个轴向上不存在孔的区域，开孔部分是无孔部分和端部部分以外的整个箔的部分。在开孔部分的全部区域中，可以在筒状形状的轴向的任一处存在孔，也可以在开孔部分的部分区域中，在筒状形状的整个轴向上具有不存在孔的区域。
另外，本说明书中，在提及波箔部分的尺寸的情况下，其尺寸是将波箔拉伸形成为平箔状的状态的尺寸。此外，本说明书中，在提到某些特征的情况下，只要没有特别说明，它们就是平箔和波箔这两者的特征。
轴向无孔部分的宽度(筒状形状的周向的长度)和轴向开孔部分的宽度的尺寸可以是存在于基材的孔的平均直径的2倍、5倍或10倍以上。具体而言，轴向无孔部分和轴向开孔部分的宽度可以分别为3.0mm以上、5.0mm以上、10mm以上或15mm以上，可以为80mm以下、50mm以下、40mm以下、30mm以下、20mm以下、15mm以下或10mm以下。例如，轴向无孔部分和轴向开孔部分的宽度可以分别为5.0mm以上且80mm以下，或者为10mm以上且50mm以下。
平箔和波箔中的一者可以不存在轴向无孔部分。存在轴向无孔部分越大，净化性能越低的倾向。但是，本发明人发现，在平箔和波箔中的仅一者存在轴向无孔部分的情况下，不会引起净化性能的实质性降低。在平箔和波箔双方存在轴向无孔部分和轴向开孔部分的情况下，轴向无孔部分和轴向开孔部分的面积比率(轴向无孔部分或轴向开孔部分相对于箔的总面积的面积)分别可以为10％以上、20％以上、30％以上、40％以上或50％以上，可以为80％以下、70％以下、60％以下或50％以下。例如，轴向无孔部分和轴向开孔部分的面积比率分别可以为10％以上且80％以下、20％以上且70％以下或30％以上且60％以下。
本发明人发现，与平箔的轴向无孔部分的面积比率相比，波箔的轴向无孔部分的面积比率对金属基材的机械强度造成的影响更大。即，从机械强度的观点出发，优选波箔的轴向无孔部分的面积比率大于平箔的轴向无孔部分的面积比率。例如，在波箔的轴向无孔部分的面积比率为10％～80％或15～50％，平箔的轴向无孔部分的面积比率为0％～50％或0～30％，并且波箔的轴向无孔部分的面积比率大于平箔的轴向无孔部分的面积比率的情况下，机械强度和净化性能能够特别高度地兼顾，因此优选。
平箔和波箔的轴向开孔部分的开孔率(因存在孔而减少的体积比例)分别可以为20％以上、30％以上、40％以上、50％以上或60％以上，可以为80％以下、70％以下、60％以下、50％以下、40％以下或30％以下。例如，平箔和波箔的轴向开孔部分的开孔率可以为20％以上且80％以下、30％以上且70％以下或40％以上且60％以下。
另外，优选在筒状形状的金属基材的最外周存在轴向无孔部分。如果在最外周存在轴向无孔部分，则在将外筒和金属基材接合时，能够在轴向无孔部分扩大接合面积，能够提高外筒和金属基材的接合强度。再者，金属基材的最外周可以是波箔，也可以是平箔。
本发明的金属基材中，也可以存在专利文献2中记载的、遍及整个周向的周向无孔部分。该周向无孔部分的宽度(筒状形状的轴向长度)分别可以为3.0mm以上、5.0mm以上、10mm以上或15mm以上，可以为40mm以下、30mm以下、20mm以下、15mm以下或10mm以下。例如，周向无孔部分的宽度分别可以为3.0mm以上且40mm以下或5mm以上且20mm以下。
再者，本说明书中，在整个轴向上存在的轴向开孔部分和在整个周向上存在的周向无孔部分重叠的区域被认为是轴向开孔部分。
本发明的开孔金属基材的进一步优选的方式是具有层叠并成为筒状的波箔和平箔，具有50～800个/平方英寸的孔室。该情况下，波箔具有多个第1孔，第1孔的面积为孔室的平均开孔面积的2.0倍以上且50倍以下，平箔具有多个第2孔，第2孔的面积为孔室的平均开孔面积的3.0倍以上且100倍以下。另外，优选波箔的第1孔的面积的平均值小于平箔的第2面积的平均值。
使用了以往的开孔金属基材的排气净化装置中，由于存在孔，出现净化性能提高但压力损失恶化的倾向。
作为存在孔时净化性能提高的理由，考虑以下理由。
即，存在孔时，波箔和平箔的几何学上的表面积变小，排气与催化剂层的接触面积也变小。但是，与此同时，产生排气流动的扩大及收缩，使壁面附近的流动紊乱。由此，排气和催化剂层的层界面的边界膜变薄，在该界面处的物质移动速度提高。在此，相比于排气与催化剂层的接触面积的减少，排气与催化剂层的层界面处的物质移动速度的提高的贡献更大，因此，认为通过存在孔，净化性能提高。
此外，通过存在孔，排气能够在相邻孔室间扩散。在内燃机中，排气配管截面的流速分布不均匀，因此在径向上存在排气流动的偏差，结果排气净化变得低效，但是，认为如果存在孔，则能够在相邻孔室间进行气体扩散，消除该排气流动的偏差，因此排气净化性能提高。
作为存在孔时压力损失变高的理由，考虑以下理由。由于存在孔，波箔和平箔的几何学上的表面积变小，排气与催化剂层的接触面积也变小，因此压力损失变小。但是，另一方面，由于排气流动在净化装置内沿径向发生扩大、缩小、分支、合流等，所以产生各自的压力损失。认为这些压力损失的影响大于排气与催化剂层的接触面积的减小，因此由于存在孔，使压力损失变高。
由此，在使用了以往的开孔金属基材的排气净化装置中，压力损失和净化性能存在折衷的关系。
与此相对，本发明人发现，如上所述的开孔金属基材可以出乎意料地提供能够兼具低压力损失和高净化性能的排气净化装置。虽然不受理论约束，但认为这是由于平箔的孔和波箔的孔分别对压力损失和净化性能造成的影响不同所引起的。即，推测增大波箔的孔时，压力损失被改善(降低)，同时净化性能也恶化，与此相对，即使增大平箔的孔，也会在维持压力损失的改善(降低)效果的状态下使净化性能的恶化不怎么大。而且，认为在特定面积的范围内，在波箔的孔小、且平箔的孔大的情况下，能够兼具低的压力损失和高的净化性能。
存在于波箔和平箔的孔分别可以全部具有相同的大小，并且也可以在可得到本发明效果的范围内具有不同的大小。另外，存在于波箔和平箔的孔的全部优选分别是上述第1孔和上述第2孔。不过，在可得到本发明的有利效果的范围内，存在于波箔和平箔的部分孔不必分别是上述第1孔和上述第2孔。例如，波箔的第1孔的合计面积为波箔的全部孔的合计面积的60％以上、70％以上、80％以上、90％以上或95％以上，并且/或者平箔的第2孔的合计面积为平箔的全部孔的合计面积的60％以上、70％以上、80％以上、90％以上或95％以上。
波箔可以具有多个第1孔，所述第1孔的面积为孔室的平均开孔面积的2.0倍以上且50倍以下。例如，第1孔的面积可以是3.0mm2以上、4.0mm2以上、5.0mm2以上、10mm2以上、20mm2以上或50mm2以上，可以是100mm2以下、80mm2以下、60mm2以下、40mm2以下或20mm2以下。例如，第1孔的面积也可以是3.0mm2以上且100mm2以下、或者10mm2以上且80mm2以下。
波箔的孔的全部或其一部分可以是圆形或椭圆形，也可以是非圆形，例如多边形。波箔的孔的等效直径和/或波箔的第1孔的等效直径可以是2.0mm以上、2.5mm以上、3.0mm以上、4.0mm以上、5.0mm以上或7.0mm以上，可以是20mm以下、15mm以下、10mm以下、7.0mm以下、5.0mm以下或4.0mm以下。再者，等效直径是指外周长度与该面的外周长度相等的正圆的直径。例如，波箔的孔的等效直径和/或波箔的第1孔的等效直径可以是2.0mm以上且20mm以下、或者3.0mm2以上且10mm以下。
平箔可以具有多个第2孔，所述第2孔的面积为孔室的平均开孔面积的3.0倍以上且100倍以下。例如，第2孔的面积可以是3.0mm2以上、5.0mm2以上、10mm2以上、20mm2以上、50mm2以上或100mm2以上，可以是300mm2以下、200mm2以下、150mm2以下、100mm2以下、80mm2以下或60mm2以下。例如，第2孔的面积也可以是10mm2以上且300mm2以下、或者50mm2以上且200mm2以下。
平箔的孔的全部或其一部分可以是圆形或椭圆形，也可以是非圆形，例如多边形。平箔的孔的等效直径和/或平箔的第2孔的等效直径可以是3.0mm以上、3.5mm以上、5.0mm以上、8.0mm以上、10mm以上或12mm以上，可以是25mm以下、20mm以下、15mm以下、10mm以下、7.0mm以下或5.0mm以下。例如，平箔的孔的等效直径和/或平箔的第2孔的等效直径也可以是3.0mm以上且25mm以下、或5.0mm2以上且15mm以下。
平箔的第2孔的面积的平均值相对于波箔的第1孔的面积的平均值之比(第1孔的面积的平均值/第2孔的面积的平均值)可以超过1.0，例如可以是1.2以上、1.5以上、2.0以上、3.0以上或5.0以上，可以是15以下、10以下、8.0以下、6.0以下、4.0以下或3.0以下。例如，该比可以超过1.0且为15以下，也可以为1.5以上且6.0以下。
虽然也依赖于孔的大小、无孔部分和开孔部分的大小，但在可得到本发明的有利效果的范围内，筒状金属基材的轴向上相邻的孔的间距(相邻的孔的中心间距离)，在平箔和波箔的孔分别可以为5.0mm以上、6.0mm以上、8.0mm以上、10.0mm以上、12mm以上或15mm以上，可以为25mm以下、20mm以下、15mm以下、10mm以下、7.0mm以下或5.0mm以下。
虽然也依赖于孔的大小、无孔部分和开孔部分的大小，但筒状金属基材的周向上相邻的孔的间距，在平箔和波箔的孔分别可以为5.0mm以上、6.0mm以上、8.0mm以上、10.0mm以上、12mm以上或15mm以上，可以为25mm以下、20mm以下、15mm以下、10mm以下、7.0mm以下或5.0mm以下。
平箔和波箔的开孔率分别可以为10％以上、20％以上、30％以上、40％以上、50％以上或60％以上，可以为70％以下、60％以下、50％以下、40％以下或30％以下。
本发明的金属基材的孔室为50～800个/平方英寸。例如，孔室可以为80个/平方英寸以上、100个/平方英寸以上、150个/平方英寸以上、200个/平方英寸以上或300个/平方英寸以上，可以为600个/平方英寸以下、400个/平方英寸以下、300个/平方英寸以下或200个/平方英寸以下。
孔室的平均开孔面积可以根据上述孔室数来计算，可以是0.50mm2以上、0.80mm2以上、1.0mm2以上、1.5mm2以上、2.0mm2以上、3.0mm2以上或5.0mm2以上，可以是13mm2以下、10mm2以下、7.0mm2以下、5.0mm2以下、3.5mm2以下或2.0mm2以下。
本发明的金属基材中，波箔和平箔层叠而成为筒状。本发明的金属基材中，可以将波箔和平箔的1个层叠体或多个层叠体简单地卷绕而形成筒状体，或者也可以如专利文献1所述，将多个层叠体卷成S字状等而形成筒状体。
本发明的金属基材中使用的波箔的波形形状并不限定于图4所示波形形状，也可以以Ω(omega)波状或锯齿状(之字形：zigzag)的形状来形成。
波箔和平箔的厚度没有特别限定，分别可以为20μm以上、40μm以上、80μm以上或100μm以上，可以为500μm以下、300μm以下、200μm以下、100μm以下或80μm以下。
孔可以通过使用冲孔机等以成为预期的开孔率的方式将金属箔整体地冲孔来设置。再者，该孔的形状没有特别限定。
本发明的金属基材可以任选地具有外筒。可以将筒状的波箔和平箔配置在外筒的内侧，通过钎焊等手段使它们接合。
本发明的金属基材的制造方法可以包括：通过冲孔机等对金属箔进行穿孔而得到如上所述的平箔；将平箔加工成波状而得到如上所述的波箔；以及将平箔和波箔层叠而形成筒状。另外，该方法可以任选地包括将筒状化了的波箔和平箔插入外筒并固定。
本发明的排气净化装置包含上述开孔金属基材和形成在开孔金属基材上的催化剂层。作为催化剂层，可以采用作为具有排气净化能力的催化剂层在本领域公知的结构，例如，催化剂层可以具有设在金属基材表面的金属氧化物载体和担载于该载体上的贵金属。
作为金属氧化物载体，例如可以举出氧化铈、氧化锆、氧化铝、稀土金属氧化物等，以及由多个这些金属氧化物构成的复合氧化物等。
作为贵金属的例子，例如可以举出铂、钯、铑等。这些贵金属例如可以作为粒径为1nm以上且100nm以下的粒子担载于金属氧化物载体。
本发明的排气净化装置的制造方法可以包括：提供上述开孔金属基材；在上述开孔金属基材上形成金属氧化物载体的层；以及使贵金属担载于金属氧化物载体。
在开孔金属基材上形成金属氧化物载体的层的工序例如可以包括：调制含有选自金属氧化物和/或其前体中的1种以上的溶液或浆料，将该溶液或浆料涂覆于开孔金属基材，并任选地对其烧成。
将贵金属担载于金属氧化物载体的工序可以包括：在含有贵金属前体的溶液中浸渍金属氧化物载体的层并对其烧成。另外，可以将贵金属预先担载于涂覆有孔金属基材的溶液或浆料中的金属氧化物和/或其前体上。
本发明的排气净化装置可以用作两轮车用、发电机用、农作机械用等的内燃机的排气净化装置。
用以下实施例更具体地说明本发明，但本发明并不限定于此。
实施例
《实验A：对于使用了具有开孔部分和无孔部分的箔的金属基材进行的实验》
如图5(a)～(d)所示地准备了轴向无孔部分的面积比率为0％的箔A(图5(a))、为20％的箔B(图5(b))、为47％的箔C(图5(c))以及为75％的箔D(图5(d))的箔。这些箔由20Cr-5Al的不锈钢制成，厚度为50μm，如图5(e)所示，冲孔的直径为4.5mm，孔间距为6.2mm，为60°交错的孔排列。
另外，如图6所示，也制造了轴向无孔部分的面积比率为0％的箔E。
使用这些箔A～E，制作各种波箔和平箔，将它们层叠，制造具有400个/平方英寸的孔室(孔室的平均开孔面积：约1.6mm2)的直径40mm且长度60mm的筒状形状的开孔金属基材。
对于这些开孔金属基材，通过阿姆斯勒试验机从一侧端面施加载荷，测定了基材压曲的强度。将结果示于表1。
另外，在这些开孔金属基材上以相同条件形成催化剂层，进行相同的排气净化性能的试验。将比较例1的NOx排放量设为“1”时，各例的NOx排放量示于表1。
表1
Figure BDA0003191528020000131
由不存在轴向无孔部分的箔构成了波箔和平箔的比较例1和2的金属基材的压曲强度低，在这种程度的强度的情况下，如果长时间持续承受高压力的排气，则在轴向上发生变形。与此相对，实施例1～3的金属基材具有非常高的压曲强度，具有足够的机械耐久性。对实施例4和实施例5的金属基材进行比较可知，在波箔和平箔中，波箔的无孔部分对机械强度造成的影响大。
对于在波箔和平箔中的一者具有无孔部分的实施例4～6，与比较例1相比，未见到净化性能的实质降低。对于在波箔和平箔两者具有无孔部分的实施例2和3，与比较例1相比，虽然净化性能降低，但在容许范围内。
《实验B：波箔和平箔的孔大小存在差异时的参考性实验》
使用下表2所记载的具有孔的波箔和平箔，制造了具有300个/平方英寸的孔室(孔室的平均开孔面积：约2mm2)的开孔金属基材。进而，在这些开孔金属基材上形成相同的催化剂层，制造了参考例1～3和比较参考例1～9的排气净化装置。比较参考例1～5(A组)中，将波箔和平箔的孔设为相同大小。比较参考例6～7(B组)中，使波箔的孔大于平箔的孔。比较参考例8～9(C组)虽然使波箔的孔小于平箔的孔，但将波箔的孔设为比孔室的开孔径稍大的程度。再者，波箔和平箔的孔为圆形，且大小分别相同。另外，波箔和平箔的开孔率为50％。
另外，使用表3记载的具有孔的波箔和平箔，制造了具有100个/平方英寸的孔室(孔室的平均开孔面积：约6.5mm2)的开孔金属基材。进而，在这些开孔金属基材上形成相同的催化剂层，制造了参考例4～5和比较参考例10～12的排气净化装置。再者，波箔和平箔的孔为圆形，且大小相同。另外，波箔和平箔的开孔率为50％。
将这些排气净化装置搭载在125cc的小型摩托车上，依据“WMTC Stage 2 class1”模式，由NOx排放量这一点评价了排气净化性能。
另外，将这些排气净化装置中的一方向大气开放，另一方用负压泵减压，在室温下测定了流动了规定空气流量时的压力损失。此时的空间速度(SV)为45万[1/h]。
将这些结果示于表2和表3以及图7和图8。参照图7和图8可知，参考例的排气净化装置能够兼具低压力损失和低NOx排放量(高净化性能)。另外，本领域技术人员可以理解到，在具有无孔部分和开孔部分的本发明的金属基材中，当使波箔和平箔的孔大小产生差异的情况下，可得到与该参考性实验相同的结果。
表2表2：300个/英寸2的孔室(平均开孔面积：约2mm2)的情况
Figure BDA0003191528020000141
表3
表3：100个/英寸2的孔室(孔室的平均开孔面积：约6.5mm2)的情况
Figure BDA0003191528020000151
附图标记说明
10 金属基材
1 波箔
1a 第1孔
11 轴向开孔部分
12 轴向无孔部分
2 平箔
2a 第2孔
21 轴向开孔部分
22 轴向无孔部分
23 端部分
24 周向无孔部分
3 孔室
4 外筒

Claims (11)

1.一种排气净化用的开孔金属基材，其是有孔的波箔和有孔的平箔层叠而成为筒状形状的开孔金属基材，
所述波箔和/或所述平箔具有轴向开孔部分和轴向无孔部分，所述轴向开孔部分在所述筒状形状的整个轴向上具有孔，所述轴向无孔部分在所述筒状形状的整个轴向上不具有孔。
2.根据权利要求1所述的开孔金属基材，所述波箔和/或所述平箔的所述轴向无孔部分的面积比率为10～80％。
3.根据权利要求1或2所述的开孔金属基材，所述波箔和/或所述平箔的所述轴向开孔部分的开孔率为20～80％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的开孔金属基材，
所述波箔和所述平箔具有所述轴向开孔部分和所述轴向无孔部分，
所述波箔和所述平箔的轴向无孔部分的面积比率分别为20～70％，并且
所述轴向开孔部分的开孔率为20～80％。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的开孔金属基材，所述波箔的轴向无孔部分的面积比率大于所述平箔的轴向无孔部分的面积比率。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的开孔金属基材，在所述筒状形状的最外周存在所述轴向无孔部分。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的开孔金属基材，在所述波箔和/或所述平箔的整个周向上存在不具有孔的周向无孔部分。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的开孔金属基材，
具有50～800个/平方英寸的孔室，
所述波箔具有多个第1孔，所述第1孔的面积为所述孔室的平均开孔面积的2.0倍以上且50倍以下，
所述平箔具有多个第2孔，所述第2孔的面积为所述孔室的平均开孔面积的3.0倍以上且100倍以下，
所述波箔的所述第1孔的面积的平均值小于所述平箔的所述第2孔的面积的平均值。
9.根据权利要求8所述的开孔金属基材，满足以下条件(1)和(2)中的至少一者：
(1)所述波箔的所述第1孔的合计面积为所述波箔的全部孔的合计面积的60％以上，
(2)所述平箔的所述第2孔的合计面积为所述平箔的全部孔的合计面积的60％以上。
10.一种排气净化装置，包含：
根据权利要求1～9中任一项所述的开孔金属基材、以及
在所述开孔金属基材上形成的催化剂层。
11.根据权利要求10所述的排气净化装置，所述开孔金属基材被插入外筒中。
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