JP2003334456A - メタル担体及びその製造方法 - Google Patents
メタル担体及びその製造方法Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2510/00—Surface coverings
- F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
- F01N2510/068—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings
- F01N2510/0682—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction characterised by the distribution of the catalytic coatings having a discontinuous, uneven or partially overlapping coating of catalytic material, e.g. higher amount of material upstream than downstream or vice versa
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属製平箔と波箔とを積層あるいは巻き回し
て多数のセルを有するハニカム体としたメタル担体にお
いて、ウォッシュコート層の厚塗り部の形成を防止し、
ウォッシュコート液や貴金属の無駄を防止することによ
って安価で高性能なメタル担体を提供する。 【解決手段】 金属製平箔１と波箔２とを積層あるいは
巻き回して多数のセル３を有するハニカム体８としたメ
タル担体７において、セル内の平箔１と波箔２とが接触
している鋭角部１０の全部又は一部に充填材６が充填さ
れ、セルコーナー部１１が鈍角化していることを特徴と
するメタル担体。充填材６によって形成されるセルコー
ナー部１１の曲率半径が１０μｍ〜２００μｍである。
平箔１と波箔２と充填材６とで形成されるセルの内表面
に触媒担持層５を形成する。
て多数のセルを有するハニカム体としたメタル担体にお
いて、ウォッシュコート層の厚塗り部の形成を防止し、
ウォッシュコート液や貴金属の無駄を防止することによ
って安価で高性能なメタル担体を提供する。 【解決手段】 金属製平箔１と波箔２とを積層あるいは
巻き回して多数のセル３を有するハニカム体８としたメ
タル担体７において、セル内の平箔１と波箔２とが接触
している鋭角部１０の全部又は一部に充填材６が充填さ
れ、セルコーナー部１１が鈍角化していることを特徴と
するメタル担体。充填材６によって形成されるセルコー
ナー部１１の曲率半径が１０μｍ〜２００μｍである。
平箔１と波箔２と充填材６とで形成されるセルの内表面
に触媒担持層５を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス浄化等の目的で用いられる触媒を担持するためのメタ
ル担体及びその製造方法に関するものである。
ス浄化等の目的で用いられる触媒を担持するためのメタ
ル担体及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】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。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改質装置において
も、同様に触媒を担持した担体が用いられる。これら触
媒担体は、ガスが通過する多数のセルを有し、各セルの
壁面には触媒がコーティングされ、通過するガスと触媒
とが広い接触面積で接触することが可能になっている。
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。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改質装置において
も、同様に触媒を担持した担体が用いられる。これら触
媒担体は、ガスが通過する多数のセルを有し、各セルの
壁面には触媒がコーティングされ、通過するガスと触媒
とが広い接触面積で接触することが可能になっている。
【０００３】これらの目的で用いられる触媒担体として
は、セラミックス担体とメタル担体とがある。メタル担
体は、図５に示すように、耐熱合金を用いた金属箔を積
層し、ガスが通過する多数のセル３を有する円筒形のメ
タルハニカム体８とし、このメタルハニカム体８を円筒
形の金属製の外筒４に挿入してメタル担体７とする。耐
熱合金として最も一般的にはステンレス鋼が用いられ
る。このメタル担体のガス通路となるハニカム体のセル
の金属箔の表面に、ウォッシュコート層と呼ばれるポー
ラスなγ−アルミナ層をコーティングし、このウォッシ
ュコート層に貴金属等から成る触媒をしみ込ませる方
法、または触媒を含んだウォッシュコート層をメタル担
体にコーティングする方法等があって、メタル担体に触
媒を担持させている。
は、セラミックス担体とメタル担体とがある。メタル担
体は、図５に示すように、耐熱合金を用いた金属箔を積
層し、ガスが通過する多数のセル３を有する円筒形のメ
タルハニカム体８とし、このメタルハニカム体８を円筒
形の金属製の外筒４に挿入してメタル担体７とする。耐
熱合金として最も一般的にはステンレス鋼が用いられ
る。このメタル担体のガス通路となるハニカム体のセル
の金属箔の表面に、ウォッシュコート層と呼ばれるポー
ラスなγ−アルミナ層をコーティングし、このウォッシ
ュコート層に貴金属等から成る触媒をしみ込ませる方
法、または触媒を含んだウォッシュコート層をメタル担
体にコーティングする方法等があって、メタル担体に触
媒を担持させている。
【０００４】金属箔を積層してメタルハニカム体を形成
する方法として、最も一般的には、金属製平箔１と該平
箔をコルゲート加工した金属製波箔２とを軸の周りにス
パイラル状に巻き回す方法が採用されている。隣り合っ
た平箔１と波箔２とで構成される空間によってガスが通
過するセル３が形成される。
する方法として、最も一般的には、金属製平箔１と該平
箔をコルゲート加工した金属製波箔２とを軸の周りにス
パイラル状に巻き回す方法が採用されている。隣り合っ
た平箔１と波箔２とで構成される空間によってガスが通
過するセル３が形成される。
【０００５】メタルハニカム体のセル表面にウォッシュ
コート層を形成する方法としては、ウォッシュコート液
中にハニカム体を浸漬することによってハニカム体のセ
ル表面に該ウォッシュコート液を付着させ、次いで乾燥
することによってウォッシュコート層をセル表面に形成
する方法が用いられている。
コート層を形成する方法としては、ウォッシュコート液
中にハニカム体を浸漬することによってハニカム体のセ
ル表面に該ウォッシュコート液を付着させ、次いで乾燥
することによってウォッシュコート層をセル表面に形成
する方法が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】平箔１と波箔２とを交
互にスパイラル状に巻き回してハニカム体を形成したメ
タル担体において、ハニカム体をウォッシュコート液中
に浸漬するとウォッシュコート層５が形成されるが、ウ
ォッシュコート液の表面張力により、図６に示すように
平箔１と波箔２とが接触している接触部９の鋭角部付近
の隙間には他の表面部分に比較して多量のウォッシュコ
ート液が付着して厚塗り部１２が形成されることとな
る。ウォッシュコート層の厚塗り部１２の内部にある貴
金属は有効に触媒反応に寄与しないので、ウォッシュコ
ート液や貴金属が無駄になる。
互にスパイラル状に巻き回してハニカム体を形成したメ
タル担体において、ハニカム体をウォッシュコート液中
に浸漬するとウォッシュコート層５が形成されるが、ウ
ォッシュコート液の表面張力により、図６に示すように
平箔１と波箔２とが接触している接触部９の鋭角部付近
の隙間には他の表面部分に比較して多量のウォッシュコ
ート液が付着して厚塗り部１２が形成されることとな
る。ウォッシュコート層の厚塗り部１２の内部にある貴
金属は有効に触媒反応に寄与しないので、ウォッシュコ
ート液や貴金属が無駄になる。
【０００７】本発明は、金属製平箔と波箔とを積層ある
いは巻き回して多数のセルを有するハニカム体としたメ
タル担体において、ウォッシュコート層の厚塗り部の形
成を防止し、ウォッシュコート液や貴金属の無駄を防止
することによって安価で高性能なメタル担体を提供する
ことを目的とする。
いは巻き回して多数のセルを有するハニカム体としたメ
タル担体において、ウォッシュコート層の厚塗り部の形
成を防止し、ウォッシュコート液や貴金属の無駄を防止
することによって安価で高性能なメタル担体を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは以下のとおりである。 （１）金属製平箔１と波箔２とを積層あるいは巻き回し
て多数のセルを有するハニカム体８としたメタル担体７
において、セル内の平箔１と波箔２とが接触している鋭
角部１０の全部又は一部に充填材６が充填され、該セル
コーナー部１１が鈍角化していることを特徴とするメタ
ル担体。 （２）前記充填材６によって形成されるセルコーナー部
１１の曲率半径が１０μｍ〜２００μｍであることを特
徴とする上記（１）に記載のメタル担体。 （３）前記充填材６の材質がハニカム体を構成する金属
箔と異なる材質であることを特徴とする上記（１）又は
（２）に記載のメタル担体。 （４）前記充填材６が前記平箔１と波箔２とを接着して
いることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれか
に記載のメタル担体。 （５）前記平箔１と波箔２との接触部９付近における前
記充填材６の材質と、セル内表面側の前記充填材６の材
質とがお互いに異なることを特徴とする上記（１）乃至
（４）のいずれかに記載のメタル担体。 （６）前記平箔１と波箔２と充填材６とで形成されるセ
ルの内表面に触媒担持層５を形成した上記（１）乃至
（５）のいずれかに記載のメタル担体。
るところは以下のとおりである。 （１）金属製平箔１と波箔２とを積層あるいは巻き回し
て多数のセルを有するハニカム体８としたメタル担体７
において、セル内の平箔１と波箔２とが接触している鋭
角部１０の全部又は一部に充填材６が充填され、該セル
コーナー部１１が鈍角化していることを特徴とするメタ
ル担体。 （２）前記充填材６によって形成されるセルコーナー部
１１の曲率半径が１０μｍ〜２００μｍであることを特
徴とする上記（１）に記載のメタル担体。 （３）前記充填材６の材質がハニカム体を構成する金属
箔と異なる材質であることを特徴とする上記（１）又は
（２）に記載のメタル担体。 （４）前記充填材６が前記平箔１と波箔２とを接着して
いることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれか
に記載のメタル担体。 （５）前記平箔１と波箔２との接触部９付近における前
記充填材６の材質と、セル内表面側の前記充填材６の材
質とがお互いに異なることを特徴とする上記（１）乃至
（４）のいずれかに記載のメタル担体。 （６）前記平箔１と波箔２と充填材６とで形成されるセ
ルの内表面に触媒担持層５を形成した上記（１）乃至
（５）のいずれかに記載のメタル担体。
【０００９】（７）波箔２の波の頂部に粘着剤１３を塗
布した後に平箔１と波箔２とを積層あるいは巻き回して
ハニカム体８とし、次いで該ハニカム体８に充填母材と
なる金属粉とロウ粉との混合粉末を振りかけて粘着剤塗
布部に被着し、その後該ハニカム体を加熱してロウ粉を
溶融することにより充填材６の層を形成することを特徴
とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のメタル
担体の製造方法。 （８）波箔２の波の頂部に粘着剤を塗布する前又は塗布
した後に平箔１と波箔２とを積層あるいは巻き回してハ
ニカム体８とし、次いでロウ粉末を粘着剤塗布部に被着
し、ハニカム体７を溶融して平箔１と波箔２との接触部
９を接着し、さらに充填材６の原料粉末をハニカム体の
セル表面に被着し、その後該ハニカム体を加熱して充填
材６の層を形成することを特徴とする上記（５）に記載
のメタル担体の製造方法。
布した後に平箔１と波箔２とを積層あるいは巻き回して
ハニカム体８とし、次いで該ハニカム体８に充填母材と
なる金属粉とロウ粉との混合粉末を振りかけて粘着剤塗
布部に被着し、その後該ハニカム体を加熱してロウ粉を
溶融することにより充填材６の層を形成することを特徴
とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のメタル
担体の製造方法。 （８）波箔２の波の頂部に粘着剤を塗布する前又は塗布
した後に平箔１と波箔２とを積層あるいは巻き回してハ
ニカム体８とし、次いでロウ粉末を粘着剤塗布部に被着
し、ハニカム体７を溶融して平箔１と波箔２との接触部
９を接着し、さらに充填材６の原料粉末をハニカム体の
セル表面に被着し、その後該ハニカム体を加熱して充填
材６の層を形成することを特徴とする上記（５）に記載
のメタル担体の製造方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明においては、図１に示すよ
うに、平箔１と波箔２とが接触している鋭角部１０に充
填材６を充填してセルコーナー部１１を鈍角化する。こ
うしてセルコーナー部１１を鈍角化した上でセルの内表
面にウォッシュコート層５をコーティングするため、ウ
ォッシュコート層５の厚塗り部１２が形成されることが
ない。また、充填材６は、ウォッシュコート層５と異な
り触媒の貴金属がしみ込むことがないので、従来のウォ
ッシュコート層の厚塗り部１２のような貴金属の無駄が
発生することがない。
うに、平箔１と波箔２とが接触している鋭角部１０に充
填材６を充填してセルコーナー部１１を鈍角化する。こ
うしてセルコーナー部１１を鈍角化した上でセルの内表
面にウォッシュコート層５をコーティングするため、ウ
ォッシュコート層５の厚塗り部１２が形成されることが
ない。また、充填材６は、ウォッシュコート層５と異な
り触媒の貴金属がしみ込むことがないので、従来のウォ
ッシュコート層の厚塗り部１２のような貴金属の無駄が
発生することがない。
【００１１】鋭角部１０に形成する充填材６の層は、通
常は充填材とする材料を溶融して形成する。このため、
溶融した充填材の表面張力により、充填材によって形成
されるセルコーナー部１１は、図２に示すように一定の
曲率半径Ｒを有する形状となる。この充填材によって形
成されるセルコーナー部１１の曲率半径Ｒを１０μｍ〜
２００μｍの範囲とすると好ましい。１０μｍ以上とす
るのは、触媒メーカーにおいて、ウォッシュコート液を
塗布するにあたり、この曲率半径を１０μｍ以下とする
と、鋭角化の効果が見られず、メニスカス部にウォッシ
ュコート液が溜まってしまった触媒メーカーが見られた
からである。国内外の触媒担持会社から供与を受けた一
次ウォッシュコート液を用いて試験した実績を表１に示
す。表１において、ウォッシュコート溜まりがないもの
を「○」、ウォッシュコート溜まりが少し見られるもの
を「△」、完全にウォッシュコート溜まりしているもの
を「×」と表示した。また、２００μｍ以下とするの
は、これ以上曲率半径を大きくすると、充填素材の原料
費用が高くなり、効果が相殺されてしまうからである。
充填材によって形成されるセルコーナー部１１の曲率半
径Ｒは、充填材の充填量によって調整することができ
る。充填量を少なくすると、図２（ｂ）に示すようにセ
ルコーナー部１１の曲率半径Ｒを小さくすることがで
き、充填量を多くすると、図２（ａ）に示すようにセル
コーナー部１１の曲率半径Ｒを大きくすることができ
る。
常は充填材とする材料を溶融して形成する。このため、
溶融した充填材の表面張力により、充填材によって形成
されるセルコーナー部１１は、図２に示すように一定の
曲率半径Ｒを有する形状となる。この充填材によって形
成されるセルコーナー部１１の曲率半径Ｒを１０μｍ〜
２００μｍの範囲とすると好ましい。１０μｍ以上とす
るのは、触媒メーカーにおいて、ウォッシュコート液を
塗布するにあたり、この曲率半径を１０μｍ以下とする
と、鋭角化の効果が見られず、メニスカス部にウォッシ
ュコート液が溜まってしまった触媒メーカーが見られた
からである。国内外の触媒担持会社から供与を受けた一
次ウォッシュコート液を用いて試験した実績を表１に示
す。表１において、ウォッシュコート溜まりがないもの
を「○」、ウォッシュコート溜まりが少し見られるもの
を「△」、完全にウォッシュコート溜まりしているもの
を「×」と表示した。また、２００μｍ以下とするの
は、これ以上曲率半径を大きくすると、充填素材の原料
費用が高くなり、効果が相殺されてしまうからである。
充填材によって形成されるセルコーナー部１１の曲率半
径Ｒは、充填材の充填量によって調整することができ
る。充填量を少なくすると、図２（ｂ）に示すようにセ
ルコーナー部１１の曲率半径Ｒを小さくすることがで
き、充填量を多くすると、図２（ａ）に示すようにセル
コーナー部１１の曲率半径Ｒを大きくすることができ
る。
【００１２】
【表１】
【００１３】ハニカム体を構成する金属箔として、通常
はステンレス鋼箔が用いられる。これに対し、充填材６
としては、上記金属箔とは異なる材質のものを使用す
る。充填材として例えばロウ材を用いることができる。
ロウ粉末を平箔と波箔との接触部９周辺に充填し、次い
でハニカム体を加熱することにより、セルコーナー部を
所定の曲率半径とする充填材充填部が形成される。
はステンレス鋼箔が用いられる。これに対し、充填材６
としては、上記金属箔とは異なる材質のものを使用す
る。充填材として例えばロウ材を用いることができる。
ロウ粉末を平箔と波箔との接触部９周辺に充填し、次い
でハニカム体を加熱することにより、セルコーナー部を
所定の曲率半径とする充填材充填部が形成される。
【００１４】ロウ材として一般的に使用される銀ロウ材
等は高価であるため、充填材６として、充填母材となる
金属粉とロウ粉との混合粉を用いると好ましい。充填母
材となる金属粉としては、例えばハニカム体と同様のス
テンレス鋼粉を用いることができる。金属粉とロウ粉と
の混合粉をハニカム体の平箔と波箔との接触部９周辺に
充填し、次いでハニカム体を加熱することにより、混合
粉中のロウ粉が溶融する。この結果、ステンレス鋼粉な
どで構成される金属粉が骨材となり、ロウ材がバインダ
ーとなった充填材部分が形成される。充填材に占める高
価なロウ材の比率が低いので、メタル担体の製造コスト
を低下させることができる。
等は高価であるため、充填材６として、充填母材となる
金属粉とロウ粉との混合粉を用いると好ましい。充填母
材となる金属粉としては、例えばハニカム体と同様のス
テンレス鋼粉を用いることができる。金属粉とロウ粉と
の混合粉をハニカム体の平箔と波箔との接触部９周辺に
充填し、次いでハニカム体を加熱することにより、混合
粉中のロウ粉が溶融する。この結果、ステンレス鋼粉な
どで構成される金属粉が骨材となり、ロウ材がバインダ
ーとなった充填材部分が形成される。充填材に占める高
価なロウ材の比率が低いので、メタル担体の製造コスト
を低下させることができる。
【００１５】充填材６として、上記のようにロウ材ある
いは金属粉とロウ材との混合材を用いることにより、該
充填材がハニカム体の平箔と波箔との接着機能を兼ねる
ことができる。即ち、この場合充填材６が平箔１と波箔
２とを接着している。そのため、平箔１と波箔２とを接
着させる機能と鋭角部１０を充填する機能を別々に設け
る必要がなく、メタル担体の製造コストを低下させるこ
とができる。
いは金属粉とロウ材との混合材を用いることにより、該
充填材がハニカム体の平箔と波箔との接着機能を兼ねる
ことができる。即ち、この場合充填材６が平箔１と波箔
２とを接着している。そのため、平箔１と波箔２とを接
着させる機能と鋭角部１０を充填する機能を別々に設け
る必要がなく、メタル担体の製造コストを低下させるこ
とができる。
【００１６】充填材６としては、以上述べたようなメタ
ル系の材料のみならず、セラミックス系の材料を用いる
こともできる。例えば、アルミナ系のセラミックス耐熱
ボンド等を用いてもよい。更に、セラミックス粉末（例
えばアルミナ粉末）とロウ材（例えば低温Ｎｉロウ材）
との混合粉末を用い、このロウ材を溶融・凝固させるこ
とにより、セラミックス粉末を骨材としロウ材をバイン
ダーとする充填材層を形成することもできる。充填材と
してセラミックスを用いる場合においては、触媒として
使用する貴金属がしみ込むような空隙が形成されないも
のを用いる。空隙が形成されると、触媒担持層を形成す
る際に触媒の貴金属が充填材層にしみ込むため、貴金属
の無駄が発生することとなるからである。
ル系の材料のみならず、セラミックス系の材料を用いる
こともできる。例えば、アルミナ系のセラミックス耐熱
ボンド等を用いてもよい。更に、セラミックス粉末（例
えばアルミナ粉末）とロウ材（例えば低温Ｎｉロウ材）
との混合粉末を用い、このロウ材を溶融・凝固させるこ
とにより、セラミックス粉末を骨材としロウ材をバイン
ダーとする充填材層を形成することもできる。充填材と
してセラミックスを用いる場合においては、触媒として
使用する貴金属がしみ込むような空隙が形成されないも
のを用いる。空隙が形成されると、触媒担持層を形成す
る際に触媒の貴金属が充填材層にしみ込むため、貴金属
の無駄が発生することとなるからである。
【００１７】もちろん、ハニカム体の平箔と波箔との接
着はロウ材によって行い、鋭角部に充填する充填材をこ
のロウ材とは異なる材質としてもよい。この場合、接着
に用いたロウ材も部分的に充填材の一部となる。鋭角部
１０に充填する充填材６としては、上記金属粉とロウ材
との混合材を用いたり、あるいは上記セラミックス粉末
とロウ材との混合材を用いることができる。このよう
に、平箔１と波箔２との接着と充填材とを別の材質とす
る結果、平箔１と波箔２との接触部９付近における充填
材の材質とセル内表面側の充填材の材質とがお互いに異
なるメタル担体となる。
着はロウ材によって行い、鋭角部に充填する充填材をこ
のロウ材とは異なる材質としてもよい。この場合、接着
に用いたロウ材も部分的に充填材の一部となる。鋭角部
１０に充填する充填材６としては、上記金属粉とロウ材
との混合材を用いたり、あるいは上記セラミックス粉末
とロウ材との混合材を用いることができる。このよう
に、平箔１と波箔２との接着と充填材とを別の材質とす
る結果、平箔１と波箔２との接触部９付近における充填
材の材質とセル内表面側の充填材の材質とがお互いに異
なるメタル担体となる。
【００１８】以上のように平箔と波箔とが接触している
鋭角部１０に充填材６を充填してセルコーナー部１１を
鈍角化し、更にセル内表面に触媒担持層５を形成したも
のが本発明のメタル触媒担体となる。触媒担持層５は、
γ−アルミナ層よりなるウォッシュコート層に貴金属等
からなる触媒をしみ込ませたものである。平箔と波箔と
の接触部に構成されていた鋭角部１０に充填材６が充填
されセルコーナー部１１が鈍角化しているので、従来の
ようなウォッシュコート層の厚塗り部１２は形成されな
い。
鋭角部１０に充填材６を充填してセルコーナー部１１を
鈍角化し、更にセル内表面に触媒担持層５を形成したも
のが本発明のメタル触媒担体となる。触媒担持層５は、
γ−アルミナ層よりなるウォッシュコート層に貴金属等
からなる触媒をしみ込ませたものである。平箔と波箔と
の接触部に構成されていた鋭角部１０に充填材６が充填
されセルコーナー部１１が鈍角化しているので、従来の
ようなウォッシュコート層の厚塗り部１２は形成されな
い。
【００１９】次に、本発明のメタル担体の製造方法につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２０】まず第１に、充填材原料としてロウ粉末、
金属粉とロウ粉との混合粉末、セラミックス粉とロウ粉
との混合粉末のいずれかを使用する場合について説明す
る。これらロウ粉末あるいはロウ粉を含む粉末を充填材
原料として用いる場合、充填材６がハニカム体の平箔１
と波箔２との接触部９を結合する結合材としての役割を
も果たすことが特徴である。
金属粉とロウ粉との混合粉末、セラミックス粉とロウ粉
との混合粉末のいずれかを使用する場合について説明す
る。これらロウ粉末あるいはロウ粉を含む粉末を充填材
原料として用いる場合、充填材６がハニカム体の平箔１
と波箔２との接触部９を結合する結合材としての役割を
も果たすことが特徴である。
【００２１】平箔と波箔とを交互に積層あるいは巻き回
す前に、平箔あるいは波箔の表面に粘着剤１３を塗布す
る。波箔の表面に粘着剤１３を塗布する場合には、波箔
の波の頂部のみに粘着剤１３を塗布すると好ましい。図
3（ａ）においては波箔２の頂部に粘着剤１３を塗布し
ている。更に、波箔の波の頂部に塗布する粘着剤の塗布
幅を調整することにより、その後形成する充填材６を充
填した層の厚さ、ひいてはセルコーナー部１１の曲率半
径Ｒを調整することが可能である。粘着剤の塗布幅が広
いほど充填材の充填量が増大し、その結果セルコーナー
部の曲率半径を大きくすることができる。
す前に、平箔あるいは波箔の表面に粘着剤１３を塗布す
る。波箔の表面に粘着剤１３を塗布する場合には、波箔
の波の頂部のみに粘着剤１３を塗布すると好ましい。図
3（ａ）においては波箔２の頂部に粘着剤１３を塗布し
ている。更に、波箔の波の頂部に塗布する粘着剤の塗布
幅を調整することにより、その後形成する充填材６を充
填した層の厚さ、ひいてはセルコーナー部１１の曲率半
径Ｒを調整することが可能である。粘着剤の塗布幅が広
いほど充填材の充填量が増大し、その結果セルコーナー
部の曲率半径を大きくすることができる。
【００２２】粘着剤の塗布部位は、平箔の全面、あるい
は波箔の波の頂部のすべてに塗布することも可能であ
り、もしくは、平箔の一部あるいは波箔の波の頂部の一
部に塗布することもできる。平箔と波箔とをスパイラル
状に巻き回したメタル担体において、メタル担体の外周
部付近は平箔と波箔の接触部の全長にわたって粘着剤を
塗布し、メタル担体の中心側については平箔と波箔の接
触部の一部のみに粘着剤を塗布することができる。これ
により、メタル担体の外周部付近はメタル担体の強度を
維持するに十分な接着を行い、メタル担体の中心側につ
いては熱応力を緩和するために箔どうしの接触部のうち
の一部のみを接着することができる。
は波箔の波の頂部のすべてに塗布することも可能であ
り、もしくは、平箔の一部あるいは波箔の波の頂部の一
部に塗布することもできる。平箔と波箔とをスパイラル
状に巻き回したメタル担体において、メタル担体の外周
部付近は平箔と波箔の接触部の全長にわたって粘着剤を
塗布し、メタル担体の中心側については平箔と波箔の接
触部の一部のみに粘着剤を塗布することができる。これ
により、メタル担体の外周部付近はメタル担体の強度を
維持するに十分な接着を行い、メタル担体の中心側につ
いては熱応力を緩和するために箔どうしの接触部のうち
の一部のみを接着することができる。
【００２３】上記のように箔の表面に粘着剤を塗布した
後、図3（ｂ）のように平箔１と波箔２とを交互に積層
あるいは巻き回してメタルハニカム体とする。さらにこ
のメタルハニカム体を外筒４に装着した後、あるいは装
着する前に、このメタルハニカム体に充填材原料として
の粉末を振りかける。メタルハニカム体の各セルを通し
て粉末を通過させることにより、図3（ｃ）に示すよう
にセル内の金属箔表面の粘着剤１３塗布部に充填材６の
原料粉末が被着する。余剰の粉末は各セルから下方に落
下するので、回収して再度充填材原料として使用する。
後、図3（ｂ）のように平箔１と波箔２とを交互に積層
あるいは巻き回してメタルハニカム体とする。さらにこ
のメタルハニカム体を外筒４に装着した後、あるいは装
着する前に、このメタルハニカム体に充填材原料として
の粉末を振りかける。メタルハニカム体の各セルを通し
て粉末を通過させることにより、図3（ｃ）に示すよう
にセル内の金属箔表面の粘着剤１３塗布部に充填材６の
原料粉末が被着する。余剰の粉末は各セルから下方に落
下するので、回収して再度充填材原料として使用する。
【００２４】充填材原料を被着したメタルハニカム体を
真空加熱炉において加熱し、ロウ粉末を溶融する。溶融
したロウ材の界面張力により、ロウ材あるいはロウ材を
含む充填材６は平箔１と波箔２とが接触している鋭角部
に入り込む。そして、充填材のセル内表面側について
は、同じくロウ材の界面張力によって鈍角化したセルコ
ーナー部１１を形成することとなる（図3（ｄ））。平
箔１の表面に粘着剤１３を塗布し、従って充填材原料粉
末が平箔表面全体に被着している場合においては、溶融
したロウ材と箔表面との間の界面張力に基づき、平箔表
面全体に分布した充填材原料は平箔１と波箔２とが接触
した鋭角部１０に集まるので、結局この鋭角部１０に充
填材６が充填されて鈍角化したセルコーナー部１１を形
成することができる。この状態でメタルハニカム体の温
度を常温に戻すことにより、ロウ材は凝固し、強固な充
填材部分が形成される。
真空加熱炉において加熱し、ロウ粉末を溶融する。溶融
したロウ材の界面張力により、ロウ材あるいはロウ材を
含む充填材６は平箔１と波箔２とが接触している鋭角部
に入り込む。そして、充填材のセル内表面側について
は、同じくロウ材の界面張力によって鈍角化したセルコ
ーナー部１１を形成することとなる（図3（ｄ））。平
箔１の表面に粘着剤１３を塗布し、従って充填材原料粉
末が平箔表面全体に被着している場合においては、溶融
したロウ材と箔表面との間の界面張力に基づき、平箔表
面全体に分布した充填材原料は平箔１と波箔２とが接触
した鋭角部１０に集まるので、結局この鋭角部１０に充
填材６が充填されて鈍角化したセルコーナー部１１を形
成することができる。この状態でメタルハニカム体の温
度を常温に戻すことにより、ロウ材は凝固し、強固な充
填材部分が形成される。
【００２５】次に、平箔と波箔との接着のためのロウ付
けと本発明の充填材の充填とを別々に行う場合について
説明する。
けと本発明の充填材の充填とを別々に行う場合について
説明する。
【００２６】まず、波箔の波の頂部の一部又は全部に粘
着剤を塗布し、次いで平箔と波箔とを積層しあるいは巻
き回してメタルハニカム体とする。先に平箔と波箔とを
積層しあるいは巻き回してメタルハニカム体とし、次に
図４に示すようにこのメタルハニカム体の端面を粘着剤
槽１４中の粘着剤１３の液中にごくわずかの深さで浸漬
し、粘着剤と金属箔との間の界面張力に基づく毛細管現
象によって平箔１と波箔２との接触部９に粘着剤１３を
吸い上げることもできる。次にこのメタルハニカム体に
ロウ粉末を振りかけ、粘着剤塗布部にロウ粉末を被着
し、その後メタルハニカム体を加熱してロウ粉末を溶融
し、メタルハニカム体の平箔と波箔との接触部をロウ付
け接着する。
着剤を塗布し、次いで平箔と波箔とを積層しあるいは巻
き回してメタルハニカム体とする。先に平箔と波箔とを
積層しあるいは巻き回してメタルハニカム体とし、次に
図４に示すようにこのメタルハニカム体の端面を粘着剤
槽１４中の粘着剤１３の液中にごくわずかの深さで浸漬
し、粘着剤と金属箔との間の界面張力に基づく毛細管現
象によって平箔１と波箔２との接触部９に粘着剤１３を
吸い上げることもできる。次にこのメタルハニカム体に
ロウ粉末を振りかけ、粘着剤塗布部にロウ粉末を被着
し、その後メタルハニカム体を加熱してロウ粉末を溶融
し、メタルハニカム体の平箔と波箔との接触部をロウ付
け接着する。
【００２７】次に、メタルハニカム体のセル表面に充填
材の原料を被着する。充填材原料にロウ粉末を含有する
場合には、被着方法としては、例えばロウ付けの終わっ
たメタルハニカム体を粘着剤液中に浸漬してセル表面全
面に粘着剤を塗布し、次いでこのメタルハニカム体に充
填材原料粉末を振りかけ、セル表面に充填材原料を被着
させることができる。その後メタルハニカム体を加熱す
ることにより、充填材原料中のロウ粉末が溶融し、ロウ
材と金属箔との間の界面張力に基づいて充填材は平箔と
波箔とが接触する鋭角部１０に集まり、該鋭角部に充填
材層を形成してセルコーナー部１１を鈍角化する。
材の原料を被着する。充填材原料にロウ粉末を含有する
場合には、被着方法としては、例えばロウ付けの終わっ
たメタルハニカム体を粘着剤液中に浸漬してセル表面全
面に粘着剤を塗布し、次いでこのメタルハニカム体に充
填材原料粉末を振りかけ、セル表面に充填材原料を被着
させることができる。その後メタルハニカム体を加熱す
ることにより、充填材原料中のロウ粉末が溶融し、ロウ
材と金属箔との間の界面張力に基づいて充填材は平箔と
波箔とが接触する鋭角部１０に集まり、該鋭角部に充填
材層を形成してセルコーナー部１１を鈍角化する。
【００２８】充填材原料としてロウ粉末を含まないセラ
ミックスを用いる場合には、被着方法として、例えばロ
ウ付けの終わったメタルハニカム体を、２種類の溶剤を
混合することにより硬化するタイプの溶剤を使用した無
機高耐熱性接着剤を用いて、セラミックス粒子を充填す
る方法を確立した。１つの溶剤を図４に示されている方
法にて、波箔部と平箔部の接触部に、毛細管現象を利用
して、硬化に必要な溶剤が供給されたメタルハニカム体
を、今ひとつの溶剤に１μｍ以下の粒子のアルミやシリ
カのセラミックス微粉を混合してある、セラミック溶剤
の中に、浸漬し、乾燥させる。その後ハニカムを１０Ｇ
の加振機で５分程度の振動を負荷することで、２液の接
していない部分のセラミックス微粉は除去することがで
き、該鋭角部に充填材層を形成してセルコーナー部を鈍
角化することができる。
ミックスを用いる場合には、被着方法として、例えばロ
ウ付けの終わったメタルハニカム体を、２種類の溶剤を
混合することにより硬化するタイプの溶剤を使用した無
機高耐熱性接着剤を用いて、セラミックス粒子を充填す
る方法を確立した。１つの溶剤を図４に示されている方
法にて、波箔部と平箔部の接触部に、毛細管現象を利用
して、硬化に必要な溶剤が供給されたメタルハニカム体
を、今ひとつの溶剤に１μｍ以下の粒子のアルミやシリ
カのセラミックス微粉を混合してある、セラミック溶剤
の中に、浸漬し、乾燥させる。その後ハニカムを１０Ｇ
の加振機で５分程度の振動を負荷することで、２液の接
していない部分のセラミックス微粉は除去することがで
き、該鋭角部に充填材層を形成してセルコーナー部を鈍
角化することができる。
【００２９】充填材原料あるいはロウ粉末を被着するた
めの粘着剤としては、供給方法によって、水溶性、油性
のバインダーとも両方を用いることができる。特に粘着
剤を毛細管現象によって平箔と波箔との接触部に吸い上
げる方法を採用する場合には、粘着剤として水溶性のバ
インダーを用いることが好ましい。
めの粘着剤としては、供給方法によって、水溶性、油性
のバインダーとも両方を用いることができる。特に粘着
剤を毛細管現象によって平箔と波箔との接触部に吸い上
げる方法を採用する場合には、粘着剤として水溶性のバ
インダーを用いることが好ましい。
【００３０】
【実施例】厚さ３０μｍのステンレス鋼平箔１と波箔２
とをスパイラル状に交互に巻き回してメタルハニカム体
８とし、同じくステンレス鋼製外筒４に挿入してメタル
担体７とした。波箔２の波高さは１．２５ｍｍ、波ピッ
チは２．５０ｍｍとした。このメタル担体に本発明を適
用した。充填材６原料として、ステンレス鋼粉とアルミ
ロウ粉との混合粉末を用いた。ステンレス鋼粉としては
ＹＵＳ２０５Ｍ１の粉末を用い、その粒度は３８μｍ〜
１０５μｍとした。アルミロウ粉の粒度は１０５μｍの
メッシュの篩を通した粉体を使用した。ステンレス鋼粉
とアルミロウ粉との混合比率は４：１とした。
とをスパイラル状に交互に巻き回してメタルハニカム体
８とし、同じくステンレス鋼製外筒４に挿入してメタル
担体７とした。波箔２の波高さは１．２５ｍｍ、波ピッ
チは２．５０ｍｍとした。このメタル担体に本発明を適
用した。充填材６原料として、ステンレス鋼粉とアルミ
ロウ粉との混合粉末を用いた。ステンレス鋼粉としては
ＹＵＳ２０５Ｍ１の粉末を用い、その粒度は３８μｍ〜
１０５μｍとした。アルミロウ粉の粒度は１０５μｍの
メッシュの篩を通した粉体を使用した。ステンレス鋼粉
とアルミロウ粉との混合比率は４：１とした。
【００３１】平箔１と波箔２とを巻き回す前に、波箔２
の波頂部に粘着剤１３を塗布した。粘着剤１３としては
水溶性バインダーを用い、波頂部における粘着剤塗布幅
は波頂上部を中心に約０．４ｍｍとした。平箔と波箔と
を巻き回してメタルハニカム体とし、更にこのメタルハ
ニカム体をステンレス鋼製外筒に挿入した後、メタルハ
ニカム体のセル中に充填材原料の粉末を振りかけ、セル
表面の粘着剤塗布部に充填材原料を被着した。その後こ
のメタル担体を加熱炉にて１２００℃×５時間加熱し、
充填材原料中のロウ材を溶融して充填材層を形成した。
平箔と波箔とが接触している鋭角部１０に充填材６が充
填され、セルコーナー部１１には曲率半径Ｒが約６０μ
ｍの鈍角部が形成された。
の波頂部に粘着剤１３を塗布した。粘着剤１３としては
水溶性バインダーを用い、波頂部における粘着剤塗布幅
は波頂上部を中心に約０．４ｍｍとした。平箔と波箔と
を巻き回してメタルハニカム体とし、更にこのメタルハ
ニカム体をステンレス鋼製外筒に挿入した後、メタルハ
ニカム体のセル中に充填材原料の粉末を振りかけ、セル
表面の粘着剤塗布部に充填材原料を被着した。その後こ
のメタル担体を加熱炉にて１２００℃×５時間加熱し、
充填材原料中のロウ材を溶融して充填材層を形成した。
平箔と波箔とが接触している鋭角部１０に充填材６が充
填され、セルコーナー部１１には曲率半径Ｒが約６０μ
ｍの鈍角部が形成された。
【００３２】このメタル担体をウォッシュコート液中に
浸漬し、次いで乾燥することによりセル内部に７５μｍ
厚さのウォッシュコート層５を形成した。このウォッシ
ュコート層中に貴金属からなる触媒をしみ込ませてメタ
ル触媒担体を完成した。
浸漬し、次いで乾燥することによりセル内部に７５μｍ
厚さのウォッシュコート層５を形成した。このウォッシ
ュコート層中に貴金属からなる触媒をしみ込ませてメタ
ル触媒担体を完成した。
【００３３】本発明の充填層を有するメタル担体を用い
た場合には、ウォッシュコート層の厚塗り部１２は形成
されなかった。その結果、本発明の充填層を用いない比
較例と比較し、ウォッシュコート液及び触媒としての貴
金属の使用量が２３％だけ削減され、無駄を防止するこ
とができた。
た場合には、ウォッシュコート層の厚塗り部１２は形成
されなかった。その結果、本発明の充填層を用いない比
較例と比較し、ウォッシュコート液及び触媒としての貴
金属の使用量が２３％だけ削減され、無駄を防止するこ
とができた。
【００３４】
【発明の効果】金属製平箔と波箔とを積層あるいは巻き
回して多数のセルを有するハニカム体としたメタル担体
において、セル内の平箔と波箔とが接触している鋭角部
の全部又は一部に充填材を充填し、その結果セルコーナ
ー部を鈍角化することにより、ウォッシュコート層の厚
塗り部の形成を防止し、ウォッシュコート液や貴金属の
無駄を防止することによって安価で高性能なメタル担体
を提供することができた。
回して多数のセルを有するハニカム体としたメタル担体
において、セル内の平箔と波箔とが接触している鋭角部
の全部又は一部に充填材を充填し、その結果セルコーナ
ー部を鈍角化することにより、ウォッシュコート層の厚
塗り部の形成を防止し、ウォッシュコート液や貴金属の
無駄を防止することによって安価で高性能なメタル担体
を提供することができた。
【図１】本発明のメタル担体の部分断面図である。
【図２】本発明のメタル担体の部分拡大図である。
【図３】本発明のメタル担体の製造工程を示す図であ
り、（ａ）は波箔の頂部に粘着剤を塗布した状態、
（ｂ）は該波箔と平箔とを巻き回してハニカム体とした
状態、（ｃ）は粘着剤塗布部に充填材原料を被着した状
態、（ｄ）は充填材溶融後の状態を示す図である。
り、（ａ）は波箔の頂部に粘着剤を塗布した状態、
（ｂ）は該波箔と平箔とを巻き回してハニカム体とした
状態、（ｃ）は粘着剤塗布部に充填材原料を被着した状
態、（ｄ）は充填材溶融後の状態を示す図である。
【図４】本発明のメタル担体の平箔と波箔との接触部に
粘着剤を毛細管現象で吸い上げる方法を示す図である。
粘着剤を毛細管現象で吸い上げる方法を示す図である。
【図５】メタル担体を示す斜視図である。
【図６】従来のメタル担体の部分断面図である。
１ 平箔
２ 波箔
３ セル
４ 外筒
５ 触媒担持層（ウォッシュコート層）
６ 充填材
７ メタル担体
８ ハニカム体
９ 接触部
１０ 鋭角部
１１ セルコーナー部
１２ 厚塗り部
１３ 粘着剤
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ３２Ｂ 3/12 Ｂ３２Ｂ 15/01 Ｚ
15/01 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｐ
Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｂ２１Ｄ 53/84 Ｂ
// Ｂ２１Ｄ 53/84 Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＣ
(72)発明者 紺谷 省吾
富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技
術開発本部内
Ｆターム(参考） 3G091 AB01 BA07 BA39 GA07 GA08
GA12 GA13 GA16 GA18 GB01X
GB05W GB17X GB19X
4D048 BA39X BB02 BB15
4F100 AB01A AB01C AB01E AB33A
AB33B AB33C AB33D AB33E
AJ11E BA02 BA03 BA04
BA05 BA08 BA10A BA10B
BA10C BA10D BA10E DB02B
DB02D DB02E DC07 DD11B
DD11D DD11E DE01E EH46
EH462 EJ42 EJ422 GB51
JL08E JL13E YY00B YY00D
YY00E
4G069 AA01 AA08 BA17 CA03 DA06
EA21 EA24 EA28 FA03 FB13
FB71
Claims (8)
- 【請求項１】 金属製平箔と波箔とを積層あるいは巻き
回して多数のセルを有するハニカム体としたメタル担体
において、セル内の平箔と波箔とが接触している鋭角部
の全部又は一部に充填材が充填され、該セルコーナー部
が鈍角化していることを特徴とするメタル担体。 - 【請求項２】 前記充填材によって形成されるセルコー
ナー部の曲率半径が１０μｍ〜２００μｍであることを
特徴とする請求項１に記載のメタル担体。 - 【請求項３】 前記充填材の材質がハニカム体を構成す
る金属箔と異なる材質であることを特徴とする請求項１
又は２に記載のメタル担体。 - 【請求項４】 前記充填材が前記平箔と波箔とを接着し
ていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載のメタル担体。 - 【請求項５】 前記平箔と波箔との接触部付近における
前記充填材の材質と、セル内表面側の前記充填材の材質
とがお互いに異なることを特徴とする請求項１乃至４の
いずれかに記載のメタル担体。 - 【請求項６】 前記平箔と波箔と充填材とで形成される
セルの内表面に触媒担持層を形成した請求項１乃至５の
いずれかに記載のメタル担体。 - 【請求項７】 波箔の波の頂部に粘着剤を塗布した後に
平箔と波箔とを積層あるいは巻き回してハニカム体と
し、次いで該ハニカム体に充填母材となる金属粉とロウ
粉との混合粉末を振りかけて粘着剤塗布部に被着し、そ
の後該ハニカム体を加熱してロウ粉を溶融することによ
り充填材の層を形成することを特徴とする請求項１乃至
４のいずれかに記載のメタル担体の製造方法。 - 【請求項８】 波箔の波の頂部に粘着剤を塗布する前又
は塗布した後に平箔と波箔とを積層あるいは巻き回して
ハニカム体とし、次いでロウ粉末を粘着剤塗布部に被着
し、ハニカム体を溶融して平箔と波箔との接触部を接着
し、さらに充填材の原料粉末をハニカム体のセル表面に
被着し、その後該ハニカム体を加熱して充填材の層を形
成することを特徴とする請求項５に記載のメタル担体の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002141582A JP2003334456A (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | メタル担体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002141582A JP2003334456A (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | メタル担体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003334456A true JP2003334456A (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=29702125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002141582A Withdrawn JP2003334456A (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | メタル担体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003334456A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2517941C2 (ru) * | 2008-05-07 | 2014-06-10 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Сотовый элемент из фольги и способ его изготовления |
-
2002
- 2002-05-16 JP JP2002141582A patent/JP2003334456A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2517941C2 (ru) * | 2008-05-07 | 2014-06-10 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Сотовый элемент из фольги и способ его изготовления |
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