JP3310703B2

JP3310703B2 - 金属性モノリス担体の製造方法

Info

Publication number: JP3310703B2
Application number: JP27947392A
Authority: JP
Inventors: 眞康佐藤; 久武井
Original assignee: Cataler Corp
Current assignee: Cataler Corp
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 2002-08-05
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: JPH0699082A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属性モノリス担体の
製造方法に関し、更に詳しく言えば、ろう材の使用量が
少なくても強度に優れ、低コストで作業性にも優れる金
属性モノリス担体の製造方法に関する。本発明は、主と
して自動車の排気ガス等の浄化装置に利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来の金属製モノリス担体の製造方法と
しては、例えば、以下の方法が知られている。（１）まず、一方の金属製板のろう付けのために必要と
する所定場所に、ろう材を含むペーストをローラー等に
より塗布し、その後、両板を交互に積層若しくは巻回し
て成形体を形成し、その後、加熱してろう付けするもの
である（特公昭６３−４４４６６号公報）。（２）まず、金属製波板と平板を交互に巻回等をして成
形体を形成し、その後、この成形体の端部からバインダ
溶液（例えば、０．１％ＰＶＡ水溶液、有機溶剤を用い
たバインダ溶液）を供給し付着させ、次いで、粉末ろう
材を付着バインダー面上に供給して、ろう材をを付着さ
せ、その後、加熱してろう付けするものである（特開平
３−５２６４６号公報）。（３）上記（２）と同様にして所定の成形体を形成し、
ろう材粉体が有機バインダー液（有機系バインダを有機
溶剤に溶解させた溶液）中に懸濁されて成るろう材懸濁
液を、この成形体に塗布し、その後乾燥し、加熱するも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の第
１の方法では、成形体を作成する際にろう材の塗布され
た位置がづれたりすると、十分な強度のものが得られな
いし、塗布の仕方によっては両板の接触部分の全部を接
合できあい場合があり、品質のバラツキが生じ易い。ま
た、上記第２の方法では、粉末ろう材が均一に付着され
にくいので、均一な強度が得られにくいし、バインダー
溶液の供給とろう材の供給の２工程が必要となり、工程
が複雑となる。更に、上記第３の方法では、有機溶剤の
使用により作業環境が悪化し、またろう材の使用が多く
なり、ひいては少ない使用量では十分な接合強度が得ら
れない。

【０００４】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、高価なろう材の少ない使用量であっても接合強度に
優れ、低コストで作業性にも優れる金属性モノリス担体
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の金属性モノリス
担体の製造方法は、ステンレス箔の波板と平板を交互に
積層若しくは巻回して成形体を形成し、その後、該成形
体を、ろう材粉体がセルロース系水溶性バインダーを含
有する水溶液に懸濁されて成るろう材懸濁液中に浸漬
し、次いで、上記成形体の一端側から圧縮気体を吹きつ
けて、余分なろう材懸濁液を除去し、その後乾燥し、真
空熱処理をすることを特徴とする。本発明において用い
られる「バインダー」は、セルロース系化合物からな
り、しかも水溶性である。このバインダーとしては、水
溶性メチルセルロース（置換度；１．３〜２．６）、ヒ
ドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチル・メチルセルロース、ヒドロキシ
プロピル・メチルセルロース、カルボキシメチルセルロ
ース・ナトリウム（ＯＨの置換割合；４０％以上）等を
用いることができる。又、アクリルオリゴマー等の解膠
剤や金属との濡れ防止剤を添加して使用することも可能
である。

【０００６】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。実施例１巾１２０ｍｍの耐熱金属箔（ステンレス、厚さ５０μ）
の波板と平板を合わせて巻回し、そして外端をスポット
溶接して固定し、メタルハニカム（直径８５ｍｍ、長さ
１２０ｍｍ）を形成した。次に純水９７重量部に対し３
重量部の粉末状セルロース系水性バインダー（カルボキ
シメチルセルロース・ナトリウム：ＯＨ基の置換割合４
５〜６０％、商品名「セランダー」；ユケン工業（株）
製）を溶解し、３％バインダー（含有）水溶液（５００
ｃｐｓ；２５℃）を調製した。このバインダー水溶液１
００重量部に対し、ろう材（ＢＮｉ−５）粉体を各々１
７５重量部、１２５重量部、８０重量部、５０重量部混
合し、攪拌し、各ろう材懸濁液（スラリー）を調製し
た。

【０００７】その後、上記メタルハニカムを、上記各ろ
う材懸濁液に端面から２０ｍｍの深さまで浸漬し、引き
上げた後、反対方向から圧縮エアーで吹き払って、平
板、波板の接触部及びその周辺に懸濁液を塗布した。こ
の塗布状態を以下の方法により調べ、その結果を図２に
示す。即ち、平板から波板をはがし、波板がはがされ且
つろう材懸濁液が付着されたままの平板表面を実体顕微
鏡で撮影した。尚、この図２は、撮影された写真をバッ
クが黒くなるように修正したものであり、図中の白色部
分がろう材懸濁液が付着している場所を示す。そして、
この写真図の下に、平板と波板との取付け方法及びろう
材付着場所の説明図（写真図を正面図とすれば、この図
は平面図となる。）を併せて示した。次いで、これを箱
型乾燥機へ入れて、２００℃で１時間乾燥し、次いで、
真空熱処理炉で１１８０℃、約２０分間熱処理を行い、
その後冷却し、ろう付け処理を行った。

【０００８】ろう付け処理後の重量測定によりろう材塗
布量を求め、表１にその結果を示した。更に、図４に示
すように、金属製モノリス担体１の上方端面から１０ｍ
ｍと２０ｍｍの間の部分（厚さ１０ｍｍ）をワイヤー放
電切断機で切り出し、評価要試験片１１を製作し、各試
験片１１について抜き強度を測定することにより接合強
度を測定した。この結果を表１及び図１に示した。

【０００９】

【表１】

【００１０】尚、抜き強度は、図５に示す装置（治具）
を用いて測定した。即ちパンチ（外径１８ｍｍφ）２と
受け具（内径２２ｍｍφ）３の間に試験片１１を配置
し、上から荷重Ｗを与えることにより測定し、抜き強度
は下式により求めた。抜き強度＝Ｗ／（ｎ×Ｌ）（Ｋｇｆ／ｍｍ）Ｗ：荷重、ｎ：接合点数（約２４個）、Ｌ：軸方向長さ
（ｍｍ）を示す。

【００１１】比較例１（１）バインダ溶液として、有機バインダー溶液〔キシ
ロールにセルロース系バインダー（例えばエチルセルロ
ース）を約６％溶解したもの、５００ｃｐｓ（２５
℃）〕を用いたこと、（２）この有機バインダー溶液１
００重量部に対し、ろう材粉体（ＢＮｉ−５）を各々１
５０重量部、１００重量部、７５重量部、４５重量部混
合し攪拌して、各ろう材懸濁液（スラリー）を調製した
こと、（３）同様に圧縮空気を吹きつけた後、温風で有
機溶剤を蒸発させたこと以外は、実施例１と同様にし
て、ろう付け処理を行った。この抜き強度の結果を図１
に併記した。尚、この場合の懸濁液の塗布状態を上記と
同様に調べ、その結果を図３に示した。

【００１２】比較例２ろう材懸濁液（スラリー）として、ＰＶＡ水溶液（例え
ば１〜２％濃度）を調製し、これを実施例と同様にして
浸漬塗布した所、濡れ性が悪く、粘度が高い割には接着
性が悪く不適切であった。

【００１３】実施例の効果図１に示すように、実施例１では、比較例１と比べてろ
う材使用を著しく低減でき、即ち少ないろう材使用量に
て、優れた接合強度が得られた。また、図２及び図３に
示すように、比較例１（図３）では、ろう材の付着場所
がほぼ全面に広がっているが、実施例１（図２）では、
両板の接触する部分に、集中的にろう材が付着してお
り、接合を必要とする部分に極めて効率的に付着してい
ることを示している。従って、実施例１では比較例１と
比べて、同ろう材使用量では図１に示す優れた接合強度
が得られることが判るし、ひいては、少ないろう材使用
量にて、同じ若しくは優れた接合強度が得られることと
なる。このことは、有機懸濁液の場合は圧縮空気の吹き
付けにより、溶剤が揮散して粘度が向上し、そのため両
板の接触部分以外の部分に付着していた懸濁液が、両板
の接触部分に移動しにくくなったものと考えられる。一
方、実施例の懸濁液では、吹き付けにより容易に乾燥し
ないので、圧縮空気を吹きつけても直ちに粘度が増加す
ることもなく、そのため、吹きつけにより、他部分にあ
った懸濁液が必要部分に十分に移動するものと考えられ
る。また、有機溶剤を使用しないので、作業環境を悪化
させることがない。

【００１４】更に、ＰＶＡ水溶液に比べて、金属素材と
の濡れ性に優れるので、優れた塗布性（接着性）を示し
た。また、水溶性懸濁液を浸漬により塗布するので、こ
の塗布が大変容易であり、更に、付着した懸濁液を安価
な圧縮空気にて吹き飛ばすので、容易に不必要な付着懸
濁液を除去でき、作業性に大変優れるとともに、安価で
ある。

【００１５】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、
成形体の形状、大きさ、積層数等は限定されないが、通
常、ハニカム状のものが用いられる。また使用する波
板、平板のステンレス種、厚さ等も、使用に耐えうる耐
熱性があり、且つ巻回できる厚さ（通常、３０〜１００
μｍ程度）であればよい。尚、このステンレスがアルミ
ナを含むものとすれば、加熱後のその表面にアルミナが
生じるので、ウォッシュコートの形成に便利である。

【００１６】更に、使用するろう材の種類、濃度も特に
限定されず、目的、用途に応じて種々選択使用できる。
また、バインダー濃度は、上記４重量％（水に対する濃
度）に限らず、懸濁液を付着できる濃度であればよく、
通常、２〜６重量％である。圧縮気体としては、上記空
気に限らず、他の気体（例えば窒素、アルゴン等）でも
よい。また、これを吹き付ける方向も、先に浸漬した方
向に限らず、これと逆方向でもよく、両板の接触部位以
外の不必要となる部分に付着した懸濁液を吹き飛ばすこ
とができればよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明の金属性モノリス担体の製造方法
によれば、ろう材の使用量が少なくても強度に優れる接
合ができ、また、作業環境を悪化させることもなく、低
コストで作業性にも優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ろう材塗布量と抜き強度の関係を示すグラフで
ある。

【図２】実施例１においてろう材懸濁液が平板に付着し
た状態を示す説明図である。

【図３】比較例１においてろう材懸濁液が平板に付着し
た状態を示す説明図である。

【図４】試験片の作成を示す説明図である。

【図５】試験片の抜き強度を測定する状態を示す説明図
である。

【符号の説明】

１；金属製モノリス担体、１１；試験片、２；パンチ、
３；受け具。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01J 21/00 - 37/36 B01D 53/86 B23K 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ステンレス箔の波板と平板を交互に積層
若しくは巻回して成形体を形成し、その後、該成形体
を、ろう材粉体がセルロース系水溶性バインダーを含有
する水溶液に懸濁されて成るろう材懸濁液中に浸漬し、
次いで、上記成形体の一端側から圧縮気体を吹きつけ
て、余分なろう材懸濁液を除去し、その後乾燥し、真空
熱処理をすることを特徴とする金属性モノリス担体の製
造方法。