JP3350499B2 - 波付加工性の良い粗面仕上金属箔及び排ガス浄化用触媒担体 - Google Patents
波付加工性の良い粗面仕上金属箔及び排ガス浄化用触媒担体Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や自動二輪
車などの排気ガスを浄化するための触媒担体等に用いら
れるメタルハニカム用の金属箔及びそれを用いて作られ
る排ガス浄化用触媒担体に関する。
車などの排気ガスを浄化するための触媒担体等に用いら
れるメタルハニカム用の金属箔及びそれを用いて作られ
る排ガス浄化用触媒担体に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車排ガス規制の強化に伴い、
排気ガス浄化用触媒担体に用いられるハニカムは、従来
のセラミック製のものに替えてメタルハニカムが用いら
れる割合が徐々に増えてきている。これは、メタルハニ
カムの壁厚がセラミックハニカムに比べて薄いため、エ
ンジンのコールドスタート時の昇温が速くエンジン排ガ
スの初期浄化能に優れ、さらに排気抵抗が低い等の利点
があるからである。
排気ガス浄化用触媒担体に用いられるハニカムは、従来
のセラミック製のものに替えてメタルハニカムが用いら
れる割合が徐々に増えてきている。これは、メタルハニ
カムの壁厚がセラミックハニカムに比べて薄いため、エ
ンジンのコールドスタート時の昇温が速くエンジン排ガ
スの初期浄化能に優れ、さらに排気抵抗が低い等の利点
があるからである。
【０００３】メタルハニカムの構造は、１５〜５０μｍ
の厚さの、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ鋼の金属箔を正弦波状、三
角波状、台形波状等に波付けした波板と平板、或は波板
と波板とを重ね合わせて直方体状にするか、或は巻回し
て円筒状やレーストラック状等にしたものが用いられて
おり、そして、これを耐熱性テンレス鋼製ケースに挿入
して排ガス浄化用触媒担体（メタル担体）としている。
また、メタルハニカムとしては、波板と平板、或は波板
と波板との重ね合わさった部分の全部又は一部を接合し
たものが用いられている。
の厚さの、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ鋼の金属箔を正弦波状、三
角波状、台形波状等に波付けした波板と平板、或は波板
と波板とを重ね合わせて直方体状にするか、或は巻回し
て円筒状やレーストラック状等にしたものが用いられて
おり、そして、これを耐熱性テンレス鋼製ケースに挿入
して排ガス浄化用触媒担体（メタル担体）としている。
また、メタルハニカムとしては、波板と平板、或は波板
と波板との重ね合わさった部分の全部又は一部を接合し
たものが用いられている。
【０００４】しかしながら、正弦波状の波板を用いてこ
のように構成したメタルハニカムでは、図１に示すよう
に、平板１と正弦波状の波板２との接点の近傍に鋭角に
開いた空間４ができるため、ここにγ−アルミナ、貴金
属触媒粒、助触媒などからなる触媒物質３が深く入り込
むことになる。この空間に入り込んだ触媒物質はエンジ
ン排気ガス流に直接ふれる触媒物質の表面から２０μｍ
以上の距離になるため、実質的に触媒反応に寄与するこ
となく高価な貴金属触媒が無駄になるという欠点があ
る。
のように構成したメタルハニカムでは、図１に示すよう
に、平板１と正弦波状の波板２との接点の近傍に鋭角に
開いた空間４ができるため、ここにγ−アルミナ、貴金
属触媒粒、助触媒などからなる触媒物質３が深く入り込
むことになる。この空間に入り込んだ触媒物質はエンジ
ン排気ガス流に直接ふれる触媒物質の表面から２０μｍ
以上の距離になるため、実質的に触媒反応に寄与するこ
となく高価な貴金属触媒が無駄になるという欠点があ
る。
【０００５】このため、最近では箔の波付加工で図２に
示すように、台形の角の部分をよりシャープに曲げ加工
した台形状の波板２が要求されている。つまり、台形状
の波板を用いると、平板１と台形状の波板２の接点近傍
に形成される空間が小さくて、触媒反応に寄与しない無
駄となる触媒を少なくすることができるからである。
示すように、台形の角の部分をよりシャープに曲げ加工
した台形状の波板２が要求されている。つまり、台形状
の波板を用いると、平板１と台形状の波板２の接点近傍
に形成される空間が小さくて、触媒反応に寄与しない無
駄となる触媒を少なくすることができるからである。
【０００６】台形状の波板の製造方法としては、例え
ば、特開平８−２５７４１２号公報に開示されているよ
うに、一対の歯車ロールを噛み合わせて回転させ、歯車
ロール間に平箔を通板することにより製造することがで
きる。
ば、特開平８−２５７４１２号公報に開示されているよ
うに、一対の歯車ロールを噛み合わせて回転させ、歯車
ロール間に平箔を通板することにより製造することがで
きる。
【０００７】さりながら、台形の角の部分をよりシャー
プに曲げ加工する波付加工を行うと、従来の金属箔では
加工中に割れ或は破断の生じるものが多発するようにな
り、生産性を著しく低下させるという問題が生じる。
プに曲げ加工する波付加工を行うと、従来の金属箔では
加工中に割れ或は破断の生じるものが多発するようにな
り、生産性を著しく低下させるという問題が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記問題点に鑑み、自動車等の排ガス浄化用メタルハニカ
ムに用いられる金属箔を台形の角の部分をよりシャープ
に曲げ加工する波付加工においても、箔に割れ或は破断
の発生しない金属箔及びそれを用いて作られた自動車等
の排ガス浄化用触媒担体を提供することを目的とする。
記問題点に鑑み、自動車等の排ガス浄化用メタルハニカ
ムに用いられる金属箔を台形の角の部分をよりシャープ
に曲げ加工する波付加工においても、箔に割れ或は破断
の発生しない金属箔及びそれを用いて作られた自動車等
の排ガス浄化用触媒担体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、波付加工で
の金属箔の割れ或は破断の原因について究明し、波付加
工での金属箔の割れ或は破断の防止は、金属箔の表面粗
度を調整することにより解決し得ることを知見した。本
発明はこの知見に基づいて完成したもので、本発明の要
旨とするところは、下記の通りである。
の金属箔の割れ或は破断の原因について究明し、波付加
工での金属箔の割れ或は破断の防止は、金属箔の表面粗
度を調整することにより解決し得ることを知見した。本
発明はこの知見に基づいて完成したもので、本発明の要
旨とするところは、下記の通りである。
【００１０】（１） 排ガス浄化用触媒担体に用いられ
る耐熱性ステンレス鋼製の金属箔において、表面粗度Ｒ
ｍａｘが３．２〜５．０μｍであることを特徴とする波
付加工性の良い粗面仕上金属箔。
る耐熱性ステンレス鋼製の金属箔において、表面粗度Ｒ
ｍａｘが３．２〜５．０μｍであることを特徴とする波
付加工性の良い粗面仕上金属箔。
【００１１】（２） 耐熱性ステンレス鋼製の金属箔で
構成されたハニカムを、耐熱性ステンレス鋼製ケースに
挿入してなる構造の排ガス浄化用触媒担体において、前
記金属箔は、表面粗度Ｒｍａｘが３．２〜５．０μｍで
ある粗面仕上金属箔であることを特徴とする排ガス浄化
用触媒担体。
構成されたハニカムを、耐熱性ステンレス鋼製ケースに
挿入してなる構造の排ガス浄化用触媒担体において、前
記金属箔は、表面粗度Ｒｍａｘが３．２〜５．０μｍで
ある粗面仕上金属箔であることを特徴とする排ガス浄化
用触媒担体。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００１３】本発明は、メタルハニカムを構成する金属
箔のうち、特に波板に使用する金属箔を粗面仕上げに調
整したものを用いることを特徴としており、ＪＩＳ（Ｂ
０６０１−１９７０）に規定される表面粗度Ｒｍａｘが
３．２〜５．０μｍの粗面仕上金属箔である。かかる金
属箔は、例えば８０番程度以下の研磨仕上げを行った圧
延ロールを用いて冷間圧延を行うか、圧延後上記の番号
のベルトサンダーで箔表面の研磨を行うこと等によって
得ることができるが、粗面化の方法自体は特に限定され
るものではない。
箔のうち、特に波板に使用する金属箔を粗面仕上げに調
整したものを用いることを特徴としており、ＪＩＳ（Ｂ
０６０１−１９７０）に規定される表面粗度Ｒｍａｘが
３．２〜５．０μｍの粗面仕上金属箔である。かかる金
属箔は、例えば８０番程度以下の研磨仕上げを行った圧
延ロールを用いて冷間圧延を行うか、圧延後上記の番号
のベルトサンダーで箔表面の研磨を行うこと等によって
得ることができるが、粗面化の方法自体は特に限定され
るものではない。
【００１４】なお、本発明での耐熱性ステンレス鋼製の
金属箔としては、例えば，１８〜２５％Ｃｒ−４．５〜
６．０％ＡｌにＶ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、Ｃ
ｅ、Ｌａ、その他の希土類元素のうちから選ばれた１種
又は２種以上を必要に応じて少量含有し、残部が実質的
にＦｅよりなる成分のものであって、高温のエンジン排
ガスに対して充分な耐熱性を有する金属箔が適している
が、一般的に使用されている材料を用いることができ
る。
金属箔としては、例えば，１８〜２５％Ｃｒ−４．５〜
６．０％ＡｌにＶ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、Ｃ
ｅ、Ｌａ、その他の希土類元素のうちから選ばれた１種
又は２種以上を必要に応じて少量含有し、残部が実質的
にＦｅよりなる成分のものであって、高温のエンジン排
ガスに対して充分な耐熱性を有する金属箔が適している
が、一般的に使用されている材料を用いることができ
る。
【００１５】本発明による金属箔は、通常の圧延箔の表
面粗度Ｒｍａｘ０．２〜０．３μｍに比べて、Ｒｍａｘ
３．２〜５．０μｍと著しく粗い表面粗度を有してい
る。図３に示すように、箔の波付加工は、２枚のかみ合
う歯型ロール６の歯型の間に粗い表面粗度８を有する金
属箔５を通して波板７とする。波形が図４（ａ）に示す
ように従来の正弦波状の波板９では、従来の表面粗度が
Ｒｍａｘ０．２〜０．３μｍの金属箔でも適正の潤滑材
を併用すれば波付加工で割れの生じることはなかった。
面粗度Ｒｍａｘ０．２〜０．３μｍに比べて、Ｒｍａｘ
３．２〜５．０μｍと著しく粗い表面粗度を有してい
る。図３に示すように、箔の波付加工は、２枚のかみ合
う歯型ロール６の歯型の間に粗い表面粗度８を有する金
属箔５を通して波板７とする。波形が図４（ａ）に示す
ように従来の正弦波状の波板９では、従来の表面粗度が
Ｒｍａｘ０．２〜０．３μｍの金属箔でも適正の潤滑材
を併用すれば波付加工で割れの生じることはなかった。
【００１６】ところが、図４（ｂ）に示すように角がよ
りシャープな台形状の波板１０にするためには、歯型の
角は小さな曲率半径を有するものを使用することとな
る。この場合、従来の粗度の箔では、歯型と歯型が完全
にかみ合うひとつ手前の歯型でも歯型と箔の間に潤滑剤
切れを生じ、歯型の角が金属箔にくい込む結果、ここで
歯型と金属箔間のすべりが抑えられてしまう。
りシャープな台形状の波板１０にするためには、歯型の
角は小さな曲率半径を有するものを使用することとな
る。この場合、従来の粗度の箔では、歯型と歯型が完全
にかみ合うひとつ手前の歯型でも歯型と箔の間に潤滑剤
切れを生じ、歯型の角が金属箔にくい込む結果、ここで
歯型と金属箔間のすべりが抑えられてしまう。
【００１７】自動車等の排ガス浄化用触媒担体に用いら
れるＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系耐熱ステンレス鋼箔は、高温の
排ガスに耐えられるように合金設計されているため、材
料自体の延性に乏しい。そのため、歯型と金属箔間のす
べりが抑えられると、完全にかみ合い状態の歯型とひと
つ手前の歯型間に箔材がすべり込まないため、特に、図
３に示すように、金属箔の圧延方向（Ｌ方向）に対して
直角方向（Ｃ方向）に、割れ或は破断が多発することに
なる。
れるＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系耐熱ステンレス鋼箔は、高温の
排ガスに耐えられるように合金設計されているため、材
料自体の延性に乏しい。そのため、歯型と金属箔間のす
べりが抑えられると、完全にかみ合い状態の歯型とひと
つ手前の歯型間に箔材がすべり込まないため、特に、図
３に示すように、金属箔の圧延方向（Ｌ方向）に対して
直角方向（Ｃ方向）に、割れ或は破断が多発することに
なる。
【００１８】これに対して、本発明金属箔は、その表面
粗度を著しく粗くしてあるので、箔の凹部に潤滑剤を貯
蔵することができる。その結果、波付加工では、箔の凹
凸と歯型の間に潤滑剤が保持され、波付加工中にも歯型
と金属箔の間のすべりが潤滑剤により確保される。この
ような理由で、本発明金属箔においては、図４（ｂ）に
示すような角の部分が小さな曲率半径を有する台形波状
の波付加工を行う場合においても割れ或は破断を生じる
ことがないものと考えられる。なお、潤滑剤としては、
液状潤滑剤が好ましいが、固体状潤滑剤或は液状と固体
状潤滑剤とを混合したもの等を用いることができる。そ
して、本発明での台形波状の波板は、図４（ｂ）に示す
ように、波板の頂上１１と波板の斜辺１２の部分に少な
くとも平坦な部分があり、二つの平坦部の間が、例えば
箔の厚さの中心線が箔厚の３倍以下の曲率半径で曲げ角
度θが６５°以上曲げられたものが好適である。
粗度を著しく粗くしてあるので、箔の凹部に潤滑剤を貯
蔵することができる。その結果、波付加工では、箔の凹
凸と歯型の間に潤滑剤が保持され、波付加工中にも歯型
と金属箔の間のすべりが潤滑剤により確保される。この
ような理由で、本発明金属箔においては、図４（ｂ）に
示すような角の部分が小さな曲率半径を有する台形波状
の波付加工を行う場合においても割れ或は破断を生じる
ことがないものと考えられる。なお、潤滑剤としては、
液状潤滑剤が好ましいが、固体状潤滑剤或は液状と固体
状潤滑剤とを混合したもの等を用いることができる。そ
して、本発明での台形波状の波板は、図４（ｂ）に示す
ように、波板の頂上１１と波板の斜辺１２の部分に少な
くとも平坦な部分があり、二つの平坦部の間が、例えば
箔の厚さの中心線が箔厚の３倍以下の曲率半径で曲げ角
度θが６５°以上曲げられたものが好適である。
【００１９】次に、本発明による金属箔において、その
表面粗度を限定した理由を説明する。
表面粗度を限定した理由を説明する。
【００２０】図５は、３０μｍ厚の２０％Ｃｒ−５％Ａ
ｌ耐熱ステンレス鋼箔を圧延ローラーの表面粗度を調整
して種々の表面粗度を有する箔を作成し、夫々半分の量
を光輝焼鈍炉により焼鈍し、これらを図４（ｂ）に示す
台形波形の波板に波付加工した場合の波板１０ｍ当りの
割れ発生箇所数を、焼鈍箔と圧延まま箔について箔の表
面粗度に対してプロットした図である。
ｌ耐熱ステンレス鋼箔を圧延ローラーの表面粗度を調整
して種々の表面粗度を有する箔を作成し、夫々半分の量
を光輝焼鈍炉により焼鈍し、これらを図４（ｂ）に示す
台形波形の波板に波付加工した場合の波板１０ｍ当りの
割れ発生箇所数を、焼鈍箔と圧延まま箔について箔の表
面粗度に対してプロットした図である。
【００２１】図５に示す通り、焼鈍箔と圧延まま箔とも
にＲｍａｘが２．０μｍ超では波付加工での割れは発生
しなくなる。焼鈍箔の場合は材料の延性は若干あるが、
引張強度が圧延まま箔より低く、その分だけ箔材を隣り
合った二つの歯型の間に引き込む能力に欠ける。そのた
め、延性による利点と強度低下による欠点が相殺して焼
鈍箔も圧延箔もほぼ同じ割れ発生傾向を示すものとみら
れる。
にＲｍａｘが２．０μｍ超では波付加工での割れは発生
しなくなる。焼鈍箔の場合は材料の延性は若干あるが、
引張強度が圧延まま箔より低く、その分だけ箔材を隣り
合った二つの歯型の間に引き込む能力に欠ける。そのた
め、延性による利点と強度低下による欠点が相殺して焼
鈍箔も圧延箔もほぼ同じ割れ発生傾向を示すものとみら
れる。
【００２２】即ち本発明は、焼鈍箔と圧延まま箔の双方
に適用可能である。
に適用可能である。
【００２３】また、自動車等の排ガス浄化用触媒担体に
用いる台形状の波板としては、担持された触媒の機能を
効果的に発揮させ、かつ、排ガスの通路を確保して排ガ
スの圧損が少ない触媒担体とするために、波高さが少な
くとも１．２５ｍｍ以上要求されることがある。ところ
が、台形状の波板の波付け加工では、波高さが大きくな
ると、箔の加工度が大きくなるので割れが発生する傾向
があることを知見した。
用いる台形状の波板としては、担持された触媒の機能を
効果的に発揮させ、かつ、排ガスの通路を確保して排ガ
スの圧損が少ない触媒担体とするために、波高さが少な
くとも１．２５ｍｍ以上要求されることがある。ところ
が、台形状の波板の波付け加工では、波高さが大きくな
ると、箔の加工度が大きくなるので割れが発生する傾向
があることを知見した。
【００２４】そこで、台形波付け加工において、割れ或
は破断が発生しない条件となる箔の表面粗度と波高さと
の関係について調査した。
は破断が発生しない条件となる箔の表面粗度と波高さと
の関係について調査した。
【００２５】図６は、３０μｍ厚の２０％Ｃｒ−５％Ａ
ｌ耐熱ステンレス鋼箔を用いて台形波付け加工した際の
箔表面粗度と加工可能な最大波高さとの関係を示す図で
ある。図６に示すように、箔表面粗度と波高さの関係の
曲線より上部領域では箔に割れが発生する。したがっ
て、波高さが１．２５ｍｍ以上で割れを発生することな
く波付け加工が可能な表面粗度は、Ｒｍａｘで２．０μ
ｍ超、特に３．２μｍ以上であれば良いことが分かっ
た。即ち、表面粗度Ｒｍａｘで３．２μｍを超える金属
箔を用いれば、台形波状の波高さが低いものから高いも
のまで波付加工をすることができる。
ｌ耐熱ステンレス鋼箔を用いて台形波付け加工した際の
箔表面粗度と加工可能な最大波高さとの関係を示す図で
ある。図６に示すように、箔表面粗度と波高さの関係の
曲線より上部領域では箔に割れが発生する。したがっ
て、波高さが１．２５ｍｍ以上で割れを発生することな
く波付け加工が可能な表面粗度は、Ｒｍａｘで２．０μ
ｍ超、特に３．２μｍ以上であれば良いことが分かっ
た。即ち、表面粗度Ｒｍａｘで３．２μｍを超える金属
箔を用いれば、台形波状の波高さが低いものから高いも
のまで波付加工をすることができる。
【００２６】かくして、本発明において、箔表面粗度の
Ｒｍａｘの下限を３．２μｍとしたのは、それ未満では
箔材を台形波形に波付加工するときに割れ或は破断を発
生するからである。また、Ｒｍａｘの上限を５．０μｍ
としたのは、５．０μｍ超では箔圧延においてソリや波
打等の形状不良を誘発して生産性を損なう上、最近多用
されている２０〜３０μｍ厚の箔材に対して凹凸が高く
なり、耐酸化性の劣化を生じるからである。
Ｒｍａｘの下限を３．２μｍとしたのは、それ未満では
箔材を台形波形に波付加工するときに割れ或は破断を発
生するからである。また、Ｒｍａｘの上限を５．０μｍ
としたのは、５．０μｍ超では箔圧延においてソリや波
打等の形状不良を誘発して生産性を損なう上、最近多用
されている２０〜３０μｍ厚の箔材に対して凹凸が高く
なり、耐酸化性の劣化を生じるからである。
【００２７】さらに、本発明金属箔のように著しい粗面
仕上金属箔では、特開平３−２３３０９号公報に開示さ
れている如く、ろう付けする場合にろう粉を固着させる
ためのバインダーのぬれ性が良く、また、貴金属触媒を
担持させるγ−アルミナの密着性も向上し、さらに、粗
面であるためウオッシュコートの流動性が良好で、空間
（メニスカス）にウオッシュコートのブリッジを形成す
ることがなく、担持触媒の表面積を大きくでき、浄化能
を向上させることができる等の利点を有する。
仕上金属箔では、特開平３−２３３０９号公報に開示さ
れている如く、ろう付けする場合にろう粉を固着させる
ためのバインダーのぬれ性が良く、また、貴金属触媒を
担持させるγ−アルミナの密着性も向上し、さらに、粗
面であるためウオッシュコートの流動性が良好で、空間
（メニスカス）にウオッシュコートのブリッジを形成す
ることがなく、担持触媒の表面積を大きくでき、浄化能
を向上させることができる等の利点を有する。
【００２８】しかして、本発明金属箔は、割れ或は破断
を発生させることなく、角の部分が小さな曲率半径を有
する台形波形に近い波形の波付加工を行うことができ
る。そして、本発明による金属箔を台形波状の波板に用
いた自動車等の排ガス浄化用触媒担体では、正弦波状の
波板を用いた場合に比較して、図１及び図２に示すよう
に、平板と波板との接点近傍に形成される鋭角に開いた
空間（メニスカス）４を小さくして、殆ど無くすことが
でき、かつ、表面粗度の大きい金属箔を用いているの
で、平板１と波板２をろう付けにより接合する際に、溶
融したろう材は、金属箔面の凹凸による毛細管現象によ
り容易に流動し、表面張力により空間４に不必要にはみ
出してブリッジを形成する現象を少なくすることができ
る。このため、高価なろう材の量が少ないろう付けが可
能となる。さらに、鋭角に開いた空間（メニスカス）４
が殆ど存在しないため、担持された触媒物質は、実質的
に全て排ガスとの触媒反応に寄与し、高価な貴金属触媒
をより有効に活用することができ、かつ、排ガス浄化能
も良好な触媒担体とすることができる。
を発生させることなく、角の部分が小さな曲率半径を有
する台形波形に近い波形の波付加工を行うことができ
る。そして、本発明による金属箔を台形波状の波板に用
いた自動車等の排ガス浄化用触媒担体では、正弦波状の
波板を用いた場合に比較して、図１及び図２に示すよう
に、平板と波板との接点近傍に形成される鋭角に開いた
空間（メニスカス）４を小さくして、殆ど無くすことが
でき、かつ、表面粗度の大きい金属箔を用いているの
で、平板１と波板２をろう付けにより接合する際に、溶
融したろう材は、金属箔面の凹凸による毛細管現象によ
り容易に流動し、表面張力により空間４に不必要にはみ
出してブリッジを形成する現象を少なくすることができ
る。このため、高価なろう材の量が少ないろう付けが可
能となる。さらに、鋭角に開いた空間（メニスカス）４
が殆ど存在しないため、担持された触媒物質は、実質的
に全て排ガスとの触媒反応に寄与し、高価な貴金属触媒
をより有効に活用することができ、かつ、排ガス浄化能
も良好な触媒担体とすることができる。
【００２９】なお、本発明では、本発明の粗面仕上金属
箔を正弦波状等の波板として使用することを排除するも
のではない。つまり、正弦波状等の波板として使用した
場合には、粗面仕上金属箔特有の効果であるろう付けす
る場合の良好なバインダーのぬれ性や少ない量のろう材
でのろう付け性、良好なウオッシュコート性、或は、担
持触媒の表面積を大きくでき、排ガスの浄化能を向上で
きる等の本発明の効果を発揮させることができるからで
ある。
箔を正弦波状等の波板として使用することを排除するも
のではない。つまり、正弦波状等の波板として使用した
場合には、粗面仕上金属箔特有の効果であるろう付けす
る場合の良好なバインダーのぬれ性や少ない量のろう材
でのろう付け性、良好なウオッシュコート性、或は、担
持触媒の表面積を大きくでき、排ガスの浄化能を向上で
きる等の本発明の効果を発揮させることができるからで
ある。
【００３０】
【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。
【００３１】（実施例１） ３０μｍの厚さで巾９０ｍｍの２０％Ｃｒ−５％Ａｌ鋼
の圧延まま箔で表面粗度がＲｍａｘで３．２μｍのもの
４５ｋｇ（約２２００ｍ）のコイルについて、図４
（ｂ）に示した波高さ１．２５ｍｍの台形波形の波付加
工を箔の両面に潤滑剤を塗布しながら行った。その結
果、約１４００ｍの波板が全く割れの発生なく加工でき
た。
の圧延まま箔で表面粗度がＲｍａｘで３．２μｍのもの
４５ｋｇ（約２２００ｍ）のコイルについて、図４
（ｂ）に示した波高さ１．２５ｍｍの台形波形の波付加
工を箔の両面に潤滑剤を塗布しながら行った。その結
果、約１４００ｍの波板が全く割れの発生なく加工でき
た。
【００３２】これとは別に、圧延まま箔で表面粗度がＲ
ｍａｘで０．３μｍ、同焼鈍箔でＲｍａｘが０．３μｍ
のものについて同じく波付加工を行ったが、割れが多発
したので、途中で加工を中止し、正弦波の波形の歯型に
交換して図４（ａ）に示す正弦波状波形の波付加工を続
行した。
ｍａｘで０．３μｍ、同焼鈍箔でＲｍａｘが０．３μｍ
のものについて同じく波付加工を行ったが、割れが多発
したので、途中で加工を中止し、正弦波の波形の歯型に
交換して図４（ａ）に示す正弦波状波形の波付加工を続
行した。
【００３３】（実施例２）実施例１において台形波形に
波付された圧延まま箔（Ｒｍａｘ３．２μｍ）と、同じ
く圧延まま箔の平板を重ねて巻回してハニカムを作り、
１９％Ｃｒ鋼製の８７φ×１．５ｔ×９３ｌのケースに
挿入して、ケース、平板、波板の一部を真空ろう付けし
てメタル担体５個を作成した。同様にして、実施例１に
て正弦波形に波付加工された圧延まま箔（Ｒｍａｘ０．
３μｍ）を使用してメタル担体５個を作成した。
波付された圧延まま箔（Ｒｍａｘ３．２μｍ）と、同じ
く圧延まま箔の平板を重ねて巻回してハニカムを作り、
１９％Ｃｒ鋼製の８７φ×１．５ｔ×９３ｌのケースに
挿入して、ケース、平板、波板の一部を真空ろう付けし
てメタル担体５個を作成した。同様にして、実施例１に
て正弦波形に波付加工された圧延まま箔（Ｒｍａｘ０．
３μｍ）を使用してメタル担体５個を作成した。
【００３４】両者合わせて１０個のメタル担体に対し
て、全く同一条件にてγ−アルミナと助触媒によるウオ
ッシュコートとＰｔ−Ｐｄ主体の貴金属触媒の担持を行
った。
て、全く同一条件にてγ−アルミナと助触媒によるウオ
ッシュコートとＰｔ−Ｐｄ主体の貴金属触媒の担持を行
った。
【００３５】これらの触媒担持によるメタル担体の重量
増加から換算される各メタル担体に対するウオッシュコ
ート量及び貴金属触媒量は、台形波に波付けされた５個
のメタル担体については平均でウオッシュコート量１５
０ｇ／ｌ、貴金属触媒量１５ｇ／ｌであった。これに対
して、正弦波に波付加工されたメタル担体５個では平均
でウオッシュコート量２００ｇ／ｌ、貴金属触媒量２０
ｇ／ｌとなっていた。両者を対比すると、後者の方がウ
オッシュコート量及び貴金属触媒量が多い。これは、主
として平板と正弦波の波板との接点の両側にできる鋭角
に開いた空間に入り込んだ分によるものである。
増加から換算される各メタル担体に対するウオッシュコ
ート量及び貴金属触媒量は、台形波に波付けされた５個
のメタル担体については平均でウオッシュコート量１５
０ｇ／ｌ、貴金属触媒量１５ｇ／ｌであった。これに対
して、正弦波に波付加工されたメタル担体５個では平均
でウオッシュコート量２００ｇ／ｌ、貴金属触媒量２０
ｇ／ｌとなっていた。両者を対比すると、後者の方がウ
オッシュコート量及び貴金属触媒量が多い。これは、主
として平板と正弦波の波板との接点の両側にできる鋭角
に開いた空間に入り込んだ分によるものである。
【００３６】これらの触媒担持の終わったメタル担体の
ケースにステンレス製のコーンとフランジを溶接し、４
気筒１６００ｃｃのガソリンエンジンのエキゾーストマ
ルホールド直下に設置した。
ケースにステンレス製のコーンとフランジを溶接し、４
気筒１６００ｃｃのガソリンエンジンのエキゾーストマ
ルホールド直下に設置した。
【００３７】エンジンが冷却された状態からエンジンを
始動し、アイドリング１５秒の後に２５００ｒｐｍ×１
５ＨＰになるように負荷をかけ、エンジン始動後３００
秒後に排ガス中の炭化水素の浄化率を測定した。
始動し、アイドリング１５秒の後に２５００ｒｐｍ×１
５ＨＰになるように負荷をかけ、エンジン始動後３００
秒後に排ガス中の炭化水素の浄化率を測定した。
【００３８】その結果、台形波に波付加工された５個の
メタル担体の平均で排ガス中の炭化水素の浄化率は９
０．４％、正弦波に波付加工されたもの５個のメタル担
体の平均で８９．６％と、両者の浄化率は殆ど同じであ
った。
メタル担体の平均で排ガス中の炭化水素の浄化率は９
０．４％、正弦波に波付加工されたもの５個のメタル担
体の平均で８９．６％と、両者の浄化率は殆ど同じであ
った。
【００３９】したがって、本発明による台形波に波付加
工されたメタル担体では、正弦波に波付加工されたメタ
ル担体に比較して、排ガス中の炭化水素の浄化率はほぼ
同等であるが、高価なウオッシュコート量及び貴金属触
媒量を約２０％以上少なくすることができ、コストダウ
ンを達成できることが確認できた。
工されたメタル担体では、正弦波に波付加工されたメタ
ル担体に比較して、排ガス中の炭化水素の浄化率はほぼ
同等であるが、高価なウオッシュコート量及び貴金属触
媒量を約２０％以上少なくすることができ、コストダウ
ンを達成できることが確認できた。
【００４０】
【発明の効果】以上に述べた如く、本発明のハニカムを
構成する金属箔は、表面粗度が通常の圧延箔の粗度Ｒｍ
ａｘ０．２〜０．３μｍに比べて著しく粗面仕上げであ
るため、角の部分が小さな曲率半径で曲げられた台形波
形の波付加工が可能であり、この波板を使用したメタル
担体では、担持された触媒物質のうち触媒反応に関与し
ない無駄になる部分が少なく、高価な貴金属触媒をより
有効に活用することができる。さらに、本発明による金
属箔を波板と平板の両方に使用することにより、ろう材
を固着させるためのバインダーのぬれ性を向上させてろ
う付け構造をより確実に作り込むことができる。また、
触媒の直接担持体であるγ−アルミナのぬれ性も向上
し、メタル担体の上下でより均一な厚さに触媒物質を付
着させることができる等の顕著な効果を奏する。
構成する金属箔は、表面粗度が通常の圧延箔の粗度Ｒｍ
ａｘ０．２〜０．３μｍに比べて著しく粗面仕上げであ
るため、角の部分が小さな曲率半径で曲げられた台形波
形の波付加工が可能であり、この波板を使用したメタル
担体では、担持された触媒物質のうち触媒反応に関与し
ない無駄になる部分が少なく、高価な貴金属触媒をより
有効に活用することができる。さらに、本発明による金
属箔を波板と平板の両方に使用することにより、ろう材
を固着させるためのバインダーのぬれ性を向上させてろ
う付け構造をより確実に作り込むことができる。また、
触媒の直接担持体であるγ−アルミナのぬれ性も向上
し、メタル担体の上下でより均一な厚さに触媒物質を付
着させることができる等の顕著な効果を奏する。
【図１】正弦波状波板を用いて構成したハニカムを示す
図である。
図である。
【図２】台形波状波板を用いて構成したハニカムを示す
図である。
図である。
【図３】箔の波付加工を示す図である。
【図４】波板を示す図で、（ａ）は正弦波状波板を示
し、（ｂ）は台形波状波板を示す図である。
し、（ｂ）は台形波状波板を示す図である。
【図５】台形波付加工での表面粗度と割れ発生箇所数と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図６】台形波付加工における箔表面粗度と波高さとの
関係を示す図である。
関係を示す図である。
１ 平板 ２ 波板 ３ 触媒物質 ４ 空間 ５ 金属箔（平板） ６ 歯車ロール ７ 波板 ８ 表面粗度 ９ 台形波状波板 １０ 正弦波状波板 １１ 頂上 １２ 斜辺
フロントページの続き (72)発明者 山中 幹雄 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 平３−23309（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−102237（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/28 B01D 53/86 B01J 35/04
Claims (2)
- 【請求項１】 排ガス浄化用触媒担体に用いられる耐熱
性ステンレス鋼製の金属箔において、表面粗度Ｒｍａｘ
が３．２〜５．０μｍであることを特徴とする波付加工
性の良い粗面仕上金属箔。 - 【請求項２】 耐熱性ステンレス鋼製の金属箔で構成さ
れたハニカムを、耐熱性ステンレス鋼製ケースに挿入し
てなる構造の排ガス浄化用触媒担体において、前記金属
箔は、表面粗度Ｒｍａｘが３．２〜５．０μｍである粗
面仕上金属箔であることを特徴とする排ガス浄化用触媒
担体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000012179A JP3350499B2 (ja) | 2000-01-20 | 2000-01-20 | 波付加工性の良い粗面仕上金属箔及び排ガス浄化用触媒担体 |
| US10/181,905 US6699587B2 (en) | 2000-01-20 | 2000-12-26 | Rough surface finished metallic foil with good corrugation workability and catalyst support for exhaust gas purification |
| PCT/JP2000/009269 WO2001053669A1 (fr) | 2000-01-20 | 2000-12-26 | Feuille metallique a fini superficiel grossier se pretant bien au façonnage en ondulations et support catalytique pour purification des gaz d'echappement |
| EP00987752.3A EP1251250B8 (en) | 2000-01-20 | 2000-12-26 | Catalyst support for exhaust gas purification |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000012179A JP3350499B2 (ja) | 2000-01-20 | 2000-01-20 | 波付加工性の良い粗面仕上金属箔及び排ガス浄化用触媒担体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001207835A JP2001207835A (ja) | 2001-08-03 |
| JP3350499B2 true JP3350499B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=18539932
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000012179A Expired - Fee Related JP3350499B2 (ja) | 2000-01-20 | 2000-01-20 | 波付加工性の良い粗面仕上金属箔及び排ガス浄化用触媒担体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6699587B2 (ja) |
| EP (1) | EP1251250B8 (ja) |
| JP (1) | JP3350499B2 (ja) |
| WO (1) | WO2001053669A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2010537816A (ja) * | 2007-09-07 | 2010-12-09 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ハニカム構造体を製造するための金属箔およびその金属箔から製造されるハニカム構造体 |
| US10752973B2 (en) | 2014-10-31 | 2020-08-25 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Ferrite-based stainless steel with high resistance to corrosiveness caused by exhaust gas and condensation and high brazing properties and method for manufacturing same |
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| JP2005177736A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-07-07 | Calsonic Kansei Corp | メタル担体 |
| DE102005028044A1 (de) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Herstellung von, insbesondere großen, Wabenkörpern für die mobile Abgasnachbehandlung |
| DE102006022364A1 (de) * | 2006-05-12 | 2007-11-15 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Trägerkörper zur Abgasnachbehandlung mit disperser Katalysatoranordnung |
| DE102007005154B4 (de) * | 2007-01-29 | 2009-04-09 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Verwendung einer Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit hoher Lebensdauer und geringen Änderungen im Warmwiderstand |
| DE102008022519A1 (de) | 2008-05-07 | 2009-11-12 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Wabenkörper aus metallischen Folien und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE102009018422A1 (de) * | 2009-04-22 | 2010-11-04 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Wabenkörpers |
| JP6438303B2 (ja) * | 2015-01-08 | 2018-12-12 | 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 | ハニカム体及び触媒担体 |
| US10232362B2 (en) | 2016-01-08 | 2019-03-19 | Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. | Honeycomb core for carrying catalyst and catalytic converter |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4331631A (en) * | 1979-11-28 | 1982-05-25 | General Motors Corporation | Enhanced oxide whisker growth on peeled Al-containing stainless steel foil |
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