JP4532278B2 - パッシベーション層を備えた触媒担体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、内側面を備えた少なくとも１つのハウジングとハニカム体とを有する触媒担体および触媒担体の製造方法に関する。そのような触媒担体は特に、自動車工業における例えばオットーエンジンやディーゼルエンジンのような自動車用内燃機関からの排気ガスを浄化するために使用される。

自動車の触媒担体は一般に、表面積が極めて大きい点で優れ通常少なくとも１つの触媒活性材料（例えば白金、ロジウムなど）が含浸された担持層（特にウォッシュコート）を備えている。触媒活性材料に排気ガスが接触すると、排気ガス内に含まれる例えば一酸化炭素、不飽和炭化水素、一酸化窒素などのような有害物質の還元が行われる。担持層のための比較的大きな表面積を用意するために、触媒担体は通常、流体（特に排気ガス）が貫流できる多数の通路を有するハニカム体として形成されている。このハニカム体としてはセラミックハニカム体、射出成形ハニカム体および金属ハニカム体が知られている。これらのハニカム体は通常、例えば乗用車の排気管内に直接組み込まれるハウジング内にはめ込まれている。触媒担体はそのような自動車用排気装置において大きな熱的負荷と動的負荷を受ける。

熱的負荷は例えば一方では、排気ガス自体の温度から生じ、その温度は触媒担体が内燃機関の近くに配置されているときに増大する。他方では、化学的触媒転換も、それが一般に発熱して進行するので触媒担体の温度を上昇させ、事情によっては、排気ガス温度自体よりもかなり高い温度（１３００℃まで）に達する。動的負荷に関する主たる要因は燃焼過程並びに外部の振動励起にある。内燃機関の燃焼過程は間欠的に行われるので、そのために生ずる圧力衝撃が周期的に排気装置を通して伝播する。外部の振動励起は例えば自動車が走行する路面の凹凸により生ずる。

この大きな熱的負荷および動的負荷のために、ハニカム体とハウジングとの永続的結合が特に重要である。その結合は、一方では（正に内燃機関の新始動後および再起動後の時間に関して）ハウジングとは異なるハニカム体の熱膨張挙動を補償するために適用されねばならず、他方ではハウジングからのハニカム体の分離が長期にわたって防止されねばならない。

この関係において先ず、国際公開第９９／３７８９６号パンフレットで知られているようなハニカム体の製造方法を参照されたい。そこには、ハニカム体および外被管が、それらの異なった材料特性および運転中の異なった温度に基づいて、異なった熱膨張挙動を有することが記載されている。従って、ハニカム体と外被管との強固な結合を、ハニカム体の少なくとも１つの終端範囲あるいは場合によっては所定の部分範囲において回避するように努められている。この理由から、国際公開第９９／３７８９６号パンフレットに記載された外被管付きハニカム体はスリーブが設けられ、このスリーブが、外被管並びにハニカム体の製造技術上の公差にもかかわらず、ハニカム体の少なくとも１つの終端範囲におけるハニカム体と外被管との直接的なろう付け結合が回避されることを保証しようとしている。そのようなスリーブの他の形態は例えば国際公開第０１／７９６７０号パンフレットおよび国際公開第０１／５３６６８号パンフレットで知られている。従って上述した３つの文献の開示内容は本件出願の説明に完全に組み入れられる。

正に金属ハニカム体の使用および金属ハウジングへの永続的結合に関して、ハニカム体とハウジングとの結合を、内側面がハニカム体に結合され外側面がハウジングに結合される中間層を介して実施することが知られている。そのような中間層は例えば特開平０４−２２２６３６号明細書で知られている。そこでは中間層は波形薄板として形成され、一方ではハニカム体に結合され、他方ではハウジングに結合されている。その波形薄板はハニカム体の半径方向膨張時に変形できるように形成されている。そのような変形を保証するために、そこでは、波形薄板のハニカム体への結合部がハウジングへの結合部と同じ横断面に配置されないことが提案されている。事情によっては、軸線方向におけるハニカム体の膨張ないしは収縮も保証される。

また、いわゆる収縮制限体が独国特許出願（未公開）第１０１３７８９７号明細書で知られ、従って本件出願は完全にその公開内容にも関係する。ハニカム体とハウジングとの間に配置された少なくとも１つの収縮制限体は、ハニカム体の少なくとも一部に外側に向けられた引張り応力を生じさせ、これによって、ハニカム母体の平均初期直径は、熱的負荷中および熱的負荷後に、高々５％しか減少せず、それどころか好適には高々２％しか減少しない。この関係において、公知の金属ハニカム体は、その縁部範囲ないしは中心範囲における異なった冷却挙動に基づいて、繰り返された熱的交番荷重後、もはやその本来の形状特に円筒形を有しておらず、その体積が減少し、例えば樽形輪郭を有していることが記載されている。特にその結果、ハニカム母体とハウジングとの間に比較的大きな環状隙間が形成され、特に内燃機関の排気装置内のハニカム体の運転中、その環状隙間を通って未浄化排気ガスが貫流し、従って法的規制に応じた効果的浄化が保証されなくなる。ハニカム体のそのような樽形輪郭を補償ないしは防止するために、上述した収縮制限体が用いられる。

触媒担体のこれらすべての形態において、そのために必要なハニカム体とハウジングとの結合範囲ないしはハニカム体とスリーブとの結合範囲並びにスリーブとハウジングとの結合範囲を精確に規定することが特に重要である。特に製造時に、例えば互いに隣接する構成要素をろう付けする際、ろう材が所望の結合範囲以外の部分に流れることが阻止されるように注意しなければならない。そのために例えば、（例えば焼結やろう付けのような）高温処理中に金属表面の結合を阻止する手段が知られている。その手段は通常、結合剤によって相応した表面に着けられるセラミック微粒子を含んでいる。その結合剤は比較的低い温度で揮発する。その物質は特にいわゆるろう止めとしても知られている。

特にここでは国際公開第０１／７９６６９号パンフレットを参照されたい。その公開内容も本件出願の説明に完全に組み入れられる。そこには、ハウジングがその内壁面の少なくとも一部に、ハニカム体とのろう付け結合を的確に阻止するパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）層が形成される触媒担体の製造方法が記載されている。パッシベーション層は表面酸化層として、特にセラミック塗布層として形成されている。そのようなパッシベーション層を形成するために、ハウジングを選択的に、空間的に限定して加熱すること、誘導加熱すること、化学的に処理すること、あるいはハウジングに火炎噴射によってセラミック層を塗布することが提案されている。そのようなパッシベーション層を形成するためにそこに開示された方式は、従来非常に信頼されているが、ハウジングに追加的に熱処理を施す必要がある。これは例えば、種々の多数の作業場所が通過されねばならず、事情によっては、部品が加熱ないしは冷却される静止時間が必要であるために、製造費用の点から不利である。

本発明の課題は、上述の問題点から出発して、単純でコスト的に手頃でありかつ材料に優しい方法で製造でき、触媒担体の相互に結合すべき構成要素の精確に限定された結合範囲が保証されている触媒担体を提供することにある。また、多くの技術的労力を要することなしに所望の範囲にパッシベーション層を設けることを可能にし、これができるだけ少量のパッシベーション材料の使用でも達成される製造方法を提供することにある。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する触媒担体によって、並びに請求項３、４、５に記載の特徴を有する触媒担体の製造方法によって解決される。有利な実施態様はそれらの従属請求項に記載されている。それらの請求項の特徴は任意に組み合わせることができる。

本発明に基づく触媒担体は、内側面を備えた少なくとも１つのハウジングとハニカム体とを有し、ハニカム体がハウジングの内側面に結合範囲において接合技術により結合され、その結合範囲が少なくとも１つのパッシベーション層で制限されている。この触媒担体は、パッシベーション層が０．３〜１．５μｍの範囲の平均高さを有する多数の孤立した結晶アグロメレーション（ｃｒｙｓｔａｌ ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ）を含んでいることを特徴としている。それに応じてここでは、ハウジングとハニカム体との結合を回避しなければならない範囲が一様な平面的パッシベーション層によって完全に覆われているのではなく、寧ろ表面が粗く裂け目があり孔が開口しているパッシベーション層が形成されていることが提案される。これは多くの利点を有する。即ち、例えば（例えばＡｌ₂Ｏ₃のような）パッシベーション媒体の材料が少量しか必要とされない。さらに、例えばハウジングおよび／またはハニカム体の金属内に含まれるアルミニウムの拡散および酸化を助長する的確な濃度差が表面上に発生される。多数の結晶アグロメレーションが互いに制限され、特に隣接する結晶アグロメレーション間の距離がその高さより大きいように間隔を隔てられていると特に有利である。

さらに、結晶アグロメレーションがハウジングの内側面に、あるいはハウジングとハニカム体との間に置かれた少なくとも１つのスリーブに配置され、ハウジングの内側面ないしはスリーブがパッシベーション層の範囲において好適には表面を粗くされていることが提案される。このようにして量産に関しても、パッシベーション層のそのような裂け目付き表面が工程上確実に得られる。

本発明の他の観点に応じて、特に上述したような触媒担体の製造方法が、
ハウジングの内側面および／またはハニカム体の１つの範囲が、噴射媒体としてコランダム粒子を用いた噴射切削法を使用して表面を粗くされる工程、
ハニカム体がハウジング内に挿入される工程、
接合技術による結合部が形成される工程、
を少なくとも含んでいることが提案される。

内側面を備えた少なくとも１つのハウジングとハニカム体と少なくとも１つのスリーブとを有し、少なくとも１つのスリーブがハウジングとハニカム体との間に配置されている触媒担体に関して、
スリーブの１つの範囲が、噴射媒体としてコランダム粒子を用いた噴射切削法を使用して表面を粗くされる工程、
少なくとも１つのスリーブがハウジング内に挿入されるか、あるいはハニカム体の周りに少なくとも１つのスリーブが配置される工程、
ハニカム体がハウジング内に挿入される工程、
接合技術による結合部が形成される工程、
を含んでいる製造方法が提案される。

噴射切削法は実験の結果柔軟な採用可能性の点で特に優れている。噴射切削時、切削粒子がばらばらに加工個所に打ちつけられる。その切削作用に関して主に粒子の運動エネルギーが決定的な働きをするので、切削作用の原理はエネルギーに関連づけられる。ここでは特に１０μｍ〜２０μｍのサイズを有するコランダム粒子の使用が優れている。コランダム粒子は加圧法あるいは射出法においてエネルギー担体と共に被加工表面に噴射される。コランダム粒子の使用は、少なくとも粒子自体の破片が噴射された部品の表面に付着し、ないしは、その表面上で金属に含まれるアルミニウムの拡散および酸化を助長するという利点を有する。これによって一般に、その範囲に（別の／もう１つの）パッシベーション材料を着ける工程が要らなくなる。適当な噴射ノズルによって一般に、ハウジング、ハニカム体および／またはスリーブのここで重要なすべての範囲が全自動でも容易に得られる。この方法はその理由から、例えば自動車製造において触媒担体の製造時に通常であるような量産に非常に適している。

本発明のもう１つの観点において、
− 接着剤にパッシベーション物質が配合および／または混合される工程、
− パッシベーション物質を含む接着剤がハウジングの内側面に着けられる工程、
− ハニカム体がハウジング内に挿入される工程、
− 接合技術による結合部が形成される工程、
を少なくとも含んでいる製造方法が提案される。

その主な観点は、同時にパッシベーション物質を有する接着剤の使用にある。そのような接着剤は、ハニカム体をハウジングの内部に固定するために、ハウジングの内側面に着けられ、それに続いて、所望の接合技術による結合部の形成に用いる物質が、ハニカム構造物の中に、ないしハウジングとハニカム構造物との間に入れられる。従って、その接着剤は特に公知の結合剤とは、接着剤がもともとハニカム構造物を少なくとも一時的にハウジング内に固定する機能を有し、即ち、パッシベーション層と表面との結合作用しか提供しない点で相違している。

事前固定の必要性は特に、少なくとも部分的に構造化された多数の金属箔を有するハニカム体に関して生ずる。通常、それらの金属箔はスパイラル状、Ｓ状、Ｕ状あるいは類似の様式で巻回され、絡み合わされおよび／または積層されている。その金属箔の「緩い」積層体は引続いて、適当な装置によってハウジング内に挿入され、金属箔の作成された相互配置がほぼ維持されることが特に重要である。金属箔のこの相互配置の維持は正に次の製造工程に関しても重要である。というのは、これは例えば結合剤および／またはろう材の供給が「接触状態で」実施されるからである。即ち、上述の物質は通常吹き付けられず、少なくとも部分的に塗布装置と金属箔との接触によって着けられるか供給される。この関係において、すべての金属箔の一様な接触が同時に行われることが保証されないので、金属箔の複合体ないしは積層体が、ここで提案された接着剤の使用によって金属箔の相対変位を防止される。

接着剤はまた、製造工程の早い段階においてハニカム体を固定する機能を有するほかに、パッシベーション層の発生を可能にする。そのために、接着剤の接着作用が製造工程の遅い段階で目立たなくなり、それどころか好適には完全に消失することが必要である。しかし少なくとも、完成した触媒担体において接着剤の接着作用が、接合技術による結合部の結合力より顕著に弱まるようにされ、その結果それにより生ずる接着結合がハニカム体とハウジングとの相対運動時に両者間に応力を生じさせないことが保証されねばならない。

いま接着剤がその接着作用をほぼ消失した後、ハウジングの内側面の相応した個所に、例えば後で着けられ加熱されたろう材がその範囲に付着することを防止するパッシベーション層が形成されている。この関係において、パッシベーション物質を含む接着剤を、引続いて接合技術による結合が実施されねばならない範囲を少なくとも部分的に制限する部分に設けると特に有利である。それに従って、ハウジングの内部でのハニカム体の一時的な一回の固定が先ず、最終的に接合技術による結合部が配置される部分と異なった部分で行われる。ここで提案された方法は特に、量産の枠内でも特に単純かつコスト的に手頃に実施できる。特に、例えば炉および／または倉庫までの搬送が回避されるので、半製品の長い搬送経路が回避される。さらに、提案されたパッシベーション物質を含む接着剤の結合はパッシベーション層の形成を可能にし、そのパッシベーション層は引続いて、触媒担体の熱的負荷および動的負荷に関して形成された範囲にしか接合技術による結合部が実際に存在しないことを保証する。

本発明に基づく方法の実施態様において、パッシベーション物質は粒子状であり、そのパッシベーション物質は、好適には特に０．３〜１．５μｍの平均粒子直径を有する酸化アルミニウムである。酸化アルミニウムは従来既に「ろう止め」として信頼されている。ここで提案された平均粒子直径は、予め実施した試験の結果、接着剤が後で気化された際にここではほぼ閉鎖された層が形成されるので、特に適することが分かっている。従って、製造されたパッシベーション層は、例えばハウジングの金属が露出し接合技術による結合部を形成し得る個所として用意される「露出領域」を有していない。この代わりにあるいはこれと組み合わせて、事情によっては、例えば酸化ジルコニウムや酸化マグネシウムなどのような他の耐熱金属酸化物を使用することも有意義である。

この関係において、接着剤内におけるパッシベーション物質の体積割合は少なくとも４０％、特に少なくとも６０％、好適には少なくとも７５％である。パッシベーション物質の大きな体積割合は特に、接着剤が着けられるハウジングの内側面の部分が非常に大きくされ、および／または、ハニカム体が比較的小さな体積に形成されるときに選択されねばならない。この関係において小さな体積とは、ハニカム体（通路を含むハニカム構造物）が例えば１リットル以下、特に０．７リットル以下、好適には０．５リットル以下、それどころか特に０．３リットル以下の体積を有することを意味する。なお、「平均」粒子直径とは、通常使用される粒子片を（粒子直径のほぼガウス分布で）特長づけて記述する平均値を意味する。

本発明の実施態様において、ハウジングとハニカム体との間に少なくとも１つのスリーブが配置され、このスリーブが好適には先ずハニカム体の周りに置かれ、引続いてこのハニカム体と共に少なくとも部分的にハウジング内に挿入されることが提案される。触媒担体はこの形態において、少なくとも３つの別個の部品を有し、これらの部品は、それらに結合剤ないしはろう材が着けられる前に、決められた位置に互いに配置されねばならない。その結合剤ないしはろう材は最終的に構成要素相互の接合技術による結合を実現する。ハウジングとスリーブとの接合技術による結合部およびスリーブとハニカム体との接合技術による結合部を形成するために、通常、テープ状ろう材が使用され、このテープ状ろう材はスリーブをハウジング内に挿入する前に既にスリーブ上に固定されている。接合技術による結合部を触媒担体の熱的負荷および動的負荷に適合させる際の上述した問題を考慮して、接合技術による結合部が実際に形成される時点まで、スリーブがハウジングおよびハニカム体に対して所望の相対位置を維持することが特に重要である。このために、ハウジングの内側面および／またはスリーブの外側面あるいは内側面に、パッシベーション物質を含む接着剤が着けられ、これによって、構成要素の望ましくない相対変位が防止される。スリーブ上への接着剤の設置は通常、ハウジングの内側面並びに接合技術による結合部に対する相対位置に関して既に上述したと同じように行わねばならない。そのようなスリーブの形成に関して、上述した国際公開第０１／７９６７０号パンフレットおよび国際公開第０１／５３６６８号パンフレットを参照されたい。

本発明の他の実施態様において、接着剤がハウジングの内側面に、好適には１０ｍｍ以下の幅で帯状に特に完全に一巡して被着されることが提案される。帯状に形成する際、接着剤はハウジングの内側面に、例えば主に軸線方向に延びる１つあるいは複数の部分に配置される。この部分は、その代わりにあるいはそれに加えて、円周方向に一巡して、特に完全に一巡して形成され、これによって、実際に環状バリヤが形成される。接着剤が配置されるないしは後でパッシベーション層が形成される部分の軸線方向寸法に関して、その寸法は５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲が有利である。それにより生ずるパッシベーション層は例えば８０μｍ〜１２０μｍの厚さを有している。

接合技術による結合部を形成するためにさらに、ハウジング内へのハニカム体の挿入が先ず部分的に行われ、その後触媒担体の少なくとも１つの端面を介して結合剤および／または粉末状ろう材が入れられることが提案される。結合剤および／または粉末状ろう材のそのような供給の詳細な説明に関しては独国特許（未公開）第１０１５１４８７号明細書を参照されたい。その開示内容もここでは本件出願の開示対象に完全に入れられる。なお、結合剤はもともと結合すべき構成要素に付着し、後で供給されるろう材を少なくとも一時的に固定する機能しか有していない。構成要素自体を固定するためのかなり大きな結合作用は明確に分かるほどに生ぜず、従ってここに接着剤の特性と明らかに相違している。

本発明の他の実施態様において、接合技術による結合部が熱処理中に形成され、好適には、接着剤および結合剤が主に気化され、特にパッシベーション物質を含むパッシベーション層が形成される。熱処理の際、高温真空過程が優れ、接着剤および／または結合剤が２００℃以下の温度で気化される。ろう材は高温ではじめて（約４５０℃から）液化し始め、従ってろう材の液化前に既にパッシベーション層が形成され、パッシベーション層を越えてのろう材の流出ないしはパッシベーション層の範囲におけるろう材の付着が防止される。

図面を参照して、本発明に基づく触媒担体の製造方法の有利な実施例および本発明に基づく触媒担体の特別な実施例について詳細に説明する。なお、図示された実施例は特に優れた例であり、本発明はこの実施例に限定されない。
図１は製造工程の経過の概略図、
図２は触媒担体の構造の概略分解図、
図３は触媒担体の異なった実施例の詳細図、
図４は触媒担体の他の実施例の概略斜視図、
図５は触媒担体の接合技術による結合部の実施例の詳細図、
図６はパッシベーション層を作成するための噴射切削過程の概略図、
図７はパッシベーション層の詳細図を示す。

図１には本発明に基づく触媒担体１の製造方法の実施例における工程の経過が概略的に示されている。工程１は接着剤５とパッシベーション物質６とを配合および／または混合する工程である。パッシベーション物質６は粉末状であり、特に０．３μｍ〜１．５μｍの平均粒子直径８を有する酸化アルミニウム（好適には板状粒子）である。その両物質は例えば攪拌機などを使用して互いに一様に分布される。

工程２において、ハウジング２がその内側面３に、接着剤５とパッシベーション物質６との混合物を着けられる。図示されたハウジング２は断面で示されている。

工程３は、ハニカム体４が少なくとも部分的にハウジング２にはめ込まれる様子を示している。ハニカム体４は好適には金属ハニカム体４であり、ハウジング２も好適には金属から成っている。

工程４は、ハニカム体４およびハウジング２の内側範囲に結合剤１２が入れられる様子を示している。結合剤１２は、例えば毛管プランジャないしは分配器２４を使用して、分配器２４の端面側がハニカム体４に接触することによって、ハニカム体４に入れられる。分配器２４はそれぞれ結合剤１２が詰められた多数の通路を有し、ハニカム体４に接触すると、結合剤１２が毛管作用によってハニカム体の通路１５内に上昇し、これによって、後でろう材を着けるべき範囲がぬらされる。

工程５は、粉末状ろう材１３が触媒担体１の内側範囲に吹き込まれる渦動床２５を示している。ろう材１３は結合剤１２（図示せず）に付着し続ける。

工程６は炉２６内の触媒担体１を概略的に示している。そこで触媒担体の熱処理が実施され、先ず、ろう材１３が液化される前に、着けられていた接着剤５が気化され、パッシベーション層が形成される。触媒担体の熱処理後ないしは冷却時、初めに液状のろう材が凝固し、触媒担体の個々の構成要素が相互に結合される。この最後の工程は好適には高温真空ろう付けを含んでいる。

図２には、スリーブ９を備えた触媒担体１の実施例が分解斜視図で概略的に示されている。触媒担体の第１構成要素はハニカム体４である。ハニカム体４は多数の金属薄板１６を有し、その一部は平形薄板であり、一部は構造化された薄板であり、これらは交互に重ね合わされ、引続いて互いに巻回されるか絡み合わされている。薄板１６は好適には５０μｍ以下、特に２０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下の厚さを有している。このようなハニカム体４用の薄板の製造および配置については、ここでは欧州特許第０２４５７３７号明細書、国際公開第９０／０３２２０号パンフレット並びに西独特許第３７４３７２３号明細書を参照されたい。それらの開示内容も本件出願の説明に完全に組み入れられる。図示された実施例において、薄板１６はほぼＳ状に絡み合わされ、その薄板１６の外周側における先端２１が示されている。幾つかの薄板１６の構造化によって多数の通路１５が形成され、それらの通路１５は、触媒担体１の軸線１７に対してほぼ平行に延び、ハニカム体４の端面１１によって制限され、即ち、ほぼハニカム体４の長さ１８に相当している。

触媒担体１は外側をハウジング２によって画成されている。ハウジング２は軸線１７の方向に寸法２３を有している。ハニカム体４とハウジング２との間にスリーブ９が配置され、このスリーブ９は軸線１７の方向に寸法２２を有している。そのような触媒担体１を製造するために、先ずハニカム体４およびスリーブ９が別々に製造され、引続いてハニカム体４がスリーブ９の中に挿入される。ハウジング２の内側面３にパッシベーション物質６（図示せず）を含む接着剤５が着けられ、この接着剤５は、先ず、スリーブ９がハニカム体４と共にハウジング２に挿入された直後に、ハウジング２の内部でのスリーブ９の固定を保証する。引続いて、触媒担体１の端面側にろう材が着けられ、続いて熱処理が行われ、予め着けられた接着剤５（図示せず）の範囲以外に接合技術による結合部が発生される。基本的に、触媒担体１の形成は、ハニカム体４の長さ１８、スリーブ９の寸法２２および／またはハウジング２の寸法２３について自由に選定でき、従ってすべての構成要素を端面１１でぴったり終えさせる必要はない。

図３には、触媒担体１の詳細が断面図で示されている。ハウジング２と薄板１６で形成され通路１５を有するハニカム体４（図示せず）とが部分的に示され、ハウジング２とハニカム体４との間にスリーブ９が配置されている。図示された断面は、触媒担体１においてスリーブ９とハウジング２ないしはハニカム体４との結合が望まれない範囲に位置している。従って、この範囲においてスリーブ９とハウジング２との間およびスリーブ９と薄板１６との間にそれぞれパッシベーション物質を含む接着剤５が設けられている。ここに図示された実施例は実際上、触媒担体１の熱処理後にスリーブ９とそれに隣接する構成要素との間にパッシベーション物質６から成る連続したパッシベーション層１４が形成されている半製品である。

図４には、ハニカム体４とハウジング２とを有する触媒担体１の異なった実施例が斜視図で示されている。ハニカム体４は多数の薄板１６で構成されている。ハウジング２へのハニカム体４の結合範囲２０はハッチングで示されている。この結合範囲２０は、引続いてハニカム体４つまり薄板１６とハウジング２とが接合技術により結合される範囲である。ハウジング２の内側面３にパッシベーション物質６を含む接着剤５が設けられ、これによって、次の熱処理の際に、１０ｍｍ以下の幅１０を有し完全に一巡する複数の帯状パッシベーション層１４が発生される。これらの帯状のパッシベーション層１４は、明らかに理解できるように、ハウジング２内へのハニカム体４の完全挿入後にそのパッシベーション層１４が結合範囲２０を制限するように配置されている。その場合、接合技術による結合部を形成するための補助物質が結合範囲２０の境界部を越えて流出し、そこに望ましくない結合部を生ずることが防止される。一方のパッシベーション層１４はハニカム体４の端面に直接配置され、他方のパッシベーション層１４が端面１１から軸線１７の方向に間隔１９を隔てて配置されている。

図５には、ハウジングと、スリーブと、ハニカム体４を形成する薄板１６とを備えた触媒担体の実施例が一層詳細に示されている。特に互いに隣接して配置された構成要素２、９、１６の接触範囲に形成される接合技術による結合部７が示されている。そのような結合部７は専ら結合範囲２０に形成される。というのは、そこにパッシベーション層１４が設けられていないからである。

図６には、パッシベーション層を作成するための噴射切削法が概略的に示されている。１０μｍ〜２０μｍのサイズ２８を有するコランダム粒子２９がノズル３２によってスリーブ９に向けて噴射される。そのために、例えば空気や液体のようなエネルギー担体３１が使用され、そのエネルギー担体３１にコランダム粒子２９が供給される。コランダム粒子２９は一緒に運ばれ、スリーブ９の表面に衝突する。その際、一方ではスリーブ９の表面に掻き傷などがつけられ、他方ではコランダム粒子が割られ、および荒くされた表面にその破片が付着される。

パッシベーション層１４を有するスリーブ９のこの表面は、図７に概略的に示されている。パッシベーション層１４は、０．３〜１．５μｍの平均高さ３０を有する多数の孤立した結晶アグロメレーションを含んでいる。ここで「高さ３０」とは、パッシベーション層１４の表面３３に対する結晶アグロメレーション２７の突出距離である。

ここで述べた方法は特に単純でコスト的に手頃であり、従って、量産時での使用に予定される。これにより生ずる触媒担体は、自動車の排気装置における熱的および動的負荷に長期間に亘って耐えることができる。

製造工程の経過の概略図 触媒担体の構造の概略分解斜視図 触媒担体の異なった実施例の詳細図 触媒担体の異なった実施例の概略斜視図 触媒担体の接合技術による結合部の実施例の詳細図 パッシベーション層を発生するための噴射切削過程の概略図 パッシベーション層の詳細図

符号の説明

１ 触媒担体
２ ハウジング
３ 内側面
４ ハニカム体
５ 接着剤
６ パッシベーション物質
７ 結合部
８ 粒子直径
９ スリーブ
１０ 幅
１１ 端面
１２ 結合剤
１３ ろう材
１４ パッシベーション層
１５ 通路
１６ 薄板
１７ 軸線
１８ 長さ
１９ 間隔
２０ 結合範囲
２１ 先端
２２ 寸法
２３ 寸法
２４ 分配器
２５ 流動床
２６ 炉
２７ 結晶アグロメレーション
２８ 粒子のサイズ
２９ コランダム粒子
３０ 平均高さ
３１ エネルギー担体
３２ ノズル
３３ パッシベーション層の表面

Claims (10)

1. 内側面（３）を備えた少なくとも１つのハウジング（２）とハニカム体（４）とを有し、ハニカム体（４）がハウジング（２）の内側面（３）に結合範囲（２０）において接合技術により結合され、その結合範囲（２０）が少なくとも１つのパッシベーション層（１４）で制限されている触媒担体（１）において、
   パッシベーション層（１４）が、０．３〜１．５μｍの範囲の平均高さ（３０）を有する多数の孤立した結晶アグロメレーション（２７）を含み、
   パッシベーション層（１４）が、噴射媒体としてコランダム粒子（２９）を用いた噴射切削法を使用することによって、又は、接着剤（５）にパッシベーション物質（６）が配合および／または混合されることによって製作される
   ことを特徴とする触媒担体。
2. 結晶アグロメレーション（２７）が、ハウジング（２）の内側面（３）に、あるいはハウジング（２）とハニカム体（４）との間に置かれた少なくとも１つのスリーブ（９）に配置され、ハウジング（２）の内側面（３）ないしはスリーブ（９）がパッシベーション層（１４）の範囲において表面を粗くされていることを特徴とする請求項１記載の触媒担体。
3. 内側面（３）を備えた少なくとも１つのハウジング（２）とハニカム体（４）とを有する請求項１又は２記載の触媒担体の製造方法において、
   ハウジングの内側面および／またはハニカム体の１つの範囲が、噴射媒体としてコランダム粒子（２９）を用いた噴射切削法を使用して表面を粗くされる工程、
   ハニカム体（４）がハウジング（２）内に挿入される工程、
   接合技術による結合部（７）が形成される工程、
   を少なくとも含んでいることを特徴とする触媒担体の製造方法。
4. 内側面（３）を備えた少なくとも１つのハウジング（２）とハニカム体（４）と少なくとも１つのスリーブ（９）とを有し、少なくとも１つのスリーブ（９）がハウジング（２）とハニカム体（４）との間に配置されている請求項１又は２記載の触媒担体の製造方法において、
   スリーブ（９）の１つの範囲が、噴射媒体としてコランダム粒子（２９）を用いた噴射切削法を使用して表面を粗くされる工程、
   少なくとも１つのスリーブ（９）がハウジング（２）内に挿入されるか、あるいはハニカム体（４）の周りに少なくとも１つのスリーブ（９）が配置される工程、
   ハニカム体（４）がハウジング（２）内に挿入される工程、
   接合技術による結合部（７）が形成される工程、
   を少なくとも含んでいることを特徴とする触媒担体の製造方法。
5. 内側面（３）を備えた少なくとも１つのハウジング（２）とハニカム体（４）とを有する請求項１又は２記載の触媒担体の製造方法において、
   接着剤（５）にパッシベーション物質（６）が配合および／または混合される工程、
   パッシベーション物質（６）を含む接着剤（５）がハウジング（２）の内側面（３）に着けられる工程、
   ハニカム体（４）がハウジング（２）内に挿入される工程、
   接合技術による結合部（７）が形成される工程、
   を少なくとも含んでいることを特徴とする触媒担体の製造方法。
6. パッシベーション物質（６）が粒子状であり、パッシベーション物質（６）が０．３〜１．５μｍの平均粒子直径（８）を有する酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項５記載の方法。
7. ハウジング（２）とハニカム体（４）との間に少なくとも１つのスリーブ（９）が配置され、このスリーブ（９）が先ずハニカム体（４）の周りに置かれ、引続いてこのハニカム体（４）と共に少なくとも部分的にハウジング（２）内に挿入されることを特徴とする請求項５又は６記載の方法。
8. 接着剤（５）がハウジング（２）の内側面（３）に、１０ｍｍ以下の幅（１０）で帯状に完全に一巡して被着されることを特徴とする請求項５乃至７の１つに記載の方法。
9. ハウジング（２）内へのハニカム体（４）の挿入が先ず部分的に行われ、その後触媒担体（１）の少なくとも１つの端面（１１）を介して結合剤（１２）および／または粉末状ろう材（１３）が入れられることを特徴とする請求項５乃至８の１つに記載の方法。
10. 接合技術による結合部（７）が熱処理中に形成され、接着剤（５）および結合剤（１２）が主に気化され、パッシベーション物質（６）を含むパッシベーション層（１４）が形成されることを特徴とする請求項５乃至９の１つに記載の方法。

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