JPH02277552A - 排気ガス浄化用触媒の製造方法 - Google Patents

排気ガス浄化用触媒の製造方法

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JPH02277552A
JPH02277552A JP1097897A JP9789789A JPH02277552A JP H02277552 A JPH02277552 A JP H02277552A JP 1097897 A JP1097897 A JP 1097897A JP 9789789 A JP9789789 A JP 9789789A JP H02277552 A JPH02277552 A JP H02277552A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は排気ガス浄化用触媒の製造方法に関するもので
ある。
(従来の技術) 排気ガス浄化用触媒の担体として、メタル担体はセラミ
ックス担体に比べて昇温特性や耐衝撃性に優れている等
の利点を有するので、近年、例えば車両用の排気ガス浄
化用触媒の担体として使用されている。メタル担体は通
常ハニカム体を外筒に収納した構造を有し、前記ハニカ
ム体としては、例えば、平板と波板とを交互に重ね合わ
せてなるもの、平板と波板とを重ね合わせて渦巻状に巻
き上げてなるもの等がある。
そのようなメタル担体として、例えば、特開昭56−4
373号公報、特公昭47−48109号公報、特公昭
55−32424号公報には、ハニカム体と外筒とをそ
の接触部の周方向及び軸方向で全体的に接合したメタル
担体が開示されており、また、例えば実開昭62−19
4436号公報には、ハニカム体と外筒とをその接触部
の周方向で全体的、また軸方向で部分的に、例えば端面
部においてのみ接合したメタル担体が開示されている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、メタルI旦体はセラミックス1旦体に比
べ膨張係数が大きいため、それを使用した排気ガス浄化
用触媒において排気ガスの流速の速い中央部と外周部と
の間に温度差を生じるとハニカム体と外筒との接合部に
応力を生じ、ハニカム体が破断することがある。また、
ハニカム体と外筒との材質が異なるときには膨張係数に
差があるため、やはりハニカム体が破断することがある
。特に自動車の排気ガス浄化用触媒にメタル担体を使用
した場合には冷熱耐久試験でハニカム部に破断を生じ易
い。さらに、ハニカム体と外筒とのろう付は部分に亀裂
が生じると、ハニカム体が外筒から剥離し、剥離したハ
ニカム体がエンジンの背圧等により外筒からずれるとい
う現象が生じ易い。外筒の両端には管径を絞ったコーン
部が溶接されているため、ずれたハニカム体がコーン部
に押しつけられるとハニカム体の端部外周が座屈し、そ
の部分の排気ガス通過が妨げられるため、触媒としての
性能を低下させるという点で問題となっていた。
前記従来技術におけるハニカム体と外筒とを接触部の周
方向及び軸方向で全体的に接合したメタル担体は、上記
の応力を緩和することができないため前記欠点を解消す
ることができない。
また、実開昭62−194436号公報に記載されたメ
タル担体においても、ハニカム体と外筒とは周方向では
全体的にろう付けされているため、やはり前記欠点を解
消することができない。
本発明は前記の如き従来技術における問題点を解決する
ためになされたものであり、本発明の目的は、熱や振動
による応力を受けても、ハニカム部に破断が生じにくく
、ハニカム部と外筒とが剥離しにくく、耐久性及び耐久
後の触媒性能に優れた排気ガス浄化用触媒を製造しうる
方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 従って、本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法は、平
板と波板とを重ね合わせて、渦巻状に巻き上げ、平板ま
たは波板のうち最外周を構成する方の板のみを最外周部
においてさらに0.5周以上巻くことにより、最外周部
で平板同士または波板同士を全外周の172以上重ね合
わせ、該重ね合わせた最外周部の平板同士または波板同
士を部分的にろう付けしてハニカム体を形成し、該ハニ
カム体を外筒に挿入してメタル担体を作成し、該メタル
担体に触媒を担持することを特徴とする。
ハニカム体の材料としては、Cr30重盪%以下及びi
20重量%以下を含み、残部が主にFeからなる高耐熱
ステンレス鋼を使用するのが好ましい。
さらに好ましくは、重量比で20重量%以下のAI2を
メンキするとか、クラッド、溶射等で表面をA!富化し
た高耐熱ステンレス鋼薄板を使用する。
ハニカム体の形成に使用される平板及び波板は、例えば
上記高耐熱ステンレス鋼等の材料を、板状体、例えば板
厚IO−1100uの板状体に圧延し、平板または波板
に加工することにより得られる。
最外周部の平板同士または波板同士のろう付けは、ろう
付は部がメタル担体の軸方向もしくは周方向で部分的に
形成されるように、または軸方向及び周方向の両方で部
分的に形成されるように行われる。該ろう付は部の形状
は特に限定されないが、例えば直径1〜20I!ll1
1の水玉状、幅1〜20Infflの格子状、幅1〜2
011IInのストライプ状等とするとよい。ろう付け
は、上記のろう付は部の形状のパターン1種類で行って
も、2種類以上のパターンを組み合わせて行ってもよい
また、上記平板同士または波板同士の接合部の未ろう付
は部は、該接合部全面に対して10%以上であるのが好
ましい。
上記最外周部の接合部より内側の平板と波板との接合は
、全体的に行っても、部分的に行ってもよいが、好まし
くは全体的に行う。
メタル担体は、上記のハニカム体を、外筒、好ましくは
高耐熱ステンレス鋼から成る肉厚1〜2mmの外筒に挿
入し、全体的に、もしくは部分的にろう付けすることに
より製造される。
ろう材としては、例えばNi系ろう材を使用することが
できる。
ろう付は処理は、例えば真空中、H2ガス中または不活
性ガス中、1000〜1200°Cで、0.5〜5時間
行う。
メタル担体への触媒の担持は、従来公知の方法によって
行うことができ、例えばメタル担体に高比表面積アルミ
ナコートiを形成し、これに貴金属触媒を担持させるこ
とにより行われる。
上記アルミナコート層には、希土類元素、例えばCe、
 Laが含まれていてもよい。
(作用) 本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法では、ハニカム
体の最外層部で平板同士または波板同士を172周以上
重ね合わせ、この重ね合わせ部分のろう付けを部分的に
行うため、ハニカム体にかかる熱応力が該平板同士また
は波板同士の未ろう付は部分により有効に緩衝される。
(実施例) 実施例1: 本発明の一実施例の方法により、排気ガス浄化用触媒を
製造する。
まず、下記の方法により、第1図に示すメタル担体1を
製造する。Cr2O重量%、1Ie5重量%を含み、残
部が主にFeからなる高耐熱性ステンレス鋼を厚さ50
μmの板状に圧延し、平板2及び波板3に加工する。こ
の平板2と波板3を重ねて最外周が平板となるように渦
巻状に巻き上げる。平板2は、その下層の波板3の巻き
終わり位置からさらに一周巻き、これにより平板が最外
周部で2層重なるようにする(以下、最外周部の平板の
1周目の層(内周側)を28と記し、2周目の層(外周
側)を2bと記す)。この平板の重ね合わせ部をろう付
けして、直径97mm、長さ100 ymの円柱状のハ
ニカム体4aを製造する。
平板2aより内周側の平板と波板とのろう付けは、両者
の当接部全体にわたって行われ、平板2aと平板2bと
のろう付けは、第2図のハニカム体4aに示すようにメ
タル担体の軸に平行な幅10mmのろう付は部6aが、
15mmの間隔でストライプ状に形成されるように行わ
れる。各ろう付は部6aの間は未ろう付は部7aとなる
得られたハニカム体4aを、肉厚1.5mm、外径10
0卿、長さ100 mmの高耐熱性ステンレス鋼、例え
ば5US430からなる外筒5に挿入し、ろう付けして
、外径100 wn、長さ100鵬のメタル担体1を得
る。外筒5とハニカム体4aの平板2bとのろう付けは
全面で行う。
次に、活性アルミナ粉末、アルミナ系バインダー及び水
よりなるスラリーに上記担体を浸漬し、取り出した後、
余分なスラリーを吹き払い、200°Cで2時間乾燥し
た後、600°Cで2時間焼成して、活性アルミナ層を
形成する。この活性アルミナ層には、Ce、 La等を
含んでいてもよい。
続いて、これにより得られた活性アルミナ層が形成され
たメタル担体を、白金アンミン水溶液及び塩化ロジウム
水溶液に浸漬し、触媒容積11あたり白金1.0g及び
ロジウム0.2gの触媒が担持された排気ガス浄化用触
媒を得た。
実施例2: 第3図に示すように、平板2aと平板2bとのろう付け
を、直径10+maの円形状のろう付は部6bを、円と
円との各中心間の距離が25111fi+となるように
間隔をあけて形成し、その他の部分を非ろう付は部7b
とすること以外は、実施例1と同様の方法によりハニカ
ム体4bを製造し、これを用いて上記と同様の方法によ
り排気ガス浄化用触媒を製造した。
実施例3: 第4図に示すように、平板2aと平板2bとのろう付け
を、巾10mmのろう付は部6cが、15mm間隔で縦
横に交差した格子状とし、該ろう付は部以外の部分が非
ろう付は部となるように行うこと以外は、実施例1と同
様の方法によりハニカム体4cを製造し、これを用いて
上記と同様の方法により排気ガス浄化用触媒を製造した
比較例1: 平+l12aと平板2bとのろう付けを、全面で行うこ
と以外は、実施例1と同様の方法により排気ガス浄化用
触媒を製造した。
比較例2: 平板2bを含まず、平板2aと外筒とのろう付けを全面
で行うこと以外は実施例1と同様の方法により排気ガス
浄化用触媒を製造した。
比較例3: 平板2bを含まず、平板2aと外筒とのろう付けを、実
施例1の平板2aと平板2bのろう付はパターンと同じ
ろう付はパターンで行うこと以外は実施例1と同様の方
法により排気ガス浄化用触媒を製造した。
試験例: 上記実施例1.2及び3並びに比較例1.2及び3で製
造した排気ガス浄化用触媒の耐久試験を行った。まず、
3000ccの直列6気筒のエンジンの排気系に、上記
の排気ガス浄化用触媒を取り付け、空燃比(A/F) 
=14.6で、触媒人ガス温度850°C×10分間、
300°cxto分間のサイクルを300時間(900
サイクル)行い、その間のハニカム体と外筒とのズレの
発生の有無を調べた。結果を下記の表に示す。耐久後、
排気ガス浄化性能を調べるために、同一のエンジンで、
2000rpm X −360mmHgの条件で、HC
,CO及びN。
8の浄化率(%)を測定した。結果を下記の表に示す。
実施例1〜3は、耐久300時間後でもハニカム体のズ
レ等の問題を生じることがなく、他に比べ、構造信鯨性
が格段に向上している。また、構造上の不具合に伴う触
媒コートの剥離もなく、触媒性能も著しく向上している
これに対し、比較例1は最外周を2Nにしているが、3
1Nを全面で接合しているため、応力の緩衝が充分にな
されず、ハニカム体が外筒からずれる結果となる。また
、比較例2は最外周の平板が1層であり、しかも、核層
と外筒が全面で接合されているため、ハニカム体が外筒
からずれる結果となり、しかも排気ガス浄化率も低い。
また、比較例3は最外周の平板がINであるため、耐久
性及び浄化性能の両方の点で実施例1〜3に劣るが、核
層と外筒は軸方向または周方向で部分的に接合されてい
るため、全面で接合された比較例2に比べると、耐久性
及び浄化性能の両方の点で優れている。
このことは、本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法に
おいて、最外層の平板を2層にしたことと、ろう付けを
部分的に行うことの両方により、耐久性及び浄化性能が
向上していることが明らかである。
(発明の効果) 本発明の排気ガス浄化用触媒の製造方法は、メタル担体
のハニカム体の作成にあたり、平板と波板とを重ね合わ
せて渦巻状に巻き、外周部においては平板同士ま、たは
波板同士を重ね合わせ、該重ね合わせ部を部分的にろう
付けしてないため、メタル担体に生ずる熱応力が有効に
緩衝され、ハニカム体の破断、ハニカム体と外筒とのズ
レが生じることがなく、従って、耐久性及び触媒性能に
優れている触媒が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例で製造したメタル担体の4分
の1部分を示す断面図、第2図は該メタル担体のハニカ
ム体を示す斜視図、第3図は本発明の他の実施例で製造
したハニカム体を示す斜視図、第4図は本発明の他の実
施例で製造したハニカム体を示す斜視図7′おる。 1・・・メタル担体 2,2a、2b・・・平板3・・
・波板4a、4b、4c・・・ハニカム体5・・・外筒
    6a、6b、6c・・・ろう付は部?a、7b
、7c・・・非ろう付は部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 平板と波板とを重ね合わせて、渦巻状に巻き上げ、平板
    または波板のうち最外周を構成する方の板のみを最外周
    部においてさらに0.5周以上巻くことにより、最外周
    部で平板同士または波板同士を全外周の1/2以上重ね
    合わせ、該重ね合わせた最外周部の平板同士または波板
    同士を部分的にろう付けしてハニカム体を形成し、該ハ
    ニカム体を外筒に挿入してメタル担体を作成し、該メタ
    ル担体に触媒を担持することを特徴とする排気ガス浄化
    用触媒の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0509207A1 (de) * 1991-04-16 1992-10-21 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH Vorrichtung zum katalytischen Entgiften von Abgasen
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