JPH05285397A

JPH05285397A - 排気ガス浄化触媒の担持用ハニカム体の製造方法

Info

Publication number: JPH05285397A
Application number: JP4085045A
Authority: JP
Inventors: Yuuzou Tsukiide; 雄三月出; Seiya Takahata; 誠也高畑; Kunitoshi Morofushi; 邦敏諸伏; Haruo Serizawa; 治夫芹沢
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1992-03-09
Filing date: 1992-03-09
Publication date: 1993-11-02

Abstract

(57)【要約】【目的】排気ガス浄化装置の主要な構成要素である金
属製ハニカム体は、排気ガス系統あるいは発熱的触媒反
応という厳しい環境下で使用されるため、特に高温酸化
性が要求されており、そのための経済的、効率的な製造
技術を提供する。【構成】金属製ハニカム体の製造方法において、(1)
帯材からハニカム構造のハニカム体を製作する工程、
(2) 帯材の所望部位にアルミニウム被覆を形成する工
程、(3) アルミニウム成分を帯材中へ熱拡散する工程
（アルミニウム成分を活性アルミナに添加させる工程も
含む）、次いで(4) 所望部位にろう材を適用し、ろう接
合する工程、から成る金属製ハニカム体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に自動車の排気ガ
スの浄化手段とし排気系統の途中に介装される排気ガス
浄化装置、特にその主要な構成要素である排気ガス浄化
触媒を担持するためのメタル製ハニカム体の製造方法に
関する。更に詳しくは、本発明は、この種のハニカム体
の大きな欠点、特にハニカム体を構成する薄肉金属板製
帯材（平板状帯材と波板状帯材）に由来する耐熱酸化性
が低いという欠点を解消するとともに、経済的に安価な
排気ガス浄化装置の製造方法を提供しようとするもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の排気ガス浄化用触媒（例
えばＰｔ，Ｒｈ，Ｐｄなどを使用した触媒）を担持させ
るための金属製担持母体は、単位体積当りの触媒の担持
面積を大きくすること（単位体積当りの排気ガスと浄化
用触媒との有効接触面積を極力、大きくすること）、背
圧（排気抵抗）を小さくすること、更には金属製担持母
体の自重を可能な限り軽量化すること、などを考慮し、
耐熱性でかつ薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材を
相互に当接するように重積し、これを巻回成形するなど
してハニカム状の構造としたもの（以下、ハニカム体と
いう。）が良く知られている。なお、平板状帯材と波板
状帯材からハニカム体を成形する方法の相違により積層
タイプ、巻回タイプ、Ｓ字状タイプ、放射状タイプ、Ｘ
ラップ状タイプなど種々のものが得られる。

【０００３】前記したメタル製ハニカム体は、例えば、
０．１mm以下（好ましくは５０μ以下）の耐熱性の薄肉
鋼板からなる平板状帯材と、前記薄肉鋼板を波形状に成
形した波板状帯材とを、相互に当接部を有するように重
積し、これを一括渦巻状に巻回して軸方向に排気ガス通
路のための多数の網目状通気孔路をもつハニカム体とさ
れる。そして、この巻回積層されたハニカム体は、両端
が開口した筒状の金属製ケースに収納されるとともに相
互に接続され、耐振構造のものとされる。即ち、ハニカ
ム体を構成する平板状帯材と波板状帯材との当接部やハ
ニカム体と金属製ケースとの当接部を溶接やろう接など
の所望の固着手段により固着され、金属製排気ガス浄化
装置とされる。

【０００４】周知のように、この種の排気ガス浄化装置
は、排気ガス系統という厳しい環境条件のもとで使用さ
れる関係上、その主要な構成要素であるメタル製ハニカ
ム体は、高温耐蝕性（耐ガス腐食性、１０００℃前後の
排気ガス系における耐蝕性）、耐冷熱耐久性（内燃機関
の停止及び始動というサイクルにおける１０００℃〜常
温の加熱冷却のサイクル下での耐久性）、耐高温酸化性
（高温下での異常酸化に対する耐久性）などの諸物性に
優れた耐熱鋼で製作されることが好ましい。メタル製ハ
ニカム体の耐熱鋼材として、例えばＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系
（２０Ｃｒ−５Ａｌ系）の耐熱鋼を数十μの厚さの箔に
圧延したものが知られている。前記した箔材料は以下の
ようにして使用されている。即ち、前記したように波付
加工した波板箔と平板箔とからハニカム体を製作し、高
温酸化処理により箔表面にウィスカー状のα−Ａｌ₂Ｏ
₃被膜を形成し、次いで該α−Ａｌ₂Ｏ₃被膜層にγ−
Ａｌ₂Ｏ₃をウオッシュコート処理により付着させ、こ
れにＰｔ等の排気ガス浄化用触媒が担持される。前記し
たα−Ａｌ₂Ｏ₃被膜は耐高温酸化性あるいはウオッシ
ュコート層の付着性などに優れているといわれている
が、まだ不十分なものである。また、前記したＦｅ−Ｃ
ｒ−Ａｌ系耐熱鋼、あるいは耐酸化性を更に改善するた
めに前記耐熱鋼に少量の希土類元素成分（ＲＥＭ）を添
加した耐熱鋼は圧延性（加工性）に劣るものである。

【０００５】メタル製ハニカム体の製造に使用される耐
熱鋼として、その表面にα−Ａｌ₂Ｏ₃被膜を有するも
のの有効性に鑑み、素地金属に対するＡｌ富化技術が多
く提案されている。例えば、１．Ｆｅを主成分とする触媒担体用金属基体の表面にＡ
ｌの薄層を形成し、空気などの酸化雰囲気中で熱処理
し、基体表面に緻密な酸化アルミニウムの膜を覆って耐
熱性、耐酸化性、耐腐食性を改善する（特開昭49-99982
号）。２．金属組成において、Ａｌ１２〜２０％，Ｃｒ５〜２
５％，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｈｆ（合計）を０．０５〜２
％、残部をＦｅとする高Ａｌ含有の圧延金属箔を使用す
る（特開昭 63-266044号）。３．Ａｌ１．０〜５．０％，Ｔｉ０．５％以下のＡｌ−
Ｔｉ含有ステンレス鋼の表面にＡｌメッキを施し、熱処
理によりＡｌメッキ層にＡｌ₂Ｏ₃ウィスカーを生成さ
せるもの（特開昭 63-270548号）。４．フェライト系ステンレス鋼表面にＡｌメッキした
後、真空中もしくは非酸化性ガスの雰囲気中で加熱して
Ａｌを拡散させるとともに表面を高Ａｌ含有フェライト
層にした後、空気中で加熱して酸化ウィスカーを生成さ
せるもの（特開平1-142073号）。５．フェライト系ステンレス鋼（基材）上に、アルカリ
金属、アルカリ土類金属、ランタノイドの少なくとも１
種を含有するＡｌ合金層を形成し、該Ａｌ合金層の表面
にＡｌ₂Ｏ₃被膜を形成する（特開昭 63-310638号）。６．ステンレス鋼製の平板箔と波板箔の表面をアルミニ
ウム材で被覆処理し、これを４７０〜１１００℃の大気
中で加熱処理（数十時間〜数分）を行ない、表面層にＦ
ｅ₃Ａｌを含むＦｅ−Ａｌ金属間化合物を形成させて基
礎素材を調製する。次いで該基礎素材からハニカム体を
製作し、高温ろう材によりろう接合（Ｎｉ系ろう材、真
空中１１００℃×１０分間）を行なう（特開昭62-95142
号）。７．Ａｌを含むフェライト系ステンレス素材の波板と平
板を多重に巻回成形した後、波板と平板をろう付けある
いは溶接し、その後、素材表面にアルミナウイスカを成
長させるウイスカの成長熱処理に先立って、アルミナの
前駆体（precursor ）を形成するための予備処理（大気
中雰囲気、２００〜４００℃、２〜２０分）を行なう
（特開昭63-7838 号）。８．Ａｌ含有のフェライト系合金で形成した素材を平板
と波板に成形される前工程として、該素材を陽極酸化
し、次いで平板と波板を多重に巻回してハニカム体と
し、更に平板状板と波板をろう付けあるいは溶接する
（特開昭63-158135号）。などが提案されているが、Ａｌ含有量の多い材料自体
（基礎素材自体）を製作するためのプロセスが煩雑であ
ったり、製作される材料の加工性（圧延性）に問題があ
ったり、更にはメタル製ハニカム体を製作するためのプ
ロセスが煩雑であったりして十分に満足のいくものでは
ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は、前記した
従来技術の欠点を解消すべくなされたものである。特
に、本発明は、ハニカム体を製作する上で、ハニカム体
の構成部材（波板状帯材あるいは波板状帯材と平板状帯
材）のＮｉ系ろう材などの高温ろう材によるろう接合工
程が必須的に組込まれたハニカム体の製造プロセスにお
いて、Ａｌ富化手段を効率的に組込み特性に優れたハニ
カム体を製造しようとするものである。

【０００７】この点、従来技術は高温ろう接合工程の厳
しい条件、例えば真空中、１１００℃以上、数時間とい
うろう接合の厳しい条件を考慮しないＡｌ富化技術であ
ったりして、このような厳しい条件のろう接合工程を組
入れたハニカム体の製造技術としては不十分なものであ
る。即ち、ハニカム体を構成する平板状帯材あるいは波
板状帯材に対して施されたＡｌ富化手段（別言すれば素
材段階での富化手段）が、かかる厳しい条件のろう接合
工程を通じても当初の目的を達成することができるかど
うかを考えた場合、極めて疑問である。このことは、例
えば帯材（素材）の段階で表面に形成されたα−Ａｌ₂
Ｏ₃層（活性アルミナ層）に対し、前記したような厳し
い条件のもとで行なわれるろう接合工程において基材中
のＦｅ、Ｃｒ、あるいはろう材中のＮｉ成分などが拡散
浸透し、スピネルなどの複合酸化物を形成し、その表面
積を低下させてしまうことからみても明らかなことであ
る。本発明は、高温ろう接合の工程を必須の工程とした
ハニカム体の製造プロセスにおいて、アルミニウム富化
手段の重要性に鑑み、前記した欠点のないようにＡｌ富
化手段を組入れた効率的なハニカム体の製造プロセスを
提供しようとするものである。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明を概説すれば、
本発明は、排気ガス浄化触媒を担持させるための金属製
ハニカム体の製造方法において、(i) 薄肉金属板製の波
板状帯材の単独、あるいは該波板状帯材と平板状帯材を
相互に当接するように折畳みあるいは重積して軸方向に
多数の網目状通気孔路を有するハニカム体を製造する工
程、(ii) 前記ハニカム体の所望のろう付け部位を含む
部位にアルミニウム被膜を形成する工程、(iii) 前記ア
ルミニウム被膜中のアルミニウムをハニカム体母材へ熱
拡散させる加熱処理工程、(iv) 前記ハニカム体の波板
状帯材同士の当接部、あるいは波板状帯材と平板状帯材
同士の当接部からなるろう付け部位の所望のろう付け部
位にろう材を被覆する工程、(v) 前記ハニカム体の所望
のろう付け部位を真空中もしくは非酸化性ガス雰囲気
下、加熱してろう接合する工程、から成ることを特徴と
する耐熱酸化性に優れた排気ガス浄化触媒の担持用ハニ
カム体の製造方法に関するものである。以下、本発明の
技術的構成及び実施態様について、図面を参照して詳し
く説明する。なお、本発明は図示のものに限定されない
ことはいうまでもないことである。

【０００９】図１は、本発明の製造工程(i) により製造
されるハニカム体（Ｈ）の斜視図である。本発明におい
て、ハニカム体（Ｈ）は、図示されるように必要に応じ
て金属製のケーシング（４）内に填装され、固着され
る。前記したケーシング（４）との固着は、後述するろ
う付け工程時に行なわれることはいうまでもないことで
ある。

【００１０】前記(i) 工程で製作されるハニカム体
（Ｈ）は、既知の方法で製作すればよい。図１のもの
は、薄肉金属板製の平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）を相互に当接するように重積し、これを一括渦巻
状に巻回して製作した巻回タイプのハニカム体（Ｈ）で
ある。なお、両帯材（１，２）を巻回成形するとき、ハ
ニカム体（Ｈ）の軸方向に平行な多数の排気ガス用の網
目状通気孔路（３）が自動的に形成される。

【００１１】本発明において、ハニカム体（Ｈ）を構成
する出発基材としての帯材（１，２）としては、該帯材
（１，２）のアルミニウム富化が後述する工程で行なわ
れるため、従来のように加工性に問題がある高Ａｌ含有
材料でなく低Ａｌ含有材料、あるいはＡｌを含まない加
工性の良好な耐熱鋼材を使用することが出来る。勿論、
出発基材として何らかの方法によりＡｌ富化を施したも
のを使用できることはいうまでもないことである。例え
ば、この種の帯材（１，２）として、圧延が容易で所望
の厚さの箔に加工することができる安価な０．１５％以
下の炭素を含有する低炭素鋼、あるいは低クロム鋼（１
５〜２５％Ｃｒの耐熱鋼に対し１１〜１３．５％Ｃｒの
ＳＵＳ４１０Ｌなどの低クロム鋼）、低ニッケルな耐熱
鋼、ステンレス鋼などが使用される。勿論、従来技術の
説明の項で言及したＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｃｒ−
Ａｌ−ＲＥＭ系の鋼材を使用してもよいことはいうまで
もないことである

【００１２】本発明の(i) 工程で製作されるハニカム体
（Ｈ）は、図１に示されるような巻回タイプのハニカム
体に限定されない。即ち、平板状帯材（１）と波板状帯
材（２）を当接するように相互に重積し、これを一括渦
巻状に巻回形成して製作した巻回タイプのハニカム体
（Ｈ）に限定されず、当業界において周知の他の形状の
ハニカム体（Ｈ）であってもよいことはいうまでもない
ことである。例えば、次に示すような各種のタイプのハ
ニカム体（Ｈ）であることができる。 (i) 薄肉金属板製の平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）を相互に当接するように階層状に積層（重積）し
て製作した階層タイプのハニカム体（Ｈ）であることが
できる。 (ii) 薄肉金属板製の平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）を相互に当接させて浄化エレメントと成し、該浄
化エレメントの所望の数を固定軸（中心軸）を起点とし
て外延させ（放射させ）て製作し放射状タイプのハニカ
ム体（Ｈ）であることができる。 (iii) 薄肉金属板製の平板状帯材（１）と波板状帯材
（２）を相互に当接させて浄化エレメントと成し、該浄
化エレメントの最外面が平板状帯材（１）となるように
所望の段数に階層状に重積し、その上下最外面に設定さ
れた二つの固定点を逆方向に押圧成形し、各浄化エレメ
ントがＳ字状の形状をとるようにしたＳ字状タイプのハ
ニカム体（Ｈ）であることができる。 (iv) 薄肉金属板製の波板状帯材（２）の単独、あるい
は平板状帯材（１）と波板状帯材（２）を折畳みまたは
積層（重積）し、所望の相隣接した層を有する浄化エレ
メントと成し、該浄化エレメントの少なくとも２以上
（好ましくは４以上）を、保持具により各浄化エレメン
トの一端部を相互に隣接させるように保持するととも
に、これを該保持具を中心にして同一方向に巻回して製
作したハニカム体（Ｈ）であることができる。なお、こ
の種のハニカム体は中心部において各浄化エレメントが
十字状、Ｘ字状、卍形状に重なり合っている（オーバー
ラップ）ので、Ｘ−ラップ形状のハニカム体（Ｈ）と俗
称されている。また、この種のハニカム体（Ｈ）の全体
の正面からみた断面形状は、各浄化エレメントの側面か
らみた形状が長方形、台形、あるいは平行四辺形によ
り、略円形、略正方形、略楕円形状となる。なお、前記巻回タイプ、階層タイプのハニカム体（Ｈ）
の正面からみた断面形状は、略円形のもので限定され
ず、楕円形状、レーストラック形状など所望の形状のも
のであってよいことはいうまでもないことである。

【００１３】本発明において、次の工程はハニカム体母
材（波板状帯材、あるいは平板状帯材と波板状帯材）へ
のＡｌ富化工程で、このプロセスは前記(ii)のハニカム
体の所望部位でのアルミニウム被膜の形成工程、及びこ
れに引続く前記(iii) のアルミニウム成分のハニカム体
母材への熱拡散を行なわしめる加熱処理工程から成るも
のである。

【００１４】本発明において、前記(ii)工程のアルミニ
ウム被膜の形成方法としては、溶融アルミニウム浴を用
いた溶融メッキ法、電気メッキ法、蒸着法あるいはアル
ミニウム粉体のコーティング液によるコーティング法な
どを採用すればよい。このようにして、ハニカム体母材
上に後述する図２に示されるアルミニウム被膜層（５）
が形成される。なお、形成すべきアルミニウム被膜層の
厚さは、所望する耐熱酸化性の程度により適宜なものと
すればよい。例えば、蒸着法、電気メッキ法、溶融メッ
キ法などを採用して数μ〜百μ、具体的には５μ〜１０
μ程度の厚さのアルミニウム被膜層（５）を形成すれば
よい。勿論、アルミニウム被膜層（５）は、後述するろ
う付け部位を含む領域に形成されることが好ましいこと
はいうまでもないことである。これはろう材中の金属成
分と帯材中の金属成分が熱拡散により反応し、帯材の耐
熱性が低下するのを防止するためである。

【００１５】前記した(ii)工程によるアルミニウム被膜
層（５）の形成後は、(iii) 工程の加熱処理によりアル
ミニウム成分をハニカム体母材中へ確実に熱拡散させ
る。本発明において、該(iii) 工程の加熱処理は、次の
(iv)〜(v) 工程の高温下で行なわれるろう接合工程に先
立って、耐高温酸化性にとって重要なアルミニウム成分
を確実にハニカム体母材中に熱拡散させるものである。
これにより(iv)〜(v) 工程時にアルミニウム成分の蒸発
飛散が防止され、当初設計した量のアルミニウム成分を
ハニカム体母材に含有させることてができる。即ち、ハ
ニカム体を構成する帯材の表面に適用されたアルミニウ
ム成分は、帯材中に拡散し基材成分と拡散接合してアン
カー効果を生むため、前記した蒸発飛散が防止される。

【００１６】前記したようにアルミニウム成分は、耐熱
酸化性を改善するために活性アルミナ（α−Ａｌ
₂Ｏ₃）の形態をとることが必要であるが、この点を考
慮して前記(iii) の加熱処理工程は次の態様で行なえば
よい。即ち、前記(iii) 工程は、常法に従ってアルミナ
ウィスカー（α−Ａｌ₂Ｏ₃）の生成、成長のための熱
処理を行なえばよい。その際、直接、大気中あるいは酸
化性雰囲気下で熱処理、例えば大気中、４００〜１１０
０℃、数分〜数十時間熱処理を行なってもよい。あるい
は、予備処理として真空中または非酸化性ガス雰囲気下
で熱処理、例えば４００〜１１００℃、数分〜数十時間
予備処理を行なった後で、前記した大気中あるいは酸化
性ガス雰囲気下での加熱処理を行なってもよい。更に
は、単に真空中または非酸化性ガス雰囲気下で熱処理
し、十分にアルミニウム成分をハニカム体母材中に熱拡
散させておき、後工程において活性アルミナ層が得られ
るようにしてもよいことはいうまでもないことである。

【００１７】本発明の前記(ii)〜(iii) のアルミニウム
富化工程により形成されたアルミニウム被膜層は、次の
(iv)〜(v) のろう接合工程に悪影響を与えないという利
点がある。即ち、前記(ii)〜(iii) のアルミニウム富化
工程は、ハニカム体とされた後に適用され、かつ(ii)工
程に引続いて(iii) 工程でアルミニウム被膜を熱拡散に
より母材中へ移行させるため、ハニカム体を構成する部
材の当接部（例えば平板状帯材と波板状帯材の当接部）
にはアルミニウム被膜が形成されにくく、帯材同士が当
接し合うようになり、この状態で次工程のろう接合が行
なわれるため両帯材の当接部は強固に接合されることに
なる。しかしながら、ハニカム体とされる前の段階で帯
材にアルミニウム富化手段（アルミニウム被膜層の形
成）が講じられ、次いで、ハニカム体とされ、更にその
当接部をろう接合する場合、帯材の表面（勿論、当接部
における帯材の表面）に形成されたアルミニウム被膜に
よりろう接合強度に悪い影響を与えてしまう。

【００１８】本発明において、次の工程は(iv)のハニカ
ム体（Ｈ）を構成する帯材（１，２）の所望の当接部へ
のＮｉ系などの高温ろう材の被覆工程である。本発明に
おいて、前記(iv)工程の高温ろう材の被覆方法として
は、各種の方法が採用され得る。例えば、ろう材を所望
の分散媒体中に分散させたスラリー（ろう材コーティン
グ液）を用いる場合、ろう材スラリーは表面張力の関係
で後述する図２に示されるように帯材（１，２）の当接
部近傍に集中してろう材部（６）を形成する。なお、余
分のろう材スラリーはエアーブロー等により除去すれば
よい。その他、ろう材部（６）の形成は、電気あるいは
無電解メッキ、ろう材粉末の噴射コーティングなどによ
り行なえばよく、その形成手段に制御を受けない。例え
ば米国特許４，３８１，５９０号明細書、特開昭５６−
４３７３号公報あるいは特開昭６１−１９９５７４号公
報などに記載された各種の方法が採用され得る。なお、
ろう材部（６）の形成部位は、ハニカム体（Ｈ）の耐熱
変形性（熱による膨脹力や熱応力による変形）を考慮し
て帯材（１，２）の全ての当接部をろう接合するのでは
なく、例えば一端面とその近傍部位、あるいは二つの端
面とその近傍部位の当接部、あるいはハニカム体（Ｈ）
の半径方向において外周部とその近傍部位などを接合す
る態様があるが、これら態様に応じてろう材部（６）を
形成すればよい。勿論、前記(ii)工程においてアルミニ
ウム被膜層（５）は、前記ろう材部（６）を含む領域に
形成されることが好ましいことはいうまでもないことで
ある。これにより、当該領域において帯材とろう材の反
応に基づく帯材の耐熱性の低下を防止することができ
る。

【００１９】本発明のハニカム体（Ｈ）の製造方法にお
いて、前記(iv)工程の後に、即ちハニカム体（Ｈ）を構
成する帯材（１，２）の所望の当接部への高温ろう材の
被覆に引続いて、(v) 工程のろう付け工程がこの順序で
結合される。このろう付け工程は通常の態様のもとで行
なわれる。即ち、この種のハニカム体（Ｈ）は、前記(i
v)工程により、帯材（１，２）の当接部（全部あるいは
一部分）にＮｉ系ろう材などの高温ろう材が適用され、
(v) 工程によりろう接合が行なわれ、機械的にも耐震的
にも強固なものとされる。一般に高温ろう材を使用した
ろう接合の条件は、真空中（例えば１０^-4Torr以下）、
１１００℃以上、所望のろう接合時間（例えば、全所要
時間として数時間を要する。）という条件のものであ
る。

【００２０】前記(v) 工程において、前記(ii)〜(iii)
工程によりアルミニウム富化が行なわれたハニカム体
（Ｈ）を構成する帯材（１，２）の表面あるいは帯材中
のＡｌ成分は、更に帯材（１，２）中に拡散して基材成
分と拡散接合してアンカー効果を生むため、帯材表面に
形成される活性アルミナ層は帯材の基材／Ａｌ層に強固
に接合したものとなる。いうまでもなく、この意義は重
要であり、活性アルミナ層にはウオッシュコート（γ−
アルミナの被覆）に引続いて排気ガス浄化用触媒が担持
されるが、形成される触媒担持層は帯材（１，２）の表
面に強固な接合強度を有することになり、長期に亘り触
媒活性機能を発揮することができる。なお、前記したよ
うに(v) 工程との関連で、(iii) 工程におけるアルミニ
ウム成分の熱拡散処理を低い温度あるいは短時間で行な
い、主たる熱拡散処理を(v) 工程で行なわせてもよい。

【００２１】以上のプロセスにより製作される本発明の
ハニカム体（Ｈ）の構造を図２〜図３により説明する。

【００２２】図２は、図１に示されるハニカム体（Ｈ）
のハニカム構造の一部拡大断面図である。即ち、本発明
のハニカム体は、(i) 工程のハニカム体成形後、(ii)工
程のアルミニウム被膜の形成工程によりハニカム体を構
成する帯材（１，２）の外表面にはアルミニウム被膜層
（５）が形成される。次いで(iii) 工程のアルミニウム
成分の熱拡散のための加熱処理の後、(iv)工程によりろ
う材が適用されろう材部（６）が形成される。そして最
終的に(v) 工程により減圧高温下でのろう接合が行なわ
れる。図２には以上のプロセスに従うアルミニウム被膜
層（５）とろう材部（６）が示されている。

【００２３】図３は、前記本発明の前記(i) 〜(v) 工程
に従って製作され、更に触媒が担持されたハニカム体
（Ｈ）の図２のＡ部位における断面を模式図として示し
たものである。図３に示されるように、帯材（１）の基
材上に基材／Ａｌ拡散層（１´）、その上に活性アルミ
ナ層（５´）（アルミニウム被膜層を処理して形成され
たα−アルミナ層）、更にその上に触媒担持層（７）が
夫々強固に接合された状態で形成される。なお、触媒担
持層（７）は、前記したように活性アルミナ層（５´）
にウオッシュコートを行なうとともにＰｔなどの排気ガ
ス浄化触媒を担持させて形成されたものである。

【００２４】本発明において、図１に示される金属製ケ
ース（４）としては、前記した各種タイプのハニカム体
（Ｈ）を内部に収納し固着するためのものであり、両端
が開口しているものであれば、その材質、形状に何らの
制約を受けるものではない。その際、車体下部のスペー
スに適合させるために前記ハニカム体（Ｈ）の断面形状
とも関連する断面が楕円や三角形などの形状のものを使
用してもよい。金属製ケースの材質としては、平板状帯
材（１）と波板状帯材（２）と同種のものを使用しても
よいし、更に耐熱耐蝕性に富むものを使用してもよい。
あるいは、外側部分の金属材料を内側部分よりも耐熱耐
蝕性に富むものとした二重構造のもの、具体的には内側
部分にフェライト系ステンレス鋼、外側部分にオーステ
ナイト系ステンレス鋼を使用してもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明の排気ガス浄化装置の主要な構成
要素であるハニカム体は、排気ガス系統という高温環境
下、更には排気ガスと排気ガス浄化触媒との発熱的触媒
反応下という厳しい使用環境のもとで、優れた耐久性
（ライフサイクルの長期化）を有するものである。特
に、ハニカム体の構成部材である波板状帯材あるいは該
波板状帯材と平板状帯材との外表面に帯材基材とＡｌと
の拡散浸透層、更に該拡散浸透層の上に活性アルミナ層
が強固に形成されていることから耐熱酸化性に優れるも
のである。

【００２６】そして、本発明のハニカム体の製造方法に
おいて、ハニカム体を構成する帯材基材のアルミニウム
富化、即ち、帯材基材とＡｌとの拡散浸透層、及び活性
アルミナ層の形成は、帯材がハニカム体に成形された後
で、かつハニカム体の高温ろう材によるろう接合工程の
前に行なわれるため、作業能率性、作業スペースなどの
観点から極めて効率的なものである。また、本発明のハ
ニカム体の製造方法においては、ハニカム体の構成部材
がハニカム体に成形された後工程でＡｌ富化手段が講じ
られるため、加工性（延展性、波付加工、巻回成形な
ど）に優れた安価な基礎素材を使用することができ、か
つＡｌ富化がハニカム構造の状態で行なわれるためＡｌ
富化施設がコンパクトである。更に、本発明においてＡ
ｌ富化工程は次工程であるろう接合工程の加熱条件を取
込むことが出来るため、ろう接合前の条件をマイルドな
ものに設定することができる。以上のことから、本発明
の耐熱酸化性に優れたハニカム体の製造方法は、従来方
法に比較して格段に優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハニカム体（Ｈ）の斜視図である。

【図２】本発明のアルミニウム被膜層とろう材部の形
成状態を説明するためのハニカム体（Ｈ）の一部拡大断
面図である。

【図３】本発明のハニカム体（Ｈ）の触媒担持層を設
けたときの、ハニカム体（Ｈ）の構成帯材の拡大断面で
ある。

【符号の説明】

Ｈ………ハニカム体１………平板状帯材２………波板状帯材３………網目状通気孔路４………金属製ケーシング５………Ａｌ被膜層６………ろう材部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２３Ｃ 2/12 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気ガス浄化触媒を担持させるための金
属製ハニカム体の製造方法において、(i) 薄肉金属板製
の波板状帯材の単独、あるいは該波板状帯材と平板状帯
材を相互に当接するように折畳みあるいは重積して軸方
向に多数の網目状通気孔路を有するハニカム体を製造す
る工程、(ii) 前記ハニカム体の所望のろう付け部位を
含む部位にアルミニウム被膜を形成する工程、(iii) 前
記アルミニウム被膜中のアルミニウムをハニカム体母材
へ熱拡散させる加熱処理工程、(iv) 前記ハニカム体の
波板状帯材同士の当接部、あるいは波板状帯材と平板状
帯材同士の当接部からなるろう付け部位の所望のろう付
け部位にろう材を被覆する工程、(v) 前記ハニカム体の
所望のろう付け部位を真空中もしくは非酸化性ガス雰囲
気下、加熱してろう接合する工程、から成ることを特徴
とする耐熱酸化性に優れた排気ガス浄化触媒の担持用ハ
ニカム体の製造方法。
【請求項２】アルミニウム被膜の加熱処理工程が、大
気中あるいは酸化性ガス雰囲気下での加熱処理で構成さ
れるものである請求項１に記載のハニカム体の製造方
法。
【請求項３】アルミニウム被膜の加熱処理工程が、真
空中または非酸化性ガス雰囲気下での予備処理と、引き
続く大気中あるいは酸化性ガス雰囲気下での加熱処理で
構成されるものである請求項１に記載のハニカム体の製
造方法。
【請求項４】アルミニウム被膜の加熱処理工程が、真
空中または非酸化性ガス雰囲気下での加熱処理で構成さ
れるものである請求項１に記載のハニカム体の製造方
法。
【請求項５】アルミニウム被膜を形成する部位が、ろ
う材を被覆する部位と一致するものである請求項１に記
載のハニカム体の製造方法。
【請求項６】アルミニウム被膜を形成する部位が、ハ
ニカム体の全体に及ぶものである請求項１に記載のハニ
カム体の製造方法。
【請求項７】アルミニウム被膜の形成法が、溶融アル
ミニウム浴を用いた溶融メッキ法、電気メッキ法、蒸着
法、あるいはコーティング法によるものである請求項１
に記載のハニカム体の製造方法。
【請求項８】ろう材がＮｉ系の高温ろう材である請求
項１に記載のハニカム体の製造方法。
【請求項９】ろう接合が、真空中、１１００℃以上の
温度で行なわれるものである請求項１に記載のハニカム
体の製造方法。
【請求項１０】加熱処理工程が、４００〜１１００℃
の温度で行なわれるものである請求項２に記載のハニカ
ム体の製造方法。
【請求項１１】ハニカム体が、平板状帯材と波板状帯
材を当接するように重積し、これを一括渦巻状に巻回形
成して製作した巻回タイプのものである請求項１に記載
のハニカム体の製造方法。
【請求項１２】ハニカム体が、平板状帯材と波板状帯
材を相互に当接するように階層状に積層して製作した階
層タイプのものである請求項１に記載のハニカム体の製
造方法。
【請求項１３】ハニカム体が、平板状帯材と波板状帯
材を相互に当接させて浄化エレメントと成し、該浄化エ
レメントの所望の数を固定軸を起点として外延させて製
作した放射状タイプのものである請求項１に記載のハニ
カム体の製造方法。
【請求項１４】ハニカム体が、平板状帯材と波板状帯
材を相互に当接させて浄化エレメントと成し、該浄化エ
レメントを最外面が平板状帯材となるように所望の段数
に階層状に重積し、上下最外層に設定した二つの固定点
を逆方向に押圧成形して製作した各浄化エレメントの形
状がＳ字状であるＳ字状タイプのものである請求項１に
記載のハニカム体の製造方法。
【請求項１５】ハニカム体が、波板状帯材の単独、あ
るいは波板状帯材と平板状帯材を折畳みあるいは重積
し、所望の相隣接した層を有する浄化エレメントと成
し、該浄化エレメントの少なくとも２以上を保持具によ
り各浄化エレメントの一端部を相互に隣接させるように
保持するとともに、これを該保持具を中心にして同一方
向に巻回して製作したＸ−ラップタイプのものである請
求項１に記載のハニカム体の製造方法。