JPH07504617A - メタルのハニカム状の本体にろう付材料を塗布するための方法および装置 - Google Patents

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】 メタルのハニカム状の本体にろう付活料を塗布するための方法および装置 この発明は、少なくともそのいくつかがある構成を有するようにされた（ｓｔｒ ｕｃｔｕｒｅｄ）シートメタル層から巻かれ、積層され、または撚り合わされ、 少なくともいくつかの領域内でろう付されることになっているメタルのハニカム 状の本体にろう付するための方法およびその方法を実行するための装置に関する 。

メタルのハニカム状の本体は、たとえば内部燃焼エンジンを備えた自動車の排気 システム内の触媒的な活性材料用のキャリア本体としてますます用いられている 。そのような触媒キャリア本体の耐久性のために、およびまた別の適用におけ′ る同様のハニカム状の本体の適合性のために、これらの本体を構成する個々のシ ートメタル層が、少なくともいくつかの領域内で上質のろう付された結合によっ てともに結合されることが重要である。典型的には、そのようなハニカム状の本 体は、高温防蝕スチールシートでできており、高温で真空ろう付される。

そのようなろう付されたハニカム状の本体は、たとえばドイツ特許公報ＤＥ　Ａ 　２３０２７４６号またはＤＥ　Ａ　２９２４５９２号に記載されている。これ らの公報はろう竹材を塗布するための方法について既に言及しているが、これら の方法は一般的に多すぎるろう竹材を塗布し、そのため一方でこれらの方法は経 済的でなく、他方でシートがろう竹材と混ざる傾向があるためにシートの特性に 悪い影響がある。

ヨーロッパ特許公ＮＥＰ　Ｂ　００４９４８９号は、ろう竹材の少量だけの塗布 を既に可能にしているハニカム状の本体に膠およびろう竹材を塗布するための方 法を説明する。ＤＥ　Ａ　３８１８５１２号もまた、そのようなキャリア本体に 膠およびろう竹材を塗布するための方法を説明し、また、それまでに知られてい たろう竹材塗布方法の概観を含む。

これまでに用いられた方法は、困難をもたらす１つの問題の工程を生産工程のあ る点において常に含むか、または不経済な結果を生じた。いくつかの方法におい て、エツチングによって、シートがまず脱脂されなければならなかったが、これ は過度の労働であり、費用がかかり、生じた残留物が処分されることを要する。

接着剤または感圧型接着剤の使用はまた、有機可溶化剤の使用を一般的にもたら し、それは環境保護のための付加的な設備をここでも再び必要とし、したがって 不経済的である。真空火炉内で蒸発する物質はまた、真空を維持することにおい て困難を引起こし得る。

この発明の目的は、巻かれたシートの化学処理および有機可溶化剤をなして済ま し、同時に速く進行し、そのため大量生産において用いられ得るろう１１材塗布 の特に簡単な工程を創造することである。この方法を実行するための適切な装置 の創造もまた、この発明の目的である。

この目的は、少なくともそのいくつかがある構成を有するようにされたシートメ タル層から巻かれ、成層され、または撚り合わされ、少なくともいくつかの領域 内でろう付されることになっているメタルのハニカム状の本体にろう竹材を塗布 するための以下の工程を備えた方法によって、達成される、すなわち ａ）少なくともある構成を有するようにされたシートメタル層に、圧延油の薄膜 が生産工程からまだその上に存在していない場合に、そのような薄膜を与える工 程と、ｂ）高度に揮発性の成分を除去するために圧延油の薄膜を熱処理する工程 と、 Ｃ）ろう竹材を与えられることになっているシートメタル層の領域を、界面活性 剤の水溶液に接触させる工程と、ｄ）シートメタル層から作られるハニカム状の 本体を、粉末ろう竹材に接触させ、それが圧延油残留物および界面活性剤か一緒 になる点に粘着する工程とである。

この発明における１つの決定的な工程は、一般的にシートを巻く工程から既に存 在する油薄膜が、まず、長々と完全に除去される必要がなく、その代わり少なく とも１部分は、熱処理のあと以下のろう竹材塗布の工程のための基礎として既に 利用できることである。巻（工程から十分な油が存在しなければ、または存在す る油が適切でなければ、後で、たとえばメタルシートか構成される前に、この圧 延油か塗布することもてきるか、巻く工程において適切な油を直接に用い、全工 程の間その薄膜をシート上にそのままにしておくことは、当然はるかに最も有利 である。熱処理において、高度に揮発性の成分か除去され、他のものは変換され るが、圧延油の残留物はそのままである。それらが界面活性剤の非常に薄められ た水溶液に接触されると、その水溶液か乾燥によって除去されたあと粉末ろう付 活の塗布のための最適の必要条件を提供する薄膜ができる。この薄膜は、特にシ ート層の間でろう付されることになっている接触点（二近接した小さい空隙の領 域内で縮み、粉末ろう付活がとこでもそれにくっついたままであり得るほど粘着 性かない。ろう付されることになっている点に近接した狭い空隙の領域内でのみ 、粉末ろう付活はくっつき続けることができる。図面と関連して詳細に説明され るように、これは正に、最適のろう付材塗布のための必要条件である。

その結果、この方法はまた、ＥＰ　Ｂ　Ｏ１３６５１４号において説のための方 法よりも優れている。結果は、より再現性が高く、より費用のかからない装置で 達成され得る。

鉱物、グリース、および処理材料を含む市場で入手可能な圧延油は、適切な油で あることかわかった。界面活性剤の水溶液を生成するために、市場で入手可能な 、約１５％から３０９６の非イオン界面活性剤、クエン酸、および可溶化剤の濃 縮物、特に、たとえば皿洗い用合成洗剤に含まれる種類のものか用いられ得る。

この濃縮物は、水で８５％から９７％、好ましくは９２％〜９５％に薄められ、 次に約６０°Ｃから９５°Ｃ１好ましくは約７０°Ｃから９０°Ｃのキャリアの 温度で、スポンジ状の装置、特にパイルの小さいビロードの枕を用いてハニカム 状の本体の端面に塗布され得る。

ハニカム状の本体上の圧延油薄膜の前処理は、約１５０℃から２５０°Ｃ１好ま しくは約２００℃から２３０°Ｃの温度で行なわれ、その工程は、界面活性剤の 水溶液の塗布が約７０°Ｃから９０°Ｃのハニカム状の本体の残湿で起こるよう に正確に別画され得る。次に、乾燥のために、本体が１００°Ｃから１６０°Ｃ １好ましくは約１３０°Ｃから１５０°Ｃに再加熱され、各々の場合における加 熱は、好ましくは空気の流れの中で起こる。メタルのハニカム状の本体は、表面 積か大きく熱伝導か良いので、速い加熱時間か可能であり、空気の流れの中ての 加熱は何ら問題を提示しない。

次に、流動層内の粉末ろう付活の蓄積にハニカム状の本体を浸すことによって行 なわれる、ハニカム状の本体へのろう付活の塗布が続く。典型的には、ニッケル 系のろう付活が用いられるが、これはこの発明にとって決定的に重要なものでは ない。しかし、粒度が１μｍから２００μｍ、好ましくは約３８μｍから１２５ μｍの範囲内であり、この範囲の下半分内の粒度か上半分内の粒度より密に存在 することか重要である。小さい粒度か比例してより多量に存在しなければならな い理由は、それらか塗布されることになっている領域に近接した空隙の中に深く 浸透し得るからであり、それがろう付の質にとって重要である。

この空隙への浸透を促進するために、ハニカム状の本体はまた、移動され、たと えば前後に移動され、もしくは前後に回転され、または流動層の中で転ばされる へきである。

重要な要因は、塗布されることになっている領域の隣に存在する空隙に粒が押し やられるように移動が行なわれることである。

この発明の商業的に重要な局面は、説明されたろう竹材塗布方法とともに、高質 なろう付を生じるためにろう付活が必要とされる従来の方法よりもはるかに少な いことである。粉末ろう付活は、より小さい粒度が空隙にとられれたままである ために時間が経つとそれらが使い果たされるようになるが、残りの大粒の粉末ろ う付活はいくらかの時間のあと取換えられ、他の目的のために用いられ得る。

軽く粘着するだけの粉末ろう付活が、ろう付材塗布に続く操作工程においてハニ カム状の本体から再び落ちるのを防ぐために、接着物質、好ましくはイソプロパ ツール（ＣＨ３−ＣＨＯＨ−ＣＨ３）を吹き付けることが有利である。

図面と関連して詳細に説明されるように、そのようなメタルのハニカム状の本体 にろう付活を塗布するための装置は、以下の要素を含む、すなわち ａ）油薄膜か約１５０°Ｃから２５０°Ｃ１好ましくは２００°Ｃから２３０° Ｃの温度て熱処理され得る、ハニカム状の本体に熱風を通すための加熱ステーシ ョン（１５）と、ｂ）吸収材（１７）を用いてハニカム状の本体の１つまたは両 方の端面上への界面活性剤の水溶液の塗布を可能にする塗布ステーション（１６ ）と、 Ｃ）約１００°Ｃから１６０°Ｃ１好ましくは１３０°Ｃから１５０°Ｃの空気 の流れの中で続いて起こる乾燥のための乾燥ステーション（１８）と、 ｄ）その下側からガスの流れを受けて流動層ができるよう戸、粉末ろう付活の蓄 積（１４）を有するろう付材塗布ステーション（１２，１３，１４）とを含む。

この発明の例示の実施例、要素、および詳細は、この発明をそれらに限定するた めてはなくより良い理解のために、図面と関連して、今詳細に説明される。図面 には以下のものが示されている、すなわち 図１は、完全に巻かれていないハニカム状の本体であり、図２は、ろう付活が正 確に塗布されたそのようなハニカム状の本体を通る断面図の詳細であり、図３は 、ろう付材塗布が不十分である場合の対応する詳細であり、 図４は、ろう付活の散布が不正確である場合の対応する詳細であり、 図５は、粉末ろう付活のための流動層を備えたコンテナを通る概略断面図であり 、 図６は、ハニカム状の本体にろう付活を塗布するために、、図５の装置において 用いられた粉末ろう竹材の典型的な粒度の分布の図であり、 図７は、ろう付材塗布装置の概略図である。

図１は、排気ガス用触媒コンバータ用のキャリア本体として特に用いられる種類 のハニカム状の本体ｌの典型的な設計を示す。波形のシート２および平らなシー ト３が螺旋状の本体に巻かれ、シートメタル層２．３の間に典型的な接触点５． ６を生じる。これらの接触点は、ニップのようなおよび楔のような形状を有する 。波形のシート２および／または平らなシート３の表面は圧延油の薄膜４で被覆 される。完全に巻かれたハニカム状の本体１は、界面活性剤の水溶液とその端面 上の深さｔまで接触する前に熱処理される。示されたハニカム状の本体は、巻か れ、成層され、さもなくば組立てられた、ある構成を有するようにされたシート で作られたハニカム状の本体のいかなる種類もの典型例であり、この発明は、熱 交換器などにおいても同等に適用できる。

図２、図３、および図４は、この発明の方法における重要な要因を示す。３つの 図において概略的に示されるようなハニカム状の本体を通る断面図の詳細は、波 型のシート２と平らなシート３との間の典型的な接触点を示す。いくぶん異なっ である構成を有するようにされたシートの場合にも、特にハニカム状の本体かシ ートメタルの種々の波形の層で構成される場合、同様の接触点が存在する。図２ は、接触点の領域内のろう竹材７の正確な蓄積を示し、一方図３は、ろう竹材８ の非常に少ない蓄積を示し、図４は、不正確に散布されたろう竹材９を示す。こ の発明に従う、圧延油の熱処理および界面活性剤の水溶液との接触の組合わせは 、正確に乾燥されると、正確なろう竹材の蓄積７を直接にもたらし、一方、他の 方法では、端面がある深さｔまで接着剤またはバインダーを与えられ、次にろう 竹材が塗布される場合に典型的に見られるように、ろう竹材の蓄積８が非常に少 なく、特に不正確なろう竹材の散布９をもたらす。図４のろう竹材の塗布は、不 必要に多量のろう竹材を用いているが、ろう付された結合の質はそれに比例して 改良されてはいない。この発明において、ハニカム状の本体へのろう竹材の端面 塗布では、ろう竹材の取込み量（ｔａｋｅｕｐ）は、１平方インチあたり１００ セル　（ｃｐｓｉ）のハニカム状の本体に対して端面領域で約０．１ｇ／ａｍ２ ．４００ｃｐｓ　ｉで約０．１５ｇ／ｃｍ”　、および６００ｃｐｓｉで約０． ２ｇ／ｃｍ”の範囲内であることが意図される。これは、先行技術において公知 のろう竹材塗布方法によって良好なろう付の質で達成され得るものよりも著しく 少ない。

図５は、乾いた空気または乾燥イナートガスのために、その低い領域内に入口＋ １を存するコンテナを示す。この空気は、ガスチャンバ１２から燃結メタルプレ ート１３を通して粉末ろう竹材の蓄積１４に吹き付けられ、細かく散布され、そ の結果流動層が形成され、その中てろう竹材の粒が実質的に浮き、流動層に浸さ れるハニカム状の本体に非常に容易にくっつくことができる流動層を形成する。

図６は、そのような粉末ろう竹材の粒度の典型的な適切な分布を示し、ニッケル 系のろう竹材は、好ましくは排気ガス触媒コンバータキャリア本体のために用い られる。図において、比率（％）が粒度（μｍ）に対して描かれる。Ｘ軸の目盛 りは線形ではなく、曲線は対称的ではなく、そのため全体的に優位な粒度の比率 は、３８μｍと７５μｍとの間に存在し、それは図２におけるようなろう竹材の 正確な蓄積にとって重要である。

図７は、この発明に従う装置の例示の実施例を図式的に示す。マニピュレータ１ ９は、ハニカム状の本体１を以下の種々のステーションに移すのに役立つ、すな わちハニカム状態の本体ｌの表面上の圧延油を熱処理するための加熱ステーショ ン１５と、 界面活性剤の水溶液が吸収剤、好ましくはパイルの小さいビロードの枕１７て塗 布される塗布ステーション１６と、塗布された塗料を乾燥するための乾燥ステー ション１８と、 ろう付材塗布ステーションとである。ろう付材塗布ステーションは、燃結メタル プレート１３の上に流動層を形成する粉末ろう竹材１４の蓄積を有し、気体がそ の下１２からそれを通して流れる。

この発明は、大規模なメタルのハニカム状の本体へのろう竹材の経済的な塗布に 適切であり、ろう竹材を倹約して利用することができ、一方ろう付の質は同等に 高いままである。その適用の特別な分野は、自動車内の排気ガス触媒コンバータ 用のメタルのキャリアの生産である。

田腔慣審糾牛

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくともそのいくつかがある構成を有するようにされたシートメタル層（ ２、３）から巻かれ、成層され、撚り合わされ、少なくとも部分的な領域（５、 ６）内でろう付されることになっている本質的に金属のハニカム状の本体（１） にろう付材を塗布するための方法であって、ａ）少なくとも構成されたシートメ タル層（２）に、圧延油の薄膜（４）がまだ存在しなければ、そのような薄膜を 与える工程と、 ｂ）圧延油の薄膜（４）を、高度に揮発性の成分を除去するために熱処理する工 程と、 ｃ）ろう付材を与えられることになっているシートメタル層（２、３）の領域（ ５、６）を、界面活性剤の水溶液に接触させる工程と、 ｄ）シートメタル層から作られるハニカム状の本体（１）が、粉末ろう付材に接 触され、それが圧延油の残留物および界面活性剤が一緒になる点に粘着する工程 とを有する、方法。
2. ２．圧延油がシートメタル層（２、３）を巻く操作において既に塗布されている ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. ３．圧延油が鉱物油、グリース、および処理材料から構成されることを特徴とす る、請求項１または２に記載の方法。
4. ４．約１５％から３０％の非イオン界面活性剤、クエン酸、および可溶化剤を含 む濃縮物が、約８５％から９７％、好ましくは９２％から９５％、水で薄められ 、次にろう付材が塗布されることになっている領域（５、６）に接触されること を特徴とする、請求項１、２または３に記載の方法。
5. ５．界面活性剤の水溶液が、パイルの小さいビロードの枕を用いて塗布されると 、この枕が水溶液で飽和され、ハニカム状の本体（１）の端面に対して押しつけ られることを特徴とする、先の請求項の１つに記載の方法。
6. ６．圧延油の熱処理が、約１５０℃から２５０℃、好ましくは約２００℃から２ ３０℃の温度で行なわれることを特徴とする、先の請求項の１つに記載の方法。
7. ７．約６０℃から９５℃、好ましくは約７０℃から９０℃のハニカム状の本体の 温度でハニカム状の本体が界面活性剤の水溶液に接触されることを特徴とする、 先の請求項の１つに記載の方法。
8. ８．ハニカム状の本体が、界面活性剤の水溶液に接触されたあと、約１００℃か ら１６０℃、好ましくは約１３０℃から１５０℃で乾燥されることを特徴とする 、先の請求項の１つに記載の方法。
9. ９．界面活性剤の水溶液との接触が行なわれたあと、熱風の流れによって圧延汕 薄膜の熱処理および／または乾燥が行なわれることを特徴とする、先の請求項の １つに記載の方法。
10. １０．ハニカム状の本体が、その端面で粉末ろう付材（１４）の流動層（１２、 １３、１４）に入れられ、そのため圧延油（４）の残留物および界面活性剤の水 溶液が互いに接触する領域（５、６）が粉末ろう付材（１４）と接触することを 特徴とする、先の請求項の１つに記載の方法。
11. １１．流動層（１２、１３、１４）が、乾いた気体、好ましくはイナートガスに よって下から流動化される細粒の粉末ろう付材の蓄積（１４）を含むことを特徴 とする、請求項１０に記載の方法。
12. １２．細粒の粉末ろう付材（１４）が、１μｍと２００μｍとの間の粒度、好ま しくは３８μｍと１２５μｍとの間の粒度を有し、この範囲の下半分内の粒度が 上半分内の粒度より密に存在することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. １３．ハニカム状の本体（１）が、流動層（１２、１３、１４）内にある間前後 に移動され、そのため粉末ろう付材（７）がろう付されることになっている点（ ５）の近くの空隙に押しつけられることを特徴とする、請求項１０、１１、また は１２に記載の方法。
14. １４．さらなる処理において、塗布された粉末ろう付材が落ちるのを防ぐために 、接着物質の薄膜、好ましくはイソプロパノールが散布されることを特徴とする 、先の請求項の１つに記載の方法。
15. １５．ろう付材をハニカム状の本体の端面に塗布する場合に端面あたりおよそ以 下の量のろう付材だけ、すなわち１００ｃｐｓｉのハニカム状の本体に対して１ ｃｍ２あたり約０．１ｇ、 ４００ｃｐｓｉのハニカム状の本体に対して１ｃｍ２あたり約０．１５ｇ、 ６００ｃｐｓｉのハニカム状の本体に対して１ｃｍ２あたり約０．２ｇが塗布さ れることを特徴とする、先の請求項の１つに記載の方法。
16. １６．少なくともそのいくつかがある構成を有するようにされたシートメタル層 （２、３）から巻かれ、成層され、または撚り合わざれ、少なくとも部分的な領 域（５、６）内でろう付されることになっているメタルのハニカム状の本体（１ ）にろう付材を塗布するための装置であって、以下の要素、すなわち ａ）約１５０℃から２５０℃、好ましくは２００℃から２３０℃の温度で、熱風 でのハニカム状の本体の熱処理のための、特にそこを貫通して熱風を流すための 加熱ステーションと、 ｂ）吸収材を用いてハニカム状の本体の１つまたは両方の端面上へ界面活性剤の 水溶液を塗布するための塗布ステーションと、 ｃ）約１００℃から１６０℃、好ましくは１３０℃から１５０℃での空気の流れ の中で続いて起こる乾燥のための乾燥ステーションと、 ｄ）下からの気体（１１、１２）の流れを受けて流動層ができるような粉末ろう 付材の蓄積１４を有するろう付材塗布ステーションとを含む、装置。
17. １７．塗布ステーションが、界面活性剤の水溶液で飽和され得るパイルの小さい ビロードのクッションを有することを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
18. １８．ろう付材塗布ステーションが、粉末ろう付材（１４）で満たされ得るコン テナ（１０）を有し、その上げ底が撚結メタルプレート（１３）によって形成さ れ、下からの圧縮空気またはイナートガスの流れをそれを通して受け得ることを 特徴とする、請求項１６に記載の装置。