JPS63278554A - 排気ガス浄化用触媒を担持させるための金属製担持母体の製造法 - 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】 〔発明の目的〕 （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て排
気管の途中に介装して使用される、排気ガス浄化用触媒
を担持させるための金属製担持母体に関するものである
。

（従来の技術） 従来、この種の排気ガス浄化用触媒を担持させるための
金属製担持母体は、単位体積当りの担持面積を大きくす
るため、即ち単位体積当りの排気ガスと排気ガス浄化用
触媒との有効接触面積を大きくするため、且つ金属製担
持母体自体の軽量化をはかるため、０．１ｍ／ｍ程度以
下の極めて薄い耐熱性の薄肉鋼帯からなる平板状帯材と
波形板状帯材とを互いに当接部を有するように重積して
、一定方向に排気ガス通路のための多数の網目状通気孔
路を有する渦巻状または階層状の積層体に形成さ・れる
、そしてこの積層体に形成された金属製担持母体は、必
要に応じて両端が開口した金属ケース内に収納され、積
層体の当接部における帯材同志又は帯材と金属ケースと
は、例えば特開昭５４−１３４６２号、特開昭５７−１
５８５号、特開昭５６−４３７３号などに示されるよう
に電子ビーム溶接、レーザー溶接などによるか、又は予
め帯材を粉状或いは箔状のろう材などで処理しておき、
積層体の形成後にろう付して固定されている。

（発明が解決しようとする問題点） 前記した耐熱性の鋼帯として１例えばＣｒ１５〜２５％
、Ａ１２〜５％を含むＣｒ　−ＡＩ２フェライト系耐熱
鋼が使用されるが、この種の銅帯は圧延が容易でなく、
担持母体の材料として所望の薄い板厚にする迄に圧延焼
鈍の工程を数多く繰り返して行う必要があるため材料費
を高価なものとしていた。

一方、積層体への組立て固定に際して、従来の電子ビー
ム溶接やレーザー溶接などでは特殊にして且つ高価な設
備装置を必要とするとともに、狭い重積当接部、或いは
内装当接部での点溶接という煩雑かつ複雑な作業である
ため生産性の低下を余儀なくされた。又ろう付けによる
固定方法においては、ろう材の種類及び配置の方法、加
熱条件等に特別な配慮が必要であった。

本発明は薄肉帯材に圧延が容易な特定の銅帯をもって金
属製担持母体を形成し、薄肉化のためのコスト低減を図
るとともに担持母体として要求される耐熱性及び耐高温
腐食性を保有せしめ、同時に積層された帯材相互、或い
は帯材とケースとが確実に固着され使用時の振動等によ
る離体や位置ずれを起さないような排気ガス浄化用触媒
を担持させるための金属製担持母体を提供することを目
的としたものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明を概説すれば、その第１の発明は積層構造の排気
ガス浄化用触媒を担持させるための金属製担持母体の製
造法に関する発明であって、これは予めＮｉ鍍金を施し
た薄肉銅帯からなる平板状帯材と波形板状帯材とを交互
に当接部を有するように重積して軸芯方向に多数の網目
状通気孔路を有する積層体を形成し１次いで前記積層体
を溶融ｉ浴に浸漬処理することによって製作されるもの
である。

また、第２の発明も同じく積層構造の排気ガス浄化用触
媒を担持させるための金属製担持母体の製造法に関する
発明であり、これは予めＮｉ鍍金を施した薄肉鋼帯から
なる平板状帯材と波形板状帯材とを交互に当接部を有す
るように重積して軸芯方向に多数の網目状通気孔路を有
する積層体を形成し、次いで前記積層体を筒状金属ケー
スに収納するとともに溶融Ａｌ浴に浸漬処理することに
よって製作されるものである。

以下１本発明の構成について、図面に基づいて詳しく説
明する。

第１図は本発明の一実施例に係る積層構造の金属製担持
母体自体の斜視図を、第２図は第１図の金属製担持母体
を金属ケースに収納した状態の斜視図を、第３図は本発
明の他の実施例に係る積層構造の金属製担持母体を金属
ケースに収納した状態の斜視図を示すものである。第１
図と第２図にみられる積層構造と、第３図にみられる積
層構造は、前者では渦巻状に巻回されているのに対し、
後者では階層状に重積されているという相違がある。

更に、第４図は本発明の別の実施例に係る積層構造の金
属製担持母体と金属ケースに収納したもので、その断面
形状が三角形（異形）のものの耕法下トンネル部の形状
は車室内の床の張出しを少なくするためにほぼ三角形あ
るいは台形形状となっていることからして、第４図に示
される断面が三角形状（異形状）のものはトンネル部の
複雑な利用することができる。なお、本発明の金ｌ１ｔ
ＩＢ担持体の形状は、図示のものに限定されないことは
勿論のことである。

本発明で使用する薄肉鋼帯からなる平板状帯材は、例え
ばｃｏ、ｔｓ％以下の低炭素鋼、またはＣ００１５％以
下、Ｃｒ０．１５〜３０％のクロム鋼からなる耐熱性の
鋼板材や急冷箔体などを熱間又は冷間圧延して、肉厚０
，０３〜０．１ｍ／ｍ程度の帯板としたものである。

前記薄肉帯板を清浄化処理、又は清浄化処理に加えて更
に活性化処理した後、通常の電気Ｎｉめっきなどにより
表裏両面に膜厚５μ程度のＮｉめっき層を形成させる。

なお、前記Ｎｉめっき層の形成は圧延工程の中間におい
て行ない、更に所望の板厚になるように圧延して薄肉帯
板を得ても差支えない。

本発明において前記したＮｉめっき層の形成は、後述す
る溶融Ａｌ浴での浸漬処理と関連して金属製担持母体の
耐熱性を向上させるものであり、かっ金属担持母体を構
成する帯材同志の接合強度、あるいは金属製担持母体と
金属ケースとの接合強度を向上させるものであり、極め
て重要な意味を有する。

本発明で使用する波形板状の帯材は、前記した平板状の
帯材を例えばフォーミングギアの間を通過させることに
より製作される。

このようにして製作された平板状帯材■と、波形板状帯
材■は互に重積して一括渦巻き状に巻回され軸芯方向に
多数の網目状通気孔路に）を有する積層体（ハ）とされ
る、また積層体■は帯材（１，２）を一定の長さに切断
したものを交互に階層状に積み重ねて製作しても良い。

このようにして製作された積層体■が、排気ガス浄化用
触媒を担持させるための金属製担持母体となるものであ
る。前記積層体■、即ち排気ガス浄化用触媒の金属製担
持母体は、必要に応じ要所を点溶接等により固定され１
両端の開口した金属ケース■内に収納されてもよい。

次に、前記積層体■は予め脱脂、酸洗の清浄化処理を行
い、フラックス処理した後、速かに７００℃程度の溶融
１浴に浸漬処理される。浴から引上げた後エアブラスト
等により余剰のＡｌを除去して湯洗部する。

この溶融Ａｌ浴における積層体■の浸漬処理において、
積層体を構成する帯材（１，２）の表裏両面上にＡ２被
覆層が形成されると同時に、この浸漬処理時の加熱によ
ってＡ１層のＡｌがＮｉめっき層中に溶融拡散し、Ｎｉ
　−Ａｎの合金化層が形成される。

このＮｉ　−Ａｌ合金化層の形成は、金属製担持母体の
耐熱性及び耐高温腐食性を向上させるうえで極めて重要
なものである。

さらに、前記溶融Ａｌ浴における積層体■の浸漬処理に
より、積層した帯材（１，２）同志の当接部（９）は、
強固に接合されるようになる。これは。

前述したように帯材表面に形成された１０層同志による
接合だけでなく、溶融Ａ２浴への浸漬処理により形成さ
れたＮｉ　−Ａｌ合金化層同志、さらには帯材中のＦｅ
との合金化によるＮｉ　−Ａｌ　−Ｆｅ合金化層同志な
どにより当接部０は強固に接合されるものど考えられる
。

なお１本発明において、前記Ｎｉ　−１合金化層は。

その後必要に応じ雰囲気ガス中、真空中あるいは塩浴中
で加熱処理、例えば７００℃程度に加熱処理することに
より該合金化層を拡大させることができ、金属製担持母
体の耐熱性を更に向上させることができる。

また、本発明の排気ガス浄化用触媒の金属製担持母体を
製造する方法として、帯材（１，２）として、予めＮｉ
めっきを施し、次いでさらにＡｌめっきしたものを使用
してもよい。

本発明の排気ガス浄化用触媒を担持させるための金属製
担持母体は、前記したように積層体０を溶融Ａｆｆｉ浴
に浸漬処理して製作されるものであるが、該浸漬処理は
積層体■自体だけでなく１．積層体■を金属ケース■に
収納したものを対象としても良い、その際、金属ケース
■内面を予めＮｉめっきしたものが使用できることは勿
論のことである。この場合、積層体■と金属ケース■と
の当接部は前記したように１０層同志、及びＮｉ　−Ａ
１合金化層同志などにより強固に接合されることになる
。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。

（実施例１） 低炭素鋼（Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｇ３１４１５ＰＣＣ）の厚さ
０．０５ｍ１鵬２幅７４．５ｍ／ｓ＋の薄肉鋼帯からな
る平板状の帯材の表裏両面に電気Ｎｉめっきにより膜厚
６μのＮｉめっき層を形成した。この平板状の帯材と、
この帯材を更にフォーミングギアの間を通して、長手方
向に山と山とのピッチ５．０ｍ／閣、山の高さ２．５ｍ
／ｍの波形に加工した波形板状の帯材とをそれぞれ一枚
毎重ね合せて、渦巻き状に巻き込み、要所を点溶接で固
定して、外径７０ｍ／ｍで軸芯方向に多数の網目状通気
孔路を有する積層体を形成した。

この積層体を、脱脂、酸洗の清浄化処理して、ＬｘＣＩ
ｌ　ｔ　ＫＣ（ｔ　ｅ　ＮａＣ１＋及びＮａＦからなる
混合溶融塩浴中に浸漬してフラックス処理を行い、次い
でアルミニウムの７００℃の溶融洛中に１５秒間浸漬し
、引上げた後エアブラストにより余剰のＡｊを除去し、
湯洗滌して表面に耐熱耐蝕被覆層を形成した金属製担持
母体を得た。

（実施例２） クロム鋼（Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｇ４３０５　ＳＵＳ　４１０
Ｌ）　　（Ｃｒ１３％）の厚さ０．０４ｍ／ｍ、幅３８
ｍ／ｍの薄肉鋼帯からなる平板状の帯材を清浄化処理及
び活性化処理後、電気Ｎｉめっきにより１表裏両面に膜
厚５μのＮｉめっき層を形成した。この平板状の帯材と
、この帯材を更にフォーミングギアの間を通して長手方
向に山と山とのピッチ３．５＋ａ／ａ、山の高さり、８
ｍ／ｍの波形に加工した波形板状の帯材とを実施例１と
同様にして渦巻き状の積層体を形成した。更にこの積層
構造の金属製担持母体を別途表面にＮｉめっきを施した
鉄鋼材からなる内径略７０ｍ／ａの円筒形ケース内に環
装し、実施例１と同様な方法により、溶融Ａｆｆｉ浴中
に１２秒間浸漬処理を施し、表面に耐熱耐食被覆層を形
成した金属製担持母体を得た。

（性能評価） 実施例１〜実施例２で得た金属製担持母体の通気孔路の
表面に活性アルミナ（γ−Ａｌ□０３）粉末と。

アルミナゾルを配合したスラリーを塗布し、これを６０
０℃に加熱処理して触媒担体層を被着形成した。これを
常温〜７００℃間の５０サイクルの急熱急冷と振動を加
える試験を試みた結果、いずれも接合部、被覆層に亀裂
、剥離は観察されず、優れた耐熱衝撃性が認められた。

〔発明の効果〕

本発明の金属製担持母体を構成する帯材は低炭素鋼又は
クロム鋼の銅帯からなるので薄肉帯材への圧延が容易で
あり、かつ比較的安価に入手することができる。

また、本発明の金属製担持母体を構成する予めＮ１めっ
きされた帯材表面には溶融Ａｊ浴での浸漬処理により＾
２が被覆され、同時に中間にＮｉ　−１合金化層などの
Ｎｉを含有した合金化層が形成され、これら重合形成さ
れた被覆層が優れた耐熱性及び耐高温腐食性を付与する
とともに、積層した帯材同志の当接部、または帯材と金
属ケースとの当接部がこれらの被覆合金化層により強固
に接合されるので、別途の溶接あるいはろう接の工程を
省略することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る金属製担持母体の斜視
図、第２図は第１図に示される本発明の金属製担持母体
を金属ケースに収納した状態の斜視図、第３図は本発明
の別の実施例に係る金属製担持母体を金属ケースに収納
した状態の斜視図、第４図は本発明の更に別の実施例に
係る金属製担持母体を金属ケースに収納した状態のもの
で、断面形状が三角形状のものの斜視図である。 ■は平板状の帯材、　　■は波形板状の帯材。 ■は金属ケース、　　　に）は通気孔。 ■は積層体である。 特許出願人　　　臼井国際産業株式会社代理人　弁理士
　水　　野　喜　夫 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、予めＮｉ鍍金を施した薄肉鋼帯からなる平板状帯材
   と波形板状帯材とを交互に当接部を有するように重積し
   て軸芯方向に多数の網目状通気孔路を有する積層体を形
   成し、次いで前記積層体を溶融Ａｌ浴に浸漬処理してな
   ることを特徴とする積層構造の排気ガス浄化用触媒を担
   持させるための金属製担持母体の製造法。 ２、薄肉鋼帯が、低炭素鋼材またはクロム鋼である特許
   請求の範囲第１項に記載の排気ガス浄化用触媒を担持さ
   せるための金属製担持母体の製造法。 ３、予めＮｉ鍍金を施した薄肉鋼帯からなる平板状帯材
   と波形板状帯材とを交互に当接部を有するように重積し
   て軸芯方向に多数の網目状通気孔路を有する積層体を形
   成し、次いで前記積層体を筒状金属ケースに収納すると
   ともに溶融Ａｌ浴に浸漬処理してなることを特徴とする
   筒状金属ケースに収納された積層構造の排気ガス浄化用
   触媒を担持させるための金属製担持母体の製造法。 ４、薄肉鋼帯が、低炭素鋼材またはクロム鋼である特許
   請求の範囲第３項に記載の筒状金属ケースに収納された
   積層構造の排気ガス浄化用触媒を担持させるための金属
   製担持母体の製造法。