JPS63286222A - 斜め波形薄金属細片の作製方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、示される如く、斜め波形薄金属細片を作製す
るためのプロセスに関し、この場合波形は直線であり一
方の周辺縁から細片を横切って反対の周辺縁に直線で延
び、該直線は縦周辺縁に対しある角度を有する。

従来の技術 波形薄金属細片（Ｑ、００１インチ乃至０．０ＩＯイン
チ、約０−０２５ｍｍ乃至０．２５ｍｍ）の主な用途の
１つは、酸化、還元、微粒子トラッピング等のような、
いろいろな化学反応を行うための種々の触媒に対する担
体の生産にあるが、より最近では、いろいろな汚染物質
を除去するために、例えば自動車車両の内燃機関の排気
ラインに配置された触媒コンバーター用の触媒要素の準
備においてである。

現在まで、触媒又は複数の触媒の担体及び所望の、汚染
削減効果に、影響を与える微粒子トラップは、公知の「
ハニカム」の形状でセラミック物質から作製されてきた
。モノリシックなハニカムの内壁は、プラチナ、パラジ
ウム及び／又はロジウムのような、貴金属触媒又は複数
の触媒で被覆される。

触媒物質を保持する表面に接触する熱排気ガスは、無害
な物質への化学変化を受ける。金属触媒担体の初期の実
施態様は、１９２７年７月２６日付のドーンズに付与さ
れた米国特許第１．６３６，６．８５号に記載されてい
る。ドーンズによれば、鉄粒子は、熔融アルミニウムに
浸すか又は粉末アルミニウムと共に粉砕することによっ
て処理される。

カロライジング（ｃａｌｏｒｉｚｉｎｇ）と呼ばれるプ
ロセスにおいて、アルミニウムと鉄の間の合金作用が発
生し、鉄／アルミニウムの表面は、触媒物質、例えば周
期表のＶ族と■族の金属酸化物のような酸化物触媒を沈
澱させるのに非常に満足すべき表面を提供する。これら
の構造は有機化合物の気相触媒酸化に対し適合される。

１９５３年１１月ｌＯ日付のサラターへの特許第２，６
５８．７５２号を含む多数の他の特許が発行された。こ
の特許は触媒に対する卑金属としてステンレス鋼を開示
する。卑金属は素線又はスクリーンの形状又は他・の物
理的形状であることができる。　　　　　□１９８１年
１１月１７日付のレフリックへの米国特許第４．３０１
，０３９号は、螺旋形に巻かれた形状に金属触媒担体を
作製する方法を開示する。

これによって、細片が螺旋状に巻かれる時、表面の凹み
が、ぴったりと重なり合うことを防ぐ。

１９８３年９月６日付のレフリックへの米国特許第４，
４０２．８７１号は、金属の単一層を前後にそれ自身に
折り重ねることによって形成されたハニカム触媒担体を
開示する。ハニカムにおける各層は、一様な高さの凹み
を有し、その結果層間の間隔はこの高さに等しい。異な
るパターンの凹みが交互の層において使用され、そして
凹みは交互の層において細片の向いあった側面につけら
れる。この構造は向いあった層のぴったりと重なり合う
ことを防止する。より最近の構造は、１９８５年６月４
日出願の特許出願第７４１．２８２号においてキルパン
により、そして１９８６年７月２２日付の特許第４．６
０１．９９９号においてレフリックにより参照された形
式の薄いフェライト・ステンレス鋼細片から作製され、
この細片は波形が付けられ、そしてそれから星状に折り
重ねられるか又はそれ自身に前後に折り重ねられる。細
片の表面には、排気ガス、例えば内燃機関によって生成
された排気ガス、の汚染を除去するために触媒的に活性
な薬品が与えられる。

より最近の発達により、種々の触媒物質が沈澱させられ
るアルミナ洗浄被覆（ａｌｕｍｉｎａ　　ｗａｓｈｃｏ
ａｔ）を受は入れるのに適合した金属細片の生産が行わ
れている。この細片は波形を付けられ、そして細片がジ
グザグ又は蛇腹式折り重ね方式でそれ自身に前後に折り
重ねられる時、細片のぴったりと重なり合うことを防止
するために、波形は細片の縦周辺縁に垂直に延びた直線
に沿って位置する山と谷の代わりに、複数の山形（ｃｈ
ｅｖｒ６ｎ）又は＝４− ■形状構造のような不連続外形を提供される。通常の直
線からの逸脱を引き起こす幾つかのそのようなＶ形状の
置き換えが提供されている。また、波形を形成する山と
谷に対するシヌソイド・パターンが考察されてきた。

発明が解決しようとする問題点 これらの波形を形成する歯車は、軸に注意深く取り付け
られ、かつ薄金属細片の表面に刻印された凹みがＶ形状
山形であるように整合された一連の比較的短いはすば歯
車を有している。

これらの波形の金属細片は、ジグザグ方式でそれら自身
に前後に折り重ねられた時、ぴったりと重なり合わない
という主な利点を有する。

しかし、特に、金属細片の幅に渡って複数のそのような
Ｖ形状突起がある山形又はＶ形状パターンは、異常なタ
イプの腐食破損を極めて突然に示すことが見いだされた
。高温と高炭化水素含量への長い露出の後、腐食が１つ
おきの山形の頂点において発生することが見いだされた
。その後、圧縮された頂点は腐食に耐えるが、引張りに
ある頂点は腐食を受けることが発見された。さらに、波
形付は歯車を通過する頂点は、最初、圧縮されるが、後
端で最後に通過する頂点は引張り状態にありかつ腐食を
受けることが検出されることが解った。

山形形状の突起の頂点の移動方向の影響のこの発見は、
完全に異なる見地において非常に有益であることが決定
された。その見地は、以下の如くである。

山と谷が金属細片の縦周辺縁に対しある角度で細片の全
幅に渡って配置されるように、直線の波形をフェライト
・ステンレス鋼薄金属細片にロールすることが可能であ
ることは分かつていなかつった。その理由は、はずば歯
車では、そのような波形を形成しようとする際に、金属
細片は横に移動しそして最終的に束になりそして全装置
を故障させるためである。単一の山形形状波形の頂点が
圧縮状態ではなく引張り状態にありかつ■形状山形の側
面の間の夾角が１６６度よりも小さくなるように金属細
片をロールすることによって、金属細片は裂けるか又は
山形の頂点によって規定されたラインに沿って２つの別
々の細片に容易に裂かれる。これらの２つの別々の細片
の各々は、細片の周辺縁の間にある角度で配置された直
線波形を有し、そして金属細片の横移動と束ね及び上記
のロール歯車の故障の問題が完全に回避されることが見
いだされた。

今、上記の方法で形成された波形の金属細片が、ジグザ
グ方式でそれ自身に前後に折り重ねられるか又は蛇腹式
に折り重ねられる時、その結果として得られた束はぴっ
たりと重なり合うという傾向を示さない。例えば１９８
６年２月１８日提出の第８３０，６９８号のリチャード
・シー・コーネリソン他の出願において示されたような
、多数の山形とこのため交互に圧縮と引張り状態下にあ
る多数の頂点を有する波形表面を形成するよりも、ここ
で考慮された形式の単一の山形を挿入するはすば歯車を
製造することの方がずっと安価である。

該第８３０．６９８　号の第３図と第４図には、薄金属
細片の幅に渡って複数のＶ形状山形で薄金属細片に波形
を付けるために使用されたはすば歯車が示されている。

これらのはすば歯車は、製造が極めて高価であり、そし
、て歯車支持軸に適切に整列させるために多量の忍耐と
技術・が必要とされる。

本ケースにおいては、軸にそのような歯車が非常に多数
取り付けられているのとは対照的、に、同軸゛に取り付
けられた一対の相対する方向を向く対向はすば歯車が存
在する。こ・のため、波形付は装置の費用において大き
な節約がなされる。

問題点を解決するための手段 簡単に言えば、本発明は、例えば、約０．００３インチ
（約０．０７５ｍｍ）厚のフェライト金属細片の波形薄
金属細片を作製するための方法についてであり、この場
合波形は直線でありそ、して該細片の縦縁から反対の縦
縁に斜めに延びる。このプロセスは薄金属細片を波形付
はロールに通過させることから成る。この場合一対の波
形付けはすば歯車は、互いにかみ合う接触のために、そ
してＶ形状山形の側面の間の夾角が約１６６度よりも小
さい単一頂点のＶ形状山形波形列の刻印のために、一対
の心棒の各々を支持するように背中合わせに取り付けら
れている。そしてＶ形状山形の頂点は波形付はロールを
離れる最後の部分であり、これによって頂点は引張り状
態にありそして金属細片を山形の中央に位置する頂点に
おいて２つの斜めの波形金属細片に裂くことを可能にす
る。

本発明は１、平面図の形式において、■形状山形波形薄
尭属、細片、の断片を示す添付の図面を参照してさらに
良く理解されるであろう。

波形金属薄片は、内燃機関の排気系において使用される
触媒コンバーターのための金属ハニカム触媒担体を形成
するために使用される。そのようなハニカムは、米国特
許第４，３００．９５６号において示される。波形の高
さは、約１ミリメートルであり、そして波形の間隔（山
から山までの距離）は、約２ミリメートルである。螺旋
状に巻き付けられるか゛又は扇状に折り重ねられる時、
そのように波形を付けられた金属細片は、内燃機関触媒
コンバーターにおいて通常使用されるセル濃度である平
方インチ断面光たり３００乃至５００セルを有するハニ
カムを生成する。「金属薄片に波形を付けるためのロー
ラ」と題するレフリックの第８２６．８９６号の出願を
参照すると、そのようなロールを形成することに関与す
る幾つかの設計の考゛察が明”らかにされている。

本ケースに□おいて、波形が直線に沿って位置する場合
、即ち、頂点又は突起がそのような直線から変位するこ
となくそして波形付はローラを通過する細片の移動方向
である場合、波形薄金属細片を作製するための゛唯一の
方法が見いだされた。本ケースにおいて、波形は、結果
として得られる細片の平行な周辺縁に対して斜めの直線
にある。上記のように、そのような波形細片を単一の螺
旋溝ロール又は互いにかみ合うロール対でロールがけし
ようとする時、細片は一方又は他方に移動する傾向があ
り、そしてそのように薄い断面であるために、結局、そ
れ自身を破壊し、そして装置を故障させる。

本発明は、望ましくは、最終所望幅の２倍の幅である金
属細片を使用し、そしてこの場合山形又はＶ形状波形は
金属細片の表面に意図的に刻印される。■形状の頂点が
波形付は歯車を離れる最後の部分であるようにはすば歯
車が軸に配置される時、頂点における金属は、比較的高
張力下にある。

これは、細片を連続する頂点によって規定されたライン
に沿って周辺縁の間の直線に置かれた波形を各々有する
２つの細片に裂くかあるいは切断することを可能にする
。なお、周辺縁の間の直線は、周辺縁に対して約７２度
乃至約８３度の角度だけ斜めになる。頂点によって規定
されたライン２２が金属細片の中央に位置することは、
好ましいにも拘わらず、本質的ではない。

第２図をさらに特別に参照すると、約０．００１インチ
（０，０２５ｍｍ）乃至０．０１０インチ（０，２５ｍ
＋ｎ）厚の厚さを有する金属細片１０が示される。添付
図面に示された細片は、矢印の方向において波形付はロ
ールから現れており、そして複数の山と谷を含み、山と
山の間の距離は“ｐ”により表され、山と山の間に谷を
有する。細片が波形付はロールから現れる時、第１図か
ら、頂点２２は波形付はロールを離れる最後であること
が見られる。金属細片の表面に刻印されたパターンは、
ライン１２と１２Ａによって規定された山を有する単一
の山形又はＶ形状パターンである。ライン１２と１２Ａ
は頂点２２において交差し、そして縦周辺縁１４から縦
周辺縁１６にｉびる。頂点２２は共通の中央に配置゛さ
れた直線ｌ”８に沿って位置する。■形状山形の側面の
間の夾角は約１６６度よりも小さく、例えば、約１４５
度乃至約１６５度である。

第１図に示されたように、頂点２２において発生する高
張力応力のために、細片１０は、２つの分離した細片２
８と３０に容易に裂かれるか又は即座に分裂する。細片
２８は平行な周辺縁２６と３２を有し、そして細片３０
は平行な周辺縁２４と３４を有する。■形状山形を最初
に形成するライン１２と１２Ａは、今細片ｌＯの先端部
分におい−Ｃ切断され、そして周辺縁３２と２６に対し
て斜めの直線を形成し、モしてＶ形状山形の他の部分を
形成するライン１２Ａは、今、ある斜めの角１２一 度において周辺縁２４と３４の間に延びる直線であるこ
とが観察される。

細片２８と３０が適切な長さになった時、それらは切断
され、そして互いに重なり合わない構造を生□成するた
めに、各々独立に螺旋状に巻き付けられるか又は蛇腹式
に屑状に折り重ねられる。しかし、通常、個々の細片は
、例えば、１９８６年２月１８日提出の出願８８３０．
６９８号において開示されたプロセスにより処理される
。このプロセスにおいては、波形付は前の細片はアルミ
ニウム被覆ステンレス鋼細片である。細片はそれから波
形が付けられ、そして好ましいケースにおいて、中央線
に沿って裂かれる。次に、個々の細片は前述の出願第８
３０．６９８号のプロセスにより処理される。このプロ
セスにおいて、細片は、最初、焼きなましをされ、アル
ミニウム酸化物の洗浄被覆を提供され、力焼（ｃａｌｃ
ｉｎｅ）され、そしてそれから多孔性酸化物被覆剤への
注入のために触媒物質を提供される。それから、細片は
、前述のいづれかの方法で折り重ね又は巻き付けられ、
触媒コンバーター囲いに包含するために触媒的に活性な
要素を提供するが、これらの構造は技術において公知で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、細片が、山形の頂点によって規定されたライ
ンに沿って裂かれる方法を示し、この場合頂点は、各連
続山形に対し波形材はロールを最後に離れる。 第２図は、細片の縦方向の断面図である。 図中、ＩＯは金属細片、１２及び１２Ａは山の部分、２
２は頂点、２８及び３０は裂かれた金属細片、ｐは波形
のピッチである。 ＝１５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、薄金属細片を、単一頂点のＶ形状山形波形の列を刻
   みつけるための波形付けロールに通過させることと、こ
   の場合各Ｖ形状山形の側面の間の夾角は１６６度よりも
   小さく、そしてＶ形状山形の頂点は波形付けロールを離
   れる最後の部分であり、これにより該頂点は引張り状態
   にあり且つ金属細片を山形の頂点において２つの斜め波
   形金属細片に裂くことを可能ならしめる、 該山形の頂点に沿つて該金属細片を裂くこととから成る
   、 波形が直線でありかつ該細片の縦周辺縁から反対側の縦
   周辺縁に斜めに延びる波形薄金属細片を作製する方法。 ２、Ｖ形状山形の側面の間の夾角が約１６５度乃至約１
   ４５度である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、波形が約２ミリメートルのピッチを有する特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ４、波形が約１ミリメートルの高さを有する特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。