JPH0639295A - 触媒物質担持マトリックスの製造方法 - Google Patents
触媒物質担持マトリックスの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】簡便な蝋付けにより機械的強度(耐震性)に優
れた担持マトリックスにして、触媒物質の排ガス浄化機
能を十分に発現させうる担持マトリックスの効率的な製
造方法を提供すること。 【構成】巻回したハニカム体13の両端面の少なくとも
一方の近傍部位に固形粒子としての蝋材を必要量供給
し、次に円筒形のハニカム体を加熱することによって蝋
材を供給した前記近傍部位を蝋付けする。
れた担持マトリックスにして、触媒物質の排ガス浄化機
能を十分に発現させうる担持マトリックスの効率的な製
造方法を提供すること。 【構成】巻回したハニカム体13の両端面の少なくとも
一方の近傍部位に固形粒子としての蝋材を必要量供給
し、次に円筒形のハニカム体を加熱することによって蝋
材を供給した前記近傍部位を蝋付けする。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、オートバイ等
の動力車の内燃機関における排ガス浄化用触媒物質を担
持するための担持マトリックスの製造方法に関し、より
厳密には、触媒物質で被覆される担持マトリックスを高
温に耐えうる鋼板から形成し、該鋼板を平坦な鋼板と波
形の鋼板から形成するとともに該平坦な鋼板と波形の鋼
板とを層状に交互に配置し、蝋付け後に触媒物質を担持
させるための担持マトリックスの製造方法に関するもの
である。 【0002】 【従来の技術】この種の担持マトリックスは、例えば英
国特許第1452982号明細書などにより公知であ
る。これは平坦な鋼板と波形の鋼板を排気ガス浄化用の
触媒的に活性な物質をコーティングしながら巻回して担
持マトリックスとし、担持マトリックスの個々の層は点
状にスポット溶接、または全接触面にわたって溶接もし
くは蝋付けするものである。 【0003】また、耐熱性の平坦な鋼板及び波形の鋼板
の個々の層の全ての当接部を蝋付けする技術として、両
鋼板を重積して一括渦巻状に巻回する前に、両鋼板の少
なくとも一方に、蝋材を塗布などにより被覆することが
知られている。 【0004】これらの技術において、前者(前記英国特
許明細書)では溶接ということから平坦及び波形として
使用する耐熱性の鋼板の材質が制限されたり、或いは被
覆された高価な触媒層の一部が無駄になったりする。 【0005】また、後者(両鋼板を重積して一括渦巻状
に巻回する前に、両鋼板の少なくとも一方に、蝋材を塗
布などにより被覆する方法)においては、巻回後に両鋼
板の当接部に挟み込まれた蝋材の被覆層の厚さに相当す
る間隔が両鋼板の間に存在することになる。このような
状況でハニカム体を加熱して蝋付けを行なうと、蝋材被
覆層が蝋接時の加熱により当接部から溶けて流れ出して
しまうので、当接部には前記挟み込まれた被覆層の厚さ
に略相当する空隙(隙間)が形成される。一方このよう
な空隙が個々の当接部に生じると、これが積算されて担
持マトリックスの外径が所定の寸法より縮小されるた
め、担持マトリックスを収納するケースとの間にも大き
な空隙が形成される。これらの空隙の形成に原因して例
えば担持マトリックスを自動車に実装した場合、自動車
の振動により両鋼板の当接部付近で鋼板がヒビ割れした
り、破損したりし、また騒音の原因になる。 【0006】このように、平坦な鋼板と波形の鋼板を巻
回成形する前に、鋼板の少なくとも一方に塗布により予
め蝋材を被覆しておくと、担持マトリックスの機械的強
度(耐振性)や騒音等の問題が生じる。 【0007】 【発明が課題しようとする課題】本発明の課題は、簡便
な蝋付けにより機械的強度(耐震性)に優れた担持マト
リックスにして、触媒物質の排ガス浄化機能を十分に発
現させうる担持マトリックスの効率的な製造方法を提供
することである。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、まず鋼板の脱脂または薬液への浸漬処理の
少なくとも一方を行なうこと、平坦な鋼板と波形の鋼板
を円筒形のハニカム体に巻回すること、次に巻回したハ
ニカム体の両端面側の少なくとも一方の近傍部位に固形
粒子としての蝋材を必要量供給し、次に円筒形のハニカ
ム体を加熱することによって各層を互いに蝋付けして担
持マトリックスを形成させることを特徴とし、さらに、
まず鋼板の脱脂または薬液への浸漬処理の少なくとも一
方を行なうこと、平坦な鋼板と波形の鋼板を円筒形のハ
ニカム体に巻回すること、蝋材を溶融させ、巻回したハ
ニカム体の両端面側の少なくとも一方の近傍部位に溶融
した蝋材を必要量供給し、各層を互いに結合させること
を特徴とするものである。 【0009】 【作用】本発明では、平坦な鋼板と波形の鋼板を円筒形
のハニカム体に巻回した後に該ハニカム体の限定された
部位に蝋材を供給し蝋付けするので、両鋼板の当接部か
ら蝋材が溶出しない。 【0010】 【実施例】次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて
説明する。 【0011】図1aないし図1dに図示した方法によれ
ば、蝋材は、平坦な鋼板及び波形の鋼板から成る巻回し
たハニカム体13の端面の近傍部位に塗布される。この
場合図1aによれば、蝋材をハニカム体に供給する前
に、ハニカム体13は脱脂及び腐食液等の薬液に浸漬処
理された後でその端面43’または43’’を結合剤の
浸漬槽44に浸漬され、それによって結合剤の塗布部分
45’,45’’が得られる。結合剤は、ハニカム体1
3に次に述べるように蝋材を供給し、結合剤の塗布部に
蝋材を付着させ、次に加熱処理して蝋付けするまでの間
蝋材をハニカム体13の蝋材供給位置(ここではハニカ
ム体13の端面側)に保持するために使用されるもので
ある。このような結合剤としては、例えば商品名ニクロ
ブレイズセメント( Nicrobraz cement ,これは供給さ
れたニッケル粉等の高温蝋材を付着させるセメント状物
質である)等の結合剤、或いは水を基体とする結合剤が
用いられる。 【0012】蝋材の被覆は、図1bに示すように次のよ
うに行われる。即ち、蝋材粉末容器46からふるい47
を介して粉末状蝋材をハニカム体の端面側の結合剤の塗
布面45’または45’’に塗布させる。蝋材粉末容器
46の内部にまたは該容器と結合して、振動装置、撹伴
装置等を付加的に設けることができる。次の過程は、第
1c図に示すように、ハニカム体13を乾燥室48の内
部で乾燥させる。続いて、真空または保護ガス雰囲気中
で、即ち図1dに示したような適当な室49の内部で蝋
付けを行う。 【0013】巻回したハニカム体13の両端面側を約1
0ミリメートルの深さで結合剤44のなかに浸漬し、必
要な蝋材の量をふるい47などの分配装置によって一様
に塗布するようにするのが特に有利であることが判明し
た。蝋材の一様な分配は、ふるい47を備えた1個の、
または直列に配設されている複数個の蝋材漏斗46によ
り行われる。この場合円筒状に巻回されたハニカム体
は、望ましい量の蝋材が供給されるように適宜な速さで
蝋材漏斗46の下方を運搬ベルト(図示せず)により運
搬される。蝋材はハニカム体13のなかに落下し、そし
て前以て浸漬によって塗布されている結合剤に粘着す
る。十分な蝋付け強度をうるには、1個の担持マトリッ
クスあたり8gないし10gの蝋材が必要である。蝋材
が蝋材貯蔵容器46またはふるい47に粘着するのを避
けるため、できるだけ乾燥した周囲空気とすることに注
意を払わなければならない。室49の中には加熱装置5
0が収容されている。 【0014】図2a及び図2bに図示した実施例によれ
ば、粉末状蝋材と結合剤とを混合したペースト状混合物
を巻回されたハニカム体13の端面側の近傍部位にロー
ラーで塗布し、その際ペースト状混合物の塗布はペース
ト状混合物の貯蔵容器51から塗布ローラー53ないし
54を介してハニカム体13の端面側で行う。ハニカム
体13は、適当な押圧力で比較的軟らかい塗布ローラー
54に押しつけられる。一定の粘性を有しているペース
ト状混合物は、ハニカム体13の端面側に塗布され、約
5ミリメートルの深さでハニカム体の内部に押し込まれ
る。この場合、ペースト状混合物の位置決めを正確に行
うことに注意しなければならない。ペースト状混合物を
過剰に供給すると、担持マトリックスの構成部材である
平坦な鋼板及び波形の鋼板と蝋材が合金化などし、その
強度を低下させる恐れがあるからである。ハニカム体の
運搬は、例えば運搬ベルトで行うことができる。 【0015】他の実施例によれば、必要な蝋材量(約8
gないし10g)をハニカム体に塗布することができる
ような深さまで、ハニカム体13の端面側を薄い液状の
ペースト状蝋材に浸漬することもできる。蝋材容器内の
オーバーフロー装置により、容器内での蝋材は常に一定
の高さに保持される。 【0016】さらに、蝋材噴射ピストルを用いて正確な
量の蝋材をハニカム体13の端面側に散布することも可
能である。この場合蝋材と結合剤とのペースト状混合物
は、ハニカム体の壁に付着する。ハニカム体13の背面
は蔽われており、蝋材の貫通を阻止している。噴射ピス
トルの噴射線は、蝋材の分配が一様に行われるように調
整されている。 【0017】図3に示す他の実施例によれば、ハニカム
体13の端面側にフォイル状の蝋材が圧入される。 【0018】この場合、支え台58上に配置されている
ハニカム体13の端面側には、蝋付けの間蝋材が個々に
ハニカム層に残留する程度の深さだけ一定の厚さで適当
量圧入される。フォイル状蝋材の圧入は圧入装置56或
いは57を用いて行い、その結果被覆ゾーン59’,5
9’’が得られる。この方法の利点は正確に等量の蝋材
が供給されることである。 【0019】さらに別の(図示していない)方法によれ
ば、アーク放電・圧縮空気を用いる方法により蝋材を、
例えば NiAl ・線(95%ニッケル、5%アルミニウ
ム)をアーク放電によって溶融し、圧縮空気の噴射によ
ってハニカム体の端面側に吹き付ける。吹き付けられた
蝋材は、個々の鋼板を端面側接触点で互いに結合させ
る。蝋材中のアルミニウムと鋼板との反応によって、噴
射によりできた層は固着する。圧縮空気を噴射させる
際、噴射ピストルをハニカム体の端面側全体にわたって
往復運動させるか、或いはハニカム体を噴射ピストルの
傍を通過させることができる。噴射されるべき NiAl 線
の重量は精密に測定し、充分な強度に達した時作業を停
止する。 【0020】蝋材を酸素・アセチレン炎で溶融させ、圧
縮空気を用いて噴射供給することができる。この場合蝋
材として NiAl 955を粉末にして噴射する。この方法
の利点は、蝋材を塗布する際に散乱して無駄になる量が
少ないことである。 【0021】他の実施例によれば、平坦な鋼板及び波形
の鋼板をまず円筒形のハニカム体に巻回する。次に、真
空または保護ガス雰囲気中で前以て蝋付け温度に加熱す
るか、或いは加熱せずにハニカム体の一方の端面または
双方の端面の近傍部位を一定の深さまで溶融した蝋材の
中に浸漬する。余分の蝋材は、ハニカム体に短時間衝撃
を与えることによって離間せしめる。その他の蝋材は、
表面張力によって残留する。 【0022】以上は本発明の実施例であるが、以下に本
発明の関連技術を例示しておく。 【0023】図4に図示した方法では、ペースト状蝋材
を充填した貯蔵容器31から塗布ローラー32’,3
2’’を用いて平坦な鋼板1の長手方向に延びる幅狭の
帯36のごとくペースト状蝋材が塗布される。 【0024】蝋材を平坦な鋼板1に塗布する際に得られ
る利点は、ハニカム状に巻かれたハニカム体、即ちハニ
カム体13をシェル4の内部に挿入する際、もしハニカ
ム体要部の最後の層が平坦な鋼板で形成されているなら
ば、シェルをその全体にわたってハニカム体要部と蝋付
けすることができることである。 【0025】図5及び図6に図示した方法では、平坦な
鋼板1の代わりに、波形の鋼板2に適当な塗布ローラー
32もしくは34’,34’’を介して蝋材が塗布され
る。塗布ローラー34’,34’’もしくは32への蝋
材の供給は貯蔵容器31及び33から行なわれる。この
場合には波形の鋼板2の頂部にのみ蝋材36’が線状に
塗布され(図5)、或いは点状に蝋材36’’が塗布さ
れる(図6)。このことにより、蝋材の供給量を最小限
にして、平坦な鋼板1に接触する位置にだけ蝋材が存在
するようにすることができる。図4及び図5或いは図6
に図示した方法では、特殊な蝋材供給方法により或いは
蝋材分配ローラーの特殊な構成により、蝋材を塗布され
るべき鋼板の一部分にのみ塗布することが可能になる。
蝋材を部分的に塗布することは、蝋材の使用量を節約し
ながらも十分な機械的及び熱的強度が得られるという利
点はもちろんのこと、蝋材が平坦な鋼板及び波形の鋼板
を覆う割合が少ないために、これらの鋼板と蝋材との合
金化による強度低下、耐熱性の低下が防止されるととも
に、蝋材と担持される触媒物質との反応による触媒活性
の低下も防止されるなど、優れた特性をもつ担持マトリ
ックスが得られる。 【0026】蝋材を塗付した後で双方の鋼板1及び2は
ハニカム体に巻かれ、シェル4に挿入され、炉の中で蝋
付けされる。 【0027】蝋材を塗布する他の方法(図7)によれ
ば、部分的には鋼板1及び2の金属表面と好適に粘着し
にくいペ−スト状蝋材を使用する場合には、適当な塗布
装置、即ち貯蔵容器37,39及び結合剤塗布ロ−ラー
38及び40を介して、平担な、或いは波形の鋼板1ま
たは2にまず結合剤が塗布される。 【0028】分配装置41により、上記の鋼板の上方で
粉末状の蝋材が細く分配される。このため(図示されて
いない)ふるい、バイブレ−タ、噴霧器等を設けること
ができる。この場合粉末状の蝋材は、前以て結合剤を塗
布した個所に付着する。蝋材の塗布が終った後ではじめ
て鋼板を巻回する。 【0029】図8に図示した方法では、ハニカム体を巻
く際に、平担な鋼板1と波形の鋼板2との間に1個また
は数個のベルト状蝋材42’、42”が、蝋材の量或は
所望の強度に応じて挿入される。 【0030】図9は、シェル4に納められたハニカム体
13の一部を切欠いた正面図である。このシェルでは、
ハニカム体の最後の層は波形の鋼板2から成り立ってお
り、そのことによってシェル4への蝋付けが容易または
可能になっている。 【0031】このような処置によって、シェル4の内面
と波形の室との間に、蝋付けの際半月形のフィレット部
分が形成され、この半月形のフィレット部分は外側の層
とシェル4との間の特に強固な蝋付けを形成する。 【0032】本発明は、図示し説明した実施例に限定さ
れるものではなく、当業者によるあらゆる変形及び改良
並びに部分的な組み合わせをも包括するものである。 【0033】 【発明の効果】本発明は、触媒物質を担持するための担
持マトリックスを製造するに際して、平担な鋼板と波形
の鋼板を重積し、これを一括渦巻状に巻回成形し、次い
で巻回したハニカム体の両端面の少なくとも一方の近傍
部位に蝋材を供給し、その部位で各層を互いに蝋付けし
ているため、次のような優れた効果を奏するものであ
る。 【0034】(a) 平担な鋼板と波形の鋼板の少なくと
も一方に、予め蝋材を塗布などにより被覆したものに比
べ、加熱蝋接時に両鋼板の当接部から蝋材が溶けて流れ
出して空隙(隙間)が形成されないため、両鋼板を強固
に接合することにより高い機械的強度(耐震性)を得る
ことができる。 【0035】そして、空隙(隙間)の形成に原因した欠
点を有効に防止することができる。即ち、空隙が形成さ
れると、例えば自動車などに担持マトリックスを実装さ
せた場合、自動車の振動により両鋼板の当接部付近で鋼
板がヒビ割れしたり、破損したり、また騒音を発生した
りするが、本発明においてはこれを有効に防止すること
ができる。 【0036】また、前記空隙(隙間)は担持マトリック
スの耐震性を低下させ、その表面に形成された高価な触
媒層を剥離させるが、本発明はこれを有効に防止するこ
とができる。 【0037】さらに、平鋼板の当接部での空隙が積算さ
れて、担持マトリックスと担持マトリックスを填装する
ケ−スとの間にも大きな空隙(隙間)が形成され、これ
により担持マトリックスが排気流等によって飛び出した
り騒音を発生したりするが、本発明においてはこれを有
効に防止することができる。 【0038】(b) 本発明は、蝋材を巻回したハニカム
体の両端面の少なくとも一方の近傍部位という限定され
た部位に必要最小限の蝋材を用いるため、蝋材被覆層と
担持された触媒層との層間反応にもとづく触媒活性の低
下を避けることができるとともに、蝋材と耐熱性の平担
及び波形鋼板との合金化反応などに基づく鋼板の耐熱性
の低下、強度低下を防止することができる。 【0039】(c) 本発明によれば、特に巻回したハニ
カム体の平坦及び波形の鋼板の当接部の端部近傍付近以
外は蝋付けする必要がないため、蝋付け作業が簡単であ
る。 【0040】また従来の蝋付け方式、即ち蝋材を予め常
時溶融させておき、これを蝋付け部位に適用する方式に
比べ、本発明は固形粒子としての高温蝋(自動車などの
800〜900℃という排ガス温度を考慮し、本発明で
は高融点のNi蝋などが用いられる)を使用するため、常
時溶融させておく必要がなく、エネルギ−を大幅に削減
することができる。 【0041】さらに本発明においては、蝋材を鋼板の全
面に塗布する必要がないので、高価な高温蝋の使用量を
節約することができる。 【0042】(d)本発明によれば、予め平坦及び波形
の少なくとも一方の鋼板に蝋材を塗布などした後、巻回
してハニカム体を形成する方法に比べ、巻回時の蝋材の
剥離・落下がないため巻回速度を高めることができ、生
産性を大幅に改善することができる。 【0043】以上のように、本発明により機械的強度
(耐振性)などに優れるとともに、排気ガス浄化用触媒
などの触媒活性を長期にかつ十全に発現させる優れた触
媒物質を担持させるための担持マトリックスが得られ
る。
の動力車の内燃機関における排ガス浄化用触媒物質を担
持するための担持マトリックスの製造方法に関し、より
厳密には、触媒物質で被覆される担持マトリックスを高
温に耐えうる鋼板から形成し、該鋼板を平坦な鋼板と波
形の鋼板から形成するとともに該平坦な鋼板と波形の鋼
板とを層状に交互に配置し、蝋付け後に触媒物質を担持
させるための担持マトリックスの製造方法に関するもの
である。 【0002】 【従来の技術】この種の担持マトリックスは、例えば英
国特許第1452982号明細書などにより公知であ
る。これは平坦な鋼板と波形の鋼板を排気ガス浄化用の
触媒的に活性な物質をコーティングしながら巻回して担
持マトリックスとし、担持マトリックスの個々の層は点
状にスポット溶接、または全接触面にわたって溶接もし
くは蝋付けするものである。 【0003】また、耐熱性の平坦な鋼板及び波形の鋼板
の個々の層の全ての当接部を蝋付けする技術として、両
鋼板を重積して一括渦巻状に巻回する前に、両鋼板の少
なくとも一方に、蝋材を塗布などにより被覆することが
知られている。 【0004】これらの技術において、前者(前記英国特
許明細書)では溶接ということから平坦及び波形として
使用する耐熱性の鋼板の材質が制限されたり、或いは被
覆された高価な触媒層の一部が無駄になったりする。 【0005】また、後者(両鋼板を重積して一括渦巻状
に巻回する前に、両鋼板の少なくとも一方に、蝋材を塗
布などにより被覆する方法)においては、巻回後に両鋼
板の当接部に挟み込まれた蝋材の被覆層の厚さに相当す
る間隔が両鋼板の間に存在することになる。このような
状況でハニカム体を加熱して蝋付けを行なうと、蝋材被
覆層が蝋接時の加熱により当接部から溶けて流れ出して
しまうので、当接部には前記挟み込まれた被覆層の厚さ
に略相当する空隙(隙間)が形成される。一方このよう
な空隙が個々の当接部に生じると、これが積算されて担
持マトリックスの外径が所定の寸法より縮小されるた
め、担持マトリックスを収納するケースとの間にも大き
な空隙が形成される。これらの空隙の形成に原因して例
えば担持マトリックスを自動車に実装した場合、自動車
の振動により両鋼板の当接部付近で鋼板がヒビ割れした
り、破損したりし、また騒音の原因になる。 【0006】このように、平坦な鋼板と波形の鋼板を巻
回成形する前に、鋼板の少なくとも一方に塗布により予
め蝋材を被覆しておくと、担持マトリックスの機械的強
度(耐振性)や騒音等の問題が生じる。 【0007】 【発明が課題しようとする課題】本発明の課題は、簡便
な蝋付けにより機械的強度(耐震性)に優れた担持マト
リックスにして、触媒物質の排ガス浄化機能を十分に発
現させうる担持マトリックスの効率的な製造方法を提供
することである。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、まず鋼板の脱脂または薬液への浸漬処理の
少なくとも一方を行なうこと、平坦な鋼板と波形の鋼板
を円筒形のハニカム体に巻回すること、次に巻回したハ
ニカム体の両端面側の少なくとも一方の近傍部位に固形
粒子としての蝋材を必要量供給し、次に円筒形のハニカ
ム体を加熱することによって各層を互いに蝋付けして担
持マトリックスを形成させることを特徴とし、さらに、
まず鋼板の脱脂または薬液への浸漬処理の少なくとも一
方を行なうこと、平坦な鋼板と波形の鋼板を円筒形のハ
ニカム体に巻回すること、蝋材を溶融させ、巻回したハ
ニカム体の両端面側の少なくとも一方の近傍部位に溶融
した蝋材を必要量供給し、各層を互いに結合させること
を特徴とするものである。 【0009】 【作用】本発明では、平坦な鋼板と波形の鋼板を円筒形
のハニカム体に巻回した後に該ハニカム体の限定された
部位に蝋材を供給し蝋付けするので、両鋼板の当接部か
ら蝋材が溶出しない。 【0010】 【実施例】次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて
説明する。 【0011】図1aないし図1dに図示した方法によれ
ば、蝋材は、平坦な鋼板及び波形の鋼板から成る巻回し
たハニカム体13の端面の近傍部位に塗布される。この
場合図1aによれば、蝋材をハニカム体に供給する前
に、ハニカム体13は脱脂及び腐食液等の薬液に浸漬処
理された後でその端面43’または43’’を結合剤の
浸漬槽44に浸漬され、それによって結合剤の塗布部分
45’,45’’が得られる。結合剤は、ハニカム体1
3に次に述べるように蝋材を供給し、結合剤の塗布部に
蝋材を付着させ、次に加熱処理して蝋付けするまでの間
蝋材をハニカム体13の蝋材供給位置(ここではハニカ
ム体13の端面側)に保持するために使用されるもので
ある。このような結合剤としては、例えば商品名ニクロ
ブレイズセメント( Nicrobraz cement ,これは供給さ
れたニッケル粉等の高温蝋材を付着させるセメント状物
質である)等の結合剤、或いは水を基体とする結合剤が
用いられる。 【0012】蝋材の被覆は、図1bに示すように次のよ
うに行われる。即ち、蝋材粉末容器46からふるい47
を介して粉末状蝋材をハニカム体の端面側の結合剤の塗
布面45’または45’’に塗布させる。蝋材粉末容器
46の内部にまたは該容器と結合して、振動装置、撹伴
装置等を付加的に設けることができる。次の過程は、第
1c図に示すように、ハニカム体13を乾燥室48の内
部で乾燥させる。続いて、真空または保護ガス雰囲気中
で、即ち図1dに示したような適当な室49の内部で蝋
付けを行う。 【0013】巻回したハニカム体13の両端面側を約1
0ミリメートルの深さで結合剤44のなかに浸漬し、必
要な蝋材の量をふるい47などの分配装置によって一様
に塗布するようにするのが特に有利であることが判明し
た。蝋材の一様な分配は、ふるい47を備えた1個の、
または直列に配設されている複数個の蝋材漏斗46によ
り行われる。この場合円筒状に巻回されたハニカム体
は、望ましい量の蝋材が供給されるように適宜な速さで
蝋材漏斗46の下方を運搬ベルト(図示せず)により運
搬される。蝋材はハニカム体13のなかに落下し、そし
て前以て浸漬によって塗布されている結合剤に粘着す
る。十分な蝋付け強度をうるには、1個の担持マトリッ
クスあたり8gないし10gの蝋材が必要である。蝋材
が蝋材貯蔵容器46またはふるい47に粘着するのを避
けるため、できるだけ乾燥した周囲空気とすることに注
意を払わなければならない。室49の中には加熱装置5
0が収容されている。 【0014】図2a及び図2bに図示した実施例によれ
ば、粉末状蝋材と結合剤とを混合したペースト状混合物
を巻回されたハニカム体13の端面側の近傍部位にロー
ラーで塗布し、その際ペースト状混合物の塗布はペース
ト状混合物の貯蔵容器51から塗布ローラー53ないし
54を介してハニカム体13の端面側で行う。ハニカム
体13は、適当な押圧力で比較的軟らかい塗布ローラー
54に押しつけられる。一定の粘性を有しているペース
ト状混合物は、ハニカム体13の端面側に塗布され、約
5ミリメートルの深さでハニカム体の内部に押し込まれ
る。この場合、ペースト状混合物の位置決めを正確に行
うことに注意しなければならない。ペースト状混合物を
過剰に供給すると、担持マトリックスの構成部材である
平坦な鋼板及び波形の鋼板と蝋材が合金化などし、その
強度を低下させる恐れがあるからである。ハニカム体の
運搬は、例えば運搬ベルトで行うことができる。 【0015】他の実施例によれば、必要な蝋材量(約8
gないし10g)をハニカム体に塗布することができる
ような深さまで、ハニカム体13の端面側を薄い液状の
ペースト状蝋材に浸漬することもできる。蝋材容器内の
オーバーフロー装置により、容器内での蝋材は常に一定
の高さに保持される。 【0016】さらに、蝋材噴射ピストルを用いて正確な
量の蝋材をハニカム体13の端面側に散布することも可
能である。この場合蝋材と結合剤とのペースト状混合物
は、ハニカム体の壁に付着する。ハニカム体13の背面
は蔽われており、蝋材の貫通を阻止している。噴射ピス
トルの噴射線は、蝋材の分配が一様に行われるように調
整されている。 【0017】図3に示す他の実施例によれば、ハニカム
体13の端面側にフォイル状の蝋材が圧入される。 【0018】この場合、支え台58上に配置されている
ハニカム体13の端面側には、蝋付けの間蝋材が個々に
ハニカム層に残留する程度の深さだけ一定の厚さで適当
量圧入される。フォイル状蝋材の圧入は圧入装置56或
いは57を用いて行い、その結果被覆ゾーン59’,5
9’’が得られる。この方法の利点は正確に等量の蝋材
が供給されることである。 【0019】さらに別の(図示していない)方法によれ
ば、アーク放電・圧縮空気を用いる方法により蝋材を、
例えば NiAl ・線(95%ニッケル、5%アルミニウ
ム)をアーク放電によって溶融し、圧縮空気の噴射によ
ってハニカム体の端面側に吹き付ける。吹き付けられた
蝋材は、個々の鋼板を端面側接触点で互いに結合させ
る。蝋材中のアルミニウムと鋼板との反応によって、噴
射によりできた層は固着する。圧縮空気を噴射させる
際、噴射ピストルをハニカム体の端面側全体にわたって
往復運動させるか、或いはハニカム体を噴射ピストルの
傍を通過させることができる。噴射されるべき NiAl 線
の重量は精密に測定し、充分な強度に達した時作業を停
止する。 【0020】蝋材を酸素・アセチレン炎で溶融させ、圧
縮空気を用いて噴射供給することができる。この場合蝋
材として NiAl 955を粉末にして噴射する。この方法
の利点は、蝋材を塗布する際に散乱して無駄になる量が
少ないことである。 【0021】他の実施例によれば、平坦な鋼板及び波形
の鋼板をまず円筒形のハニカム体に巻回する。次に、真
空または保護ガス雰囲気中で前以て蝋付け温度に加熱す
るか、或いは加熱せずにハニカム体の一方の端面または
双方の端面の近傍部位を一定の深さまで溶融した蝋材の
中に浸漬する。余分の蝋材は、ハニカム体に短時間衝撃
を与えることによって離間せしめる。その他の蝋材は、
表面張力によって残留する。 【0022】以上は本発明の実施例であるが、以下に本
発明の関連技術を例示しておく。 【0023】図4に図示した方法では、ペースト状蝋材
を充填した貯蔵容器31から塗布ローラー32’,3
2’’を用いて平坦な鋼板1の長手方向に延びる幅狭の
帯36のごとくペースト状蝋材が塗布される。 【0024】蝋材を平坦な鋼板1に塗布する際に得られ
る利点は、ハニカム状に巻かれたハニカム体、即ちハニ
カム体13をシェル4の内部に挿入する際、もしハニカ
ム体要部の最後の層が平坦な鋼板で形成されているなら
ば、シェルをその全体にわたってハニカム体要部と蝋付
けすることができることである。 【0025】図5及び図6に図示した方法では、平坦な
鋼板1の代わりに、波形の鋼板2に適当な塗布ローラー
32もしくは34’,34’’を介して蝋材が塗布され
る。塗布ローラー34’,34’’もしくは32への蝋
材の供給は貯蔵容器31及び33から行なわれる。この
場合には波形の鋼板2の頂部にのみ蝋材36’が線状に
塗布され(図5)、或いは点状に蝋材36’’が塗布さ
れる(図6)。このことにより、蝋材の供給量を最小限
にして、平坦な鋼板1に接触する位置にだけ蝋材が存在
するようにすることができる。図4及び図5或いは図6
に図示した方法では、特殊な蝋材供給方法により或いは
蝋材分配ローラーの特殊な構成により、蝋材を塗布され
るべき鋼板の一部分にのみ塗布することが可能になる。
蝋材を部分的に塗布することは、蝋材の使用量を節約し
ながらも十分な機械的及び熱的強度が得られるという利
点はもちろんのこと、蝋材が平坦な鋼板及び波形の鋼板
を覆う割合が少ないために、これらの鋼板と蝋材との合
金化による強度低下、耐熱性の低下が防止されるととも
に、蝋材と担持される触媒物質との反応による触媒活性
の低下も防止されるなど、優れた特性をもつ担持マトリ
ックスが得られる。 【0026】蝋材を塗付した後で双方の鋼板1及び2は
ハニカム体に巻かれ、シェル4に挿入され、炉の中で蝋
付けされる。 【0027】蝋材を塗布する他の方法(図7)によれ
ば、部分的には鋼板1及び2の金属表面と好適に粘着し
にくいペ−スト状蝋材を使用する場合には、適当な塗布
装置、即ち貯蔵容器37,39及び結合剤塗布ロ−ラー
38及び40を介して、平担な、或いは波形の鋼板1ま
たは2にまず結合剤が塗布される。 【0028】分配装置41により、上記の鋼板の上方で
粉末状の蝋材が細く分配される。このため(図示されて
いない)ふるい、バイブレ−タ、噴霧器等を設けること
ができる。この場合粉末状の蝋材は、前以て結合剤を塗
布した個所に付着する。蝋材の塗布が終った後ではじめ
て鋼板を巻回する。 【0029】図8に図示した方法では、ハニカム体を巻
く際に、平担な鋼板1と波形の鋼板2との間に1個また
は数個のベルト状蝋材42’、42”が、蝋材の量或は
所望の強度に応じて挿入される。 【0030】図9は、シェル4に納められたハニカム体
13の一部を切欠いた正面図である。このシェルでは、
ハニカム体の最後の層は波形の鋼板2から成り立ってお
り、そのことによってシェル4への蝋付けが容易または
可能になっている。 【0031】このような処置によって、シェル4の内面
と波形の室との間に、蝋付けの際半月形のフィレット部
分が形成され、この半月形のフィレット部分は外側の層
とシェル4との間の特に強固な蝋付けを形成する。 【0032】本発明は、図示し説明した実施例に限定さ
れるものではなく、当業者によるあらゆる変形及び改良
並びに部分的な組み合わせをも包括するものである。 【0033】 【発明の効果】本発明は、触媒物質を担持するための担
持マトリックスを製造するに際して、平担な鋼板と波形
の鋼板を重積し、これを一括渦巻状に巻回成形し、次い
で巻回したハニカム体の両端面の少なくとも一方の近傍
部位に蝋材を供給し、その部位で各層を互いに蝋付けし
ているため、次のような優れた効果を奏するものであ
る。 【0034】(a) 平担な鋼板と波形の鋼板の少なくと
も一方に、予め蝋材を塗布などにより被覆したものに比
べ、加熱蝋接時に両鋼板の当接部から蝋材が溶けて流れ
出して空隙(隙間)が形成されないため、両鋼板を強固
に接合することにより高い機械的強度(耐震性)を得る
ことができる。 【0035】そして、空隙(隙間)の形成に原因した欠
点を有効に防止することができる。即ち、空隙が形成さ
れると、例えば自動車などに担持マトリックスを実装さ
せた場合、自動車の振動により両鋼板の当接部付近で鋼
板がヒビ割れしたり、破損したり、また騒音を発生した
りするが、本発明においてはこれを有効に防止すること
ができる。 【0036】また、前記空隙(隙間)は担持マトリック
スの耐震性を低下させ、その表面に形成された高価な触
媒層を剥離させるが、本発明はこれを有効に防止するこ
とができる。 【0037】さらに、平鋼板の当接部での空隙が積算さ
れて、担持マトリックスと担持マトリックスを填装する
ケ−スとの間にも大きな空隙(隙間)が形成され、これ
により担持マトリックスが排気流等によって飛び出した
り騒音を発生したりするが、本発明においてはこれを有
効に防止することができる。 【0038】(b) 本発明は、蝋材を巻回したハニカム
体の両端面の少なくとも一方の近傍部位という限定され
た部位に必要最小限の蝋材を用いるため、蝋材被覆層と
担持された触媒層との層間反応にもとづく触媒活性の低
下を避けることができるとともに、蝋材と耐熱性の平担
及び波形鋼板との合金化反応などに基づく鋼板の耐熱性
の低下、強度低下を防止することができる。 【0039】(c) 本発明によれば、特に巻回したハニ
カム体の平坦及び波形の鋼板の当接部の端部近傍付近以
外は蝋付けする必要がないため、蝋付け作業が簡単であ
る。 【0040】また従来の蝋付け方式、即ち蝋材を予め常
時溶融させておき、これを蝋付け部位に適用する方式に
比べ、本発明は固形粒子としての高温蝋(自動車などの
800〜900℃という排ガス温度を考慮し、本発明で
は高融点のNi蝋などが用いられる)を使用するため、常
時溶融させておく必要がなく、エネルギ−を大幅に削減
することができる。 【0041】さらに本発明においては、蝋材を鋼板の全
面に塗布する必要がないので、高価な高温蝋の使用量を
節約することができる。 【0042】(d)本発明によれば、予め平坦及び波形
の少なくとも一方の鋼板に蝋材を塗布などした後、巻回
してハニカム体を形成する方法に比べ、巻回時の蝋材の
剥離・落下がないため巻回速度を高めることができ、生
産性を大幅に改善することができる。 【0043】以上のように、本発明により機械的強度
(耐振性)などに優れるとともに、排気ガス浄化用触媒
などの触媒活性を長期にかつ十全に発現させる優れた触
媒物質を担持させるための担持マトリックスが得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1a】ないし
【図1d】巻回したハニカム体の一方または双方の端面
の近傍部位に結合剤と粉末状蝋材を塗布させる方法の個
々の過程を示す図である。 【図2a】及び 【図2b】ペ−スト状混合物をハニカム体の一方または
双方の端面の近傍部位に塗布させる過程を示す図であ
る。 【図3】巻回したハニカム体の少なくとも一方の端面の
近傍部位にフォイル状蝋材を圧入する方法を示す図であ
る。 【図4】ないし 【図9】本発明の関連技術を示す図であって、図4はペ
ースト状蝋材を平坦な鋼板に帯状に塗布させる方法を示
す図、図5はペースト状蝋材を波形の鋼板の波の頂部の
みに塗布させる方法を示す図、図6は波形の鋼板の前記
各頂部の一部分のみにペースト状蝋材を塗布する方法を
示す図、図7は結合剤の塗布後粉末状の蝋材を鋼板に塗
布する方法を示す図、図8は鋼板のほぼ長手方向に1本
または数本のベルト状蝋材を配置する方法を示す図、図
9はハニカム体の最も外側の層が波形の鋼板によって形
成されている状態を示す図である。 【符号の説明】 13 ハニカム体 44 浸漬槽 46 粉末容器 47 ふるい 48 乾燥室 50 加熱装置 51 ペースト状混合物貯蔵器 53,54 塗布ローラー 56,57 圧入装置
の近傍部位に結合剤と粉末状蝋材を塗布させる方法の個
々の過程を示す図である。 【図2a】及び 【図2b】ペ−スト状混合物をハニカム体の一方または
双方の端面の近傍部位に塗布させる過程を示す図であ
る。 【図3】巻回したハニカム体の少なくとも一方の端面の
近傍部位にフォイル状蝋材を圧入する方法を示す図であ
る。 【図4】ないし 【図9】本発明の関連技術を示す図であって、図4はペ
ースト状蝋材を平坦な鋼板に帯状に塗布させる方法を示
す図、図5はペースト状蝋材を波形の鋼板の波の頂部の
みに塗布させる方法を示す図、図6は波形の鋼板の前記
各頂部の一部分のみにペースト状蝋材を塗布する方法を
示す図、図7は結合剤の塗布後粉末状の蝋材を鋼板に塗
布する方法を示す図、図8は鋼板のほぼ長手方向に1本
または数本のベルト状蝋材を配置する方法を示す図、図
9はハニカム体の最も外側の層が波形の鋼板によって形
成されている状態を示す図である。 【符号の説明】 13 ハニカム体 44 浸漬槽 46 粉末容器 47 ふるい 48 乾燥室 50 加熱装置 51 ペースト状混合物貯蔵器 53,54 塗布ローラー 56,57 圧入装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ハインリッヒ オルトマンス
ドイツ連邦共和国 エーバーデインゲン
ヘッセルシュトラーセ 43
(72)発明者 マンフレート ホーホイゼル
ドイツ連邦共和国 シュツツトガルト ヴ
ァレンシュタインシュトラーセ 29
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)動力車の内燃機関における排ガス浄化用触媒物質
を担持するための担持マトリックスの製造方法であっ
て、触媒物質で被覆される担持マトリックスを高温に耐
えうる鋼板から形成し、該鋼板を平坦な鋼板と波形の鋼
板から形成するとともに該平坦な鋼板と波形の鋼板とを
層状に交互に配置し、蝋付け後に触媒物質を担持させる
ための担持マトリックスの製造方法において、まず鋼板
の脱脂または薬液への浸漬処理の少なくとも一方を行な
うこと、平坦な鋼板と波形の鋼板を円筒形のハニカム体
に巻回すること、次に巻回したハニカム体の両端面の少
なくとも一方の近傍部位に固形粒子としての蝋材を必要
量供給し、次に円筒形のハニカム体を加熱することによ
って蝋材を供給した前記近傍部位を蝋付けして担持マト
リックスを形成させることを特徴とする担持マトリック
スの製造方法。 (2)巻回したハニカム体の両端面の少なくとも一方の
近傍部位に結合剤を塗布し、次いで分配装置を用いて必
要量の粉末状の蝋材を供給することを特徴とする、特許
請求の範囲第1項に記載の担持マトリックスの製造方
法。 (3)巻回したハニカム体の両端面側の少なくとも一方
の近傍部位に、適当な粘性をもち粉末状の蝋材と結合剤
から成るペースト状混合物を供給することを特徴とす
る、特許請求の範囲第1項に記載の担持マトリックスの
製造方法。 (4)ペースト状混合物をローラーによって塗布するこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第3項に記載の担持マ
トリックスの製造方法。 (5)ペースト状混合物を圧入することを特徴とする、
特許請求の範囲第3項に記載の担持マトリックスの製造
方法。 (6)一定の厚さをもつ結合剤と粒子状の蝋材から成る
フォイル状蝋材を、ハニカム体にその端面側から圧入す
ることを特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の担
持マトリックスの製造方法。 (7)巻回したハニカム体の両端面側の少なくとも一方
の近傍部位に結合剤を塗布した後、蝋材噴射ピストルに
よって所定量の蝋材を噴射して供給することを特徴とす
る、特許請求の範囲第1項に記載の担持マトリックスの
製造方法。 (8)結合剤として液状の粘着性物質を使用することを
特徴とする、特許請求の範囲第1項ないし第7項のいず
れか1つに記載の担持マトリックスの製造方法。 (9)動力車の内燃機関における排ガス浄化用触媒物質
を担持するための担持マトリックスの製造方法であっ
て、触媒物質で被覆される担持マトリックスを高温に耐
えうる鋼板から形成し、該鋼板を平坦な鋼板と波形の鋼
板から形成するとともに該平坦な鋼板と波形の鋼板とを
層状に交互に配置し、蝋付け後に触媒物質を担持させる
ための担持マトリックスの製造方法において、まず鋼板
の脱脂または薬液への浸漬処理の少なくとも一方を行な
うこと、平坦な鋼板と波形の鋼板を円筒形のハニカム体
に巻回すること、蝋材を溶融させ、巻回したハニカム体
の両端面側の少なくとも一方の近傍部位に溶融した蝋材
を必要量供給し、蝋付けして担持マトリックスを形成さ
せることを特徴とする担持マトリックスの製造方法。 (10)蝋材をアーク放電により溶融させることを特徴とす
る、特許請求の範囲第9項に記載の担持マトリックスの
製造方法。 (11)蝋材を酸素・アセチレン炎で溶融させることを特徴
とする、特許請求の範囲第9項に記載の担持マトリック
スの製造方法。 (12)溶融した蝋材を圧縮空気で噴射して、巻回したハニ
カム体の両端面側の少なくとも一方の近傍部位に必要量
供給することを特徴とする、特許請求の範囲第10項ま
たは第11項に記載の担持マトリックスの製造方法。 (13)溶融した蝋材を噴射ピストルで噴射することを特徴
とする、特許請求の範囲第12項に記載の担持マトリッ
クスの製造方法。 (14)噴射ピストルをハニカム体の各端面側に対して相対
運動させることを特徴とする、特許請求の範囲第13項
に記載の担持マトリックスの製造方法。 (15)蝋材の溶融浴に巻回したハニカム体の端面側を浸漬
させることにより、該ハニカム体の両端面側の少なくと
も一方の近傍部位に蝋材を必要量供給することを特徴と
する、特許請求の範囲第9項に記載の担持マトリックス
の製造方法。 (16)溶融した蝋材を供給したハニカム体を加熱すること
により担持マトリックスを形成させることを特徴とす
る、特許請求の範囲第9項から第15項までのいずれか
1つに記載の担持マトリックスの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2924592.9 | 1979-06-19 | ||
| DE2924592A DE2924592C2 (de) | 1979-06-19 | 1979-06-19 | Verfahren zum Herstellen einer Trägermatrix für einen katalytischen Reaktor zur Abgasreinigung bei Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60284520A Division JPS61199574A (ja) | 1979-06-19 | 1985-12-19 | 触媒物質担持マトリックスの製造方法 |
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