(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの開口端面を有し、金属ハウジング、並びに滑らかな金属シート及び波型の金属シートを重ねて巻回することで構成された金属ハニカムコアを含む金属ハニカムマトリックスにろう材を施す方法であって、
ａ）ろう材をペースト形態、すなわちはんだペーストの形態で金属ハニカムマトリックスの一方の端面に施す工程と、
ｃ）金属ハニカムマトリックス中にはんだペーストを分布させる工程と、
を有し、及び
工程ｃ）が、エアフローパージにより行われ、該エアフローパージは、圧縮空気を用いて行われることを特徴とする方法。
【請求項２】
２つの開口端面を有し、金属ハウジング、並びに滑らかな金属シート及び波型の金属シートを重ねて巻回することで構成された金属ハニカムコアを含む金属ハニカムマトリックスにろう材を施す方法であって、
ａ）ろう材をペースト形態、すなわちはんだペーストの形態で金属ハニカムマトリックスの一方の端面に施す工程と、
ｃ）金属ハニカムマトリックス中にはんだペーストを分布させる工程と、
を有し、及び
工程ｃ）が、遠心分離により行われ、該遠心分離は、２００〜２０００ｒｐｍの速度で２〜１０秒の間行われることを特徴とする方法。
【請求項３】
２つの開口端面を有し、金属ハウジング、並びに滑らかな金属シート及び波型の金属シートを重ねて巻回することで構成された金属ハニカムコアを含む金属ハニカムマトリックスにろう材を施す方法であって、
ａ）ろう材をペースト形態、すなわちはんだペーストの形態で金属ハニカムマトリックスの一方の端面に施す工程と、
ｃ）金属ハニカムマトリックス中にはんだペーストを分布させる工程と、
を有し、
さらに、工程ａ）と工程ｃ）の間に、
ｂ）金属ハニカムマトリックスを起立した状態として、重力の作用により、はんだペーストが初めに施された一方の端面から他方の端面まで該はんだペーストを移動させる工程、
を有することを特徴とする方法。
【請求項４】
はんだペーストを、工程ａ）において予め定められた量で施す請求項１〜３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
はんだペーストを、工程ａ）において、ブラシコーティング、ナイフコーティング、ウォッシュコーティング、若しくはスプレーコーティング等のコーティングにより施すか、又はディスペンサー若しくはグラウトポンプを用いて施す請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
はんだペーストを、工程ｃ）において、波型のシートと滑らかなシート及び／又はこれらとハウジングの接触した結合部分に分布させる請求項１〜５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
はんだペーストを、金属ハニカムマトリックスにおける予め定められた領域に存在させる請求項１〜６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
エアフローパージを、０．２〜０．６Ｍｐａのゲージ圧の下で２〜１０秒間行う請求項１、又は請求項１を引用する請求項４〜７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
はんだペーストを、一の端部側に、弾頭状に、又は完全に分布された状態となるように分布させる請求項１〜８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、工程ａ）の前に金属ハニカムマトリックスを予備洗浄する工程を含む請求項１〜９の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
金属ハニカムマトリックスを、工程ｂ）において、１〜３０分の間起立させた状態とする請求項３、又は請求項３を引用する請求項４〜１０の何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
金属ハニカムマトリックスを、工程ｂ）において、垂直又は斜めに置く請求項３、又は請求項３を引用する請求項４〜１１の何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
上記はんだペーストが、はんだ粉末及び接着剤を含み、１５〜６０質量％の固体含有率を有する請求項１〜１２の何れか１項に記載に記載の方法。
【請求項１４】
固体はんだペーストが、ＢＮｉ−２、ＢＮｉ−５、ＢＮｉ−７、又は他のペースト状のろう材である請求項１〜１３の何れか１項に記載の方法。
【請求項１５】
２つの開口端面を有し、金属ハウジング、並びに滑らかな金属シート及び波型の金属シートを重ねて巻回することで構成された金属ハニカムコアを含む金属ハニカムマトリックスを製造する方法であって、
（１）請求項１〜１４の何れか１項に記載の方法に従い、ろう材を金属ハニカムマトリックスに施す工程と、
（２）ろう材を含む金属ハニカムマトリックスをろう付けする工程と、を有する製造方法。
【請求項１６】
上記工程（２）を真空ろう付けにより行う請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
真空ろう付けが、１×１０−３〜２×１０−２Ｐａの真空条件の下で、温度を９５０〜１２００℃に上昇させ、同温度を１０〜３０分維持する工程を含む請求項１６に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
要約すると、本発明は、ろう材を金属ハニカムマトリックスに施すための方法、金属ハニカムマトリックスを製造する方法、及び金属ハニカムマトリックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属ハニカムマトリックスは、通常、車両の排気ガスシステムにおける触媒の基体として使用され、２つの開口端を有するハウジングを備えており、しばしば円筒形状を呈し、ハウジング内においてハニカムコアを有する。ハニカムコアは、通常、滑らかな金属シートと波型の金属シートを積み重ねて巻回することで構成される。
【０００３】
この滑らかな金属シート又は金属箔、及び波型の金属シート又は金属箔は、ハニカムコア及びハウジングとともに、ろう材を用いて真空ろう付け技術により相互に結合される。
【０００４】
現在知られている技術として、ろう材を施す方法及び金属ハニカムマトリックスを形成する方法が種々開示されている。特許文献１、２、３、及び４に記載されている方法では、接着剤とろう粉を別々に施す、すなわち、滑らかな金属シート又は金属箔及び波型の金属シート又は金属箔を屈曲させる前に接着剤を施し、この屈曲の後又はハニカムコアがハウジングに埋め込まれた後にろう粉を施す方法が記載されている。なお、このハニカムコアは、その後、接着剤により金属壁に固定される。しかし、このように接着剤とろう粉を別々に施す方法は、以下の欠点を有する。粉状ろう材料は、通常、接着剤に一様に分布されないので、金属シート又は金属箔が、十分に硬く溶接されず、結果としてハニカムマトリックスの熱抵抗が小さくなる。さらに、これらの方法は、あまりにも多くの工程を有し、巻回の後にサイジングすれば明らかなように、コンパクトではない巻回状態であり、後の溶接の品質に悪影響を与える。
【０００５】
特許文献５には、滑らかな金属シート及び波型の金属シートを、初めに巻回して円筒形ハニカム要素を形成し、その後、好適な粘度を有するはんだ粉末及び結合剤からなるペーストを、ローラを用いて巻回されたハニカム要素の一方の端面又は両方の端面にはんだ付けするか、或いは巻回されたハニカム要素の一方の端面に予め定められた量のはんだをはんだ射出銃で射出する方法が開示されている。しかし、上記ローラははんだペーストをハニカム要素の端面に一様に分布させることができるに過ぎず、ハニカム要素の中央領域には塗布されない。さらに、上記方法では、一様にはんだペーストを塗布すること、及び所望の領域にペーストを塗布することが難しい。
【０００６】
特許文献６には、相互に取り付けられた平坦なプレート及び波型プレートを有する排ガス浄化触媒用の金属ハニカムマトリックスが開示されている。この金属ハニカムは、初めにろう材ストリップを平坦プレート及び波型プレートの上面に配置し、上部はんだストリップ及び下部はんだストリップを相互に整列させ、その後、これらをハニカムコアに対して巻回するか、又は積み重ねることにより構成される。しかし、はんだストリップを使用することにともなう問題は、ろう材により被覆された領域がろう付けに全く使用されずに、ろう材の無駄が生じて、さらには、残留するろう材がマトリックス内におけるセル領域を減少させて、ガス流量を減少させ背圧を増加させることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＵＳ２００１／００１３３９０Ａ１
【特許文献２】ＵＳ２００４／０２１７１４９Ａ１
【特許文献３】ＵＳ２００５／００９２７７９Ａ１
【特許文献４】ＵＳ２００７／００４０００４Ａ１
【特許文献５】ＵＳ４５２１９４７
【特許文献６】ＣＮ２８６１５０４Ｙ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、現在知られている技術には技術的欠陥があり、金属ハニカムマトリックスに良好な熱抵抗特性を与えることができない。また、この技術では多くの工程を要し、ろう材の無駄やマトリクス内におけるセル領域の減少という欠点もある。
【０００９】
これらの現在知られている技術の課題を克服するために、ハニカムマトリックスを簡易な製造する新たな方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明には、ろう材を金属ハニカムマトリックスに施す方法、金属ハニカムマトリックスを製造する方法、及び本発明の方法により製造される金属ハニカムマトリックスが含まれる。具体的には、本発明には以下の態様が含まれる。
【００１１】
１．２つの開口端面を有し、金属ハウジング、及び滑らかな金属シート及び波型の金属シートを重ねて巻回することで構成された金属ハニカムコアを含む金属ハニカムマトリックスにろう材を施す方法であって、
ａ）ろう材をペースト形態、すなわちはんだペーストの形態で金属ハニカムマトリックスの一方の端面に施す工程と、
ｃ）金属ハニカムマトリックス中にはんだペーストを分布させる工程と、
を有することを特徴とする方法。
【００１２】
２．はんだペーストを、工程ａ）において予め定められた量で施す１の方法。
【００１３】
３．はんだペーストを、工程ａ）において、ブラシコーティング、ナイフコーティング、ウォッシュコーティング、若しくはスプレーコーティング等のコーティングにより施すか、又はディスペンサーやグラウトポンプを用いて施す１又は２に記載の方法。
【００１４】
４．はんだペーストが、工程ｃ）において、波型シートと滑らかなシート及び／又はこれらとハウジングの接触した結合部分に分布される１〜３の何れかに記載の方法。
【００１５】
５．はんだペーストを、金属ハニカムマトリックスにおける予め定められた領域に存在させる１〜４の何れかに記載の方法。
【００１６】
６．工程ｃ）を、エアフローパージ又は遠心分離により行う１〜５の何れかに記載の方法。
【００１７】
７．エアフローパージを、圧縮空気を用いて実行する６に記載の方法。
【００１８】
８．エアフローパージを、０．２〜０．６Ｍｐａのゲージ圧の下で２〜１０秒間実行する６又は７に記載の方法。
【００１９】
９．上記遠心分離を、２００〜２０００ｒｐｍの速度で２〜１０秒の間実行する６に記載の方法。
【００２０】
１０．はんだペーストが、一の端部側に、弾頭状に、又は完全に分布された状態となるように分布される１〜９に記載の方法。
【００２１】
１１．さらに、工程ａ）の前に金属ハニカムマトリックスを予備洗浄する工程を含む１〜１０に記載の方法。
【００２２】
１２．さらに、工程ａ）と工程ｃ）の間に、
ｂ）金属ハニカムマトリックスを起立した状態にして、重力の作用により、はんだペーストをはんだペーストが初めに施された一方端面から他方端面まで該はんだペーストを移動させる１〜１１に記載の方法。
【００２３】
１３．金属ハニカムマトリックスが、１〜３０分の間起立させた状態とする１２に記載の方法。
【００２４】
１４．金属ハニカムマトリックスを、工程ｂ）において、垂直又は斜めに置く１２又は１３に記載の方法。
【００２５】
１５．上記はんだペーストが、はんだ粉末及び接着剤を含み、固体含有率が１５〜６０質量％である１〜１４の何れかに記載の方法。
【００２６】
１６．固体はんだペーストが、ＢＮｉ−２、ＢＮｉ−５、ＢＮｉ−７、又は他のペースト状のろう材である１〜１５の何れかの方法。
【００２７】
１７．２つの開口端面を有し、金属ハウジング、並びに滑らかな金属シート及び波型の金属シートを重ねて巻回することで構成された金属ハニカムコアを含む金属ハニカムマトリックスを製造する方法であって、
（１）上述１〜１６の何れかの方法にしたがい、ろう材を金属ハニカムマトリックスに施す工程と、
（２）ろう材を含む金属ハニカムマトリックスをろう付けする工程と、を有する製造方法。
【００２８】
１８．上記工程（２）を真空ろう付けにより実行する請求項１７の製造方法。
【００２９】
１９．真空ろう付けが、１×１０−３〜２×１０−２Ｐａの条件の下で、温度を９５０〜１２００℃に上昇させ、同温度を１０〜３０分維持する工程を含む１８の方法。
【００３０】
２０．上述の１６〜１８の何れかの方法により製造された金属ハニカムマトリックス。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ろうストリップを用いて金属ハニカムマトリックスを製造する従来の方法を示す図である。
【図２】本発明について、主に溶接結合部分における金属ハニカムマトリックスのはんだ分布を示す図である。
【図３】本発明の方法において、はんだペーストの塗布についての実施の形態を示す図である。
【図４】本発明の方法において使用されるエアフローパージの実施の形態を示す図である。
【図５】本発明の金属ハニカムマトリックスの軸部分におけるはんだペーストの分布を示す図である。
【図６】本発明におけるはんだペーストの一の端部側に分布した状態を示す図である。
【図７】本発明におけるはんだペーストの弾頭状形態の分布を示す図である。
【図８】本発明におけるはんだペーストの完全な分布を示す図である。
【図９】比較例における金属ハニカムマトリックスを製造する方法を示す図である。
【図１０】比較例における金属ハニカムマトリックスの構造を示す図である。
【図１１】パフォーマンス試験及び比較１において使用される反応器を示す図である。
【図１２】パフォーマンス試験及び比較１の後の触媒の写真を示す図であり、図１２−ａ〜図１２−ｃは、２２．５時間の耐久サイクル試験の後における実施例１のマトリックスを用いた触媒の写真を示しており、図１２−ｄ〜図１２−ｆは、４．５時間の耐久サイクル試験の後における実施例１のマトリックスを用いた触媒の写真を示している。
【図１３】実施例２及び比較例のマトリックスの軸部分を示しており、図１３−ａは比較例のマトリックスであり、図１３−ｂは実施例２のマトリックスである。
【図１４】パフォーマンス試験及び比較２の後の触媒の写真を示す図であり、図１４−ａは１２５時間の試験の後の比較例における触媒を示しており、図１４−ｂは２５０時間の試験の後の実施例２における触媒を示している。
【図１５】実施例３について、高温（１１００℃／４時間）処理の前と後におけるパフォーマンス比較、及び比較３におけるマトリックスの強度試験のデータを示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
金属ハニカムマトリックスは、通常、車両の排気ガスを洗浄するための触媒担体として使用され、端面開放の金属ハウジング、及び金属ハニカムコアを有している。この金属ハウジングは、その断面がしばしば円形、長方形、又は楕円形に形成されている。金属ハニカムコアは、滑らかな金属シート及び波型の金属シートを重ねて屈曲させることで構成される。屈曲されたハニカムコアは、その後ハウジング内に取付けられる。滑らかな金属シート又は箔及び波型の金属シート又は箔、同様にハニカムコア及びハウジングは、通常、ろう材と結合される。このようにして得られた金属ハニカムマトリックスは、２つの開口端面を有し、滑らかなシート又は箔と波型のシート又は箔との間、及びハニカムコアとハウジング状中空セルの間に、ガスを通すことができる。触媒の活性成分はマトリックスに支持されて最終的に触媒を形成する。この触媒は、車両の排気ガス通路に置かれ、一度排気ガスが通過させられると、ガスは活性成分と接触して触媒により洗浄される。
【００３３】
本発明の第１の態様は、上述のように、ろう材を金属ハニカムマトリックスに施す方法に関する。ここで、金属ハニカムマトリックスとは、金属ハウジング、及び金属ハニカムコアを含むマトリックスを意味し、滑らかな金属シート、波型金属シート、及びハウジングは、何れも相互に溶接されることなく、どのようなろう材も直接施されない。上記方法は、以下の工程を含む；
ａ）ペースト状のろう材、すなわちはんだペーストを金属ハニカムマトリックスの一方の端面に施す工程；
ｃ）はんだペーストを金属ハニカムマトリックスに分布させる工程。
【００３４】
本発明の方法によりろう材が施される金属ハニカムマトリックスは、滑らかな金属シート及び波型の金属シートを重ね及び巻回してハニカムコアを形成することにより製造することができ、その後、ハニカムコアをハウジング内に搭載する。このハウジングの断面は、円形、長方形、又は楕円形に形成されていても良い。ハニカムコアの巻回は、従来から知られている方法により実行され、巻回されたコアは単一の螺旋形状又はＳ形状であっても良い。
【００３５】
本発明の方法の工程ａ）において、ろう材はペースト状で塗布される。一つの実施の形態において、はんだペーストは、はんだ粉末及び接着剤を含む。原則として、本発明において市販されているはんだ粉末又は接着剤を使用することができる。はんだペーストの固体含有率は、１５〜６０質量％、例えば２０質量％、２５質量％、３０質量％、４０質量％、又は５０質量％である。
【００３６】
本発明によれば、市販されているＢＮｉ−２、ＢＮｉ−５、又はＢＮｉ−７のはんだペーストを使用しても良い。これらのはんだペーストは、上述の範囲の固体含有率を有していても良い。
【００３７】
本発明の方法の工程ａ）において、上記金属ハニカムマトリックスの特定の用途に応じて、予め定められた量ではんだペーストを塗布しても良い。具体的な量は、マトリックスは、セルの断面積が減少すること、又ははんだペーストが過剰量であることによりろう材料の無駄が生じることが無いようにしつつ、十分な溶接強度を持たせることができるように、実験的に予め決定されてもよい。
【００３８】
図３に示すように、工程ａ）において、はんだペーストは、例えばブラシコーティング、ナイフコーティング、ウォッシュコーティング、若しくはスプレーコーティング等のコーティング法により施されても良いし、又はディスペンサーやグラウトポンプを用いて施されても良い。本発明において、はんだペーストの塗布は一回で完了するので、本発明の方法の処理工程はより簡素且つ便利である。
【００３９】
一つの実施の形態において、はんだペーストは、工程ｃ）により、波型シートと滑らかなシート及び／又はこれらとハウジングの接触した結合部分に分布される。この方法の一つの利点として、はんだペーストが主として、溶接すべき結合部分に分布され、一方で溶接を費用としない領域には分布されず、これにより、図２に示すように、セル断面領域の減少及びろう材の無駄が避けられるという点が挙げられる。
【００４０】
本発明における他の利点として、ろう材としてはんだペーストが使用されることで、ハニカムコアを巻回するプろうセスにおいて他にろう材を使用する必要が無くなる。ハニカムコアを巻回した後、自動設備を用いて又は手動で所定量のはんだペーストをコアに注いで、セルの溝のはんだペーストで充填しても良い。次に、はんだが、エアフローパージ（高速度で高い圧力下であっても良い。）又は遠心分離（高速遠心分離であっても良い。）により、セルの溝に沿って軸方向への加速度を持って移動し、主として、波型のシートと滑らかなシートの結合部分に分布される。また、波型のシートとハウジングの結合部分においても、金属の表面上でペーストが侵入しない性質及び結合部分近傍の水力学的バランスを利用することにより、効率的にろう材を塗布することができる。
【００４１】
従って、本発明の好ましい実施の形態によれば、エアフローパージ又は遠心分離により工程ｃ）が実行される。
【００４２】
はんだペーストを金属ハニカムマトリックスに分布させることが可能となるように、図４に示すように、エアフローをマトリックスの端面から吹付けてはんだペーストが他方端面に塗布されるようにエアフローパージを実行しても良い。エアフローパージを２〜１０秒、３〜９秒、又は４〜７秒の間、０．２〜０．６Ｍｐａ、０．３〜０．５ＭＰａ、又は０．３〜０．４ＭＰａのゲージ圧のもと実行することが好ましい。
【００４３】
遠心分離法を採用した一つの実施の形態において、遠心分離は、２〜１０秒、３〜９秒、又は４〜７秒の間、２００〜２０００ｒｐｍ、５００〜１５００ｒｐｍ、又は８００〜１０００ｒｐｍの速度で実行される。
【００４４】
本発明において、特定の塗布方法により、はんだペーストがハニカムマトリックスにおける予め定められた領域に存在するようにしても良い。つまり、はんだペーストを金属ハニカムマトリックスの全体長さ又はそれらの一部長さに存在させるようにしても良い。それぞれの溶接の継ぎ目においてはんだペーストの分布長さと、はんだペーストと端面の間の距離とを、実質的に同じにしても良いし、又は相互に異なるようにしても良い。この場合、はんだペーストの長さと、はんだペーストと端面の間の距離と、が同じであり、金属ハニカムマトリックスの軸部分におけるはんだペーストを実質的に長方形に分布させる。
【００４５】
図５に示すように、本発明において、はんだペーストを単一端部形状、弾頭状又は完全な分散形状で分布させても良い。単一端部形状とは、はんだペーストの位置と金属ハニカムマトリックスの端面との間の距離が、金属ハニカムマトリックスの５０％以下、例えば４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、又は１０％以下であることを意味する。弾頭状分布形態とは、はんだペーストが金属ハニカムマトリックスの軸部分に弾頭状又は円錐状に分布していることを意味する。完全分布形態とは、はんだペーストが金属ハニカムマトリックスのほぼ全体の長さ、すなわちマトリックスの長さの９０％〜１００％に亘って分布していることを意味する。
【００４６】
本発明者は、金属ハニカムマトリックスの加熱の方法が、種々の場合において異なり、従って、その熱負荷分布のプろうフィールも変化することを発見した。本発明の方法によれば、はんだペーストを種々の塗布の場合に対して予め設定された領域に分布させて、熱負荷によるはんだ結合部分のクラックの発生を抑制し、金属ハニカムマトリックスの熱抵抗を高めて、その耐用年数を延長するようにしても良い。
【００４７】
予め定められた領域におけるはんだペーストの分布は、本発明の方法により実現することが可能である。例えば、エアフローパージ又は遠心分離の方法が採用される場合、はんだペーストは、その固体含有率、圧力、及びエアフローパージの持続時間、及び／又は遠心分離速度及び遠心分離時間等を調整することで所望の領域に分布させることができる。この態様において、はんだペーストの固体含有率が、１５〜６０質量％の範囲、例えば２０質量％、２５質量％、３０質量％、４０質量％、又は５０質量％であることが好ましい。エアフローパージを２〜１０秒、３〜９秒、又は４〜７秒の間、０．２〜０．６Ｍｐａ、０．３〜０．５ＭＰａ、又は０．３〜０．４ＭＰａのゲージ圧のもと実行することが好ましい。遠心分離は、２〜１０秒、３〜９秒、又は４〜７秒の間、２００〜２０００ｒｐｍ、５００〜１５００ｒｐｍ、又は８００〜１０００ｒｐｍの速度で実行される。
【００４８】
さらに、本発明の方法は、工程ａ）の前における金属ハニカムマトリックスの予備洗浄工程を含む。予備洗浄の工程を、超音波洗浄、水による洗浄の前の濃縮アルカリ溶液を用いた洗浄などの従来より広く知られた方法で実行しても良い。
【００４９】
さらに、本発明の方法は、工程ａ）〜ｃ）の間において、工程ｂ）を含んでいても良い。工程ｂ）においては、重力を利用して、金属ハニカムマトリックスを、塗布されたはんだペーストを、はんだペーストが初めに塗布された端面から他方端面まで移動させる。一つの実施の形態において、金属ハニカムマトリックスを１〜３０分の間、２〜２２分の間、又は５〜１８分の間、又は８〜１５分の間起立させた状態で放置する。この方法において、金属ハニカムマトリックスを垂直に又は斜めに配置することができる。
【００５０】
本発明の第２の態様は、２つの開放端面を有する金属ハニカムマトリックスを製造する方法に関し、この金属ハニカムマトリックスは、金属ハウジング、及び波型の金属シートを積み重ねて及び巻回して構成される金属ハニカムコアを含み、
この方法は、
（１）上述のろう材塗布方法により、ろう材を金属ハニカムマトリックスに塗布する工程と、
（２）金属ハニカムマトリックスをろう付けする工程と、
を含む。
【００５１】
また、本発明の第１の態様において言及されている全ての技術的内容は、本発明の第２の態様に適用することが可能であり、したがって、ここでは繰り返して記載しない。
【００５２】
好ましくは、上述の工程（２）を真空ろう付けにより実行する。より好ましくは、上記真空ろう付けは、１×１０−３〜２×１０−２Ｐａの真空条件の下、又は２×１０−３〜１×１０−２Ｐａの真空条件の下、温度を９５０から１２００℃、例えば９７０から１１００℃、又は９９０から１０５０℃に上昇させる工程、及びこの温度を１０〜３０分、例えば１５〜２７分、１８から２５分、又は２０分間維持する工程を含む。
【００５３】
本発明の第３の態様は、金属ハニカムマトリックスを製造する方法により製造された金属ハニカムマトリックスに関する。本発明による金属ハニカムマトリックスは、現在の技術からなる同一のものと比較して、背圧がより小さく、より熱抵抗が小さく、耐用期間がより短いという利点を有する。
【００５４】
（実施例１）
はんだペーストが浸みこんだ金属ハニカムマトリックスを、従来技術の方法により構成した。具体的には、数枚の金属箔を初めに圧縮して波型シートとし、その後、滑らかなシートの一枚、及び波型のシートの一枚を積み重ねて、把持装置に送り、マトリックスコアに一つの螺旋形状で巻回した。その後、これをハウジングに押し込めることではんだペーストが浸みこまされた中間製品を製造した。得られた中間製品の径は、φ４２ｍｍで長さ１００ｍｍであり、セル密度は３００ｃｐｓｉであり、φ４２×１００／３００ｃｐｓｉ金属ハニカムとしてラベルを貼った。上記中間製品を超音波で洗浄し、乾燥させ、その後、垂直に配置されたハニカムの端面を、調剤法により、Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ  Ｓｉｈａｉ社製の（図３参照）ＳＨ−２タイプ３軸自動ディスペンサーを用いてはんだペーストで浸した。使用されるはんだペーストは、ＢＮｉ−２である。これは、Ｈｅｅｓｕｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌ社により製造された固体含有率が５０％である生成物である。この生成物には５ｇのはんだペーストが塗布される。
【００５５】
はんだペーストで浸した後に２分間起立させた状態で放置した後、圧縮空気を用いてマトリックスをはんだペーストが塗布された端面から下方で洗浄した（図４）。洗浄パラメータは、以下の通りであった。
【００５６】
【表１】
0005869673.tif 000002
【００５７】
洗浄を完了した後に、マトリックスを真空ろう炉に送給した。１０−３Ｐａ以下の真空状態の下、温度を１０５０℃まで上昇させ、２０分間維持した。
【００５８】
（実施例２）
同じ工程を経て、実施例１で記載したようなはんだペーストに浸された金属ハニカムマトリックスが得られた。金属ハニカムマトリックスは、種々のサイズ及び形状を有していた。金属ハニカムマトリックスは、径がΦ６２ｍｍ、長さが５０ｍｍ、及びセル密度が４００ｐｓｉであり、Ｓ字状の内部コアを有し、Φ６２×５０／４００ｃｓｐｉ金属ハニカムとラベルした。これを音波で洗浄して乾燥させ、その後、Ｇｕｉｌｉｎ  Ｓｔｒａｉｇｈｔ  Ｐａｃｋｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ社製のＤＧタイプシングルヘッドペースト充填機を用いて、はんだペーストを、グラウト法で垂直に配置されたハニカムの端面に注いだ。使用したはんだペーストは、ＢＮｉ−５であった。これは、Ｈｅｅｓｕｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌ社により製造された固体含有率が２５％の生成物である。５ｇのＢＮｉ−５を使用した。
【００５９】
はんだペーストに浸した後、５分間放置した後、マトリックスを、遠心分離にかけるために、端面を下方にしてはんだペーストに浸された状態で遠心分離器に配置した。遠心分離パラメータは以下の通りである。
【００６０】
【表２】
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【００６１】
遠心分離を完了させた後に、マトリックスを真空ろう炉に移送する。１０−３Ｐａの真空状態の下、温度を１２００℃まで上昇させ、その状態で２０分間維持した。
【００６２】
（実施例３）
ペーストに浸した金属ハニカムマトリックスを、実施例１に記載の方法と同様の方法で構成したが、異なる大きさとした。ハニカム金属マトリックスは、Φ３５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、及びセル密度２００ｐｓｉを有し、Φ３５×５０／２００ｃｐｓｉ金属ハニカムとラベルした。このマトリックスを音波で洗浄し、乾燥し、その後、Ｇｕｉｌｉｎ  Ｓｔｒａｉｇｈｔ  Ｐａｃｋｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ社製のＤＧタイプシングルヘッドペースト充填機を用いてグラウト法によりはんだペーストを垂直に配置されたハニカムの端面に注いだ（図３参照）。使用したはんだペーストは、ＢＮｉ−７であった。これは、Ｈｅｅｓｕｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌ社により製造された固体含有率が５０％の生成物である。５ｇのＢＮｉ−５を使用した。
【００６３】
はんだペーストを浸した後に２分間起立した状態で放置した後、はんだペーストが塗布された端面から圧縮空気を下方向に供給することでマトリックスを洗浄した（図４参照）。洗浄パラメータは以下の通りである。
【００６４】
【表３】
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【００６５】
洗浄を完了した後、マトリックスを真空ろう炉に配置した。１０−３Ｐａ以下の真空下で温度を９８０℃に上昇させ、その状態で２０分間維持した。
【００６６】
（比較例）
ＣＮ２８６１５０４Ｙの明細書の２ページにおける「実施の形態」に基づいて、多くの金属ハニカムマトリックスを、Ｓｈａｎｇｈａｉ  Ｓｈｉｌｕ  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｍｅｔａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌ社製のＢＮｉ−５ろうストリップを用いて構成した。これらマトリックスは、図１０に示す態様の構造を有し、その大きさは実施例１、２、及び３のものと同じであった。構成されたマトリックスを真空ろう炉に入れて、１０−３Ｐａの真空状態の下、温度を１２００℃まで上昇させ、その状態で２０分間維持した。
【００６７】
パフォーマンス試験及び比較１
実施例１における金属ハニカムと比較例における金属ハニカムを、従来のディップコート法を用いて触媒によりウォッシュコーティングした。コーティングされた触媒を乾燥し、焼成した。触媒中における貴金属ＰｔとＲｈの比は、５／１であった。全貴金属含有率は、５０ｇ／ｆｔ３であった。
【００６８】
触媒を、ある反応器に設けた（図１１参照）。試験において、ＹＡＭＡＨＡ製のＮＹ１２５  ２ストローク  １２４ｃｃエンジンを用いたので、触媒温度がやや高くなり、触媒反応により劇的な温度変化が起こり得る。試験において、触媒の前部におけるエンジンの排出温度、触媒中央床の温度、及び触媒の後ろのエアフロー温度を監視した。
【００６９】
テストを行った温度範囲を以下に記録した。
【００７０】
【表４】
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【００７１】
サンプルの状況をチェックするために、エンジンを４．５時間ごとに停止した。本発明の実施例１のサンプルは、上記４．５時間の５サイクル（すなわち、２２．５時間）の耐久試験の後であってもまだ、完全な状態の構造を有していた。一方、比較例のサンプルでは、１回の４．５時間の耐久試験の後で、深刻な構造的損傷が確認された（図１２参照）。
【００７２】
これは、触媒に対して過酷な動作条件においても、本発明のハニカムはより長い耐用期間を有することの証拠となる。
【００７３】
パフォーマンス試験及び比較２
実施例２における金属ハニカムと対応する比較例における金属ハニカムを、軸方向に沿って切断し開いた（図１３参照）。
【００７４】
実施例２における金属ハニカムでは、溶接の継ぎ目部分においてはんだが一様に分布しており、一方で比較例の金属ハニカムでは、はんだが全体の面に分布していることが分かった。
【００７５】
実施例２の金属ハニカム及び比較例の金属ハニカムを、従来のディップコート法を用いて触媒によりウォッシュコーティングした。コーティングされた触媒を乾燥し、焼成した。触媒中における貴金属Ｐｔ、Ｐｄ、及びＲｈの比は、１／１８／１であった。全貴金属含有率は、５０ｇ／ｆｔ３であった。
【００７６】
１Ｐ９０／４２０ｃｃ万能吸音機械内において、触媒をカプセルに封入し、この触媒に対して、定格速度及び完全負荷の下で耐久試験を行った。結果は以下の通りである。１２５時間の試験の後、比較例のものは損傷していた一方、実施例２の構造は、２５０時間の試験の後でも図１４に示すように、良好な状態を保っていた。
【００７７】
パフォーマンス試験及び比較３
実施例３における金属ハニカム及び対応する比較例をマッフル炉に配置して、１１００℃で４時間の除去を行い、室温まで冷却して、押出圧力試験を行った。この試験は主として、高い温度に曝された後のマトリックスの機械的強度の変化を検査するために行うものである。結果を図１５に示す。実施例３は高温に対する抵抗において明らかな利点があった。
【符号の説明】
【００７８】
１  滑らかなシート
２  波型シート
３  ろうストリップ
４  はんだペースト
５  巻回された金属ハニカム
６  はんだペースト散布装置
７  高圧エアノズル
８  ろう材分布領域
１０  金属ハニカムコア
１１  金属ハウジング
１２、１３、１５  触媒の前、中、及び後における３つの温度測定点
１４  内部に触媒を有する反応器
１６  エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２−ａ】
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【図１２−ｂ】
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【図１２−ｃ】
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【図１２−ｄ】
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【図１２−ｅ】
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【図１２−ｆ】
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【図１３−ａ】
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【図１３−ｂ】
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【図１４−ａ】
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【図１４−ｂ】
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【図１５】
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