(57)【要約】【課題】金属の素材同士を拡散接合によってお互いに接続して金属製触媒担体を製造する金属製触媒担体の製造方法において、量産性に優れるものを提供する。【解決手段】第１の金属板３と第２の金属板５とをお互いに接触させ、アルゴンガス雰囲気下で熱処理するとともに、一酸化炭素の濃度を５０ｐｐｍ以下に制御する金属製触媒担体１の製造方法である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属板と第２の金属板とをお互いに接触させ、アルゴンガス雰囲気下で熱処理するとともに、一酸化炭素の濃度を５０ｐｐｍ以下に制御することを特徴とする金属製触媒担体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の金属製触媒担体の製造方法において、
前記一酸化炭素の濃度を１０ｐｐｍ以上に制御することを特徴とする金属製触媒担体の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の金属製触媒担体の製造方法において、
前記熱処理の温度は、１２００℃以上であることを特徴とする金属製触媒担体の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の金属製触媒担体の製造方法において、
前記熱処理の温度は、１３５０℃以下であることを特徴とする金属製触媒担体の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の金属製触媒担体の製造方法において、
前記第１の金属板と前記第２の金属板とを、カーボンベルトコンベヤ上に載置して移動するときに、前記アルゴンガス雰囲気下での熱処理をすることを特徴とする金属製触媒担体の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の金属製触媒担体の製造方法において、
前記アルゴンガス雰囲気下で熱処理は、カーボンマッフル炉内でおこなわれることを特徴とする金属製触媒担体の製造方法。
【請求項７】
第１の金属板と第２の金属板とがお互いに接触していることで生成されている仮組立体を載置して移動させるカーボンベルトコンベヤと、
前記仮組立体とこの仮組立体を載置しているカーボンベルトコンベヤの部位とが、内部に入るカーボンマッフル炉と、
前記カーボンマッフル炉内にアルゴンガスを供給するアルゴンガス供給部と、
前記カーボンマッフル炉内の前記仮組立体を加熱するヒータと、
前記カーボンマッフル炉の一酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭素濃度検出センサと、
前記カーボンベルトコンベヤに載置されている前記仮組立体を前記カーボンマッフル炉内で熱処理をするときに、前記カーボンマッフル炉内のアルゴンガス雰囲気下における一酸化炭素の濃度を５０ｐｐｍ以下にし、前記熱処理の温度を１２００℃以上１３５０℃以下にするように、前記アルゴンガス供給部と前記ヒータとを制御する制御部と、
を有することを特徴とする金属製触媒担体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製触媒担体の製造方法および金属製触媒担体の製造装置に係り、特に、金属同士を拡散接合によってお互いに接続して金属製触媒担体を製造するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属の素材同士を補助剤を使わず拡散接合によって接合することで、金属製触媒担体を製造する方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記従来の製造方法では、金属の素材が耐酸化性維持のため緻密な酸化被膜形成能力のあるアルミニウムを含んでいるために、その酸化被膜が接合を妨害するので低酸素分圧雰囲気で接合のための熱処理をする必要がある。そこで、上記従来の製造方法では、真空炉内で熱処理をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２６３４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の方法では、真空炉で真空、若しくは低酸素分圧を維持するために生産方式をセミバッチ式にせざるを得ず、また、真空炉内の均熱性が悪く、受熱交換量が少なく、金属素材の昇温特性が低く、更にバッチに伴う積み込み、積み下ろしの作業が追加されるなど量産がしにくいという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、金属の素材同士を拡散接合によってお互いに接続して金属製触媒担体を製造する金属製触媒担体の製造方法および金属製触媒担体の製造装置において、量産性に優れるものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、第１の金属板と第２の金属板とをお互いに接触させ、アルゴンガス雰囲気下で熱処理するとともに、一酸化炭素の濃度を５０ｐｐｍ以下に制御する金属製触媒担体の製造方法である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の金属製触媒担体の製造方法において、前記一酸化炭素の濃度を１０ｐｐｍ以上に制御する金属製触媒担体の製造方法である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の金属製触媒担体の製造方法において、前記熱処理の温度は、１２００℃以上である金属製触媒担体の製造方法である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の金属製触媒担体の製造方法において、前記熱処理の温度は、１３５０℃以下である金属製触媒担体の製造方法である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の金属製触媒担体の製造方法において、前記第１の金属板と前記第２の金属板とを、カーボンベルトコンベヤ上に載置して移動するときに、前記アルゴンガス雰囲気下での熱処理をする金属製触媒を担体の製造方法である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の金属製触媒担体の製造方法において、前記アルゴンガス雰囲気下で熱処理は、カーボンマッフル炉内でおこなわれることを特徴とする金属製触媒担体の製造方法である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、第１の金属板と第２の金属板とがお互いに接触していることで生成されている仮組立体を載置して移動させるカーボンベルトコンベヤと、前記仮組立体とこの仮組立体を載置しているカーボンベルトコンベヤの部位とが、内部に入るカーボンマッフル炉と、前記カーボンマッフル炉内にアルゴンガスを供給するアルゴンガス供給部と、前記カーボンマッフル炉内の前記仮組立体を加熱するヒータと、前記カーボンマッフル炉の一酸化炭素の濃度を検出する一酸化炭素濃度検出センサと、前記カーボンベルトコンベヤに載置されている前記仮組立体を前記カーボンマッフル炉内で熱処理をするときに、前記カーボンマッフル炉内のアルゴンガス雰囲気下における一酸化炭素の濃度を５０ｐｐｍ以下にし、前記熱処理の温度を１２００℃以上１３５０℃以下にするように、前記アルゴンガス供給部と前記ヒータとを制御する制御部とを有する金属製触媒担体の製造装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、金属の素材同士を拡散接合によってお互いに接続して金属製触媒担体を製造する金属製触媒担体の製造方法および金属製触媒担体の製造装置において、量産性に優れるものを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る金属製触媒担体の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る金属製触媒担体の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る金属製触媒担体の拡散接合部の拡大図である。
【図４】本発明の実施形態に係る金属製触媒担体の製造装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
金属製触媒担体（メタル担体ハニカム）１は、たとえば、自動車の触媒コンバータに使用されるものであり、図１で示すように、第１の金属板（たとえば平板状の金属製板；金属素材）３と第２の金属板（波板状の金属製板；金属素材）５とを交互に巻回して形成された仮組立体（金属製触媒担体素子；図２参照）７を、拡散接合することで製造される。
【００１７】
拡散接合がされた状態では、たとえば、図３で示すように、平板状の金属製板３の一部と波板状の金属製板５の一部（頂上部）とがお互いに接触（当接）しており、平板状の金属製板３と波板状の金属製板５との間に接合部９が形成される。
【００１８】
なお、平板状の金属製板３、波板状の金属製板５は、たとえば、Ｆｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌ合金で構成されており、上記巻回後仮止めし、外筒（図示せず）を装着した状態で仮組立体７とする。
【００１９】
次に、金属製触媒担体１の製造方法について説明する。
【００２０】
金属製触媒担体１の製造方法では、上述したように、第１の金属板３の一部と第２の金属板５の一部とをお互いに接触させて生成された仮組立体７を、アルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気下で熱処理するとともに、アルゴンガス雰囲気下における一酸化炭素（ＣＯ）の濃度（体積濃度）を５０ｐｐｍ以下に制御（管理）する。熱処理の温度は、１２００℃以上１３５０℃以下にする。
【００２１】
より好ましくは、一酸化炭素（ＣＯ）の濃度（体積濃度）を１０ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ以下に制御（管理）する。
【００２２】
また、金属製触媒担体１の製造方法では、図４で示すように、平板状の金属製板３と波板状の金属製板５と外筒（図示せず）からなる仮組立品７を、カーボンとの直接接触を避けるためのセラミックス又は表面をセラミックスで溶射したようなカーボン製のトレイ（図示せず）を介してカーボンベルトコンベヤ１１上に載置して移動するときに、アルゴンガス雰囲気下での熱処理をヒータ１７を用いて行う。さらに、アルゴンガス雰囲気下で熱処理は、カーボンマッフル炉１３内でおこなわれる。
【００２３】
金属製触媒担体１の製造方法によれば、真空炉を用いることなく、アルゴンガス雰囲気下での熱処理で、容易に測定できる一酸化炭素の濃度を管理しつつ金属製触媒担体１を製造するので、熱処理ラインの連続化を容易に行うことができ、金属製触媒担体１の生産性が向上し品質が均一になる。なお、一酸化炭素は、たとえば、大気に含まれていた酸素が外炉内搬送時に紛れこんだり、供試品の吸着水分が分解したりしてアルゴンガス雰囲気中に微量に存在することで生成されものである。
【００２４】
また、金属製触媒担体１の製造方法によれば、通常の真空炉では限界に近い１２５０℃よりも高い１３００℃以上の温度で熱処理も可能なため加熱時間の短縮が可能になる。
【００２５】
また、金属製触媒担体１の製造方法によれば、仮組立体７をカーボンベルトコンベヤ１１上に載置して移動しながらアルゴンガス雰囲気下で熱処理をするので、金属製触媒担体１ごとの加熱雰囲気に対する曝露条件が均一に近づき、熱処理ラインを連続炉化でき生産性および品質の均一性が一層優れたものとなる。
【００２６】
また、熱処理時の一酸化炭素濃度や熱処理温度をモニターし、金属製触媒担体１毎に識別符号を付し、上記モニター結果と上記識別符号とを対応させて記録することで、金属製触媒担体１一つ一つ毎の細かい（バケットごとの平均値で無い）経歴を保存管理することができる。
【００２７】
また、仮組立体７は、耐酸化性確保のためにアルミニウムを含むが、カーボンマッフル炉１３内で低酸素雰囲気にすれば、表面酸化物層が破れ、拡散接合がなされる。
【００２８】
ここで、上述した金属製触媒担体１の製造方法を行う装置の一例として、金属製触媒担体の製造装置（金属製触媒担体製造装置）１５を掲げて説明する。
【００２９】
金属製触媒担体製造装置１５は、カーボンベルトコンベヤ１１とカーボンマッフル炉１３とアルゴンガス供給部１９とヒータ１７と一酸化炭素濃度検出センサ２１と制御部（ＣＰＵとメモリとを含む制御部）２３と図示しない温度センサ（カーボンマッフル炉１３内の温度測定サンサ）とを備えて構成されている。
【００３０】
カーボンベルトコンベヤ１１は、第１の金属板３の一部と第２の金属板５の一部とがお互いに接触していることで生成されている仮組立体７を載置して移動させるようになっている。
【００３１】
カーボンマッフル炉１３に内部には、仮組立体７とこの仮組立体７を載置しているカーボンベルトコンベヤ１１の部位とが入るようになっている。
【００３２】
アルゴンガス供給部１９は、カーボンマッフル炉１３内にアルゴンガスを供給するようになっている。
【００３３】
ヒータ１７は、カーボンマッフル炉１３の外側に設けられており、カーボンマッフル炉１３内の仮組立体７をカーボンマッフル炉１３の外部から加熱するようになっている。
【００３４】
一酸化炭素濃度検出センサ２１は、カーボンマッフル炉１３内の一酸化炭素の濃度を検出するようになっている。
【００３５】
制御部２３は、カーボンベルトコンベヤ１１にトレイを介して載置されている仮組立体７をカーボンベルトコンベヤ１１で移動させつつカーボンマッフル炉１３内で熱処理をするときに、一酸化炭素濃度検出センサ２１の検出結果と上記温度センサの検出結果とに応じて、カーボンマッフル炉１３内のアルゴンガス雰囲気下における一酸化炭素の濃度を５０ｐｐｍ以下にし、熱処理の温度を１２００℃以上１３５０℃以下にするように、アルゴンガス供給部１９とヒータ１７とを制御するようになっている。
【００３６】
尚、上述では、一酸化炭素の濃度を５０ｐｐｍ以下としているが、より好ましくは、一酸化炭素濃度を１０ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ以下に制御する。
【００３７】
金属製触媒担体製造装置１５についてさらに詳しく説明する。
【００３８】
金属製触媒担体製造装置１５には、仮組立体７の搬送方向で、前室２５、カーボンマッフル炉１３で構成された加熱室２７、冷却室２９、後室３１が、この順に水平方向でならんで配置されている。
【００３９】
前室２５では、大気を加熱室２７の雰囲気（アルゴンガスの雰囲気）に置換するようになっている。冷却室２９では、溶融接合で生成された金属製触媒担体１を冷却するようになっている。後室３１は、加熱室２７の雰囲気のシールを目的とした置換室である。なお、雰囲気をシールする目的のために、前室２５と後室３１とには、通常ステンレススチール等で構成されたカーテンが設けられている。ただし、この部分については真空パージ室にしてより内部雰囲気を外部と遮断することも可能である。
【００４０】
また、前室２５内、加熱室２７内、冷却室２９内、後室３１内は、常圧（大気圧と等しいか、大気圧よりも僅かに高い圧力）になっている。
【００４１】
前室２５でカーボンベルトコンベヤ１１上にトレイを介して載置された仮組立体は、前室２５、加熱室２７、冷却室２９、後室３１をこの順に通過して、拡散接合がなされ、後室３１において、搬出されるようになっている。
【符号の説明】
【００４２】
１  金属製触媒担体
３  第１の金属板
５  第２の金属板
７  仮組立体
１１  カーボンベルトコンベヤ
１３  カーボンマッフル炉
１５  金属製触媒担体製造装置
１７  ヒータ
１９  アルゴンガス供給部
２１  一酸化炭素濃度検出センサ
２３  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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