(57)【要約】【課題】  火炎がコア部全体に行き渡るようにして表面処理できるようにし、しかも短時間で、且つ触媒性能の向上が図れるメタル担体の製造方法を提供する。【解決手段】  少なくとも一方が波型とされた二枚の金属板４、５を重ね円筒状に巻回してハニカム構造としたコア部２を、外筒３に圧入し接合一体化してメタル担体１を製造した後、メタル担体１を軸方向に立て、その下面側に設けたバーナー８による火炎９でメタル担体１の箔表面をフレーム処理する。その際に、メタル担体１の上面側に設けたブロワー１０で前記火炎９を吸引して表面処理を行う。その後、メタル担体１に触媒スラリーを塗布する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が波型とされた二枚の金属板（４、５）を重ね円筒状に巻回してハニカム構造としたコア部（２）を、外筒（３）に圧入し接合一体化してメタル担体（１）を製造するメタル担体製造工程と、
前記メタル担体（１）を軸方向に立て、その一面側に設けた燃焼手段（８）による火炎（９）でメタル担体（１）をフレーム処理し、その際に、メタル担体（１）の他面側に設けた火炎吸引手段（９，１０，１１）で前記火炎（９）を吸引して表面処理を行う表面処理工程と、
表面処理後のメタル担体（１）に触媒スラリーを塗布する触媒塗布工程とを備えたことを特徴とするメタル担体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタル担体の製造方法に関し、メタル担体と触媒スラリーとの密着性を改善するフレーム処理による表面処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用の触媒コンバータ（メタル担体）は、波板と平板或いは高さの異なる波板同士を重ねて円筒形状とし、その円筒形状としたコア部をステンレスなどの外筒に圧入し接合一体化した後、ハニカム構造を構成するセル部表面に触媒スラリーを塗布することで製造される。
【０００３】
触媒は、メタル担体表面（詳細にはコア部のセル部表面）に触媒成分を均一にコートすることで性能（排ガス中からＮＯｘ等の有害物を削減する能力）が向上することが知られている。特に、メタル担体（金属製触媒担体）は、その金属表面に対して所望の表面処理（下地処理）を行うことでメタル担体と触媒との密着性、コーティング特性が向上する。
【０００４】
表面処理方法としては、メタル担体を薬液に浸漬する方法（例えば、特許文献１など参照）、メタル担体を炉内で熱処理する方法、メタル担体を火炎であぶるフレーム処理方法などがある。
【０００５】
図４はメタル担体を薬液に浸漬させて表面処理する方法を利用してメタル担体を製造する方法の一例を示す工程図である。この方法では、同図（Ａ）で製造したハニカム構造のメタル担体１０１を、同図（Ｂ）に示す浴槽１０２に満たしたＳｉＯ2−ＣｒＯ3水溶液１０３の中に浸漬させた後、同図（Ｃ）に示すオーブン１０４にメタル担体１０１を入れて乾燥させる。その後、メタル担体１０１を、同図（Ｄ）に示す浴槽１０５に満たした触媒スラリー１０６の中にディッピングして表面に触媒を塗布する。
【０００６】
図５はメタル担体を炉内で熱処理させて表面処理する方法を利用してメタル担体を製造する方法の一例を示す工程図である。この方法では、同図（Ａ）で製造したハニカム構造のメタル担体１０１を、同図（Ｂ）で示す電気炉１０７内に入れ熱処理して素材表面にアルミの酸化被膜を形成する。その後、メタル担体１０１を、同図（Ｃ）に示す浴槽１０５に満たした触媒スラリー１０６の中にディッピングして表面に触媒を塗布する。
【０００７】
図６はフレーム処理させて表面処理する方法を利用してメタル担体を製造する方法の一例を示す工程図である。この方法では、同図（Ａ）で製造したハニカム構造のメタル担体１０１を、例えば有機ケイ素、空気及びＬＰＧをバーナー１０７に送って燃焼する火炎１０８であぶり、その素材表面に酸化ケイ素膜を形成する。その後、メタル担体１０１を、同図（Ｃ）に示す浴槽１０５に満たした触媒スラリー１０６の中にディッピングして表面に触媒を塗布する。
【０００８】
このように、何れの方法を使用してメタル担体１０１の表面に表面処理を行えば、素材の濡れ性が向上し触媒スラリー１０６がムラなく均一に塗布されることになり、メタル担体１０１の性能も向上する。
【特許文献１】特開平９−７０５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、メタル担体１０１を薬液に浸漬させる方法を使用した場合には、薬液への浸漬時間は短くて済むが、乾燥工程が必要となり工程数の増加並びに乾燥時間の増大を招く。
【００１０】
また、熱処理の場合は、表面に酸化被膜の形成が必要なために、十分な被膜形成のためにはある程度の時間が掛かる。
【００１１】
また、フレーム処理は、僅か数秒で済むがハニカム構造の内部にまで火炎１０８が届かず、コア部全体に酸化ケイ素膜を形成することができない。
【００１２】
そこで、本発明は、上述の実状に鑑みてなされたものであり、火炎がコア部全体に行き渡るようにして表面処理できるようにし、しかも短時間且つ触媒性能の向上が図れるメタル担体の製造方法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】
【００１３】
本発明のメタル担体の製造方法は、少なくとも一方が波型とされた二枚の金属板を重ね円筒状に巻回してハニカム構造としたコア部を、外筒に圧入し接合一体化してメタル担体を製造するメタル担体製造工程と、前記メタル担体を軸方向に立て、その下面側に設けた燃焼手段による火炎でメタル担体をフレーム処理し、その際に、メタル担体の上面側に設けた火炎吸引手段で前記火炎を吸引して表面処理を行う表面処理工程と、表面処理後のメタル担体に触媒スラリーを塗布する触媒塗布工程とを備える。
【００１４】
火炎は、コア部の上面にその先端が少なくとも飛び出るまで吸引することとする。また、二枚の金属板は、波板と平板の組み合わせ、または、高さの異なる波板同士の組み合わせでもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のメタル担体の製造方法によれば、メタル担体の下面側に設けた燃焼手段による火炎を、該メタル担体の上面側に設けた火炎吸引手段で吸引してフレーム処理を行うので、火炎をコア部全体に亘り行き渡らせることが可能となり、ハニカム構造からなるコア部全体を短時間にて表面処理することができる。したがって、その後に行う触媒スラリーを塗布する工程では、濡れ性の向上したコア部のセル部全体に亘り均一に触媒を塗布することができ、排ガス中から有害物（ＮＯｘ等）を削減する性能の高いメタル担体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
先ず、メタル担体の構成について説明する。
【００１８】
図１はメタル担体の一例を示し、（Ａ）は外筒の一部を破断して示すメタル担体の斜視図、（Ｂ）はコア部の要部拡大断面図である。
【００１９】
触媒を有するメタル担体１は、図１に示すように、ハニカム構造をなすコア部２と、このコア部２をその内部に圧入させる円筒形状の外筒３とから構成され、少なくともコア部２のセル部表面に触媒層７が形成された構造とされている。
【００２０】
コア部２は、例えば箔厚２０〜１００μｍのステンレス鋼板からなる波板４と、同じくステンレス鋼板からなる平板５とを有し、これら波板４と平板５を重ね合わせ芯材に巻き付けることで円筒形状とされる。
【００２１】
かかるコア部２は、波板４と平板５を重ねことによって出来たそれらの空間形状をセル形状とし、その空間部をセル部６とする。そして、このコア部２は、セル部６の集合体によってハニカム構造を構成する。
【００２２】
外筒３は、コア部２と同じくステンレス等からなり、その内部にコア部２を圧入し得る程度の円筒体として形成されている。
【００２３】
触媒層７は、ハニカム構造からなるコア部２のセル部６内面に、均一に塗布されることにより形成されている。
【００２４】
次に、メタル担体１の製造方法について説明する。
【００２５】
図２はフレーム処理によって箔表面に濡れ性に優れた皮膜を形成するための表面処理工程を示す工程図、図３は火炎吸引手段を使用せずにフレーム処理を行ったときの表面処理工程を示す工程図である。
【００２６】
先ず、メタル担体１を製造するメタル担体製造工程を行う。具体的には、波板４と平板５を重ねた後、これら波板４と平板５を芯材（図示は省略する）に巻き付け円筒体としてコア部２を形成する。次に、得られたコア部２を外筒３に圧入した後、これらコア部２と外筒３を拡散接合またはロウ付けによって接合一体化する。これにより、ハニカム構造のメタル担体１が得られる。
【００２７】
次に、メタル担体１にフレーム処理を行って表面処理を行う表面処理工程を行う。具体的には、図２に示すように、メタル担体１を軸方向に立て（メタル担体１を垂直に立てて）、その下面側に設けた燃焼手段であるバーナー８による火炎９でメタル担体１をフレーム処理する。バーナー８には、例えば有機ケイ素（Ｓｉ−Ｃ）と、燃料としてのＬＰＧ（液化石油ガス）及び、空気を供給する。これらをバーナー８で燃焼させることで、メタル担体１の下面よりコア部２をあぶる。
【００２８】
また、この表面処理工程では、メタル担体１の上面側に設けた火炎吸引手段で前記火炎９を吸引する。火炎吸引手段は、ブロワー１０と、このブロワー１０に接続されるホース１１と、メタル担体１の上面側を覆って設けられる耐熱性カバー１２とを備える。
【００２９】
耐熱性カバー１２は、メタル担体１の上面全体を覆って設けられる漏斗形状をなす耐熱性を有したカバーとされる。この耐熱性カバー１２には、火炎９の状態が外から見えるように内部が透過可能な石英ガス等の耐熱ガラスからなるものを使用することが好ましい。耐熱性カバー１２の先端には、ブロワー１０に接続される耐熱性のホース１１が取り付けられている。
【００３０】
ブロワー１０による吸引は、メタル担体１のコア部２の上面に火炎９の先端が少なくとも飛び出るまで行うこととする。これにより、火炎９は、コア部２の下面からその内部の奥にまで行き渡ることになる。なお、ブロワー１０による火炎９の吸引を行わなかった場合は、図３に示すように、火炎９はコア部２の内部に入らずに外側に逃げてしまう。
【００３１】
次に、表面処理後のメタル担体１に触媒スラリーを塗布する触媒塗布工程を行う。触媒塗布工程は、例えば図４（Ｄ）の方法と同様に浴槽１０５に満たした触媒スラリー１０６の中にディッピングして表面に触媒を塗布する。
【００３２】
このような工程を経てメタル担体１を製造すれば、表面処理工程にて火炎９をコア部全体に亘り行き渡らせることができるので、濡れ性に優れた皮膜をコア部全体の箔表面に均一に形成することができる。そのため、触媒塗布工程では、触媒スラリーに対する濡れ性が向上し、コア部２のセル部全体に亘り触媒を均一に塗布することができる。その結果、メタル担体１の触媒性能（排ガス中からＮＯｘ等を削除する性能）が大幅に向上する。
【００３３】
また、本実施の形態によれば、フレーム処理にて表面処理を行っているので、薬液などにメタル担体を浸漬させて処理する他の工法に比べて短時間で十分な濡れ性を確保することができる効果が得られる。したがって、メタル担体１の製造時間を大幅に短縮することができ製造効率の向上並びに製造コストを低減することができる。
【００３４】
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述した実施の形態は、本発明の一例であることからこれらの実施の形態に制限されることはない。
【００３５】
例えば、上述の実施の形態では、波板４と平板５を重ね芯材に巻き付けて円筒形状のコア部２を形成したが、波の高さの異なる波板４同士を重ねたものを芯材に巻き付けて円筒状のコア部２としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施の形態におけるメタル担体の一例を示し、（Ａ）は外筒の一部を破断して示すメタル担体の斜視図、（Ｂ）はコア部の要部拡大断面図である。
【図２】本発明方法の工程を示し、フレーム処理によって酸化ケイ素膜を形成するための表面処理工程を示す工程図である。
【図３】本発明方法の工程を示し、火炎吸引手段を使用せずにフレーム処理を行ったときの表面処理工程を示す工程図である。
【図４】従来方法の工程を示し、メタル担体を薬液に浸漬させて表面処理する方法を利用してメタル担体を製造する方法の一例を示す工程図である。
【図５】従来方法の工程を示し、メタル担体を炉内で熱処理させて表面処理する方法を利用してメタル担体を製造する方法の一例を示す工程図である。
【図６】従来方法の工程を示し、フレーム処理させて表面処理する方法を利用してメタル担体を製造する方法の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…メタル担体
２…コア部
３…外筒
４…波板
５…平板
６…セル部
７…触媒層
８…バーナー（燃焼手段）
９…火炎
１０…ブロワー（火炎吸引手段）
１１…ホース（火炎吸引手段）
１２…耐熱性カバー（火炎吸引手段）
【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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