(57)【要約】【課題】  ハニカム体の材料となる金属箔の表面洗浄度を向上させることにより、製品品質、耐久性、及び浄化性能を向上できる金属触媒担体の製造方法の提供。【解決手段】  アンコイラ2a,8aに巻かれた金属箔1,7を波状と平板状に加工した後、波状の金属箔１と平板状の金属箔７とを重ねた状態で多重に巻回してロール状のハニカム体１３を形成し、ハニカム体１３を筒状の外筒１５に圧入した後、加熱して該ハニカム体１３の金属箔1,7の接合部同士を拡散接合する金属触媒担体１６の製造方法において、アンコイラ２ａから解かれた後で波板状に加工される直前にハニカム体１３の材料となる帯状の金属箔1,7の表面の異物を削り取る異物除去工程（削り工程9,10及び拭き取り工程3,4）を備えることとした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンコイラに巻かれた金属箔を波状、小波状または平板状に加工した後、波状の金属箔と、小波状または平板状の金属箔とを重ねた状態で多重に巻回してロール状のハニカム体を形成し、
前記ハニカム体を筒状の外筒に圧入した後、加熱して該ハニカム体の金属箔の接合部同士を拡散接合する金属触媒担体の製造方法において、
少なくとも前記アンコイラから解かれた後で波板状に加工される直前に前記ハニカム体の材料となる帯状の金属箔の表面の異物を削り取る異物除去工程を備えることを特徴とする金属触媒担体の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の金属触媒担体の製造方法において、
前記異物除去工程を経た金属箔をリコイラに巻き取る工程を備えることを特徴とする金属触媒担体の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の金属触媒担体の製造方法において、
前記異物除去工程は、金属箔の厚みが一定となるように削る量を調整することを特徴とする金属触媒担体の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のうちのいずれかに記載の金属触媒担体の製造方法において、
前記異物除去工程は、金属箔の表面を削った後、金属箔の表面を酸洗しながら拭き取ることを特徴とする金属触媒担体の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれかに記載の金属触媒担体の製造方法において、
前記異物除去工程は、金属箔の幅方向一部の表面を削り取ることを特徴とする金属触媒担体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属触媒担体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、波状の金属箔と小波状または平板状の金属箔を重ねた状態で多重に巻回して成るロール状のハニカム体を形成した後、外筒に圧入して収容するようにした金属触媒担体の製造方法の技術が公知になっている（特許文献１、２参照）。
また、通常、このような金属触媒担体は、少なくともハニカム体の金属箔の接合部同士が拡散接合されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００５−２８３２０号公報
【特許文献２】特開２００５−２６２３１５号公報
【特許文献３】特開２００５−８１３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の発明にあっては、ハニカム体の材料となる金属箔の厚み方向の最外層（本発明では表面と称す）に錆、不動態皮膜、熱処理皮膜等の異物が付着していると、その後、触媒コーディング工程において異物の上に触媒層が形成されることとなる。
そして、この異物が排気熱によって触媒層と共に剥がれてしまい、浄化性能の低下に繋がる虞があった。
また、金属箔の表面に異物が存在すると、ハニカム体の接合部同士を良好に拡散接合できず、接合強度が不足して耐久性が低下する虞があった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ハニカム体の材料となる金属箔の表面洗浄度を向上させることにより、製品品質、耐久性、及び浄化性能を向上できる金属触媒担体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の発明では、アンコイラに巻かれた金属箔を波状、小波状または平板状に加工した後、波状の金属箔と、小波状または平板状の金属箔とを重ねた状態で多重に巻回してロール状のハニカム体を形成し、上記ハニカム体を筒状の外筒に圧入した後、加熱して該ハニカム体の金属箔の接合部同士を拡散接合する金属触媒担体の製造方法において、少なくとも上記アンコイラから解かれた後で波板状に加工される直前に該ハニカム体の材料となる帯状の金属箔の表面の異物を削り取る異物除去工程を備えることを特徴とする金属触媒担体の製造方法である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明にあっては、金属触媒担体のハニカム体の材料となる帯状の金属箔の表面の異物を削り取る異物除去工程を備えることにより、金属箔の表面清浄度を向上でき、ハニカム体の製品品質、耐久性、及び浄化性能を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下、実施例１を説明する。
図１は実施例１のハニカム体製造工程を説明する図、図２は実施例１の削り工程を説明する図、図３は実施例１の拭き取り工程を説明する図、図４は実施例１の巻回工程を説明する図、図５は実施例１の圧入工程を説明する図、図６は実施例１の金属触媒担体の側面図、図７は同側断面図である。
【０００９】
先ず、全体構成を説明する。
実施例１の金属触媒担体の製造は、ハニカム体製造工程、圧入工程、接合工程、触媒コーティング工程の順番で行われる。
【００１０】
<ハニカム体の製造工程>
先ず、ハニカム体製造工程では、図１に示すように、後述するアンコイラ２ａから金属箔１を移送方向へ送出する送出工程２と、この送出工程２の下流側に設けられる削り工程３及び拭き取り工程４（異物除去工程に相当）と、この拭き取り工程４の下流側に設けられる波加工工程５と、この波加工工程５の下流側に設けられる巻回工程６が設けられている。
【００１１】
また、巻回工程６の反対側には、後述するアンコイラ８ａから金属箔７を移送方向へ送出する送出工程８と、この送出工程８の下流側に設けられた削り工程９及び拭き取り工程１０（異物除去工程に相当）が設けられている。
【００１２】
送出工程２では、アルミニウムとステンレス等の合金製で２０〜３０ミクロン前後の厚みを有する帯状の金属箔１がコイル状に巻回されたアンコイラ２ａと、この金属箔１を移送方向へ引き出す一対の送出ローラ2b,2cが設けられ、アンコイラ２ａの金属箔１を移送方向へ連続的に移送する。
【００１３】
削り工程３では、図２に示すように、金属箔１をその厚み方向から挟んで配置される一対の押圧部3a,3bが設けられる他、各押圧部3a,3bの金属箔１のそれぞれ対応する表面の全面と当接する当接部3c,3dにはヤスリ３ｅがそれぞれ貼着されている。
なお、ヤスリ３ｅの材質や肌理は適宜設定できるが、上流側の肌理を荒くして、下流側へ行くにつれて細かくなるように設定しても良い。
また、下方の押圧部３ｂは、図外の基台に弾性的に固定される一方、上方の押圧部３ａは当接部３ｃと当接部３ｄとの間で金属箔１を挟むようにピストンロッド３ｆにより下方へ所定の圧力で付勢された状態で設けられている。
【００１４】
そして、連続的に移送される金属箔１を両押圧部3a,3bの当接部3c,3d同士で挟んで該金属箔１の表面に付着した異物（錆、不動態皮膜、熱処理皮膜等）を削って除去する。
従って、削り工程３を経た金属箔１は厚みＤ１から厚みＤ２まで肉薄になる。
なお、ピストンロッド３ｆの上下方向伸縮量、即ち、金属箔１の表面の削り量は後述するフィードバックコントローラ１１で制御されている。
【００１５】
拭き取り工程４では、図３に示すように、金属箔１をその厚み方向から挟んで配置される一対の押圧部4a,4bが設けられる他、各押圧部4a,4bの金属箔１のそれぞれ対応する表面の全面と当接する当接部4c,4dには布４ｅがそれぞれ貼着されている。
なお、当接部4c,4dの材質は適宜設定でき、フェルト等で代用しても良い。
【００１６】
また、下方の押圧部４ｂは図外の基台に固定される一方、上方の押圧部４ａは当接部４ｃと当接部４ｄとの間で金属箔１を所定の圧力で挟むように図示を省略する付勢手段により下方へ付勢された状態で設けられている。
【００１７】
そして、連続的に移送される金属箔１を両押圧部4a,4bの当接部4c,4d同士で挟んで該金属箔１の表面に付着した小さな削り屑を拭き取って除去する。
【００１８】
図１に示すように、拭き取り工程４の下流側には、金属箔１の厚みを検出する光学式の変位センサ１２が設けられると共に、この変位センサ１２の検出結果は押圧部３ａのピストンロッド３ｆの上下方向伸縮量を制御するフィードバックコントローラ１１に連続的に送信される。
そして、フィードバックコントローラ１１は、変位センサ１２の検出結果を受信する度に、金属箔１の厚みを算出し、この厚みが常に一定となるように、ピストンロッド３ｆの上下伸縮量、即ち金属箔１の表面の削り量を調整するフィードバック制御を行う。
【００１９】
波加工工程５では、拭き取り工程４を経た金属箔１を公知の波加工部５ａで波状に加工した後、巻回工程６に送出する。
なお、波加工部５ａの構成は従来と同様であるため、その説明は省略する（特許文献２参照）。
【００２０】
一方、送出工程８は、金属箔１と同様の金属箔７がコイル状に巻回されたアンコイラ８ａと、この金属箔１を移送方向へ引き出す一対の送出ローラ8b,8cが設けられ、金属箔１を移送方向へ連続的に移送する。
【００２１】
さらに、送出工程２の下流側には、前述した削り工程３及び拭き取り工程４の各部と、変位センサ１２、及びフィードバックコントローラ１１と同様の削り工程９及び拭き取り工程１０の各部と、フィードバックコントローラ１１ａ、及び変位センサ１２ａが設けられている。
【００２２】
巻回工程６は、図４に示すように、波加工工程５を経た波状の金属箔１と、削り工程９を経た平板状の金属箔７の始端部を、図示を省略する公知の巻回部の巻軸６ａに止着して重ねた状態で多重に巻回することにより、円柱状のハニカム体１３を形成する。
なお、ハニカム体１３の金属箔1,7の終端部は、該ハニカム体１３の外周部にスポット溶接等により固定する。
【００２３】
このように、ハニカム体製造工程では、ハニカム体１３の材料となる金属箔1,7の表面に付着した異物を削り工程3,9及び拭き取り工程4,10で削り取って除去でき、これにより金属箔1,7の表面洗浄度を向上できる。
さらに、フィードバックコントローラ11,11aによるフィードバック制御により金属箔1,7の厚みを常に一定にして製品品質を向上できる。
加えて、フィードバックコントローラ11,11aに設定された厚みを変更するだけで、様々な厚みの金属箔1,7に容易に対応可能となる。
【００２４】
<圧入工程>
次に、圧入工程では、図５に示すように、ハニカム体１３の外周一部にろう箔材１４を全周に亘って設けた後、図示を省略する治具を用いて円柱状の外筒１５に圧入する。
この際、ハニカム体１３を圧入することにより、金属箔１の波の頂部を金属箔７に確実に当接させることができる。
加えて、フィードバックコントローラ11,11aによるフィードバック制御により金属箔1,7の厚みを一定にして管理しているため、金属箔１の波の頂部と金属箔７との当接精度を高めることができる。
<接合工程>
【００２５】
次に、接合工程では、ハニカム体１３を外筒１５と共に図外の加熱炉に搬送して熱処理することにより、ハニカム体１３の金属箔１の波の頂部と金属箔７を拡散接合すると共に、ハニカム体１３の一部外周と外筒１５の内周をろう箔材１４を介して固定する。
【００２６】
ここで、従来の発明にあっては、ハニカム体の材料となる金属箔の表面に錆、不動態皮膜、熱処理皮膜等の異物が付着していると、ハニカム体の接合部同士を良好に拡散接合できず、接合強度が不足してハニカム体の耐久性が低下する虞があった。
【００２７】
これに対し、実施例１ではハニカム体製造工程において、金属箔1,7の表面の異物を完全に除去して表面洗浄度を高くしているため、良好な拡散接合が可能となり、所望の接合強度を確保でき、ハニカム体１３の製品品質を向上できる。
加えて、金属箔１の波の頂部と金属箔７との当接精度が高いため、これら両者の接合精度を高めることができる。
【００２８】
<触媒コーティング工程>
最後に、触媒コーティング工程では、ハニカム体１３の金属箔1,7の隙間で形成されるセルの表面に触媒成分を混入したスラリーを通過させて付着させた後、乾燥固化することにより所望の金属触媒担体１６を得る（図６、７参照）。
【００２９】
この際、前述したように、金属箔1,7の表面には異物が存在しないため、従来の発明のように異物の上に触媒層が形成されることはない。
【００３０】
次に、作用を説明する。
このように構成された金属触媒担体１６は、外筒１５の排気上流側端部が自動車の排気系に連通接続された状態で介装され、図６、７に示すように、図示を省略するエンジン側の排気上流側から排気（破線矢印で図示）が外筒１５のハニカム体１３を通過することにより、排気中の有害成分（ＨＣ、ＣＯ、Ｎｏｘ等）を無害成分（ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等）に浄化して排気下流側へ排出し、金属触媒担体１６として機能する。
【００３１】
この際、前述したように、ハニカム体１３は所望の接合強度を有するため耐久性に優れる。
加えて、従来の発明のように、排気熱により異物と共に触媒が剥がれる虞がなく、製品品質、耐久性、及び浄化性能を向上できる。
【００３２】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１の発明では、アンコイラ2a,8aに巻かれた金属箔1,7を波状と平板状に加工した後、波状の金属箔１と平板状の金属箔７とを重ねた状態で多重に巻回してロール状のハニカム体１３を形成し、ハニカム体１３を筒状の外筒１５に圧入した後、加熱して該ハニカム体１３の金属箔1,7の接合部同士を拡散接合する金属触媒担体１６の製造方法において、アンコイラ２ａから解かれた後で波板状に加工される直前にハニカム体１３の材料となる帯状の金属箔1,7の表面の異物を削り取る異物除去工程（削り工程9,10及び拭き取り工程3,4）を備えるため、ハニカム体１３の材料となる金属箔1,7の表面洗浄度を向上させることにより、製品品質、耐久性、及び浄化性能を向上できる。
【００３３】
また、異物除去工程は、金属箔1,7の厚みが一定となるように金属箔1,7の削る量を調整するため、金属箔1,7の厚みを一定にすることができ、金属箔１の波の頂部と金属箔７を確実に当接させて接合精度を高めることができる。
【実施例２】
【００３４】
以下、実施例２を説明する。
実施例２において、前記実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
【００３５】
図８は実施例２のハニカム体の材料製造工程を説明する図である。
【００３６】
図８に示すように、実施例２では、ハニカム体の材料製造工程において、ハニカム体の材料となる金属箔２０がコイル状に巻回されたアンコイラ２１が設けられ、このアンコイラ２１の下流側には、実施例１と同様の送出ローラ2b,2c、削り工程３、拭き取り工程４の各部、フィードバックコントローラ１１、及び変位センサ１２が配置され、さらに、拭き取り工程４の下流側にはリコイラ２２が設けられている。
【００３７】
そして、アンコイラ２１から送出ローラ2b,2cにより引き出された金属箔２０を移送方向へ移送して、削り工程３、拭き取り工程４にて表面清浄度を向上させた後、リコイラ２２に巻き取る。
その後、リコイラ２２は、実施例１のハニカム製造工程のアンコイラ２ａまたはアンコイラ８ａとして使用する。あるいは、別の態様のハニカム体の材料として使用する。
従って、ハニカム体製造工程の途中に、削り工程３（９）及び拭き取り工程４（１０）から成る異物除去工程を設ける必要がなく、ハニカム体製造工程の製造ラインの縮小化を図れる。
【実施例３】
【００３８】
以下、実施例３を説明する。
実施例３において、実施例１または２と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
【００３９】
図９は実施例３の拭き取り工程１０を説明する図である。
【００４０】
図９に示すように、実施例３では、拭き取り工程４の上流側において、金属箔1,7を厚み方向から挟んで一対のノズル部30a,30bが離間配置されている。
そして、ノズル部30a,30bから金属箔1,7のそれぞれ対応する表面に酸洗用の液体を噴射して吹き付けることにより、金属箔1,7を酸洗する。
なお、この液体は塩酸、硫酸、硝酸、クロム酸、ふっ酸等の水溶液を用いる。
また、実施例３ではノズル部30a,30bにより酸洗用の液体を直接吹き付けたが、押圧部4a,4bの当接部4c,4dに浸透させても良い。
従って、実施例３では、金属箔1,7の異物を酸洗して除去でき、表面浄化度を向上できる。
【００４１】
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、アンコイラ８ａから送出された金属箔７を、削り工程９及び拭き取り工程１０で各処理した後、金属箔１の波の高さよりも低く、波のピッチが大きい小波状に加工した金属箔を形成して、この金属箔と金属箔１を重ねた状態で多重に巻回して成るロール状のハニカム体を採用しても良い。
【００４２】
また、実施例では、金属箔の両面の表面を同時に削り取ったが、片面ずつ順次削り取っても良いし、ハニカム体の態様によっては一方の表面のみ削り取ることも考えられる。
【００４３】
また、図１０、１１に示すように、削り工程３及び拭き取り工程４による各処理（酸洗を含む）を金属箔1,7の幅方向一部の表面（破線で囲む部分）に行うこともできる。
【００４４】
また、金属箔の幅方向全部を削り取る必要はなく、拡散接合をさせたい部分のみに削り取りを行うことで接合部分の制御が可能となる。特に、高温となる内燃機関の排気ガス浄化用の金属触媒担体においては、触媒担体に作用する熱応力を緩和させられる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例１のハニカム体製造工程を説明する図である。
【図２】実施例１の削り工程を説明する図である。
【図３】実施例１の拭き取り工程を説明する図である。
【図４】実施例１の巻回工程を説明する図である。
【図５】実施例１の圧入部を説明する図である。
【図６】実施例１の金属触媒担体の側面図である。
【図７】実施例１の金属触媒担体の側断面図である。
【図８】実施例２のハニカム体の材料製造工程を説明する図である。
【図９】実施例３の拭き取り工程を説明する図である。
【図１０】その他の実施例の金属触媒担体の製造を説明する金属箔の平面図である。
【図１１】その他の実施例の金属触媒担体の製造を説明する金属触媒担体の側断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  金属箔
２  送出工程
２ａ  アンコイラ
２ｂ、２ｃ  送出ローラ
３  削り工程
３ａ、３ｂ  押圧部
３ｃ、３ｄ  押圧部
３ｅ  ヤスリ
３ｆ  ピストンロッド
４  拭き取り工程
４ａ、４ｂ  押圧部
４ｃ、４ｄ  当接部
４ｅ  布
５  波加工部
６  巻回工程
６ａ  巻軸
７  金属箔
８  送出工程
８ａ  アンコイラ
８ｂ、８ｃ  送出ローラ
９  削り工程
１０  拭き取り工程
１１、１１ａ  フィードバックコントローラ
１２、１２ａ  変位センサ
１３  ハニカム体
１４  ろう箔材
１５  外筒
１６  金属触媒担体
２０  金属箔
２１  アンコイラ
２２  リコイラ
３０ａ、３０ｂ  ノズル部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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