図面 (/)

技術 排ガス浄化用金属担体及びその触媒担体の製造方法

出願人 福寿工業株式会社
発明者 高木茂正高木豊
出願日 2002年6月25日 (18年7ヶ月経過) 出願番号 2002-184285
公開日 2004年1月29日 (17年0ヶ月経過) 公開番号 2004-025014
状態 特許登録済
技術分野 排気の後処理 触媒による排ガス処理 剛構造要素の製造と物品の補強 特定物品の製造 特定物品の製造 触媒 触媒
主要キーワード 駆動歯車群 付着槽 角開口 接合部位近傍 補助歯車 略均質 蛇行搬送 六角形断面
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年1月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

コーティング厚さが六角形断面セル周長上の部位によって異なることを防止すること。

解決手段

波箔13には、1/2六角形11が等間隔をおいて連続形成されている。波箔13に対してパラジウムロジウムよりなる金属触媒を付着させる。1/2六角形11同士は六角形の開口部を形成する位置で対向配置され、全体としてハニカム状を呈する。このハニカム体を、ガイドを用いて外筒内に収容する。このようにして構成された排ガス浄化用金属担体1は、六角開口の6個の各辺が担持している触媒のコーティング厚さが略均質であり、かつ6個の角部に余分のコート溜りが殆ど存在しない。

概要

背景

公知の金属担体は、厚さ50μm程度の耐熱性のあるフェライト系ステンレス鋼などの金属よりなる平箔を、耐熱性のあるフェライト系ステンレス鋼などの金属などで製造された外筒収納して製造されている。前記平箔は、コルゲート加工した波箔とを重ねて渦巻状に巻回したり、或いは交互に重ねて積層したりしてハニカム体を形成し、貴金属触媒担持させた後、外筒に収納している。

概要

コーティング厚さが六角形断面セル周長上の部位によって異なることを防止すること。波箔13には、1/2六角形11が等間隔をおいて連続形成されている。波箔13に対してパラジウムロジウムよりなる金属触媒を付着させる。1/2六角形11同士は六角形の開口部を形成する位置で対向配置され、全体としてハニカム状を呈する。このハニカム体を、ガイドを用いて外筒内に収容する。このようにして構成された排ガス浄化用金属担体1は、六角開口の6個の各辺が担持している触媒のコーティング厚さが略均質であり、かつ6個の角部に余分のコート溜りが殆ど存在しない。   

目的

上記の開口部の面積縮減を防止するために、すなわちコーティング厚さが六角形断面セルの周長上の部位によって異なることを防止する金属担体及びそれに使用される触媒担体の製造方法を提供するのが本発明の目的である。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

耐熱性のあるフェライト系ステンレス鋼などの薄板からなる触媒担持用ハニカム担体に、排ガス浄化用金属触媒担持させてなる触媒担体と、該触媒担体を収納する外筒とで構成された排ガス浄化用金属担体において、1/2六角形を等間隔で連続形成し、排ガス浄化用金属触媒をコーティングした触媒担体をハニカム状に組み合わせることにより、ハニカム担体セル形状は六角形であり、該六角形を区画している6個の各辺が担持している触媒コーティング厚さが略均質であり、かつ6個の角部に余分のコート溜りが殆どないようにしたことを特徴とする排ガス浄化用金属担体。

請求項2

長尺の耐熱性のあるフェライト系ステンレス鋼などの薄板に1/2六角形を等間隔で連続形成して波箔とし、該波箔をコイル状に巻回し一時保管し、該コイル状波箔巻回体垂直方向に立設し、駆動歯車群で波箔を搬送しながら洗浄酸化物被覆及び貴金属触媒付着を行うことを特徴とした触媒担体の製造方法。

請求項3

請求項2において、金属触媒付着前までの適当な場所で、1/2六角形の天井の辺、及び1/2六角形と1/2六角形を継ぐ辺に対して触媒付着防止剤を塗布することを特徴とした触媒担体の製造方法。

請求項4

請求項2または3において、1/2六角形を形成した後に、波箔の所望長さごとに折り曲げ用V字押印を形成することを特徴とした触媒担体の製造方法。

請求項5

請求項2〜請求項4のいずれかにおいて、水平方向搬送の波箔を蛇行搬送させながら、90度反転させて垂直方向に立設して洗浄工程に供給し、その後、金属触媒付着工程を通過させることを特徴とした触媒担体の製造方法。

技術分野

0001

この発明は、自動車エンジンなどの内燃機関からの排出ガス浄化するための触媒担持するようにした金属担体に関するものである。なお、この明細書において、触媒を担持した箔を触媒担体とし、その触媒担体をハニカム状に形成して、外筒内に収容したものを金属担体とする。

0002

公知の金属担体は、厚さ50μm程度の耐熱性のあるフェライト系ステンレス鋼などの金属よりなる平箔を、耐熱性のあるフェライト系ステンレス鋼などの金属などで製造された外筒収納して製造されている。前記平箔は、コルゲート加工した波箔とを重ねて渦巻状に巻回したり、或いは交互に重ねて積層したりしてハニカム体を形成し、貴金属触媒を担持させた後、外筒に収納している。

0003

箔に対して貴金属触媒を担持させる方法としては、ハニカム体を貴金属触媒を含有したウォッシュコート溶液中に浸漬する方法が広く用いられている。しかしながら、図6に示すように、平箔と波箔との接合部位近傍鋭角部101では、ウォッシュコート層102の肉厚コーティング厚さ)がその他の部位のコーティング厚さに比較して非常に厚くなる現象が生じている。社団法人 自動車技術会学術講演会前刷集No.101−98 P.10の記述借用すれば、図7(a)に示す如く四角形セル(鋭角部が存在しない)担体で厚さ100μm以下にコーティングされた割合は約66%であり、図7(b)に示す六角形セルでは90%であることが判明した。これは、ウォッシュコート溶液の表面張力により、開口部の形状が円に近づくという原理に起因しており、角部でコート溜りが生じてしまう現象として現れる結果となっている。

0004

このようにコート溜りができてしまうと、高価な貴金属触媒103が角部で浄化に関与しない状態で、不必要に使用されることになる。前述の前刷集の記述によれば、貴金属コーティング層深さ50μm>.50〜100μm.>100μmに担持したモデル触媒(コート全体に均一に担持)で硫黄脱離特性を解析した結果、100μm以上の部分にのみ貴金属を担持したモデル触媒では、硫黄脱離量が著しく低いことが判明した、と記述されている。従って、前述のように貴金属触媒が極めて高価なことからコスト的に不都合であるばかりでなく、コート溜まりができてしまうと、流路断面積が小さくなって、排気圧力損失を増大させるおそれもある。

背景技術

0005

そこで特開2001−182531号において本出願人が六角形断面セルの金属担体を提供した。しかし実験の結果、図8のごとき現象を経験することとなった。すなわち、波箔を積層して構成されている六角形断面セルが層と層(図8では上層下層)との間の僅かな位相ずれによって開口部の面積が大きく減少してしまったのである。

発明が解決しようとする課題

0006

上記の開口部の面積の縮減を防止するために、すなわちコーティング厚さが六角形断面セルの周長上の部位によって異なることを防止する金属担体及びそれに使用される触媒担体の製造方法を提供するのが本発明の目的である。

0007

上記の課題を解決するために、請求項1の発明は、耐熱性のあるフェライト系ステンレス鋼などの薄板からなる触媒担持用ハニカム担体に、排ガス浄化用金属触媒を担持させてなる触媒担体と、該触媒担体を収納する外筒とで構成された排ガス浄化用金属担体において、1/2六角形を等間隔で連続形成し、排ガス浄化用金属触媒をコーティングした触媒担体をハニカム状に組み合わせることにより、ハニカム担体セル形状は六角形であり、該六角形を区画している6個の各辺が担持している触媒のコーティング厚さが略均質であり、かつ6個の角部に余分のコート溜りが殆どないようにしたことを特徴とする。

0008

請求項2に発明は、触媒担体の製造方法に関するものであって、長尺の耐熱性のあるフェライト系ステンレス鋼などの薄板に1/2六角形を等間隔で連続形成して波箔とし、該波箔をコイル状に巻回して一時保管し、該コイル状波箔巻回体垂直方向に立設し、駆動歯車群で波箔を搬送しながら洗浄酸化物被覆及び貴金属触媒付着を行うことを特徴とした。

0009

請求項3の発明は、請求項2において、金属触媒付着前までの適当な場所で、1/2六角形の天井の辺、及び1/2六角形と1/2六角形を継ぐ辺に対して触媒付着防止剤を塗布することを特徴とした。

課題を解決するための手段

0010

請求項4の発明は、請求項2または3において、1/2六角形を形成した後に、波箔の所望長さごとに折り曲げ用V字押印を形成することを特徴とした。
請求項5の発明は、請求項2〜請求項4のいずれかにおいて、水平方向搬送の波箔を蛇行搬送させながら、90度反転させて垂直方向に立設して洗浄工程に供給し、その後、金属触媒付着工程を通過させることを特徴とした。

0011

以下、この発明を具体化した実施形態について図1図5に基づいて説明する。

0012

図2(a)に示すように、厚さ50μm以下で10μm以上の耐熱性のあるフェライト系ステンレス鋼の長尺の薄板を構成する平箔10に1/2六角形11を形成する。次に、1/2六角形11の一辺の長さ相当分の間隔(水平部)12を空けた位置に再び1/2六角形11を形成し、1/2六角形11と1/2六角形11とが水平部12を介して継がれた状態(この状態を平箔に対して波箔13という)の成形が続けられる。従って、波箔13には、1/2六角形11が等間隔をおいて連続形成されている。そして、その成形の途中で積層タイプのハニカム担体の層毎の長さ、例えば長さlの間隔地点で波箔13に対して折り曲げ用のV字押印14を行う。このV字押印14は、金属担体の外形形状の相違等に応じて、その押印間隔や向きが適宜に選択される。

0013

なお、波箔13には、図2(b)に示す如く水平部12に例えば3m/m程度の長さに亙って切除した切欠溝15が設けられている。この切欠溝15には、図4に示すように、積層された波箔13の層間の位相ズレを防止するガイド17が嵌合される。このガイド17は、金属担体1におけるフィルムアウトを防止するストッパの保持の役目も果たすことができる。

0014

波箔13は、図2(c)に示す駆動歯車20と補助歯車21とにより挟持搬送される。駆動歯車20の歯付部分は、その形状が波箔13の凹凸形状に適合し、軸線方向の長さが波箔13の幅に適合している。この歯付部分の両端には、歯付部分より外形寸法が大きいヘッド部20aとボトム部20bとが設けられており、波箔13の幅方向蛇行規制防止する。搬送された波箔13は公知の方法(図示しない)で巻き取られてコイル状波箔巻回体を構成するコイル体16として一時保管される。

0015

次に、図3に示すように、一時保管されたコイル体16は垂直方向に立設されて、駆動歯車30及び補助歯車31により引き出され、洗浄工程を構成する洗浄室32に送られる。洗浄室32では、波箔13の表面に付着している油脂類などの汚れを、ほぼ600℃位まで昇温して洗浄する。洗浄室32を出た所に設けられている駆動歯車40及び補助歯車41が前記駆動歯車30と同速度で洗浄された波箔13を洗浄室32から次の酸化物被覆装置44へ送り出す。ここで、酸化物被覆装置44以降の工程が金属触媒付着工程である。酸化物被覆装置44は、酸化物被覆槽42と加熱室43とで構成されており、酸化物被覆槽42では耐熱性酸化金属、例えばαアルミナやγアルミナなどのスラリーを波箔13上に噴霧付着させる。引き続いて加熱室43で500℃前後の温度で完全に水分が除去される。加熱室43を出たところに設けられている駆動歯車50及び補助歯車51が前記の駆動歯車40,30と同速度で酸化物被覆された波箔13を加熱室43から次の第1貴金属触媒付着装置54へ送り出す。

0016

金属触媒付着装置54は金属触媒付着槽52と加熱室53とで構成されており、金属触媒付着槽52では、波箔13に対し、白金ロジウム水溶液スポンジアプリケータで付着させるか又は噴霧して付着させることができる。加熱室53では波箔13に対する500℃前後の加熱温度で貴金属触媒本来の触媒作用状態にすることができる。加熱室53を出た所に設けられている駆動歯車60及び補助歯車61が前記の駆動歯車50、40、30と同速度で白金+ロジウム(第1貴金属触媒成分)が付着された波箔13を加熱室53から次の第2貴金属触媒付着装置64へ送り出す。第2貴金属触媒付着装置64は、第2貴金属触媒付着槽62と加熱室63とで構成されており、前段の装置54と異なるのは貴金属触媒の内容だけである。すなわち、波箔13に対してパラジウム+ロジウム(第2貴金属触媒成分)を付着させて、波箔13が駆動歯車70及び補助歯車71により引き取られて一連被覆工程を終了する。このようにすれば、波箔13の両側面に排ガス浄化用金属触媒2がコーティングされる。

0017

なお、ここで、前記駆動歯車30、40、50、60、70及び補助歯車31,41,51,61,71は、図2(c)の駆動歯車20及び補助歯車21と同じ構成である。また、前記洗浄室32、加熱室43、加熱室53及び加熱室63内において、波箔13は蛇行状に搬送される。

0018

引き取られた波箔はV字押印14の部分で折り曲げられたり、所定のところで切断されたりして、図1(a)に示すように、水平部12が対接重合される。このため、1/2六角形11同士は六角形の開口部を形成する位置で対向配置され、全体としてハニカム状を呈し、触媒担持用ハニカム担体となる。そして、図4及び図5に示すように、このハニカム体を、ガイド17を用いて外筒18内に収容し、溶接等で固定し、この実施形態の排ガス浄化用金属担体1を完成した。なお、図4においては、理解を容易にするために、波箔13の枚数を少なくして描いた。

0019

このようにして構成された排ガス浄化用金属担体1は、六角形の開口が形成された後にコーティングが施されたものではない。このため、図1(a)から明らかなように、六角開口の6個の各辺が担持している触媒2のコーティング厚さが略均質であり、かつ6個の角部に余分のコート溜りが殆ど存在しない。また、仮に、図8にように対接する波箔13がずれたとしても、開口面積の縮減は僅かである。

0020

なお、波箔13に対する金属触媒2付着前までの適当な場所で、図1(b)に示すように、1/2六角形の天井及び底部の辺13aの外面、及び1/2六角形と1/2六角形を継ぐ辺13bの内面に対して触媒付着防止剤を塗布してもよい。

0021

また、V字押印14を行わず第2貴金属触媒付着後、波箔13を長さlの間隔地点ごとに切断し、奇数層または偶数層に対して偶数層または奇数層の波箔13を反転させて、それらを対向配置することも可能である。

発明を実施するための最良の形態

0022

さらに、水平方向搬送の波箔13を蛇行搬送させながら、90度反転させて垂直方向に立設して洗浄工程に供給し、その後、金属触媒付着工程を通過させるようにすることも可能である。

0023

請求項1の発明では、ハニカム担体を貴金属触媒を含有するウォッシュコート溶液に浸漬して、閉曲線のセルにコートする従来工法替えて、波箔を開放状態でコートするので直線部、角部を問わずコート厚さを極めて均一に規制した。このため、高価な貴金属触媒の量を少なくできるとともに、六角の開口面積を大きくして、排気の流路抵抗を小さくすることができた。

0024

請求項2の発明では、波箔を垂直方向に立設して走行させるので、コート溜りの発生が防止できた。立体的に上下方向に走行させるのに比較して、保守・作業性などで優れているだけでなく、凹凸のある波箔のコート厚さの均一性確保のために最適である。

0025

請求項3の発明では、金属触媒付着前までの適当な場所で、1/2六角形の天井の辺、及び1/2六角形と1/2六角形を継ぐ辺に対して触媒付着防止剤を塗布するため、貴金属触媒の使用量をさらに削減できた。

発明の効果

0026

請求項4の発明では、波箔の所望長さごとに折り曲げ用V字押印を形成するため、波箔を所要の位置で確実に折り曲げることができ、組み付けを簡単にすることができた。

図面の簡単な説明

0027

請求項5の発明では、水平方向搬送の波箔を蛇行搬送させながら、90度反転させて垂直方向に立設して洗浄工程に供給し、その後、金属触媒付着工程を通過させるため、一貫連続工程とすることができた。

図1
(a)は実施形態の触媒担体を示す正面図、(b)は変形例を示す正面図。
図2
(a)は波箔の形成工程を示す平面図、(b)は波箔の一部斜視図、(c)は駆動歯車及び補助歯車の側面図。
図3
コーティング工程を示す平面図。
図4
金属担体の一部拡大正面図。
図5
金属担体の一部正面図。
図6
従来構成を示す一部正面図。
図7
(a)(b)はそれぞれ図6とは異なった従来構成を示す一部正面図。
図8
図6及び図7とは異なった従来構成を示す一部正面図。
【符号の説明】
1…排ガス浄化用金属担体、2…排ガス浄化用金属触媒、13…波箔、14…V字押印。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ