JPH026856A - 触媒担体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車および工場等より排出される燃焼排ガ
スを浄化するための浄化触媒用の金属製触媒担体および
その製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、金属製触媒担体として、アルミニウム含有フェラ
イト系ステンレス鋼を箔とし、箔を熱処理することによ
りその表面にアルミナウィスカーを形成させて担体とし
て使用する技術が、特開昭５６−９６．７２６号公報に
開示されている。この技術では、高温に耐えるステンレ
ス鋼を使用するとともに、その表面にアルミナウィスカ
ーが存在するため、ウォッシュコートとしてＴ−＾１□
ｏ３等の触媒を（Ｕ持させたときアルミナウィスカーが
くさびの役目をして、γ−ＡＩ□０３等からなるウォッ
シュコ−ｌ−層と金属製触媒担体との間で強固な結合を
達成することができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら特開昭５６−９６，７２６号公報で開示さ
れた触媒担体では、基体としてのフェライト系ステンレ
ス鋼はアルミニウムを含有しているため、その塑性加工
性が著しく低下して、箔にするために非常に手間がかか
り量産化を困難にする問題があった。

本発明の目的は上述した課題を解消して、触媒担体とア
ルミナウィスカーとの間の強固な結合を達成できるとと
もに、塑性加工性の低下もない触媒担体およびその製造
方法を提供しようとするものである。

（課題を解決するだめの手段） 本発明の触媒担体は、少なくともアルミニウムを含有し
ないステンレス綱からなる基体の表面のアルミ鉄合金層
上にアルミナ薄層を有し、かつ少なくとも一方向に通気
性を有する多孔体により形成されたことを特徴とするも
のである。

また、本発明の触媒担体の製造方法は、少なくともアル
ミニウムを含有しないステンレス鋼から金属条を作製し
、金属条の表面にアルミニウムメッキを施し、メッキ後
の金属条を圧延した後、圧延した金属条を一方向に通気
性を有するコルゲート状の多孔体とし、その後多孔体に
対し６００〜１０００℃で１０分間以上の熱処理を実施
することを特徴とするものである。

（作　用） 一ト述した構成において、基体中にアルミナウィスカー
を生成さゼるためのＡＩを添加せず、基体表面にアルミ
ニウムメッキを施し、このアルミニウムメッキ層を所定
の条件で熱処理することによりアルミナウィスカーと同
等の性能を有するアルミナ薄層を生成しているため、塑
性加工性が低下することもなく量産性を高くすることが
できる。

また、本発明のようにアルミニウムメッキを実施する場
合は、アルミナ等を基体へ直接コーティングする場合に
比べて、メッキ面を粗面にする等の前処理の必要がない
ため、工程を簡単にすることができる。なお、アルミニ
ラｌ、メッキ層とステンレス綱からなる基体との間にア
ルミニウムの基体中への拡散によりアルミ鉄合金が発生
するが、この厚さは４０７１ｍ以下で接着性に影響を与
えることはない。

熱処理条件としては、６００℃未満の温度では合金化に
非常に長い時間を必要としまた、十分な密着力が得られ
ないので実用的でない。一方、１０００℃を超えると急
激な合金化のために合金層のはく離が起きてしまう。ま
た、熱処理時間は１０分未満であると合金化が十分でな
く、強度の向上が認められない。従って、熱処理条件は
６００〜１０００℃の範囲で１０分間以上と限定した。

さらに、アルミニウムメッキ層の厚さは、後述する実施
例かられかるように、１０μｍを超えると熱膨張差の影
響を受けては（離しやすくなる。

方、１μｍ未満のアルミニウムメッキ層は作製すること
が非常に難しい。そのため、アルミニウムメッキ層の厚
さは１〜１０μｍの範囲であると好ましい。

以下、本発明の各構成要件の好ましい態様について、さ
らに詳細に説明する。

（１）基体について （ａ）基体形状の好ましい態様としては、以下の第１表
に示すものが考えられる。

第１表 （ｂ）ステンレス鋼の組成範囲（単位はすべて−ｔ％と
する） 以下の第２表に示す必須成分および添加元素からなる組
成である必要がある。

第２表 そのうし、好ましいステンレス鋼として、以下の第３表
に示す組成のものがあげられる。

第３表 （２）多孔体の形状について 以下の第４表に示すように、各基材に対して好ましい多
孔体の形状が存在する。

第４表 （３）アルミニウムメッキ層について 主成分が８０ｗｔ％以上の金属アルミニウムからなり、
後述する実施例から明らかなようにその厚さは１〜１０
μｍであると好ましい。

アルミニウムメッキ層は、ン容融アルミメッキ法等の従
来公知の方法により形成することができる。

（実施例） 第１図は本発明の触媒担体の製造方法の一例を示すフロ
ーチャートである。第１図に示すフローチャートでは、
金属条からコルゲート状のハニカム担体を作製する例を
示している。まず、ステンレス鋼から前述の所定組成の
金属条を作製する。

条を作製する方法は圧延等の従来から公知の方法を使用
できる。次に、得られた金属条の表面に所定厚さのアル
ミニウムメッキを施した後、圧延して金属箔とする。得
られた金属箔をコルゲート状の箔とするとともに、コル
ゲート状の箔と平面状の金属箔とを交互に重ねて巻き回
しハニカム状基材を作製する。得られたハニカム状基材
に対して所定の熱処理を実施して、アルミニウムメッキ
層をアルミナ薄層とするとともに、アルミ鉄合金層を形
成させ、ハニカム状の少なくとも一方向に通気性を有す
る触媒担体を得ている。

以下、基体とアルミナ薄層との間の結合について、実際
の例について説明する。

尖旗貫 まず、基体となる金属条を作製するため、真空溶解炉中
にて所定組成に調合したステンレス鋼を溶解して約３ｋ
ｇのインゴットを作った。得られたインゴットに対して
熱間圧延加工後冷間圧延加工と焼鈍を繰り返すことによ
り約１　ｍｍの厚さの金属条とした。得られた金属条を
１ｏＯＸ５００　ｍｍに切断しアルミニウムメッキ用基
材とした。

次に、アルミニウムメッキを以下の手順で実施した。ま
ず、メッキ用アルミニウムとして、溶融アルミニウムメ
ッキを行なうためにＳｉを８ｗｔ％含有したアルミニウ
ムを準備した。次に、基材金属の前処理として、１０％
硝酸、２％フッ酸の混合酸溶液中にて基材を約１０分間
処理後水洗した。前処理した基材金属を準備したアルミ
ニウム溶液中に浸漬後、ガスワイプにより付着量の調整
を行なった。溶融メッキを行なった基材を圧延すること
によりさらにメッキ厚を調整し、試験用基材として１０
０　ｍｍ角に切断した。メッキの厚さはいずれも５μｍ
になるよう調整した。

その後、アルミニウムメッキ層を形成した金属基材に対
して熱処理を実施した。熱処理はメッキされた金ＦＡｗ
祠を第５表に示す５００〜１１００″Ｃの温度で種々の
時間加熱することにより実施した。

特性を評価するため、得られた試験体の断面を顕微鏡に
て観察を行なった。結果を第５表に示す。

第５表の結果から、熱処理条件は６００〜１００Ｏ’Ｃ
で１０分間以」二である必要があることがわかる。

また、上述した実施例のうち本発明の組成範囲を満たず
ステンレス鋼の基材に対して、アルミニウムメッキ層の
厚さを変化させ９００’Ｃ１０分間熱処理して試験体を
作成した。特性を評価するため得られた試験体に対して
、９００℃の電気炉中に自動で出し入れする装置を使用
して加熱冷却による熱衝撃試験を行った。試験ザイクル
は９００℃１５分と室温４５分との間の５００サイクル
とし、試験体の表面状態を肉眼で観察した。結果を第６
表に示す。

第 表 も一方向に通気性を有する触媒担体を得るごとができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の触媒担体の製造方法の一例を示すフロ
ーチャートである。 特 許 出 願 人 ＋１シ 木 口」 素 伸 第６表から、アルミニウムメッキ層の厚さは１０μｍ以
下であると好ましいことがわかる。 （発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の触媒担体およ
びその製造方法によれば、基体中にアルミナウィスカー
を生成させるためのＡＩを添加せず、アルミニウムメッ
キ層を熱処理することによりアルミナ薄層を生成してい
るため、塑性加工性も低下することもなく、簡単な工程
で所定の少なくと第１ 図 手 特許１庁長官 １、事＋”ｌの表示 昭和６３年 ２、発明の名称 士 特 糸、′ε 許 ネ市 ［■１ 願 第 正 （薯− 平成 元年 文 毅 殿 ７月 り” ３、補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくともアルミニウムを含有しないステンレス綱
   からなる基体の表面のアルミ鉄合金層上にアルミナ薄層
   を有し、かつ少なくとも一方向に通気性を有する多孔体
   により形成されたことを特徴とする触媒担体。 ２、少なくともアルミニウムを含有しないステンレス鋼
   から金属条を作製し、金属条の表面にアルミニウムメッ
   キを施し、メッキ後の金属条を圧延した後、圧延した金
   属条を一方向に通気性を有するコルゲート状の多孔体と
   し、その後多孔体に対し６００〜１０００℃で１０分間
   以上の熱処理を実施することを特徴とする触媒担体の製
   造方法。