WO2002040157A1 - Procede de traitement comprenant l'utilisation d'informations d'affichage et structure cellulaire traitee a l'aide du procede de traitement - Google Patents

Description

明 細 書 表示情報を利用した処理方法及び当該処理方法により処理されたセル構造体 技術分野

本発明は、 セル構造体に適切な量の触媒成分を担持するための処理方法に関す る。 本発明は、 内燃機関の排気ガス浄ィヒ用、 脱臭用触媒担体又はフィル夕一、 あ るいは触媒作用を利用する化学反応機器、 例えば燃料電池用改質器等に用いられ る触媒用担体又はフィル夕一などに適用することができる。 背景技術

内燃機関の排ガス浄化や触媒作用を利用する化学反応機器のために用いられる 触媒コンバータ、 あるいはフィルター、 熱交換器等の用途に使用されるアッセン プリとして、 セル構造体と筒状の金属容器 （缶体） との間に、 クッション性を有 する圧縮性材料を配し、 セル構造体へ圧縮性材料を介して所定の圧縮面圧を付与 することにより、 セル構造体を金属容器内に把持収納 （キヤニング） したものが 知られている。

例えば、 このようなアッセンプリを自動車排ガス浄化用の触媒コンバ一夕とし て用いる場合には、 セル構造体の一種であるセラミック製ハニカム状構造体に、 触媒成分として白金、 パラジウム、 ロジウム等の貴金属を分散担持したものを、 セラミックマット等を介して金属容器 （缶体） 内に収納把持して排気系に搭載す る。

前記の触媒コンパ一夕のように、 セル構造体に触媒成分を担持する場合におい ては、 セル構造体の質量によって適切な担持量が異なる。 従来は、 セル構造体の 質量を予め測定して、 幾つかの質量範囲にセル構造体を区分しておき、 その質量 区分毎に、 触媒成分担持後の質量を管理することで、 触媒成分の担持量 （触媒成 分の質量） が一定となるように調整していたが、 同一の質量区分においてもセル 構造体の質量がある範囲を有しているので、 実際には個々のセル構造体でみると 、 触媒成分の担持量にはバラツキが存在していた。

本発明は、 上記した従来の問題に鑑みてなされたものであり、 セル構造体に触 媒成分を担持するという処理を施す際に、 セル構造体の質量にバラツキがあって も、 各セル構造体の質量に応じた適切な量の触媒成分を担持できるような処理方 法を提供することを目的とする。 発明の開示

本発明によれば、 セル構造体に触媒成分を担持するという処理を施す方法にお いて、 担持工程に入る前に予め前記セル構造体の質量に関する情報をその表面上 に表示しておき、 担持工程において、 前記情報を読み取り、 その情報に基づいて 、 適切な量の触媒成分を前記セル構造体に担持することを特徴とする処理方法 （ 第 1発明） 、 が提供される。

また、 本発明によれば、 クッション性を有する圧縮性材料を介して金属容器内 に収納把持されたセル構造体に触媒成分を担持するという処理を施す方法におい て、 担持工程に入る前に予め前記セル構造体の質量に関する情報を前記金属容器 の表面上に表示しておき、 担持工程において、 前記情報を読み取り、 その情報に 基づいて、 適切な量の触媒成分を前記セル構造体に担持することを特徴.とする処 理方法 （第 2発明） 、 が提供される。

更に、 本発明によれば、 前述のいずれかの処理方法により処理を施されたセル 構造体 （第 3発明） 、 が提供される。

更にまた、 本発明によれば、 前述のいずれかの処理方法により処理を施される 前記情報が表示されたセル構造体 （第 4発明） 、 が提供される。 図面の簡単な説明

図 1 ( a ) ( b ) は、 実施例において、 セル構造体として用いたハニカム状構 造体を示す説明図で、 図 1 ( a ) が平面図であり、 図 1 ( b ) が斜視図である。 図 2は、 レーザ一マーカー装置によるバーコードのマーキング方法を示す説明 図である。 発明を実施するための最良の形態

前述のように、 第 1発明は、 セル構造体に触媒成分を担持するという処理を施 す方法において、 担持工程に入る前に予めセル構造体の質量に関する情報をその 表面上に表示しておき、 担持工程において、 前記情報を読み取り、 その情報に基 づいて、 適切な量の触媒成分をセル構造体に担持することを特徴とする。

このようにセル構造体の表面上に表示した当該セル構造体の質量に関する情報 を基に触媒成分の担持量を管理することで、 実際のセル構造体質量に応じた適切 な量の触媒成分を担持できるので、 過剰な量の触媒成分を担持するといつたこと がなくなり、 触媒成分量の節約を行うことが可能となる。

第 1発日 において、 情報の表示形式には文字やバーコ一ドを用いることができ る。 また、 情報は、 インク塗布、 レーザ一、 サンドブラスト、 化学的な腐食作用 等により表示することができる。 インクにより情報を表する場合は、 インクジェ ット方法又は熱転写方法を用いることが好ましい。

セル構造体としては、 複数の隔壁により形成された複数のセル通路を有するハ 二カム状構造体であって、 セル隔壁厚さが 0. 1 1 mm以下、 開口率が 8 5 %以 上であるものが好ましい。 更に、 ハニカム状構造体としては構造体の周囲にその 外径輪郭を形成する外壁を有し、 その外壁厚さが少なくとも 0 . 0 5 mmである ものが好ましい。 なお、 本発明において用いるセル構造体としては、 前記のよう なハニカム状構造体のほか、 フォ一ム状構造体であってもよい。

セル構造体は、 コ一ジエライト、 アルミナ、 ムライト、 リチウム ·アルミニゥ ム 'シリケ一ト、 チタン酸アルミニウム、 チタニア、 ジルコニァ、 窒化珪素、 窒 化アルミニウム及び炭化珪素からなる群より選ばれた 1種のセラミック材料又は 2種以上のセラミック材料の複合物からなることが好ましい。 また、 活性炭、 シ リ力ゲル及びゼォライトからなる群より選ばれた 1種の吸着材料からなるものも 好適に使用できる。

なお、 押出し成形により作製されるハニカム状構造体のセル形状には、 三角形 、 四角形、 六角形、 丸形などがあり、 一般的には、 四角形状の一つである正方形 のセルを持つものが多く利用されているが、 最近は六角形のセルを持つハニカム 状構造体も利用が進んでいる。

セル構造体を触媒コンバ一夕として使用する場合には、 セル構造体に触媒成分 を担持する必要があり、 通常は、 セル構造体に触媒成分を担持した後に、 そのセ ル構造体を金属容器内に収納把持するが、 次の第 2発明のようにセル構造体を金 属容器内に収納把持した後に、 そのセル構造体に触媒成分を担持するようにして もよい。

第 2発明は、 クッション性を有する圧縮性材料を介して金属容器内に収納把持 されたセル構造体に触媒成分を担持するという処理を施す方法において、 担持ェ 程に入る前に予めセル構造体の質量に関する情報を前記金属容器の表面上に表示 しておき、 担持工程において、 前記情報を読み取り、 その情報に基づいて、 適切 な量の触媒成分をセル構造体に担持することを特徴とする。

すなわち、 第 2発明は、 前記第 1発明と同様にセル構造体の質量に関する情報 を基に触媒成分の担持量を管理するものであるが、 セル構造体を金属容器内に収 納把持した後に触媒成分の担持を行うため、 情報の表示位置を金属容器内に隠れ るセル構造体の表面上ではなく、 金属容器の表面上としている。 第 2発明にて得 られる作用効果は、 前記第 1発明にて得られる効果と同様である。

なお、 第 1及び第 2発明における、 情報の表示形式や表示手段には、 前記第 1 発明と同様のものを用いることができる。

第 3発明は、 前記第 1又は第 2発明に係る方法により処理を施されたセル構造 体であり、 前述のように、 適切な量の触媒成分が担持されているので、 自動車排 ガス浄化用触媒コンバータなどの用途に好適に利用できる。 また、 第 4発明は、 前記第 1発明に係る方法により処理が施される前記情報が表示された処理前のセ ル構造体であり、 予め前述のような種々の形式や手段で情報が表示されており、 当該情報に基づいて第 1発明の処理方法が実現される。 これらセル構造体の好適 な構造や材料等は前述のとおりである。

(実施例） 以下、 セル構造体として図 1 ( a ) 及び （b ) に示すようなハニカ ム状構造体 1を用いて触媒コンパ一夕を作製する場合を例に、 本発明を更に詳細 に説明するが、 本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

ハニカム状構造体へ文字やバーコ一ドなどの情報を表示する方法としては、 ィ ンクジェット印字装置による方法とレーザ一装置による方法が印字速度が速く非 接触であり、 多量部材を処理する上で望ましい。 特にレーザ一による表示方法は 、 インクを必要とせず、 予め前処理も不要なので、 メンテナンスの観点からイン クジエツト方法よりも好ましい。

ハニカム状構造体の質量検査は、 ハニカム状構造体の製造工程の最後に行われ るが、 そこで検查測定された質量情報が測定機器からレーザ一マーカー装置に直 接に伝達されるようにしておく。 図 2に示すように、 測定機器を出てきたハニカ ム状構造体 1は次にレーザ一マーカー装置 3に送られて、 同時に送られてきた質 量情報に基づいて、 八二カム状構造体 1の外表面にバーコ一ドがマ一キングされ る。 QRコードはマ一キング面積が小さいので、 マ一キング時間が短くてすみ、 また、 ハニカム状構造体外表面の曲率の影響を受けにくいのでより適している。 以下にレーザ一マ一キング条件の一例を記す。 なお、 レ一ザ一マーカー装置と しては Y AGパルスレーザー装置あるいは C〇₂炭酸ガスレーザー装置が適してい る。

•レーザ一マーカ一装置：

Y AGレーザ一マーカ一装置 （ミヤチテクノス（株)製ランプ励起式 ML— 41 41 B)

•ハニカム状構造体：

コージエライト質ハニカム状構造体 （隔壁 2mi し セル密度 900 c p s i 、 ノミナル外径 Φ 106mm、 長さ 114mm)

•マ一キング条件：

電流値 17A、 Q. SW周波数 8 kHz、 スキャンスピード 150〜 1000 mm/ s

•バーコードの種類：

CODE 39あるいは QRコード、 CODE 39のナロー幅 0. 38mm、 Q Rコードのセルサイズ 0 . 5 0 8 mm

•バーコードに載せる情報：

八二カム状構造体の実測質量値

このようなレーザ一マーキング条件により、 製造工程でバーコ一ドをマ一キン グされたセラミック製ハニカム状構造体は、 次に、 触媒成分の担持工程に送られ る。 触媒成分が担持される直前に、 セラミック製ハニカム状構造体にマ一キング された質量情報が載っているバーコ一ドがバーコ一ドリーダ一で読み取られ、 触 媒担持装置に伝達される。 触媒担持装置内に搬送された八二カム状構造体には、 その固有の質量情報に基づいて条件調整された上で触媒成分の担持が行われる。 触媒成分が担持されたハニカム状構造体は、 触媒焼付け工程に搬送され、 ここ でおよそ 6 0 0 °C以上の高温下で処理される。 ハニカム状構造体に表記される情 報が、 触媒成分の担持あるいは焼付け工程における八二カム状構造体の変色によ り、 読み取れなくなったり、 あるいは焼失したりすることが懸念されるため、 ィ ンクジエツト方法を用いる塲合には耐熱性インクを使用することが望ましい。 一般には、 八二カム状構造体の外表面には、 マスキングにより触媒成分は担持 されないので、 マ一キングされたバーコード等の表記が触媒成分で埋没すること はないが、 若干の変色は避けられないので、 読み取りが可能なようにバーコ一ド 等のマ一キング条件を設定することが必要である。 レーザ一マーキングの場合に は、 部材の表面を非常に浅い領域で分解除去しているので、 触媒成分の担持工程 を通過して触媒成分が担持されたハニカム状構造体は、 次にキヤエング工程へ搬 送される。

バーコードと同様に文字情報もインクジェット方法あるいはレーザーマ一キン グ方法により印字することができる。 この場合に、 印字された文字情報は C C D カメラで撮影され、 パターンマッチング方法で認識される。 この方法は予め文字 を登録しておき、 撮影した文字の濃淡情報から登録した文字にもっとも近いパタ ーンを選択する方法である。 本発明者らは、 先のレーザーマーキング方法で表記 された質量の数字情報についてオムロン製 F 3 5 0画像認識装置で読み取りを行 レ 間違いなく情報伝達ができることを確認した。 バーコ一ドリ一ダ一の読み取り原理は、 レーザ一光をバーコ一ドラベル上に照 射して、 その乱反射光をバーコ一ドリ一ダ一の受光部で受光する。 その ¾^反射光 はスペースとバーの反射率の差により強弱が発生するので、 これを ONZO F F のデジタル信号に変換することで、 スペースとバ一を判別して読み取つている。 したがって、 バ一コードでも乱反射光の強弱の差 （P C S ) が小さくなつてしま う場合には、 バーコ一ドリ一ダ一での読み取りが困難となるので、 前述の画像認 識処理方法が有効となる。

また、 触媒成分の担持前に金属容器内に八二カム状構造体を把持してから、 金 属容器内のハニカム状構造体に触媒成分を担持する方法もあり得る。 この方法に よれば、 触媒成分の担持工程中に、 ハニカム状構造体が欠けたり、 破損したりす るのを回避することができる。 この場合には、 ハニカム状構造体の質量に、 圧縮 性材料と金属容器の質量が加算されるので、 アッセンプリとしての全体質量はハ 二カム状構造体に較べて非常に重くなつてしまい、 触媒担持量を管理する上では 、 ハニカム状構造体だけでなく、 圧縮性材料と金属容器の質量のバラツキも加算 されることになるので、 管理が非常に困難となる。 それ故に、 ハニカム状構造体 の質量情報を金属容器外表面に表示しておき、 その質量情報に基づいて、 触媒成 分の担持を行なうことで、 触媒成分担持量の管理が容易となる。 産業上の利用可能性

以上説明したように、 本発明によれば、 セル構造体に触媒成分を担持するとい う処理を施す際に、 セル構造体の質量にバラツキがあっても、 各セル構造体の質 量に応じた適切な量の触媒成分を担持することができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . セル構造体に触媒成分を担持するという処理を施す方法において、 担持工程に入る前に予め前記セル構造体の質量に関する情報をその表面上に表 示しておき、 担持工程において、 前記情報を読み取り、 その情報に基づいて、 適 切な量の触媒成分を前記セル構造体に担持することを特徴とする処理方法。

2 . クッション性を有する圧縮性材料を介して金属容器内に収納把持されたセ ル構造体に触媒成分を担持するという処理を施す方法において、

担持工程に入る前に予め前記セル構造体の質量に関する情報を前記金属容器の 表面上に表示しておき、 担持工程において、 前記情報を読み取り、 その情報に基 づいて、 適切な量の触媒成分を前記セル構造体に担持することを特徴とする処理 方法。

3 . 前記情報の表示形式が文字である請求項 1又は 2に記載の処理方法。

4. 前記情報の表示形式がバーコ一ドである請求項 1又は 2に記載の処理方法

5 . 前記情報をィンクにより表示する請求項 3又は 4に記載の処理方法。

6 . 前記情報をインクにより表示する方法が、 インクジェット方法又は熱転写 方法である請求項 5記載の処理方法。

7 . 前記情報をレーザーにより表示する請求項 3又は 4に記載の処理方法。

8 . 前記情報をサンドブラストにより表示する請求項 3又は 4に記載の処理方 法。

9 . 前記情報を化学的な腐食作用により表示する請求項 3又は 4に記載の処理 方法。

1 0 . 請求項 1ないし 9のいずれか 1項に記載の処理方法により処理を施され たセル構造体。

1 1 . 請求項 1及び 3ないし 9のいずれか 1項に記載の処理方法により処理を 施される前記情報が表示されたセル構造体。

1 2 . 複数の隔壁により形成された複数のセル通路とそれを取り囲む外周壁を 有する八二カム状構造体である請求項 1 0又は 1 1に記載のセル構造体。

1 3 . フォーム状構造体である請求項 1 0又は 1 1に記載のセル構造体。

1 4. コ一ジエライト、 アルミナ、 ムライト、 リチウム ·アルミニウム ·シリ ケ一ト、 チタン酸アルミニウム、 チタニア、 ジルコニァ、 窒化珪素、 窒化アルミ ニゥム及び炭化珪素からなる群より選ばれた 1種のセラミック材料又は 2種以上 のセラミック材料の複合物からなるものである請求項 1 0又は 1 1に記載のセル fe适体。

1 5 . 活性炭、 シリカゲル及びゼォライトからなる群より選ばれた 1種の吸着 材料からなるものである請求項 1 0又は 1 1に記載のセル構造体。