JP2008521616A - 半田材料を位置決めするための接合材料、ハニカム体の製造プロセス、及び、対応するハニカム体 - Google Patents

Abstract

少なくとも部分的に金属の表面（７、１７）の少なくとも１つの離散的接合領域（１８）に半田材料（３）を位置決めするための本発明による接合材料（１）は、半田材料（３）が連続支持体材料（２）上に不連続に形成されるという事実によって識別される。
本発明による接合材料（１）は、ハニカム体（１９）の製造に特に有効に用いることが可能である。と言うのは、接合材料（１）によって、ハニカム体（１９）の隣接層（７、１７）を離散的接合領域（１８）だけに接合するのが容易になるためである。こうして、弾性であるが、耐久力のあるハニカム体（１９）の製造が可能になる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、金属表面に半田材料を位置決めするための接合材料、この種の接合材料を利用してハニカム体を製造する方法、対応するハニカム体及び対応するハニカム体を備えたエンジン付車両に関するものである。これらハニカム体は、特に触媒担体部材又はフィルタ・部材として、自動車の排気装置に利用するが望ましい。

ハニカム体は、一般にセラミック材料から又は金属ハニカム構造として形成される。特に、２つの典型的な形態の金属ハニカム体の間で区別がつけられる。独国特許出願公開第２９０２７７９号明細書にその典型的な例が示されている初期形態は、実質的には、１つの平滑な箔状金属層と１つの波形箔状金属層が、重ねて配置され、螺旋状に巻かれた螺旋形状である。もう１つの形態では、最初に箔状金属層により１つ以上の積層を形成し、次にそれらを相互に巻きつけることで、複数の交互に配置された平滑な箔状金属層と波形又は別様の波形の箔状金属層からハニカム体を形成する。このプロセスにおいて、全ての箔状金属層の端部が外側に位置することになり、容器又は管状容器に接合することができるので、結果として、多数の接合部が形成され、ハニカム体の耐久性が増すことになる。これらの形態の典型的な例が、欧州特許第０２４５７３７号明細書又は国際公開第９０／０３２２０号パンフレットに記載されている。

ハニカム体を、金属層又は少なくとも部分的に金属の層から形成する場合、接合技法を用いてこれら層を互いに結合し、耐久性のハニカム体が得られるようにせねばならない。エンジン付車両の排気装置には、定期的に高温が発生するので、ハニカム体は、一般に高温で半田付けされる。即ち、蝋付け又は硬質半田付け法として知られる処理を受ける。排気装置の場合、ハニカム体は、一方でハニカム体にも伝達される自動車のショックによって生じ、他方で熱的に誘発される、高機械的負荷に曝される。排ガス流の高温及び排ガスの脈動性によって、ハニカム体内に大きい機械的応力が生じる。特に、触媒担体部材として用いられるハニカム体の場合、これらの応力は、触媒担体に用いられる触媒による触媒反応が一般に発熱性であるという事実によって、より一層増幅される。概して、排気装置におけるハニカム体は、高温度勾配及び熱過渡に曝される。この結果、ハニカム体は高熱変形することになる。ハニカム体が剛性の場合、即ち、ハニカム体の全断面及び全長にわたって、その接合領域で、層が隣接層と接合されている場合、熱破損が容易に生じる可能性があり、このため、できる限り柔軟な、従って、層間の接合位置数ができる限り最少のハニカム体が望ましい。一方、接合位置数が不十分なら、比較的早期に疲労破壊を生じることになる。

従って、ハニカム体の層が、限定された離散的接合領域においてのみ互いに接合されるようにするべきである。例えば、独国特許第１０３３８３６０号明細書には、小滴形状の結合剤が、層の後で互いに接合される位置にだけ塗布されるプロセスが開示されている。層を巻くか、積層して、相互に巻きつけた後、粉末形状の半田が付けられる。結合剤がスポンジを用いて塗布され、その後、粉末状の半田材料が導入される、同様のプロセスが、欧州特許第０４２２０００号明細書によって公知である。独国特許第３７１１６２６号明細書で、溶射によって半田を付けることも知られている。この場合、対応するマスクを介して行われる熱溶射によって、離散的接合位置が得られる。更に独国特許出願公開第３３１２９４４号明細書には、熱膨張特性に関して、ハニカム体の層に対する半田のオフセット付着が有利であることが開示されている。

離散的接合領域に限定して半田を付けることに関して、ここに開示された全てのプロセスは、結合剤が層の特定領域だけに塗布されること、或いは、マスクが対応する正確な位置につくことを保証するのに適した手段を実現しなければならないので、比較的複雑である。半田箔又は線状半田を利用して、半田付け接合部を形成することも公知である。これらは、各場合とも、連続半田付け材料を形成し、そのため離散的接合領域を形成できなくなる。

本発明の目的は、これに基づいて取り組むことによって、２つの金属構造間に離散的半田付け接合部を形成できるようにする接合材料を提案することにある。本発明のもう１つの目的は、ハニカム体、対応するハニカム体、及び、対応するエンジン付車両を製造するための対応するプロセスを提供することにある。

この目的は、請求項１の特徴を備えた接合材料、請求項１１の特徴を備えたプロセス、請求項２７の特徴を備えたハニカム体及び請求項３３の特徴を備えたエンジン付車両によって実現される。有利な構成によって、それぞれの従属クレイムの内容が形成される。

金属表面の少なくとも１つの離散的接合領域に半田材料を位置決めするための本発明による接合材料は、半田材料が連続支持体材料上に不連続に形成されたことを特徴とする。

このタイプの接合材料によれば、好都合なことに、例えば半田を付ける前に、結合剤を塗布することを必要とせずに、金属表面の接合領域に半田材料の離散的領域を位置決めすることが可能になる。即ち、このタイプの接合材料は、接合されることになる金属表面と共に、巻いたり、成形したりすることが可能である。このため、支持体材料及び／又は半田材料には、接合される表面に接合材料を固定する、従って金属表面の正確に限定された接合領域に半田材料が付けられ、その後、接合されることを確実なものにする、結合剤を塗布するのが有利な場合もある。支持体材料及び／又は半田材料は、接合材料の位置決めを容易にするマーキングを施すことができる。

本発明によって、不連続領域への半田材料の位置決めに利用可能な連続材料が初めて提案される。例えば連続半田箔のような連続半田材料では、ターゲットを絞った半田付着、従って半田付けすべき、少なくとも部分的に金属である表面の離散的領域の接合が不可能であり、一方、結合剤を塗布した後で半田材料を付けることによって、離散的領域に対してターゲットを絞った半田付着を施すのは、複雑であり、特にハニカム体を製造する場合には、高い精度を必要とする。本発明による接合材料によれば、好都合なことに、半田材料の取扱いが容易になり、少なくとも部分的に金属の表面間における離散的接合部の形成が単純化になる。これに関して、少なくとも部分的に金属の表面は、具体的に、金属表面を備えるか、部分的に金属表面を備える表面を意味するものと理解すべきである。この種の表面は、箔状金属層で形成可能であるが、セラミック繊維を含むことも可能な繊維層によっても形成可能である。一例として、少なくとも部分的に金属の表面は、金属及びセラミック繊維から織られた、例えばディーゼル排気微粒子フィルタにおけるフィルタマットとして利用可能なマットで形成することも可能である。

本発明による接合材料の有利な実施形態によれば、半田材料は、少なくとも部分的に半田箔の形態をなす。

本発明による接合材料のもう１つの有利な実施形態によれば、半田材料は、少なくとも部分的に半田粒子の形態をなす。

平面を互いに接合する場合、半田材料は半田箔として形成すると特に有利である。半田箔によれば、半田付けの間に、例えば一方の表面がもう一方の表面に沿って滑るといったように、半田付けされる表面が変形する場合に、半田箔から形成される接合領域は、殆ど変形又は移動を生じないという利点も得られる。半田粒子による半田材料の形成は、例えば湾曲した金属表面との接触によって接合材料を曲げることが必要になる場合に、特に有利になる。更に、金属表面への最適な付着を保証するには、表面の厚さ及び形状に応じ、有利な半田粒子の割合が異なるため、半田粒子から半田材料を形成すると、特に、例えば半田付けすべき表面の厚さ及び形状に対し半田材料を適合させることが可能になる。

本発明による接合材料のもう１つの有利な実施形態によれば、半田材料は、第１の接着剤を用いて支持体材料上に固定される。

用いる第１の接着剤は、例えば既知の有機接着剤又は水性接着剤となし得る。この第１の接着剤によれば、好都合なことに、支持体材料と半田材料の間に良好な結合が施されるので、半田付けすべき少なくとも部分的に金属の表面に対し支持体材料を位置決めすることで、半田材料の確実で正確な位置決めを実現することができる。

本発明による接合材料のもう１つの有利な実施形態によれば、半田材料には、支持体材料とは逆方向に面した側に第２の接着剤が付いている。

これは、半田材料が、接合材料の一部における回転運動によって、半田材料を付けるべき金属表面に移着させられる場合に、特に有利になる。このため、接合材料が、少なくとも部分的に金属の表面に縦方向に回転させられ、半田材料は第２の接着剤によって表面に粘着した状態で残存する。その後、支持体材料は、半田材料から容易に引き離すことができる。従って、半田材料は、ラベルと同様の方法で少なくとも部分的に金属の表面に粘着する。これに関し、第１の接着剤により生じる接着力が、第２の接着剤により生じる接着力より強いと特に有利である。また、これに関し、半田材料が半田箔の形態をなすと有利である。と言うのは、この場合、第２の接着剤の塗布が容易になるからである。

本発明による接合材料のもう１つの有利な実施形態によれば、支持体材料の半田材料とは逆方向に面した側に、第３の接着剤が形成される。

この第３の接着剤により、接合材料の固定が容易になる。特に、かくして、半田付けすべき製品を予め固定することも可能になる。更に、第３の接着剤を設けることで、半田付けすべき少なくとも部分的に金属の表面に対する半田材料の位置決め精度が高くなる利点がある。と言うのは、後続する表面に対する接合材料の移動が阻止されるためである。

本発明による接合材料のもう１つの有利な実施形態では、支持体材料が、金属、プラスチック及び／又は紙から形成される。プラスチック及び／又は紙が特に望ましい。

プラスチック、金属及び紙は、何れも、接合材料の製造及び取扱いを容易にする。接着ラベルの製造によって既知の支持体材料を利用できる利点がある。本発明による支持体材料として、プラスチックで被覆した紙を用いることも可能である。

本発明による接合材料のもう１つの有利な実施形態では、支持体材料は、それを超えると支持材料が破壊される、半田材料の融点以下の臨界温度を有している。これに関し、支持体材料は、少なくとも臨界温度に達した時、少なくとも部分的な蒸発及び／又は少なくとも部分的な分解、可能なら残留物の残らない、かなりの蒸発及び／又は残留物の残らないかなりの分解を生じると特に望ましい。

これによって、望ましいことに、半田付けされた最終製品に支持体材料の残留物がなくなるという保証が得られるのが好都合である。蒸発は、特に支持体材料が少なくとも部分的にプラスチックから形成されている場合に生じる可能性がある。本発明によれば、残留物を殆ど残さない支持体材料の燃焼も可能である。

本発明の概念のもう１つの態様では、流体が少なくとも部分的に流通することが可能なキャビティが設けられたハニカム構造を備える、ハニカム体の製造プロセスを提供する。
このプロセスは、少なくとも、
Ａ）少なくとも部分的に金属の層を設ける工程と、
Ｂ）少なくとも層の１つの少なくとも接合領域に半田材料を位置決めする工程と、
Ｃ）少なくとも１つの層からハニカム構造を形成する工程と、
Ｄ）適切であれば、管状容器を設ける工程と、
Ｅ）適切であれば、ハニカム構造の外側表面及び／又は管状容器の内側表面の少なくとも取り付け領域に半田材料を位置決めする工程と、
Ｆ）適切であれば、管状容器にハニカム構造を挿入する工程と、
Ｇ）半田付け作業を実施する工程とを含み、
工程Ｂ）及び／又はＥ）において、半田材料（３）を、請求項１から１０の１つに記載のように、少なくとも部分的に、接合材料（１）の形態で位置決めすること及び／又は工程Ｂ）及び／又はＥ）において、少なくとも部分的に半田箔の形態をなす半田材料を、少なくとも１つの接合領域（１８）及び／又は少なくとも１つの取り付け領域（２３）に接着結合することを特徴としている。

従って本発明のプロセスは、少なくとも部分的に金属の層による、１つのハニカム構造だけしか含んでいないハニカム体の製造及び管状容器、特に金属管状容器をなすハニカム構造を含むハニカム体の製造を可能とする。この際、本発明による接合材料及び／又は付着半田箔を用いてハニカム構造に接合部を形成し、ハニカム構造を管状容器に接合ができる。本発明では、任意の他の望ましい半田付けプロセスの組み合わせが可能になる。半田箔は、例えば水性接着剤や有機物ベースの接着剤といった、既知の接着剤を利用して付着させることが可能である。本発明によるハニカム体を製造するためのプロセスによれば、独国特許出願公開第３３１２９４４号明細書に記載のように、オフセットした半田付け接合部を備えた、ハニカム体の経済的に実行可能な製造が初めて可能になる。

こうして製造したハニカム体は、自動車工学、特にエンジン付車両の排気装置に用いるのに特に適し、本発明に従って製造したハニカム体は、例えば触媒担体部材、フィルタ・部材、アブソーバ部材及び／又はマフラとして使用できる。従って、少なくとも部分的に金属の層は、少なくとも部分的に、箔状金属層、繊維層、フィルタ層及び／又は複合層として形成可能である。複合層は、例えば多孔性金属被覆層内に保持されたセラミック繊維層のような、例えば金属部分と非金属部分を含む層と理解すべきである。更に、本発明に関して、層には、例えば箔状金属層部分で強化された繊維層等のような、副層の任意の所望の組み合わせを含むことも可能である。特に、本発明によるプロセスを利用すれば、直径の大きい、できれば、１５０ｍｍを超える、ハニカム体の製造も可能になる。断面が円形ではないハニカム体の場合、直径という用語は、例えば、最大、最小、又は、平均直径といった、この断面の特性寸法を意味するものと理解すべきである。

ハニカム体を製造するための本発明によるプロセスによれば、半田材料の単純で低コストな位置決めによって、層の限定された離散的接合領域だけの相互接合及び／又はハニカム構造と管状容器との間の限定された離散的接合領域の接合が可能になる。こうして、柔軟なハニカム体を製造することが可能になり、この柔軟性は、例えばその後の利用に、即ち、特に予想排ガス流量、これらの流れの脈動数及びこれらの流れの運動量に適合させることも可能である。例えば、好都合なことに、耐久性の向上したハニカム体の製造が可能になる。これらのハニカム体は、本発明による接合材料を用いるか、又は、半田箔の付着によって、単純で低コストな方法で製造することが可能である。１つの層に、特に、層の縦方向の両側にも、複数の接合領域を形成できるのが望ましい。

本発明によるプロセスの有利な構成によれば、半田箔が、プロセス・工程Ｂ）の前又はその最中に、接合領域の寸法に合わせて切断される。

従って、切断後の半田箔の寸法は、接合領域の所望の寸法に相当する。

本発明によるプロセスのもう１つの有利な構成によれば、半田箔が支持体材料に接合される。

このタイプの支持体材料上の半田箔は、上述のように接合材料を形成することが可能である。しかし、この場合、支持体材料上に連続半田箔が存在する可能性もあるが、その都度、接合領域の所要寸法に応じて切断される。連続半田箔は、所望の寸法に合わせて切断されることになる、望ましい切断位置を備えることが可能である。

本発明によるプロセスのもう１つの有利な構成によれば、工程Ａ）において、少なくとも１つの少なくとも部分的に成形された層が設けられる。

本発明によるプロセスのもう１つの有利な構成によれば、工程Ａ）において、少なくとも１つのほぼ平滑な層が設けられる。

一例として、工程Ｃ）で、少なくとも１つの少なくとも部分的に成形された層と、少なくとも１つのほぼ平滑な層とを螺旋状に巻いた、ハニカム構造を製造することができる。ほぼ平滑な層という用語は、平滑な場合もあるが、その構造振幅が少なくとも部分的に成形された層の構造振幅より大幅に小さい、微細成形している場合もある、層を意味するものと理解すべきである。成形には、特に、例えば、正弦曲線状、鋸歯状、及び／又は、三角形波形といった、波形が包含されると理解すべきである。成形は、周期的であること、即ち、例えば、波長のような、特性反復長を備えることが望ましい。

工程Ｃ）において、ハニカム構造は、例えば、少なくとも１つの少なくとも部分的に成形された層と、適切であれば、少なくとも１つのほぼ平滑な層を積み重ねて、少なくとも１つの積層を形成し、少なくとも１つの積層を同方向又は逆方向に相互に巻きつけることによって形成することも可能である。

層の詳細にわたる設計に基づき、このような方法で、縦方向にハニカム構造を貫通する通路が設けられたハニカム構造を有するハニカム体を形成することができる。また、本発明によれば、通路が部分的に閉じ、通路壁にガイド構造が設けられ、穿孔、乱流誘発構造等を備えた、ハニカム構造を形成することも可能になる。

本発明によるプロセスのもう１つの有利な構成によれば、少なくとも部分的に成形された層の成形は、成形の横方向において、２つの隣接構造端間に、特性距離、特に波長を有しており、成形の横方向における接合領域の内の少なくとも幾つかは、特性距離を超える範囲を有している。

接合材料又は半田箔が平滑な層に付けられる場合、即ち、工程ｂ）又はＢ）において、半田材料が、ほぼ平滑な層に位置決めされる場合、接合領域の望ましい範囲によって、少なくとも部分的に成形された層の少なくとも１つの構造端が、ほぼ平滑な層に接合される接合領域を支持するようになるという保証が得られる。これに関して、特性距離と範囲の比が約１．２〜約５、望ましくは約１．５〜約３、特に望ましくは約１．８〜約２．５であるとよい。

ほぼ平滑な層に接合材料を付ける以外に、本発明によれば、少なくとも部分的に成形された層に接合材料を付けることも可能である。本発明によれば、ハニカム体におけるこれら２つの付着形態の組み合わせも可能である。

本発明によるプロセスのもう１つの有利な構成によれば、接合材料の支持体材料の寸法は、少なくとも部分的に、層の少なくとも１つの寸法にほぼ一致する。

これに関して、少なくとも部分的に一致するという用語は、接合材料の寸法が、層の１つの対応する寸法にほぼ一致する、即ち、一例として、接合材料と層の長さ及び／又は幅が、同じであることを表わしている。この結果、特に単純な方法で、互いに対応する配向をなすように、接合材料と層を位置決めすることが可能になる。

本発明によるプロセスのもう１つの有利な構成によれば、接合材料及び／又は半田材料は、プロセス・工程Ｂ）において層に固定されるか、或いは、プロセス・工程Ｅ）において、ハニカム構造の外側表面及び／又は管状容器の内側表面に固定される。

この固定は、支持体材料及び／又は半田材料上の対応する接着剤によって実現可能である。半田材料が、層に、又は、ハニカム構造の外側表面及び／又は管状容器の内側表面に固定されると、支持体材料を引き離すことが可能であり、その結果、支持体材料は、もはや、ハニカム体に巻きついていないということになる。

本発明によるプロセスのもう１つの有利な形態では、工程Ｂ）又はＥ）の前又はその最中に、半田材料及び／又は支持体材料に接着剤が塗布される。

半田材料及び／又は支持体材料に接着剤を塗布すると、接合すべき層の接合領域に、接合材料、半田材料及び／又は半田箔を対応するように固定することが可能になる。

本発明によるプロセスのもう１つの有利な構成によれば、接合領域は、層の縦方向の両側に形成され、層は、何れの場合にも、任意の座標において縦方向の片側だけに接合領域を備えている。

従って、層には、縦方向の両側に接合領域を備える点はない。これによって、熱膨張特性の極めて優れたハニカム体を製造することが可能になる。と言うのは、対応する層から構成されるハニカム体によって、ハニカム体の縦方向に対して垂直な層の相対運動が、半田付け接合部分を破壊することなく、ある程度まで可能になるためである。

本発明によるプロセスのもう１つの有利な形態によれば、接合領域は、接合領域を生じる少なくとも２つの小領域がハニカム体の縦方向に形成され、層が、縦方向の片側においてのみ、小領域に接合領域を備えるように形成される。

こうして製造したハニカム体は、優れた耐久性と相俟って、同時に優れた熱膨張特性をも示す。特にオフセット接合領域により、ハニカム体の縦方向における個々の層の相対運動も可能になる。小領域は、ハニカム体の端部側又はそれに隣接して形成するとよい。代替的に或いは加えて、本発明に従い、ハニカム体内の中央に、略縦方向に、更なる第３の小領域を形成してもよい。これに関連して、第１及び第２の小領域において、接合領域を層の縦方向の第１の側に形成し、他方第３の小領域において、接合領域を縦方向の第１の側とは反対側の、縦方向の第２の側に形成すると特に好都合である。この種のコンサーティーナに似た半田付け構成が、熱膨張特性及び耐久性に関連し特に有利である。

本発明の概念のもう１つの態様では、流体が少なくとも部分的に流通することが可能なキャビティを備えた、少なくとも１つの少なくとも部分的に金属の層から構成されるハニカム構造と、適切であれば、ハニカム構造を包囲する管状容器が含まれる、ハニカム体を提案する。このハニカム体では、層が、接合領域においてのみ、それ自体及び／又は隣接層に半田付けされ、更に少なくとも１つの層が、取り付け領域においてのみ、管状容器に半田付けされるか、或いは前記両半田付けの何れかが行われ、半田材料が、本発明による接合材料によって、接合領域の少なくとも幾つか及び／又は取り付け領域において、位置決めされるか、又は半田箔として接着結合される。

特に、本発明のハニカム体は、本発明のハニカム体の製造プロセスで製造可能である。

本発明によるハニカム体の有利な実施形態によれば、ハニカム体の直径は、ほぼ１５０ｍｍ以上である。

本発明によるハニカム体のもう１つの有利な構成によれば、ハニカム体は、縦方向の両側に接合領域を具備する少なくとも１つの層を含み、該層は、何れの場合にも、任意の座標において縦方向の片側だけに接合領域を備える。

もう１つの有利な構成では、内部に接合領域が生じる少なくとも２つの小領域をハニカム体の縦方向に形成するように接合領域が形成され、層が、縦方向の片側において、小領域にのみ接合領域を備えるように設計される。

本発明によるハニカム体のもう１つの有利な構成では、何れの場合にも、小領域を、ハニカム体の端部側の領域又はそれに隣接した領域に形成する。

本発明によるハニカム体のもう１つの有利な構成では、第３の小領域を、ハニカム体内の中央に、ほぼ縦方向に形成する。

更に本発明は、本発明による少なくとも１つのハニカム体又は本発明のプロセスで製造した少なくとも１つのハニカム体を含むエンジン付車両を提供する。

これに関して、エンジン付車両は、特に乗用車、トラック、原動機付き二輪車、４輪バイク、ボート及び航空機を意味するものと理解すべきである。

本発明による接合材料、本発明によるプロセス、本発明によるハニカム体及び本発明によるエンジン付車両に関連して開示した詳細及び利点は、何れの場合にも、代わりに、他のものに適用及び転用することができる。

以下、本発明を図面に関連して更に詳述するが、本発明が図示の典型的な実施形態に限定されることはない。

図１は、本発明による接合材料１からの抜粋の平面図を略図で示す。接合材料１は、支持体材料２と、支持体材料２上に不連続に形成された半田材料３を含んでいる。半田材料３は、半田箔又は半田粉末の形態をなすのが望ましい。特に望ましいのは半田箔である。半田材料３の領域は、様々な形状とサイズを持ち得る。

図２は、本発明による接合材料１からの抜粋の断面を略図で示す。半田材料３は、第１の接着剤層４により支持体材料２に固定されている。少なくとも部分的に金属の表面に半田材料を固定することが可能な第２の接着剤層５が、支持体材料２とは逆方向に面した側に形成されている。この固定は、例えばラベルの貼り付けと同様の方法で実施できる。代案として及び／又はそれに加えて、支持体材料２の半田材料３とは逆方向に面した側に第３の接着剤６を形成することもでき、それによって、半田材料を付けるべき表面、特に少なくとも部分的に金属の表面に、支持体材料２を固定する。

接着剤４、５、６は、接着力によって、対応する表面上に半田材料３を正確に位置決めできるように選択する。即ち、第１の接着剤４によって、支持体材料２、第１の接着剤４及び半田材料３の間に第１の接着力が生じ、第２の接着剤５によって、半田材料３、第２の接着剤５及び半田を付けるべき表面の間に第２の接着力が生じるが、それらは、半田材料３が半田材料を付けるべき対応する表面に付着するが、同時に、半田材料３が支持体材料２から引き離されるように、互いに適合させられる。

支持体材料２は、プラスチック及び／又は紙から形成するとよい。即ち、支持体材料２は、半田材料３の半田付け温度より低い結晶温度で、残留物を残さずに、できる限り蒸発するか又は残留物を残さずに、できる限り分解する物質から形成するのが望ましい。

図３は、本発明によるハニカム体製造プロセスの１つの工程Ｂ）を略図で示している。ここでは、一例として、略平滑な層７に半田材料３を付ける方法を示している。このため２つの半田付着ユニット８を形成する。これらは、各々接合材料１の貯蔵リール９、対応する案内ロール１０及びアプリケータ１０を含む。アプリケータ１０は、付着方向１３への移動によって、ほぼ平滑な層７の予め決定可能な位置に、第２の接着剤５（不図示）を塗布した半田材料３の個々の領域を押し付け、ほぼ平滑な層７の対応する接合領域に半田材料３が付着するようにする。適切であれば、加圧ロール１２を形成することができ、その後、それを用いて、加圧方向１４に圧力を加えることで、半田材料３を固定する。分り易くするため、用いた支持体材料２の除去は例示していない。ほぼ平滑な層７は、移動方向１５に移動する。

図４は、通路２２を形成する、複数のほぼ平滑な層７と少なくとも部分的に成形された層１７の積層１６を略図で示す。ほぼ平滑な層７は、接合領域１８を備え、半田材料３が平滑な層７のこの領域に付けられている。この例では、ほぼ平滑な各層７に、縦方向の一方の側において、何れの場合も、層７のエッジ領域に４つの接合領域１８を設け、層７の縦方向のもう一方の反対側において、２つのほぼ中央に配置した接合領域を設けている。図５は、図４に示す積層の断面を示している。

図６は、本発明によるハニカム体１９の断面を略図で示す。ハニカム体１９は、管状容器２１に形成した、ハニカム構造２０を含んでいる。ハニカム構造２０は、３つの積層１６を折り重ね、その後、相互に巻きつけることにで形成している。少なくとも部分的に成形した層１７は、分り易くするため、例示していない。

相互巻きつけ作業によって、小さな円で描いた、例示のパターンをなす接合領域１８が生ずる。この種の接合領域構成は、好都合なことに、特にエンジン付車両の排気装置における触媒担体部材又はフィルタ部材として利用可能な、弾性で耐久力のあるハニカム体１９を生ずる。ハニカム構造２０は、本発明による接合材料１を用いて位置決めした取り付け領域２３によって、管状容器２１に固定できる。

図７は、本発明によるハニカム体１９の一部を略図で示す。ほぼ平滑な層７が、半田材料３により形成された接合領域１８によって、少なくとも部分的に成形された層１７に接合されている。少なくとも部分的に成形された層１７は波形であり、成形の横方向２４において、幅２５、即ち２つの構造最高部２７間の距離を有している。接合領域１８の範囲２６は、横方向２４において、波長２５を超える。

図８は、本発明によるハニカム体１９の形成に用いる略平滑な層７の概略を、縦方向の第１の側２８に対する平面図の形で示す。第１の接合領域２９が縦方向の第１の側２８にそして第２の接合領域３１が縦方向の第２の側３０に各々形成されている。この第２の接合領域３１は、縦方向の第２の側３０に形成されていることを明示すべく、点線で表示している。略平滑な層７には、接合領域２９、３１が縦方向の両側に形成されている点はない。従って、層７の同じ点の反対側に位置する接合領域２９、３１は存在しない。接合領域２９、３１の対応する設計は、本発明によれば、少なくとも部分的に成形された層１７においても、同様に可能である。接合領域２９、３１の数及び層は純粋に例証と理解すべきである。更に、図８には、ハニカム体１９のその後の縦方向３２が示されている。

図９は、図８に示す略平滑な層７の側面図を示す。第１の接合領域２９が縦方向の第１の側２８に形成され、第２の接合領域３１が縦方向の第２の側３０に形成されている。

図１０は、本発明によるハニカム体１９の部分的縦断面を略示する。図示の略平滑な層７間に配置された少なくとも部分的に成形された層１７は、分り易くすべく図示していない。第１の接合領域２９と第２の接合領域３１は、図面中に略示しており、第１の接合領域２９は、何れの場合も略平滑な層７の縦方向の第１の側２８に形成され、第２の接合領域３１は、何れの場合も略平滑な層７の縦方向の第２の側３０に形成されている。接合領域２９、３１において、ほぼ平滑な層７は、隣接する少なくとも部分的に成形された層１７と接合している。接合領域２９、３１は、本発明による接合材料１によって位置決めされた半田材料３又は付着半田箔によって形成される。

第１の小領域３３、第２の小領域３４及び第３の小領域３５は、媒体が少なくとも部分的に通路２２（不図示）を流通することが可能な、ハニカム体１９の縦方向３２に形成されている。第１の接合領域２９は、何れの場合も縦方向の第１の側２８の個々の層７だけが、ほぼ平滑な層７の縦方向の第１の側２８に第１の接合領域２９を備えるように設計されており、従って、層７の第１の接合領域２８は、第１の小領域３３と第２の小領域３４の何れかに属することになる。従って、第１の小領域３２及び第２の小領域３４に第１の接合領域２９を備える層７が存在しないのが望ましい。

第１の小領域３３及び第２の小領域３４は、ハニカム体１９の端部側の領域又はそれに隣接した領域にあるのが望ましい。第３の小領域３５は、ハニカム体１９及び／又は層７の範囲に対してほぼ中央に位置している。

図１０に示すように設計したハニカム体１９は、例えば層７、１７の熱膨張特性によって生じる、個々の層７、１７の互いに対する相対運動が、縦方向３２と横方向２４の両方においてある程度可能なので、極めて優れた熱膨張特性を示す。同時に、このタイプのハニカム体１９は、極めて優れた耐久性を備えている。

本発明による接合材料１は、ハニカム体１９の製造に特に有効に使用可能である。と言うのは、接合材料１を用いると、ハニカム体１９の隣接層７、１７を離散的接合領域１８だけに簡単に接合可能だからである。こうして、弾性であるが、耐久力のあるハニカム体１９の製造が可能になる。

本発明による接合材料からの抜粋を描いた略平面図である。 本発明による接合材料の断面からの抜粋を描いた概略図である。 本発明によるハニカム体の製造プロセスに用いられるプロセス・工程を描いた概略図である。 複数の層からなる積層の略透視図である。 複数の層からなる積層の略断面図である。 本発明によるハニカム体の略断面図である。 本発明によるハニカム体からの抜粋を描いた概略図である。 本発明によるハニカム体の形成に用いられる層の略平面図である。 本発明によるハニカム体の形成に用いられる層の略側面図である。 本発明によるハニカム体からの抜粋を描いた略縦断面である。

符号の説明

１ 接合材料、２ 支持体材料、３ 半田材料、４、５、６ 接着剤、７ 平滑な層、８ 半田付着ユニット、９ ストックリール、１０ 案内ロール、１１ アプリケータ、１２ 加圧ロール、１３ 付着方向、１４ 加圧方向、１５ 移動方向、１６ 積層、１７ 成形された層、１８ 接合領域、１９ ハニカム体、２０ ハニカム構造、２１ 管状容器、２２ 通路、２３ 取り付け領域、２４ 横方向、２５ 波長、２６ 範囲、２７ 構造最高部、２８ 縦方向の第１の側、２９、３１ 接合領域、３０ 縦方向の第２の側、３２ 縦方向、３３〜３５ 小領域

Claims (33)

1. 少なくとも部分的に金属の表面（７、１７）の少なくとも１つの離散的接合領域（１８、２９、３１）に半田材料（３）を位置決めするための接合材料（１）であって、半田材料（３）が連続支持体材料（２）上に不連続に形成されたことを特徴とする接合材料。
2. 前記半田材料（３）が、少なくも部分的に半田箔の形態をなすことを特徴とする請求項１記載の接合材料。
3. 前記半田材料（３）が、少なくも部分的に半田粒子の形態をなすことを特徴とする請求項１又は２記載の接合材料。
4. 前記半田材料（３）が、第１の接着剤（４）を用いて前記支持体材料（２）上に固定されたことを特徴とする請求項１から３の１つに記載の接合材料。
5. 前記半田材料（３）の、前記支持体材料（２）とは逆方向に面した側に第２の接着剤（５）が塗布されたことを特徴とする請求項１から５の１つに記載の接合材料。
6. 前記第１の接着剤（４）によって生じる第１の接着力が、前記第２の接着剤（５）によって生じる第２の接着力を超えることを特徴とする範囲５記載の接合材料。
7. 第３の接着剤（６）が、前記支持体材料（２）の前記半田材料（３）とは逆方向に面した側に形成されたことを特徴とする請求項１から６の１つに記載の接合材料。
8. 前記支持体材料（２）が、金属、プラスチック及び／又は紙から形成されたことを特徴とする請求項１から７の１つに記載の接合材料。
9. 前記支持体材料（２）が、半田材料（３）の融点以下の臨界温度を有し、該温度を超えると、前記支持体材料（２）が破壊されることを特徴とする請求項１から８の１つに記載の接合材料。
10. 前記支持体材料（２）が、少なくとも前記臨界温度に達すると、少なくとも部分的な蒸発及び／又は部分的な分解を生じることを特徴とする請求項１０記載の接合材料。
11. 流体が少なくとも部分的に流通するキャビティ（２２）が設けられたハニカム構造（２０）を備えるハニカム体（１９）の製造プロセスであって、
    Ａ）少なくとも部分的に金属の層（７、１７）を設ける工程と、
    Ｂ）前記層（７、１７）の少なくとも１つの少なくとも接合領域（１８）に半田材料（３）を位置決めする工程と、
    Ｃ）前記少なくとも１つの層（７、１７）から前記ハニカム構造（２０）を形成する工程と、
    Ｄ）管状容器（２１）を設ける工程と、
    Ｅ）前記ハニカム構造（２０）の外側表面及び／又は前記管状容器（２１）の内側表面の少なくとも取り付け領域（２３）に半田材料（３）を位置決めする工程と、
    Ｆ）前記管状容器（２１）に前記ハニカム構造（２０）を挿入する工程と、
    Ｇ）半田付け作業を実施する工程を含み、
    工程Ｂ）及び／又はＥ）において、前記半田材料（３）を、請求項１から１０の１つに記載のように、少なくとも部分的に、前記接合材料（１）の形態で位置決めすること、及び／又は工程Ｂ）及び／又はＥ）において、少なくとも部分的に半田箔の形態をなす半田材料（３）を、少なくとも１つの接合領域（１８）及び／又は少なくとも１つの取り付け領域（２３）に接着結合することを特徴とするプロセス。
12. 前記半田箔を、工程Ｂ）の前又はその最中に、前記接合領域（１８）の寸法に合わせて切断することを特徴とする請求項１１記載のプロセス。
13. 前記半田箔を支持体材料（２）に接合することを特徴とする請求項１１又は１２記載のプロセス。
14. 少なくとも１つの少なくも部分的に成形された層（１７）を、工程Ａ）において設けることを特徴とする請求項１１から１３の１つに記載のプロセス。
15. 少なくとも１つのほぼ平滑な層（７）を、工程Ａ）において設けることを特徴とする請求項１１から１４の１つに記載のプロセス。
16. 前記少なくとも部分的に成形された層（１７）の成形を、前記成形の横方向（２４）において、２つの隣接構造端（２７）間に、特性距離を有することと、前記成形の横方向（２４）における前記接合領域（１８、２９、３１）のうちの少なくとも幾つかは、前記特性距離（２５）を超える範囲（２６）を有することとを特徴とする請求項１４又は１５記載のプロセス。
17. 前記特性距離（２５）と前記範囲（２６）の比が１．２〜５であることを特徴とする請求項１６記載のプロセス。
18. 前記半田材料（３）及び／又は前記接合材料（１）を平滑な層（７）に付けることを特徴とする請求項１１から１７の１つに記載のプロセス。
19. 前記半田材料（７）及び／又は前記接合材料（１）を、少なくとも部分的に成形した層（１７）に付けることを特徴とする請求項１１から１８の１つに記載のプロセス。
20. 前記支持体材料（２）の寸法が、少なくとも部分的に、前記層（７、１７）の少なくとも１つの寸法に一致することを特徴とする請求項１１から１９の１つに記載のプロセス。
21. 前記接合材料（１）及び／又は前記半田材料（３）を、工程Ｂ）において前記層（７、１７）に固定し、更に工程Ｅ）において前記ハニカム構造（２０）の外側表面及び／又は前記管状容器（２１）の内側表面に固定するか、或いはその何れかを実施することを特徴とする請求項１１から２０の１つに記載のプロセス。
22. 工程Ｂ）又は工程Ｅ）の前又はその最中に、接着剤（４、５、６）を前記半田材料（３）及び／又は前記支持体材料（２）に塗布することを特徴とする請求項１１から２１の１つに記載のプロセス。
23. 接合領域（１８、２９、３１）を、層（７、１７）の縦方向の両側（２８、３０）に形成することと、前記層（７、１７）が、任意の座標において、縦方向の片側（２８、３０）だけにしか接合領域（１８、２９、３１）を備えないことを特徴とする請求項１１から２２の１つに記載のプロセス。
24. 接合領域（１８、２９、３１）を生じる少なくとも２つの小領域（３３、３４、３５）を前記ハニカム体（１９）の縦方向（３２）に形成し、層（７、１７）が、縦方向の片側（２８、３０）においてのみ、小領域（３３、３４、３５）に接合領域（１８、２９、３１）を備えるように前記接合領域（１８、２９、３１）を形成することを特徴とする請求項２３記載のプロセス。
25. １つの小領域（３３、３４）を、前記ハニカム体（１９）の端部側の領域又はそれに隣接した領域に形成することを特徴とする請求項２４項記載のプロセス。
26. 第３の小領域（３５）を、前記ハニカム体（１９）内の中央に、前記縦方向（３２）に形成することを特徴とする請求項２４又は２５記載のプロセス。
27. 流体が少なくとも部分的に流通することが可能なキャビティ（２２）を備えた、少なくとも１つの少なくとも部分的に金属の層（７、１７）から構成されるハニカム構造（２０）と、前記ハニカム構造（２０）を包囲する管状容器（２１）を含むハニカム体（１９）であって、
    該ハニカム体において、層（７、１７）が、接合領域（１８、２９、３１）においてのみ、それ自体及び／又は隣接層（７、１７）に半田付けされ、更に少なくとも１つの層（７、１７）が、取り付け領域（２３）においてのみ、前記管状容器（２１）に半田付けされるか、或いは、その何れかが実施されることと、前記半田材料（３）が、請求項１から１０の１つに記載の前記接合材料（１）によって、前記接合領域（１８）の少なくとも幾つか、及び／又は前記取り付け領域（２３）において、位置決めされるか、又は、半田箔として接着結合されたことを特徴とするハニカム体。
28. 前記ハニカム体（１９）の直径が１５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２７記載のハニカム体。
29. 前記ハニカム体（１９）に、縦方向の両側（２８、３０）に接合領域（１８、２９、３１）を含む少なくとも１つの層（７、１７）が含まれ、前記層（７、１７）が、任意の座標において、縦方向の片側（２８、３０）だけにしか接合領域（１８、２９、３１）を備えないことを特徴とする請求項２７又は２８記載のハニカム体。
30. 接合領域（１８）が生じる少なくとも２つの小領域（３３、３４、３５）が前記ハニカム体（１９）の縦方向（３２）に形成され、層（７、１７）が縦方向の片側（２８、３０）においてのみ、小領域（３３、３４、３５）に接合領域（１８、２９、３１）を備えるように前記接合領域（１８、２９、３１）が設計されたことを特徴とする請求項２９記載のハニカム体。
31. 小領域（３３、３４）が、前記ハニカム体（１９）の端部側の領域又はそれに隣接した領域に形成されたことを特徴とする請求項３０記載のハニカム体。
32. 第３の小領域（３５）が、前記ハニカム体（１９）内の中央に、前記縦方向（３２）に形成されたことを特徴とする請求項３０又は３１記載のハニカム体。
33. 請求項７から３２の１つに記載の少なくとも１つのハニカム体（１９）、又は請求項１１から２６の１つに記載のプロセスによって製造された少なくとも１つのハニカム体（１９）が含まれているエンジン付車両。

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