專利名稱：排氣管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及排氣管的制造方法。
背景技術(shù)：
為了對發(fā)動機所排出的尾氣中所含有的有害氣體等有害物質(zhì)進行處理，在包含有排氣管的尾氣通路上設(shè)有催化轉(zhuǎn)換器。為了提高利用催化轉(zhuǎn)換器凈化有害物質(zhì)的凈化效率，需要將尾氣及尾氣流通的排氣管等的溫度維持在適于催化劑活化的溫度(下文也稱為催化劑活化溫度)。但是，在發(fā)動機的高速運轉(zhuǎn)時，尾氣的溫度會暫時性為超過1000°C的高溫。因而，尾氣的溫度有時會超出催化劑活化溫度的上限值。其結(jié)果，具有難以有效地進行尾氣的凈化、或催化劑發(fā)生劣化這樣的問題。因此，對于與汽車發(fā)動機相連接的排氣管，要求其在汽車發(fā)動機的高速運轉(zhuǎn)時能夠?qū)⒃谂艢夤軆?nèi)流通的尾氣的熱散到外部。在專利文獻I和專利文獻2中公開了下述的排氣管，其通過在由金屬構(gòu)成的筒狀基材的表面形成有由結(jié)晶性無機材和非晶態(tài)無機材構(gòu)成的層而形成。在專利文獻I所公開的排氣管中，由結(jié)晶性無機材和非晶態(tài)無機材構(gòu)成的層的紅外線發(fā)射率高于基材的紅外線發(fā)射率、散熱性優(yōu)異。另外，在專利文獻2所公開的排氣管中，位于結(jié)晶性無機材的外周面?zhèn)鹊奈恢玫姆蔷B(tài)無機材的平均厚度為20 以下、散熱性優(yōu)異?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2009-133213號公報專利文獻2 :日本特開2009-133214號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題根據(jù)專利文獻I和專利文獻2記載的發(fā)明，能夠提供散熱性優(yōu)異的排氣管。但是，現(xiàn)狀是，熱切期望散熱性進一步優(yōu)異的排氣管、特別是散熱性更進一步優(yōu)異的排氣管的登場。用于解決課題的手段本發(fā)明人以散熱性進一步提高為目的，反復(fù)進行了深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過利用特定的制造方法能夠得到比現(xiàn)有技術(shù)(例如，專利文獻I和專利文獻2記載的技術(shù))的散熱性更為優(yōu)異的排氣管，從而得到了本發(fā)明。S卩，第I方面所述的排氣管的制造方法為具備金屬基材以及形成在上述金屬基材的表面上的表面被覆層的排氣管的制造方法，該制造方法的特征在于該方法包括涂膜形成工序以及加熱工序，
在所述涂膜形成工序中，使用含有無機玻璃顆粒和電沉積樹脂的涂料來進行電沉積涂裝，從而在上述金屬基材的表面形成涂膜；所述加熱工序在上述涂膜形成工序之后，在所述加熱工序中，在上述電沉積樹脂的燒失溫度以上的溫度對涂膜進行加熱，進一步在上述無機玻璃顆粒的軟化點以上的溫度對涂膜進行加熱。S卩，在第I方面所述的排氣管的制造方法中，在涂膜形成工序中，使用含有電沉積樹脂的涂料來進行電沉積涂裝，從而在金屬基材的表面形成涂膜。其后，在加熱工序中，在電沉積樹脂的燒失溫度以上的溫度對涂膜進行加熱，進一步在無機玻璃顆粒的軟化點以上的溫度對涂膜進行加熱。其結(jié)果，形成在表面具有凹部的表面被覆層。使用圖I (a)和圖I (b)及圖2 (a) 圖2 (e)進行說明。

圖1(a)為示意性示出本發(fā)明中的陰離子型電沉積涂裝的模式的說明圖。 圖1(b)為示意性示出本發(fā)明中的陽離子型電沉積涂裝的模式的說明圖。圖2(a) 圖2(c)為示意性示出在本發(fā)明中的涂膜形成工序中所產(chǎn)生的現(xiàn)象的一例的說明圖，圖2(d) 圖2(e)為示意性示出在本發(fā)明中的加熱工序中所產(chǎn)生的現(xiàn)象的一例的說明圖，其中，圖2(a)中的涂料含有電沉積樹脂、無機玻璃顆粒和無機顆粒，圖2(e)中的表面被覆層含有無機玻璃顆粒和無機顆粒。如圖1(a)和圖1(b)所示，作為本發(fā)明中的電沉積涂裝，有陰離子型電沉積涂裝和陽離子型電沉積涂裝。另外，在圖2(a) 圖2(e)所示的示例中，作為電沉積樹脂使用了陰離子型電沉積樹脂，但作為電沉積樹脂也可以使用陽離子型電沉積樹脂。并且，在涂料和表面被覆層中含有無機顆粒，但也可以不含有無機顆粒。在陰離子型電沉積涂裝中，作為電沉積樹脂，使用陰離子型電沉積樹脂。陰離子型電沉積樹脂具有與堿反應(yīng)而形成鹽的官能團(例如羧基)，通過被堿(例如有機胺)中和而帶負電(參照下式(I))。r-cooh+nr3 — r-coo>nr3h+…(I) 將金屬基材和電極板配置在電沉積槽內(nèi)，通過通電，帶負電的電沉積樹脂被吸引到陽極(參照圖1(a))，涂料所含有的無機玻璃顆粒等被與電沉積樹脂一同運送到金屬基材(被著體)的表面。并且，在電沉積樹脂與金屬基材的表面接觸時，進行下述(2)和(3)的反應(yīng)。(2) 2H20 — 4H++4e +O2 個(3) R-C00>H+ — R-COOH由此，電沉積樹脂變?yōu)椴蝗苄?，從而無機玻璃顆粒等在金屬基材(陽極)的表面析出。與此相對，在陽離子型電沉積涂裝中，作為電沉積樹脂，使用陽離子型電沉積樹脂。陽離子型電沉積樹脂帶正電，因而被吸引到陰極(參照圖1(b))，無機玻璃顆粒等在金屬基材(陰極)的表面析出。如以上所說明，在本發(fā)明的電沉積涂裝中，電沉積樹脂將無機玻璃顆粒等運送到金屬基材的表面(參照圖2(a))。并且，電沉積樹脂通過與金屬基材的表面接觸而在金屬基材的表面析出(參照圖2(b)和圖2(c))。此時，在涂膜中形成了用于可溶性的電沉積樹脂通過的通路(參照圖2(b)和圖2(c))。如上述(2)的反應(yīng)式所示，電沉積樹脂與金屬基材的表面接觸時產(chǎn)生氧氣。通路是在該氧氣沖開已經(jīng)形成的涂膜而在涂液中穿過時形成的。在電沉積涂裝終止后，對于電沉積樹脂殘存在通路中的情況，該電沉積樹脂不會在金屬基材的表面析出，為可溶性的，因而通過水洗會流掉。其后，若對涂膜進行加熱，則電沉積樹脂發(fā)生燒失，涂膜的體積收縮。據(jù)推測，在該過程中，形成了基于上述通路的凹部(參照圖2(d)和圖2(e))。并且，在上述加熱工序中，由于在無機玻璃顆粒的軟化點以上的溫度對涂膜進行加熱，因而無機玻璃顆粒發(fā)生熔解。從而，認為涂膜膜厚的降低率變大，更容易形成具有凹部的表面被覆層。如此，對于經(jīng)過上述工序制造的排氣管，由于在表面被覆層的表面形成有凹部，因而排氣管的表面積大、排氣管的表觀(見々K上)發(fā)射率變高。因此，該排氣管的輻射傳熱得到促進而成為散熱性優(yōu)異的排氣管。 另外，利用表面被覆層的表面所形成的凹部，可以大量設(shè)定用于使熱應(yīng)力分散的非固定端。并且，由于表面被覆層的表面所形成的凹部，表面被覆層中產(chǎn)生膜厚薄的部分，由于該部分在厚度方向上的溫差變小，因而在表面被覆層的內(nèi)部難以產(chǎn)生熱應(yīng)力。因此，能夠緩和熱沖擊所致的熱應(yīng)力、能夠防止表面被覆層的剝離。其結(jié)果，認為通過本發(fā)明得到的排氣管可以維持高散熱性。由此，利用第I方面所述的排氣管的制造方法，能夠有效地在表面被覆層的表面形成凹部，可以得到散熱性優(yōu)異的排氣管。進一步地，在加熱工序中，使無機玻璃顆粒熔解來進行燒結(jié)，因而可提高表面被覆層與金屬基材的密合性。其結(jié)果，可以提高排氣管的耐熱沖擊性。另外，本說明書中，表面被覆層為在金屬基材的表面所形成的層，是通過對涂膜實施燒制處理(后述)而得到的層。在金屬基材的表面所形成的層中，將實施燒制處理前的層稱為涂膜，將實施燒制處理后的涂膜稱為表面被覆層。排氣管由金屬基材和表面被覆層構(gòu)成。在第2方面所述的排氣管的制造方法中，上述加熱工序包括脫脂工序和燒制工序，所述脫脂工序在上述涂膜形成工序之后，在所述脫脂工序中，將涂膜的溫度在上述電沉積樹脂的燒失溫度以上的溫度保持特定時間，使上述電沉積樹脂燒失；所述燒制工序在上述脫脂工序之后，在所述燒制工序中，在上述無機玻璃顆粒的軟化點以上的溫度對涂膜進行加熱。由此，通過在涂膜形成工序和燒制工序之間經(jīng)過脫脂工序，可以抑制在表面被覆層產(chǎn)生因快速加熱所致的暴沸所引起的巨大的凹部，可以形成適度尺寸的凹部。其結(jié)果，可以得到表面積大的排氣管。在第3方面所述的排氣管的制造方法中，上述無機玻璃顆粒的軟化點以上的溫度為 500 °C~ IOOO0Co在第4方面所述的排氣管的制造方法中，上述電沉積樹脂的燒失溫度以上的溫度為 300。。 600。。。在第5方面所述的排氣管的制造方法中，上述電沉積樹脂由Tg彼此不同的兩種以上的電沉積樹脂構(gòu)成。據(jù)認為，通過利用第5方面所述的排氣管的制造方法，在進行涂料的涂裝時不易受到溫度的影響，能夠在較寬的溫度范圍穩(wěn)定地進行涂膜形成，能夠緩和涂料涂裝時的溫度依賴性。其結(jié)果，認為能夠得到在表面被覆層的表面形成有所期望的凹部的排氣管。在第6方面所述的排氣管的制造方法中，上述電沉積樹脂的Tg為5°C 50°C。電沉積樹脂的Tg小于5°C的情況下，即使制成涂膜其粘性也低，容易發(fā)生流動。從而，在電沉積涂裝中，即使在涂膜中暫且形成通路，由于周圍的電沉積樹脂發(fā)生軟化并流動，因而該通路也容易被涂膜填埋。另一方面，電沉積樹脂的Tg若大于50°C，則與之相反地，在室溫下電沉積樹脂會過硬，不易流動。其結(jié)果，不易在涂膜中形成所期望的通路。
與此相對，根據(jù)第6方面所述的排氣管的制造方法，由于電沉積樹脂的Tg處于上述范圍，因而可使電沉積樹脂的流動性適度。據(jù)認為，由此，在電沉積涂裝中，能夠適當?shù)匦纬赏?，其結(jié)果能夠得到在表面被覆層的表面形成有所期望的凹部的排氣管。在第7方面所述的排氣管的制造方法中，上述電沉積樹脂為陰離子型電沉積樹脂。為了在排氣管的表面形成所期望的凹部，需要提高涂料的穩(wěn)定性、抑制顆粒的沉降。在涂料的穩(wěn)定性差、顆粒的沉降顯著的情況下，在金屬基材的水平面部分落下大量的顆粒，因而固體成分的比例增高、涂膜的流動性受到阻礙，所以無法適當?shù)匦纬砂疾?。根?jù)第7方面所述的排氣管的制造方法，由于使用陰離子型電沉積樹脂作為電沉積樹脂，因而無機顆粒的表面電荷與無機玻璃顆粒的表面電荷的相合性(相性)變好，陰離子型電沉積樹脂發(fā)揮出抑制無機顆粒和無機玻璃顆粒的沉降的作用，從而能夠提高涂料的穩(wěn)定性、可以適當?shù)剡M行涂膜的形成。其結(jié)果，認為能夠得到在表面被覆層的表面形成有所期望的凹部的排氣管。在第8方面所述的排氣管的制造方法中，上述涂料進一步含有無機顆粒。對于無機顆粒來說，作為材料物性其發(fā)射率高，因而在受到加熱時較強地發(fā)射出紅外線。這一點基于下式(4)所示的斯蒂芬 玻耳茲曼的定義。q = e O (T14-!1/)…(4)(o :斯蒂芬 玻耳茲曼常數(shù)…5.67父10_8[1/1112*1(4]、(1:熱通量[1/1112]、e :發(fā)射率、T1 :加熱體溫度[K]、T2 :受熱體溫度[K])因而認為，對于通過將含有無機顆粒的涂料進行涂裝而得到的排氣管來說，由于產(chǎn)生來自表面被覆層中的無機顆粒的紅外線的發(fā)射，因而表面被覆層的發(fā)射率變高，為高溫下的散熱性優(yōu)異的排氣管。并且認為，在燒制時發(fā)生了軟化的無機玻璃顆粒的流動性降低，凹部周邊部的涂膜的流動受到抑制，從而在表面被覆層的表面容易形成凹部。據(jù)認為，基于上述理由，可以得到散熱性更為優(yōu)異的排氣管。在第9方面所述的排氣管的制造方法中，上述無機玻璃顆粒的平均粒徑為3 y m以下。并且，在第10方面所述的排氣管的制造方法中，上述無機顆粒的平均粒徑為3以下、上述無機玻璃顆粒的平均粒徑為3 y m以下。
無機玻璃顆粒和無機顆粒的平均粒徑大的情況下(例如平均粒徑為10 U m左右的情況下)，由于含有大顆粒，因而顆粒的尺寸容易不均勻。這種情況下，在電沉積涂裝中會局部妨礙涂膜的流動，從而不易形成通路，其結(jié)果，在排氣管的表面不易形成凹部。與此相對，在第9方面或第10方面所述的排氣管的制造方法中，由于無機玻璃顆粒和無機顆粒小，因而可使無機玻璃顆粒和無機顆粒的分布均勻。其結(jié)果，認為容易在排氣管的表面形成凹部。并且認為，無機玻璃顆粒大的情況下(例如平均粒徑為10 ii m左右的情況下)，在 進行燒制時，軟化了的無機玻璃顆粒會填埋排氣管表面的凹部，無法在排氣管的表面良好地形成凹部。另一方面，無機顆粒大的情況下(例如平均粒徑為10 左右的情況下)，即使在進行燒制時，也會呈現(xiàn)出固體的無機顆粒分散在發(fā)生軟化而呈液態(tài)的無機玻璃顆粒中的狀態(tài)。此時認為，與無機顆粒小的情況相比，在無機顆粒大的情況下，軟化了的無機玻璃顆粒與無機顆粒的復(fù)合體的粘性低、流動性好，因而該復(fù)合體會填埋排氣管表面的凹部。進一步認為，由于無機玻璃顆粒和無機顆粒的平均粒徑小，因而在電沉積涂裝時，無機玻璃顆粒和無機顆?？稍谕苛系娜芤褐蟹€(wěn)定。對于涂液中的顆粒來說，粒徑小的顆粒能夠穩(wěn)定存在。這一點可用下式(5)的斯托克斯式來表不。
權(quán)利要求
1.一種排氣管的制造方法，所述排氣管具備金屬基材和形成在所述金屬基材的表面上的表面被覆層，該制造方法的特征在于， 所述制造方法包括涂膜形成工序和在所述涂膜形成工序之后進行的加熱工序， 在所述涂膜形成工序中，使用含有無機玻璃顆粒和電沉積樹脂的涂料來進行電沉積涂裝，從而在所述金屬基材的表面形成涂膜； 在所述加熱工序中，在所述電沉積樹脂的燒失溫度以上的溫度對涂膜進行加熱，進一步在所述無機玻璃顆粒的軟化點以上的溫度對涂膜進行加熱。
2.如權(quán)利要求I所述的排氣管的制造方法，其中， 所述加熱工序包括在所述涂膜形成工序之后進行的脫脂工序和在所述脫脂工序之后進行的燒制工序， 在所述脫脂工序中，將涂膜的溫度在所述電沉積樹脂的燒失溫度以上的溫度保持特定時間，使所述電沉積樹脂燒失； 在所述燒制工序中，在所述無機玻璃顆粒的軟化點以上的溫度對涂膜進行加熱。
3.如權(quán)利要求I或2所述的排氣管的制造方法，其中，所述無機玻璃顆粒的軟化點以上的溫度為500°C 1000°C。
4.如權(quán)利要求I 3的任一項所述的排氣管的制造方法，其中，所述電沉積樹脂的燒失溫度以上的溫度為300°C 600°C。
5.如權(quán)利要求I 4的任一項所述的排氣管的制造方法，其中，所述電沉積樹脂由Tg彼此不同的兩種以上的電沉積樹脂構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求I 5的任一項所述的排氣管的制造方法，其中，所述電沉積樹脂的Tg為 5°C 50°C。
7.如權(quán)利要求I 6的任一項所述的排氣管的制造方法，其中，所述電沉積樹脂為陰離子型電沉積樹脂。
8.如權(quán)利要求I 7的任一項所述的排氣管的制造方法，其中，所述涂料進一步含有無機顆粒。
9.如權(quán)利要求I 7的任一項所述的排氣管的制造方法，其中，所述無機玻璃顆粒的平均粒徑為3iim以下。
10.如權(quán)利要求8所述的排氣管的制造方法，其中，所述無機顆粒的平均粒徑為3y m以下，所述無機玻璃顆粒的平均粒徑為3 以下。
11.如權(quán)利要求I 7和9的任一項所述的排氣管的制造方法，其中，所述電沉積樹脂的重量相對于所述無機玻璃顆粒的重量之比為I. 0 3. 5。
12.如權(quán)利要求8或10所述的排氣管的制造方法，其中，所述電沉積樹脂的重量相對于所述無機顆粒與所述無機玻璃顆粒的合計重量之比為I. 0 3. 5。
13.如權(quán)利要求8、10或12所述的排氣管的制造方法，其中，所述表面被覆層中的無機顆粒的顆粒間距離的平均值為3 y m以下。
14.如權(quán)利要求8、10、12或13所述的排氣管的制造方法，其中，所述無機顆粒為過渡金屬的氧化物。
15.如權(quán)利要求I 14的任一項所述的排氣管的制造方法，其中，所述無機玻璃顆粒的軟化點為300°C 1000°C。
全文摘要
本發(fā)明提供排氣管的制造方法，該排氣管的散熱性優(yōu)異。排氣管的制造方法為具備金屬基材以及形成在上述金屬基材的表面上的表面被覆層的排氣管的制造方法，該制造方法包括涂膜形成工序以及加熱工序，在涂膜形成工序中，使用含有無機玻璃顆粒和電沉積樹脂的涂料來進行電沉積涂裝，從而在金屬基材的表面形成涂膜；加熱工序在涂膜形成工序之后，在加熱工序中，在電沉積樹脂的燒失溫度以上的溫度對涂膜進行加熱，進一步在無機玻璃顆粒的軟化點以上的溫度對涂膜進行加熱。
文檔編號F01N13/08GK102678248SQ20121007158
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者堂前拓己, 齋木健藏, 林康太郎 申請人:揖斐電株式會社