CN102529197B - 垫材、垫材的制造方法及尾气净化装置 - Google Patents

垫材、垫材的制造方法及尾气净化装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102529197B
CN102529197B CN201110447683.1A CN201110447683A CN102529197B CN 102529197 B CN102529197 B CN 102529197B CN 201110447683 A CN201110447683 A CN 201110447683A CN 102529197 B CN102529197 B CN 102529197B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mat material
interarea
intertexture portion
intertexture
encapsulant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110447683.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102529197A (zh
Inventor
金谷昌树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
Publication of CN102529197A publication Critical patent/CN102529197A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102529197B publication Critical patent/CN102529197B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4209Inorganic fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/44Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
    • D04H1/46Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2853Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
    • F01N3/2864Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing the mats or gaskets comprising two or more insulation layers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249922Embodying intertwined or helical component[s]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)

Abstract

本发明提供垫材、垫材的制造方法及尾气净化装置,提供与以往不同的垫材。本发明的垫材含有无机纤维,具备第一主面和第二主面,该垫材的特征在于,其具备第一交织部组和第二交织部组,第一交织部组是将两个以上的第一交织部排成列状而构成的,所述第一交织部由上述无机纤维相互缠结而构成,是从上述第一主面上的点延伸到存在于上述第一主面与上述第二主面之间的点而形成的;第二交织部组是将两个以上的第二交织部排成列状而构成的,所述第二交织部由上述无机纤维相互缠结而构成,是从上述第二主面上的点延伸到存在于上述第一主面与上述第二主面之间的点而形成的;由所述第一交织部组形成的列的方向与由所述第二交织部组形成的列的方向不同。

Description

垫材、垫材的制造方法及尾气净化装置
技术领域
本发明涉及垫材、垫材的制造方法及尾气净化装置。
背景技术
在现有技术中,已知有通过对氧化硅纤维或氧化铝纤维等无机纤维进行压缩而成的无纺布状的垫材,该无纺布状的垫材在耐热性、弹性(回弹力)等特性方面优异,因而用于各种用途。
例如,无纺布状的垫材作为尾气净化装置的构成部件已被使用。
若进行具体说明,则一般的尾气净化装置由圆柱状的尾气处理体、容纳该尾气处理体的圆筒状的外壳以及配设于尾气处理体与外壳之间的垫状的保持密封材料所构成,上述无纺布状的垫材作为构成该保持密封材料的部件已被使用。
另外,保持密封材料经由将无纺布状的垫材切断为特定形状的切断工序等进行制作。
通常,在平行于保持密封材料的宽度方向的端面之中,在一侧端面形成了凸部、在另一侧端面形成了下述形状的凹部:当将保持密封材料卷绕在圆柱状的尾气处理体上使端面彼此抵接时,该凹部与凸部嵌合(参照图19)。
当将保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间时,按照凸部与凹部嵌合的方式将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周。
利用呈无纺布状且具有回弹力的垫材构成的保持密封材料具有特定的保持力。因此,在上述尾气净化装置中,尾气处理体被保持密封材料牢固地保持在外壳内的特定的位置。另外,由于保持密封材料配设于尾气处理体与外壳之间,因而即使施加振动等,尾气处理体也不易与外壳相接触,另外,尾气也不易从尾气处理体与外壳之间泄漏。
作为用于该保持密封材料的垫材,在专利文献1中公开了如下的粘结剂垫材:将由氧化铝纤维形成的垫材浸渍在有机粘结剂溶液中,然后将其供于干燥工序中,在压缩状态下进行热风干燥,由此来制造所述垫材。
将所制造的粘结剂垫材切断为特定形状,制作保持密封材料。
此外,在现有技术中,已知有对由无机纤维形成的基体垫材施以针刺处理的技术。所谓针刺处理指的是采用针等使纤维交织的手段对基体垫材进行插入抽出。通过实施针刺处理,无机纤维进行三维交织,从而可以保持垫材的形状。
在专利文献2~4中对于这样的针刺处理进行了记载。
在专利文献2中公开了对氧化铝纤维前体压缩而成的前体片材实施使形成有2个以上倒刺(バ一ブ(返レ))的倒刺针在前体片材的厚度方向进行插入抽出的倒刺针刺处理的技术。
专利文献3所公开的垫材是对通过针刺处理形成的交织部的密度范围进行调整而制造的。由此来谋求强度和回弹力这两种特性的最佳化。
在专利文献4中公开了通过针刺处理而形成的交织部排成了列状的保持密封材料。
专利文献1:日本特开平9-946号公报
专利文献2:日本特开昭62-56348号公报
专利文献3:日本特开2007-292040号公报
专利文献4:日本特开2001-65337号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述的专利文献4中,作为由交织部形成的列的方向,图示出了2个方向。在本说明书中,将该2个方向称为X方向和Y方向。
此处,对X方向和Y方向进行说明。
在图19(a)和图19(b)中示意性示出了现有(专利文献4)的保持密封材料的一例的立体图。
在图19(a)所示的现有保持密封材料300中,由交织部301形成了X方向的列。在本说明书中,所谓“形成X方向的列”的情况为在X方向相邻的2个交织部301的间隔D1比在Y方向相邻的2个交织部301的间隔D2小的情况。
另一方面,在图19(b)所示的现有保持密封材料310中,由交织部311形成了Y方向的列。在本说明书中,所谓“形成Y方向的列”的情况为在Y方向相邻的2个交织部311的间隔D2比在X方向相邻的2个交织部311的间隔D1小的情况。
并且,所谓X方向指的是,在将保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间时,与尾气处理体的曲面方向呈垂直的方向。即,所谓X方向为平行于尾气处理体的长度方向的方向。所谓Y方向指的是,在将保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间时,与尾气处理体的曲面方向呈平行的方向。即,所谓Y方向为垂直于尾气处理体的长度方向的方向。
本发明人对于保持密封材料进行了深入研究,结果发现,对于交织部以形成X方向的列的方式进行排列的保持密封材料、以及交织部以形成Y方向的列的方式进行排列的现有的保持密封材料来说,还有下述问题。
需要说明的是,在本说明书中,也将交织部以形成X方向的列的方式进行排列的保持密封材料(图19(a)所示的现有的保持密封材料300)称为保持密封材料X。并且也将交织部以形成Y方向的列的方式进行排列的保持密封材料(图19(b)所示的现有的保持密封材料310)称为保持密封材料Y。
图20(a)为示意性表示现有的保持密封材料X的一部分的说明图。
图20(b)为示意性表示现有的保持密封材料Y的一部分的说明图。
现有的保持密封材料X中,交织部301以形成X方向的列的方式进行排列。图20(a)(交织部在X方向形成(保持密封材料X))利用虚线示出了该模式。
在现有的保持密封材料Y中,交织部311以形成Y方向的列的方式进行排列。图20(b)(交织部在Y方向形成(保持密封材料Y))利用虚线示出了该模式。
需要说明的是,图19(a)所示的现有保持密封材料X以及图19(b)所示的保持密封材料Y均具备第一主面(304a和314a)以及位于第一主面(304a和314a)的相反侧的第二主面(304b和314b)。在保持密封材料X中,在第一主面侧以及第二主面侧,交织部301均以形成X方向的列的方式进行排列。此外,在现有的保持密封材料Y中,在第一主面侧以及第二主面侧,交织部311均以形成Y方向的列的方式进行排列。
现有保持密封材料X中的交织部301在X方向相对高密度地形成。基于该原因,在进行将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周的作业时,在X方向排列的2个以上的交织部301会形成折痕,因而易于进行这样的卷绕作业。
与此相对,现有保持密封材料Y中的交织部311在Y方向相对高密度地形成。基于该原因,在进行将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周的作业时,由于不存在由在X方向排列的2个以上的交织部301所形成的那样的折痕,因而具有不易进行这样的卷绕作业的问题。
此外,在现有的保持密封材料Y中,在将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周时,在保持密封材料伸展的方向(即Y方向)交织部311高密度地形成。由此,在保持密封材料伸展的方向纤维交织的部分大量存在,从而保持密封材料不易伸展、不易断裂。
与此相对,在现有的保持密封材料X中,在将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周时,在与保持密封材料伸展的方向(即Y方向)不同的X方向,交织部301高密度地形成。因而,在保持密封材料伸展的方向不太存在有纤维交织的部分,从而具有保持密封材料易于伸展、易于断裂这样的问题。
在图21(a)和图21(b)中示意性示出了从现有垫材中冲切出保持密封材料的模式的说明图。
通常,保持密封材料是通过从实施了针刺处理的垫材400中冲切出而得的。
如图21(a)(保持密封材料Y的冲切)和图21(b)(保持密封材料X的冲切)所示,在垫材400中,交织部是以形成与垫材400的宽度方向(图21(a)和图21(b)中双箭头所示的方向)垂直的方向的列的方式进行排列的。
如图21(a)所示,对于现有的保持密封材料Y,是按照其短边方向与垫材400的宽度方向平行的方式从垫材400中冲切出而得到的。此时,从垫材400中冲切出保持密封材料Y后残留的边角料少、材料利用率高。
与此相对,如图21(b)所示,对于现有的保持密封材料X,是按照其长边方向与垫材400的宽度方向平行的方式从垫材400中冲切出而得到的。此时,存在从垫材400中冲切出保持密封材料X后残留的边角料多、材料利用率低这样的问题。
图22是示意性示出了通过压入方式将现有的保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间的模式的立体图。
作为制造使用了保持密封材料的尾气净化装置的方法,可以举出将卷绕有保持密封材料的尾气处理体压入到外壳中的方法。
基于该方法,将卷绕有保持密封材料310的尾气处理体600从外壳700的一个开口面推入,将尾气处理体600安装在预定的位置,由此来进行尾气净化装置的制造。如图22所示,可以使用由锥状的圆筒体构成的压入夹具710,该圆筒体的一侧端部的内径稍小于外壳700端部的内径、另一侧端部的内径充分大于包含了保持密封材料310的尾气处理体的外径。
此处,如上所述,在现有的保持密封材料X中,在将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周时,在保持密封材料伸展的方向(即Y方向)保持密封材料易于伸展、容易变形。因而,在利用上述压入方式将现有的保持密封材料X配设于尾气处理体和外壳之间时,不易出现褶皱。
与此相对,如上所述,在现有的保持密封材料Y中,在将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周时,在保持密封材料伸展的方向(即Y方向)保持密封材料不易伸展,因而保持密封材料很少变形。因而,在利用上述压入方式将保持密封材料Y配设于尾气处理体和外壳之间时,具有容易出现褶皱的问题。
图23为示意性示出利用蛤壳方式将现有的保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间的模式的立体图。
在蛤壳方式中,使用外壳部件700a和700b。对于外壳部件700a和700b,是按照彼此面对面时能够形成一副外壳700的方式对外壳700进行分割得到的。在外壳部件700a和700b任意一方的外壳部件上设置尾气处理体600后,与另一外壳部件组合,进一步地将外壳部件700a和700b利用法兰部701a和701b进行熔接,制成外壳700,由此可以得到将尾气处理体600安装在预定位置的尾气净化装置500。
此处,如上所述,在进行将现有的保持密封材料X卷绕在尾气处理体的外周的作业时,在X方向排列的2个以上的交织部301会形成折痕。因而,现有的保持密封材料X与尾气处理体的密合性差,在利用上述蛤壳方式将保持密封材料X配设于尾气处理体和外壳之间时,具有保持密封材料可能会从外壳部件之间挤出这样的问题。
用于解决课题的手段
如上所述,本发明人发现了现有的保持密封材料X以及现有的保持密封材料Y均具有一些问题。因而,鉴于这一点,本发明人为了解决上述课题而完成了本发明。即,本发明人为了得到卷绕作业性良好、不易伸展、不易断裂、材料利用率高、压入时不易出现褶皱、不易从外壳部件之间挤出的垫材,而完成了本发明。
即,本发明第1方面所述的垫材含有无机纤维,为具备第一主面和第二主面的垫材,该垫材的特征在于,
其具备第一交织部组和第二交织部组,
所述第一交织部组是通过两个以上的第一交织部排成列状而构成的,所述第一交织部由上述无机纤维相互缠结而构成,是从所述第一主面上的点延伸到存在于所述第一主面与所述第二主面之间的点而形成的,
所述第二交织部组是通过两个以上的第二交织部排成列状而构成的,所述第二交织部由上述无机纤维相互缠结而构成,是从所述第二主面上的点延伸到存在于所述第一主面与所述第二主面之间的点而形成的;
由所述第一交织部组形成的列的方向与由所述第二交织部组形成的列的方向不同。
本发明第1方面所述的垫材具备第一交织部组和第二交织部组。
第一交织部组是两个以上的第一交织部排成列状而构成的。第二交织部组是两个以上的第二交织部排成列状而构成的。
第一交织部和第二交织部均是无机纤维相互缠结而构成的。
第一交织部是从垫材所具备的主面中的第一主面上的点延伸到存在于第一主面与第二主面之间的点而形成的。第二交织部是从垫材所具备的主面中的第二主面上的点延伸到存在于第一主面与第二主面之间的点而形成的。
此处,使用图1(a)、图1(b)、图2-1(a)、图2-1(b)以及图2-2(c)对第一交织部组和第二交织部组进行说明。
图1(a)为示意性示出本发明垫材的第一交织部组的说明图。
图1(b)为示意性示出本发明垫材的第一交织部组的一部分的说明图。
图2-1(a)为示意性示出本发明垫材的第二交织部组的说明图。
图2-1(b)为示意性示出本发明垫材的第二交织部组的一部分的说明图。
图2-2(c)为示意性示出本发明垫材的第二交织部组的说明图。
在图1(a)中,示出了两个以上的第一交织部11a排成列状的模式。
所谓“两个以上的第一交织部11a排成列状”指的是,“在垫材上设定了2个以上的带,在各带中2个以上的第一交织部11a形成为列”。
第一交织部11a所隶属的带为由垫材长边15a的一部分、垫材长边15b的一部分、以及两根直线所围成的区域。
如图1(a)所示,在长边15a与长边15b平行的情况下,上述2根直线为与垫材长边(长边15a和长边15b)垂直的直线。
将第一交织部11a所隶属的带(图1(a)所示的带)称为第一带。
将上述长边15a的一部分的长度和上述长边15b的一部分的长度称为第一带的宽度。第一带的宽度为6mm。
在图1(a)所示的示例中,隶属于各第一带的两个以上的第一交织部11a排列在一直线上。
在本发明中,在两个以上的第一交织部隶属于某第一带时,除了这些第一交织部排列在一直线上的情况外,即使是这些第一交织部并未排列在一直线上的情况(参照图1(b)),这些第一交织部也作为“形成为列”的情况来处理。
同样地,在图2-1(a)中,示出了两个以上的第二交织部13a排成列状的模式。
所谓“两个以上的第二交织部13a排成列状”指的是,“在垫材上设定了2个以上的带,在各带中2个以上的第二交织部13a形成为列”。
第二交织部13a所隶属的带为由垫材宽度方向的边和两根直线所围成的区域。
如图2-1(a)所示,在垫材的长边16a与长边16b平行的情况下,上述2根直线为与垫材长边(长边16a和长边16b)平行的直线。
将第二交织部13a所隶属的带(图2-1(a)所示的带)称为第二带。
将上述垫材宽度方向的边的长度称为第二带的宽度。第二带的宽度为6mm。
在图2-1(a)所示的示例中,隶属于各第二带的两个以上的第二交织部13a排列在一直线上。
在本发明中,在两个以上的第二交织部隶属于某第二带时,除了这些第二交织部排列在一直线上的情况外,即使是这些第二交织部并未排列在一直线上的情况(参照图2-1(b)),这些第二交织部也作为“形成为列”的情况来处理。
需要说明的是,所谓第一交织部组和第二交织部组如下进行区分。
例如,在以图2-1(a)所示方式在垫材上存在交织部的情况下,在该垫材上存在的2个以上的交织部构成了第二交织部组,并非构成第一交织部组。
对于此,可如下进行说明。
在以图2-1(a)所示方式在垫材上存在交织部的情况下,可以如图2-1(a)所示设定与垫材的长边平行的方向的带;另一方面,也可以如图2-2(c)所示设定与垫材的长边垂直的方向的带。
这样的情况下,如下所述来确定该2个以上的交织部是构成了第一交织部组、还是构成了第二交织部组。
即,在对隶属于与垫材长边平行的方向的带(参照图2-1(a))的交织部的密度与隶属于与垫材长边垂直的方向的带(参照图2-2(c))的交织部的密度进行比较时,确定交织部密度大的一方的带。
并且,交织部密度大的一方的带为与垫材长边垂直的方向的带时,确定该2个以上的交织部构成了第一交织部组。另一方面,交织部密度大的一方的带为与垫材长边平行的方向的带时,确定该2个以上的交织部构成了第二交织部组。
上面对本发明中的第一交织部组和第二交织部组进行了说明。
上述现有的保持密封材料X中,在第一主面侧以及第二主面侧,交织部均以形成X方向的列的方式进行排列。此外,在现有的保持密封材料Y中,在第一主面侧以及第二主面侧,交织部均以形成Y方向的列的方式进行排列。
与此相对,在本发明第1方面所记载的垫材中,由第一交织部组形成的列的方向与由第二交织部组形成的列的方向是不同的。
此处,在第一交织部按图1(a)所示进行排列、第二交织部按图2-1(a)所示进行排列的情况下,“由第一交织部组形成的列的方向”与“由第二交织部组形成的列的方向”可以如下进行定义。
如图1(a)所示,隶属于各带的两个以上的第一交织部在与垫材长边垂直的方向上排列在一直线上的情况下,所谓“由第一交织部组形成的列的方向”为与垫材长边垂直的方向。
另外,如图2-1(a)所示,隶属于各带的两个以上的第二交织部在与垫材长边平行的方向上排列在一直线上的情况下,所谓“由第二交织部组形成的列的方向”为与垫材长边平行的方向。
上面对“由第一交织部组形成的列的方向”与“由第二交织部组形成的列的方向”进行了说明。
如此,在本发明第1方面所记载的垫材中,由第一交织部组形成的列的方向与由第二交织部组形成的列的方向是不同的。因而,通过使由第一交织部组形成的列的方向与由第二交织部组形成的列的方向中的任一方为接近于X方向的方向,在进行将垫材卷绕在尾气处理体的外周的作业时,由于可以利用在该方向排列的交织部来形成折痕,因而易于进行这样的卷绕作业。
即,可以消除现有的保持密封材料Y所具有的“在进行将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周的作业时,由于不存在由在X方向排列的2个以上的交织部所形成那样的折痕,因而难以进行卷绕作业”这样的问题。
此外,在本发明第1方面所记载的垫材中,在第一主面侧与第二主面侧中的任意一侧,在将垫材卷绕在尾气处理体的外周时在垫材伸展的方向(即Y方向)交织部较高密度地形成。如图2-1(a)所示,可以举出交织部以形成Y方向(垫材的长边方向)的列的方式进行排列的情况等作为示例。由此,在垫材伸展的方向大量存在有纤维交织的部分,因而垫材不易伸展、不易断裂。
即,可以消除现有的保持密封材料X所具有的“在将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周时,在与保持密封材料伸展的方向(即Y方向)不同的X方向,交织部高密度地形成,在保持密封材料伸展的方向不太存在有纤维交织的部分,因而保持密封材料易于伸展、容易断裂”这样的问题。
在图3中示意性示出了从本发明的垫材中冲切出保持密封材料的模式的说明图。
在本发明第1方面所记载的垫材中,如图3所示,在从垫材中冲切出保持密封材料时,即使从不同的方向进行冲切,也同样能够得到保持密封材料,因而可以减少边角料、可以提高材料利用率。
即,可以消除现有的保持密封材料X所具有的“在按照其长边方向与垫材的宽度方向平行的方式从垫材中进行冲切时,在从垫材中冲切出保持密封材料后,残留的边角料多、材料利用率低”这样的问题(参照图21(b))。
此外,在本发明第1方面所记载的垫材中,在第一主面侧与第二主面侧中的任意一侧,在将垫材卷绕在尾气处理体的外周时垫材伸展的方向(即Y方向)上交织部没有高密度地形成,因而垫材易于伸展、容易变形。因而,在利用压入方式将垫材配设于尾气处理体和外壳之间时,不易出现褶皱。
即,可以消除现有的保持密封材料Y所具有的“在将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周时,在保持密封材料伸展的方向(即Y方向),保持密封材料不易伸展,因而保持密封材料变形少;在利用压入方式将保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间时,容易出现褶皱”这样的问题(称为效果(A))。
此外,在本发明第1方面所记载的垫材中,将在接近于X方向的方向形成了交织部的一侧的主面作为与尾气处理体接合的面,通过卷绕在尾气处理体上,可以使在该方向排列的2个以上的交织部所形成的折痕向内。因而,在利用蛤壳方式将垫材配设于尾气处理体和外壳之间的情况下,可以防止垫材从外壳部件之间挤出。
即,可以消除现有的保持密封材料X所具有的“由于在X方向排列的2个以上的交织部会形成折痕,因而与尾气处理体的密合性差,在利用蛤壳方式将保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间时,保持密封材料可能会从外壳部件之间挤出”这样的问题(称为效果(B))。
利用本发明第1方面所记载的垫材,可以同时发挥出上述效果(A)和上述效果(B)。
在本发明第2方面所记载的垫材中,在由上述第一交织部组形成的列的方向与由上述第二交织部组形成的列的方向所成的角度中,较小一方的角度为60°~90°。
由此,可以适宜地享有上述效果。
在本发明第3方面所记载的垫材中,在由上述第一交织部组形成的列的方向与由上述第二交织部组形成的列的方向所成的角度中,较小一方的角度为85°~90°。
由此,可以更为适宜地享有上述效果。
本发明第4方面所记载的垫材进一步含有有机结合材。
若将含有有机结合材的垫材暴露于高温,则有机结合材分解、无机纤维的粘接被解除而发生膨胀。
因而,若将使用了含有有机结合材的垫材的保持密封材料用于尾气净化装置中,则在使用尾气净化装置时,因高温的尾气使有机结合材发生分解,无机纤维的粘接被解除,保持密封材料发生膨胀,因而能够发挥出高保持力。
在本发明第5方面所记载的垫材中,所述无机纤维为选自由氧化铝纤维、陶瓷纤维、氧化铝-氧化硅纤维、氧化硅纤维、玻璃纤维、以及生物溶解性纤维组成的组中的至少一种。
由于这些无机纤维在耐热性等特性方面优异,因而由这些无机纤维构成的垫材和使用该垫材的保持密封材料在耐热性、保持力等方面优异。
另外,在构成垫材的无机纤维中含有生物溶解性纤维的情况下,在进行垫材的处理时即使生物溶解性纤维发生飞散而进入到体内也会发生溶解并被排出体外,因而对人体的安全性优异。
本发明第6方面所记载的垫材的制造方法为含有无机纤维的垫材的制造方法,该方法的特征在于,
所述垫材的制造方法包括对具备第一主面和第二主面的前体片材实施针刺处理的工序;
上述实施针刺处理的工序包括第一针刺工序以及第二针刺工序,
在所述第一针刺工序中,将针从以排成列状的方式存在于所述第一主面上的两个以上的点的各点扎入到存在于所述第一主面与所述第二主面之间的点,
在所述第二针刺工序中,将针从以排成列状的方式存在于所述第二主面上的两个以上的点的各点扎入到存在于所述第一主面与所述第二主面之间的点;
由上述第一主面上的在上述第一针刺工序中被针扎入的两个以上的点形成的列的方向与由上述第二主面上的在上述第二针刺工序中被针扎入的两个以上的点形成的列的方向不同。
本发明第6方面所记载的垫材的制造方法包括第一针刺工序和第二针刺工序。
第一针刺工序为将针从按照排成列状的方式存在于第一主面上的两个以上的点的各点扎入到存在于第一主面与第二主面之间的点的工序。由此形成第一交织部组,所述第一交织部组通过两个以上的第一交织部排成列状而构成,其中第一交织部由无机纤维相互缠结而构成,是从第一主面上的点延伸到存在于第一主面与第二主面之间的点而形成的。
第二针刺工序为将针从按照排成列状的方式存在于第二主面上的两个以上的点的各点扎入到存在于第一主面与第二主面之间的点的工序。由此形成第二交织部组,所述第二交织部组通过两个以上的第二交织部排成列状而构成,其中第二交织部由无机纤维相互缠结而构成,是从第二主面上的点延伸到存在于第一主面与第二主面之间的点而形成的。
并且,通过第一针刺工序针所扎入的第一主面上的两个以上的点所形成的列的方向与通过第二针刺工序针所扎入的第二主面上的两个以上的点所形成的列的方向不同。因而,由第一交织部组形成的列的方向与由第二交织部组形成的列的方向是不同的。
即,利用本发明第6方面所记载的垫材的制造方法可以制造本发明第1方面所记载的垫材。
在本发明第7方面所记载的垫材的制造方法中,由上述第一主面上的在上述第一针刺工序中被针扎入的两个以上的点形成的列的方向与由上述第二主面上的在上述第二针刺工序中被针扎入的两个以上的点形成的列的方向所成的角度中,较小一方的角度为60°~90°。
由此,可以制造本发明第2方面所记载的垫材。
本发明第8方面所记载的垫材的制造方法为含有无机纤维的垫材的制造方法,该方法的特征在于,该方法包括:准备第一贴合前垫材和第二贴合前垫材的工序以及贴合工序,
上述第一贴合前垫材具备主面α以及主面β、并且具备通过两个以上的第一交织部排成列状而构成的第一交织部组,上述第一交织部由上述无机纤维相互缠结而构成,是从上述主面α上的点朝向上述主面β而形成的,
上述第二贴合前垫材具备主面γ以及主面δ、并且具备通过两个以上的第二交织部排成列状而构成的第二交织部组,上述第二交织部由上述无机纤维相互缠结而构成,是从上述主面γ上的点朝向上述主面δ而形成的;
在所述贴合工序中,以使由上述第一交织部组形成的列的方向与由上述第二交织部组形成的列的方向不同的方式,将上述第一贴合前垫材所具备的上述主面β与上述第二贴合前垫材所具备的上述主面δ接合,从而将上述第一贴合前垫材与上述第二贴合前垫材进行贴合。
在本发明第8方面所记载的垫材的制造方法中,首先准备第一贴合前垫材与第二贴合前垫材。
第一贴合前垫材具备通过两个以上的第一交织部排成列状而构成的第一交织部组,其中第一交织部由无机纤维相互缠结而构成,是从主面α上的点朝向主面β而形成的。第二贴合前垫材具备通过两个以上的第二交织部排成列状而构成的第二交织部组,其中第二交织部由无机纤维相互缠结而构成,是从主面γ上的点朝向主面δ而形成的。
接下来,以使由第一交织部组形成的列的方向与由第二交织部组形成的列的方向不同的方式,将第一贴合前垫材所具备的主面β与第二贴合前垫材所具备的主面δ接合,从而将第一贴合前垫材与第二贴合前垫材进行贴合。
利用本发明第8方面所记载的垫材的制造方法可以制造本发明第1方面所记载的垫材。
在本发明第9方面所记载的垫材的制造方法中,在上述贴合工序中,以使由上述第一交织部组形成的列的方向与由上述第二交织部组形成的列的方向所成的角度中较小一方的角度成为60°~90°的方式,将上述第一贴合前垫材与上述第二贴合前垫材进行贴合。
由此,可以制造本发明第2方面所记载的垫材。
本发明第10方面所记载的尾气净化装置包括尾气处理体、容纳所述尾气处理体的外壳、以及配设于所述尾气处理体和所述外壳之间的用于保持所述尾气处理体的保持密封材料,该尾气净化装置的特征在于,上述保持密封材料为本发明第1方面~第5方面的任一项所述的垫材。
本发明第11方面所记载的尾气净化装置包括尾气处理体、容纳所述尾气处理体的外壳、以及配设于所述尾气处理体和所述外壳之间的用于保持所述尾气处理体的保持密封材料,该尾气净化装置的特征在于,上述保持密封材料为采用本发明第6方面~第9方面任一项所述的垫材的制造方法制造的垫材。
附图说明
图1中,图1(a)为示意性示出本发明垫材的第一交织部组的说明图,图1(b)为示意性示出本发明垫材的第一交织部组的一部分的说明图。
图2-1中,图2-1(a)为示意性示出本发明垫材的第二交织部组的说明图,图2-1(b)为示意性示出本发明垫材的第二交织部组的一部分的说明图。
图2-2中,图2-2(c)为示意性示出本发明垫材的第二交织部组的说明图。
图3为示意性示出从本发明的垫材中冲切出保持密封材料的模式的说明图。
图4为示意性示出本发明的一个实施方式的垫材的一例的立体图。
图5中,图5(a)为图4所示垫材的A-A线截面图,图5(b)为图4所示垫材的B-B线截面图。
图6中,图6(a)和图6(b)为示意性示出使用了本发明第一实施方式的垫材的保持密封材料的一例的立体图。
图7中,图7(a)为示意性示出本发明的第一实施方式的尾气净化装置的立体图,图7(b)为图7(a)所示的尾气净化装置的C-C线截面图。
图8中,图8(a)为示意性示出构成图7(a)所示的尾气净化装置的尾气处理体的立体图,图8(b)为示意性示出构成图7(a)所示的尾气净化装置的外壳的立体图。
图9中,图9(a)为示意性示出本实施方式的垫材的制造方法中使用的针刺装置和前体片材的立体图,图9(b)为本实施方式的垫材的制造方法中在向前体片材中插入了针的情况下的针刺装置及前体片材的D-D线截面图。
图10中,图10(a)为示意性示出本实施方式的垫材的制造方法中使用的针刺装置和前体片材的立体图,图10(b)为本实施方式的垫材的制造方法中在向前体片材中插入了针的情况下的针刺装置及前体片材的E-E线截面图。
图11为示意性示出从本发明的一实施方式的垫材中冲切出保持密封材料的模式的说明图。
图12为示意性说明使用构成本发明的第一实施方式的尾气净化装置的保持密封材料、尾气处理体和外壳来制造尾气净化装置的情况的立体图。
图13中,图13(a)为示意性示出本发明的一实施方式的第一贴合前垫材的一例的立体图,图13(b)为图13(a)所示的第一贴合前垫材的F-F线截面图。
图14中,图14(a)为示意性示出本发明的一实施方式的第二贴合前垫材的一例的立体图,图14(b)为图14(a)所示的第二贴合前垫材的G-G线截面图。
图15中,图15(a)为示意性示出本实施方式的垫材的制造方法中使用的针刺装置和前体片材的立体图,图15(b)为本实施方式的垫材的制造方法中在向前体片材中插入了针的情况下的针刺装置及前体片材的H-H线截面图。
图16为示意性示出本发明的一实施方式的垫材的一例的立体图。
图17中,图17(a)为图16所示垫材的I-I线截面图,图17(b)为图16所示垫材的J-J线截面图。
图18为示意性示出本发明的一实施方式的尾气净化装置中所涉及的将辅助密封件卷绕在尾气处理体的外周上的模式的立体图。
图19中,图19(a)和图19(b)是示意性示出了现有的保持密封材料的一例的立体图。
图20中,图20(a)为示意性示出现有的保持密封材料X(交织部在X方向形成)的一部分的说明图,图20(b)为示意性示出现有的保持密封材料Y(交织部在Y方向形成)的一部分的说明图。
图21中,图21(a)和图21(b)为示意性示出了从现有的垫材中冲切出保持密封材料的模式的说明图,其中图21(a)示出了现有的保持密封材料Y的冲切,图21(b)示出了现有的保持密封材料X的冲切。
图22为示意性示出了通过压入方式将现有的保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间的模式的立体图。
图23为示意性示出了利用蛤壳方式将现有的保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间的模式的立体图。
具体实施方式
(第一实施方式)
下面参照附图对本发明的垫材、垫材的制造方法和尾气净化装置的一实施方式进行说明。
图4为示意性示出本发明的一实施方式的垫材的一例的立体图。
图5(a)为图4所示垫材的A-A线截面图,图5(b)为图4所示垫材的B-B线截面图。
如图4所示,垫材20具有第一主面30a、以及位于与第一主面30a相向的位置的第二主面30b。
并且,垫材20具有第一长侧面31a、以及位于与第一长侧面31a相向的位置的第二长侧面31b。
此外,垫材20具有第一短侧面32a、以及位于与第一短侧面32a相向的位置的第二短侧面32b。
第一主面30a具备第一长边35a以及第一长边35b。第二主面30b具备第二长边36a以及第二长边36b。在本说明书中,也简单地将第一长边35a、第一长边35b、第二长边36a以及第二长边36b称为长边。
本实施方式中,各长边是相互平行的。不过,在本发明中,各长边不必严格地平行,彼此大致平行即可。所谓大致平行指的是,两个长边所成的角度中,较小一方的角度为0°~5°。
如图5(a)所示,在第一主面30a上,存在有2个以上的第一交织起点21a。并且,在第一主面30a与第二主面30b之间,存在有2个以上的第一交织终点21b。
并且,从第一交织起点21a延伸到第一交织终点21b形成了第一交织部21。
从第一交织起点21a到第一交织终点21b的距离为垫材20厚度T的一半。
如图5(b)所示,第二主面30b上存在有2个以上的第二交织起点22a。并且,在第一主面30a与第二主面30b之间,存在有2个以上的第二交织终点22b。
并且,从第二交织起点22a延伸到第二交织终点22b形成了第二交织部22。
从第二交织起点22a到第二交织终点22b的距离为垫材20厚度T的一半。
在本实施方式中,对于从第一交织起点21a到第一交织终点21b的距离与从第二交织起点22a到第二交织终点22b的距离相等的情况进行了说明。不过,在本发明中,从第一交织起点到第一交织终点的距离T1与从第二交织起点到第二交织终点的距离T2也可以不同。
在本发明中,当将垫材的厚度设为T时,优选T1≥T×0.1、T2≥T×0.1,更优选T1≥T×0.3、T2≥T×0.3。并且,优选T1≤T×0.9、T2≤T×0.9,更优选T1≤T×0.7、T2≤T×0.7。
T1<T×0.1或T2<T×0.1的情况下,可能无法充分解决上述那样的现有技术中所具有的问题。并且,T1>T×0.9或T2>T×0.9的情况下,也可能无法充分解决上述那样的现有技术中所具有的问题。
另外,在本发明中,各第一交织部中的T1彼此可以相等、也可以不同。并且,各第二交织部中的T2也是彼此可以相等、也可以不同。
在第一交织部21和第二交织部22以外的部分(以下也简称为交织部非形成区域)33,无机纤维23比较松散地缠结,呈无纺布状。
另外,在第一交织部21和第二交织部22,与构成交织部非形成区域33的无机纤维23相比,无机纤维24相互致密缠结。
利用相互致密缠结的无机纤维24,垫材20呈沿着厚度方向缝上那样的状态,以第一交织部21和第二交织部22为中心的垫材20的体积适度降低。
如图4所示,第一交织部21在与垫材20的长度方向垂直的方向上排列在一直线上。由第一交织部组形成的列的方向为垂直于垫材20的长度方向的方向。
此外,第二交织部22在与垫材20的长度方向平行的方向上排列在一直线上。由第二交织部组形成的列的方向为平行于垫材20的长度方向的方向。
因而,由第一交织部组形成的列的方向与由第二交织部组形成的列的方向所成的角度中,较小一方的角度为90°。
由此,在本实施方式中,由第一交织部组形成的列的方向与由第二交织部组形成的列的方向所成的角度中,较小一方的角度θ为90°。不过,在本发明中,θ并不限于90°。θ优选为60°~90°、更优选为85°~90°、最优选为90°。θ小于60°的情况下,可能无法充分解决上述那样的现有技术中所具有的问题。
图4所示的垫材20的形状是具有特定长度(图4中以双箭头L表示)、宽度(图4中以双箭头W表示)和厚度(图4中以双箭头T表示)的俯视图大致为矩形的形状。
垫材20的尺寸没有特别限定,但优选为长度100~10000mm×宽度100~1500mm×厚度5~30mm的范围。
垫材20是无机纤维23、24相互缠结而构成的。
上述无机纤维优选由选自由氧化铝纤维、陶瓷纤维、氧化铝-氧化硅纤维、氧化硅纤维、玻璃纤维以及生物溶解性纤维组成的组中的至少一种无机纤维构成。
在氧化铝纤维中,除氧化铝以外,也可以含有例如CaO、MgO、ZrO2等添加剂。
作为氧化铝-氧化硅纤维的组成比,以重量比计优选Al2O3∶SiO2=60∶40~80∶20、更优选Al2O3∶SiO2=70∶30~74∶26。
在氧化硅纤维中,除氧化硅以外,也可以含有例如CaO、MgO、ZrO2等添加剂。
上述生物溶解性纤维为含有选自由碱金属化合物、碱土金属化合物以及硼化合物组成的组中的至少一种化合物的无机纤维。
生物溶解性纤维即使进入到人体内也易于发生溶解,因而生物溶解性纤维相互缠结而构成的垫材对人体的安全性优异。
对于具体的生物溶解性纤维的组成,可以举出含有60~85重量%的氧化硅以及15~40重量%的选自由碱金属化合物、碱土金属化合物和硼化合物组成的组中的至少一种化合物的组成。
上述氧化硅为SiO或SiO2
另外,作为上述碱金属化合物,可以举出例如Na、K的氧化物等,作为上述碱土金属化合物,可以举出Mg、Ca、Ba的氧化物等。作为上述硼化合物,可以举出B的氧化物等。
上述氧化硅的含量若不足60重量%,则不易利用玻璃熔融法进行制作、不易纤维化。另外,结构上易碎,具有过于容易溶解于生理盐水中的倾向。
另一方面,若超过85重量%,则具有过于不易溶解于生理盐水中的倾向。
另外,氧化硅的含量是换算为SiO2而计算出的。
另外,选自由碱金属化合物、碱土金属化合物和硼化合物组成的组中的至少一种化合物的含量若不足15重量%,则具有过于难以溶解于生理盐水中的倾向。
另一方面,若超过40重量%,则不易利用玻璃熔融法进行制作、不易纤维化。另外,结构上易碎,具有过于容易溶解于生理盐水中的倾向。
上述无机纤维在生理盐水中的溶解度优选为30ppm以上。这是由于,上述溶解度若不足30ppm,则在无机纤维进入到体内的情况下,不易排出到体外,在健康方面不优选。
另外,溶解度可以利用下述方法进行测定。
(a)首先使用食品用搅拌机将2.5g的无机纤维悬浮在蒸馏水中,然后静置使无机纤维沉淀;进一步通过倾析除去上层清液后,在110℃进行干燥来除去残留的液体,由此制备无机纤维试样。
(b)将氯化钠6.780g、氯化铵0.540g、碳酸氢钠2.270g、磷酸氢二钠0.170g、柠檬酸钠二水合物0.060g、甘氨酸0.450g以及硫酸(比重1.84)0.050g利用蒸馏水稀释到1升(1),制备生理盐水溶液。
(c)将(a)中制备的无机纤维试样0.50g和(b)中制备的生理盐水溶液25cm3加入到离心管中,充分振荡后,利用37℃、20循环/分钟的恒温振荡器处理5小时。
其后,取出离心管,在4500rpm进行5分钟的离心分离,利用注射器取出其上清。
(d)接下来,利用过滤器(0.45μm硝酸纤维素膜过滤器)对上述上层清液进行过滤,对于所得到的试样,利用原子吸光分析测定氧化硅、氧化钙和氧化镁在生理盐水溶液中的溶解度。
无机纤维的平均纤维长优选为3.5mm以上、100mm以下。
无机纤维的平均纤维长若不足3.5mm,则无机纤维的纤维长过短,利用针刺进行的交织不充分。另一方面,无机纤维的平均纤维长若超过100mm,则无机纤维的纤维长过长,垫材制作时无机纤维的处理性会降低。
无机纤维的平均纤维径优选为3~10μm。无机纤维23、24的平均纤维径若为3~10μm,则无机纤维23、24的强度和柔软性充分高,能够提高垫材20的剪切强度。
无机纤维的平均纤维径若小于3μm,则无机纤维的拉伸强度不充分。另一方面,无机纤维的平均纤维径若超过10μm,则无机纤维的柔软性不充分。
第一交织部21和第二交织部22的合计形成密度(在下面的说明中,“交织部”包括“第一交织部”和“第二交织部”)优选为1~60个/cm2。这是由于,若交织部的形成密度处于该范围,则垫材20的剪切强度会进一步得到提高、体积适度得以降低。
与此相对,若交织部的形成密度不足1个/cm2,则每单位面积形成的交织部的数目过少,剪切强度容易降低,体积不易降低。
另外,若交织部的形成密度超过60个/cm2,则每单位面积形成的交织部的数目过多,因而垫材的体积过低、回弹力容易降低。另外,会包含大量在针刺处理中被裁断得很碎的无机纤维,垫材的剪切强度容易降低。
另外,所谓交织部的形成密度指的是,沿着大致平行于第一主面和第二主面的平面,在第一主面附近及第二主面附近将垫材在厚度方向切断,在利用目视或放大镜对所得到的各主截面进行观察的情况下所确认到的每1cm2的各主截面上所形成的交织部的个数的合计。
一个第一交织起点21a和与其最接近的其它第一交织起点21a的最短距离以及一个第二交织起点22a和与其最接近的其它第二交织起点22a的最短距离(在以下的说明中,不区分“第一交织起点”与“第二交织起点”,也仅称为“交织起点”)优选为1mm~10mm。这是由于,若一个交织起点和与其最接近的其它交织起点的最短距离为1mm~10mm,则交织部不会过分密集、垫材20的剪切强度容易充分提高、易于适度降低体积。
与此相对,若一个交织起点和与其最接近的其它交织起点的最短距离超过10mm,则每单位面积形成的交织部的数目过少,剪切强度容易降低,体积不那么容易降低。
另外,上述最短距离若不足1mm,则每单位面积形成的交织部的数目过多,因而垫材的体积过低、回弹力容易降低。另外,会包含大量在针刺处理中被裁断得很碎的无机纤维,垫材的剪切强度容易降低。
需要说明的是,在本实施方式中,一个交织起点和与其最接近的其它交织起点的最短距离全部是相同的。
交织起点的直径优选为0.1mm~2mm。
交织起点的直径若处于上述范围,则交织起点的直径不会过大,因而易于充分提高垫材20的剪切强度。
与此相对,若交织起点的直径超过2mm,则构成交织起点和交织部的无机纤维呈粗大的状态,垫材的剪切强度容易降低。
并且,若交织起点的直径小于0.1mm,则在交织部无机纤维并未充分缠结,垫材的剪切强度容易降低、体积不易充分降低。
垫材20的单位面积重量(每单位面积的重量)优选为900~3000g/m2
垫材20的单位面积重量若小于900g/m2,则难以得到基于针刺的交织效果。另一方面,垫材20的单位面积重量若大于3000g/m2,则难以得到基于针刺来控制厚度的效果。
垫材20的单位面积重量更优选为1500~2800g/m2
另外,垫材20的密度优选为0.08~0.20g/cm3
垫材20的密度若小于0.08g/cm3,则作为保持密封材料得不到充分的回弹力。另一方面,垫材20的密度若超过0.20g/cm3,则在作为保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间时,纤维会被压碎。
另外,垫材20的密度更优选为0.10~0.15g/cm3
垫材20可以含有有机粘结剂(有机结合材)。
若将使用了含有有机粘结剂的垫材(下文也简称为粘结剂垫材)的保持密封材料用于尾气净化装置中,则在尾气净化装置使用时有机粘结剂会受到高温尾气的作用而发生分解,无机纤维的粘接被解除、保持密封材料发生膨胀,因而能够发挥出高保持力。
另外,对于有机粘结剂,例如可以为丙烯酸系树脂、丙烯酸橡胶等橡胶、羧甲基纤维素或聚乙烯醇等水溶性有机聚合物、苯乙烯树脂等热塑性树脂、环氧树脂等热固性树脂等。这些之中,特别优选丙烯酸橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶。
粘结剂垫材全体中所含有的有机粘结剂的总量优选为粘结剂垫材全体的重量的0.5~20重量%。这是由于,粘结剂垫材全体中所含有的有机粘结剂的总量若为该范围,则构成粘结剂垫材的无机纤维彼此能够更为强固地粘接,因而可以提高粘结剂垫材的强度。另外其原因还在于,可以易于适度地降低粘结剂垫材的体积。
另一方面,粘结剂垫材全体中所含有的有机粘结剂的总量若不足粘结剂垫材全体的重量的0.5重量%,则有机粘结剂的量过少,无机纤维容易飞散、粘结剂垫材的强度易于降低。
粘结剂垫材全体中所含有的有机粘结剂的总量若超过粘结剂垫材全体的重量的20重量%,则在将使用了有机粘结剂垫材的保持密封材料用于尾气净化装置中时,所排出的尾气中的有机成分的量会增加,因而容易对环境施加负荷。
接下来利用附图对使用了本实施方式的垫材的保持密封材料和尾气净化装置的构成进行说明。
图6(a)和图6(b)为示意性示出使用了本发明的第一实施方式的垫材的保持密封材料的一例的立体图。
图6(a)为从一个方向观察保持密封材料时的图,图6(b)为从另一方向观察保持密封材料时的图。
图6(a)和图6(b)所示的本实施方式的保持密封材料50是通过将上述垫材20切断成特定形状来制造的。
图6(a)和图6(b)所示的本实施方式的保持密封材料50的形状是具有特定长度(图6(a)和图6(b)中以双箭头L′表示)、宽度(图6(a)和图6(b)中以双箭头W′表示)和厚度(图6(a)和图6(b)中以双箭头T′表示)的俯视图大致为矩形的形状。
另外,在平行于保持密封材料50的宽度方向的端面53a、53b之中,一侧端面53a形成了凸部54a、在另一侧端面53b形成了下述形状的凹部54b:当将保持密封材料50卷起使端面53a与端面53b相抵接时,该凹部54b与凸部54a嵌合。
保持密封材料50全体中所含有的有机粘结剂的总量优选为保持密封材料50全体的重量的0.5~20重量%。这是由于,保持密封材料全体中所含有的有机粘结剂的总量若为该范围,则构成保持密封材料的无机纤维彼此能够更为强固地粘接,因而可以提高保持密封材料的强度。另外其原因还在于,可以易于适度地降低保持密封材料的体积。
另一方面,保持密封材料全体中所含有的有机粘结剂的总量若小于保持密封材料全体的重量的0.5重量%,则有机粘结剂的量过少,无机纤维容易飞散、保持密封材料的强度易于降低。
并且,保持密封材料全体中所含有的有机粘结剂的总量若超过保持密封材料全体的重量的20重量%,则将保持密封材料用于尾气净化装置的情况下,所排出的尾气中的有机成分的量会增加,因而容易对环境施加负荷。
保持密封材料50的尺寸优选为长度200~1000mm×宽度50~500mm×厚度5~30mm。
如图6(a)所示,第一交织部51在第一主面60a侧在平行于保持密封材料50的宽度方向W′的方向上排列在一直线上。由第一交织部组形成的列的方向为平行于保持密封材料50的宽度方向W′的方向。
另外,如图6(b)所示,第二交织部52在第二主面60b侧在平行于保持密封材料50的长度方向L′的方向上排列在一直线上。由第二交织部组形成的列的方向为平行于保持密封材料50的长度方向L′的方向。
由于保持密封材料50的宽度方向W’与长度方向L’正交,因而由第一交织部组形成的列的方向与由第二交织部组形成的列的方向所成的角度中,较小一方的角度为90°。
另外,保持密封材料50的宽度方向W′为在将保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间时与尾气处理体的曲面方向呈垂直那样的方向,为平行于尾气处理体的长度方向的方向。即,保持密封材料50的宽度方向W′为上述的X方向。
另外,保持密封材料50的长度方向L′为在将保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间时与尾气处理体的曲面方向呈平行那样的方向,是垂直于尾气处理体的长度方向的方向。即,保持密封材料50的长度方向L′为上述的Y方向。
保持密封材料50可适当地用于例如尾气净化装置中。
利用附图对使用了保持密封材料50的尾气净化装置的构成进行说明。
图7(a)为示意性示出本发明的第一实施方式的尾气净化装置的立体图,图7(b)为图7(a)所示的尾气净化装置的C-C线截面图。
图8(a)为示意性示出构成图7(a)所示的尾气净化装置的尾气处理体的立体图,图8(b)为示意性示出构成图7(a)所示的尾气净化装置的外壳的立体图。
如图7(a)、图7(b)和图8(a)所示,本实施方式的尾气浄化装置70由隔着孔道壁82在长度方向上并列设置有多个孔道81的柱状的尾气处理体80;容纳尾气处理体80的外壳90;以及配设于尾气处理体80和外壳90之间、用于保持尾气处理体80的本实施方式的保持密封材料50构成。
另外,关于保持密封材料50的构成,由于已经叙述,因而省略。
另外,在外壳90的端部,可以根据需要连接用于导入由内燃机中排出的尾气的导入管以及将通过了尾气净化装置的尾气排出到外部的排出管。
如图8(a)所示,本实施方式的尾气处理体80主要由多孔质陶瓷构成,其形状为大致圆柱状。另外,出于增强尾气处理体80的外周部、或调整形状、或提高尾气处理体80的绝热性的目的,在尾气处理体80的外周设有涂层84。
另外,尾气处理体80的各个孔道的任意一侧端部被密封材83封孔。
另外,作为尾气处理体80,例如可以由堇青石或钛酸铝等构成,可以为图8(a)所示那样的一体形成的尾气处理体。另外还可以为将2个以上的由碳化硅或含硅的碳化硅等构成的在长度方向上隔着孔道壁并列设置有多个孔道的柱状的蜂窝烧制体籍由主要含有陶瓷的粘接材料层结合而成的尾气处理体。
针对外壳90进行说明。图8(b)所示的外壳90主要由不锈钢等金属构成,其形状为大致圆筒状。另外,其内径比在尾气处理体80上卷绕有保持密封材料50的状态的卷绕体的直径稍短,其长度与尾气处理体80的长度方向上的长度大致相同。
另外,外壳的材质只要为具有耐热性的金属即可,并不限于上述的不锈钢,也可以为铝、铁等金属类。
另外,作为上述外壳,可以为沿着长度方向将大致圆筒状的外壳分割为2个以上的外壳片的外壳(即蛤壳)、仅在1处具有沿着长度方向延伸的狭缝(开口部)的截面为C字状或U字状的圆筒状的外壳、通过在卷绕于尾气处理体上的保持密封材料的外周进行卷接(卷きめる)而成为圆筒状外壳的金属板等。
关于利用具有上述构成的尾气净化装置70使尾气得以净化的理由,使用图7(b)如下进行说明。
如图7(b)所示,由内燃机排出并流入尾气净化装置70的尾气(在图7(b)中,尾气以G表示、尾气的流动如箭头所示)向尾气处理体80的在尾气流入侧端面80a开口的一个孔道81中流入,通过隔开孔道81的孔道壁82。此时,尾气中的颗粒物质(下文也简称为PM)被孔道壁82所捕集,使尾气得以净化。净化后的尾气从在尾气流出侧端面80b开口的其它孔道81流出,被排出到外部。
接下来,对制造本实施方式的垫材的方法、使用所制造的垫材来制作保持密封材料的方法、以及使用所制作的保持密封材料来制造尾气净化装置的方法进行说明。
本实施方式的垫材经下述工序(1)~(4)进行制造。
此处,针对制造含有氧化铝-氧化硅纤维而成的垫材的情况进行说明,但对于构成本实施方式的垫材的无机纤维,并不限于氧化铝-氧化硅纤维,可以为上述的氧化铝纤维等各种组成的无机纤维。
(1)纺丝工序
制备碱性氯化铝水溶液以使Al含量以及Al与Cl的原子比处于特定值,在该碱性氯化铝水溶液中按照烧制后的无机纤维中的组成比为Al2O3∶SiO2=60∶40~80∶20(重量比)的方式添加硅溶胶。进一步地,为了提高成型性,适量添加有机聚合物,制备混合液。
对所得到的混合液进行浓缩来制成纺丝用混合物,利用喷纺(ブロ一イング)法对该纺丝用混合物进行纺丝,制作具有特定平均纤维径的无机纤维前体。
所谓喷纺法指的是向由喷气嘴喷出的高速气体流(空气流)中供给从纺丝用混合物供给用喷嘴中挤出的纺丝用混合物,从而进行无机纤维前体的纺丝的方法。
(2)压缩工序
接下来,利用交错层积(クロスレイヤ一)法来层积无机纤维前体,制作特定尺寸的前体片材。
在交错层积法中使用由皮带输送机和机臂(arm)构成的层积装置,所述皮带输送机向一定方向进行传送驱动;所述机臂可在与皮带输送机的传送驱动方向正交的方向在皮带输送机上往复移动,用于供给压缩为薄层片状的无机纤维前体(前体幅(ウエブ))。
在使用该层积装置通过交错层积法制作前体片材的情况下,首先使皮带输送机传送驱动。在该状态下,一边使机臂在与皮带输送机的传送驱动方向正交的方向往复移动,一边将前体幅由机臂连续供给到皮带输送机上。如此,一边将前体幅在皮带输送机上进行多次回折并叠起而进行层积,一边经由皮带输送机在一定方向连续传送。在层积的前体幅的长度达到适于处理的适当长度处进行切断,制作特定尺寸的前体片材。
对于通过交错层积法制作的前体片材,大部分无机纤维前体沿着大致平行于第一主面和第二主面的方向进行排列,相互松散地缠结。
(3)针刺工序
在针刺工序中,使用下述的图9(a)和图10(a)所示的针刺装置进行针刺处理。
图9(a)为示意性示出本实施方式的垫材的制造方法中使用的针刺装置和前体片材的立体图,图9(b)为本实施方式的垫材的制造方法中在向前体片材中插入了针的情况下的针刺装置及前体片材的D-D线截面图。
图10(a)为示意性示出本实施方式的垫材的制造方法中使用的针刺装置和前体片材的立体图,图10(b)为本实施方式的垫材的制造方法中在向前体片材中插入了针的情况下的针刺装置及前体片材的E-E线截面图。
图9(a)所示的针刺装置100由支承板110和针板120构成,其中支承板110具有能够支承前体片材1x的载置面111;针板120与支承板110的载置面111相向设置,安装在能够在刺入方向(前体片材1x的厚度方向,在图9(a)和图9(b)中为双箭头T″所示的方向)往复移动的活塞112的前端。
在针板120的与支承板110相向的相向面122上,2个以上的针121以特定的间隔进行安装,呈剑山(剣山)那样的形状。
针121是细的、前端尖的针,在该针表面形成有倒刺。
针121保持特定的间隔沿着支承板110的宽度方向W″排列在一直线上,形成两个以上的针列141。两个以上的针列141相互平行。此外,在宽度方向W″上相邻的两个针121间的距离全部是相同的,相邻的两个针列141间的距离也全部是相同的。在宽度方向W″上相邻的两个针121间的距离小于相邻的两个针列141间的距离。
前体片材1x具有第一主面10x、位于与第一主面10x相向的位置的第二主面10y、第一长侧面11x、位于与第一长侧面11x相向的位置的第二长侧面11y、第一短侧面12x、以及位于与第一短侧面12x相向的位置的第二短侧面(未图示),是由能够通过烧制而转换为无机纤维的无机纤维前体113相互缠结而构成的片材。
在使用该针刺装置100进行针刺处理的情况下,经历(3-1)第一针刺工序以及(3-2)第二针刺工序。
(3-1)第一针刺工序
首先按照前体片材1x的宽度方向与针列141平行的方式将前体片材1x设置于支承板110的载置面111(参照图9(a))。
接下来,使针板120沿着前体片材1x的厚度方向上下移动。
这样,如图9(b)所示,针121从前体片材1x的第一主面10x插入到第一主面10x与第二主面10y的中间地点,插入的针121被从前体片材1x中拔出。由此形成第一交织部前体。对于第一交织部前体,通过对前体片材1x进行烧制而转换为第一交织部。
(3-2)第二针刺工序
接下来,将前体片材1x翻过来,按照前体片材1x的宽度方向与针列141垂直的方式将前体片材1x设置于支承板110的载置面111(参照图10(a))。
另外,图10(a)所示的针刺装置100与图9(a)所示的针刺装置100为相同的针刺装置,图9(a)与图10(a)为从相互不同的方向对相同的针刺装置100进行观察的图。
接下来,使针板120沿着前体片材1x的厚度方向上下移动。
这样,如图10(b)所示,针121从前体片材1x的第二主面10y插入到第一主面10x与第二主面10y的中间地点,插入的针121被从前体片材1x中拔出。由此形成第二交织部前体。对于第二交织部前体,通过对前体片材1x进行烧制而转换为第二交织部。
另外,在图10(b)中,第一交织部前体由虚线表示,实际上,在E-E线截面图中,是观察不到第一交织部前体的。
上面,利用(3-1)第一针刺工序以及(3-2)第二针刺工序在前体片材1x上形成第一交织部前体和第二交织部前体,完成针刺处理。并且,由第一交织部前体形成的列与由第二交织部前体形成的列呈正交。
由此来制作针刺前体片材。
在本实施方式的第二针刺工序中,对在将前体片材1x翻过来之后按照前体片材1x的宽度方向与针列141垂直的方式将前体片材1x设置于支承板110的载置面111的情况进行了说明。
不过,本发明的第二针刺工序并不限于该示例。在本发明的第二针刺工序中,在将前体片材翻过来之后将前体片材设置于支承板的载置面时,通过使前体片材的宽度方向与针列的方向适当地不同,可以使由第一交织部前体形成的列的方向与由第二交织部前体形成的列的方向适当不同。
此时,前体片材的宽度方向与针列的方向所成的角度中,较小一方的角度优选为60°~90°、更优选为85°~90°,最优选如本实施方式所示为90°。前体片材的宽度方向与针列的方向所成的角度中,较小一方的角度小于60°的情况下,可能无法充分解决上述那样的现有技术中所具有的问题。
(4)烧制工序
接下来在最高温度约1000℃~约1600℃下对所得到的针刺前体片材进行烧制,从而将无机纤维前体转换为无机纤维,制造本实施方式的垫材。
(5)成型切断工序
在使用所制作的垫材作为保持密封材料的情况下,切断所制造的垫材来制作具有特定尺寸的保持密封材料。
此时可以使用冲切装置,该冲切装置具备安装于活塞的前端、能够在上下方向往复运动的冲切板;以及与冲切板相向、能够载置垫材的载置板。
在冲切板上固定有与所制造的保持密封材料的外形相对应的形状的冲切刃以及由自由伸缩的橡胶等构成的弹性部件。另外,在载置板上与冲切刃相对应的位置设有贯通孔以使在冲切板与载置板相接近的情况下冲切刃不与载置板相接触。
在使用这样的冲切装置对保持密封材料进行冲切的情况下,将垫材载置于载置板上,使冲切板在上下方向运动。
如此,弹性部件压住垫材并在垫材的厚度方向收缩,与此同时,冲切刃从垫材一侧的主面侧侵入到垫材的内部,冲切刃贯通垫材。
由此,冲切出如图6(a)和图6(b)所示那样的特定形状的保持密封材料,制作出保持密封材料。
需要说明的是,在本实施方式中,靠近垫材端部的区域的重量分布有可能不均匀,因而优选不使用距离垫材端部50~100mm的范围内的区域。
在本实施方式中,在从垫材中冲切出保持密封材料时,即使从不同的方向进行冲切,也能够得到大致相同的保持密封材料。
使用图11对此进行说明。
图11为示意性示出从本发明的一实施方式的垫材中冲切出保持密封材料的模式的说明图。
保持密封材料50a是按照其长度方向与垫材20的宽度方向垂直的方式从垫材20中被冲切出而得到的。保持密封材料50b是按照其长度方向与垫材20的宽度方向平行的方式从垫材20中被冲切出而得到的。
此处,在垫材20中形成第一交织部21和第二交织部22。第一交织部21按照在与垫材20的宽度方向平行的方向上形成列的方式进行排列。第二交织部22按照在与垫材20的宽度方向垂直的方向上形成列的方式进行排列。
因而,保持密封材料50a与保持密封材料50b为大致相同的保持密封材料50。
另外,垫材20中的第一交织部21为保持密封材料50a中的第一交织部51,垫材20中的第二交织部22为保持密封材料50a中的第二交织部52。并且,垫材20中的第一交织部21为保持密封材料50b中的第二交织部52,垫材20中的第二交织部22为保持密封材料50b中的第一交织部51。
按上述方式制作的垫材20相当于本发明中的垫材,保持密封材料50也相当于本发明中的垫材。本发明中的垫材可以为能够冲切出下述保持密封材料的垫材,也可以为下述保持密封材料本身。
上述保持密封材料含有无机纤维,为具备第一主面和第二主面的保持密封材料,该保持密封材料的特征在于,
其具备第一交织部组和第二交织部组;
上述第一交织部组是通过两个以上的第一交织部排成列状而构成的,上述第一交织部由上述无机纤维相互缠结而构成,是从上述第一主面上的点延伸到存在于上述第一主面与上述第二主面之间的点而形成的;
上述第二交织部组是通过两个以上的第二交织部排成列状而构成的,上述第二交织部由上述无机纤维相互缠结而构成,是从上述第二主面上的点延伸到存在于上述第一主面与上述第二主面之间的点而形成的;
由上述第一交织部组形成的列的方向与由上述第二交织部组形成的列的方向不同。
在使用经工序(5)制作的保持密封材料来制造尾气净化装置的情况下,可以通过将所制作的保持密封材料供于下述工序(6)中来进行。
下面使用附图对制造尾气净化装置的工序(6)进行说明。
图12为示意性说明使用构成本发明的第一实施方式的尾气净化装置的保持密封材料、尾气处理体和外壳来制造尾气净化装置的情况的立体图。
(6)压入工序
在圆柱形状的尾气处理体(蜂窝过滤器)80的外周按照凸部54a与凹部54b相嵌合的方式卷绕上述工序(5)中制作的保持密封材料50。并且,如图12所示,将卷绕有保持密封材料50的尾气处理体80压入到具有特定尺寸的圆筒状的、主要由金属等构成的外壳90中。
另外,在进行压入时,可以使用由锥状的圆筒体构成的压入夹具,该圆筒体的一侧端部的内径稍小于外壳端部的内径、另一侧端部的内径充分大于包含了保持密封材料的尾气处理体的外径。
并且,也可以不利用这样的压入方式、而利用上述蛤壳方式将保持密封材料50配设于尾气处理体80和外壳90之间。
经过以上的工序制作出图7(a)和图7(b)所示的本实施方式的尾气净化装置70。
下面列举出本发明第一实施方式的垫材20及垫材20的制造方法的效果。
(1)利用本实施方式的垫材,可以冲切出本实施方式的保持密封材料。并且,利用本实施方式的保持密封材料,由第一交织部组形成的列的方向为X方向。因而,在进行将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周的作业时,由于可以利用在该方向排列的交织部来形成折痕,因而易于进行这样的卷绕作业。
(2)利用本实施方式的垫材,可以冲切出本实施方式的保持密封材料。并且,利用本实施方式的保持密封材料,在第二主面侧,在将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周时在保持密封材料伸展的方向(即Y方向)上,交织部高密度地形成。由此,在保持密封材料伸展的方向大量存在有纤维交织的部分,从而保持密封材料不易伸展、不易断裂。
(3)利用本实施方式的垫材,在从垫材中冲切出保持密封材料时,即使从不同的方向进行冲切,也能够得到相同的保持密封材料。因而,可以减少边角料、可以提高材料利用率。
(4)利用本实施方式的垫材,可以冲切出本实施方式的保持密封材料。并且,利用本实施方式的保持密封材料,在第一主面侧,在将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周时保持密封材料伸展的方向(即Y方向)交织部没有高密度地形成,因而保持密封材料易于伸展、容易变形。因而,在利用压入方式将保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间时,不易出现褶皱。
(5)利用本实施方式的垫材,可以冲切出本实施方式的保持密封材料。并且,利用本实施方式的保持密封材料,通过将在X方向形成了交织部的一侧的主面作为与尾气处理体接合的面而卷绕在尾气处理体上,可以使在该方向排列的2个以上的交织部所形成的折痕向内。因而,在利用蛤壳方式将保持密封材料配设于尾气处理体和外壳之间时,可以防止保持密封材料从外壳部件之间挤出。
利用本实施方式的保持密封材料可以在发挥出上述效果(4)的同时发挥出本效果(5)。
(6)由于本实施方式的垫材含有有机结合材,因而在尾气净化装置使用时,有机结合材受到高温的尾气的作用发生分解,无机纤维的粘接被解除,保持密封材料发生膨胀,因而能够发挥出高保持力。
(7)构成本实施方式的垫材的无机纤维为选自由氧化铝纤维、陶瓷纤维、氧化铝-氧化硅纤维、氧化硅纤维、玻璃纤维、以及生物溶解性纤维组成的组中的至少一种。
这些无机纤维的耐热性等特性优异,因而保持密封材料在耐热性、保持力等方面优异。
另外,在构成垫材的无机纤维中含有生物溶解性纤维的情况下,在进行保持密封材料的处理时即使生物溶解性纤维发生飞散而进入到体内也会发生溶解并被排出体外,因而对人体的安全性优异。
(8)利用本实施方式的垫材的制造方法可以很好地制造出具有上述构成和效果的本实施方式的垫材。
实施例
(实施例1)
通过经由下述工序(1)~(4)来制造第一实施方式的垫材。
(1)纺丝工序
制备碱性氯化铝水溶液以使Al含量为70g/l、Al∶Cl=1∶1.8(原子比),向该碱性氯化铝水溶液中混合硅溶胶,以使烧制后的无机纤维中的组成比为Al2O3∶SiO2=72∶28(重量比),进一步添加适量的有机聚合物(聚乙烯醇)制备混合液。
对所得到的混合液进行浓缩来制成纺丝用混合物,利用喷纺法对该纺丝用混合物进行纺丝,制作无机纤维前体。
无机纤维前体的平均纤维长为100mm、平均纤维径为8.0μm。
(2)压缩工序
利用交错层积法对上述工序(1)中得到的无机纤维前体进行压缩,制作具有特定尺寸的连续的前体片材。
(3)针刺工序
准备与图9(a)和图10(a)所示的针刺装置具有大致相同构成的针刺装置。
接下来,按照前体片材的宽度方向与针列平行的方式将前体片材设置于支承板的载置面。
并且,将位于支承板和前体片材的上方的针板沿着前体片材的厚度方向降下,从而使针从第一主面插入到第一主面和第二主面的中间地点,然后将针从前体片材中拔出。
接下来,将前体片材翻过来,按照前体片材的宽度方向与针列垂直的方式将前体片材设置于支承板的载置面。
并且,将位于支承板和前体片材的上方的针板沿着前体片材的厚度方向降下,从而使针从第二主面插入到第一主面和第二主面的中间地点,然后将针从前体片材中拔出。
由此来制作针刺前体片材。
(4)烧制工序
接下来对针刺前体片材在最高温度1250℃下进行烧制,从而将无机纤维前体转换为无机纤维,制作第一实施方式的垫材。
所制造的垫材由氧化铝-氧化硅纤维相互缠结而构成、每单位面积的重量为1050g/m2
垫材的尺寸为长度1000mm×宽度700mm×厚度7mm。
垫材的密度(堆积密度)为0.15g/cm3
另外,从第一主面上的点延伸到存在于第一主面与第二主面之间的点而形成了第一交织部。并且,从第二主面上的点延伸到存在于第一主面与第二主面之间的点而形成了第二交织部。
由第一交织部组形成的列的方向与由第二交织部组形成的列的方向呈正交。
一个第一交织部和与其最接近的其它第一交织部的最短距离全部是相同的,为5mm。并且,一个第二交织部和与其最接近的其它第二交织部的最短距离也全部是相同的,为5mm。
进一步地,通过经由下述工序(5)~(8)来制造第一实施方式的尾气净化装置。
(5)成型切断工序
使用冲切装置,从通过上述工序(1)~(4)制造的垫材中冲切出保持密封材料。此时,按照保持密封材料的长度方向与垫材的宽度方向垂直的方式从垫材中冲切出保持密封材料,同时按照保持密封材料的长度方向与垫材的宽度方向平行的方式从垫材中冲切出保持密封材料(参照图3及图11)。
如上所述,按照长度方向与垫材的宽度方向垂直的方式冲切出的保持密封材料与按照长度方向与垫材的宽度方向平行的方式冲切出的保持密封材料为相同的保持密封材料。
保持密封材料的尺寸为长度310mm×宽度110mm×厚度7mm。
另外,靠近垫材端部的区域的重量分布有可能不均匀,因而不使用距离垫材端部100mm的范围内的区域。
在这样地从垫材中冲切出的保持密封材料中,在一个主面侧两个以上的第一交织部排成列状,在另一个主面侧两个以上的第二交织部排成列状。由第一交织部组形成的列的方向为平行于保持密封材料的宽度方向的方向,由第二交织部组形成的列的方向为平行于保持密封材料的长度方向的方向。保持密封材料的宽度方向与长度方向正交。即,由第一交织部组形成的列的方向为X方向,由第二交织部组形成的列的方向为Y方向。
(6)卷绕工序
在利用上述(5)成型切断工序从垫材中冲切出的保持密封材料中,在与宽度方向平行的端面中的一侧端面上形成了凸部,在另一侧端面形成了凹部。按照该凸部与凹部嵌合的方式将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周。此时,使交织部按照形成X方向的列的方式进行排列的主面为外侧。
图18为示意性示出本发明的一实施方式的尾气净化装置中所涉及的将辅助密封件卷绕在尾气处理体的外周的模式的立体图。
另外,在进行卷绕作业前,如图18所示,在尾气处理体80的外周卷绕辅助密封件95。辅助密封件由胶带构成。若在卷绕有辅助密封件的尾气处理体的外周卷绕保持密封材料,则辅助密封件的表面与保持密封材料粘接。由此,可以防止暂且卷绕在尾气处理体的外周的保持密封材料松解开。
(7a)压入工序
将利用上述(6)卷绕工序卷绕有保持密封材料的尾气处理体通过压入方式压入到外壳中(参照图12及图22)。
(7b)蛤壳工序
将利用上述(6)卷绕工序卷绕有保持密封材料的尾气处理体通过蛤壳方式配置在外壳的内部(参照图23)。
(实施例2)
在实施例1的(6)卷绕工序中,在将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周时,使交织部按照形成Y方向的列的方式进行排列的主面为外侧,除了这一点以外,与实施例1同样地制造垫材及尾气净化装置。
(比较例1)
不经历实施例1中的(3)针刺工序而经历下述(3′)针刺工序;并且不经历实施例1中的(5)成型切断工序而经历下述(5′)成型切断工序,除了上述方面以外,与实施例1同样地制造垫材及尾气净化装置。
(3′)针刺工序
准备与图15(a)所示的针刺装置具有大致相同构成的针刺装置。
接下来,按照前体片材的宽度方向与针列平行的方式将前体片材设置于支承板的载置面。
并且,将位于支承板和前体片材的上方的针板沿着前体片材的厚度方向降下,从而使针从第一主面贯通到第二主面,然后将针从前体片材中拔出。
由此来制作针刺前体片材。
(5′)成型切断工序
使用冲切装置从垫材中冲切出保持密封材料。此时,按照保持密封材料的长度方向与垫材的宽度方向垂直的方式从垫材中冲切出保持密封材料。
在这样地从垫材中冲切出的保持密封材料中,存在有2个以上的从第一主面上的点延伸到第二主面上的点而形成的交织部。由交织部组形成的列的方向为平行于保持密封材料的宽度方向的方向。保持密封材料的宽度方向与长度方向正交。即,由交织部组形成的列的方向为X方向。
需要说明的是,在比较例1的保持密封材料中,在任一主面交织部均按照形成X方向的列的方式进行排列。因而,在(6)卷绕工序中在将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周时,即使任一主面为外侧,也都是交织部按照形成X方向的列的方式进行排列的主面为外侧。
(比较例2)
除了不经历比较例1中的(5′)成型切断工序而经历下述(5″)成型切断工序以外,与比较例1同样地制造垫材及尾气净化装置。
(5″)成型切断工序
使用冲切装置从垫材中冲切出保持密封材料。此时,按照保持密封材料的长度方向与垫材的宽度方向平行的方式从垫材中冲切出保持密封材料。
在这样地从垫材中冲切出的保持密封材料中,存在有2个以上的从第一主面上的点延伸到第二主面上的点而形成的交织部。由交织部组形成的列的方向为垂直于保持密封材料的宽度方向的方向。保持密封材料的宽度方向与长度方向正交。即,由交织部组形成的列的方向为Y方向。
需要说明的是,在比较例2的保持密封材料中,在任一主面交织部均按照形成Y方向的列的方式进行排列。因而,在(6)卷绕工序中在将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周时,即使任一主面为外侧,也都是交织部按照形成Y方向的列的方式进行排列的主面为外侧。
(比较例3)
除了不经历实施例1中的(3)针刺工序而经历下述(3″)针刺工序以外,与实施例1同样地制造垫材及尾气净化装置。
(3″)针刺工序
准备与图15(a)所示的针刺装置具有大致相同构成的针刺装置。
接下来,按照前体片材的宽度方向与针列平行的方式将前体片材设置于支承板的载置面。
并且,将位于支承板和前体片材的上方的针板沿着前体片材的厚度方向降下,从而使针从第一主面贯通到第二主面,然后将针从前体片材中拔出。
接下来,将前体片材翻过来,按照前体片材的宽度方向与针列垂直的方式将前体片材设置于支承板的载置面。
并且,将位于支承板和前体片材的上方的针板沿着前体片材的厚度方向降下,从而使针从第二主面贯通到第一主面,然后将针从前体片材中拔出。
由此来制作针刺前体片材。
在比较例3的保持密封材料中,存在有2个以上的从第一主面上的点延伸到第二主面上的点而形成的交织部。该两个以上的交织部由按照形成X方向的列的方式进行排列的交织部组和按照形成Y方向的列的方式进行排列的交织部组构成。
需要说明的是,在比较例3的保持密封材料中,在任一主面交织部均按照形成X方向的列和Y方向的列的方式进行排列。因而,在(6)卷绕工序中在将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周时,即使任一主面为外侧,也都是交织部按照形成X方向的列和Y方向的列的方式进行排列的主面为外侧。
对于实施例1和2及比较例1~3,进行下述试验和评价。
(拉伸强度测定试验和断裂伸长率测定试验)
首先,将所制造的垫材冲切成俯视图尺寸为长度150mm×宽度25mm,制成试验用样品。此时,在实施例1和2以及比较例1和3中,按照试验用样品的长度方向与垫材的宽度方向垂直的方式从垫材中冲切出试验用样品。在比较例2中,按照试验用样品的长度方向与垫材的宽度方向平行的方式从垫材中冲切出试验用样品。
将所得到的试验用样品置于拉伸强度测定装置上。具体地说,将试验用样品的上下各50mm作为夹持边距(持ちレろ),对试验用样品进行固定。即,对试验用样品的长度方向的两端进行固定。
并且向上方以10mm/min的速度对试验用样品的长度方向的一端进行拉伸,使试验用样品发生断裂。
将拉伸时的最大负荷作为拉伸强度(坪量换算强度(坪量换算強度)(N/AD1050))进行测定。并且对断裂时的试验用样品在长度方向的伸长率(平均断裂伸长率)进行测定。其测定结果示于表1。
另外,对拉伸强度以“○”或“×”进行评价。其评价结果示于表2。表2中,“拉伸强度”项中的“○”表示拉伸强度良好,“拉伸强度”项中的“×”表示拉伸强度不良。上述坪量换算强度为140以上的情况下,“拉伸强度”为“○”;上述坪量换算强度小于140的情况下,“拉伸强度”为“×”,由此来进行评价。
需要说明的是,拉伸强度表示垫材的强度,其也为垫材破裂难易度的指标。并且,平均断裂伸长率为卷绕性相关的值,平均断裂伸长率越大,则可以说越容易进行卷绕作业。
表1
  平均断裂伸长率(%)   坪量换算强度(N/AD1050)
 实施例1   26.46   150
 实施例2   26.46   150
 比较例1   33.03   126
 比较例2   19.89   175
 比较例3   26.46   150
(卷绕性评价)
对于上述(6)卷绕工序中的卷绕作业的进行容易性,以“○”或“×”进行评价。其评价结果示于表2。表2中,“卷绕性”项中的“○”表示卷绕性良好,“卷绕性”项中的“×”表示卷绕性不良。在X方向排列的2个以上的交织部适当形成折痕的情况下,“卷绕性”为“○”;在未适当形成这样的折痕的情况下,“卷绕性”为“×”,由此来进行评价。
表2
  拉伸强度   卷绕性
  实施例1   ○   ○
  实施例2   ○   ○
  比较例1   ×   ○
  比较例2   ○   ×
  比较例3   ○   ×
如表2所示,实施例1及2中的“拉伸强度”的评价均高于比较例1中的“拉伸强度”的评价。
另外,实施例1及2中的“卷绕性”的评价均高于比较例2及3中的“卷绕性”的评价。
下面对各评价结果进行具体说明。
在比较例1中,“拉伸强度”的评价低。可以认为这是由于,在保持密封材料伸展的方向(即Y方向)不太存在有纤维交织的部分,因而保持密封材料易于伸展、容易断裂(参照表1)。
与此相对,实施例1及2中的“拉伸强度”的评价高于比较例1中的“拉伸强度”的评价。可以认为这是由于,在保持密封材料伸展的方向(即Y方向)较多地存在有纤维交织的部分,因而保持密封材料不易伸展、不易断裂。
比较例2及3中,“卷绕性”的评价低。可以认为其原因在于,由于不存在按照形成X方向的列的方式进行排列的交织部组,或者不仅存在按照形成X方向的列的方式进行排列的交织部组、还存在按照形成Y方向的列的方式进行排列的交织部组,因而在进行将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周的作业时,不存在利用在X方向排列的2个以上的交织部所形成的那样的折痕、或者难以形成这样的折痕。
与此相对,实施例1及2中的“卷绕性”的评价高于比较例2及3中的“卷绕性”的评价。可以认为其原因在于,在第一主面侧与第二主面侧中的任意一侧,不存在按照形成Y方向的列的方式进行排列的交织部组、而仅存在按照形成X方向的列的方式进行排列的交织部组,因而在进行将保持密封材料卷绕在尾气处理体的外周的作业时,利用在X方向排列的2个以上的交织部会容易形成折痕。
(第二实施方式)
本发明中的垫材的制造方法并不限于第一实施方式的垫材的制造方法。
利用以下所示的方法也可以制造本发明的垫材。
(I)垫材准备工序
首先准备第一贴合前垫材与第二贴合前垫材。
使用图13(a)和图13(b)、以及图14(a)和图14(b)对第一贴合前垫材与第二贴合前垫材进行说明。
图13(a)为示意性示出本发明的一实施方式的第一贴合前垫材的一例的立体图。
图13(b)为图13(a)所示的第一贴合前垫材的F-F线截面图。
如图13(a)所示,第一贴合前垫材200具有主面α(图13(a)中以210a表示)以及位于与主面α(210a)相向的位置的主面β(图13(a)中以210b表示)。
并且,第一贴合前垫材200具有第一长侧面211a、以及位于与第一长侧面211a相向的位置的第二长侧面211b。
另外,第一贴合前垫材200具有第一短侧面212a、以及位于与第一短侧面212a相向的位置的第二短侧面212b。
如图13(b)所示,在主面α(210a)上,存在有2个以上的第一交织起点201a。并且,在主面α(210a)与主面β(210b)之间,存在有2个以上的第一交织终点201b。
并且,从第一交织起点201a延伸到第一交织终点201b形成了第一交织部201。
从第一交织起点201a到第一交织终点201b的距离为第一贴合前垫材200的厚度T/2的一半。
如图13(a)所示,第一交织部201在与第一贴合前垫材200的长度方向垂直的方向上排列在一直线上。由第一交织部组形成的列的方向为垂直于第一贴合前垫材200的长度方向的方向。
关于第一贴合前垫材200的其它构成,与垫材20的构成是同样的,因而省略此处的说明。不过,在第一贴合前垫材200中,与垫材20不同,未形成第二交织部。
图14(a)为示意性示出本发明的一实施方式的第二贴合前垫材的一例的立体图。
图14(b)为图14(a)所示的第二贴合前垫材的G-G线截面图。
如图14(a)所示,第二贴合前垫材220具有主面γ(图14(a)中以230a表示)以及位于与主面γ(230a)相向的位置的主面δ(图14(a)中以230b表示)。
并且,第二贴合前垫材220具有第一长侧面231a、以及位于与第一长侧面231a相向的位置的第二长侧面231b。
另外,第二贴合前垫材220具有第一短侧面232a、以及位于与第一短侧面232a相向的位置的第二短侧面232b。
如图14(b)所示,在主面γ(230a)上存在有2个以上的第二交织起点221a。并且,在主面δ(230b)上存在有2个以上的第二交织终点221b。
并且,从第二交织起点221a延伸到第二交织终点221b形成了第二交织部221。
从第二交织起点221a到第二交织终点221b的距离为第二贴合前垫材220的厚度T/2。
如图14(a)所示,第二交织部221在与第二贴合前垫材220的长度方向平行的方向上排列在一直线上。由第二交织部组形成的列的方向为平行于第二贴合前垫材220的长度方向的方向。
关于第二贴合前垫材220的其它构成,与垫材20的构成是同样的,因而省略此处的说明。不过,在第二贴合前垫材220中,与垫材20不同,未形成第一交织部。
第一贴合前垫材可以经上述(1)纺丝工序、(2)压缩工序、(3-1)第一针刺工序以及(4)烧制工序进行制造。
另一方面,第二贴合前垫材可以经上述(1)纺丝工序、(2)压缩工序、(3′)第三针刺工序以及(4)烧制工序进行制造。
此处,针对(3′)第三针刺工序进行说明。
图15(a)为示意性示出本实施方式的垫材的制造方法中使用的针刺装置和前体片材的立体图,图15(b)为本实施方式的垫材的制造方法中在向前体片材中插入了针的情况下的针刺装置及前体片材的H-H线截面图。
图15(a)所示的针刺装置250由支承板260和针板270构成,其中支承板260具有能够支承前体片材151x的载置面261;针板120与支承板260的载置面261相向设置,安装在能够在刺入方向(前体片材151x的厚度方向,在图15(a)和图15(b)中为双箭头T″所示的方向)往复移动的活塞262的前端。
在针板270的与支承板260相向的相向面272上,2个以上的针271以特定的间隔进行安装,呈剑山那样的形状。
针271是细的、前端尖的针,在该针表面形成有倒刺。
针271保持特定的间隔沿着支承板260的宽度方向W″排列在一直线上,形成两个以上的针列291。两个以上的针列291相互平行。并且,在宽度方向W″上相邻的两个针271间的距离全部是相同的,相邻的两个针列291间的距离也全部是相同的。在宽度方向W″上相邻的两个针271间的距离小于相邻的两个针列291间的距离。
前体片材151x具有第一主面160x、位于与第一主面160x相向的位置的第二主面160y、第一长侧面161x、位于与第一长侧面161x相向的位置的第二长侧面161y、第一短侧面162x、以及位于与第一短侧面162x相向的位置的第二短侧面(未图示)。是由能够通过烧制而转换为无机纤维的无机纤维前体263相互缠结而构成的片材。
在支承板260上的针板270的针271能够贯通的位置设有贯通孔263。
因此,针板270与支承板260接近的情况下,针271贯通贯通孔263,因而针板270可与支承板260靠近到载置面260与相向面272相接触的程度。
在使用该针刺装置250进行针刺处理的情况下,首先,如图15(a)所示,将片材151x设置于支承板260的载置面261上。
接下来,使针板270沿着片材151x的厚度方向上下移动。
这样,如图15(b)所示,使针271从片材151x的第一主面160x贯通到第二主面160y,将贯通后的针271由片材151x中抽出,从而完成针刺处理。
由此来制作针刺前体片材。
在(I)垫材准备工序中,准备上述说明的第一贴合前垫材与第二贴合前垫材。
在第二实施方式中,对第一交织终点201b在主面α(210a)与主面β(210b)之间形成(参照图13(b))、第二交织终点221b在主面δ(230b)上形成(参照图14(b))的情况进行了说明。
即,在第二实施方式中,第一交织部201从主面α(210a)上的的点延伸到存在于主面α(210a)与主面β(210b)之间的点而形成。并且,第二交织部221从主面γ(230a)上的点延伸到主面δ(230b)上的点而形成。
不过,在本发明中,第一贴合前垫材所具备的第一交织部以及第二贴合前垫材所具备的第二交织部并不限于该示例。
在本发明中,也可以第一交织部从主面α上的点延伸到主面β上的点而形成、第二交织部从主面γ上的的点延伸到存在于主面γ与主面δ之间的点而形成。
并且也可以第一交织部从主面α上的点延伸到存在于主面α与主面β之间的点而形成、第二交织部从主面γ上的的点延伸到存在于主面γ与主面δ之间的点而形成。
另外也可以第一交织部从主面α上的点延伸到主面β上的点而形成、第二交织部从主面γ上的点延伸到主面δ上的点而形成。
(II)贴合工序
接下来,将上述(I)垫材准备工序中准备的第一贴合前垫材200所具有的主面β(210b)与第二贴合前垫材220所具有的主面δ(230b)(或主面γ(230a))利用接合剂或双面胶带等粘接手段进行贴合。
此时,按照由第一交织部组形成的列与由第二交织部组形成的列呈正交的方式将第一贴合前垫材200与第二贴合前垫材220进行贴合。
在本实施方式中,第一贴合前垫材200的尺寸与第二贴合前垫材220的尺寸是相同的。因而,只要按照第一贴合前垫材200所具有的长侧面与第二贴合前垫材220所具有的长侧面为同一平面、第一贴合前垫材200所具有的短侧面与第二贴合前垫材220所具有的短侧面为同一平面的方式,将第一贴合前垫材200与第二贴合前垫材220进行贴合即可。
其结果,制造出与第一实施方式的垫材20大致相同的垫材。
在本实施方式的贴合工序中,对按照由第一交织部组形成的列与由第二交织部组形成的列呈正交的方式来将第一贴合前垫材200与第二贴合前垫材220贴合的情况进行了说明。
不过,本发明的贴合工序并不限定于该示例。在本发明的贴合工序中,在将第一贴合前垫材与第二贴合前垫材进行贴合时,由第一交织部组形成的列的方向与由第二交织部组形成的列的方向所成的角度中,较小一方的角度优选为60°~90°、更优选为85°~90°,最优选如本实施方式所示为90°。由第一交织部组形成的列的方向与由第二交织部组形成的列的方向所成的角度中,较小一方的角度小于60°的情况下,可能无法充分解决上述那样的现有技术中所具有的问题。
图16为示意性示出本发明的一实施方式的垫材的一例的立体图。
图17(a)为图16所示垫材的I-I线截面图,图17(b)为图16所示垫材的J-J线截面图。
图16中示出了第二实施方式的垫材240。
如图16所示,垫材240具有第一主面245a、以及位于与第一主面245a相向的位置的第二主面245b。
并且,垫材240具有第一长侧面246a、以及位于与第一长侧面246a相向的位置的第二长侧面246b。
此外,垫材240具有第一短侧面247a、以及位于与第一短侧面247a相向的位置的第二短侧面247b。
如图17(a)所示,在第一主面245a上,存在有2个以上的第一交织起点241a。并且,在第一主面245a与第二主面245b之间,存在有2个以上的第一交织终点241b。
并且,从第一交织起点241a延伸到第一交织终点241b形成了第一交织部241。
从第一交织起点241a到第一交织终点241b的距离为垫材240厚度T的四分之一。
如图17(b)所示,在第二主面245b上,存在有2个以上的第二交织起点242a。并且,在第一主面245a与第二主面245b之间,存在有2个以上的第二交织终点242b。
并且,从第二交织起点242a延伸到第二交织终点242b形成了第二交织部242。
从第二交织起点242a到第二交织终点242b的距离为垫材240厚度T的一半。
垫材240通过在上述(II)贴合工序中将第一贴合前垫材200与第二贴合前垫材220进行贴合来制造。
第一贴合前垫材200中的主面α(210a)成为垫材240中的第一主面245a、第二贴合前垫材220中的主面γ(230a)成为垫材240中的第二主面245b。
并且,第一贴合前垫材200中的第一交织部201成为垫材240中的第一交织部241、第二贴合前垫材220中的第二交织部221成为垫材240中的第二交织部242。
需要说明的是,在本发明中,在第一交织部从主面α上的的点延伸到主面β上的点而形成的情况下,并不特别区分主面α和主面β,也将主面α称为主面β。并且,在第二交织部从主面γ上的点延伸到主面δ上而形成的情况下,并不特别区分主面γ和主面δ,也将主面γ称为主面δ。
本实施方式的垫材也与第一实施方式的垫材同样地发挥出(1)~(6)的效果。
并且,利用本实施方式的垫材的制造方法可以适当地制造具有上述构成和效果的本实施方式的垫材。
(其它实施方式)
如本发明的第一实施方式中所说明,本发明的垫材可以为粘结剂垫材,在制作粘结剂垫材的情况下,可以通过进行下述工序(A)~(C)来制作。
(A)浸渍工序
首先准备含有本发明的第一实施方式中所说明的有机粘结剂的有机粘结剂溶液。
另外,通过流涂等使有机粘结剂溶液均匀浸渍在经过烧制工序而制造出的垫材整体中,由此来制作浸渍垫材。
需要说明的是,有机粘结剂溶液可以通过将上述有机粘结剂溶解在水、有机溶剂等溶剂中、或将上述有机粘结剂分散在水等分散介质中来进行制作。
另外,优选对有机粘结剂溶液的浓度进行适当调整,以使得经后续工序制作的粘结剂垫材全体中所含有的有机粘结剂的总量为粘结剂垫材全体的重量的0.5~20重量%。粘结剂垫材全体中所含有的有机粘结剂的总量若不足粘结剂垫材全体的重量的0.5重量%,则无法抑制垫材的体积。另一方面,粘结剂垫材全体中所含有的有机粘结剂的总量若超过粘结剂垫材全体的重量的20重量%,则垫材变硬,卷绕性受损。
(B)吸引工序
接下来,使用吸引装置等将过剩的有机粘结剂溶液自浸渍垫材中吸引除去。
需要说明的是,关于吸引工序,不必一定要进行,例如,若浸渍垫材所含有的有机粘结剂溶液的量少,则在浸渍工序后,可以直接将所得到的浸渍垫材供于下述干燥工序中。
(C)干燥工序
其后,使用热风干燥机等一边对浸渍垫材进行压缩一边使浸渍垫材中残留的有机粘结剂溶液中所含有的溶剂等挥发。
由此来制作粘结剂垫材。
本发明的垫材可以进一步含有膨胀材。
对于使用了含有膨胀材的垫材的保持密封材料,由于膨胀材受到尾气净化装置使用时的高温尾气的作用会发生膨胀,因而能够发挥出高保持力。
作为膨胀材,可以举出例如膨胀性蛭石、膨润土、膨胀性石墨等。
在本发明的垫材的制造方法中,使用了通过对无机纤维前体进行层积而制作出的前体片材。
但是,也可以不使用该前体片材而使用由无机纤维构成的前体片材(下文也称为无机纤维片材)。例如,即使不使用本发明第一实施方式的针刺工序(3)中使用的前体片材而使用无机纤维片材,也能够制造本发明的垫材。
上述无机纤维片材可以通过对层积本发明第一实施方式中说明的无机纤维前体而成的前体片材进行烧制来制作。
另外,上述无机纤维片材也可以利用离心法等来制作。
在利用离心法的情况下,首先,一边对周壁形成有多个小孔的可旋转的圆筒体进行加热一边以高速旋转,向圆筒体内供给熔融硅石、熔融氧化铝等熔融原料,通过离心力的作用使供给的熔融原料籍由上述小孔吐出到外部,将吐出的熔融原料利用设于圆筒体的周边部的燃烧器进行加热而使其拉伸,通过对拉伸的纤维状的熔融原料进行冷却来制作无机纤维。
可以通过对所制作的无机纤维进行压缩来制作无机纤维片材。
作为构成无机纤维片材的无机纤维,可以使用与构成上述本发明的垫材的无机纤维具有同样构成(种类、组成、平均纤维长、平均纤维径等)的无机纤维。
在构成本发明的尾气净化装置的尾气处理体中可以担载催化剂。
作为催化剂,可以举出例如铂、钯、铑等贵金属;钾、钠等碱金属;钡等碱土金属;或者CeO2等金属氧化物等。这些催化剂可以单独使用,也可以两种以上合用。
作为在上述尾气处理体中担载催化剂的方法,除了使含有催化剂的溶液浸渍至尾气处理体中然后进行加热的方法外,也可以举出在尾气处理体的表面形成由氧化铝膜构成的催化剂担载层、将催化剂担载于该氧化铝膜上的方法等。
对于本发明的垫材而言,由第一交织部组形成的列的方向与由第二交织部组形成的列的方向不同,这一点为必要的构成要件。
另外,本发明的垫材的制造方法中,以下是必要的构成要件:通过第一针刺工序针所扎入的第一主面上的两个以上的点所形成的列的方向与通过第二针刺工序针所扎入的第二主面上的两个以上的点所形成的列的方向不同,或者按照由第一贴合前垫材所具备的第一交织部组形成的列的方向与由第二贴合前垫材所具备的第二交织部组形成的列的方向不同的方式,将第一贴合前垫材所具备的主面β与第二贴合前垫材所具备的主面δ贴合,从而将第一贴合前垫材与第二贴合前垫材进行贴合。
可以将上述的必要的构成要件与第一实施方式、第二实施方式以及其它实施方式中详述的各种构成(例如无机纤维的组成、无机纤维的纤维长等)进行适当组合来得到所期望的效果。
符号说明
20    垫材
21    第一交织部
22    第二交织部
30a   第一主面
30b   第二主面
23、24无机纤维
1x    前体片材
10x   第一主面
10y   第二主面
121   针
200   第一贴合前垫材
201   第一交织部
210a  主面α
210b  主面β
220   第二贴合前垫材
221   第二交织部
230a  主面γ
230b  主面δ
240   垫材

Claims (10)

1.一种垫材,该垫材包含无机纤维,具备第一主面和第二主面,该垫材的特征在于,
该垫材具备第一交织部组和第二交织部组,
所述第一交织部组是两个以上的第一交织部在宽度为6mm的第一带内、在未排列在一直线上的情况下排成列状而构成的,所述第一交织部由所述无机纤维相互缠结而构成,所述第一交织部是从所述第一主面上的点延伸到存在于所述第一主面与所述第二主面之间的点而形成的,
所述第二交织部组是两个以上的第二交织部在宽度为6mm的第二带内、在未排列在一直线上的情况下排成列状而构成的,所述第二交织部由所述无机纤维相互缠结而构成,所述第二交织部是从所述第二主面上的点延伸到存在于所述第一主面与所述第二主面之间的点而形成的;
由所述第一交织部组形成的列的方向与由所述第二交织部组形成的列的方向不同,
由所述第一交织部组形成的列的方向与由所述第二交织部组形成的列的方向所成的角度中,较小一方的角度为60°~90°。
2.如权利要求1所述的垫材,其中,由所述第一交织部组形成的列的方向与由所述第二交织部组形成的列的方向所成的角度中,较小一方的角度为85°~90°。
3.如权利要求1或2所述的垫材,其中,所述垫材进一步包含有机结合材。
4.如权利要求1或2所述的垫材,其中,所述无机纤维为选自由氧化铝纤维、陶瓷纤维、氧化铝-氧化硅纤维、氧化硅纤维、玻璃纤维和生物溶解性纤维组成的组中的至少一种。
5.一种垫材的制造方法,其为包含无机纤维的垫材的制造方法,该方法的特征在于,
所述垫材的制造方法包括对具备第一主面和第二主面的前体片材实施针刺处理的工序;
所述实施针刺处理的工序包括第一针刺工序和第二针刺工序,
在所述第一针刺工序中,将针从排成列状地存在于所述第一主面上的两个以上的各点扎入到存在于所述第一主面与所述第二主面之间的点,
在所述第二针刺工序中,将针从排成列状地存在于所述第二主面上的两个以上的各点扎入到存在于所述第一主面与所述第二主面之间的点;
由所述第一主面上的在所述第一针刺工序中被针扎入的两个以上的点形成的列的方向与由所述第二主面上的在所述第二针刺工序中被针扎入的两个以上的点形成的列的方向不同。
6.如权利要求5所述的垫材的制造方法,其中,由所述第一主面上的在所述第一针刺工序中被针扎入的两个以上的点形成的列的方向与由所述第二主面上的在所述第二针刺工序中被针扎入的两个以上的点形成的列的方向所成的角度中,较小一方的角度为60°~90°。
7.一种垫材的制造方法,其为包含无机纤维的垫材的制造方法,该方法的特征在于,该方法包括:准备第一贴合前垫材和第二贴合前垫材的工序以及贴合工序,
所述第一贴合前垫材具备主面α和主面β,并且具备通过两个以上的第一交织部排成列状而构成的第一交织部组,所述第一交织部由所述无机纤维相互缠结而构成,所述第一交织部是从所述主面α上的点朝向所述主面β而形成的,
所述第二贴合前垫材具备主面γ和主面δ,并且具备通过两个以上的第二交织部排成列状而构成的第二交织部组,所述第二交织部由所述无机纤维相互缠结而构成,所述第二交织部是从所述主面γ上的点朝向所述主面δ而形成的;
在所述贴合工序中,以使由所述第一交织部组形成的列的方向与由所述第二交织部组形成的列的方向不同的方式,将所述第一贴合前垫材所具备的所述主面β与所述第二贴合前垫材所具备的所述主面δ贴合,从而将所述第一贴合前垫材与所述第二贴合前垫材贴合。
8.如权利要求7所述的垫材的制造方法,其中,
在所述贴合工序中,以使由所述第一交织部组形成的列的方向与由所述第二交织部组形成的列的方向所成的角度中较小一方的角度成为60°~90°的方式,将所述第一贴合前垫材与所述第二贴合前垫材进行贴合。
9.一种尾气净化装置,其包括尾气处理体、容纳所述尾气处理体的外壳、以及配设于所述尾气处理体和所述外壳之间的用于保持所述尾气处理体的保持密封材料,该尾气净化装置的特征在于,
所述保持密封材料为权利要求1或2所述的垫材。
10.一种尾气净化装置,其包括尾气处理体、容纳所述尾气处理体的外壳、以及配设于所述尾气处理体和所述外壳之间的用于保持所述尾气处理体的保持密封材料,该尾气净化装置的特征在于,
所述保持密封材料为利用权利要求5~8的任一项所述的垫材的制造方法制造的垫材。
CN201110447683.1A 2010-12-28 2011-12-28 垫材、垫材的制造方法及尾气净化装置 Expired - Fee Related CN102529197B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-293616 2010-12-28
JPJP2010-293616 2010-12-28
JP2010293616A JP2012140886A (ja) 2010-12-28 2010-12-28 マット、マットの製造方法、及び、排ガス浄化装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102529197A CN102529197A (zh) 2012-07-04
CN102529197B true CN102529197B (zh) 2015-06-17

Family

ID=45491286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110447683.1A Expired - Fee Related CN102529197B (zh) 2010-12-28 2011-12-28 垫材、垫材的制造方法及尾气净化装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9133569B2 (zh)
EP (1) EP2471987B1 (zh)
JP (1) JP2012140886A (zh)
CN (1) CN102529197B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6365217B2 (ja) * 2014-10-15 2018-08-01 三菱ケミカル株式会社 排ガス浄化装置用保持材の製造方法および打抜型
US10024215B2 (en) 2015-03-23 2018-07-17 Mitsubishi Chemical Corporation Inorganic fiber-formed article, mat for exhaust gas cleaning apparatus, and exhaust gas cleaning apparatus
JP6683057B2 (ja) * 2016-08-03 2020-04-15 三菱ケミカル株式会社 無機繊維成形体、排ガス浄化装置用マット及び排ガス浄化装置
JP7216475B2 (ja) * 2017-12-27 2023-02-01 イビデン株式会社 多層マット及び多層マットの製造方法
JP2020033900A (ja) * 2018-08-28 2020-03-05 イビデン株式会社 マット材の製造方法
JP2020084798A (ja) * 2018-11-16 2020-06-04 イビデン株式会社 マット材及びマット材の製造方法
JP2020133552A (ja) * 2019-02-22 2020-08-31 イビデン株式会社 マット材、排ガス浄化装置及び断熱材付き排気管

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010000500A1 (en) * 1998-10-30 2001-04-26 Jian Meng Double sided needled fiber glass mat for high flow thermoplastic composite
CN101571066A (zh) * 2008-04-30 2009-11-04 揖斐电株式会社 垫材、垫材的制造方法、消音器及消音器的制造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL129769C (zh) * 1960-05-26 1900-01-01
US3859698A (en) * 1971-02-17 1975-01-14 Toray Industries Needle felting method
JPH0667780B2 (ja) 1985-09-04 1994-08-31 三菱化成株式会社 アルミナ質繊維成形体
ES2111887T3 (es) 1993-02-23 1998-03-16 Ciba Geigy Ag Dicetopirrolopirroles que contienen grupos nitroxilo.
JP3025433B2 (ja) 1995-04-13 2000-03-27 三菱化学株式会社 モノリス保持材およびその製造方法ならびに前記モノリスを使用した触媒コンバーター
JP4381518B2 (ja) 1999-08-23 2009-12-09 イビデン株式会社 触媒コンバータ用保持シール材
JP2007292040A (ja) 2006-03-31 2007-11-08 Ibiden Co Ltd シート材、排気ガス処理装置およびその製造方法
JP2009085091A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Ibiden Co Ltd マット材、排気ガス処理装置および消音装置
JP5014070B2 (ja) 2007-11-06 2012-08-29 イビデン株式会社 マット材および排気ガス処理装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010000500A1 (en) * 1998-10-30 2001-04-26 Jian Meng Double sided needled fiber glass mat for high flow thermoplastic composite
CN101571066A (zh) * 2008-04-30 2009-11-04 揖斐电株式会社 垫材、垫材的制造方法、消音器及消音器的制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
非织造布针刺工艺参数的研讨;王贤琴;《北京纺织》;19940531(第4期);6-7 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2471987B1 (en) 2014-03-05
CN102529197A (zh) 2012-07-04
EP2471987A1 (en) 2012-07-04
US9133569B2 (en) 2015-09-15
JP2012140886A (ja) 2012-07-26
US20120159914A1 (en) 2012-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102529197B (zh) 垫材、垫材的制造方法及尾气净化装置
CN101581245B (zh) 保持密封材料、保持密封材料的制造方法和废气净化装置
EP2042634B1 (en) Mat material, exhaust gas treating apparatus, and muffler
KR100744989B1 (ko) 지지 시일재 및 배기가스 처리장치
CN102606733B (zh) 保持密封材料以及电热式尾气净化装置
EP2857649B1 (en) Holding sealing material, exhaust gas purifying apparatus, and method for manufacturing exhaust gas purifying apparatus
KR20030027940A (ko) 알루미나 실리카계 섬유, 세라믹 섬유, 세라믹 섬유집합체, 유지 실링재 및 그들 제조 방법, 및 알루미나섬유 집합체의 제조 방법
CN102560899A (zh) 片材、排气处理装置及其制造方法
US9056440B2 (en) Holding seal material, exhaust gas purifying apparatus and method of manufacturing holding seal material
EP2386739B1 (en) Mat, method for producing the mat, and exhaust gas purifying apparatus with the mat
JP2013170338A (ja) マット材、マット材の製造方法、及び、排ガス浄化装置
EP2239433B1 (en) Method of winding holding sealing material and method of manufacturing exhaust gas purifying apparatus
EP3192629B1 (en) Sintered honeycomb body, honeycomb filter and method for manufacturing sintered honeycomb body
EP2436890B1 (en) Mat, holding sealing material, method for producing mat, and exhaust gas purifying apparatus
JP2012149604A (ja) 保持シール材、排ガス浄化装置、及び、排ガス浄化装置の製造方法
US20140227143A1 (en) Mat material and exhaust gas purifying apparatus
JP2014009637A (ja) マット材の製造方法、マット材、及び、排ガス浄化装置
JP4878699B2 (ja) アルミナ繊維集合体の製造方法
CN101074621A (zh) 片材、排气处理装置及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150617

Termination date: 20181228