CN104066947A - 气体处理装置用保持材料、气体处理装置及它们的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供廉价、结构简单、发挥高保持力的气体处理装置用保持材料、气体处理装置及它们的制造方法。本发明的气体处理装置用保持材料是在具备处理结构体(20)和收纳所述处理结构体(20)的壳体(40)的气体处理装置(1)中配置在所述处理结构体(20)与所述壳体(40)之间的保持材料(10)，其为二氧化硅纤维制，且含有相对于所述二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为3质量份以上的氧化铝溶胶。

Description

气体处理装置用保持材料、气体处理装置及它们的制造方法
技术领域
本发明涉及气体处理装置用保持材料、气体处理装置及它们的制造方法，特别是涉及保持材料的保持力的提高。
背景技术
汽车等车辆中具备用于将尾气中含有的一氧化碳、烃、氮氧化物等有害物质除去的催化净化器。作为该催化净化器，例如有具备筒状的催化剂载体、收纳该催化剂载体的筒状金属制壳体和配置于该催化剂载体与该壳体之间的垫状的无机纤维制保持材料的催化净化器。
而且，以往在这种催化净化器中，为了将催化剂载体稳定地保持在金属制壳体内，还进行了使由保持材料产生的保持力提高的尝试(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-194904号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，以往在想要提高保持材料的保持力时，具有其成本增加的问题和/或其结构变得复杂的问题。
本发明鉴于上述课题而完成，其目的之一在于提供廉价、结构简单、发挥高保持力的气体处理装置用保持材料、气体处理装置及它们的制造方法。
用于解决技术问题的方法
用于解决上述技术问题的本发明的一个实施方式的气体处理装置用保持材料是在具备处理结构体和收纳所述处理结构体的壳体的气体处理装置中配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料，其特征在于，其为二氧化硅纤维制，且含有相对于所述二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为3质量份以上的氧化铝溶胶。根据本发明，可以提供廉价、结构简单、发挥高保持力的气体处理装置用保持材料。
用于解决上述技术问题的本发明的一个实施方式的气体处理装置用保持材料是在具备处理结构体和收纳所述处理结构体的壳体的气体处理装置中配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料，其特征在于，其为二氧化硅纤维制，且含有氧化铝溶胶，在初始的体积密度为0.3～0.5g/cm3、温度为700～900℃、冲程量为0.2mm的膨胀/压缩试验中，1000次循环的膨胀时的面压相对于不含所述氧化铝溶胶时的所述面压为1.2倍以上。根据本发明，可以提供廉价、结构简单、发挥高保持力的气体处理装置用保持材料。
用于解决上述技术问题的本发明的一个实施方式的气体处理装置用保持材料是在具备处理结构体和收纳所述处理结构体的壳体的气体处理装置中配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料，其特征在于，其为二氧化硅纤维制，且含有氧化铝溶胶，在初始的体积密度为0.3～0.5g/cm3、温度为240～300℃、冲程量为0.08mm的膨胀/压缩试验中，1000次循环的膨胀时的面压相对于不含所述氧化铝溶胶时的所述面压为1.5倍以上。根据本发明，可以提供廉价、结构简单、发挥高保持力的气体处理装置用保持材料。
用于解决上述技术问题的本发明的一个实施方式的气体处理装置的特征在于，具备处理结构体、收纳所述处理结构体的壳体以及配置在所述处理结构体与所述壳体之间的上述任一种保持材料。根据本发明，可以提供廉价、结构简单、发挥高保持力的气体处理装置。
用于解决上述技术问题的本发明的一个实施方式的气体处理装置用保持材料的制造方法是制造在具备处理结构体和收纳所述处理结构体的壳体的气体处理装置中配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料的方法，其特征在于，通过浆料的湿式成型来制造所述保持材料，所述浆料含有二氧化硅纤维、和相对于所述二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为3质量份以上的氧化铝溶胶。根据本发明，可以提供廉价、结构简单、发挥高保持力的气体处理装置用保持材料的制造方法。
用于解决上述技术问题的本发明的一个实施方式的气体处理装置用保持材料的制造方法是制造在具备处理结构体和收纳所述处理结构体的壳体的气体处理装置中配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料的方法，其特征在于，通过浆料的湿式成型来制造所述保持材料，所述浆料含有二氧化硅纤维和氧化铝溶胶，所述氧化铝溶胶的量是使得在初始的体积密度为0.3～0.5g/cm3、温度为700～900℃、冲程量为0.2mm的膨胀/压缩试验中的1000次循环膨胀时的所述保持材料的面压相对于不含所述氧化铝溶胶时的所述面压达到1.2倍以上的量。根据本发明，可以提供廉价、结构简单、发挥高保持力的气体处理装置用保持材料的制造方法。
用于解决上述技术问题的本发明的一个实施方式的气体处理装置用保持材料的制造方法是制造在具备处理结构体和收纳所述处理结构体的壳体的气体处理装置中配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料的方法，其特征在于，通过浆料的湿式成型来制造所述保持材料，所述浆料含有二氧化硅纤维和氧化铝溶胶，所述氧化铝溶胶的量是使得在初始的体积密度为0.3～0.5g/cm3、温度为240～300℃、冲程量为0.08mm的膨胀/压缩试验中的1000次循环膨胀时的所述保持材料的面压相对于不含所述氧化铝溶胶时的所述面压达到1.5倍以上的量。通过本发明，可以提供廉价、结构简单、发挥高保持力的气体处理装置用保持材料的制造方法。
用于解决上述技术问题的本发明的一个实施方式的气体处理装置的制造方法是制造具备处理结构体、收纳所述处理结构体的壳体以及配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料的气体处理装置的方法，其特征在于，包括将上述任一种保持材料配置在所述处理结构体与所述壳体之间。根据本发明，可以提供廉价、结构简单、发挥高保持力的气体处理装置的制造方法。
发明效果
根据本发明，可以提供廉价、结构简单、发挥高保持力的气体处理装置用保持材料、气体处理装置及它们的制造方法。
附图说明
图1为表示本发明的一个实施方式的气体处理装置之一例的说明图。
图2为表示沿长度方向截断本发明的一个实施方式的气体处理装置的截面之一例的说明图。
图3为用俯视图表示本发明的一个实施方式的保持材料之一例的说明图。
图4为表示以图3所示的IV-IV线截断的保持材料的截面之一例的说明图。
图5为表示在本发明的一个实施方式的实施例中使用的试验装置的概要的说明图。
图6为表示在本发明的一个实施方式的实施例1中评价保持材料的面压的结果之一例的说明图。
图7为表示在本发明的一个实施方式的实施例2中评价保持材料的面压的结果之一例的说明图。
图8为表示在本发明的一个实施方式的比较例中评价保持材料的面压的结果之一例的说明图。
具体实施方式
以下对本发明的一个实施方式进行说明。需要说明的是，本发明并非限定于本实施方式。
图1为表示本实施方式的气体处理装置1之一例的说明图。图1中，为了说明上的方便，将壳体40的一部分省略以使收纳在该壳体40中的处理结构体20及保持材料10露出来进行显示。
图2为表示沿长度方向(图1及图2中所示箭头X所指的方向)截断气体处理装置1的截面之一例的说明图。图1及图2中，箭头X表示气体在气体处理装置1内流通的方向。
图3为用俯视图表示本实施方式的气体处理装置用保持材料10之一例的说明图。图4为表示以图3所示的IV-IV线截断的保持材料10的截面之一例的说明图。
如图1及图2所示，气体处理装置1具备处理结构体20、收纳该处理结构体20的壳体40、以及配置在该处理结构体20与该壳体40之间的保持材料10。
气体处理装置1用于气体的净化等对气体进行处理。即，气体处理装置1例如是在废气的净化中使用的废气处理装置。具体地说，气体处理装置1例如在汽车等车辆中是为了对由内燃机(汽油发动机、柴油发动机等)排出的废气中含有的有害物质和/或粒子进行处理而设置的。此时，在气体处理装置1中流通的气体的温度并无特别限定，例如为200～950℃。
在图1及图2所示的例子中，气体处理装置1是在汽车等车辆中为了将汽油发动机的废气中含有的有害物质除去而使用的催化净化器。另外，气体处理装置1例如还可以是为了将柴油发动机的废气中含有的粒子除去而使用的DPF(Diesel particulate filter，柴油机微粒过滤器)。
处理结构体20是具有对气体进行处理的功能的结构体。即，如图1及图2的例子所示，当气体处理装置1为催化净化器时，处理结构体20是具有用于对气体进行净化的催化剂和担载该催化剂的载体的催化剂载体。
此时，催化剂例如是用于将废气等气体中含有的有害物质(一氧化碳、烃、氮氧化物等)除去的催化剂。更具体地说，催化剂例如是贵金属催化剂等金属催化剂。担载催化剂的载体例如是陶瓷(堇青石等)等无机材料制的筒状成型体(例如圆筒状的蜂窝状成型体)。
另外，例如当气体处理装置1是将DPF等用于将气体中所含的粒子除去的装置时，处理结构体20是具有对该气体中的该粒子进行捕获的过滤器的结构体。此时，处理结构体20还可不具有催化剂。
壳体40是在其内部形成有能够收纳处理结构体20的空间的筒状体。壳体40例如为金属制。构成壳体40的金属并无特别限定，例如可从不锈钢、铁及铝中选择。
壳体40可以是沿着气体处理装置1的长度方向能够分割成2个的筒状体，或者也可以是不能被分割的一体型的筒状体。在图1及图2所示的例子中，壳体40是一体型的筒状体。
保持材料10是为了将处理结构体20保持在壳体40内而使用的。即，保持材料10通过被压入到壳体40与处理结构体20的间隙中而将该处理结构体20稳定地保持在该壳体40内。
对保持材料10要求兼具例如以下功能：在气体处理装置1中避免因振动等而使处理结构体20撞击于壳体40上发生破损这样的稳定保持该处理结构体20的功能；和不使仍未被净化的气体从该处理结构体20与壳体40的间隙漏出至下游侧这样的密封该间隙的功能。
保持材料10例如在为了对从汽车等车辆的内燃机排出的废气中含有的有害物质进行处理而设置的气体处理装置1中使用。具体地说，保持材料10例如可以在汽油发动机等较高温(800～950℃)的环境下使用，也可在柴油发动机(例如DPF)等较低温(500～700℃)的环境下使用。
这里，本实施方式的特征之一在于，保持材料10为二氧化硅纤维制。即，保持材料10是主要由二氧化硅纤维构成的成型体。具体地说，保持材料10例如可以是含有85质量％以上的二氧化硅纤维的成型体，也可以是含有90质量％以上的二氧化硅纤维的成型体，还可以是含有95质量％以上的二氧化硅纤维的成型体。保持材料10中的二氧化硅纤维的含量的上限值只要是在该保持材料10含有后述的量的氧化铝溶胶时的范围内，则无特别限定，但该二氧化硅纤维的含量例如也可以是97质量％以下。
二氧化硅纤维是以二氧化硅(SiO2)为主成分的无机纤维。二氧化硅纤维可以是非晶质纤维或结晶质纤维，特别是从柔软性优异的方面出发优选为非晶质纤维。二氧化硅纤维例如可以含有90质量％以上的二氧化硅、也可以含有95质量％以上、还可以含有97质量％以上。二氧化硅纤维中的二氧化硅的含量的上限值并无特别限定，该二氧化硅的含量例如也可以是99质量％以下。
二氧化硅纤维还可以进一步含有除二氧化硅以外的成分。即，二氧化硅纤维例如还可以进一步含有氧化铝(Al2O3)。此时，二氧化硅纤维例如可以含有3质量％以下的氧化铝。即，二氧化硅纤维中的氧化铝的含量例如可以是0～3质量％、也可以是1～3质量％。
作为二氧化硅纤维，还可以使用预先经过了加热处理(烧成处理)的二氧化硅纤维。通过预先对二氧化硅纤维进行加热处理，可以提高该二氧化硅纤维的耐热性。
具体地说，例如二氧化硅纤维可以通过对玻璃纤维实施酸处理而将碱成分除去、从而提高二氧化硅成分。通过对实施了这种酸处理的二氧化硅纤维预先进行加热处理，在该二氧化硅纤维的制造工序中因该酸处理而生成的微细的空隙通过该二氧化硅纤维的热收缩而被掩埋，从而可以提高其耐热性。
二氧化硅纤维的平均纤维径例如优选为5～8μm。二氧化硅纤维的平均纤维长例如优选为4～15mm。
这里，本实施方式的另一特征之一在于，保持材料10含有较多量的氧化铝溶胶。即，本发明的发明人们对提高无机纤维制的保持材料的保持力的技术手段反复进行深入研究的结果是独自地获得了下述意外的发现：即作为该无机纤维，通过使用以往在保持材料中不怎么被使用的二氧化硅纤维、且在该二氧化硅纤维中使用较多量(例如以往在作为无机粘合剂使用时不会采用的量)的氧化铝溶胶，由此能显著地提高保持材料的保持力，从而完成了本发明。
即，保持材料10例如为二氧化硅纤维制，且含有氧化铝溶胶，在初始的体积密度为0.3～0.5g/cm3、温度为700～900℃、冲程量为0.2mm的膨胀/压缩试验中、1000次循环的膨胀时面压相对于不含该氧化铝溶胶时的所述面压可以为1.2倍以上、也可以为1.3倍以上。
另外，保持材料10例如在初始的体积密度为0.3～0.5g/cm3、温度为240～300℃、冲程量为0.08mm的膨胀/压缩试验中、1000次循环的膨胀时面压相对于不含该氧化铝溶胶时的所述面压可以为1.5倍以上、也可以为2倍以上。
此外，在这些膨胀/压缩试验中，供至该试验前的保持材料10的体积密度比该试验中的初始体积密度小。即，在膨胀/压缩试验中，例如还可以将体积密度为0.1～0.2g/cm3的保持材料10按照初始的体积密度(该试验的第1次循环开始时刻的体积密度)达到0.3～0.5g/cm3的方式压缩后进行使用。
保持材料10含有发挥上述面压的量的氧化铝溶胶。该保持材料10中含有的氧化铝溶胶的量例如可以如下确定：制作氧化铝溶胶的含量互不相同的多个候补保持材料(除氧化铝溶胶的含量不同之外、具有相同结构的多个保持材料)，对各候补保持材料评价上述的膨胀/压缩试验中的面压，基于该评价的结果，根据1000次循环的膨胀时的面压为不含氧化铝溶胶的比较保持材料(除不含氧化铝溶胶以外、具有与上述候补保持材料相同结构的保持材料)的所述面压的规定倍以上的该候补保持材料的氧化铝溶胶含量来确定该保持材料10中含有的氧化铝溶胶的量。
具体地说，保持材料10例如可以含有相对于二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为3质量份以上的氧化铝溶胶、也可以含有以换算成固体成分计为4质量份以上的氧化铝溶胶。
氧化铝溶胶的含量的上限值只要是保持材料10具备所需特性的范围(例如保持材料10显示上述面压的范围)则无特别限定，保持材料10例如可以含有相对于二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为15质量份以下的氧化铝溶胶、也可以含有10质量份以下的氧化铝溶胶。
即，保持材料10例如可以含有相对于二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为3～15质量份或3～10质量份的氧化铝溶胶。另外，保持材料10例如可以含有相对于二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为4～15质量份或4～10质量份的氧化铝溶胶。
氧化铝溶胶只要是含有分散于溶剂(例如含水的溶剂)中的氧化铝微粒且具有流动性的液体，则无特别限定。氧化铝溶胶例如如下制造：在铝酸钠的水溶液中添加硫酸铝水溶液进行中和，在所得凝集物中加入酸使该凝集物分散，从而制造。
保持材料10还可进一步含有除二氧化硅纤维及氧化铝溶胶以外的成分。即，保持材料10例如还可进一步含有有机粘合剂。有机粘合剂并无特别限定，例如还可使用选自橡胶、水溶性有机高分子化合物、热塑性树脂及热固化性树脂中的1种以上。
保持材料10中的有机粘合剂的含量并无特别限定，例如相对于二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计可以为10质量％以下(0～10质量％)。
保持材料10的体积密度按照在将该保持材料10组装在气体处理装置1的状态(即保持材料10被压入到处理结构体20与壳体40之间的状态)下达到所需范围的方式进行适当设定即可，并无特别限定。
即，保持材料10的体积密度例如可根据处理结构体20与壳体40的间隙来适当设定。具体地说，保持材料10的体积密度例如可以是0.1～0.2g/cm3。另外，组装到气体处理装置1之后的保持材料10的体积密度例如可以为0.2～0.7g/cm3。
保持材料10的单位面积质量也同样，按照在将该保持材料10组装在气体处理装置1的状态下达到所需范围的方式进行适当设定即可，并无特别限定。具体地说，保持材料10的单位面积质量例如可以为1000～3400g/m2。
保持材料10的形状只要是能够将处理结构体20保持在壳体40内的范围则无特别限定，该保持材料10例如可以为板状体(膜、片、毡、垫等)，也可以是筒状体。在图1～图4所示的例子中，保持材料10为板状体。
保持材料10为板状体时，还可以该板状体的一端与另一端形成能够嵌合的相对应的形状。即，图3所示的例子中，保持材料10的一端和另一端分别形成相对应的凸状和凹状。而且，如图1所示，将配置于处理结构体20的外周的保持材料10的一端与另一端嵌合。
保持材料10可更优选地通过含有二氧化硅纤维和上述量的氧化铝溶胶的浆料的湿式成型来进行制造。
即，保持材料10例如还可通过下述浆料的湿式成型来进行制造，所述浆料含有二氧化硅纤维和氧化铝溶胶，所述氧化铝溶胶的量是使得在初始的体积密度为0.3～0.5g/cm3、温度为700～900℃、冲程量为0.2mm的膨胀/压缩试验中的1000次循环的膨胀时的该保持材料10的面压相对于不含氧化铝溶胶时的所述面压达到1.2倍以上或1.3倍以上的量。
另外，保持材料10例如还可通过下述浆料的湿式成型来进行制造，所述浆料含有二氧化硅纤维和氧化铝溶胶，所述氧化铝溶胶的量是使得在初始的体积密度为0.3～0.5g/cm3、温度为240～300℃、冲程量为0.08mm的膨胀/压缩试验中的1000次循环的膨胀时的该保持材料10的面压相对于不含氧化铝溶胶时的所述面压达到1.5倍以上或2倍以上的量。
另外，保持材料10例如还可通过下述浆料的湿式成型来进行制造，所述浆料含有二氧化硅纤维和氧化铝溶胶，所述氧化铝溶胶相对于该二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为3质量份以上或4重量份以上。
此时，浆料中的氧化铝溶胶的含量的上限值只要是保持材料10具备所需特性的范围(例如保持材料10显示上述面压的范围)则无特别限定，浆料例如可以含有相对于二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为15质量份以下的氧化铝溶胶、还可以含有10质量份以下的氧化铝溶胶。
即，浆料例如可以含有相对于二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为3～15质量份或3～10质量份的氧化铝溶胶。另外，浆料例如还可以含有相对于二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为4～15质量份或4～10质量份的氧化铝溶胶。
在浆料的湿式成型中，首先在具有规定形状的脱水成型用模具内流入至少含有构成保持材料10的二氧化硅纤维和氧化铝溶胶的水性浆料。然后通过进行脱水成型，获得与模具形状相对应的形状的二氧化硅纤维制的成型体(湿式成型体)。进而，对该湿式成型体进行压缩、干燥以使得其体积密度和/或单位面积质量等特性达到所需范围，由此最终获得二氧化硅纤维制的保持材料10。
另外，脱水成型用模具只要是具有水性浆料中的水分会透过、而二氧化硅纤维及氧化铝溶胶等构成保持材料10的材料能够残留在该模具内的结构，则无特别限定，例如可优选使用具有金属网或形成有大量微细孔穴的平板的模具。
气体处理装置1通过将处理结构体20及保持材料10配置在壳体40内来进行组装。即，气体处理装置1可通过包括将上述保持材料10配置在处理结构体20与壳体40之间的方法来制造。
具体地说，例如首先在处理结构体20的外周配置保持材料10，制作含有该处理结构体20及保持材料10的组装体30(参照图1及图2)。然后，将该组装体30配置在壳体40内。
此外，当保持材料10为板状时，通过将该保持材料10卷绕在处理结构体20的外周来制作组装体30。另外，当保持材料10为筒状时，通过将处理结构体20插入到该保持材料10的内部空间中来制作组装体30。
另外，当壳体40为无法分割的一体型时，将组装体30从该壳体40的长度方向的一端的开口部分压入到该壳体40内(所谓的填充方式)。
另一方面，当壳体40能够分割时，用所分割的该壳体40的一部分与另一部分将组装体30夹持，接着将该壳体40一体化(所谓的蛤壳方式)。该一体化例如可通过螺栓及螺母等紧固构件的使用和/或焊接来进行。
进而，在气体处理装置1的使用中，使气体在其内部流通，对该气体进行净化。即，在气体处理装置1中，气体从其长度方向的一端流入，在通过处理结构体20内的期间被净化，最终从该长度方向的另一端流出。
更具体地说，在作为图1及图2所示的催化净化器的气体处理装置1中，废气等气体沿箭头X所示的方向从壳体40的一端流入，该气体被作为催化剂载体的处理结构体20中含有的催化剂净化，净化后的气体从该壳体40的另一端流出至该气体处理装置1外。
此外，在配置于汽车等车辆的气体处理装置1的一端及另一端上，分别连接有将废气等气体从上游侧导入至该气体处理装置1的配管以及将净化后的气体从该气体处理装置1导入至下游侧的配管。
下面，对本实施方式的具体实施例进行说明。
实施例1
[保持材料的制造]
利用湿式成型(脱水成型)来制造含有氧化铝溶胶的二氧化硅纤维制的保持材料10。即，首先制备了含有二氧化硅纤维(二氧化硅为97质量％、氧化铝为3质量％)100质量份、以换算成固体成分计为6质量份的氧化铝溶胶(固体成分的含量为20质量％的市售氧化铝溶胶(AS520、日产化学工业株式会社制)30质量份)以及有机粘合剂(丙烯酸树脂)0.6质量份、通过用水进行稀释而将固体成分浓度调节至0.8质量％的水性浆料。
接着，向具有金属网的脱水成型模具中流入水性浆料进行脱水成型，从而获得湿润成型体。然后，将湿润成型体的整体按照其厚度变得均匀的方式进行压缩，同时在100℃下进行干燥。这样分别获得了含有相对于二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为6质量份的氧化铝溶胶、单位面积质量为1200g/m2、体积密度为0.126g/cm3的垫状(1200mm×700mm×9.5mm)的第一保持材料10、和含有相对于二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为6质量份的氧化铝溶胶、单位面积质量为2000g/m2、体积密度为0.130g/cm3的垫状(1200mm×700mm×15.4mm)的第二保持材料10。
[面压的评价]
使用图5所示的试验装置50，对上述2种保持材料10的面压进行评价。即，该试验装置50具备作为Inconel(注册商标)制圆板(直径为100mm、厚度为30mm)的第一压缩夹具51(相当于催化剂载体等处理结构体20的构件)和与该第一压缩夹具51相向配置的作为Inconel(注册商标)制圆板(直径为100mm、厚度为30mm)的第二压缩夹具52(相当于壳体40的构件)。
然后，如图5所示，用第一压缩夹具51和第二压缩夹具52将上述2种保持材料10的任1种夹持进行保持。此时，将第一压缩夹具51与第二压缩夹具52的距离调整至4mm。即，对第一保持材料10进行压缩，将其体积密度调整至0.3g/cm3，或者对第二保持材料10进行压缩，将其体积密度调整至0.5g/cm3。
作为实施例1-1，进行相当于在汽油发动机的使用时金属制壳体以5％的热膨胀率反复进行膨胀及收缩的情形的在温度为700～900℃、冲程量为0.2mm下的膨胀/压缩试验。
即，一边分别将第一压缩夹具51的温度维持在900℃、将第二压缩夹具52的温度维持在700℃，一边反复进行1000次以下的循环：使该第一压缩夹具51与第二压缩夹具52的距离增加0.2mm(膨胀)、接着使该第一压缩夹具51与第二压缩夹具52的距离减少0.2mm(压缩)。此外，在该1000次循环的期间，将第一压缩夹具51的温度及第二压缩夹具52的温度分别维持在900℃及700℃。
然后，在各循环中的压缩时及膨胀时，将第一压缩夹具51受到的来自被试验装置50保持的保持材料10的排斥力作为面压(kPa)进行测定。即，例如利用第一压缩夹具51测得排斥力N(kPa)时，将该N(kPa)直接作为面压获得。
另外，作为实施例1-2，进行相当于在柴油发动机的使用时金属制壳体以2％的热膨胀率反复进行膨胀及收缩的情形的在温度为240～300℃、冲程量为0.08mm下的膨胀/压缩试验。
即，一边分别将第一压缩夹具51的温度维持在300℃、将第二压缩夹具52的温度维持在240℃，一边反复进行1000次以下的循环：使该第一压缩夹具51与第二压缩夹具52的距离增加0.08mm(膨胀)、接着使该第一压缩夹具51与第二压缩夹具52的距离减少0.08mm(压缩)。
然后，在各循环中的压缩时及膨胀时，将第一压缩夹具51受到的来自被试验装置50保持的保持材料10的排斥力作为面压(kPa)进行测定。即，例如利用第一压缩夹具51测得排斥力N(kPa)时，将该N(kPa)直接作为面压获得。
另外，为了进行比较，除了水性浆料不含氧化铝溶胶以外与上述情况同样地操作，并进行该水性浆料的湿式成型，制造了单位面积质量为1200g/m2、体积密度为0.126g/cm3的垫状(1200mm×700mm×9.5mm)的第一比较保持材料、和单位面积质量为2000g/m2、体积密度为0.130g/cm3的垫状(1200mm×700mm×15.4mm)的第二比较保持材料。然后，代替上述保持材料10使用该比较保持材料，除此之外与上述情况同样地评价了该比较保持材料的面压。
[结果]
图6表示对面压进行评价所得到的结果。即，图6示出在实施例1-1及实施例1-2中含有氧化铝溶胶的保持材料10(“添加6质量份”)及不含氧化铝溶胶的比较保持材料(“无添加”)的各自的在初始体积密度(“初始密度”)为0.3g/cm3或0.5g/cm3时、在1次循环、100次循环、500次循环及1000次循环的膨胀时及压缩时所显示的面压(kPa)。
如图6所示，在实施例1-1及实施例1-2的任一种情况中，在1次循环、100次循环、500次循环及1000次循环的膨胀时及压缩时的所有时刻、含有氧化铝溶胶的保持材料10的面压与不含氧化铝溶胶的比较保持材料的所述面压相比都显著地高。进而，该含氧化铝溶胶的保持材料10的高面压在1～1000次循环的期间都得以维持。
实施例2
[保持材料的制造]
除了氧化铝溶胶的含量为10质量份或15质量份以外，与上述实施例1的第一保持材料10的情况同样地制造了含有氧化铝溶胶的二氧化硅纤维制的保持材料10。
即，通过与上述第一保持材料10的情况同样的湿式成型，制造了含有相对于二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为10质量份或15质量份的氧化铝溶胶、单位面积质量为1200g/m2、体积密度为0.126g/cm3的垫状(1200mm×700mm×9.5mm)的保持材料10。
[面压的评价]
与上述实施例1同样地进行了面压的评价。即，如图5所示，利用第一压缩夹具51和第二压缩夹具52夹持氧化铝溶胶的含量不同的上述2种保持材料10中的任一种进行保持。此时，通过将第一压缩夹具51与第二压缩夹具52的距离调整至4mm，对保持材料10进行压缩，将其体积密度调整至0.3g/cm3。
然后，进行相当于在汽油发动机的使用时金属制壳体以5％的热膨胀率反复进行膨胀及收缩的情形的在温度为700～900℃、冲程量为0.2mm下的膨胀/压缩试验的1000次循环。
[结果]
图7表示对面压进行评价所得到的结果。即，图7示出含有10质量份或15质量份的氧化铝溶胶的保持材料10的各自的在1000次循环的膨胀时及压缩时所显示的面压(kPa)。此外，图7中还一并示出了在上述实施例1-1中测得的含有6质量份的氧化铝溶胶的保持材料10及不含氧化铝溶胶的比较保持材料的结果(图6所示实施例1-1中初始密度为0.3g/cm3时的1000次循环时的结果)。
如图7所示，含有10质量份的氧化铝溶胶的保持材料10的面压及含有15质量份的氧化铝溶胶的保持材料10的面压与不含氧化铝溶胶的比较保持材料的所述面压相比均显著地高。
比较例
除了代替二氧化硅纤维而使用氧化铝纤维以外，与上述实施例1及实施例2同样地制造了含有氧化铝溶胶的氧化铝纤维制的保持材料，并评价了该保持材料的面压。
即，通过与上述实施例1及实施例2同样的湿式成型，制造了含有相对于氧化铝纤维(氧化铝为96质量％、二氧化硅为4质量％)100质量份以换算成固体成分计为6质量份、10质量份或15质量份的氧化铝溶胶、单位面积质量为1200g/m2、体积密度为0.130g/cm3的垫状(1200mm×700mm×9.2mm)的保持材料。另外，除了不含氧化铝溶胶以外同样地操作，还制造了不含氧化铝溶胶的氧化铝纤维制的保持材料。然后，与上述实施例1及实施例2同样地进行了面压的评价。
图8表示对面压进行评价所得到的结果。如图8所示，含有氧化铝溶胶的氧化铝纤维制的保持材料的面压与不含氧化铝溶胶的氧化铝纤维制的保持材料的面压为同等程度。

Claims (8)

1.一种气体处理装置用保持材料，其是在具备处理结构体和收纳所述处理结构体的壳体的气体处理装置中配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料，其特征在于，其为二氧化硅纤维制，且其含有相对于所述二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为3质量份以上的氧化铝溶胶。
2.一种气体处理装置用保持材料，其是在具备处理结构体和收纳所述处理结构体的壳体的气体处理装置中配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料，其特征在于，其为二氧化硅纤维制，且含有氧化铝溶胶，在初始的体积密度为0.3～0.5g/cm3、温度为700～900℃、冲程量为0.2mm的膨胀/压缩试验中，1000次循环的膨胀时的面压相对于不含所述氧化铝溶胶时的所述面压为1.2倍以上。
3.一种气体处理装置用保持材料，其是在具备处理结构体和收纳所述处理结构体的壳体的气体处理装置中配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料，其特征在于，其为二氧化硅纤维制，且含有氧化铝溶胶，在初始的体积密度为0.3～0.5g/cm3、温度为240～300℃、冲程量为0.08mm的膨胀/压缩试验中，1000次循环的膨胀时的面压相对于不含所述氧化铝溶胶时的所述面压为1.5倍以上。
4.一种气体处理装置，其特征在于，具备处理结构体、收纳所述处理结构体的壳体、以及配置在所述处理结构体与所述壳体之间的权利要求1～3中任一项所述的保持材料。
5.一种气体处理装置用保持材料的制造方法，其是制造在具备处理结构体和收纳所述处理结构体的壳体的气体处理装置中配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料的方法，其特征在于，通过浆料的湿式成型来制造所述保持材料，所述浆料含有二氧化硅纤维、和相对于所述二氧化硅纤维100质量份以换算成固体成分计为3质量份以上的氧化铝溶胶。
6.一种气体处理装置用保持材料的制造方法，其是制造在具备处理结构体和收纳所述处理结构体的壳体的气体处理装置中配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料的方法，其特征在于，通过浆料的湿式成型来制造所述保持材料，所述浆料含有二氧化硅纤维和氧化铝溶胶，所述氧化铝溶胶的量是使得在初始体积密度为0.3～0.5g/cm3、温度为700～900℃、冲程量为0.2mm的膨胀/压缩试验中的1000次循环膨胀时的所述保持材料的面压相对于不含所述氧化铝溶胶时的所述面压达到1.2倍以上的量。
7.一种气体处理装置用保持材料的制造方法，其是制造在具备处理结构体和收纳所述处理结构体的壳体的气体处理装置中配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料的方法，其特征在于，通过浆料的湿式成型来制造所述保持材料，所述浆料含有二氧化硅纤维和氧化铝溶胶，所述氧化铝溶胶的量是使得在初始体积密度为0.3～0.5g/cm3、温度为240～300℃、冲程量为0.08mm的膨胀/压缩试验中的1000次循环膨胀时的所述保持材料的面压相对于不含所述氧化铝溶胶时的所述面压达到1.5倍以上的量。
8.一种气体处理装置的制造方法，其是制造具备处理结构体、收纳所述处理结构体的壳体以及配置在所述处理结构体与所述壳体之间的保持材料的气体处理装置的方法，其特征在于，包括将权利要求1～3中任一项所述的保持材料配置在所述处理结构体与所述壳体之间。
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