CN108699761B - 垫材和排气系统 - Google Patents

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Abstract

一种垫材，其特征在于，其含有无机纤维、以及附着在所述无机纤维表面的油状的纤维飞散抑制剂，所述纤维飞散抑制剂的附着量为0.05～2.0重量％，利用气味传感器对将该垫材载置在500℃的热板上所发生的分解气体的气味进行测定得到的气味指数为80以下，该指数的值以将附着有1.0重量％作为纤维飞散抑制剂的丙烯酸类树脂的垫材的气味指数设为130的相对值计。

Description

垫材和排气系统
技术领域
本发明涉及垫材和排气系统。
背景技术
以往，为了对由发动机等内燃机排出的废气中含有的有害气体等有害物质进行净化，在内燃机的排气通路中设有废气净化装置。
在废气净化装置内设有用于净化废气的废气处理体，为了将废气净化装置内的温度维持在催化剂的活化温度以上，较高地保持流入到废气净化装置中的废气的温度是有效的。
由于废气是从内燃机中通过排气管而流入到废气净化装置中的，因而为了较高地保持在排气管内流通的废气的温度，在排气管的表面缠绕绝热材是有效的。另外，并不限于排气管，在废气净化装置的表面或废气处理体上缠绕绝热材也是有效的，为了保持排气系统整体的温度，在排气系统的各部位设置绝热材是有效的。
作为绝热材，已知有无机纤维制造的垫材，在专利文献1中公开了对垫材赋予防尘剂的方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-240580号公报
发明内容
发明所要解决的课题
排气系统内的排气管、废气处理体、废气净化装置的表面温度为高温。因此，垫材所含有的成分中的耐热性低的成分可能会发生热分解并飞散到发动机室内等，从而产生难闻的气味。
特别是在垫材中赋予丙烯酸类树脂等合成树脂系粘结剂作为防尘剂的情况下，在发动机室内产生难闻的气味这一问题显著。
本发明的目的在于提供一种垫材，即使将其配置在排气系统内并暴露于高温条件下的情况下，气味的发生也很少。
用于解决课题的手段
用于达成上述目的的本发明的垫材的特征在于，其含有无机纤维、以及附着在上述无机纤维表面的油状的纤维飞散抑制剂，上述纤维飞散抑制剂的附着量为0.05～2.0重量％；利用气味传感器对将该垫材载置在500℃的热板上所发生的分解气体的气味进行测定得到的气味指数为80以下，该气味指数的值以将附着有1.0重量％作为纤维飞散抑制剂的丙烯酸类树脂的垫材的气味指数设为130的相对值计。
由于本发明的垫材含有无机纤维且附着有0.05～2.0重量％(其对防止纤维飞散为充分量)的油状的纤维飞散抑制剂，因而纤维飞散率降低。若纤维飞散率低，则在垫材的制造、特别是冲切加工时可抑制纤维飞散，因而优选。另外可抑制将垫材卷绕在排气管的表面、废气处理体的表面、废气净化装置的表面等装配作业时的纤维飞散，因而优选。
另外，利用气味传感器对将该垫材载置在500℃的热板上所发生的分解气体的气味进行测定得到的气味指数为80以下，该气味指数的值以将附着有1.0重量％作为纤维飞散抑制剂的丙烯酸类树脂的垫材的气味指数设为130的相对值计。
本发明的垫材中，即使纤维飞散抑制剂发生了热分解，由气味传感器测得的气味指数也落在低范围内。因此可防止发动机室内的气味变得浓烈。
需要说明的是，本说明书中的气味指数为如下测定得到的指数：作为气味传感器使用属于半导体式气味传感器的手持式气味检测仪OMX-SRM(神荣技术株式会社制造)，对将垫材载置在500℃的热板上所发生的分解气体进行测定，所得到的指数为该气味指数。另外，该气味指数值为将附着有1.0重量％作为纤维飞散抑制剂的丙烯酸类树脂(NipolLx854E、日本Zeon株式会社制造)的垫材的气味指数设为130的相对值。
本发明的垫材中，上述纤维飞散抑制剂优选包含硅油。
另外，优选进一步包含表面活性剂。
另外，优选垫材的表面具有防水性。
与合成树脂相比，硅油的碳成分少，因而不容易发生难闻的气味。
另外，通过使用表面活性剂，能够将硅油用水稀释变稀而成乳液从而能使其附着在垫材上。通过这样做，能够使硅油薄薄地均匀附着在垫材上。
此外，由于若使用硅油则能够对垫材的表面赋予防水性，因而还能够期待由垫材的表面阻挡雨水等水对于排气管表面的侵入、附着。
在本发明的垫材中，上述纤维飞散抑制剂优选包含植物来源成分。
另外，优选进一步包含表面活性剂。
植物来源成分在热分解时所发生的气味多数情况下不是令人感到不快的气味。因此，与合成树脂相比，可以说抑制了难闻的气味的发生。
另外，通过使用表面活性剂，能够将植物来源成分用水稀释变稀而成乳液从而能使其附着在垫材上。通过这样做，能够使植物来源成分薄薄地均匀附着在垫材上。
本发明的垫材中，上述纤维飞散抑制剂优选包含以植物来源成分为原料的表面活性剂。
以植物来源成分为原料的表面活性剂作为其本身很少发生难闻的气味的纤维飞散抑制剂发挥功能。并且，利用其表面活性能力，能够用水稀释变稀而成乳液从而使其附着在垫材上。通过这样做，能够使以植物来源成分为原料的表面活性剂薄薄地均匀附着在垫材上。
本发明的垫材中，优选将该垫材在厚度方向三等分成表面部、中间部、背面部时，背面部的纤维飞散抑制剂的附着量比表面部少，背面部侧配置在选自由废气净化装置、废气处理体和排气管组成的组中的至少一种部件侧。
通过将纤维飞散抑制剂的附着量少的背面部侧配置在废气净化装置、废气处理体和排气管这样的会达到高温的部件侧，能够抑制由于纤维飞散抑制剂的热分解所致的难闻的气味的发生。
本发明的垫材优选具有针刺痕。具有针刺痕的垫材利用针刺痕将纤维彼此缠绕而固定，因而不必赋予粘结剂，能够抑制气味的发生。
本发明的垫材优选进一步附着有无机粒子。
垫材附着有无机粒子时，由于无机纤维间的摩擦力提高，因而垫材的翘曲力提高，在被排气管夹持而作为绝热材进行配置的情况下，可抑制垫材的位置偏移。
另外，在将垫材卷绕在废气处理体上夹在金属外壳与废气处理体之间作为保持密封材料进行配置的情况下，废气处理体的保持力提高。
另外，即使在垫材未被某部件夹持而进行配置的情况下，通过无机粒子的附着，垫材的摩擦阻力也会增加，因而可抑制垫材的位置偏移。
本发明的垫材优选作为绝热材使用。
在作为绝热材使用的情况下，优选在排气管的表面、废气处理体的表面、废气净化装置的表面等排气系统的各部位使用。
本发明的垫材优选被卷绕在废气处理体上，在废气净化装置内配设在废气处理体与金属外壳之间，作为保持废气处理体的保持密封材料使用。
通过将垫材配设在上述部位，可保持废气处理体，防止废气净化装置内的废气处理体的位置偏移，同时能够防止废气处理体与覆盖其外周的金属外壳接触而发生破损。
本发明的排气系统的一个方式的特征在于，其在汽车排气系统中的选自由废气净化装置、废气处理体和排气管组成的组中的至少一种部件的表面配设本发明的垫材而成。
废气净化装置、废气处理体和排气管是其表面会达到高温的部件，在其表面配置有本发明的垫材的情况下，能够发挥出绝热效果。并且，即使垫材中含有的纤维飞散抑制剂受到来自达到高温的部件的热的作用而发生了热分解，气味的发生也很少。
本发明的排气系统的另一方式的特征在于，其在汽车排气系统中的配设于排气歧管外侧的隔热体的内周侧配置本发明的垫材而成。
配设在排气歧管外侧的隔热体是用于绝热的部件，通过在隔热体的内周侧配置本发明的垫材，能够进一步发挥出绝热效果。另外，由于排气歧管是其表面会达到高温的部件，因而若在该部位配置垫材，则垫材中含有的纤维飞散抑制剂可能会发生热分解。但是，本发明的垫材中，即使纤维飞散抑制剂发生了热分解，气味的发生也很少。
附图说明
图1是示意性示出本发明的垫材的一例的立体图。
图2是示意性示出本发明的排气系统的一例的截面图。
图3是示意性示出本发明的排气系统的另一例的立体图。
图4是示意性示出图3所示的本发明的排气系统的一部分的截面图。
图5(a)是示意性示出用于测定无机纤维的飞散性的测定装置的一例的侧面图，图5(b)是示意性示出构成用于测定无机纤维的飞散性的测定装置的样品支承臂部的一例的俯视图。
具体实施方式
以下对本发明的垫材和排气系统进行具体说明。但是，本发明并不限于以下的构成，可以在不改变本发明要点的范围内适宜地变更加以应用。需要说明的是，将以下记载的本发明的各个优选构成进行2个以上组合而成的构成也是本发明。
本发明的垫材的特征在于，其含有无机纤维、以及附着在上述无机纤维表面的油状的纤维飞散抑制剂，上述纤维飞散抑制剂的附着量为0.05～2.0重量％；利用气味传感器对将该垫材载置在500℃的热板上所发生的分解气体的气味进行测定得到的气味指数为80以下，该气味指数的值以将附着有1.0重量％作为纤维飞散抑制剂的丙烯酸类树脂的垫材的气味指数设为130的相对值计。
对本发明的垫材中的无机纤维没有特别限定，可以为氧化铝-氧化硅纤维、氧化铝纤维、氧化硅纤维等。另外，也可以为玻璃纤维或生物体溶解性纤维。该无机纤维根据耐热性或耐风蚀性等垫材所要求的特性等进行变更即可，优选使用能够适合于各国的环境限制的粗径纤维或纤维长的纤维。
其中优选低结晶性氧化铝质的无机纤维，更优选莫来石组成的低结晶性氧化铝质的无机纤维。另外，进一步优选包含尖晶石型化合物的无机纤维。若为高结晶性氧化铝质，则其坚硬且质脆，因而不适合于卷绕在排气管的表面、废气处理体的表面、废气净化装置的表面等的作业。
另外，还优选为包含85～98重量％氧化铝成分和2～15重量％氧化硅成分的氧化铝纤维。通过使氧化铝纤维像这样富含氧化铝，氧化铝纤维的耐热性提高。
垫材可通过各种方法得到，例如可通过针刺法制造。
特别优选为对由无机纤维形成的基体垫实施针刺处理而得到的针刺垫。针刺处理是指在基体垫上插入拔出针等纤维交织手段的处理。
为了呈现出交织结构，构成通过针刺法得到的垫材的无机纤维具有一定程度的平均纤维长，例如，无机纤维的平均纤维长优选为1～150mm、更优选为10～80mm。
无机纤维的平均纤维长若小于1mm，则无机纤维的纤维长过短，因而无机纤维彼此的交织变得不充分，卷绕性降低，垫材容易破裂。另外，无机纤维的平均纤维长若超过150mm，则无机纤维的纤维长过长，因而构成垫材的纤维根数减少，从而垫材的致密性降低。其结果，垫材的剪切强度降低。
关于纤维长的测定，使用镊子按照纤维不会断裂的方式从垫中抽取纤维，使用光学显微镜测定纤维长。此处，抽取300根纤维，将测量的纤维长平均，作为平均纤维长。在无法不会断裂地从垫中抽取纤维的情况下，可以对垫进行脱脂处理，将脱脂完毕的垫投入到水中，一边解开纤维彼此的缠结一边以纤维不会断裂的方式采取纤维。
另外，对垫材的基重(每单位面积的重量)没有特别限定，优选为200～4000g/m2、更优选为900～3000g/m2。
另外，垫材的厚度优选为5～20mm。
本发明的垫材中的纤维飞散抑制剂为油状的。本说明书中的油状是指与丙烯酸类树脂等固态粘结剂成分不同的形态。优选为至少具有下述程度的流动性的液体：将纤维飞散抑制剂滴加在平板上，将平板直角倾斜时，纤维飞散抑制剂在平板上流动。
纤维飞散抑制剂的附着量可以通过将垫材在无机纤维的耐热温度以下且纤维飞散抑制剂的耐热温度以上的温度进行加热并求出加热减量而计算出。
由于使用加热炉将垫材在600℃加热1小时后的重量减少量可被视为纤维飞散抑制剂的附着量，因而可以通过将该重量减少量除以加热前的垫材的重量而求出纤维飞散抑制剂的附着量(重量％)。
纤维飞散抑制剂的附着量为0.05～2.0重量％、优选为0.1～1.5重量％。
本发明的垫材中的纤维飞散抑制剂优选包含硅油。
作为硅油没有特别限定，作为其示例，可以举出线性硅油(二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油等)、改性硅油(氨基改性的反应性硅油、环氧改性的反应性硅油、羧基改性的反应性硅油、甲醇改性的反应性硅油、甲基丙烯酰基改性的反应性硅油、巯基改性的反应性硅油、苯酚改性的反应性硅油、聚醚改性的非反应性硅油、甲基苯乙烯基改性的非反应性硅油、烷基改性的非反应性硅油、高级脂肪酸酯改性的非反应性硅油、氟改性的非反应性硅油等)。
本发明的垫材中的纤维飞散抑制剂优选除了硅油外还进一步包含表面活性剂。硅油通常不溶于水，但通过使用表面活性剂，能够将其用水稀释变稀而成乳液从而使其附着于垫材。
作为表面活性剂，只要具有使硅油在水中分散(乳化)的作用就没有特别限定，阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性表面活性剂中的任一种均能够使用，优选使用非离子型表面活性剂。非离子型表面活性剂中，更优选使用山梨聚糖脂肪酸酯或聚氧化烯山梨聚糖脂肪酸酯(例如聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80等)。
另外，本发明的垫材中的纤维飞散抑制剂中所含有的硅油的比例优选为60重量％以上、更优选为80重量％以上，优选为99重量％以下。
本发明的垫材中的纤维飞散抑制剂优选包含植物来源成分。近年来，保护地球环境的意识正在增加，从碳中性的方面出发，相比于石油来源材料，更优选使用植物来源材料。
特别优选包含植物来源的油。
作为植物来源的油，优选为选自由蓖麻油、菜油(ナタネ油)、芝麻油、菜籽油(キャノーラ油)、玉米油、椰子油、棕榈油、葵花籽油、山茶油、大豆油、棉籽油、花生油以及橄榄油组成的组中的至少一种。它们之中，更优选蓖麻油。
本发明的垫材中的纤维飞散抑制剂优选除了包含植物来源成分以外还进一步包含表面活性剂。特别是植物来源的油通常不溶于水，通过使用表面活性剂，能够将其用水稀释变稀而成乳液从而使其附着于垫材。
作为表面活性剂，只要具有使植物来源成分在水中分散(乳化)的作用就没有特别限定，阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性表面活性剂中的任一种均能够使用，优选使用非离子型表面活性剂。非离子型表面活性剂中，更优选使用山梨聚糖脂肪酸酯或聚氧化烯山梨聚糖脂肪酸酯(例如聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80等)。
作为植物来源的油以外的植物来源成分，可以举出聚乳酸。
将聚乳酸之类的生物分解性树脂利用表面活性剂分散在水中而成的油状物也能够作为油状的纤维飞散抑制剂使用。作为能够以将聚乳酸分散在水中而成的油状的纤维飞散抑制剂获得的制品，可以举出三好油脂株式会社制造的Landy PL-1000、Landy PL-3000等。
另外，本发明的垫材中的纤维飞散抑制剂中所含有的植物来源成分的比例优选为60重量％以上、更优选为80重量％以上，优选为99重量％以下。
本发明的垫材中的纤维飞散抑制剂优选包含以植物来源成分为原料的表面活性剂。
作为以植物来源成分为原料的表面活性剂，优选为选自由下述物质组成的组中的至少一种：椰子油脂肪酸聚甘油酯、椰子油脂肪酸山梨糖醇酐、蔗糖脂肪酸酯、椰子油脂肪酰胺丙基甜菜碱、棕榈核油脂肪酰胺丙基甜菜碱、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、聚氧乙烯硬化蓖麻油、聚氧乙烯椰子油脂肪酸单乙醇酰胺、聚氧乙烯椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、聚氧乙烯椰子油脂肪酰胺、椰子油来源的单月桂酸聚氧乙烯山梨糖醇酐(聚山梨醇酯20)、椰子油来源的单棕榈酸聚氧乙烯山梨糖醇酐(聚山梨醇酯40)、椰子油来源的单硬脂酸聚氧乙烯山梨糖醇酐(聚山梨醇酯60)、椰子油来源的三硬脂酸聚氧乙烯山梨糖醇酐(聚山梨醇酯65)、椰子油来源的油酸聚氧乙烯山梨糖醇酐(聚山梨醇酯80)以及大豆来源的卵磷脂。
本发明的垫材的特征在于，利用气味传感器对将该垫材载置在500℃的热板上所发生的分解气体的气味进行测定得到的气味指数为80以下，该气味指数的值以将附着有1.0重量％作为纤维飞散抑制剂的丙烯酸类树脂的垫材的气味指数设为130的相对值计。
气味指数的定义和测定方法如上所述。
本发明的垫材的气味指数优选为65以下、更优选为55以下。
本发明的垫材中，优选垫材的表面具有防水性。
作为防水性的程度，优选用滴管向垫材的表面上滴加水滴时水滴不会被吸收到垫材内部。另外，更优选用滴管向垫材的表面上滴加水滴时水滴与垫材表面的接触角为30～150°。
关于本发明的垫材的纤维飞散抑制剂的附着量，优选将垫材在厚度方向三等分成表面部、中间部、背面部时，背面部的纤维飞散抑制剂的附着量比表面部少，背面部侧配置在选自由废气净化装置、废气处理体和排气管组成的组中的至少一种部件侧。
表面部、中间部、背面部各部位的纤维飞散抑制剂的附着量可以利用与求出垫材整体的纤维飞散抑制剂的附着量的方法相同的方法求出。通过将垫在厚度方向三等分后对各部位进行加热求出加热减量来进行计算即可。
本发明的垫材优选附着有无机粒子。
作为无机粒子，可以举出氧化铝、氧化硅、氧化锆等粒子。这些粒子优选来源于无机溶胶分散溶液(氧化铝溶胶、硅溶胶、氧化锆溶胶等)。
垫材附着有无机粒子时，由于无机纤维间的摩擦力提高，因而垫材的翘曲力提高，在被排气管夹持而作为绝热材进行配置的情况下，可抑制垫材的位置偏移。
另外，在将垫材卷绕在废气处理体上夹在金属外壳与废气处理体之间作为保持密封材料进行配置的情况下，废气处理体的保持力提高。
另外，即使在垫材未被某部件夹持而进行配置的情况下，通过无机粒子的附着，垫材的摩擦阻力也会增加，因而可抑制垫材的位置偏移。
本发明的垫材优选作为绝热材使用。
在作为绝热材使用的情况下，优选在排气管的表面、废气处理体的表面、废气净化装置的表面等排气系统的各部位使用。
本发明的垫材优选被卷绕在废气处理体上，在废气净化装置内配设在废气处理体与金属外壳之间，作为保持废气处理体的保持密封材料使用。
通过将垫材配设在上述部位，可保持废气处理体，防止废气净化装置内的废气处理体的位置偏移，同时能够防止废气处理体与覆盖其外周的金属外壳接触而发生破损。
以下对本发明的垫材的形状的一例进行说明。
本发明的垫材优选为具有特定的长度方向的长度、宽度和厚度、俯视图大致为矩形、且为平板状的垫。
在本发明的垫材的一例中，优选在垫的长度方向侧的端部之中，在一个端部即第1端部形成有凸部，在另一端部即第2端部形成有凹部。垫的凸部和凹部优选为下述形状：在将垫材卷绕在圆柱状的废气净化装置、废气处理体或排气管上时，该凸部和凹部的外周恰好相互嵌合。
需要说明的是，“俯视图大致为矩形”是包括凸部和凹部在内的概念。另外，俯视图大致为矩形也包括角部具有90°以外的角度的形状。
另外，本发明的垫材也可以为未形成有凸部和凹部的形状。
图1是示意性示出本发明的垫材的一例的立体图。
图1所示的垫材10为具有规定的长度方向的长度(以下在图1中由箭头L表示)、宽度(图1中由箭头W表示)和厚度(图1中由箭头T表示)、俯视图大致为矩形且为平板状的垫。
在垫材10中，在垫的长度方向侧的端部之中，在一个端部即第1端部形成有凸部11，在另一端部即第2端部形成有凹部12。垫的凸部11和凹部12为下述形状：在将垫材卷绕在圆柱状的废气净化装置、废气处理体或排气管上时，凸部11和凹部12的外周恰好相互嵌合。
以下对本发明的垫材的制造方法的一例进行说明。
首先制作包含无机纤维的垫。垫可以通过各种方法得到，例如可通过针刺法制造。
在针刺法的情况下，例如可通过以下的方法制造。即，首先将以例如碱性氯化铝水溶液和硅溶胶等作为原料的纺丝用混合物通过喷纺法纺丝，制作具有3～10μm的平均纤维径的无机纤维前体。接着，将上述无机纤维前体压缩，制作具有规定尺寸的连续的片状物，通过实施烧制处理而完成垫的准备。此时可以在烧制处理前进行针刺处理。
由于上述垫是以1片大的片状部件的形式得到的，因而将其裁剪成垫材的形状。垫的剪裁可以利用汤姆森刀刃、铡刀刀刃、激光器、水射流等进行。根据状况适宜地使用上述剪裁方法即可，若重视大量加工，则优选汤姆森刀刃、铡刀刀刃，若重视剪裁精度，则优选激光器、水射流。
进而，通过对剪裁后的垫进行纤维飞散抑制剂的赋予，可得到本发明的垫材。
纤维飞散抑制剂优选以在水中分散变稀的状态均匀地赋予。因此，纤维飞散抑制剂优选为硅油与表面活性剂的混合物以使其容易分散在水中，还优选为植物来源成分(植物来源的油等)与表面活性剂的混合物。另外优选为以植物来源成分为原料的表面活性剂自身。
使纤维飞散抑制剂分散在水中变稀而成的分散液中，纤维飞散抑制剂的浓度优选为0.1～10重量％、更优选为0.3～3重量％。
另外，使纤维飞散抑制剂分散在水中变稀而成的分散液中还可以添加树脂成分。在将纤维飞散抑制剂赋予至垫时，在无机纤维过于柔软的情况下，通过添加树脂成分，能够将无机纤维的硬度调整至适当的状态。
作为树脂成分，优选使用多元羧酸等水溶性高分子。另外，纤维飞散抑制剂中的树脂成分的比例优选为10～60重量％。
树脂成分若超过60重量％，则气味指数容易升高。
将垫浸渍在使纤维飞散抑制剂分散在水中而被稀释成的分散液中，拉起后进行干燥以对垫赋予纤维飞散抑制剂，由此得到本发明的垫材。
优选干燥温度为100～180℃、干燥时间为1～30分钟。
干燥可以通过在干燥炉内通气干燥来进行，也可以通过将垫载置在加热后的热板上来进行。
另外，为了使垫材的表面部与背面部的纤维飞散抑制剂的附着量不同，可以举出下述方法：将垫浸渍在上述分散液中赋予纤维飞散抑制剂后，对于垫的单面侧通过喷雾进一步赋予纤维飞散抑制剂的方法；仅使垫的单面侧与纤维飞散抑制剂的浓度高的分散液接触的方法；等等。
另外，通过进行在加热炉内将热风以风速2m以上/秒吹到垫材的一面的热风干燥，也能够使垫材的表面部和背面部的纤维飞散抑制剂的附着量不同。
在制造附着有无机粒子的垫材的情况下，优选将垫浸渍在包含无机粒子的无机溶胶分散溶液中。作为无机溶胶分散溶液，可以举出硅溶胶、氧化铝溶胶、氧化锆溶胶等。
对于使无机粒子附着的时机没有特别限定。
可以在将垫浸渍在无机溶胶分散溶液中并使其干燥后进行纤维飞散抑制剂的赋予和干燥，来进行垫材的制造；另外，也可以将纤维飞散抑制剂与无机溶胶分散溶液混合来制作分散液，将垫浸渍在该分散液中。
作为垫材表面具有防水性的垫材的制造方法，可以举出对包含无机纤维的垫赋予硅油的方法。
作为纤维飞散抑制剂使用硅油的情况下，有通过在常温下对垫材赋予硅油而发挥出防水性的情况、以及通过在对垫材赋予硅油后进行热处理而发挥出防水性的情况。
作为硅油使用二甲基聚硅氧烷的情况下，由于作为疏水基团的甲基面向表面，因而显示出防水性。这种情况下，热处理温度越高，甲基越完全面向表面，因而防水性越增高。
进行热处理的情况下的温度优选为200～450℃、更优选为300～400℃。
作为在常温赋予的情况下发挥出防水性的硅油的示例，可以举出信越化学工业株式会社制造的KM-742T。另外，作为在常温赋予也不会发挥出防水性、但在进行300℃的热处理的情况下发挥出防水性的硅油的示例，可以举出信越化学工业株式会社制造的KM-7750。
基于上述，可以考虑以下的防水性垫材的制造方法的发明。
一种防水性垫材的制造方法，其特征在于，
对包含无机纤维的垫赋予纤维飞散抑制剂，
在200～450℃进行热处理。
以下对使用了本发明的垫材的本发明的排气系统进行说明。
本发明的排气系统的一个方式的特征在于，其是在汽车排气系统中的选自由废气净化装置、废气处理体和排气管组成的组中的至少一种部件的表面配置本发明的垫材而成的。
本发明的排气系统具备废气净化装置，废气处理体被容纳在筒状的金属外壳中。
金属外壳分别连接有流入侧的排气管和流出侧的排气管。
在废气净化装置的内部，保持密封材料卷绕在废气处理体的周围，保持密封材料配设在废气处理体与金属外壳之间。
保持密封材料是包含无机纤维的垫。保持密封材料的形状是具有凹部和凸部的平面大致为矩形的形状，在将保持密封材料卷绕在废气处理体的周围时，优选保持密封材料的凹部与凸部恰好相互嵌合。
作为保持密封材料，可以使用本发明的垫材。
废气处理体为多孔质陶瓷等陶瓷质的蜂窝结构体，作为催化剂载体使用。在催化剂载体中，废气流入到废气流入侧端面和废气流出侧端面均开口的贯通孔中，通过隔开贯通孔的隔壁上负载的催化剂的作用使废气被净化。
另外，废气处理体也可以为贯通孔的任一端部被交替地密封而成的DPF(柴油机颗粒过滤器)。
对于构成废气处理体的材料没有特别限定，可以使用碳化硅质和氮化硅质等非氧化物、以及堇青石和钛酸铝等氧化物。
本发明的垫材配置在选自由废气净化装置、废气处理体和排气管组成的组中的至少一种部件的表面。废气净化装置的表面即为金属外壳的表面。金属外壳、废气处理体和排气管为筒状的情况下，垫材卷绕在金属外壳、废气处理体和排气管上进行配置。
可以为被卷绕在废气净化装置内部的废气处理体的表面上的本发明的垫材作为保持密封材料发挥作用、被卷绕在废气净化装置的金属外壳的表面上的本发明的垫材作为绝热材发挥作用的排气系统。
另外，本发明的垫材可以配置在流入侧的排气管和流出侧的排气管这两侧，也可以仅配置在任意一侧。
另外，在将本发明的垫材在厚度方向三等分成表面部、中间部、背面部时，优选为背面部的纤维飞散抑制剂的附着量比表面部少的垫且背面部侧配置在选自由废气净化装置、废气处理体和排气管组成的组中的至少一种部件的表面。
图2是示意性示出本发明的排气系统的一例的截面图。
图2所示的排气系统1具备废气净化装置100，废气处理体120容纳在筒状的金属外壳130中。
金属外壳130分别连接有流入侧排气管140和流出侧排气管150。箭头G表示废气的流动方向。
在废气净化装置100的内部，保持密封材料110卷绕在废气处理体120的周围，保持密封材料110配置在废气处理体120与金属外壳130之间。
保持密封材料110是包含无机纤维的垫。保持密封材料110的形状是具有凹部和凸部的平面大致为矩形的形状，在将保持密封材料110卷绕在废气处理体120的周围时，保持密封材料110的凹部与凸部恰好相互嵌合。该保持密封材料110可以为本发明的垫材。
废气处理体120为多孔质陶瓷等陶瓷质的蜂窝结构体，作为催化剂载体使用。在催化剂载体中，废气流入到废气流入侧端面120a和废气流出侧端面120b均开口的贯通孔125中，通过隔开贯通孔125的隔壁126上负载的催化剂的作用使废气被净化。
图2所示的排气系统1中，垫材10卷绕在废气净化装置100的表面(金属外壳130的表面)、流入侧排气管140的表面和流出侧排气管150的表面来进行配置。
本发明的排气系统的另一方式的特征在于，其是在汽车排气系统中的排气歧管的外侧配设的隔热体的内周侧配置本发明的垫材而成的。
在汽车发动机的侧面安装有排气歧管。
排气歧管具有使来自各汽缸的废气集合、并将废气输送到废气净化装置中的功能。而且，排气歧管的外周面的一部分被隔热体覆盖。
在汽车排气系统中的排气歧管中流通高温的废气，在该废气的温度保持高温流到下游的废气处理体中时，废气处理体中的催化剂效率提高，因而优选。因此，优选将排气歧管绝热。
隔热体为由金属等形成的板状的部件，利用螺栓等将其一部分固定于排气歧管，在隔热体与排气歧管之间存在空间。
在隔热体的内周侧、即排气歧管侧配置本发明的垫材。本发明的垫材优选利用接合剂、螺栓和螺母、铆钉(リベット)、短纤维、铆接(かしめ)、防滑钉、鸡眼扣(ハトメ)等固定手段固定在隔热体的内周面。由于配置在隔热体的内周侧的本发明的垫材并非卷绕在管上，因而不必形成凹部、凸部，可以为配合隔热体的内周面的形状进行了外形加工的形状。
另外，由于隔热体的内周面通常不是单纯的平面，因而还优选通过将多片垫材组合而将垫材没有间隙地配置在隔热体的内周面。
另外，在将本发明的垫材在厚度方向三等分成表面部、中间部、背面部时，优选为背面部的纤维飞散抑制剂的附着量比表面部少的垫且背面部侧配置在排气歧管侧。
图3是示意性示出本发明的排气系统的另一例的立体图，图4是示意性示出图3所示的本发明的排气系统的一部分的截面图。
如图3所示，在排气系统2中，在汽车发动机200的侧面安装有排气歧管210。并且，排气歧管210的外周面的一部分被隔热体220覆盖。
之后，如图4所示，利用螺栓230将隔热体220的一部分固定于排气歧管210，在隔热体220与排气歧管210之间存在空间。
在隔热体220的内周侧、即排气歧管210侧配置本发明的垫材10。在图4中，垫材10也通过螺栓230进行了对齐固定。
以下对本发明的垫材和排气系统的作用效果进行说明。
(1)由于本发明的垫材含有无机纤维且附着有0.05～2.0重量％(其对防止纤维飞散为充分量)的油状的纤维飞散抑制剂，因而纤维飞散率降低。若纤维飞散率低，则在垫材的制造、特别是冲切加工时可抑制纤维飞散，因而优选。另外可抑制将垫材卷绕在排气管的表面、废气处理体的表面、废气净化装置的表面等装配作业时的纤维飞散，因而优选。
另外，可防止发动机室内的气味变得浓烈。
(2)在本发明的排气系统的一个方式中，由于在选自由废气净化装置、废气处理体和排气管组成的组中的至少一种部件的表面配置有本发明的垫材，因而能够发挥出绝热效果。并且，即使垫材中含有的纤维飞散抑制剂受到来自达到高温的部件的热的作用而发生了热分解，气味的发生也很少。
(3)在本发明的排气系统的另一方式中，由于在汽车排气系统中的排气歧管的外侧配设的隔热体的内周侧配置有本发明的垫材，因而能够进一步发挥出绝热效果。另外，由于排气歧管是其表面会达到高温的部件，因而若在该部位配置垫材，则垫材中含有的纤维飞散抑制剂可能会发生热分解。但是，本发明的垫材中，即使纤维飞散抑制剂发生了热分解，气味的发生也很少。
(实施例)
以下示出进一步具体公开本发明的实施例。需要说明的是，本发明并不仅限于这些实施例。
(实施例1)
(垫的准备)
作为含有无机纤维的垫，准备为20cm×20cm的经针刺的氧化铝纤维制造的垫(基重1050g/m2)。
(纤维飞散抑制剂的赋予)
作为纤维飞散抑制剂，制备将硅油(KM-7750：信越化学工业株式会社制造)与水混合以使纤维飞散抑制剂的浓度为0.5重量％的分散液，将垫浸渍在该分散液中。
垫的浸渍按照干燥后的纤维飞散抑制剂的附着量为0.5重量％来进行。
进一步将垫载置在加热至150℃的热板上进行热板干燥，制造垫材。
(实施例2)
准备与实施例1相同的垫，作为纤维飞散抑制剂，将硅油(KM-742T：信越化学工业株式会社制造)分散在水中，制备纤维飞散抑制剂的浓度为0.5重量％的乳液，将垫浸渍在该乳液中。
垫的浸渍按照干燥后的纤维飞散抑制剂的附着量为0.5重量％来进行。
进一步将垫载置在加热至150℃的热板上进行热板干燥，制造垫材。
(实施例3)
准备与实施例1相同的垫，作为纤维飞散抑制剂，准备将硅油(KF-96：信越化学工业株式会社制造)与表面活性剂[Rheodol TW-O120V：花王株式会社制造：油酸聚氧乙烯山梨糖醇酐(聚山梨醇酯80)]混合并分散在水中而成的乳液。
之后与水混合，制备包含硅油和表面活性剂的纤维飞散抑制剂的浓度为0.6重量％的分散液，将垫浸渍在该分散液中。
垫的浸渍按照干燥后的纤维飞散抑制剂的附着量为0.6重量％来进行。
进一步将垫载置在加热至150℃的热板上进行热板干燥，制造垫材。
(实施例4)
准备与实施例1相同的垫，作为纤维飞散抑制剂，准备将蓖麻油与表面活性剂[Rheodol TW-O120V：花王株式会社制造：油酸聚氧乙烯山梨糖醇酐(聚山梨醇酯80)]混合并分散在水中而成的乳液。
之后与水混合，制备包含蓖麻油和表面活性剂的纤维飞散抑制剂的浓度为0.5重量％的分散液，将垫浸渍在该分散液中。
垫的浸渍按照干燥后的纤维飞散抑制剂的附着量为0.5重量％来进行。
进一步将垫载置在加热至150℃的热板上进行热板干燥，制造垫材。
(实施例5)
准备与实施例1相同的垫，作为纤维飞散抑制剂，将硅油(KM-7750：信越化学工业株式会社制造)与水混合制备分散液，进一步在上述分散液中混合水溶性高分子(多元羧酸)。
之后与水混合，准备纤维飞散抑制剂的浓度为0.3重量％、水溶性高分子的浓度为0.3重量％的分散液，将垫浸渍在该分散液中。
垫的浸渍按照干燥后的纤维飞散抑制剂的附着量为0.3重量％、水溶性高分子的附着量为0.3重量％来进行。
进一步将垫载置在加热至150℃的热板上进行热板干燥，制造垫材。
(实施例6)
除了将实施例1中的热板干燥变更成在设定为150℃的加热炉内进行风速2m以上/秒的热风干燥的方法以外，与实施例1同样地制造垫材。
得到了在三等分成表面部、中间部、背面部时背面部的纤维飞散抑制剂的附着量比表面部少的垫材。并且，在气味测定中，将背面部载置在加热至500℃的热板上来进行测定。
(实施例7)
除了将实施例2中的热板干燥变更成在设定为150℃的加热炉内进行风速2m以上/秒的热风干燥的方法以外，与实施例2同样地制造垫材。
得到了在三等分成表面部、中间部、背面部时背面部的纤维飞散抑制剂的附着量比表面部少的垫材。并且，在气味测定中，将背面部载置在加热至500℃的热板上来进行测定。
(实施例8)
除了将实施例3中的热板干燥变更成在设定为150℃的加热炉内进行风速2m以上/秒的热风干燥的方法以外，与实施例3同样地制造垫材。
得到了在三等分成表面部、中间部、背面部时背面部的纤维飞散抑制剂的附着量比表面部少的垫材。并且，在气味测定中，将背面部载置在加热至500℃的热板上来进行测定。
(实施例9)
除了将实施例4中的热板干燥变更成在设定为150℃的加热炉内进行风速2m以上/秒的热风干燥的方法以外，与实施例4同样地制造垫材。
得到了在三等分成表面部、中间部、背面部时背面部的纤维飞散抑制剂的附着量比表面部少的垫材。并且，在气味测定中，将背面部载置在加热至500℃的热板上来进行测定。
(实施例10)
除了将实施例5中的热板干燥变更成在设定为150℃的加热炉内进行风速2m以上/秒的热风干燥的方法以外，与实施例5同样地制造垫材。
得到了在三等分成表面部、中间部、背面部时背面部的纤维飞散抑制剂的附着量比表面部少的垫材。并且，在气味测定中，将背面部载置在加热至500℃的热板上来进行测定。
(比较例1)
准备与实施例1相同的垫，作为纤维飞散抑制剂，准备丙烯酸类树脂乳胶(NipolLx854E、日本Zeon株式会社制造)。
垫的浸渍按照干燥后的纤维飞散抑制剂的附着量为1.0重量％来进行。
进一步将垫载置在加热至150℃的热板上进行热板干燥，制造垫材。
(比较例2)
在比较例1中，对丙烯酸类树脂乳胶的浓度进行调整，垫的浸渍按照干燥后的纤维飞散抑制剂的附着量为0.5重量％来进行。
进一步将垫载置在加热至150℃的热板上进行热板干燥，制造垫材。
(比较例3)
在比较例1中，对丙烯酸类树脂乳胶的浓度进行调整，垫的浸渍按照干燥后的纤维飞散抑制剂的附着量为0.1重量％来进行。
进一步将垫载置在加热至150℃的热板上进行热板干燥，制造垫材。
(比较例4)
在实施例1中，在不对所准备的垫赋予纤维飞散抑制剂的情况下将其作为垫材。
(纤维飞散率的评价)
对于无机纤维的飞散性，通过以下过程进行测定。
首先，将各实施例和各比较例中制造的垫材切出100mm×100mm，作为飞散性试验用样品310。对于该飞散性试验用样品，可以使用图5(a)和图5(b)所示的测定装置对无机纤维的飞散率进行测定。
图5(a)是示意性示出用于测定无机纤维的飞散性的测定装置的一例的侧面图。如图5(a)所示，在试验装置300中，样品支承臂370按照能够在规定的范围内旋转的方式与垂直设于基台350上的2根支柱360的上端部连接。此外，在2根支柱360之间，在能够与上述样品支承臂碰撞的位置固定有垂直壁部件390。
另外，图5(b)是示意性示出构成用于测定无机纤维的飞散性的测定装置的样品支承臂部的一例的俯视图。如图5(b)所示，样品支承臂370另一端部利用将样品支承臂370的端部彼此连接的样品固定部件380进行固定。与连接于样品支承臂370的端部的样品固定部件380隔开一定距离的位置在支柱360方向存在另一个样品固定部件380，2根样品支承臂370在至少2处利用样品固定部件380进行连接。
在样品支承臂370与支柱360的角度为90°的位置，将样品支承臂370利用规定的锁定机构锁定，将飞散性试验用样品310用夹箍320固定于样品固定部件380。解除样品支承臂370的锁定时，样品支承臂370与飞散性试验用样品310开始朝向固定有支柱360的基台350的方向下落，改变方向以将样品支承臂370与支柱360的连接部作为中心进行旋转，在样品支承臂370与支柱360平行的时刻，样品支承臂370与垂直壁部件390碰撞。利用该碰撞，构成飞散性试验用样品310的无机纤维的一部分发生断裂并飞散。因此，可以测量碰撞前后的飞散性试验用样品310的重量，使用下式求出纤维飞散率。
纤维飞散率(重量％)＝(试验前的飞散性试验用样品的重量-试验后的飞散性试验用样品的重量)/(试验前的飞散性试验用样品的重量)×100
(气味的评价)
将各实施例和比较例中制造出的垫材切割成25mm×25mm，载置在加热至500℃的热板上，使用作为半导体式气味传感器的手持式气味检测仪OMX-SRM(神荣技术株式会社制造)，将气体吸引嘴部配置在垫上的约10～20cm左右的上部，对分解气体的气味指数进行测定。
设比较例1的分解气体的气味指数为130，以相对值表示各实施例和比较例的垫材的气味指数。
将上述评价结果汇总列于表1中。
[表1]
Figure BDA0001764270630000191
(防水性的评价)
对于下述垫材进行接触角的测定。
(试样1)实施例1中制造的垫材
(试样2)将实施例1中制造的垫材在300℃热处理10分钟后的垫材
(试样3)实施例2中制造的垫材
接触角的测定使用依据JIS R 3257基板玻璃表面的润湿试验方法的接触角计来进行。
其结果，试样1的垫材中，水滴被垫内部吸收，试样2的垫材的接触角为105°，试样3的垫材的接触角为95°。
实施例1的垫材的制造中使用的硅油可以说是在进行了300℃的热处理的情况下发挥出防水性的硅油，实施例2的垫材的制造中使用的硅油可以说是在常温赋予的情况下发挥出防水性的硅油。
各实施例的垫材的纤维飞散率低、并且气味指数也低。与之相对，比较例1的垫材的纤维飞散率低但气味指数高。比较例2和3的垫材的纤维飞散率高、气味指数也高。比较例4的垫材未被赋予纤维飞散抑制剂，因而纤维飞散率高。
[符号的说明]
1、2 排气系统
10 垫材
100 废气净化装置
110 保持密封材料
120 废气处理体
130 金属外壳
200 汽车发动机
210 排气歧管
220 隔热体

Claims (11)

1.一种垫材，其特征在于，
该垫材含有无机纤维、以及附着在所述无机纤维的表面的油状的纤维飞散抑制剂，
所述纤维飞散抑制剂的附着量为0.05重量％～2.0重量％，
将该垫材在厚度方向三等分成表面部、中间部、背面部时，背面部的纤维飞散抑制剂的附着量比表面部少，背面部为配置在排气歧管侧的部分，
用滴管向所述垫材的表面上滴加水滴时，水滴与垫材表面的接触角为30°～150°，
利用气味传感器对将该垫材载置在500℃的热板上所发生的分解气体的气味进行测定得到的气味指数为80以下，该气味指数的值以将附着有1.0重量％作为纤维飞散抑制剂的丙烯酸类树脂的垫材的气味指数设为130的相对值计。
2.如权利要求1所述的垫材，其中，所述纤维飞散抑制剂包含硅油。
3.如权利要求2所述的垫材，其中，所述纤维飞散抑制剂进一步包含表面活性剂。
4.如权利要求1所述的垫材，其中，所述纤维飞散抑制剂包含植物来源成分。
5.如权利要求4所述的垫材，其中，所述纤维飞散抑制剂进一步包含表面活性剂。
6.如权利要求1所述的垫材，其中，所述纤维飞散抑制剂包含以植物来源成分为原料的表面活性剂。
7.如权利要求1～6中任一项所述的垫材，其中，该垫材具有针刺痕。
8.如权利要求1～6中任一项所述的垫材，其中，该垫材进一步附着有无机粒子。
9.如权利要求1～6中任一项所述的垫材，其中，该垫材作为绝热材使用。
10.一种排气系统，其特征在于，其是在汽车排气系统中的排气歧管的表面配置权利要求1～9中任一项所述的垫材的背面部而成的。
11.一种排气系统，其特征在于，其是在汽车排气系统中的排气歧管外侧配设的隔热体的内周侧配置权利要求1～9中任一项所述的垫材的背面部而成的。
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