JP2009281233A - Method of manufacturing catalyst holding seal member, and catalyst converter with catalyst holding seal member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の排気ガスを浄化する触媒コンバータに組み込まれる触媒保持シール部材の製造方法および触媒保持シール部材を備えた触媒コンバータに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a catalyst holding seal member incorporated in a catalytic converter that purifies exhaust gas from a vehicle, and a catalytic converter including the catalyst holding seal member.
従来、この種の触媒保持シール部材の製造方法として、図16に示すように、紡糸液を紡糸装置のノズルから空気中に連続的に噴出させて繊維を紡糸する紡糸工程(S1)と、紡糸された繊維を積層して繊維集合体を得る積層工程(S2)と、積層工程で得られた繊維集合体に対してニードルパンチ処理を施すニードルパンチ工程(S3)と、ニードルパンチ処理された繊維集合体を所定の条件で焼成する焼成工程(S4)とを含むものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a method of manufacturing this type of catalyst holding seal member, as shown in FIG. 16, a spinning process (S1) in which a spinning solution is continuously ejected from a nozzle of a spinning device into the air to spin fibers, and spinning. Laminating step (S2) for laminating the obtained fibers to obtain a fiber assembly, needle punching step (S3) for subjecting the fiber assembly obtained in the laminating step to needle punching, and fibers subjected to needle punching treatment A method including a firing step (S4) of firing the aggregate under predetermined conditions is known (see, for example, Patent Document 1).
この製造方法で製造された繊維集合体に対して、さらに、有機バインダを含浸させるバインダ含浸工程(S5)と、このバインダ含浸工程によりバインダが含浸された繊維集合体を切断して所定形状のマットに成形するマット成形工程(S6)を加えて、触媒コンバータに組み込まれる触媒保持シール部材が製造されている。
しかしながら、従来の触媒保持シール部材の製造方法においては、積層工程で得られた繊維集合体に対してニードルパンチ工程を実施しており、このニードルパンチ工程によりニードルが打ち込まれた部分の繊維同士が交絡し、繊維集合体の厚み方向に配向された繊維により圧縮されて、前述の所定形状のマットの厚みが決まってしまう。その結果、繊維集合体の曲げ応力(MPa)が抑制され、マットの復元力により得られる面圧(MPa)が有効に利用できないという問題があった。 However, in the conventional method for producing a catalyst holding seal member, the needle punching process is performed on the fiber assembly obtained in the laminating process, and the fibers in which the needles are driven by the needle punching process The mat is entangled and compressed by the fibers oriented in the thickness direction of the fiber assembly, so that the thickness of the mat having the predetermined shape is determined. As a result, the bending stress (MPa) of the fiber assembly is suppressed, and there is a problem that the surface pressure (MPa) obtained by the restoring force of the mat cannot be effectively used.
すなわち、ニードルパンチ工程においては、ニードルが繊維集合体を貫通するようにしてニードルが打ち込まれるので、繊維集合体内のアルミナ−シリカ系セラミックファイバからなるアルミナ繊維前駆体の一部が厚み方向としての縦方向に配向され、繊維同士が交絡することになる。この場合、繊維集合体が縦方向のアルミナ繊維前駆体の一部により緊縛されて圧縮されることになり、縦方向のアルミナ繊維前駆体の一部により、繊維集合体の厚みが決定される。 That is, in the needle punching process, since the needle is driven so that the needle penetrates the fiber assembly, a part of the alumina fiber precursor made of alumina-silica-based ceramic fiber in the fiber assembly is longitudinal in the thickness direction. Oriented in the direction, the fibers will be entangled. In this case, the fiber aggregate is bound and compressed by a part of the longitudinal alumina fiber precursor, and the thickness of the fiber aggregate is determined by a part of the longitudinal alumina fiber precursor.
この触媒保持シール部材は、環状の触媒部材とこれを収容するケースからなる触媒コンバータの触媒部材とケースとの間に組み込まれ、触媒部材をケース内で所定の面圧(MPa)を有して保持している。 The catalyst holding seal member is incorporated between a catalyst member and a case of a catalytic converter composed of an annular catalyst member and a case accommodating the annular catalyst member, and the catalyst member has a predetermined surface pressure (MPa) in the case. keeping.
この触媒コンバータにおいては、触媒部材が確実に保持されるよう、平板状に形成された触媒保持シール部材を環状の触媒部材を囲むよう環状に曲げ加工するとともに、触媒コンバータに圧入して組み込むことにより、触媒保持シール部材に触媒コンバータ内で所定の面圧を生じさせている。したがって、この面圧は、触媒保持シール部材が厚み方向に復元しようとする圧縮に対する復元力と、周方向に復元しようとする曲げに対する復元力とが作用して生ずることになる。この点で、従来の触媒保持シール部材においては、ニードルパンチ工程において、繊維集合体内の多くの繊維が縦方向としての厚み方向に配向され、繊維集合体が圧縮されて、繊維集合体の厚みが決定されているので、厚みと直交する横方向に配向されている繊維が少なくなってしまう。横方向の繊維が少なくなると、横方向の繊維により生ずる曲げに対する復元力が弱くなってしまう。すなわち、ニードルパンチ処理により繊維集合体の曲げに対する復元力が抑制されてしまい、触媒コンバータ内に組み込まれた際、全体として面圧が低下してしまうので、触媒保持シール部材が持つべき面圧が充分に得られないという問題があった。 In this catalytic converter, the catalyst holding seal member formed in a flat plate shape is bent into an annular shape so as to surround the annular catalyst member so that the catalyst member is securely held, and is pressed into the catalytic converter and incorporated. A predetermined surface pressure is generated in the catalyst holding seal member in the catalytic converter. Therefore, this surface pressure is generated by the action of a restoring force against compression that the catalyst holding seal member tries to restore in the thickness direction and a restoring force against bending that tries to restore in the circumferential direction. In this regard, in the conventional catalyst holding seal member, in the needle punching process, many fibers in the fiber assembly are oriented in the thickness direction as the longitudinal direction, the fiber assembly is compressed, and the thickness of the fiber assembly is reduced. As a result, the number of fibers oriented in the transverse direction perpendicular to the thickness is reduced. When the amount of lateral fibers is reduced, the restoring force against bending caused by the lateral fibers is weakened. That is, the restoring force against bending of the fiber assembly is suppressed by the needle punching process, and the surface pressure is reduced as a whole when incorporated in the catalytic converter. Therefore, the surface pressure that the catalyst holding seal member should have is reduced. There was a problem that it could not be obtained sufficiently.
このように、繊維を積層する積層工程で得られた繊維集合体に対してニードルパンチ工程を実施しているので、各工程を経て製造された触媒保持シール部材の素材が有している復元力を有効に発揮することができないという問題があった。すなわち、積層工程に続いてニードルパンチ工程が実施されているので、触媒保持シール部材の素材が有している復元力が抑制されてしまうという問題があった。 As described above, since the needle punching process is performed on the fiber assembly obtained in the laminating process for laminating the fibers, the restoring force possessed by the material of the catalyst holding seal member manufactured through each process There was a problem that it was not possible to demonstrate effectively. That is, since the needle punching process is performed subsequent to the laminating process, there is a problem in that the restoring force of the material of the catalyst holding seal member is suppressed.
本発明は、前述の従来の問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、本発明は、繊維素材が有している復元力を有効に発揮させることができ、優れた保持力とシール性を有する触媒保持シール部材の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and achieve the following objects. That is, an object of the present invention is to provide a method for producing a catalyst holding seal member that can effectively exhibit the restoring force of a fiber material and has excellent holding force and sealing performance.
本発明に係る触媒保持シール部材の製造方法は、上記目的達成のため、(1)無機材料を紡糸して紡糸済み無機繊維を得る紡糸工程と、前記紡糸済み無機繊維を積層して積層済み無機繊維集合体を得る積層工程と、前記積層済み無機繊維集合体を焼成して焼成済み無機繊維集合体を得る焼成工程と、前記焼成済み無機繊維集合体に有機繊維集合体を重ね合せて重ね合せ済み繊維集合体を得る重ね合せ工程と、前記重ね合せ済み繊維集合体にニードルを打ち込んで前記焼成済み無機繊維集合体内の無機繊維に前記有機繊維集合体内の有機繊維を交絡させて交絡済み繊維集合体を得るニードルパンチ工程と、前記交絡済み繊維集合体を所定形状に成形して成形済み繊維集合体を得る成形工程と、を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method for producing a catalyst holding seal member according to the present invention includes: (1) a spinning step of spinning an inorganic material to obtain a spun inorganic fiber; and laminating the spun inorganic fiber to form a laminated inorganic fiber. A laminating step for obtaining a fiber aggregate, a firing step for firing the laminated inorganic fiber aggregate to obtain a calcined inorganic fiber aggregate, and an organic fiber aggregate superimposed on the calcined inorganic fiber aggregate. An entangled fiber assembly, and a entangled fiber assembly in which a needle is driven into the superimposed fiber assembly to entangle the organic fiber in the organic fiber assembly with the inorganic fiber in the fired inorganic fiber assembly. A needle punching step for obtaining a body, and a molding step for forming the entangled fiber assembly into a predetermined shape to obtain a shaped fiber assembly.
この構成により、紡糸済み無機繊維が積層された積層済み無機繊維集合体に対してニードルパンチ処理を行う一般的なニードルパンチ工程と異なり、積層済み無機繊維集合体をニードルパンチ処理することなく、直接焼成する焼成工程により焼成済み無機繊維集合体を製造し、得られた重ね合せ済み繊維集合体に対してニードルパンチ処理を行って焼成済み無機繊維集合体内の無機繊維に有機繊維集合体内の有機繊維を交絡させて最終的に触媒保持シール部材を製造している。 With this configuration, unlike a general needle punching process in which a needle punching process is performed on a laminated inorganic fiber aggregate in which spun inorganic fibers are laminated, the laminated inorganic fiber aggregate is directly processed without needle punching. A fired inorganic fiber aggregate is manufactured by a firing step, and the obtained fiber aggregate is subjected to a needle punching process so that the inorganic fiber in the fired inorganic fiber aggregate is converted into an organic fiber in the organic fiber aggregate. Are finally entangled to produce a catalyst holding seal member.
この製造方法で得られた触媒保持シール部材は、ニードルパンチ処理によって、一時的に焼成済み無機繊維集合体内の無機繊維に積層済み有機繊維集合体内の有機繊維が交絡され、厚み方向に圧縮されている。この触媒保持シール部材が、高温の環境に置かれたとき、内部の有機繊維が燃焼して消失することにより、触媒保持シール部材が有機繊維による緊縛から開放され弾力性が増大する。すなわち、無機繊維と有機繊維とが交絡し、有機繊維により屈曲させられた状態から無機繊維が開放されることにより、無機繊維が屈曲のない元の状態に復元しようとする復元力が増大して、触媒保持シール部材の曲げに対する弾力性が高まり、例えば、円筒形に成形されて押圧されたときの触媒保持シール部材の反発力が向上する。 The catalyst holding seal member obtained by this manufacturing method is temporarily compressed by the needle punching process so that the organic fibers in the laminated organic fiber assembly are entangled with the inorganic fibers in the sintered inorganic fiber assembly and compressed in the thickness direction. Yes. When this catalyst holding seal member is placed in a high temperature environment, the organic fiber inside burns and disappears, so that the catalyst holding seal member is released from the binding by the organic fiber and the elasticity is increased. That is, the inorganic fiber and the organic fiber are entangled, and the inorganic fiber is released from the bent state by the organic fiber, so that the restoring force for restoring the inorganic fiber to the original state without bending is increased. The elasticity of the catalyst holding seal member against bending is increased, and for example, the repulsive force of the catalyst holding seal member is improved when the catalyst holding seal member is molded and pressed.
上記(1)に記載の触媒保持シール部材の製造方法においては、好ましくは、(2)前記紡糸工程が、有機材料を紡糸して紡糸済み有機繊維を得る工程を含み、前記積層工程が、前記紡糸済み有機繊維を積層して積層済み有機繊維集合体を得る工程を含み、前記重ね合せ工程が、前記積層済み有機繊維集合体と、前記積層済み無機繊維集合体とを重ね合せるよう構成する。 In the method for producing a catalyst holding seal member according to (1), preferably, (2) the spinning step includes a step of spinning an organic material to obtain a spun organic fiber, and the laminating step includes the step of It includes a step of laminating spun organic fibers to obtain a laminated organic fiber aggregate, and the superposing step is configured to superimpose the laminated organic fiber aggregate and the laminated inorganic fiber aggregate.
この構成により、紡糸工程により、紡糸済み無機繊維集合体だけでなく紡糸済み有機繊維集合体をも得ることができ、さらに積層工程において紡糸済み有機繊維集合体から得た積層済み有機繊維集合体を、重ね合せ工程において積層済み無機繊維集合体に重ね合せることができる。その結果、最終的に、高い弾力性を有する優れた機械的性質が得られる触媒保持シール部材を効率よく製造することができる。 With this configuration, not only a spun inorganic fiber aggregate but also a spun organic fiber aggregate can be obtained by the spinning process, and a laminated organic fiber aggregate obtained from the spun organic fiber aggregate in the lamination process can be obtained. In the overlapping step, the laminated inorganic fiber aggregate can be superimposed. As a result, finally, a catalyst holding seal member capable of obtaining excellent mechanical properties having high elasticity can be efficiently manufactured.
上記(1)または(2)に記載の触媒保持シール部材の製造方法においては、好ましくは、(3)前記交絡済み繊維集合体にバインダを含浸させ含浸済み繊維集合体を得るバインダ含浸工程を含んで構成される。 In the method for producing a catalyst holding seal member according to (1) or (2), preferably, (3) a binder impregnation step of obtaining an impregnated fiber aggregate by impregnating the entangled fiber aggregate with a binder. Consists of.
この構成により、ニードルパンチ処理された交絡済み繊維集合体に対して、バインダが含浸された後に成形され、成形済み繊維集合体が得られるので、バインダが含浸された部分の機械的強度が高まり、例えば、触媒保持シール部材を触媒コンバータなどの装置に組み込む際に、破損などの損傷が未然に防止される。 With this configuration, the entangled fiber assembly subjected to needle punching is molded after being impregnated with a binder, and a molded fiber assembly is obtained, so that the mechanical strength of the portion impregnated with the binder is increased, For example, when the catalyst holding seal member is incorporated in an apparatus such as a catalytic converter, damage such as breakage is prevented.
本発明に係る触媒コンバータは、上記目的達成のため、(4)内燃機関から排出される排気ガスを浄化する触媒担持体と、前記触媒担持体を収容するケースと、前記触媒担持体を囲むようにして前記触媒担持体と前記ケースとの間に介装された触媒保持シール部材とを備えた触媒コンバータにおいて、前記触媒保持シール部材が、前述の(1)または(2)に記載の触媒保持シール部材の製造方法により製造された交絡済み繊維集合体により構成されたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the catalytic converter according to the present invention includes (4) a catalyst carrier that purifies exhaust gas discharged from an internal combustion engine, a case that accommodates the catalyst carrier, and surrounding the catalyst carrier. In the catalytic converter including the catalyst holding seal member interposed between the catalyst carrier and the case, the catalyst holding seal member is the catalyst holding seal member according to the above (1) or (2). The entangled fiber assembly is manufactured by the manufacturing method described above.
この構成により、触媒コンバータには、積層済み無機繊維集合体が直接焼成され、得られた焼成済み無機繊維集合体に対してニードルパンチ処理が行われ、得られた交絡済み繊維集合体からなる触媒保持シール部材が組み込まれる。その結果、触媒保持シール部材はニードルパンチ処理により厚み方向が圧縮されているので、厚みが比較的小さくなり、触媒保持シール部材を触媒コンバータに圧入する場合、圧入の作業性が良好となるとともに、圧入時に、触媒保持シール部材が破損することが防止される。また、触媒保持シール部材が触媒コンバータに組み込まれた後は、確実に触媒担持体がケース内で保持されるとともに、確実に触媒担持体とケースとの間の隙間がシールされる。 With this configuration, the catalyst converter is formed by directly firing the laminated inorganic fiber aggregates, performing needle punch processing on the obtained inorganic fiber aggregates obtained, and forming the resulting entangled fiber aggregates. A holding seal member is incorporated. As a result, since the thickness direction of the catalyst holding seal member is compressed by the needle punch process, the thickness becomes relatively small, and when the catalyst holding seal member is press-fitted into the catalytic converter, the workability of the press-in is improved, It is possible to prevent the catalyst holding seal member from being damaged during the press-fitting. Further, after the catalyst holding seal member is incorporated into the catalytic converter, the catalyst carrier is reliably held in the case, and the gap between the catalyst carrier and the case is reliably sealed.
この触媒コンバータが、内燃機関の排気管に設置された場合、本発明の(1)または(2)に記載の製造方法で得られた触媒保持シール部材に、内燃機関から排出される高温の排気ガスの熱が伝熱されると、内部の有機繊維が焼失して触媒保持シール部材が有機繊維による緊縛から開放され弾力性が増大する。すなわち、無機繊維と有機繊維とが交絡し、有機繊維により屈曲させられた状態から無機繊維が開放されることにより、無機繊維が屈曲のない元の状態に復元しようとする復元力が増大して、触媒保持シール部材の曲げに対する弾力性が高まり、円筒形に成形されて触媒コンバータに組み込まれたとき、高い面圧が得られ、触媒担持体がケース内で確実に保持されるとともに、確実にシールされる。 When this catalytic converter is installed in an exhaust pipe of an internal combustion engine, high-temperature exhaust gas discharged from the internal combustion engine is added to the catalyst holding seal member obtained by the manufacturing method according to (1) or (2) of the present invention. When the heat of the gas is transferred, the internal organic fibers are burned out, and the catalyst holding seal member is released from the binding by the organic fibers, thereby increasing the elasticity. That is, the inorganic fiber and the organic fiber are entangled, and the inorganic fiber is released from the bent state by the organic fiber, so that the restoring force for restoring the inorganic fiber to the original state without bending is increased. , The elasticity of the catalyst holding seal member is increased, and when it is molded into a cylindrical shape and incorporated in the catalytic converter, a high surface pressure is obtained, and the catalyst carrier is securely held in the case and reliably Sealed.
本発明に係る触媒コンバータは、上記目的達成のため、(5)内燃機関から排出される排気ガスを浄化する触媒担持体と、前記触媒担持体を収容するケースと、前記触媒担持体を囲むようにして前記触媒担持体と前記ケースとの間に介装された触媒保持シール部材とを備えた触媒コンバータにおいて、前記触媒保持シール部材が、前述の(3)に記載の触媒保持シール部材の製造方法により製造された含浸済み繊維集合体により構成されたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the catalytic converter according to the present invention includes (5) a catalyst carrier for purifying exhaust gas exhausted from an internal combustion engine, a case for housing the catalyst carrier, and surrounding the catalyst carrier. In the catalytic converter including the catalyst holding seal member interposed between the catalyst carrier and the case, the catalyst holding seal member is formed by the method for manufacturing a catalyst holding seal member described in (3) above. It is characterized by comprising the manufactured impregnated fiber assembly.
この構成により、本発明の(1)に記載の製造方法で得られた触媒保持シール部材と同様に、触媒保持シール部材に、内燃機関から排出される高温の排気ガスの熱が伝熱されると、内部の有機繊維が焼失して触媒保持シール部材が有機繊維による緊縛から開放され弾力性が増大する。すなわち、無機繊維と有機繊維とが交絡し、有機繊維により屈曲させられた状態から無機繊維が開放されることにより、無機繊維が屈曲のない元の状態に復元しようとする復元力が増大して、触媒保持シール部材の曲げに対する弾力性が高まり、円筒形に成形されて触媒コンバータに組み込まれたとき、高い面圧が得られ、触媒担持体がケース内で確実に保持されるとともに、確実にシールされる。さらに、バインダ含浸工程によりバインダを含浸させ含浸済み繊維集合体により触媒保持シール部材が構成されているので、バインダが含浸された部分の機械的強度が高まり、触媒保持シール部材を触媒コンバータなどの装置に組み込む際に、破損などの損傷が未然に防止される。また、優れた機械的強度を有するので、触媒保持シール部材が触媒コンバータなどの装置に組み込まれたとき、触媒担持体がケース内でより確実に保持されるとともに、より確実にシールされる。 With this configuration, when the heat of the high-temperature exhaust gas discharged from the internal combustion engine is transferred to the catalyst holding seal member, similarly to the catalyst holding seal member obtained by the manufacturing method according to (1) of the present invention. The internal organic fibers are burned out, and the catalyst holding seal member is released from the binding by the organic fibers, thereby increasing the elasticity. That is, the inorganic fiber and the organic fiber are entangled, and the inorganic fiber is released from the bent state by the organic fiber, so that the restoring force for restoring the inorganic fiber to the original state without bending is increased. , The elasticity of the catalyst holding seal member is increased, and when it is molded into a cylindrical shape and incorporated in the catalytic converter, a high surface pressure is obtained, and the catalyst carrier is securely held in the case and reliably Sealed. Furthermore, since the catalyst holding seal member is constituted by the impregnated fiber aggregate that is impregnated with the binder in the binder impregnation step, the mechanical strength of the portion impregnated with the binder is increased, and the catalyst holding seal member is replaced with an apparatus such as a catalyst converter. When assembled in the case, damage such as breakage is prevented in advance. Moreover, since it has excellent mechanical strength, when the catalyst holding seal member is incorporated in an apparatus such as a catalytic converter, the catalyst carrier is more reliably held in the case and is more reliably sealed.
本発明によれば、繊維素材が有している復元力を有効に発揮させることができ、優れた保持力とシール性を有する触媒保持シール部材の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the restoring force which the fiber raw material has can be exhibited effectively, and the manufacturing method of the catalyst holding | maintenance sealing member which has the outstanding holding power and sealing performance can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る触媒保持シール部材20の製造方法により製造された触媒保持シール部材20が適用される触媒コンバータ10の断面図であり、図2は、触媒コンバータ10の分解斜視図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
本発明の実施の形態に係る触媒保持シール部材20は、触媒コンバータ10を構成するとともに、触媒コンバータ10は、図示しない車両の排気ガス後処理装置を構成しており、この車両は、例えば、直列4気筒の公知のガソリンエンジンからなる内燃機関で構成されている。この内燃機関は、その種類、型式などのエンジン仕様は任意に選択され、例えば、ガソリンのほか軽油やエタノールなどの液体や天然ガスなどを原料とする気体を燃料とするものであってもよい。
The catalyst holding
図1に示すように、触媒コンバータ10は、触媒担持体11と、触媒担持体11を収容するケース12と、触媒担持体11とケース12との間に組み込まれた触媒保持シール部材20とを含んで構成されており、内燃機関から排出される排気ガスの有害成分を除去するよう排気ガス通路内に設置されている。
As shown in FIG. 1, the
触媒担持体11は、例えば、コージェライトなどのセラミックやアルミナなどの金属からなり、排気ガスを通過させるよう軸線方向に貫通する複数の空間が形成されたハニカムで構成されている公知のものである。このハニカムの内表面には、白金、パラジウム、ロジウムなどの排気ガス成分を浄化する活性金属からなる還元触媒が担持されており、ハニカム内を流通する排気ガスの化学反応が促進されるようになっている。
The
ケース12は、触媒担持体収容部13と、触媒担持体収容部13の一方端部に接合され上流側の排気管14と連結される上流側連結部15と、触媒担持体収容部13の一他方端部に接合され下流側の排気管16と連結される下流側連結部17とを有している。
The
図2に示すように、触媒担持体収容部13は、例えば、耐熱性のステンレスからなり縁部の周囲に突出して形成されたフランジ13aを有する上側収容部13uと、上側収容部13uと同様に形成され、フランジ13bを有する下側収容部13sとにより構成される二分割構造で形成されている。
この上側収容部13uと下側収容部13sとの間に、触媒担持体11および触媒保持シール部材20が収容され、フランジ13a、13bとが接合されて一体化されて円形や楕円形などの環状の断面を有する筒状に形成されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the catalyst
Between the
上流側連結部15は、内部に排気ガスを流通させる排気ガス通路15gを有しており、筒15tと、排気管14と連結され複数の取付孔15hを有するフランジ15fとを備えている。下流側連結部17は、上流側連結部15と同様、内部に排気ガスを流通させる排気ガス通路17gを有しており、筒17tと、排気管16と連結され、複数の取付孔17hを有するフランジ17fとを備えている。
The upstream
触媒保持シール部材20は、主に無機繊維からなり、有機繊維を含む弾性材料で形成されており、高い耐熱性と弾力性を有している。この触媒保持シール部材20は、均一な厚みtを有する板状体からなり、触媒担持体11とケース12との間に組み込まれた際に、所定の面圧P(MPa)が発生して触媒担持体11がケース12内に確実に保持されるよう構成されている。具体的には、ケース12内における触媒保持シール部材20の充填密度(g/cm3)が、例えば0.1〜1g/cm3となるよう、触媒保持シール部材20の嵩密度(g/cm3)が調整されている。
The catalyst holding
この充填密度が小さすぎると、所定の面圧Pが得られず、触媒保持シール部材20や触媒担持体11の位置がずれるおそれがあり、充填密度が大きすぎると、ケース12内への挿入作業が困難であったり、組み立て後の圧縮応力(MPa)が高くなり無機繊維が折損し、飛散するおそれがある。なお、充填密度0.1〜1g/cm3の各数値は、これに限られるものではなく、触媒コンバータ10の特性、構造、形状および大きさなどの設定条件に基づいて適宜設定することができる。
If the packing density is too small, the predetermined surface pressure P cannot be obtained, and the positions of the catalyst holding
次に、本実施の形態の触媒保持シール部材20の製造方法について説明する。
図3は、本実施の形態に係る触媒保持シール部材20の製造方法のフローチャートである。
図3に示すように、触媒保持シール部材20の製造方法は、紡糸工程(S11)、積層工程(S12)、焼成工程(S13)、重ね合せ工程(S14)、ニードルパンチ工程(S15)、バインダ含浸工程(S16)および成形工程(S17)の順に行われる各工程を含んで構成されている。
Next, a method for manufacturing the catalyst holding
FIG. 3 is a flowchart of the manufacturing method of the catalyst holding
As shown in FIG. 3, the catalyst holding
紡糸工程(S11)は、無機材料および有機材料をそれぞれ紡糸して紡糸済み無機繊維および有機繊維を得る公知の工程であり、紡糸液を調製するための溶液や溶媒の準備、紡糸装置の設定などの準備工程も含まれる。 The spinning step (S11) is a known step for obtaining a spun inorganic fiber and organic fiber by spinning an inorganic material and an organic material, respectively, preparation of a solution and a solvent for preparing a spinning solution, setting of a spinning device, etc. The preparation process is also included.
無機材料を紡糸して紡糸済み無機繊維を得る場合、紡糸工程(S11)においては、例えば、塩酸にアルミニウムを溶解させて調製した塩基性塩化アルミニウム水溶液に、シリカゾルおよび有機重合体が所定の比率で混合され、紡糸溶液が調製される。この場合、紡糸溶液から最終的に得られる無機繊維としてのアルミナ繊維が、例えば、酸化アルミニウム(Al2O3)と二酸化ケイ素(SiO2)の重量比が、好ましくは、80:20程度になるよう、塩基性塩化アルミニウム(AlCl3)水溶液にシリカゾル(SiO2)が添加される。 When an inorganic material is spun to obtain a spun inorganic fiber, in the spinning step (S11), for example, a basic aluminum chloride aqueous solution prepared by dissolving aluminum in hydrochloric acid is mixed with a silica sol and an organic polymer in a predetermined ratio. Mixed and a spinning solution is prepared. In this case, the alumina fiber as the inorganic fiber finally obtained from the spinning solution, for example, the weight ratio of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) to silicon dioxide (SiO 2 ) is preferably about 80:20. Thus, silica sol (SiO 2 ) is added to the basic aluminum chloride (AlCl 3 ) aqueous solution.
Al2O3とSiO2の重量比を80:20程度としたのは、紡糸溶液中のケイ素成分(SiO2)が多すぎると繊維化は容易となるが耐熱性が著しく低下し、一方、ケイ素成分が少なすぎると耐熱性は向上するが繊維が脆化し易くなってしまうからである。さらに、紡糸性を向上させるために、必要に応じて適宜ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、澱粉、セルロース誘導体等の水溶性有機重合体などの添加剤が添加される。得られた紡糸溶液は、減圧および濃縮などの所定の前処理がなされ、所定の濃度(重量%)、温度(℃)、粘度(P:ポイズ)などの紡糸に適した溶液になるよう調製されて紡糸するための紡糸液が得られる。例えば、粘度は、10Pないし100Pに調製されたものが用いられる。 The reason why the weight ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 is about 80:20 is that if there is too much silicon component (SiO 2 ) in the spinning solution, fiberization will be easy but the heat resistance will be significantly reduced, This is because if the silicon component is too small, the heat resistance is improved, but the fibers are easily embrittled. Furthermore, in order to improve spinnability, additives such as water-soluble organic polymers such as polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, starch, and cellulose derivatives are appropriately added as necessary. The obtained spinning solution is subjected to predetermined pretreatments such as decompression and concentration, and is prepared to be a solution suitable for spinning such as a predetermined concentration (% by weight), temperature (° C.), and viscosity (P: poise). To obtain a spinning solution for spinning. For example, the viscosity is adjusted to 10P to 100P.
本実施の形態における紡糸液から最終的に得られた無機繊維が、アルミナ繊維以外のものになるよう紡糸液を調製するようにしてもよい。例えば、ガラス繊維、セラミック繊維、アルミナ−シリカ系セラミック繊維になるよう、紡糸液を調製するようにしてもよい。 You may make it prepare a spinning solution so that the inorganic fiber finally obtained from the spinning solution in this Embodiment may become things other than an alumina fiber. For example, the spinning solution may be prepared so as to be glass fiber, ceramic fiber, or alumina-silica ceramic fiber.
この紡糸液は、紡糸装置にセットされ紡糸される。この紡糸装置は、例えば、紡糸液を供給する供給ノズルを有するもので、高速の紡糸気流中に供給ノズルから紡糸液を供給し、太さが数μmm、長さが数十μmmないし数百μmmの糸状の繊維を形成させ、この繊維を含む紡糸気流を平面を有するベルトなどの繊維集積部に衝突させて捕集することにより集積させる、いわゆるブローイング法により紡糸が行われる。 This spinning solution is set in a spinning device and spun. This spinning device has, for example, a supply nozzle that supplies a spinning solution, supplies the spinning solution from the supply nozzle in a high-speed spinning airflow, and has a thickness of several μmm and a length of several tens to several hundreds of μmm. Spinning is performed by a so-called blowing method in which a yarn-like fiber is formed, and the spinning airflow containing the fiber is made to collide with a fiber accumulation portion such as a belt having a flat surface and collected.
また、この紡糸装置は、ブローイング法に限られず、他の公知の紡糸方法であってもよい。例えば、紡糸液を紡糸装置に設けられたノズルから空気中に連続的に噴出させ、形成された繊維を伸延しながら巻き取るようにして集積させるとともに、加熱気体により溶媒を乾燥させ、糸条を形成する乾式紡糸法であってもよい。この乾式紡糸法の場合、巻き取り速度が速く、紡糸条件を広く設定でき、溶剤を簡単に回収することができる。 Further, the spinning device is not limited to the blowing method, and may be another known spinning method. For example, the spinning solution is continuously ejected into the air from a nozzle provided in the spinning device, and the formed fibers are collected while being wound up while being stretched, and the solvent is dried by a heated gas, so that the yarn is A dry spinning method may be used. In the case of this dry spinning method, the winding speed is fast, the spinning conditions can be set widely, and the solvent can be easily recovered.
有機材料を紡糸して紡糸済み有機繊維を得る場合、紡糸工程(S11)においては、例えば、原料の高分子化合物を加熱溶融し、紡糸口金のノズルから一定速度で空気中に押し出し、繊維状に冷却固化させて繊維を製造する溶融紡糸法であってもよい。溶媒、凝固液を使用しないので、高速度の紡糸が可能であるが、溶融液は酸化し、熱分解を受けやすく、流動性が温度によって左右されるので、溶解状態の時間短縮、正確な温度制御によって行われる。具体的には、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維を紡糸する溶融格子紡糸法、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、塩化ビニリデン共重合物繊維、ポリオレフィン繊維を紡糸するスクリュー押し出し紡糸法、ナイロン6繊維を紡糸する連続重合紡糸法などによって行われる。 When spinning an organic material to obtain a spun organic fiber, in the spinning step (S11), for example, the raw material polymer compound is heated and melted and extruded into air at a constant speed from a nozzle of a spinneret to form a fiber. It may be a melt spinning method in which fibers are produced by cooling and solidification. Since no solvent or coagulating liquid is used, spinning at high speed is possible, but the melt is oxidized and susceptible to thermal decomposition, and its fluidity depends on the temperature, so the time required for dissolution is shortened and the temperature is accurate. Done by control. Specifically, melt lattice spinning method for spinning polyamide fiber and polyester fiber, nylon fiber, polyester fiber, vinylidene chloride copolymer fiber, screw extrusion spinning method for spinning polyolefin fiber, continuous polymerization spinning for spinning nylon 6 fiber This is done by law.
また、原液を紡糸口のノズルから凝固浴の中に押出して、その中で固めて糸の形状とする湿式紡糸法であってもよい。具体的には、遠心式、ボビン式、連続式などにより行われ、ビスコース繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維などを紡糸することができる。また、熱可塑性高分子を溶融させ、ノズルから連続した長繊維状に吐出しながら形成するスパンボンド法などであってもよい。 Alternatively, a wet spinning method may be used in which the stock solution is extruded into a coagulation bath from a nozzle of a spinning port and is solidified therein to form a yarn. Specifically, it is performed by a centrifugal method, a bobbin method, a continuous method, or the like, and viscose fiber, vinylon fiber, acrylic fiber, or the like can be spun. Alternatively, a spunbond method in which a thermoplastic polymer is melted and discharged from a nozzle into a continuous long fiber may be used.
積層工程(S12)は、紡糸工程(S11)で得られた紡糸済み無機繊維および有機繊維からなる糸状の繊維を積層して、無機繊維前駆体としてのアルミナ繊維前駆体からなる積層済み繊維集合体および有機繊維からなる積層済み有機繊維集合体を得る公知の工程である。例えば、ブローイング法で製造された紡糸済み無機繊維集合体の場合は、繊維集積部にシート状に集積された薄層の紡糸済み繊維集合体を折り畳んで繰り返し積み重ね、10層ないし100層の薄層シートからなる所定の嵩密度(g/cm3)を有するシート状の積層済み繊維集合体を得ることができる。 The laminating step (S12) is a laminated fiber assembly composed of alumina fiber precursors as inorganic fiber precursors obtained by laminating the spun inorganic fibers and the organic fibers obtained in the spinning step (S11). And a known process for obtaining a laminated organic fiber assembly composed of organic fibers. For example, in the case of a spun inorganic fiber aggregate manufactured by a blowing method, a thin layer of spun fiber aggregates accumulated in a sheet shape in a fiber accumulation part is folded and repeatedly stacked, and a thin layer of 10 to 100 layers A sheet-like laminated fiber assembly having a predetermined bulk density (g / cm 3 ) made of a sheet can be obtained.
乾式圧力紡糸法で製造された紡糸済み無機繊維の場合は、紡糸工程により得られた糸状の無機繊維をチョップすることにより所定の長さに加工し比較的短い繊維にし、この短繊維を水に分散させ、得られた繊維分散液を成形治具内に流し込んで加圧、乾燥させることにより、積層した繊維からなる所定の嵩密度(g/cm3)を有する積層済み繊維集合体を得ることができる。 In the case of a spun inorganic fiber manufactured by the dry pressure spinning method, the fiber-like inorganic fiber obtained by the spinning process is chopped into a predetermined length to make a relatively short fiber. Dispersion, and the obtained fiber dispersion is poured into a forming jig and pressed and dried to obtain a laminated fiber aggregate having a predetermined bulk density (g / cm 3 ) composed of laminated fibers. Can do.
前述の有機繊維の紡糸方法により得られた紡糸済み有機繊維の場合、有機繊維を積層する積層工程(S12)は、紡糸工程(S11)とともに行うことができる。前述の紡糸工程(S11)において有機材料から紡糸済み有機繊維を得る製造過程で、積層済み有機繊維集合体も得ることができる。例えば、紡糸口金のノズルから一定速度で空気中に押し出し、繊維状にして冷却固化させて繊維を製造する過程で、紡糸液を繊維状にして冷却固化させる際に繊維状のものを積層するようにしてシート状に成形するようにしてもよい。 In the case of the spun organic fiber obtained by the organic fiber spinning method described above, the lamination step (S12) for laminating the organic fiber can be performed together with the spinning step (S11). In the above-described spinning step (S11), a laminated organic fiber aggregate can also be obtained in the production process of obtaining the spun organic fiber from the organic material. For example, in the process of producing fibers by extruding into the air at a constant speed from the nozzle of the spinneret and making it into a fiber and cooling and solidifying, the fiber is laminated when the spinning solution is made into a fiber and cooled and solidified. Then, it may be formed into a sheet shape.
図4は、本発明の実施の形態における無機繊維集合体および有機繊維集合体の斜視図であり、(a)は、積層済み無機繊維集合体Wmを示し、(b)は、積層済み有機繊維集合体Wuを示し、(c)は、焼成済み無機繊維集合体Wsおよび積層済み有機繊維集合体Wuを重ね合せた状態を示す。 FIG. 4 is a perspective view of an inorganic fiber assembly and an organic fiber assembly in the embodiment of the present invention, (a) shows a laminated inorganic fiber assembly Wm, and (b) shows a laminated organic fiber. The aggregate Wu is shown, and (c) shows a state in which the fired inorganic fiber aggregate Ws and the laminated organic fiber aggregate Wu are overlapped.
図4(a)に示すように、積層済み無機繊維集合体Wmは、積層の際または積層の後に、その後の製造工程や完成した触媒保持シール部材20の形状、大きさおよび構造などの設定条件に基づいて、幅Lw、長さLdおよび厚みtwを有するシート状に形成される。
また、図4(b)に示すように、積層済み有機繊維集合体Wuも、積層済み無機繊維集合体Wmと同様に、所定の厚みt1を有し、積層済み無機繊維集合体Wmとほぼ同じ形状に形成される。
As shown in FIG. 4 (a), the laminated inorganic fiber aggregate Wm is set in conditions such as the subsequent manufacturing process and the shape, size, and structure of the completed catalyst holding
Further, as shown in FIG. 4B, the laminated organic fiber aggregate Wu also has a predetermined thickness t 1 and is substantially the same as the laminated inorganic fiber aggregate Wm, like the laminated inorganic fiber aggregate Wm. It is formed in the same shape.
焼成工程(S13)は、積層工程(S12)により得られたアルミナ繊維前駆体からなる積層済み無機繊維集合体を高温で焼くことにより乾燥および焼結させ、高い耐熱性を有するとともに、圧縮荷重印加時の高い弾力性を有するアルミナ繊維からなる焼成済み無機繊維集合体を得る公知の工程である。 In the firing step (S13), the laminated inorganic fiber aggregate made of the alumina fiber precursor obtained in the lamination step (S12) is dried and sintered by baking at a high temperature, and has high heat resistance and is applied with a compressive load. This is a known process for obtaining a fired inorganic fiber aggregate made of alumina fibers having high elasticity at the time.
焼成工程においては、例えば、1,000℃ないし1,500℃で積層済み無機繊維集合体が焼成される。具体的には、積層済み無機繊維集合体を加熱し、約300℃で数時間保持し、300℃ないし600℃で1分間当たり2℃ないし3℃で上昇させ、さらに、500℃ないし1,500℃で1分間当たり4℃ないし6℃で逐次上昇させ、1,000℃ないし1,500℃で数十分保持することにより焼成する。この焼成温度が1,000℃未満または1,500℃を超えた場合や、焼成時間が所定時間未満または所定時間を超えた場合には、繊維集合体を十分に乾燥させ焼結させることができず、高い耐熱性および圧縮荷重印加時の高い弾力性を得ることができないおそれがある。 In the firing step, for example, the laminated inorganic fiber aggregate is fired at 1,000 ° C. to 1,500 ° C. Specifically, the laminated inorganic fiber aggregate is heated, held at about 300 ° C. for several hours, increased from 300 ° C. to 600 ° C. at 2 ° C. to 3 ° C. per minute, and further, 500 ° C. to 1,500 Firing is carried out by sequentially raising the temperature from 4 ° C. to 6 ° C. per minute at 1 ° C., and holding several tens of minutes at 1,000 ° C. to 1500 ° C. When this firing temperature is less than 1,000 ° C. or exceeds 1,500 ° C., or when the firing time is less than a predetermined time or exceeds a predetermined time, the fiber assembly can be sufficiently dried and sintered. Therefore, there is a possibility that high heat resistance and high elasticity at the time of applying a compressive load cannot be obtained.
重ね合せ工程(S14)は、焼成済み無機繊維集合体Wsに積層済み有機繊維集合体Wuを重ね合せて、重ね合せ済み繊維集合体Wkを得る工程である。 The superimposing step (S14) is a step of superimposing the laminated organic fiber aggregate Wu on the fired inorganic fiber aggregate Ws to obtain a superposed fiber aggregate Wk.
図4(c)に示すように、重ね合せ工程(S14)においては、焼成済み無機繊維集合体Wsの下面側に積層済み有機繊維集合体Wuを重ね合せ接着剤などの接合手段により簡易に接合して、厚みtw+t1の重ね合せ済み繊維集合体Wkを製造する。なお、焼成済み無機繊維集合体Wsの上面側に積層済み有機繊維集合体Wuを重ね合せて、重ね合せ済み繊維集合体Wkを製造してもよい。 As shown in FIG. 4C, in the superimposing step (S14), the laminated organic fiber aggregate Wu is simply joined to the lower surface side of the fired inorganic fiber aggregate Ws by a joining means such as a superposition adhesive. Thus, the laminated fiber assembly Wk having a thickness tw + t 1 is manufactured. Note that the laminated fiber assembly Wk may be manufactured by superimposing the laminated organic fiber assembly Wu on the upper surface side of the fired inorganic fiber assembly Ws.
ニードルパンチ工程(S15)は、重ね合せ工程(S14)により得られた重ね合せ済み繊維集合体Wkに対して、例えば、公知のニードルパンチ装置30により、ニードルパンチ処理を行い、焼成済み無機繊維集合体Ws内の積層済み有機繊維集合体Wu内の有機繊維を互いに絡ませて、厚み方向に圧縮させ、所定の嵩密度(g/cm3)を有する交絡済み繊維集合体を得る工程である。ニードルパンチ処理により積層済み有機繊維集合体Wu内の有機繊維の一部がニードルに形成された返りにより、引っ掛けられて焼成済み無機繊維集合体Ws内に引き込まれ、焼成済み無機繊維集合体Ws内の無機繊維と互いに絡み合うようになっている。
In the needle punching step (S15), the overlapped fiber aggregate Wk obtained in the overlapping step (S14) is subjected to a needle punching process by, for example, a known
この有機繊維は、高温になると、燃焼するようになっており、有機繊維が焼失することにより、焼成済み無機繊維集合体Wsが有機繊維による緊縛から開放され、弾力性が高まるように構成されている。また、図4(c)に示す重ね合せ済み繊維集合体Wkの積層済み有機繊維集合体Wuも、高温になると、燃焼して消失するようになっている。
したがって、積層済み有機繊維集合体Wuの厚みt1は、高温で焼失した後に得られる焼成済み無機繊維集合体Wsの弾力性に影響を与えない程度の厚みになっている。
This organic fiber is configured to burn when it reaches a high temperature. When the organic fiber is burned out, the fired inorganic fiber aggregate Ws is released from being bound by the organic fiber, and the elasticity is increased. Yes. In addition, the laminated organic fiber aggregate Wu of the superimposed fiber aggregate Wk shown in FIG. 4C is also burned and disappears at a high temperature.
Therefore, the thickness t 1 of the laminated organic fiber aggregate Wu is a thickness that does not affect the elasticity of the calcined inorganic fiber aggregate Ws obtained after being burned out at a high temperature.
ここで高温とは、例えば、焼成済み無機繊維集合体Wsがその後の工程を経て成形されて触媒保持シール部材20が製造され、触媒保持シール部材20が触媒コンバータ10に組み込まれ、さらに、触媒コンバータ10が車両に搭載された際車両の高負荷運転時などにエンジンから排出され、触媒コンバータ10を流通する排気ガスの温度をいい、数100℃程度のものである。
Here, the high temperature means, for example, that the fired inorganic fiber aggregate Ws is molded through the subsequent steps to produce the catalyst holding
この有機繊維は、焼成工程(S13)により得られた焼成済み無機繊維集合体Wsを十分に緊縛できる機械的強度を有し、高温で焼失する易燃性を有するもので構成されている。具体的には、有機繊維は、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系繊維、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系繊維、ナイロン6、ナイロン66などのポリアミド系繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリビニルアルコ−ル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維などの熱可塑性樹脂繊維を用いることができる。 This organic fiber has a mechanical strength capable of sufficiently binding the fired inorganic fiber aggregate Ws obtained in the firing step (S13), and is configured to have flammability that burns away at a high temperature. Specifically, organic fibers include olefin fibers such as polypropylene and polyethylene, polyester fibers such as polyethylene terephthalate, polyamide fibers such as nylon 6 and nylon 66, polyacrylonitrile fibers, polyvinyl alcohol fibers, and polyvinylidene chloride. Thermoplastic resin fibers such as fibers can be used.
本実施の形態に係る触媒保持シール部材20の製造方法は、積層工程(S12)で得られたアルミナ繊維前駆体からなる繊維集合体に対してニードルパンチ処理を行う一般的なニードルパンチ工程と異なり、焼成工程(S13)により得られたアルミナ繊維からなる焼成済み無機繊集合体Wsに対してニードルパンチ処理を行うことが特徴である。したがって、このニードルパンチ処理は、いわゆる仮止めの効果を有し、製造された触媒保持シール部材20を触媒コンバータ10に圧入により組み込む際の組み込み作業性を良好にすることができる。
The manufacturing method of the catalyst holding
図5は、本実施の形態に係る触媒保持シール部材20の製造方法におけるニードルパンチ工程に使用されるニードルパンチ装置30の平面図であり、図6は、図5のA−A断面を示す断面図であり、図7は、図5のB−B断面を示す断面図である。
FIG. 5 is a plan view of the
図5に示すように、ニードルパンチ装置30は、第1ニードルパンチ部31と、第2ニードルパンチ部32と、第1ニードルパンチ部31の上流側に設けられ、重ね合せ済み繊維集合体Wkを第1ニードルパンチ部31に搬送する上流側コンベア33と、第1ニードルパンチ部31で加工された重ね合せ済み繊維集合体Wkを第2ニードルパンチ部32に搬送する中間コンベア34と、第2ニードルパンチ部32の下流側に設けられ、第2ニードルパンチ部32で加工された重ね合せ済み繊維集合体Wkを下流側に搬送する下流側コンベア35とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 5, the
第1ニードルパンチ部31は、図6に示すように、ニードルボード31bと、ニードルボード31bの底面部31tに等間隔に配置され一端がニードルボード31bに固定された複数のニードル31nと、搬送された二点鎖線で示す重ね合せ繊維集合体Wkの上面側を支持し、ニードル31nを挿通させるよう貫通して形成された複数の上側挿通孔31uを有する上側支持プレート31pと、重ね合せ繊維集合体Wkの下面側を支持し、ニードル31nを挿通させるよう貫通して形成された複数の下側挿通孔31sを有する下側支持プレート31qとを含んで構成されている。
As shown in FIG. 6, the first
本実施の形態の第1ニードルパンチ部31においては、この複数のニードル31nおよびニードル31nを挿通させる上側挿通孔31u、下側挿通孔31sを、重ね合せ繊維集合体Wkが搬送される方向に直交する方向で、複数列形成するようにしてもよい。
In the first
各ニードル31nの先端部近傍には、重ね合せ繊維集合体Wkの積層済み有機繊維集合体Wuに突き刺された際に、重ね合せ繊維集合体Wkの一部の有機繊維を引っ掛けるための「返り」が形成されている。ニードル31nが、下降して積層済み有機繊維集合体Wuに突き刺された後、上昇して元の位置に戻る際、重ね合せ繊維集合体Wkの一部の有機繊維が、返りに引っ掛かり、焼成済み無機繊維集合体Ws内に引き込まれ、焼成済み無機繊維集合体Ws内の無機繊維に引き込まれた有機繊維が絡まるようになっている。
In the vicinity of the tip portion of each
このように、焼成済み無機繊維集合体Wsの下側に積層済み有機繊維集合体Wuが位置するよう、重ね合せ繊維集合体Wkが上流側コンベア33に載置されているが、焼成済み無機繊維集合体Wsの上側に積層済み有機繊維集合体Wuが位置するよう、重ね合せ繊維集合体Wkを上流側コンベア33に載置してもよい。この場合には、ニードル31nが下降して、最初に積層済み有機繊維集合体Wuを突き刺し、ついで焼成済み無機繊維集合体Wsを突き刺すことになるので、ニードル31nの返りは、積層済み有機繊維集合体Wuを突き刺した際に、内部の有機繊維を引っ掛けて、焼成済み無機繊維集合体Ws内に引き込むよう形成される。
As described above, the laminated fiber aggregate Wk is placed on the
このニードル31nの個数、配置間隔、太さなどのニードルパンチ処理の設定条件は、触媒コンバータ10の特性、構造、形状および大きさなどの設定条件に基づいて適宜設定することができる。
The setting conditions of the needle punching process such as the number, arrangement interval, and thickness of the
第1ニードルパンチ部31においては、図示しない駆動源から上下方向の駆動力を受けてニードルボード31bが下降し、上側支持プレート31pが下降して重ね合せ繊維集合体Wkを押さえると同時に、各ニードル31nが各上側挿通孔31uを通り、重ね合せ繊維集合体Wkを貫通して、さらに各下側挿通孔31sを通るようになっている。さらに、各ニードル31nが各下側挿通孔31sを通った後、すなわち、ニードルパンチ動作後に、上昇し、元の位置に復帰するとともに、上流側コンベア33、中間コンベア34により、重ね合せ繊維集合体Wkを所定距離だけ搬送する送り動作が行われる。これらのニードル31nのニードルパンチ動作と、送り動作が繰り返し行われるようになっている。
In the first
このようにして、重ね合せ繊維集合体Wkの全体に亘って均等にニードルパンチ処理が実施されて重ね合せ繊維集合体Wk内の無機繊維が有機繊維と交絡することにより、緊縛されて圧縮された交絡済み繊維集合体Wpが得られる。ニードルパンチ処理における重ね合せ繊維集合体Wkの送り動作の1回当たりの送り量は、例えば、各ニードル31n間の間隔を表すニードルピッチと一致しており、重ね合せ繊維集合体Wkの縦および横が等間隔でニードルパンチ処理され、均一に圧縮された交絡済み繊維集合体Wpが得られる。
In this way, the needle punching process was performed uniformly over the entire overlapped fiber assembly Wk, and the inorganic fibers in the overlapped fiber assembly Wk were entangled with the organic fibers, thereby being bound and compressed. An entangled fiber assembly Wp is obtained. The feed amount per one feeding operation of the overlapped fiber assembly Wk in the needle punching process, for example, coincides with the needle pitch representing the interval between the
第2ニードルパンチ部32は、図7に示すように、第1ニードルパンチ部31と同様、ニードルボード32bと、ニードルボード32bの底面部32tに、交互に密間隔と粗間隔になるよう配置され一端がニードルボード32bに固定された複数のニードル32nと、搬送された二点鎖線で示す重ね合せ繊維集合体Wkの上面側を支持し、ニードル32nを挿通させるよう貫通して形成された複数の上側挿通孔32uを有する上側支持プレート32pと、重ね合せ繊維集合体Wkの下面側を支持し、ニードル32nを挿通させるよう貫通して形成された複数の下側挿通孔32sを有する下側支持プレート32qとを含んで構成されている。
As shown in FIG. 7, the second
この第2ニードルパンチ部32においてニードルパンチ処理した重ね合せ繊維集合体Wkにおける図5に領域Aで示す部分が、他の部分よりも多くニードルパンチ処理されているので、重ね合せ繊維集合体Wk内の無機繊維と有機繊維の交絡が多くなされ密に圧縮されており、他の部分よりも比較的機械的強度が高められている。
In the overlapped fiber assembly Wk needle-punched in the second
この第2ニードルパンチ部32によりニードルパンチ処理された図5に領域Aで示す部分は、具体的には、触媒保持シール部材20が触媒コンバータ10に組み込まれ、この触媒コンバータ10が車両に搭載された際、排気ガス流れ方向の上流側端部の周辺及び下流側端部の周辺となる部分である。この部分に対してのみ高い密度でのニードルパンチ処理が行われるように、第1ニードルパンチ部31におけるニードル間のニードルピッチよりも短い間隔、例えば、ニードルピッチの1/3の間隔で各ニードル32nが配置されている。
Specifically, the portion indicated by region A in FIG. 5 that has been subjected to the needle punching process by the second
本実施の形態の第2ニードルパンチ部32においては、第1ニードルパンチ部31と同様、この複数のニードル32nおよびニードル32nを挿通させる上側挿通孔32u、下側挿通孔32sを重ね合せ繊維集合体Wkが搬送される方向に直交する方向で、複数列形成するようにしてもよい。
In the second
各ニードル32nの先端部近傍には、第1ニードルパンチ部31と同様、重ね合せ繊維集合体Wkの積層済み有機繊維集合体Wuに突き刺された際に、重ね合せ繊維集合体Wkの一部の有機繊維を引っ掛けるための「返り」が形成されている。ニードル32nが、下降して積層済み有機繊維集合体Wuに突き刺された後、上昇して元の位置に戻る際、重ね合せ繊維集合体Wkの一部の有機繊維が、返りに引っ掛かり、焼成済み無機繊維集合体Ws内に引き込まれ、焼成済み無機繊維集合体Ws内の無機繊維に引き込まれた有機繊維が絡まるようになっている。
また、ニードル32nの個数、配置間隔、太さなどのニードルパンチ処理の設定条件は、触媒コンバータ10の特性、構造、形状および大きさなどの設定条件に基づいて適宜設定することができる。
In the vicinity of the tip of each
Further, the setting conditions of the needle punching process such as the number, the arrangement interval, and the thickness of the
第2ニードルパンチ部32においては、第1ニードルパンチ部31と同様、図示しない駆動源から上下方向の駆動力を受けてニードルボード32bが下降し、上側支持プレート32pが下降して重ね合せ繊維集合体Wkを押さえると同時に、各ニードル32nが各上側挿通孔32uを通り、重ね合せ繊維集合体Wkを貫通して、さらに各下側挿通孔32sを通るようになっている。さらに、各ニードル32nが各下側挿通孔32sを通った後、すなわちニードルパンチ動作後に、上昇し、元の位置に復帰するとともに、中間コンベア34、下流側コンベア35、により、重ね合せ繊維集合体Wkを所定距離だけ搬送する送り動作が行われる。これらのニードル32nのニードルパンチ動作と、送り動作が繰り返し行われるようになっている。
In the second
このようにして、重ね合せ繊維集合体Wkを部分的に補強するニードルパンチング処理が実施されて無機繊維が有機繊維に交絡することにより緊縛されて圧縮された交絡済み繊維集合体Wpが得られる。ニードルパンチ処理の重ね合せ繊維集合体Wkの送り動作の1回当たりの送り量は、第1ニードルパンチ部31と同様、各ニードル31n間の間隔を表すニードルピッチと一致している。
In this way, the needle punching process that partially reinforces the overlapped fiber aggregate Wk is performed, and the entangled fiber aggregate Wp that is bound and compressed by the entanglement of the inorganic fiber with the organic fiber is obtained. Similar to the first
このニードルパンチ装置30においては、上流側コンベア33により搬送された重ね合せ繊維集合体Wkは、第1ニードルパンチ部31により、第1のニードルパンチ処理が行われ、厚み方向に圧縮された後、中間コンベア34により搬送され、第2ニードルパンチ部32により、第2のニードルパンチ処理が行われて補強された後、下流側コンベア35により下流側に設置された機器に向けて搬送されるようになっている。
In this
バインダ含浸工程(S16)は、ニードルパンチ工程(S15)により得られた交絡済み繊維集合体Wpに対して、さらに、バインダ含浸装置40により有機バインダを含浸させ、補強された含浸済み繊維集合体Wgを得る公知の工程である。
In the binder impregnation step (S16), the entangled fiber assembly Wg obtained by the needle punching step (S15) is further impregnated with an organic binder by the
図8は、本発明の実施の形態に係る触媒保持シール部材20の製造方法におけるバインダ含浸工程に使用されるバインダ含浸装置40の平面図であり、図9は、図8のC−C断面を示す断面図であり、図10は、図8のD−D断面を示す断面図である。
FIG. 8 is a plan view of a
図8に示すように、バインダ含浸装置40は、第1バインダ含浸部41と、第2バインダ含浸部42と、第1バインダ含浸部41の上流側に設けられ、交絡済み繊維集合体Wpを第1バインダ含浸部41に搬送する上流側コンベア43と、第1バインダ含浸部41で加工された交絡済み繊維集合体Wpを第2バインダ含浸部42に搬送する中間コンベア44と、第2バインダ含浸部42の下流側に設けられ、第2バインダ含浸部42で加工された含浸済み繊維集合体Wgを下流側に搬送する下流側コンベア45とを含んで構成されている。なお、この上流側コンベア43、中間コンベア44および下流側コンベア45を連結し一体化して1個のコンベアで構成してもよい。
As shown in FIG. 8, the
第1バインダ含浸部41は、図9に示すように、シャワーボード41bと、シャワーボード41bの底面部41tに等間隔に配置され一端がシャワーボード41bに固定された3個のバインダシャワー41sとを含んで構成されている。
As shown in FIG. 9, the first
このバインダシャワー41sは、先端部にノズル41nが形成されており、ノズル41nから交絡済み繊維集合体Wpの上面に向けて液状のバインダを放射させるようになっている。各バインダシャワー41sのノズル41nから放射されたバインダは、交絡済み繊維集合体Wpの上面の全体に亘って均等に付着して塗布されるようになっており、交絡済み繊維集合体Wpに対して塗布されたバインダが全体に均一に含浸される。
The
このバインダは、各バインダシャワー41sのノズル41nから連続的に放射されるとともに、交絡済み繊維集合体Wpが上流側コンベア43および中間コンベア44により連続して搬送されるので、全体に亘って均一に塗布され含浸される。
The binder is continuously radiated from the
第2バインダ含浸部42は、図10に示すように、シャワーボード42bと、シャワーボード42bの底面部42tの中央部に所定の間隔で配置され一端がシャワーボード42bに固定された2個のバインダシャワー42sと、底面部42tの両端部に配置され一端がシャワーボード42bに固定された2個のバインダシャワー42rと、バインダシャワー42sおよびバインダシャワー42rから放出されるバインダが、所定の範囲に塗布されるよう貫通孔が形成され、交絡済み繊維集合体Wpの上部に配置されたマスキングボード42mとを含んで構成されている。
As shown in FIG. 10, the second
このバインダシャワー42sは、先端部にノズル42nが形成されており、ノズル42nからマスキングボード42mの貫通孔に向けて液状のバインダを放射させるようになっている。また、バインダシャワー42rには、バインダシャワー42s先端部にバインダシャワー42sよりもバインダの放出量が少ないノズル42zが形成されており、ノズル42zからマスキングボード42mの貫通孔に向けて液状のバインダを放射させるようになっている。
The
各バインダシャワー42sのノズル42nおよび各バインダシャワー42rのノズル42zから放射されたバインダは、マスキングボード42mの貫通孔を通過して交絡済み繊維集合体Wpの上面に付着して塗布される。
Binders radiated from the
このバインダは、各バインダシャワー42sのノズル42nおよび各バインダシャワー42rのノズル42zから連続的に放射されるとともに、交絡済み繊維集合体Wpが中間コンベア44および下流側コンベア45により連続して搬送されるので、所定の範囲に均一に塗布され含浸される。
The binder is continuously emitted from the
このバインダは、ゴムラテックスなどの公知の有機系バインダからなり、塗布に適した所定の粘度を有するラテックス系溶液になるよう調製され、第1バインダ含浸部41および第2バインダ含浸部42に供給される。
This binder is made of a known organic binder such as rubber latex, prepared to be a latex solution having a predetermined viscosity suitable for coating, and supplied to the first
また、バインダシャワー41s、42s、42rの個数、配置間隔、ノズル41n、42n、42zおよびノズル41n、42n、42zから放出されるバインダの放出量などのバインダ含浸処理の設定条件は、触媒コンバータ10の特性、構造、形状および大きさなどの設定条件に基づいて適宜設定することができる。
The setting conditions of the binder impregnation process such as the number of
図11は、本実施の形態における含浸済み繊維集合体Wgを切断して所定形状の成形済み繊維集合体Wfを得る成形工程を説明する説明図であり、(a)は、加工前の含浸済み繊維集合体Wgの平面図であり、(b)は、加工後の成形済み繊維集合体Wfの平面図である。 FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a molding process for obtaining a shaped fiber assembly Wf having a predetermined shape by cutting the impregnated fiber assembly Wg in the present embodiment, and (a) is an impregnated product before processing. It is a top view of fiber aggregate Wg, and (b) is a top view of processed fiber aggregate Wf after processing.
成形工程(S17)は、バインダ含浸工程(S16)によりバインダが含浸された含浸済み繊維集合体Wgを切断して所定形状に成形し、マット状の成形済み繊維集合体Wfを得る公知の工程である。 The forming step (S17) is a known step of cutting the impregnated fiber assembly Wg impregnated with the binder in the binder impregnation step (S16) and forming it into a predetermined shape to obtain a mat-shaped formed fiber assembly Wf. is there.
成形工程(S17)においては、図示しないカッタ装置により、図11(a)に示すように、含浸済み繊維集合体Wgが切断され、図11(b)に示すように、長方形の平面を有するとともに、長手方向の一端部が凸状に形成され、他端部が凹状に形成されたマット状の成形済み繊維集合体Wfが得られる。 In the forming step (S17), the impregnated fiber assembly Wg is cut by a cutter device (not shown) as shown in FIG. 11 (a), and has a rectangular plane as shown in FIG. 11 (b). Thus, a mat-shaped molded fiber assembly Wf having one end in the longitudinal direction formed in a convex shape and the other end formed in a concave shape is obtained.
図11(a)に示すように、1個の含浸済み繊維集合体Wgから、長手方向の側面部が、ニードルパンチ処理およびバインダ含浸処理により補強された12個の成形済み繊維集合体Wfが得られる。
この成形済み繊維集合体Wfの両端部を、凹凸状以外の形で形成してもよい。例えば、凹凸のない平坦な両端部で形成してもよく、傾斜した両端部で形成してもよく、波型の両端部で形成してもよい。また、両端部が長手方向の端部で形成されていなくてもよい。例えば、短手方向、すなわち長手方向に直交する方向に両端部を有するよう形成してもよい。
As shown in FIG. 11 (a), 12 shaped fiber aggregates Wf whose longitudinal side surfaces are reinforced by needle punching and binder impregnation are obtained from one impregnated fiber aggregate Wg. It is done.
You may form both ends of this shape | molded fiber assembly Wf in shapes other than uneven | corrugated shape. For example, it may be formed at both flat end portions without unevenness, may be formed at inclined both end portions, or may be formed at both wave-shaped end portions. Moreover, the both ends may not be formed at the ends in the longitudinal direction. For example, you may form so that it may have both ends in the transversal direction, ie, the direction orthogonal to a longitudinal direction.
次に、本実施の形態の触媒保持シール部材20が適用される触媒コンバータ10の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
図12は、本実施の形態における触媒コンバータ10の製造方法の説明図であり、(a)は、成形済み繊維集合体Wfを触媒担持体11の周囲に巻き付ける前の状態を示し、(b)は、触媒担持体11を成形済み繊維集合体Wfに載置した状態を示し、(c)は、成形済み繊維集合体Wfを触媒担持体11の周囲に巻き付けた状態を示す。図13は、触媒コンバータ10の製造方法の説明図であり、(a)は、成形済み繊維集合体Wfが巻き付けられた触媒担持体11および各構成要素の分解斜視図を示し、(b)は、組み立てられた触媒コンバータ10の斜視図を示す。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a method for manufacturing the
まず、図12(a)、(b)に示すように、成形済み繊維集合体Wfを触媒担持体11の周囲に巻きつけ、図12(c)に示すように、成形済み繊維集合体Wfの凸部tと凹部oとを嵌合させる。次いで、この触媒担持体11を、上側収容部13uと下側収容部13sとにより挟み込み、上側収容部13uのフランジ13aと下側収容部13sのフランジ13bとを当接させ、スポット溶接などの接合手段によりフランジ13aとフランジ13bとを接合する。次いで、接合された触媒担持体収容部13の一方端部と上流側連結部15の端部15aとをアーク溶接などの接合手段により接合し、さらに触媒担持体収容部13の他方端部と下流側連結部17の端部17aとをアーク溶接などの接合手段により接合して、図13(b)に示すように、触媒コンバータ10が得られる。
First, as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), the molded fiber assembly Wf is wound around the
本実施の形態に係る触媒保持シール部材20は、以上の製造方法によって製造されるので、次の効果が得られる。
図14は、本実施の形態における触媒保持シール部材20が組み込まれた触媒コンバータ10の断面図である。
Since the catalyst holding
FIG. 14 is a cross-sectional view of the
すなわち、本実施の形態に係る触媒保持シール部材20の製造方法は、無機材料および有機材料をそれぞれ紡糸して紡糸済み無機繊維および有機繊維を得る紡糸工程(S11)と、紡糸済み無機繊維および有機繊維をそれぞれ積層して積層済み無機繊維集合体Wmおよび有機繊維集合体Wuを得る積層工程(S12)と、積層済み無機繊維集合体Wmを焼成して焼成済み無機繊維集合体Wsを得る焼成工程(S13)と、焼成済み無機繊維集合体Wsに積層済み有機繊維集合体Wuを重ね合せて重ね合せ済み繊維集合体Wkを得る重ね合せ工程(S14)と、重ね合せ済み繊維集合体にニードルを打ち込んで焼成済み無機繊維集合体内の無機繊維に積層済み有機繊維集合体Wk内の有機繊維を交絡させて交絡済み繊維集合体Wpを得るニードルパンチ工程(S15)と、交絡済み繊維集合体Wpにバインダを含浸させ含浸済み繊維集合体Wgを得るバインダ含浸工程(S16)と、含浸済み繊維集合体Wgを切断して所定形状に成形され成形済み繊維集合体Wfを得る成形工程(S17)とを含むことを特徴としている。
That is, the manufacturing method of the catalyst holding
その結果、従来の触媒保持シール部材のように、触媒保持シール部材が持つべき面圧が充分に得られないという問題が解消される。 As a result, the problem that the surface pressure that the catalyst holding seal member should have cannot be obtained as in the conventional catalyst holding seal member is solved.
すなわち、本実施の形態の触媒保持シール部材20の製造方法においては、積層工程で得られた積層済み無機繊維集合体に対してニードルパンチ処理を行う一般的なニードルパンチ工程と異なり、積層済み無機繊維集合体Wmをニードルパンチ処理することなく、直接焼成する焼成工程(S13)により焼成済み無機繊維集合体Wsを製造し、得られた焼成済み無機繊維集合体Wsに対してニードルパンチ処理を行って焼成済み無機繊維集合体WS内の無機繊維に積層済み有機繊維集合体Wu内の有機繊維を交絡させて最終的に触媒保持シール部材20を製造している。この製造方法で得られた触媒保持シール部材20は、ニードルパンチ処理によって、一時的に焼成済み無機繊維集合体Ws内の無機繊維に積層済み有機繊維集合体Wu内の有機繊維が交絡され、厚み方向に圧縮されている。この触媒保持シール部材20が、触媒コンバータ10に組み込まれた際に、繊維素材が有している復元力を有効に発揮させることができ、好適な面圧が得られ、優れた保持力とシール性を有して触媒担持体を保持することができる。
That is, in the manufacturing method of the catalyst holding
図14に示すように、この触媒コンバータ10においては、触媒コンバータ10が車両に搭載された際、車両の高負荷運転時などに排出される高温の排気ガスが、矢印方向に流通して触媒コンバータ10内を流通したとき、排気ガスの高い熱エネルギが触媒コンバータ10の触媒保持シール部材20に伝わり、この熱エネルギにより、触媒保持シール部材20の有機繊維が燃焼する。有機繊維が燃焼して消失するので、触媒保持シール部材20が有機繊維による緊縛から開放され触媒保持シール部材20の弾力性が増大する。
As shown in FIG. 14, in this
すなわち、無機繊維と有機繊維とが交絡し、有機繊維により屈曲させられた状態から無機繊維が開放されることにより、無機繊維が屈曲のない元の状態に復元しようとする復元力が増大して、触媒保持シール部材20の曲げに対する弾力性が高まり、例えば、円筒形に成形されて押圧されたときの反発力が向上する。
That is, the inorganic fiber and the organic fiber are entangled, and the inorganic fiber is released from the bent state by the organic fiber, so that the restoring force for restoring the inorganic fiber to the original state without bending is increased. Further, the elasticity of the catalyst holding
このように有機繊維の焼失により、図14に示すように、触媒コンバータ10内で円形に成形された触媒保持シール部材20において、ケース12の内壁面を押圧する押圧力Foが高まると同時に、触媒担持体11の外周面を押圧する押圧力Fiが高まる。その結果、触媒保持シール部材20の高い面圧(MPa)が得られ、触媒担持体11が確実にケース12内に保持される。同時に、触媒保持シール部材20により触媒担持体11とケース12との間に隙間が生ずることはなく、触媒担持体11とケース12との間の隙間における排気ガスのシール性が向上するという効果がある。
As shown in FIG. 14, the catalyst holding
また、本実施の形態に係る触媒コンバータ10は、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する触媒担持体11と、触媒担持体11を収容するケース12と、触媒担持体11を囲むようにして触媒担持体11とケース12との間に介装された触媒保持シール部材20とを備え、触媒保持シール部材20が、前述の触媒保持シール部材20の製造方法により製造された触媒保持シール部材20で構成されたことを特徴としている。
Further, the
その結果、前述のように、触媒コンバータ10が車両に搭載された際、触媒保持シール部材20の有機繊維が焼失し、ケース12内で触媒担持体11が触媒保持シール部材20により確実に保持されるとともに、シール性の高い触媒コンバータ10が得られる。
As a result, as described above, when the
本実施の形態に係る触媒コンバータ10においては、ケース12の触媒担持体収容部13が上側収容部13uと、下側収容部13sとにより構成される二分割構造で構成された場合について説明したが、本発明に係る触媒コンバータにおいては、ケースの触媒担持体収容部を円筒状の単一構造で構成してもよい。
In the
図15は、本実施の形態に係る触媒コンバータ10におけるケース12の触媒担持体収容部の変形例を示す分解斜視図である。
図15に示すように、本実施の形態の変形例に係る触媒コンバータ100は、触媒担持体11と、触媒担持体11を収容するケース112と、触媒担持体11とケース112との間に組み込まれた触媒保持シール部材20とを含んで構成されている。
FIG. 15 is an exploded perspective view showing a modification of the catalyst carrier housing portion of
As shown in FIG. 15, a catalytic converter 100 according to a modification of the present embodiment is assembled between a
ケース112は、触媒担持体収容部113と、触媒担持体収容部113の一方端部に接合され上流側の排気管14と連結される上流側連結部115と、触媒担持体収容部113の一他方端部に接合され下流側の排気管16と連結される下流側連結部117とを有している。触媒担持体収容部113は、耐熱性のステンレスからなり、円筒状の単一構造で形成されており、内部には触媒担持体11および触媒保持シール部材20が圧入されて収容されるようになっている。
The
触媒コンバータ100においては、例えば、触媒担持体収容部113の一方端部と上流側連結部115とがアーク溶接などの接合手段により接合され、次いで、触媒担持体収容部113に触媒担持体11および触媒保持シール部材20が圧入された後、触媒担持体収容部113の他方端部と下流側連結部117とがアーク溶接などの接合手段により接合さて組み立てられるように構成されている。
In the catalytic converter 100, for example, one end of the catalyst
この構成により、前述のように、触媒コンバータ100が車両に搭載された際、触媒保持シール部材20の有機繊維が焼失して面圧が増大し、ケース112内で触媒担持体11が触媒保持シール部材20により確実に保持されるとともに、シール性の高い触媒コンバータ100が得られる。
With this configuration, as described above, when the catalytic converter 100 is mounted on a vehicle, the organic fiber of the catalyst holding
本実施の形態に係る触媒保持シール部材20の製造方法においては、紡糸工程(S11)により得た紡糸済み有機繊維を積層工程(S12)により積層し、得られた積層済み有機繊維集合体Wuと積層済み無機繊維集合体Wmとを重ね合せた場合について説明した。
In the method for producing the catalyst holding
しかしながら、本発明の媒保持シール部材の製造方法における紡糸工程においては、紡糸して得られる紡糸済み有機繊維の代わりに、所定の機械的性質を有する公知の有機繊維集合体を使用し、この有機繊維集合体と、積層済み無機繊維集合体Wmとを重ね合せて重ね合せ済み繊維集合体Wkを製造するようにしてもよい。 However, in the spinning step in the method for producing the medium holding seal member of the present invention, a known organic fiber assembly having a predetermined mechanical property is used in place of the spun organic fiber obtained by spinning, and this organic The fiber aggregate and the laminated inorganic fiber aggregate Wm may be overlapped to produce the overlapped fiber aggregate Wk.
また、本実施の形態に係る触媒保持シール部材20の製造方法においては、ニードルパンチ工程(S13)において、ニードルパンチ装置30を、第1ニードルパンチ部31と、第2ニードルパンチ部32との2種類のニードルパンチ部で構成し、重ね合せ済み繊維集合体Wkに対して異なるニードルパンチ処理を行って部分的に補強した場合について説明した。
Moreover, in the manufacturing method of the catalyst holding
しかしながら、本発明の触媒保持シール部材の製造方法においては、重ね合せ済み繊維集合体Wkに対して1台のニードルパンチ装置により、1種類のニードルパンチ部により、1種類のニードルパンチ処理を行って、ニードルパンチ処理の効率を高めるようにしてもよい。 However, in the manufacturing method of the catalyst holding seal member of the present invention, one type of needle punching process is performed by one type of needle punch unit by one needle punch device on the overlapped fiber aggregate Wk. The efficiency of the needle punch process may be increased.
また、本実施の形態に係る触媒保持シール部材20の製造方法においては、ニードルパンチ工程(S13)において、重ね合せ済み繊維集合体Wkを、その下面部に積層済み有機繊維集合体Wuを取り付けたもので構成した場合について説明した。
Further, in the method for manufacturing the catalyst holding
しかしながら、本発明のニードルパンチ工程においては、重ね合せ済み繊維集合体Wkを、無機繊維のみからなるもので構成し、すなわち、重ね合せ工程を省略し、ニードルパンチ装置において、搬送される無機繊維集合体の下側に有機繊維シート部を配置するようにしてもよい。この場合、ニードルパンチ装置のニードルにより無機繊維集合体がニードルパンチされる際に、ニードルが有機繊維シート部を貫通し、ニードルの先端部に設けられている返りにより有機繊維シート部の有機繊維の一部を引っ掛けて、無機繊維集合体内に引き込み、無機繊維集合体内の無機繊維の一部に有機繊維を絡ませるようにしてもよい。 However, in the needle punch process of the present invention, the overlapped fiber aggregate Wk is composed of only inorganic fibers, that is, the overlap process is omitted, and the inorganic fiber aggregate transported in the needle punch device. You may make it arrange | position an organic fiber sheet part on the lower side of a body. In this case, when the inorganic fiber aggregate is needle punched by the needle of the needle punching device, the needle penetrates the organic fiber sheet portion, and the return of the organic fiber sheet portion of the organic fiber sheet portion is provided at the tip of the needle. A part of the inorganic fibers may be hooked and drawn into the inorganic fiber aggregate, and the organic fiber may be entangled with a part of the inorganic fiber in the inorganic fiber aggregate.
また、本実施の形態に係る触媒保持シール部材20の製造方法においては、バインダ含浸工程(S16)において、バインダ含浸装置40を、第1バインダ含浸部41と、第2バインダ含浸部42との2種類のバインダ含浸部で構成し、交絡済み繊維集合体Wpに対して異なるバインダ含浸処理を行って部分的に補強した場合について説明した。
Moreover, in the manufacturing method of the catalyst holding
しかしながら、本発明の触媒保持シール部材の製造方法においては、交絡済み繊維集合体Wpに対して1台のバインダ含浸装置により、1種類のバインダ含浸処理を行いバインダ含浸処理の効率を高めるようにしてもよい。 However, in the method for producing the catalyst holding seal member of the present invention, one type of binder impregnation treatment is performed on the entangled fiber assembly Wp by one binder impregnation device to increase the efficiency of the binder impregnation treatment. Also good.
また、本実施の形態に係る触媒保持シール部材20の製造方法においては、バインダ含浸工程(S16)を、ニードルパンチ工程(S15)と成形工程(S17)の間に行う場合について説明した。
Moreover, in the manufacturing method of the catalyst holding
しかしながら、本発明の触媒保持シール部材の製造方法においては、バインダ含浸工程を省略し、焼成工程に続いて成形工程を行い、触媒保持シール部材の製造工程の効率をより高めるようにしてもよい。 However, in the method for manufacturing the catalyst holding seal member of the present invention, the binder impregnation step may be omitted, and the molding step may be performed subsequent to the firing step to further increase the efficiency of the catalyst holding seal member manufacturing step.
以上説明したように、本発明によれば、繊維素材が有している復元力を有効に発揮させることができ、優れた保持力とシール性を有する触媒保持シール部材の製造方法を提供することができるという効果を有し、触媒コンバータなどに使用される触媒保持シール部材全般に有用である。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing a catalyst holding seal member that can effectively exhibit the restoring force of a fiber material and has excellent holding force and sealing performance. This is useful for all catalyst holding seal members used in catalytic converters.
10、100 触媒コンバータ
11 触媒担持体
12、112 ケース
13、113 触媒担持体収容部
14、16 排気管
15、115 上流側連結部
17、117 下流側連結部
20 触媒保持シール部材
30 ニードルパンチ装置
31 第1ニードルパンチ部
32 第2ニードルパンチ部
33、43 上流側コンベア
34、44 中間コンベア
35、45 下流側コンベア
40 バインダ含浸装置
41 第1バインダ含浸部
42 第2バインダ含浸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100
Claims (5)
前記紡糸済み無機繊維を積層して積層済み無機繊維集合体を得る積層工程と、
前記積層済み無機繊維集合体を焼成して焼成済み無機繊維集合体を得る焼成工程と、
前記焼成済み無機繊維集合体に有機繊維集合体を重ね合せて重ね合せ済み繊維集合体を得る重ね合せ工程と、
前記重ね合せ済み繊維集合体にニードルを打ち込んで前記焼成済み無機繊維集合体内の無機繊維に前記有機繊維集合体内の有機繊維を交絡させて交絡済み繊維集合体を得るニードルパンチ工程と、
前記交絡済み繊維集合体を所定形状に成形して成形済み繊維集合体を得る成形工程と、
を含むことを特徴とする触媒保持シール部材の製造方法。 A spinning process of spinning inorganic materials to obtain spun inorganic fibers;
A laminating step of laminating the spun inorganic fibers to obtain a laminated inorganic fiber aggregate;
A firing step of firing the laminated inorganic fiber aggregate to obtain a fired inorganic fiber aggregate;
A superposition step of superposing an organic fiber aggregate on the fired inorganic fiber aggregate to obtain a superposed fiber aggregate;
A needle punch step of obtaining a entangled fiber aggregate by driving a needle into the superimposed fiber aggregate to entangle the organic fiber in the organic fiber aggregate with the inorganic fiber in the fired inorganic fiber aggregate;
A molding step of molding the entangled fiber assembly into a predetermined shape to obtain a molded fiber assembly;
The manufacturing method of the catalyst holding sealing member characterized by including.
前記触媒保持シール部材が、請求項1または請求項2に記載の触媒保持シール部材の製造方法により製造された交絡済み繊維集合体により構成されたことを特徴とする触媒コンバータ。 A catalyst carrier for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine, a case for housing the catalyst carrier, and a catalyst holding member interposed between the catalyst carrier and the case so as to surround the catalyst carrier In a catalytic converter provided with a seal member,
A catalytic converter, wherein the catalyst holding seal member is constituted by an entangled fiber assembly manufactured by the method for manufacturing a catalyst holding seal member according to claim 1.
前記触媒保持シール部材が、請求項3に記載の触媒保持シール部材の製造方法により製造された含浸済み繊維集合体により構成されたことを特徴とする触媒コンバータ。 A catalyst carrier for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine, a case for housing the catalyst carrier, and a catalyst holding member interposed between the catalyst carrier and the case so as to surround the catalyst carrier In a catalytic converter provided with a seal member,
A catalytic converter, wherein the catalyst holding seal member is constituted by an impregnated fiber assembly manufactured by the method for manufacturing a catalyst holding seal member according to claim 3.
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