JP2022031491A - Inorganic fiber molded body containing binder - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide, as a main object, an inorganic fiber molded body containing a binder which has small frictional force and high shear force and surface pressure on the whole surface.
SOLUTION: An inorganic fiber molded body containing a binder is constituted by having a first surface and a second surface which are opposed to each other and containing a binder in an organic fiber molded body in which a plurality of recesses are formed. The inorganic fiber molded body containing the binder has a plurality of high concentration binder regions having relatively high binder concentration and a low concentration binder region having relatively low binder concentration other than the high concentration binder regions. The plurality of high concentration binder regions extend in a direction crossing the first surface and the second surface and are scattered on at least the first surface. A volume ratio of the low concentration binder region to the plurality of high concentration binder regions is 1.5 or more and 6.0 or less.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

本発明は、無機繊維成形体にバインダーが含有されてなるバインダー含有無機繊維成形体に関する。 The present invention relates to a binder-containing inorganic fiber molded body in which a binder is contained in the inorganic fiber molded body.

セラミックファイバーに代表される無機繊維をマット状にした無機繊維成形体は、工業用断熱材、耐火材、パッキン材等の高温状態に暴露される用途に用いられている。近年では、上記無機繊維成形体は、自動車の排ガス浄化装置用のクッション材(シール部材)、すなわち、触媒担持体や粒子フィルタ等の排ガス処理体を金属製のケーシングに収容する際に排ガス処理体に巻回され、排ガス処理体とケーシングとの間に介装される排ガス浄化装置用保持材としても用いられている(特許文献1)。 Inorganic fiber molded bodies made of inorganic fibers typified by ceramic fibers in the form of mats are used for applications exposed to high temperature conditions such as industrial heat insulating materials, refractory materials, and packing materials. In recent years, the inorganic fiber molded body has been used as a cushioning material (seal member) for an automobile exhaust gas purification device, that is, an exhaust gas treatment body when an exhaust gas treatment body such as a catalyst carrier or a particle filter is housed in a metal casing. It is also used as a holding material for an exhaust gas purification device, which is wound around the exhaust gas and interposed between the exhaust gas treatment body and the casing (Patent Document 1).

排ガス処理体に排ガス浄化装置用の保持材を巻回した巻付体は、例えば、圧入方式(スタッフィング方式)、サイジング方式(スウェージング方式)、クラムシェル方式等の公知の方法によりケーシングに収容されるが、ケーシングへの収容の際に、上記巻付体における上記保持材が、ケーシングとの間で生じる摩擦力により層間剥離する場合がある。中でも圧入方式を用いる場合、上記巻付体がケーシングに圧入されるため、上記保持材において上述した不具合が生じやすい傾向にある。 The wound body in which the holding material for the exhaust gas purification device is wound around the exhaust gas treatment body is housed in the casing by a known method such as a press-fitting method (stuffing method), a sizing method (swazing method), or a clamshell method. However, when the material is housed in the casing, the holding material in the wound body may be delaminated due to the frictional force generated between the wound body and the casing. Above all, when the press-fitting method is used, the wound body is press-fitted into the casing, so that the above-mentioned problems tend to occur easily in the holding material.

このような不具合の発生を防ぐために、従来、無機繊維成形体に対してニードリング処理を施すことが知られている。ニードリング処理とは、ニードル等の繊維交絡手段を、無機繊維成形体の対向する2つの表面と交差方向に抜き差しする処理であり、上記処理により数本~数十本の無機繊維が上記交差方向(縦方向)に配向して3次元的に交絡した無機繊維束となることでニードル痕が形成される。無機繊維成形体は、このようなニードル痕が形成されることで、剪断力が高くなり層間剥離が生じにくくなる。 In order to prevent the occurrence of such a defect, it has been conventionally known to perform a needling treatment on an inorganic fiber molded product. The needling treatment is a treatment in which a fiber entanglement means such as a needle is inserted and removed in a crossing direction with two opposing surfaces of an inorganic fiber molded body, and several to several tens of inorganic fibers are inserted and removed in the crossing direction by the above treatment. Needle marks are formed by forming a bundle of inorganic fibers that are oriented in the (longitudinal direction) and entangled three-dimensionally. In the inorganic fiber molded body, the formation of such needle marks increases the shearing force and makes delamination less likely to occur.

しかし、ニードリング処理がされた無機繊維成形体は、ニードル痕の数が少ないと、所望の剪断力が得られにくく、一方、ニードル痕の数が多すぎると反発力(弾性)が低下してしまい、排ガス浄化装置用保持材として用いた際に、ケーシング収容後の排ガス処理体の保持性が得られにくくなるという問題がある。 However, in the needling treated inorganic fiber molded body, if the number of needle marks is small, it is difficult to obtain the desired shearing force, while if the number of needle marks is too large, the repulsive force (elasticity) decreases. Therefore, when it is used as a holding material for an exhaust gas purification device, there is a problem that it becomes difficult to obtain the holding property of the exhaust gas treated body after the casing is housed.

そこで反発力の低下を抑えつつ高い剪断力を得るために、無機繊維成形体に対してニードリング処理をすると共に、無機繊維成形体全域で均一な濃度となるようにバインダーを含有させて、上記バインダーで無機繊維を結着させる技術が用いられている。この技術によれば、無機繊維成形体内において無機繊維の交絡点がバインダーで結着されるため、ニードル痕の数を減らしても高剪断力を示すことができる。また、無機繊維がランダムに配向した状態で無機繊維間の交絡点がバインダーで結着されるため、高剪断力を有しつつ、反発力の低下を抑制することができる。なお、バインダーを含有した無機繊維成形体のことを、バインダー含有無機繊維成形体と称する。 Therefore, in order to obtain a high shearing force while suppressing a decrease in the repulsive force, the inorganic fiber molded body is subjected to a needling treatment, and a binder is contained so as to have a uniform concentration over the entire inorganic fiber molded body. A technique for binding inorganic fibers with a binder is used. According to this technique, since the entangled points of the inorganic fibers are bound by the binder in the inorganic fiber molding body, high shearing force can be exhibited even if the number of needle marks is reduced. Further, since the entangled points between the inorganic fibers are bound by a binder in a state where the inorganic fibers are randomly oriented, it is possible to suppress a decrease in the repulsive force while having a high shearing force. The binder-containing inorganic fiber molded product is referred to as a binder-containing inorganic fiber molded product.

特開2007-162583号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-162583

しかし、ニードル痕を有するバインダー含有無機繊維成形体において、バインダー濃度を高くすると、剪断力の向上は図れるが、バインダー含有量の増加に伴い無機繊維成形体の表面全体での摩擦力が大きくなる。このため、例えば排ガス浄化装置用保持材として用いる際に、ケーシングとの間で生じる摩擦力が大きくなりキャニング性に劣る場合がある。また、ケーシングとの間で生じる摩擦力と上記バインダー含有無機繊維成形体の剪断力との大小関係によっては、ケーシングへ圧入する際に、上記バインダー含有無機繊維成形体に層間剥離が生じやすくなる場合がある。さらにバインダー含有無機繊維成形体は、バインダー濃度を高くすると面圧が小さくなり、排ガス浄化装置用保持材として用いた際に、ケーシング収容後の排ガス処理体の保持性が十分に得られない場合がある。 However, in the binder-containing inorganic fiber molded body having needle marks, if the binder concentration is increased, the shearing force can be improved, but the frictional force on the entire surface of the inorganic fiber molded body increases as the binder content increases. Therefore, for example, when used as a holding material for an exhaust gas purifying device, the frictional force generated between the casing and the casing may increase and the canning property may be inferior. Further, depending on the magnitude relationship between the frictional force generated between the casing and the shearing force of the binder-containing inorganic fiber molded body, delamination is likely to occur in the binder-containing inorganic fiber molded body when press-fitted into the casing. There is. Further, when the binder-containing inorganic fiber molded body has a high binder concentration, the surface pressure becomes small, and when used as a holding material for an exhaust gas purifying device, the holding property of the exhaust gas treated body after being housed in the casing may not be sufficiently obtained. be.

一方、バインダー含有無機繊維成形体は、バインダー濃度を低くすると表面全体での摩擦力が小さくなり、かつ面圧が大きくなるが、無機繊維間の結着箇所の減少に伴い剪断力が低くなり、層間剥離が生じやすくなる。このため、例えば排ガス浄化装置用保持材として用いる際に、ケーシングとの間で生じる摩擦力が小さくても、該摩擦力を受けてバインダー含有無機繊維成形体に層間剥離が生じやすくなる場合がある。 On the other hand, in the binder-containing inorganic fiber molded body, when the binder concentration is lowered, the frictional force on the entire surface becomes small and the surface pressure becomes large, but the shearing force becomes low as the number of binding points between the inorganic fibers decreases. Delamination is likely to occur. Therefore, for example, when used as a holding material for an exhaust gas purification device, even if the frictional force generated between the casing and the casing is small, the binder-containing inorganic fiber molded body may easily undergo delamination due to the frictional force. ..

なお、特許文献1では、触媒コンバータ用のシール部材について、排気ガス流れ方向の上流側端部及び下流側端部のうち少なくとも一方の端部に対し、その他の領域に比べて有機系バインダーやニードルパンチング処理により補強の度合いを高くすることが開示されている。特許文献1では、シール部材を上記構造とすることで、上記端部でケーシング内部への挿入時の挿入抵抗等によって生じるずれを回避しつつ、上記その他の領域でシール部材の弾性を維持しその反発力によりシール部材の保持力を高く維持できるようにしている。しかし、特許文献1に開示される構造では、シール部材の表面全体で、表面摩擦力の低減と剪断力および面圧の向上との両立を図ることが困難であると推量される。 In Patent Document 1, regarding the sealing member for the catalytic converter, an organic binder or a needle is used for at least one end of the upstream end and the downstream end in the exhaust gas flow direction as compared with the other regions. It is disclosed that the degree of reinforcement is increased by the punching process. In Patent Document 1, by adopting the above-mentioned structure of the seal member, the elasticity of the seal member is maintained in the above-mentioned other regions while avoiding the deviation caused by the insertion resistance or the like at the end portion when the seal member is inserted into the casing. The repulsive force makes it possible to maintain a high holding force of the sealing member. However, in the structure disclosed in Patent Document 1, it is presumed that it is difficult to achieve both reduction of surface frictional force and improvement of shearing force and surface pressure on the entire surface of the sealing member.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、表面全体での摩擦力が小さく、剪断力および面圧が高いバインダー含有無機繊維成形体を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a binder-containing inorganic fiber molded body having a small frictional force on the entire surface and a high shearing force and surface pressure.

本発明は、対向する第1面および第2面を有し、複数の凹部が形成された無機繊維成形体にバインダーが含有されてなる、バインダー含有無機繊維成形体であって、上記バインダー含有無機繊維成形体は、バインダー濃度が相対的に高い複数の高濃度バインダー領域と、上記高濃度バインダー領域以外の上記バインダー濃度が相対的に低い低濃度バインダー領域とを有し、上記複数の高濃度バインダー領域は、上記第1面と上記第2面と交差する方向に延在し、且つ少なくとも上記第1面において散在しており、上記複数の高濃度バインダー領域に対する上記低濃度バインダー領域の体積比が1.5以上6.0以下であることを特徴とする、バインダー含有無機繊維成形体を提供する。 The present invention is a binder-containing inorganic fiber molded body having a first surface and a second surface facing each other and having a binder contained in an inorganic fiber molded body in which a plurality of recesses are formed, wherein the binder-containing inorganic fiber is contained. The fiber molded body has a plurality of high-concentration binder regions having a relatively high binder concentration and a low-concentration binder region having a relatively low binder concentration other than the high-concentration binder region, and the plurality of high-concentration binders. The regions extend in the direction intersecting the first surface and the second surface, and are scattered at least in the first surface, and the volume ratio of the low concentration binder region to the plurality of high concentration binder regions is Provided is a binder-containing inorganic fiber molded body, characterized in that it is 1.5 or more and 6.0 or less.

本発明によれば、バインダー濃度の異なる2つの領域を有し、上記2つの領域のうち、複数の高濃度バインダー領域よりも低濃度バインダー領域が占める体積割合が大きいため、バインダー含有無機繊維成形体の表面全体での摩擦力を小さくし、面圧を高くすることができる。一方、上記高濃度バインダー領域では、無機繊維や無機繊維束がバインダーにより強固に結着されている。このような上記高濃度バインダー領域が、上記第1面と上記第2面と交差する方向に延在することで、無機繊維成形体内において上記高濃度バインダー領域が柱状に存在することになり、且つ、柱状の高濃度バインダー領域が散在していることで、バインダー含有無機繊維成形体全体で高剪断力を有することができる。これにより、本発明のバインダー含有無機繊維成形体は、層間剥離が生じにくくなり、例えば排ガス浄化装置用保持材として用いる場合のキャニング性を良好とすることができる。 According to the present invention, the binder-containing inorganic fiber molded product has two regions having different binder concentrations, and the low-concentration binder region occupies a larger volume ratio than the plurality of high-concentration binder regions among the above two regions. The frictional force on the entire surface of the surface can be reduced and the surface pressure can be increased. On the other hand, in the high-concentration binder region, the inorganic fibers and the bundles of inorganic fibers are firmly bound by the binder. By extending such a high-concentration binder region in a direction intersecting the first surface and the second surface, the high-concentration binder region exists in a columnar shape in the inorganic fiber molding body, and Since the columnar high-concentration binder regions are scattered, a high shearing force can be obtained in the entire binder-containing inorganic fiber molded body. As a result, the binder-containing inorganic fiber molded product of the present invention is less likely to undergo delamination, and can have good canning property when used as a holding material for an exhaust gas purification device, for example.

本発明においては、上記高濃度バインダー領域の上記バインダー濃度が5%超25%以下であり、上記低濃度バインダー領域の上記バインダー濃度が0%以上5%以下であることが好ましい。低濃度バインダー領域によるバインダー含有無機繊維成形体の表面全体での摩擦力の低減効果および面圧の向上効果と、複数の高濃度バインダー領域による剪断力の向上効果とのバランスを良好にとることができるからである。 In the present invention, it is preferable that the binder concentration in the high-concentration binder region is more than 5% and 25% or less, and the binder concentration in the low-concentration binder region is 0% or more and 5% or less. It is possible to strike a good balance between the effect of reducing the frictional force and the effect of improving the surface pressure on the entire surface of the binder-containing inorganic fiber molded product by the low-concentration binder region and the effect of improving the shearing force by the plurality of high-concentration binder regions. Because it can be done.

本発明においては、上記凹部がニードル痕であることが好ましい。ニードル痕では、複数本の無機繊維が縦方向に配向して3次元的に交絡した無機繊維束が形成され、上記無機繊維束において無機繊維が拘束されるため、より高い剪断力を有することができるからである。 In the present invention, it is preferable that the recess is a needle mark. In the needle mark, a plurality of inorganic fibers are oriented in the vertical direction to form an inorganic fiber bundle that is three-dimensionally entangled, and the inorganic fiber is restrained in the inorganic fiber bundle, so that it may have a higher shearing force. Because it can be done.

本発明においては、上記複数の高濃度バインダー領域の少なくとも一部に上記凹部が位置することが好ましい。凹部の箇所にバインダー液を塗布しやすく、凹部にバインダー液を塗布することで、ケーシングと接するバインダー添着領域を減少させることができ、結果として摩擦を低減できると推量されるからである。また、上記凹部がニードル痕である場合、上記ニードル痕を形成する無機繊維束にバインダー液が浸透しやすく、上記ニードル痕の位置に合わせて高濃度バインダー領域を容易に散在配置することができるからである。さらに、上記の場合、ニードル痕において上記無機繊維束にバインダーが高濃度で存在することで、ニードル痕の周辺繊維および無機繊維束がバインダーにより強固に結着されるため、より高い剪断力を有することが可能であると推量されるからである。 In the present invention, it is preferable that the recess is located in at least a part of the plurality of high-concentration binder regions. This is because it is easy to apply the binder liquid to the concave portion, and by applying the binder liquid to the concave portion, it is presumed that the binder adhering region in contact with the casing can be reduced, and as a result, the friction can be reduced. Further, when the recess is a needle mark, the binder liquid easily permeates the inorganic fiber bundle forming the needle mark, and the high-concentration binder region can be easily scattered and arranged according to the position of the needle mark. Is. Further, in the above case, since the binder is present in the inorganic fiber bundle in the needle mark at a high concentration, the peripheral fibers of the needle mark and the inorganic fiber bundle are firmly bound by the binder, so that the shearing force is higher. This is because it is presumed that it is possible.

本発明においては、上記バインダーが有機バインダーを含むことが好ましい。有機バインダーは、無機繊維成形体へ容易に含浸させることができ、十分な厚み拘束力を発揮することができるため、柔軟で強度に優れたバインダー含有無機繊維成形体とすることができるからである。また、本発明のバインダー含有無機繊維成形体の使用温度条件下で、有機バインダーを容易に熱分解又は焼失させることができるからである。 In the present invention, it is preferable that the binder contains an organic binder. This is because the organic binder can be easily impregnated into the inorganic fiber molded body and can exert a sufficient thickness binding force, so that the binder-containing inorganic fiber molded body can be made flexible and has excellent strength. .. In addition, the organic binder can be easily thermally decomposed or burned under the operating temperature conditions of the binder-containing inorganic fiber molded product of the present invention.

本発明においては、表面全体での摩擦力が小さく、剪断力および面圧が高いバインダー含有無機繊維成形体を得ることができるという効果を奏する。 In the present invention, it is possible to obtain a binder-containing inorganic fiber molded body having a small frictional force on the entire surface and a high shearing force and surface pressure.

本発明のバインダー含有無機繊維成形体の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the binder-containing inorganic fiber molded article of this invention. 本発明のバインダー含有無機繊維成形体の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the binder-containing inorganic fiber molded article of this invention. 本発明のバインダー含有無機繊維成形体の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the binder-containing inorganic fiber molded article of this invention. 本発明のバインダー含有無機繊維成形体の他の例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the other example of the binder-containing inorganic fiber molded article of this invention. 本発明のバインダー含有無機繊維成形体の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the binder-containing inorganic fiber molded article of this invention. 本発明のバインダー含有無機繊維成形体の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the binder-containing inorganic fiber molded article of this invention. 集合部における高濃度バインダー領域の配置態様を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement mode of the high-concentration binder region in a gathering part. 集合部における高濃度バインダー領域の配置態様を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement mode of the high-concentration binder region in a gathering part. ニードル痕の形状を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the shape of a needle mark. ニードル痕の直径の測定方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measuring method of the diameter of a needle mark. 実施例1~2のバインダー含有無機繊維成形体の概略平面図である。It is a schematic plan view of the binder-containing inorganic fiber molded article of Examples 1 and 2. 摩擦力の測定装置を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the measuring device of a friction force.

以下、本発明のバインダー含有無機繊維成形体について詳細に説明する。本発明のバインダー含有無機繊維成形体は、対向する第1面および第2面を有し、複数の凹部が形成された無機繊維成形体にバインダーが含有されてなるものである。上記バインダー含有無機繊維成形体は、バインダー濃度が相対的に高い複数の高濃度バインダー領域と、上記高濃度バインダー領域以外の上記バインダー濃度が相対的に低い低濃度バインダー領域とを有し、上記複数の高濃度バインダー領域は、上記第1面と上記第2面と交差する方向に延在し、且つ少なくとも上記第1面において散在しており、上記複数の高濃度バインダー領域に対する上記低濃度バインダー領域の体積比が所定の範囲である。 Hereinafter, the binder-containing inorganic fiber molded product of the present invention will be described in detail. The binder-containing inorganic fiber molded body of the present invention has a first surface and a second surface facing each other, and the binder is contained in the inorganic fiber molded body in which a plurality of recesses are formed. The binder-containing inorganic fiber molded body has a plurality of high-concentration binder regions having a relatively high binder concentration and a low-concentration binder region other than the high-concentration binder region having a relatively low binder concentration. The high-concentration binder region of the above extends in a direction intersecting the first surface and the second surface, and is scattered at least on the first surface, and the low-concentration binder region with respect to the plurality of high-concentration binder regions. The volume ratio of is within a predetermined range.

図1は、本発明のバインダー含有無機繊維成形体の一例を示す概略平面図であり、図2および図3は、それぞれ図1のX1-X1線断面図およびY1-Y1線断面図である。図1~図3で例示するバインダー含有無機繊維成形体10は、対向する第1面10aおよび第2面10bを有し、凹部2として貫通孔であるニードル痕が複数形成された無機繊維成形体1にバインダーが含有されてなる。バインダー含有無機繊維成形体10は、バインダー濃度が相対的に高い複数の高濃度バインダー領域Aと、高濃度バインダー領域A以外の領域である、バインダー濃度が相対的に低い低濃度バインダー領域Bとを有する。複数の高濃度バインダー領域Aは、第1面10aおよび第2面10bと交差する方向(図2および図3においてZ方向)に延在しており、且つ少なくとも第1面10aにおいて散在している。図1~図3では、複数の高濃度バインダー領域Aが、第1面10aおよび第2面10bにおいて散在している。また、バインダー含有無機繊維成形体10は、複数の高濃度バインダー領域Aに対する低濃度バインダー領域Bの体積比が所定の範囲にある。なお、図1~図3においては、高濃度バインダー領域Aの100%に、凹部(ニードル痕)2が位置している。すなわち、全ての高濃度バインダー領域Aに凹部(ニードル痕)2が位置している。 1 is a schematic plan view showing an example of a binder-containing inorganic fiber molded product of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are a sectional view taken along line X1-X1 and a sectional view taken along line Y1-Y1 of FIG. 1, respectively. The binder-containing inorganic fiber molded body 10 exemplified in FIGS. 1 to 3 has an opposed first surface 10a and a second surface 10b, and is an inorganic fiber molded body in which a plurality of needle marks which are through holes are formed as recesses 2. 1 contains a binder. The binder-containing inorganic fiber molded body 10 includes a plurality of high-concentration binder regions A having a relatively high binder concentration and a low-concentration binder region B having a relatively low binder concentration, which is a region other than the high-concentration binder region A. Have. The plurality of high-concentration binder regions A extend in the direction intersecting the first surface 10a and the second surface 10b (Z direction in FIGS. 2 and 3), and are scattered at least on the first surface 10a. .. In FIGS. 1 to 3, a plurality of high-concentration binder regions A are scattered on the first surface 10a and the second surface 10b. Further, in the binder-containing inorganic fiber molded body 10, the volume ratio of the low-concentration binder region B to the plurality of high-concentration binder regions A is within a predetermined range. In FIGS. 1 to 3, the recess (needle mark) 2 is located in 100% of the high-concentration binder region A. That is, the recesses (needle marks) 2 are located in all the high-concentration binder regions A.

図4は、本発明のバインダー含有無機繊維成形体の他の例を示す概略平面図であり、図5および図6は、それぞれ図4のX2-X2線断面図およびY2-Y2線断面図である。
図4~図6においては、凹部2として非貫通孔であるニードル痕が複数形成されており、高濃度バインダー領域Aの50%に、凹部(ニードル痕)2が位置している例を示している。
FIG. 4 is a schematic plan view showing another example of the binder-containing inorganic fiber molded product of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are a sectional view taken along line X2-X2 and a sectional view taken along line Y2-Y2 of FIG. 4, respectively. be.
4 to 6 show an example in which a plurality of needle marks that are non-penetrating holes are formed as the recesses 2, and the recesses (needle marks) 2 are located in 50% of the high-concentration binder region A. There is.

本発明のバインダー含有無機繊維成形体によれば、バインダー濃度の異なる2つの領域を有し、上記2つの領域のうち、複数の高濃度バインダー領域よりも低濃度バインダー領域が占める体積割合が大きいため、バインダー含有無機繊維成形体の表面全体で摩擦力を小さくすることができる。詳しくは、低濃度バインダー領域は、バインダー含有量が少ないため表面摩擦力が小さいが、高濃度バインダー領域は、バインダー含有量が多いため表面摩擦力が大きくなる。本発明のバインダー含有無機繊維成形体によれば、表面の一部に表面摩擦力が大きい高濃度バインダー領域が存在するが、バインダー含有無機繊維成形体において低濃度バインダー領域が占める割合が大きく、且つ高濃度バインダー領域は散在しているため、表面摩擦力の高低が表面全体で均一化され、その結果バインダー含有無機繊維成形体の表面全体での摩擦力を小さくすることができる。
また、本発明のバインダー含有無機繊維成形体によれば、複数の高濃度バインダー領域よりも低濃度バインダー領域が占める体積割合が大きいため、バインダー含有無機繊維成形体の表面全体で面圧を高くすることができる。
さらに、本発明のバインダー含有無機繊維成形体によれば、上記高濃度バインダー領域では、無機繊維や無機繊維束がバインダーにより強固に結着されている。このような上記高濃度バインダー領域が、上記第1面と上記第2面と交差する方向に延在することで、無機繊維成形体内において上記高濃度バインダー領域が柱状に存在することになり、且つ、柱状の高濃度バインダー領域が散在していることで、バインダー含有無機繊維成形体全体で高剪断力を有することができる。
このように、本発明のバインダー含有無機繊維成形体は、表面全体での摩擦力が小さく、剪断力および面圧が高いことから、層間剥離が生じにくくなり、例えば排ガス浄化装置用保持材として用いる場合のキャニング性を良好とすることができる。
According to the binder-containing inorganic fiber molded body of the present invention, the binder-containing inorganic fiber molded body has two regions having different binder concentrations, and the low-concentration binder region occupies a larger volume ratio than the plurality of high-concentration binder regions among the above two regions. , The frictional force can be reduced on the entire surface of the binder-containing inorganic fiber molded body. Specifically, in the low-concentration binder region, the surface frictional force is small because the binder content is low, but in the high-concentration binder region, the surface frictional force is large because the binder content is high. According to the binder-containing inorganic fiber molded body of the present invention, a high-concentration binder region having a large surface frictional force exists on a part of the surface, but the low-concentration binder region occupies a large proportion in the binder-containing inorganic fiber molded body, and Since the high-concentration binder regions are scattered, the level of the surface frictional force is made uniform over the entire surface, and as a result, the frictional force on the entire surface of the binder-containing inorganic fiber molded body can be reduced.
Further, according to the binder-containing inorganic fiber molded body of the present invention, since the volume ratio occupied by the low-concentration binder region is larger than that of the plurality of high-concentration binder regions, the surface pressure is increased on the entire surface of the binder-containing inorganic fiber molded body. be able to.
Further, according to the binder-containing inorganic fiber molded body of the present invention, the inorganic fibers and the bundles of inorganic fibers are firmly bound by the binder in the high-concentration binder region. By extending such a high-concentration binder region in a direction intersecting the first surface and the second surface, the high-concentration binder region exists in a columnar shape in the inorganic fiber molding body, and Since the columnar high-concentration binder regions are scattered, a high shearing force can be obtained in the entire binder-containing inorganic fiber molded body.
As described above, the binder-containing inorganic fiber molded product of the present invention has a small frictional force on the entire surface and a high shearing force and surface pressure, so that delamination is less likely to occur, and is used, for example, as a holding material for an exhaust gas purification device. The canning property of the case can be improved.

本発明においては、複数の高濃度バインダー領域が、バインダー含有無機繊維成形体の少なくとも第1面において散在している。すなわち、本発明のバインダー含有無機繊維成形体は、複数の高濃度バインダー領域が、無機繊維成形体の少なくとも第1面の面内方向に散在していることになる。 In the present invention, a plurality of high-concentration binder regions are scattered on at least the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded product. That is, in the binder-containing inorganic fiber molded body of the present invention, a plurality of high-concentration binder regions are scattered in the in-plane direction of at least the first surface of the inorganic fiber molded body.

複数の高濃度バインダー領域が「第1面において散在」するとは、バインダー含有無機繊維成形体の第1面において、複数の高濃度バインダー領域が個々に所望の間隔を空けて散らばって設けられており、第1面に基準領域Rを設定したときに、基準領域Rを設定した面のいかなる位置においても、基準領域R内に複数の高濃度バインダー領域が所定の個数範囲で含まれることをいう。ここで、基準領域Rとは、仮想的に規定された領域であり、5cm四方の正方形とする。例えば、図1、図4において示される基準領域Rを、図1、図4に示すバインダー含有無機繊維成形体10の第1面10aの面内位置からあらゆる方向に移動させたとしても、基準領域R内には、複数の高濃度バインダー領域が所定の個数範囲で含まれる。基準領域Rは、バインダー含有無機繊維成形体の第1面において、所望の位置に設定することができる。 "Scattered on the first surface" means that the plurality of high-concentration binder regions are individually scattered on the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded body at desired intervals. , When the reference region R is set on the first surface, a plurality of high-concentration binder regions are included in a predetermined number range in the reference region R at any position on the surface on which the reference region R is set. Here, the reference area R is a virtually defined area, and is a 5 cm square. For example, even if the reference region R shown in FIGS. 1 and 4 is moved from the in-plane position of the first surface 10a of the binder-containing inorganic fiber molded body 10 shown in FIGS. 1 and 4, the reference region R is moved in all directions. A plurality of high-concentration binder regions are included in R in a predetermined number range. The reference region R can be set at a desired position on the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded product.

ここで、複数の高濃度バインダー領域が「第1面において散在」するとは、具体的には、バインダー含有無機繊維成形体の第1面に基準領域Rを設定したときに、上記基準領域Rに含まれる高濃度バインダー領域の個数が所定の個数、具体的には12個以上125個以下であることをいう。中でも基準領域R(5cm×5cm=25cm)に含まれる高濃度バインダー領域の個数が20個以上100個以下であることが好ましく、特に25個以上75個以下であることが好ましい。基準領域に1個の高濃度バインダー領域の一部が含まれる場合、その高濃度バインダー領域の平面視の面積の50%以上が基準領域Rに含まれていれば、1個としてカウントすることができる。基準領域Rに含まれる高濃度バインダー領域の個数は、任意の方法で数えることができ、その方法は特に限定されない。例えばバインダー含有無機繊維成形体に含まれるバインダーが有機バインダーであれば、バインダー含有無機繊維成形体を電気炉内において約400℃で60秒間熱して有機バインダーを変色させた後、5cm四方のサンプルを切り出して、該サンプルの第1面に発現される黒色の変色部の数を、基準領域Rに含まれる高濃度バインダー領域の個数とすることができる。変色部が高濃度バインダー領域であることを示し、非変色部が低濃度バインダー領域であることを示す。なお、平面視とは、バインダー含有無機繊維成形体の第1面側から見ることをいう。 Here, the fact that a plurality of high-concentration binder regions are "scattered on the first surface" means that, specifically, when the reference region R is set on the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded product, the reference region R is set. It means that the number of high-concentration binder regions contained is a predetermined number, specifically, 12 or more and 125 or less. Above all, the number of high-concentration binder regions contained in the reference region R (5 cm × 5 cm = 25 cm 2 ) is preferably 20 or more and 100 or less, and particularly preferably 25 or more and 75 or less. When a part of one high-concentration binder region is included in the reference region, if 50% or more of the planar view area of the high-concentration binder region is included in the reference region R, it can be counted as one. can. The number of high-concentration binder regions contained in the reference region R can be counted by any method, and the method is not particularly limited. For example, if the binder contained in the binder-containing inorganic fiber molded body is an organic binder, the binder-containing inorganic fiber molded body is heated at about 400 ° C. for 60 seconds in an electric furnace to discolor the organic binder, and then a 5 cm square sample is prepared. The number of black discolored portions expressed on the first surface of the sample by cutting out can be used as the number of high-concentration binder regions contained in the reference region R. It indicates that the discolored portion is a high-concentration binder region, and the non-discolored portion is a low-concentration binder region. The plan view means that the binder-containing inorganic fiber molded body is viewed from the first surface side.

第1面において基準領域Rを占める複数の高濃度バインダー領域の総面積の割合は、上記基準領域Rに含まれる高濃度バインダー領域の個数が、上述した所定の個数範囲にあれば特に限定されないが、例えば10%以上50%以下であることが好ましく、中でも20%以上40%以下であることが好ましい。 The ratio of the total area of the plurality of high-concentration binder regions occupying the reference region R on the first surface is not particularly limited as long as the number of high-concentration binder regions contained in the reference region R is within the above-mentioned predetermined number range. For example, it is preferably 10% or more and 50% or less, and more preferably 20% or more and 40% or less.

以下、本発明のバインダー含有無機繊維成形体について構成ごとに説明する。 Hereinafter, the binder-containing inorganic fiber molded product of the present invention will be described for each configuration.

1.高濃度バインダー領域および低濃度バインダー領域
本発明における高濃度バインダー領域は、バインダー濃度が相対的に高い領域であり、バインダー含有無機繊維成形体の上記第1面と上記第2面と交差する方向に延在し、且つバインダー含有無機繊維成形体の少なくとも第1面において散在している。また、低濃度バインダー領域は、上記高濃度バインダー領域以外のバインダー濃度が相対的に低い領域である。
1. 1. High-concentration binder region and low-concentration binder region The high-concentration binder region in the present invention is a region in which the binder concentration is relatively high, and is in the direction of intersecting the first surface and the second surface of the binder-containing inorganic fiber molded body. It is extending and scattered on at least the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded body. Further, the low-concentration binder region is a region other than the high-concentration binder region where the binder concentration is relatively low.

本発明においては、高濃度バインダー領域が散在していることから、高濃度バインダー領域および低濃度バインダー領域は、バインダー含有無機繊維成形体の少なくとも第1面において、複数の高濃度バインダー領域を島領域、低濃度バインダー領域を海領域として、海島状に存在することができる。 In the present invention, since the high-concentration binder regions are scattered, the high-concentration binder region and the low-concentration binder region are island regions in which a plurality of high-concentration binder regions are formed on at least the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded body. , The low-concentration binder region can be used as a sea region and can exist in the shape of a sea island.

なお、バインダー濃度とは、無機繊維の質量あたりのバインダーの質量の割合をいい、高濃度バインダー領域のバインダー濃度であれば、上記高濃度バインダー領域に含まれる無機繊維の質量あたりの上記高濃度バインダー領域に含まれるバインダーの質量の割合(%)をいう。 The binder concentration refers to the ratio of the mass of the binder to the mass of the inorganic fiber, and if the binder concentration is in the high-concentration binder region, the high-concentration binder per mass of the inorganic fiber contained in the high-concentration binder region. The ratio (%) of the mass of the binder contained in the region.

本発明のバインダー含有無機繊維成形体においては、低濃度バインダー領域の体積が、複数の高濃度バインダー領域の体積よりも大きい。これにより、バインダー含有無機繊維成形体の表面において、表面摩擦力が低い低濃度バインダー領域が占める割合が大きくなるため、バインダー含有無機繊維成形体の表面全体で摩擦力を低減し、面圧を高くすることができる。 In the binder-containing inorganic fiber molded product of the present invention, the volume of the low-concentration binder region is larger than the volume of the plurality of high-concentration binder regions. As a result, the low-concentration binder region having a low surface frictional force occupies a large proportion on the surface of the binder-containing inorganic fiber molded product, so that the frictional force is reduced and the surface pressure is increased on the entire surface of the binder-containing inorganic fiber molded product. can do.

本発明においては、上記複数の高濃度バインダー領域の体積に対する上記低濃度バインダー領域の体積比が1.5以上6.0以下であればよく、中でも1.7以上5.0以下であることが好ましく、特に2.0以上4.0以下であることが好ましい。上記体積比を上記の範囲とすることで、上記低濃度バインダー領域によりバインダー含有無機繊維成形体の表面全体での摩擦力が小さくなりかつ面圧が高くなり、一方で上記高濃度バインダー領域によりバインダー含有無機繊維成形体全体での剪断力を高くなるため、両方の物性のバランスを良好にとることができる。なお、上記体積比が上記範囲を超えると、バインダー含有無機繊維成形体に占める高濃度バインダー領域の割合が小さすぎて、上記高濃度バインダー領域による剪断力の向上効果が十分に得られない場合がある。一方、上記体積比が上記範囲を満たないと、バインダー含有無機繊維成形体の表面を占める低濃度バインダー領域の割合が小さくなり、上記低濃度バインダー領域による表面全体での摩擦力の低減効果や面圧向上効果が十分に得られない場合がある。 In the present invention, the volume ratio of the low-concentration binder region to the volume of the plurality of high-concentration binder regions may be 1.5 or more and 6.0 or less, and in particular, 1.7 or more and 5.0 or less. It is preferable, and it is particularly preferable that it is 2.0 or more and 4.0 or less. By setting the volume ratio within the above range, the frictional force on the entire surface of the binder-containing inorganic fiber molded body becomes smaller and the surface pressure becomes higher due to the low concentration binder region, while the binder due to the high concentration binder region. Since the shearing force of the entire contained inorganic fiber molded body is increased, both physical properties can be well balanced. If the volume ratio exceeds the above range, the ratio of the high-concentration binder region to the binder-containing inorganic fiber molded body is too small, and the effect of improving the shearing force by the high-concentration binder region may not be sufficiently obtained. be. On the other hand, if the volume ratio does not meet the above range, the proportion of the low-concentration binder region occupying the surface of the binder-containing inorganic fiber molded body becomes small, and the effect of reducing the frictional force on the entire surface and the surface of the low-concentration binder region are achieved. The pressure improving effect may not be sufficiently obtained.

複数の高濃度バインダー領域に対する低濃度バインダー領域の体積比は、任意の方法で算出することができ、その方法は特に限定されないが、例えばバインダー含有無機繊維成形体に含まれるバインダーが有機バインダーであれば、以下の手順で算出することができる。すなわち、バインダー含有無機繊維成形体を電気炉内において約400℃で60秒間熱して有機バインダーを変色させた後、5cm四方のサンプルを切り出して、該サンプルの第1面に発現される複数の変色部についてそれぞれ、変色部の面積に該サンプルの厚み方向の縦断面における該変色部の高さ(すなわち高濃度バインダー領域の高さ)を乗し、該サンプルに含まれる複数の高濃度バインダー領域の体積の総和を算出する。また、非変色部の面積に該サンプルの厚みを乗することで低濃度バインダー領域の体積を算出する。
そして、低濃度バインダー領域の体積を複数の高濃度バインダー領域の体積の総和で除することで、上記体積比を算出することができる。
The volume ratio of the low-concentration binder region to the plurality of high-concentration binder regions can be calculated by any method, and the method is not particularly limited. For example, the binder contained in the binder-containing inorganic fiber molded body may be an organic binder. For example, it can be calculated by the following procedure. That is, after the binder-containing inorganic fiber molded body is heated in an electric furnace at about 400 ° C. for 60 seconds to discolor the organic binder, a 5 cm square sample is cut out and a plurality of discolorations expressed on the first surface of the sample are cut out. For each portion, the area of the discolored portion is multiplied by the height of the discolored portion (that is, the height of the high-concentration binder region) in the vertical cross section in the thickness direction of the sample, and the height of the plurality of high-concentration binder regions contained in the sample is obtained. Calculate the total volume. Further, the volume of the low-concentration binder region is calculated by multiplying the area of the non-discolored portion by the thickness of the sample.
Then, the volume ratio can be calculated by dividing the volume of the low-concentration binder region by the sum of the volumes of the plurality of high-concentration binder regions.

また、本発明のバインダー含有無機繊維成形体においては、少なくとも第1面において、複数の高濃度バインダー領域の総面積に対する低濃度バインダー領域の面積比が2以上6以下であることが好ましく、中でも2以上5以下であることが好ましく、特に2以上4以下であることが好ましい。上記面積比を上記の範囲とすることで、上記低濃度バインダー領域によりバインダー含有無機繊維成形体の表面全体での摩擦力を小さくして面圧を高くすることができ、上記高濃度バインダー領域によりバインダー含有無機繊維成形体全体での剪断力を高くすることができ、両方の物性のバランスを良好にとることができる。 Further, in the binder-containing inorganic fiber molded product of the present invention, the area ratio of the low-concentration binder region to the total area of the plurality of high-concentration binder regions is preferably 2 or more and 6 or less, and above all, 2 It is preferably 5 or more, and particularly preferably 2 or more and 4 or less. By setting the area ratio in the above range, the frictional force on the entire surface of the binder-containing inorganic fiber molded body can be reduced and the surface pressure can be increased by the low-concentration binder region, and the high-concentration binder region can be used. The shearing force of the entire binder-containing inorganic fiber molded body can be increased, and the physical properties of both can be well balanced.

複数の高濃度バインダー領域の総面積に対する低濃度バインダー領域の面積比は、任意の方法で算出することができ、その方法は特に限定されない。例えばバインダー含有無機繊維成形体に含まれるバインダーが有機バインダーであれば、以下の手順で算出することができる。すなわち、バインダー含有無機繊維成形体を電気炉内において約400℃で60秒間熱して有機バインダーを変色させた後、5cm四方のサンプルを切り出して、該サンプルの第1面に発現される複数の変色部の面積の総和、および上記第1面において変色部以外の領域である非変色部の面積をそれぞれ算出する。非変色部の面積を複数の変色部の面積の総和で除することで、上記面積比を算出することができる。 The area ratio of the low-concentration binder region to the total area of the plurality of high-concentration binder regions can be calculated by any method, and the method is not particularly limited. For example, if the binder contained in the binder-containing inorganic fiber molded product is an organic binder, it can be calculated by the following procedure. That is, after the binder-containing inorganic fiber molded body is heated in an electric furnace at about 400 ° C. for 60 seconds to discolor the organic binder, a 5 cm square sample is cut out and a plurality of discolorations expressed on the first surface of the sample are cut out. The total area of the portions and the area of the non-discolored portion, which is a region other than the discolored portion on the first surface, are calculated. The area ratio can be calculated by dividing the area of the non-discolored portion by the sum of the areas of the plurality of discolored portions.

(1)高濃度バインダー領域
上記高濃度バインダー領域のバインダー濃度は、上記低濃度バインダー領域のバインダー濃度よりも高ければよく、例えば5%超25%以下であることが好ましく、中でも7%以上20%以下であることが好ましく、特に9%以上18%以下であることが好ましい。
上記高濃度バインダー領域のバインダー濃度を上記の範囲とすることで、上記高濃度バインダー領域において無機繊維や無機繊維束の結着力を高めることができ、上記高濃度バインダー領域を介して周囲の低濃度バインダー領域が連結されて、バインダー含有無機繊維成形体が高剪断力を有することができる。また、複数の高濃度バインダー領域による剪断力の向上効果と、低濃度バインダー領域による表面摩擦力の低減効果および面圧の向上効果とのバランスを良好にとることができる。なお、上記高濃度バインダー領域のバインダー濃度が上記範囲を超えると、バインダー含有無機繊維成形体の表面がバインダーによりベタついて、バインダー含有無機繊維成形体の表面全体での摩擦力の低減効果や面圧の向上効果が得られにくくなる場合がある。また、有機バインダーであれば、熱分解しにくい、熱分解により生じるガスで作業環境が悪化する、クッション性が損なわれる等の不具合が想定される。一方、上記高濃度バインダー領域のバインダー濃度が上記範囲を満たないと、高濃度バインダー領域を設けることによる剪断力の向上効果が得られにくい場合がある。
(1) High-concentration binder region The binder concentration in the high-concentration binder region may be higher than the binder concentration in the low-concentration binder region, and is preferably more than 5% and 25% or less, particularly 7% or more and 20%. It is preferably 9% or more, and particularly preferably 18% or less.
By setting the binder concentration of the high-concentration binder region within the above range, the binding force of the inorganic fibers and the inorganic fiber bundles can be enhanced in the high-concentration binder region, and the surrounding low concentration is passed through the high-concentration binder region. The binder regions are connected so that the binder-containing inorganic fiber molded body can have a high shearing force. Further, it is possible to strike a good balance between the effect of improving the shearing force by the plurality of high-concentration binder regions, the effect of reducing the surface frictional force by the low-concentration binder region, and the effect of improving the surface pressure. When the binder concentration in the high-concentration binder region exceeds the above range, the surface of the binder-containing inorganic fiber molded product becomes sticky due to the binder, and the effect of reducing the frictional force and the surface pressure on the entire surface of the binder-containing inorganic fiber molded product are obtained. It may be difficult to obtain the improvement effect of. Further, if it is an organic binder, problems such as difficulty in thermal decomposition, deterioration of the working environment due to the gas generated by thermal decomposition, and impaired cushioning are expected. On the other hand, if the binder concentration in the high-concentration binder region does not meet the above range, it may be difficult to obtain the effect of improving the shearing force by providing the high-concentration binder region.

高濃度バインダー領域のバインダー濃度の求め方は、特に限定されないが、例えばバインダーが有機バインダーであれば、以下の方法により算出することができる。すなわち、バインダー含有無機繊維成形体を電気炉内において約400℃で60秒間熱して有機バインダーを変色させた後、5cm四方のサンプルを切り出す。次に、該サンプルから変色部を切り出して該変色部の質量(バインダー焼失処理前の変色部の質量)を測定する。続いて該変色部に対して800℃で1時間加熱するバインダー焼失処理を行い、該変色部中の有機バインダーを焼失し、バインダー焼失処理後の該変色部の質量を測定する。バインダー焼失処理後の該変色部の質量を、高濃度バインダー領域における無機繊維の質量とし、バインダー焼失処理前後での質量差を、該変色部に含まれるバインダーの質量として、高濃度バインダー領域の1つあたりのバインダー濃度(%)を求めることができる。 The method for obtaining the binder concentration in the high-concentration binder region is not particularly limited, but for example, if the binder is an organic binder, it can be calculated by the following method. That is, the binder-containing inorganic fiber molded product is heated in an electric furnace at about 400 ° C. for 60 seconds to discolor the organic binder, and then a 5 cm square sample is cut out. Next, the discolored portion is cut out from the sample and the mass of the discolored portion (mass of the discolored portion before the binder burning treatment) is measured. Subsequently, the discolored portion is subjected to a binder burning treatment of heating at 800 ° C. for 1 hour, the organic binder in the discolored portion is burned down, and the mass of the discolored portion after the binder burnout treatment is measured. The mass of the discolored portion after the binder burnout treatment is defined as the mass of the inorganic fiber in the high-concentration binder region, and the mass difference before and after the binder burnout treatment is defined as the mass of the binder contained in the discolored portion. The binder concentration (%) per unit can be obtained.

上記高濃度バインダー領域の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、正円形、楕円等の円形、正方形や長方形等の四角形、多角形、星形状等が挙げられる。中でも円形が好ましく、正円であることがより好ましい。 The plan view shape of the high-concentration binder region is not particularly limited, and examples thereof include a perfect circle, a circle such as an ellipse, a quadrangle such as a square or a rectangle, a polygon, and a star shape. Of these, a circle is preferable, and a perfect circle is more preferable.

上記高濃度バインダー領域の直径は、特に限定されないが、例えば、1.0mm以上7.0mm以下とすることができ、中でも2.0mm以上6.0mm以下であることが好ましく、特に2.0mm以上5.0mm以下であることが好ましい。上記高濃度バインダー領域の平面視形状が正円以外である場合の高濃度バインダー領域の直径とは、平面視における高濃度バインダー領域の面積の円相当径とする。高濃度バインダー領域の直径とは、図1~図6においてφ1に示す部分をいう。 The diameter of the high-concentration binder region is not particularly limited, but can be, for example, 1.0 mm or more and 7.0 mm or less, particularly preferably 2.0 mm or more and 6.0 mm or less, and particularly 2.0 mm or more. It is preferably 5.0 mm or less. The diameter of the high-concentration binder region when the shape of the high-concentration binder region in the plan view is other than a perfect circle is the diameter equivalent to the circle of the area of the high-concentration binder region in the plan view. The diameter of the high-concentration binder region means the portion shown in φ1 in FIGS. 1 to 6.

また、平面視において、上記高濃度バインダー領域の面積は、特に限定されないが、例えば0.5mm以上40.0mm以下とすることができ、中でも3.0mm以上30.0mm以下とすることができ、特に3.0mm以上25.0mm以下とすることができる。 Further, in a plan view, the area of the high-concentration binder region is not particularly limited, but can be, for example, 0.5 mm 2 or more and 40.0 mm 2 or less, and particularly 3.0 mm 2 or more and 30.0 mm 2 or less. In particular, it can be 3.0 mm 2 or more and 25.0 mm 2 or less.

上記高濃度バインダー領域の直径や面積が上記範囲を超えると、高摩擦力・低面圧の高濃度バインダー領域がバインダー含有無機繊維成形体の表面に局所的に存在することになり、低濃度バインダー領域による表面摩擦力の低減効果や面圧の向上効果が得られにくくなる場合がある。一方、上記高濃度バインダー領域の直径や面積が上記範囲を満たないと、高濃度バインダー領域の形成が困難な場合や、高濃度バインダー領域による剪断力の向上効果が十分に得られない場合がある。 When the diameter or area of the high-concentration binder region exceeds the above range, the high-concentration binder region having high frictional force and low surface pressure is locally present on the surface of the binder-containing inorganic fiber molded body, and the low-concentration binder is present. It may be difficult to obtain the effect of reducing the surface frictional force and the effect of improving the surface pressure depending on the region. On the other hand, if the diameter or area of the high-concentration binder region does not meet the above range, it may be difficult to form the high-concentration binder region, or the effect of improving the shearing force by the high-concentration binder region may not be sufficiently obtained. ..

上記高濃度バインダー領域は、バインダー含有無機繊維成形体の上記第1面と上記第2面と交差する方向に延在する。これにより、上記高濃度バインダー領域は、無機繊維成形体内で柱状に存在することができる。上記高濃度バインダー領域の延在方向は、上記第1面および第2面に対して直交していてもよく、斜交していてもよい。上記高濃度バインダー領域の高さは、高いほど好ましく、例えば、バインダー含有無機繊維成形体の平均厚みの50%以上とすることができ、中でも80%以上であることが好ましく、特に100%、すなわち、上記高濃度バインダー領域がバインダー含有無機繊維成形体の厚み方向を貫通することが好ましい。バインダー含有無機繊維成形体の平均厚みに対する高濃度バインダー領域の高さを上記の範囲とすることで、剪断力を高くすることができるからである。
なお、上記高濃度バインダー領域の高さが上記範囲よりも小さいと、バインダー含有無機繊維成形体の厚み方向において、バインダーにより無機繊維や無機繊維束が結着されていない領域が増えるため、上記高濃度バインダー領域による剪断力の向上効果が十分に得られない場合がある。なお、高濃度バインダー領域の高さとは、高濃度バインダー領域の延在方向によらず、バインダー含有無機繊維成形体の上記第1面および上記第2面と直交する方向における長さの平均値をいい、図2~3および図5~6においてHで示す長さとする。高濃度バインダー領域の高さは、バインダー含有無機繊維成形体を電気炉内において約400℃で60秒間熱して有機バインダーを変色させた後、所望のサイズにサンプルを切り出して、該サンプルの縦断面(切断面)に発現される変色部の高さから特定することができる。
The high-concentration binder region extends in a direction intersecting the first surface and the second surface of the binder-containing inorganic fiber molded product. As a result, the high-concentration binder region can exist in a columnar shape in the inorganic fiber molding body. The extending direction of the high-concentration binder region may be orthogonal to the first plane and the second plane, or may be oblique to each other. The higher the height of the high-concentration binder region is, the more preferable it is. It is preferable that the high-concentration binder region penetrates the binder-containing inorganic fiber molded body in the thickness direction. This is because the shearing force can be increased by setting the height of the high-concentration binder region with respect to the average thickness of the binder-containing inorganic fiber molded body within the above range.
If the height of the high-concentration binder region is smaller than the above range, the region in which the inorganic fiber or the bundle of inorganic fibers is not bound by the binder increases in the thickness direction of the binder-containing inorganic fiber molded body, so that the height is high. The effect of improving the shearing force by the concentration binder region may not be sufficiently obtained. The height of the high-concentration binder region is the average value of the lengths of the binder-containing inorganic fiber molded body in the direction orthogonal to the first surface and the second surface, regardless of the extending direction of the high-concentration binder region. It is the length indicated by H in FIGS. 2 to 3 and 5 to 6. The height of the high-concentration binder region is determined by heating the binder-containing inorganic fiber molded body in an electric furnace at about 400 ° C. for 60 seconds to discolor the organic binder, and then cutting out a sample to a desired size to obtain a vertical cross section of the sample. It can be specified from the height of the discolored portion expressed on the (cut surface).

上記複数の高濃度バインダー領域は、バインダー含有無機繊維成形体の少なくとも第1面において散在するが、中でも上記高濃度バインダー領域が上記バインダー含有無機繊維成形体の厚み方向を貫通し、上記第1面および上記第2面の両面において散在していることが好ましい。周囲の低濃度バインダー領域との接触面が増え、上記高濃度バインダー領域を介して周囲の低濃度バインダー領域が連結されることで、バインダー含有無機繊維成形体が高剪断力を有することができるからである。なお、高濃度バインダー領域が「第2面において散在」するとは、第1面と同様に定義することができる。 The plurality of high-concentration binder regions are scattered on at least the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded body. Among them, the high-concentration binder region penetrates the thickness direction of the binder-containing inorganic fiber molded body, and the first surface thereof. And it is preferable that they are scattered on both sides of the second surface. This is because the binder-containing inorganic fiber molded body can have a high shearing force by increasing the contact surface with the surrounding low-concentration binder region and connecting the surrounding low-concentration binder region via the high-concentration binder region. Is. It should be noted that the high-concentration binder region "scattered on the second surface" can be defined in the same manner as on the first surface.

図2、図3では、高濃度バインダー領域Aがバインダー含有無機繊維成形体10の厚み方向(Z方向)を貫通し、バインダー含有無機繊維成形体10の第1面10aおよび第2面10bにおいて散在している例を示している。また、図5、図6では、高濃度バインダー領域Aがバインダー含有無機繊維成形体10の厚み方向(Z方向)を貫通せず、バインダー含有無機繊維成形体10の第1面10aにおいて散在している例を示している。 In FIGS. 2 and 3, the high-concentration binder region A penetrates the binder-containing inorganic fiber molded body 10 in the thickness direction (Z direction) and is scattered on the first surface 10a and the second surface 10b of the binder-containing inorganic fiber molded body 10. Here is an example of what you are doing. Further, in FIGS. 5 and 6, the high-concentration binder region A does not penetrate the thickness direction (Z direction) of the binder-containing inorganic fiber molded body 10 and is scattered on the first surface 10a of the binder-containing inorganic fiber molded body 10. Here is an example.

後述するように、高濃度バインダー領域は、バインダー含有無機繊維成形体が有する貫通孔または非貫通孔である凹部に位置していてもよく、上記凹部以外の領域に位置していてもよい。図2および図3で例示するように、貫通孔である凹部2に位置する高濃度バインダー領域Aは、バインダー含有無機繊維成形体10の厚み方向(Z方向)を貫通して第1面10aおよび第2面10bの両面において散在していてもよく、図示しないが、バインダー含有無機繊維成形体10の厚み方向(Z方向)を貫通せずに第1面10aのみにおいて散在していてもよい。同様に、図5で例示するように、非貫通孔である凹部2に位置する高濃度バインダー領域Aは、バインダー含有無機繊維成形体10の厚み方向(Z方向)を貫通せずに第1面10aのみにおいて散在していてもよく、図示しないが、バインダー含有無機繊維成形体10の厚み方向(Z方向)を貫通して第1面10aおよび第2面10bの両面において散在していてもよい。さらに、図6で例示するように、凹部2以外の領域に位置する高濃度バインダー領域Aは、バインダー含有無機繊維成形体10の厚み方向(Z方向)を貫通せずに第1面10aのみにおいて散在していてもよく、図示しないが、バインダー含有無機繊維成形体の厚み方向(Z方向)を貫通して第1面10aおよび第2面10bの両面において散在していてもよい。 As will be described later, the high-concentration binder region may be located in a recess that is a through hole or a non-penetration hole of the binder-containing inorganic fiber molded product, or may be located in a region other than the recess. As illustrated in FIGS. 2 and 3, the high-concentration binder region A located in the recess 2 which is a through hole penetrates the thickness direction (Z direction) of the binder-containing inorganic fiber molded body 10 and penetrates the first surface 10a and the first surface 10a. It may be scattered on both surfaces of the second surface 10b, and although not shown, it may be scattered only on the first surface 10a without penetrating the thickness direction (Z direction) of the binder-containing inorganic fiber molded body 10. Similarly, as illustrated in FIG. 5, the high-concentration binder region A located in the recess 2 which is a non-penetrating hole does not penetrate the thickness direction (Z direction) of the binder-containing inorganic fiber molded body 10 and is the first surface. It may be scattered only in 10a, and although not shown, it may be scattered in both the first surface 10a and the second surface 10b through the thickness direction (Z direction) of the binder-containing inorganic fiber molded body 10. .. Further, as illustrated in FIG. 6, the high-concentration binder region A located in the region other than the recess 2 does not penetrate the thickness direction (Z direction) of the binder-containing inorganic fiber molded body 10 and is formed only on the first surface 10a. Although not shown, they may be scattered on both sides of the first surface 10a and the second surface 10b through the thickness direction (Z direction) of the binder-containing inorganic fiber molded body.

上記複数の高濃度バインダー領域は、近接する2つの高濃度バインダー領域間の間隔が、いずれも同じであってもよく、異なってもよい。近接する2つの高濃度バインダー領域間の平均間隔としては、特に限定されないが、例えば3mm以上10mm以下とすることができ、中でも4mm以上9mm以下であることが好ましく、特に5mm以上9mm以下であることが好ましい。近接する2つの高濃度バインダー領域間の間隔とは、例えば図1、図4においてd1、d2で示す部分の長さをいう。 The plurality of high-concentration binder regions may have the same or different spacing between two adjacent high-concentration binder regions. The average distance between two adjacent high-concentration binder regions is not particularly limited, but can be, for example, 3 mm or more and 10 mm or less, particularly preferably 4 mm or more and 9 mm or less, and particularly 5 mm or more and 9 mm or less. Is preferable. The distance between two adjacent high-concentration binder regions means, for example, the length of the portion indicated by d1 and d2 in FIGS. 1 and 4.

上記複数の高濃度バインダー領域は、規則性を持って散在していてもよく、不規則に散在していてもよい。例えば図1、図4では、複数の高濃度バインダー領域Aが規則性を持って散在している。具体的には、図1、図4では、高濃度バインダー領域Aが、バインダー含有無機繊維成形体10の第1面10aおよび第2面10bの面内の第1の方向(図1、図4におけるX方向)に間隔d1で等間隔離間して配置されており、上記第1の方向と直交する第2の方向(図1、図4におけるY方向)に間隔d2で等間隔離間して配置されている。図1では、間隔d1と間隔d2とが同じであり、一方、図4では、間隔d1と間隔d2とが異なる。 The plurality of high-concentration binder regions may be scattered with regularity or irregularly. For example, in FIGS. 1 and 4, a plurality of high-concentration binder regions A are regularly scattered. Specifically, in FIGS. 1 and 4, the high-concentration binder region A is the first direction in the planes of the first surface 10a and the second surface 10b of the binder-containing inorganic fiber molded body 10 (FIGS. 1 and 4). Is arranged at equal intervals d1 in the X direction), and is arranged at equal intervals d2 in the second direction (Y direction in FIGS. 1 and 4) orthogonal to the first direction. Has been done. In FIG. 1, the interval d1 and the interval d2 are the same, while in FIG. 4, the interval d1 and the interval d2 are different.

上記複数の高濃度バインダー領域が、第1の方向および第2の方向に間隔d1および間隔d2で離間して配置される場合、間隔d1と間隔d2とは同じであってもよく、異なってもよい。また、第1の方向の列ごとに、間隔d1が同じであってもよく異なってもよく、第2の方向の列ごとに、間隔d2が同じであってもよく異なってもよい。 When the plurality of high-concentration binder regions are arranged at intervals d1 and interval d2 in the first direction and the second direction, the interval d1 and the interval d2 may be the same or different. good. Further, the interval d1 may be the same or different for each column in the first direction, and the interval d2 may be the same or different for each column in the second direction.

上記複数の高濃度バインダー領域が、第1の方向および第2の方向に間隔d1および間隔d2で離間して配置される場合、上記第1の方向および第2の方向の高濃度バインダー領域の数は、適宜設定することができる。第1の方向の列ごとまたは第2の方向の列ごとに、高濃度バインダー領域の数が同じであってもよく、異なっていてもよい。 The number of high-concentration binder regions in the first direction and the second direction when the plurality of high-concentration binder regions are arranged at intervals d1 and d2 in the first direction and the second direction. Can be set as appropriate. The number of high-concentration binder regions may be the same or different for each column in the first direction or for each column in the second direction.

上記複数の高濃度バインダー領域は、集合部を形成していてもよい。ここで、集合部とは、少なくとも2.5cm四方の領域内に高濃度バインダー領域が15個以上含まれている領域をいい、中でも20個以上含まれていることが好ましい。また、上記集合部における高濃度バインダー領域の個数の上限は特に限定されないが、例えば30個とすることができる。 The plurality of high-concentration binder regions may form an aggregated portion. Here, the gathering portion means a region in which 15 or more high-concentration binder regions are contained in a region of at least 2.5 cm square, and it is preferable that 20 or more of them are contained. The upper limit of the number of high-concentration binder regions in the gathering portion is not particularly limited, but may be, for example, 30.

上記集合部において、複数の高濃度バインダー領域は散在しており、集合部内の高濃度バインダー領域以外の領域は、低濃度バインダー領域となる。上記集合部内において、複数の高濃度バインダー領域は規則性を持って散在していてもよく、不規則に散在していてもよい。上記集合部において、近接する高濃度バインダー領域間の平均間隔は、離間されていれば特に限定されない。 In the above gathering portion, a plurality of high-concentration binder regions are scattered, and the region other than the high-concentration binder region in the gathering portion becomes a low-concentration binder region. Within the aggregated portion, the plurality of high-concentration binder regions may be scattered with regularity or irregularly. In the above-mentioned aggregation portion, the average spacing between adjacent high-concentration binder regions is not particularly limited as long as they are separated.

上記集合部内における複数の高濃度バインダー領域の配置態様としては、特に限定されないが、例えば、複数の高濃度バインダー領域が、バインダー含有無機繊維成形体の面内において設定した第1の方向および上記第1の方向と直交する第2の方向の少なくとも一方向に、所望の間隔を空けて1列または2列以上のライン状に配置された態様(第1の態様)とすることができる。また、他の配置態様として、例えば複数の高濃度バインダー領域が所望の間隔を空けて四角環状に配置されている態様(第2の態様)、複数の高濃度バインダー領域が円周方向に所望の間隔を空けて1重または2重以上の円環列状に配置されている態様(第3の態様)、複数の高濃度バインダー領域が所望の間隔を空けて楕円環状や多角形環状に配置されている態様(第4の態様)、複数の高濃度バインダー領域が所望の間隔を空けて星形形状のように凹多角形環状に配置されている態様(第5の態様)等が挙げられる。 The arrangement mode of the plurality of high-concentration binder regions in the assembly portion is not particularly limited, but for example, the plurality of high-concentration binder regions are set in the plane of the binder-containing inorganic fiber molded body in the first direction and the above-mentioned first. It can be a mode (first mode) in which one row or two or more rows are arranged in a line shape at a desired interval in at least one direction of a second direction orthogonal to the first direction. Further, as other arrangement modes, for example, a mode in which a plurality of high-concentration binder regions are arranged in a square ring at desired intervals (second aspect), a mode in which a plurality of high-concentration binder regions are arranged in a circumferential direction are desired. A mode in which one or more layers are arranged in an annular row at intervals (third aspect), a plurality of high-concentration binder regions are arranged in an elliptical ring or a polygonal ring at desired intervals. (4th aspect), a plurality of high-concentration binder regions are arranged in a concave polygonal ring like a star shape at desired intervals (fifth aspect), and the like.

図7(a)で例示する集合部Gは、複数の高濃度バインダー領域Aが第1の態様で配置されている。すなわち、第1の方向(図7(a)におけるX方向)に、3つの高濃度バインダー領域Aが間隔d3で等間隔離間してライン状に配置されており、第1の方向と直交する第2の方向(図7(a)におけるY方向)に、3つの高濃度バインダー領域Aが間隔d4で等間隔離間してライン状に配置された、3列×3列の配置態様を有する。図7(a)において、近接する2つの集合部Gは、第1の方向(X方向)に間隔d5で離間し、第2の方向(Y方向)に間隔d6で離間して配置されている。 In the gathering portion G illustrated in FIG. 7A, a plurality of high-concentration binder regions A are arranged in the first aspect. That is, in the first direction (X direction in FIG. 7A), the three high-concentration binder regions A are arranged in a line shape at equal intervals d3, and are orthogonal to the first direction. It has a three-row × three-row arrangement in which three high-concentration binder regions A are arranged in a line at equal intervals d4 in two directions (Y direction in FIG. 7A). In FIG. 7A, two adjacent gathering portions G are spaced apart by a distance d5 in the first direction (X direction) and separated by a distance d6 in the second direction (Y direction). ..

上記第1の態様においては、図7(a)で例示した3列×3列の配列態様の他に、例えば図7(b)に例示する1列×5列の配列態様や、その他配列態様が挙げられる。配列態様については特に限定されない。上記第1の態様においては、第1の方向および第2の方向の各列の高濃度バインダー領域の数は同一であってもよく異なってもよい。 In the first aspect, in addition to the 3 row × 3 row arrangement embodiment exemplified in FIG. 7 (a), for example, the 1 row × 5 row arrangement embodiment exemplified in FIG. 7 (b) and other arrangement embodiments are used. Can be mentioned. The arrangement mode is not particularly limited. In the first aspect, the number of high concentration binder regions in each row in the first direction and the second direction may be the same or different.

図8(a)で例示する集合部Gは、複数の高濃度バインダー領域Aが第2の態様で配置されており、隣接する高濃度バインダー領域Aは間隔d7で離間して配置されている。また、図8(b)で例示する集合部Gは、複数の高濃度バインダー領域Aが第3の態様で配置されており、隣接する高濃度バインダー領域Aは間隔d8で離間して配置されている。 In the gathering portion G illustrated in FIG. 8A, a plurality of high-concentration binder regions A are arranged in the second aspect, and adjacent high-concentration binder regions A are arranged apart from each other at an interval d7. Further, in the gathering portion G exemplified in FIG. 8B, a plurality of high-concentration binder regions A are arranged in the third aspect, and the adjacent high-concentration binder regions A are arranged at intervals d8. There is.

集合部を構成する高濃度バインダー領域の数は、特に限定されない。また、上記集合部の平面視形状、上記集合部1つあたりの大きさ等は、集合部を構成する高濃度バインダー領域の大きさや数に応じて適宜設定することができる。 The number of high-concentration binder regions constituting the gathering portion is not particularly limited. Further, the plan-view shape of the gathering portion, the size of each gathering portion, and the like can be appropriately set according to the size and number of the high-concentration binder regions constituting the gathering portion.

上記集合部は、バインダー含有無機繊維成形体の少なくとも第1面において散在していることが好ましく、第1面および第2面の両面において散在していてもよい。上記集合部の散在態様は特に限定されず、規則性を持って設けられていてもよく、不規則に設けられていてもよい。近接する集合部間の離間間隔は特に限定されず、集合部の大きさ、散在態様等に応じて適宜設定することができる。 The aggregated portions are preferably scattered on at least the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded product, and may be scattered on both the first surface and the second surface. The scattered mode of the gathering portion is not particularly limited, and may be provided with regularity or irregularly. The distance between the adjacent gathering portions is not particularly limited, and can be appropriately set according to the size of the gathering portions, the scattered mode, and the like.

上記集合部は、例えば図8(a)、(b)で例示するように、1つの集合部Gに含まれる複数の高濃度バインダー領域Aの少なくとも一部が、無機繊維成形体が有する凹部2に位置していてもよく、図示しないが、1つの集合部に含まれる複数の高濃度バインダー領域のすべてが上記凹部に位置していなくてもよい。 As illustrated in FIGS. 8A and 8B, the assembly portion has a recess 2 in which at least a part of a plurality of high-concentration binder regions A contained in one assembly portion G is contained in the inorganic fiber molded body. Although not shown, all of the plurality of high-concentration binder regions contained in one gathering portion may not be located in the recess.

(2)低濃度バインダー領域
上記低濃度バインダー領域のバインダー濃度は、上記高濃度バインダー領域のバインダー濃度よりも低ければよく、具体的には0%以上5.0%以下であることが好ましく、中でも0%以上4.5%以下であることが好ましく、特に0%以上4.0%以下であることが好ましい。なお、バインダー濃度が0%であるとは、無機繊維成形体にバインダーが含有されていないことを意味する。上記低濃度バインダー領域のバインダー濃度が上記範囲よりも大きいと、上記低濃度バインダー領域での表面摩擦力が大きくなり、上記低濃度バインダー領域によるバインダー含有無機繊維成形体の表面全体での摩擦力の低減効果を得られにくい場合や、面圧が低くなる場合がある。
(2) Low-concentration binder region The binder concentration in the low-concentration binder region may be lower than the binder concentration in the high-concentration binder region, and specifically, it is preferably 0% or more and 5.0% or less. It is preferably 0% or more and 4.5% or less, and particularly preferably 0% or more and 4.0% or less. The binder concentration of 0% means that the inorganic fiber molded product does not contain the binder. When the binder concentration in the low-concentration binder region is larger than the above range, the surface frictional force in the low-concentration binder region becomes large, and the frictional force on the entire surface of the binder-containing inorganic fiber molded body due to the low-concentration binder region becomes large. It may be difficult to obtain the reduction effect, or the surface pressure may be low.

低濃度バインダー領域のバインダー濃度の求め方は、特に限定されないが、例えばバインダーが有機バインダーであれば、以下の方法により算出することができる。すなわち、バインダー含有無機繊維成形体を電気炉内において約400℃で60秒間熱して有機バインダーを変色させた後、5cm四方のサンプルを切り出す。次に、該サンプルの変色部以外の領域(非変色領域)を分離して非変色領域の質量(バインダー焼失処理前の非変色部の質量)を測定する。続いて該非変色領域に対して800℃で1時間加熱するバインダー焼失処理を行い、該非変色領域中の有機バインダーを焼失し、バインダー焼失処理後の該非変色部の質量を測定する。バインダー焼失処理後の該非変色領域の質量を、低濃度バインダー領域における無機繊維の質量とし、バインダー焼失処理前後での質量差を、該非変色領域に含まれるバインダーの質量として、低濃度バインダー領域のバインダー濃度を求めることができる。 The method for obtaining the binder concentration in the low-concentration binder region is not particularly limited, but for example, if the binder is an organic binder, it can be calculated by the following method. That is, the binder-containing inorganic fiber molded product is heated in an electric furnace at about 400 ° C. for 60 seconds to discolor the organic binder, and then a 5 cm square sample is cut out. Next, the region other than the discolored portion (non-discolored region) of the sample is separated, and the mass of the non-discolored region (mass of the non-discolored portion before the binder burning treatment) is measured. Subsequently, the non-discolored region is subjected to a binder burning treatment of heating at 800 ° C. for 1 hour, the organic binder in the non-colored region is burned, and the mass of the non-colored portion after the binder burnout treatment is measured. The mass of the non-discolored region after the binder burnout treatment is defined as the mass of the inorganic fiber in the low-concentration binder region, and the mass difference before and after the binder burnout treatment is defined as the mass of the binder contained in the non-discolored region. The concentration can be determined.

(3)バインダー
本発明におけるバインダーは、無機繊維成形体に含まれ、無機繊維や無機繊維束を結着する。上記バインダーとしては、有機バインダーおよび無機バインダーのいずれも用いることができる。
(3) Binder The binder in the present invention is contained in an inorganic fiber molded body and binds inorganic fibers and bundles of inorganic fibers. As the binder, either an organic binder or an inorganic binder can be used.

上記有機バインダーとしては、各種のゴム、水溶性高分子化合物、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。具体的には、アクリルゴム、ニトリルゴム等の合成ゴム;カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子化合物;またはアクリル樹脂が挙げられる。有機バインダーは、1種単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。中でもアクリルゴム、ニトリルゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、アクリルゴムに含まれないアクリル樹脂が好ましい。これらのバインダーは、有機バインダー液の調製等が容易であり、後述する有機バインダーによる効果を発揮しやすいからである。 Examples of the organic binder include various rubbers, water-soluble polymer compounds, thermoplastic resins, thermosetting resins and the like. Specific examples thereof include synthetic rubbers such as acrylic rubber and nitrile rubber; water-soluble polymer compounds such as carboxymethyl cellulose and polyvinyl alcohol; and acrylic resins. The organic binder may be used alone or in combination of two or more. Of these, acrylic rubber, nitrile rubber, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, and acrylic resin not contained in acrylic rubber are preferable. This is because these binders can easily prepare an organic binder liquid and the like, and can easily exert the effects of the organic binder described later.

一方、上記無機バインダーとしては、例えば無機酸化物が挙げられる。具体的にはアルミナ、スピネル、ジルコニア、マグネシア、チタニア、カルシア、および上記無機繊維と同質の組成を有する材料が挙げられる。無機バインダーは、1種単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。無機酸化物の平均粒径は、特に限定されないが、例えば1μm以下とすることができる。 On the other hand, examples of the inorganic binder include inorganic oxides. Specific examples thereof include alumina, spinel, zirconia, magnesia, titania, calcia, and materials having the same composition as the above-mentioned inorganic fibers. The inorganic binder may be used alone or in combination of two or more. The average particle size of the inorganic oxide is not particularly limited, but can be, for example, 1 μm or less.

上記無機繊維成形体に含まれる上記バインダーは、有機バインダーを含むことが好ましい。この場合、上記バインダーは有機バインダーのみであってもよく、有機バインダーおよび無機バインダーの両方を含んでいてもよい。有機バインダーは、無機繊維成形体へ容易に含浸させることができ、比較的低含有量であっても十分な厚み拘束力を発揮することができる。このため、柔軟で強度に優れたバインダー含有無機繊維成形体とすることができるからである。また、バインダー含有無機繊維成形体の使用温度条件下で、有機バインダーを容易に熱分解又は焼失させることができるからである。 The binder contained in the inorganic fiber molded product preferably contains an organic binder. In this case, the binder may be only an organic binder, or may contain both an organic binder and an inorganic binder. The organic binder can be easily impregnated into the inorganic fiber molded product, and can exhibit sufficient thickness binding force even with a relatively low content. Therefore, it is possible to obtain a binder-containing inorganic fiber molded product that is flexible and has excellent strength. Further, the organic binder can be easily thermally decomposed or burned under the operating temperature condition of the binder-containing inorganic fiber molded body.

ここで、有機バインダーを用いる場合、無機繊維成形体の面方向に対しバインダー濃度が均一かつ高濃度となるように、無機繊維成形体がバインダーを含有すると、有機バインダーの熱分解等により生じるガス量が増加し、作業環境の悪化を招くおそれがある。これに対し、本発明のバインダー含有無機繊維成形体では、高濃度バインダー領域が散在しており、且つ高濃度バインダー領域よりも低濃度バインダー領域の占める割合が大きいため、バインダー含有無機繊維成形体全体でのバインダー濃度の上昇を抑えることができる。
これにより、有機バインダーを用いる場合であっても、有機バインダーの熱分解等によるガス発生量を抑えつつ、剪断力を向上させることができる。
Here, when an organic binder is used, when the inorganic fiber molded body contains the binder so that the binder concentration is uniform and high with respect to the surface direction of the inorganic fiber molded body, the amount of gas generated by the thermal decomposition of the organic binder or the like. May increase and cause deterioration of the working environment. On the other hand, in the binder-containing inorganic fiber molded body of the present invention, the high-concentration binder region is scattered and the proportion of the low-concentration binder region is larger than that of the high-concentration binder region. It is possible to suppress an increase in the binder concentration in the above.
As a result, even when an organic binder is used, the shearing force can be improved while suppressing the amount of gas generated due to thermal decomposition of the organic binder or the like.

また、上記無機繊維成形体に含まれる上記バインダーは、無機バインダーを含むことが好ましい。この場合、上記バインダーが無機バインダーのみであってもよく、有機バインダーおよび無機バインダーの両方を含んでいてもよい。 Further, the binder contained in the inorganic fiber molded product preferably contains an inorganic binder. In this case, the binder may be only an inorganic binder, or may contain both an organic binder and an inorganic binder.

上記バインダーが有機バインダーと無機バインダーとの両方である場合、無機バインダーと有機バインダーとの配合比は、特に限定されないが、例えば質量比で無機バインダー:有機バインダー=1:99~90:10の範囲内とすることができる。 When the binder is both an organic binder and an inorganic binder, the blending ratio of the inorganic binder and the organic binder is not particularly limited, but is, for example, in the range of inorganic binder: organic binder = 1: 99 to 90:10 in terms of mass ratio. Can be inside.

上記無機繊維成形体の全体に含まれるバインダー量(バインダー全量)は、上述した高濃度バインダー領域および低濃度バインダー領域を有し、上記高濃度バインダー領域が散在可能となる量であれば特に限定されず、例えば、固形分換算で上記無機繊維成形体中の無機繊維100質量部に対して0.5質量部以上15.0質量部以下とすることができる。バインダー全量が少なすぎると、バインダー含有無機繊維成形体の厚みが得られない場合がある。一方、バインダー全量が多いと、有機バインダーであれば、熱によりバインダーが分解等されにくくなる、有機バインダーの分解によって生じるガスにより作業環境が悪化する等の不具合が想定され、一方、無機バインダーであれば、クッション性が損なわれる場合がある。また、バインダー含有無機繊維成形体の表面全体での摩擦力が大きくなり、面圧が小さくなるため、ケーシングに圧入する際に不具合が生じやすくなる。さらに、コスト高になる場合がある。無機繊維あたりのバインダーの質量の割合(無機繊維成形体全体に対するバインダー濃度)としては、例えば0.5質量%以上15.0質量%以下とすることができる。無機繊維成形体全体に対するバインダー濃度は、例えばバインダーが有機バインダーであれば、所望のサイズのバインダー含有無機繊維成形体の試験片に対し、電気炉内において800℃で1時間加熱するバインダー焼失処理を行い、試験片中の有機バインダーを焼失し、バインダー焼失処理前後の試験片の質量差を該試験片に含まれるバインダーの質量とし、該バインダーの質量、ならびに無機繊維成形体の坪量および試験片のサイズから算出することができる。 The amount of the binder (total amount of the binder) contained in the entire inorganic fiber molded body is particularly limited as long as it has the above-mentioned high-concentration binder region and the above-mentioned low-concentration binder region and the above-mentioned high-concentration binder region can be scattered. However, for example, it can be 0.5 parts by mass or more and 15.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the inorganic fiber in the above-mentioned inorganic fiber molded body in terms of solid content. If the total amount of the binder is too small, the thickness of the binder-containing inorganic fiber molded product may not be obtained. On the other hand, if the total amount of the binder is large, it is assumed that if the binder is an organic binder, the binder is not easily decomposed by heat, and the working environment is deteriorated by the gas generated by the decomposition of the organic binder. For example, the cushioning property may be impaired. Further, since the frictional force on the entire surface of the binder-containing inorganic fiber molded body becomes large and the surface pressure becomes small, problems are likely to occur when press-fitting into the casing. In addition, the cost may be high. The ratio of the mass of the binder to the entire inorganic fiber molded body (binder concentration with respect to the entire inorganic fiber molded body) can be, for example, 0.5% by mass or more and 15.0% by mass or less. For the binder concentration with respect to the entire inorganic fiber molded body, for example, if the binder is an organic binder, the test piece of the binder-containing inorganic fiber molded body of a desired size is subjected to a binder burning treatment in which the test piece is heated at 800 ° C. for 1 hour in an electric furnace. Then, the organic binder in the test piece was burnt down, and the difference in mass between the test pieces before and after the binder burnout treatment was taken as the weight of the binder contained in the test piece, and the mass of the binder, the basis weight of the inorganic fiber molded body, and the test piece were taken. It can be calculated from the size of.

上記バインダーは、着色されていてもよい。高濃度バインダー領域および低濃度バインダー領域を目視で容易に視認することができるからである。着色バインダーは、特に限定されないが、例えば、上述した有機バインダーに顔料等の公知の色材が添加されたものが挙げられる。 The binder may be colored. This is because the high-concentration binder region and the low-concentration binder region can be easily visually recognized. The coloring binder is not particularly limited, and examples thereof include those in which a known coloring material such as a pigment is added to the above-mentioned organic binder.

上記バインダーは、例えば、バインダーを溶媒に分散させたバインダー液を無機繊維成形体に塗布等して無機繊維成形体に含浸させることで、無機繊維成形体の内部に含ませることができる。バインダー液は、調製してもよく、例えば有機バインダー液として市販される水溶液、水分散型のエマルジョン、ラテックス、有機溶媒溶液等をそのまま又は水等で希釈して用いることができる。 The binder can be contained inside the inorganic fiber molded body, for example, by applying a binder solution in which the binder is dispersed in a solvent to the inorganic fiber molded body and impregnating the inorganic fiber molded body. The binder solution may be prepared, and for example, an aqueous solution commercially available as an organic binder solution, an aqueous dispersion type emulsion, latex, an organic solvent solution, or the like can be used as it is or diluted with water or the like.

(4)その他
本発明のバインダー含有無機繊維形成体において、上記高濃度バインダー領域の位置の特定方法は特に限定されず、任意の方法を用いることができる。例えば、バインダー含有無機繊維成形体の第1面の面内において、第1の方向(例えばバインダー含有無機繊維成形体の原反の幅方向)と、第1の方向と直交する第2の方向(例えばバインダー含有無機繊維成形体の原反の長さ方向)とを規定し、各方向において離間せずにまたは所望の間隔で離間して複数のサンプルを切り出し、各サンプルの燃焼前後の質量の変化量と各サンプルの切り出し位置から、高濃度バインダー領域の位置を特定することができる。また、バインダーが有機バインダーであれば、バインダー含有無機繊維成形体を電気炉内において約400℃で60秒間熱することで発現される変色部の位置から高濃度バインダー領域の位置を特定することができる。
(4) Others In the binder-containing inorganic fiber forming body of the present invention, the method for specifying the position of the high-concentration binder region is not particularly limited, and any method can be used. For example, in the plane of the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded body, a first direction (for example, the width direction of the original fabric of the binder-containing inorganic fiber molded body) and a second direction orthogonal to the first direction (for example, the width direction of the original fabric of the binder-containing inorganic fiber molded body). For example, the length direction of the original fabric of the binder-containing inorganic fiber molded body) is specified, and a plurality of samples are cut out without being separated in each direction or separated at a desired interval, and the mass change of each sample before and after combustion. The position of the high-concentration binder region can be specified from the amount and the cutting position of each sample. If the binder is an organic binder, the position of the high-concentration binder region can be specified from the position of the discolored portion developed by heating the binder-containing inorganic fiber molded body in an electric furnace at about 400 ° C. for 60 seconds. can.

2.無機繊維成形体
本発明における無機繊維成形体は、無機繊維の集合体であり、例えばマット、ブランケットまたはブロック等と称される。上記無機繊維成形体は、対向する第1面および第2面を有し、複数の凹部が形成されている。すなわちバインダー含有無機繊維成形体における第1面および第2面は、上記無機繊維成形体における上記第1面および上記第2面に相当する。なお、無機繊維成形体の第1面および第2面のことを、マット面と称する場合がある。
2. 2. Inorganic fiber molded body The inorganic fiber molded body in the present invention is an aggregate of inorganic fibers, and is referred to as, for example, a mat, a blanket, a block, or the like. The inorganic fiber molded body has a first surface and a second surface facing each other, and a plurality of recesses are formed. That is, the first surface and the second surface of the binder-containing inorganic fiber molded body correspond to the first surface and the second surface of the inorganic fiber molded body. The first surface and the second surface of the inorganic fiber molded product may be referred to as a matte surface.

(1)凹部
上記無機繊維成形体における上記凹部は、上記無機繊維成形体の少なくとも第1面に形成され、上記第1面の面内において周囲よりも他方の面側に向かって窪んでいる部分である。すなわち、上記バインダー含有無機繊維形成体は、少なくとも第1面が凹凸面であり、上記凹部は少なくとも第1面に開口する。
(1) Recessed portion The recessed portion in the inorganic fiber molded body is formed on at least the first surface of the inorganic fiber molded body, and is recessed in the surface of the first surface toward the other surface side rather than the periphery. Is. That is, at least the first surface of the binder-containing inorganic fiber forming body is an uneven surface, and the concave portion opens to at least the first surface.

上記凹部は、無機繊維成形体における第1面と第2面と交差する方向に延在する。上記凹部の延在方向は、上記第1面および第2面に対して直交していてもよく、斜交していてもよい。また、上記凹部は、無機繊維成形体における第1面と第2面と交差する方向に貫通する貫通孔であってもよく、貫通していない非貫通孔であってもよい。上記凹部が貫通孔である場合、上記凹部は第1面および第2面の両面に開口する。 The recess extends in a direction intersecting the first surface and the second surface of the inorganic fiber molded body. The extending direction of the concave portion may be orthogonal to the first surface and the second surface, or may be oblique to each other. Further, the recess may be a through hole penetrating in a direction intersecting the first surface and the second surface of the inorganic fiber molded body, or may be a non-penetrating hole that does not penetrate. When the recess is a through hole, the recess opens on both the first and second surfaces.

上記凹部としては、例えば、ニードル痕、圧縮凹部、溝切り凹部等が挙げられる。圧縮凹部とは、平滑な成形板をマットの一面にあてがい且つ溝に相当する凸条を備えた成形板をマットの他の面にあてがって圧縮することにより形成される凹部である。また、溝切り凹部とは、無機繊維成形体に溝切り加工を施すことにより形成される凹部である。中でも上記凹部は、ニードル痕であることが好ましい。ニードル痕では、複数本の無機繊維が縦方向に配向して3次元的に交絡した無機繊維束が形成され、上記無機繊維束において無機繊維が拘束されるため、より高い剪断力を有することができるからである。特に、低濃度バインダー領域にニードル痕が位置する場合、上記低濃度バインダー領域において、バインダーが含有されていなくても比較的高い剪断力を有することができるからである。 Examples of the recess include needle marks, compression recesses, grooving recesses and the like. The compression recess is a recess formed by applying a smooth molded plate to one surface of the mat and applying a molded plate having ridges corresponding to grooves to the other surface of the mat to compress it. Further, the grooving recess is a recess formed by grooving the inorganic fiber molded body. Above all, the recess is preferably a needle mark. In the needle mark, a plurality of inorganic fibers are oriented in the vertical direction to form an inorganic fiber bundle that is three-dimensionally entangled, and the inorganic fiber is restrained in the inorganic fiber bundle, so that it may have a higher shearing force. Because it can be done. In particular, when the needle mark is located in the low-concentration binder region, it is possible to have a relatively high shearing force in the low-concentration binder region even if the binder is not contained.

図9(a)、(b)は、ニードル痕の形状を説明するための模式図である。ニードル痕2は、図9(a)に例示するように、バインダー含有無機繊維成形体10の第1面10aおよび第2面10bに開口する貫通孔であってもよく、図9(b)に例示するように、バインダー含有無機繊維成形体10の第1面10aにのみ開口する非貫通孔であってもよい。図9(a)、(b)においてニードル痕2は、第1面10aおよび第2面10bに対して直交方向に延在している。 9 (a) and 9 (b) are schematic views for explaining the shape of the needle mark. As illustrated in FIG. 9A, the needle mark 2 may be a through hole opened in the first surface 10a and the second surface 10b of the binder-containing inorganic fiber molded body 10, and is shown in FIG. 9B. As an example, it may be a non-through hole that opens only in the first surface 10a of the binder-containing inorganic fiber molded body 10. In FIGS. 9A and 9B, the needle mark 2 extends in a direction orthogonal to the first surface 10a and the second surface 10b.

上記凹部の深さは、特に限定されず、凹部の種類や形状、凹部の形成方法等に応じて適宜設定することができる。例えば、上記凹部がニードル痕であれば、上記ニードル痕の深さとしては、バインダー含有無機繊維成形体(または無機繊維成形体)の平均厚みの50%以上であることが好ましく、中でも80%以上であることが好ましい。また、上記ニードル痕の深さが、バインダー含有無機繊維成形体(または無機繊維成形体)の平均厚みの100%、すなわちニードル痕がバインダー含有無機繊維成形体の厚み方向を貫通していてもよい。 The depth of the recess is not particularly limited, and can be appropriately set according to the type and shape of the recess, the method of forming the recess, and the like. For example, if the recess is a needle mark, the depth of the needle mark is preferably 50% or more, particularly 80% or more of the average thickness of the binder-containing inorganic fiber molded body (or inorganic fiber molded body). Is preferable. Further, the depth of the needle marks may be 100% of the average thickness of the binder-containing inorganic fiber molded body (or the inorganic fiber molded body), that is, the needle marks may penetrate the thickness direction of the binder-containing inorganic fiber molded body. ..

上記凹部の平面視形状は、特に限定されず、凹部の種類や形状、凹部の形成方法等に応じて適宜設定することができる。例えば、正円形、楕円等の円形、正方形や長方形等の四角形、多角形、星形状等が挙げられる。上記凹部がニードル痕であれば、上記ニードル痕の平面視形状は、通常、円形であり、好ましくは正円形である。 The plan-view shape of the concave portion is not particularly limited, and can be appropriately set according to the type and shape of the concave portion, the method of forming the concave portion, and the like. For example, a perfect circle, a circle such as an ellipse, a quadrangle such as a square or a rectangle, a polygon, a star shape, or the like can be mentioned. If the recess is a needle mark, the plan view shape of the needle mark is usually circular, preferably a perfect circle.

上記凹部の大きさは、特に限定されず、凹部の種類や形状、凹部の形成方法等に応じて適宜設定することができる。上記凹部がニードル痕である場合、上記ニードル痕の直径は、例えば450μm以上700μm以下であることが好ましく、中でも490μm以上600μm以下であることが好ましい。ニードル痕の直径は、バインダー含有無機繊維成形体(または無機繊維成形体)の一方の面に可視光を当てたときに、他方の面に投影される黒点の、直径方向に測定した明度分布(ピーク)の半値幅で規定され、図10においてφ2で示される長さをいう。なお、上記黒点は、ニードル痕が貫通孔であっても非貫通孔であっても確認することができる。 The size of the recess is not particularly limited, and can be appropriately set according to the type and shape of the recess, the method of forming the recess, and the like. When the recess is a needle mark, the diameter of the needle mark is preferably, for example, 450 μm or more and 700 μm or less, and more preferably 490 μm or more and 600 μm or less. The diameter of the needle mark is the brightness distribution measured in the radial direction of the black spots projected on one surface of the binder-containing inorganic fiber molded body (or inorganic fiber molded body) when visible light is applied to the other surface. It is defined by the half-value width of the peak) and refers to the length indicated by φ2 in FIG. The black spot can be confirmed regardless of whether the needle mark is a through hole or a non-through hole.

また、バインダー含有無機繊維成形体(または無機繊維成形体)の単位面積当りの凹部の数(凹部密度とする。)は、特に限定されず、凹部の種類や形状、凹部の形成方法等に応じて適宜設定することができる。上記凹部がニードル痕である場合、バインダー含有無機繊維成形体(または無機繊維成形体)の単位面積当りのニードル痕の数(以下、ニードル痕密度とする。)は、大きいほど剪断力は高くなるが面圧が低下し、小さいほど面圧は大きくなるが剪断力が低くなる。よって、上記ニードル痕密度は、剪断力と面圧とのバランスを良好にとることが可能な大きさであることが好ましい。上記ニードル痕密度としては、例えば1.0個/cm以上50.0個/cm以下であることが好ましく、中でも15.0個/cm以上40.0個/cm以下であることが好ましく、特に20.0個/cm以上35.0個/cm以下あることが好ましい。ニードル痕の数は、バインダー含有無機繊維成形体または無機繊維成形体の一方の面に可視光を当てたときに他方の面に投影される黒点の数とすることができる。なお、上記黒点は、ニードル痕が貫通孔であっても非貫通孔であっても確認することができる。 Further, the number of recesses (referred to as recess density) per unit area of the binder-containing inorganic fiber molded body (or inorganic fiber molded body) is not particularly limited, and depends on the type and shape of the recesses, the method of forming the recesses, and the like. Can be set as appropriate. When the recess is a needle mark, the larger the number of needle marks per unit area of the binder-containing inorganic fiber molded body (or inorganic fiber molded body) (hereinafter referred to as needle mark density), the higher the shearing force. However, the surface pressure decreases, and the smaller the surface pressure, the larger the surface pressure, but the lower the shearing force. Therefore, it is preferable that the needle mark density has a size capable of achieving a good balance between the shearing force and the surface pressure. The needle scar density is preferably 1.0 pieces / cm 2 or more and 50.0 pieces / cm 2 or less, and more preferably 15.0 pieces / cm 2 or more and 40.0 pieces / cm 2 or less. Is preferable, and it is particularly preferable that the number is 20.0 pieces / cm 2 or more and 35.0 pieces / cm 2 or less. The number of needle marks can be the number of black spots projected on one surface of the binder-containing inorganic fiber molded body or the inorganic fiber molded body when visible light is applied to the other surface. The black spot can be confirmed regardless of whether the needle mark is a through hole or a non-through hole.

上記凹部は、平面視において等間隔に形成されていてもよく、ランダムに設けられてもよい。上記凹部がニードル痕である場合、近接する2つのニードル痕間の平均距離としては、例えば0.1cm~4cmの範囲内とすることができ、好ましくは0.1cm~3cmの範囲内とすることができ、より好ましくは0.1cm~2cmの範囲内とすることができる。 The recesses may be formed at equal intervals in a plan view, or may be provided at random. When the recess is a needle mark, the average distance between two adjacent needle marks can be, for example, in the range of 0.1 cm to 4 cm, preferably in the range of 0.1 cm to 3 cm. It can be more preferably in the range of 0.1 cm to 2 cm.

また、上記凹部がニードル痕である場合、複数のニードル痕が集合してニードル痕集合部を形成していてもよい。このときニードル痕集合部は散在していることが好ましい。ニードル痕集合部におけるニードル痕の配置態様については、特に限定されず、例えば上述した高濃度バインダー領域の集合部における高濃度バインダー領域の配置態様と同様とすることができる。 Further, when the recess is a needle mark, a plurality of needle marks may be aggregated to form a needle mark collecting portion. At this time, it is preferable that the needle mark collecting portions are scattered. The arrangement mode of the needle marks in the needle mark collecting portion is not particularly limited, and can be, for example, the same as the arrangement mode of the high concentration binder region in the collecting portion of the high concentration binder region described above.

上記凹部は、高濃度バインダー領域に位置していてもよく、低濃度バインダー領域に位置していてもよく、高濃度バインダー領域および低濃度バインダー領域の両方に位置していてもよい。ここで、高濃度バインダー領域に凹部が位置するとは、バインダー含有無機繊維成形体の平面視において、凹部が高濃度バインダー領域に包含されることをいう。具体的には、バインダー含有無機繊維成形体の少なくとも第1面において、凹部を包含するように5cm四方の基準領域を設定したときに、上記基準領域内に含まれる上記凹部の、中心から半径4mmの範囲内のバインダー濃度が、上述した高濃度バインダー領域のバインダー濃度の範囲にあることをいう。凹部が高濃度バインダー領域に位置していれば、図1~図6で例示するように、平面視において高濃度バインダー領域Aが凹部(ニードル痕2)よりも大きくてもよく、図示しないが、平面視において高濃度バインダー領域と凹部とが同等の大きさであってもよい。 The recess may be located in the high-concentration binder region, may be located in the low-concentration binder region, or may be located in both the high-concentration binder region and the low-concentration binder region. Here, the fact that the recess is located in the high-concentration binder region means that the recess is included in the high-concentration binder region in the plan view of the binder-containing inorganic fiber molded body. Specifically, when a reference region of 5 cm square is set so as to include the recesses on at least the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded body, the recesses included in the reference region have a radius of 4 mm from the center. It means that the binder concentration within the above range is within the range of the binder concentration in the above-mentioned high concentration binder region. As long as the concave portion is located in the high-concentration binder region, the high-concentration binder region A may be larger than the concave portion (needle mark 2) in a plan view as illustrated in FIGS. 1 to 6, and is not shown. The high-concentration binder region and the recess may have the same size in a plan view.

また、低濃度バインダー領域に凹部が位置するとは、バインダー含有無機繊維成形体の平面視において、凹部が低濃度バインダー領域に包含されることをいう。具体的には、バインダー含有無機繊維成形体の少なくとも第1面において、凹部を包含するように5cm四方の基準領域を設定したときに、上記基準領域内に含まれる上記凹部の、中心から半径4mmの範囲内のバインダー濃度が、上述した低濃度バインダー領域のバインダー濃度の範囲にあることをいう。 Further, the fact that the recess is located in the low-concentration binder region means that the recess is included in the low-concentration binder region in the plan view of the binder-containing inorganic fiber molded body. Specifically, when a reference region of 5 cm square is set so as to include the recesses on at least the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded body, the recesses included in the reference region have a radius of 4 mm from the center. It means that the binder concentration within the above range is within the range of the binder concentration in the above-mentioned low concentration binder region.

本発明においては、上記高濃度バインダー領域の少なくとも一部に上記凹部が位置することが好ましく、上記高濃度バインダー領域の少なくとも一部にニードル痕が位置することがより好ましい。具体的には、バインダー含有無機繊維成形体の少なくとも第1面において、5cm四方の基準領域を設定したときに、上記基準領域内に含まれる高濃度バインダー領域の全個数の25%以上に凹部が位置することが好ましく、中でも50%以上に凹部が位置することが好ましく、特に80%以上に凹部が位置することが好ましい。また、上記高濃度バインダー領域の100%、すなわち全ての高濃度バインダー領域に凹部が位置していてもよい。上記高濃度バインダー領域に上記凹部が位置することで、凹部の箇所にバインダー液を塗布しやすいからである。また、上記凹部がニードル痕である場合、上記ニードル痕を形成する無機繊維束にバインダー液が浸透しやすく、上記ニードル痕の位置に合わせて高濃度バインダー領域を容易に散在配置することができるからである。さらに、上記ニードル痕において上記無機繊維束にバインダーが高濃度で存在することで、上記無機繊維束の無機繊維を強固に結着することができるため、より高い剪断力を有することが可能であると推量されるからである。 In the present invention, it is preferable that the recess is located in at least a part of the high-concentration binder region, and it is more preferable that the needle mark is located in at least a part of the high-concentration binder region. Specifically, when a reference region of 5 cm square is set on at least the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded product, recesses are formed in 25% or more of the total number of high-concentration binder regions contained in the reference region. It is preferable that the recesses are located at 50% or more, and it is particularly preferable that the recesses are located at 80% or more. Further, the recess may be located in 100% of the high-concentration binder region, that is, in all the high-concentration binder regions. This is because the concave portion is located in the high-concentration binder region, so that the binder liquid can be easily applied to the concave portion. Further, when the recess is a needle mark, the binder liquid easily permeates the inorganic fiber bundle forming the needle mark, and the high-concentration binder region can be easily scattered and arranged according to the position of the needle mark. Is. Further, since the binder is present in the inorganic fiber bundle at a high concentration in the needle mark, the inorganic fibers of the inorganic fiber bundle can be firmly bound to each other, so that it is possible to have a higher shearing force. This is because it is inferred.

(2)無機繊維成形体
上記無機繊維成形体を構成する上記無機繊維としては、例えばシリカ、アルミナ/シリカ、これらを含むジルコニア、スピネル、チタニア等の単独繊維または複合繊維が挙げられる。中でも上記無機繊維は、アルミナ/シリカ繊維が好ましく、特に結晶質アルミナ/シリカ繊維が好ましい。アルミナ/シリカ繊維は、アルミナおよびシリカを主成分とするセラミック繊維であり、単に「アルミナ繊維」と称される。上記無機繊維がアルミナ/シリカ繊維(アルミナ繊維)である場合、アルミナ/シリカの組成比(質量比)は、60~98/40~2の範囲内であることが好ましく、中でも70~74/30~26の範囲内であることが好ましい。
(2) Inorganic fiber molded body Examples of the inorganic fiber constituting the inorganic fiber molded body include silica, alumina / silica, and single fibers or composite fibers containing these such as zirconia, spinel, and titania. Among them, the inorganic fiber is preferably alumina / silica fiber, and particularly preferably crystalline alumina / silica fiber. Alumina / silica fiber is a ceramic fiber containing alumina and silica as main components, and is simply referred to as "alumina fiber". When the inorganic fiber is an alumina / silica fiber (alumina fiber), the composition ratio (mass ratio) of alumina / silica is preferably in the range of 60 to 98/40 to 2, and particularly 70 to 74/30. It is preferably in the range of ~ 26.

上記無機繊維は、短繊維であることが好ましい。上記無機繊維成形体の厚みを損なわず、靭性を高めることができるからである。上記無機繊維が短繊維であるとは、具体的には、無機繊維の平均繊維長が210μm~1000μmの範囲内であることをいう。 The inorganic fiber is preferably a short fiber. This is because the toughness can be increased without impairing the thickness of the inorganic fiber molded product. The term that the inorganic fiber is a short fiber specifically means that the average fiber length of the inorganic fiber is in the range of 210 μm to 1000 μm.

上記無機繊維の平均繊維径は、特に限定されないが、例えば3μm以上10μm以下であることが好ましく、中でも5μm以上8μm以下であることが好ましい。無機繊維の反発力や靭性が向上し、繊維の強度を高めることができるからである。なお、上記無機繊維の平均繊維径が大きすぎると、無機繊維成形体の常温圧縮サイクル特性(コールドコンプレッション)が失われ、一方、上記平均繊維径が小さすぎると空気中に浮遊する発塵量が多くなるおそれがある。 The average fiber diameter of the inorganic fiber is not particularly limited, but is preferably 3 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 8 μm or less. This is because the repulsive force and toughness of the inorganic fiber are improved, and the strength of the fiber can be increased. If the average fiber diameter of the inorganic fiber is too large, the room temperature compression cycle characteristic (cold compression) of the inorganic fiber molded body is lost, while if the average fiber diameter is too small, the amount of dust suspended in the air is increased. There is a risk of increasing.

3.その他
本発明のバインダー含有無機繊維成形体の平均厚みは、特に限定されず、用途等に応じて適宜設定することができる。上記平均厚みは、例えば2mm~50mm程度とすることができる。
3. 3. Others The average thickness of the binder-containing inorganic fiber molded product of the present invention is not particularly limited and can be appropriately set according to the intended use and the like. The average thickness can be, for example, about 2 mm to 50 mm.

4.製造方法
本発明のバインダー含有無機繊維成形体の製造方法としては、高濃度バインダー領域が散在するように形成可能な方法であれば特に限定されない。凹部がニードル痕であるバインダー含有無機繊維成形体であれば、例えば、無機繊維を紡糸して無機繊維成形体を形成する無機繊維成形体形成工程と、無機繊維成形体の第1面からニードル針を通してニードル痕を形成するニードリング処理工程と、上記ニードル痕が形成された無機繊維成形体の上記第1面にバインダー液をスポット塗布し、上記第1面に対向する第2面側から脱液して高濃度バインダー領域および低濃度バインダー領域を形成するバインダー液塗布工程と、バインダー液が塗布された後の無機繊維成形体を乾燥する乾燥工程と、を経て製造することができる。
4. Production Method The method for producing the binder-containing inorganic fiber molded product of the present invention is not particularly limited as long as it can be formed so that high-concentration binder regions are scattered. If the recess is a binder-containing inorganic fiber molded body in which needle marks are formed, for example, an inorganic fiber molded body forming step of spinning an inorganic fiber to form an inorganic fiber molded body and a needle needle from the first surface of the inorganic fiber molded body. The binder liquid is spot-applied to the first surface of the inorganic fiber molded body in which the needle marks are formed and the needling treatment step of forming needle marks through the fibers, and the liquid is removed from the second surface side facing the first surface. It can be produced through a binder liquid application step of forming a high-concentration binder region and a low-concentration binder region, and a drying step of drying the inorganic fiber molded body after the binder liquid is applied.

上記無機繊維成形体形成工程による無機繊維成形体の形成方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、国際公開第2016/152795号に開示される紡糸工程によるアルミナ/シリカ繊維前駆体のマット状集合体の形成方法と同様とすることができる。また、ニードリング処理工程によるニードル痕の形成方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、国際公開第2016/152795号に開示されるニードリング処理工程によるニードル痕の形成方法と同様とすることができる。 As a method for forming the inorganic fiber molded body by the above-mentioned step of forming the inorganic fiber molded body, a known method can be used. For example, it can be the same as the method for forming a mat-like aggregate of an alumina / silica fiber precursor by the spinning process disclosed in International Publication No. 2016/152795. Further, as a method for forming needle marks by the needling treatment step, a known method can be used, and for example, the same as the method for forming needle marks by the needling treatment step disclosed in International Publication No. 2016/152795. can do.

上記バインダー液塗布工程において、バインダー液をスポット塗布する方法としては、特に限定されないが、例えば、上記ニードル痕が形成された無機繊維成形体の第1面から、スポイト等を用いてバインダー液を注入し、第2面側から脱液する方法を用いることができる。この方法によれば、バインダー液の注入領域は、バインダー液が塗布されるため高濃度バインダー領域となり、上記注入領域以外の領域は、バインダー液が塗布されないため低濃度バインダー領域となる。また、他の方法としては、例えば、上記ニードル痕が形成された無機繊維成形体の第1面に、複数の開口が形成されたマスクを配置し、上記マスクの上記無機繊維成形体とは反対側の面からバインダー液を全面塗布し、上記無機繊維成形体の第2面側から脱液する方法が挙げられる。この方法によれば、上記無機繊維成形体の上記マスクの開口と重なる領域は、バインダー液が塗布されるため高濃度バインダー領域とすることができ、一方、上記無機繊維成形体の上記マスクの開口と重ならない領域は、バインダー液が塗布されないため低濃度バインダー領域とすることができる。脱液方法は、特に限定されず、例えば吸引、加圧、圧縮等の各種脱液方法を用いることができる。 In the binder liquid application step, the method of spot coating the binder liquid is not particularly limited, but for example, the binder liquid is injected from the first surface of the inorganic fiber molded body in which the needle marks are formed by using a dropper or the like. However, a method of draining the liquid from the second surface side can be used. According to this method, the injection region of the binder liquid becomes a high-concentration binder region because the binder liquid is applied, and the region other than the injection region becomes a low-concentration binder region because the binder liquid is not applied. Further, as another method, for example, a mask having a plurality of openings formed is arranged on the first surface of the inorganic fiber molded body in which the needle marks are formed, which is opposite to the inorganic fiber molded body of the mask. Examples thereof include a method in which the binder liquid is applied to the entire surface from the side surface and the liquid is removed from the second surface side of the inorganic fiber molded body. According to this method, the region overlapping the opening of the mask of the inorganic fiber molded body can be a high-concentration binder region because the binder liquid is applied, while the opening of the mask of the inorganic fiber molded body. The region that does not overlap with the binder liquid can be a low-concentration binder region because the binder liquid is not applied. The liquid removal method is not particularly limited, and various liquid removal methods such as suction, pressurization, and compression can be used.

上記乾燥工程による乾燥方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば国際公開第2016/080388号に開示される乾燥方法を適用することができる。 As the drying method by the above-mentioned drying step, a known method can be used, and for example, the drying method disclosed in International Publication No. 2016/080388 can be applied.

5.用途
本発明のバインダー含有無機繊維成形体は、例えば断熱材、耐火材、クッション材(保持材)、シール材等に適用することができる。中でも、ケーシングに圧入する際に摩擦による層間剥離が発生しにくく、また、排ガス処理体の保持性が良好となることから、排ガス浄化装置用保持材として好適である。
5. Applications The binder-containing inorganic fiber molded product of the present invention can be applied to, for example, a heat insulating material, a fireproof material, a cushioning material (holding material), a sealing material, and the like. Above all, it is suitable as a holding material for an exhaust gas purifying device because delamination due to friction is unlikely to occur when press-fitting into the casing and the holding property of the exhaust gas treated body is good.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an example, and any one having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and having the same effect and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。 Examples and comparative examples are shown below, and the present invention will be described in more detail.

[実施例1]
第1面に複数のニードル痕を有するアルミナ繊維成形体原反ロール(商品名:マフテック(登録商標)、三菱ケミカル株式会社製、坪量1500g/m)から200mm×300mmの試験片を切り出した。上記試験片において、凹部はニードル痕であり、ニードル痕は貫通孔であった。また、ニードル痕密度は2個/cm、ニードル痕の平均直径は654μm、ニードル痕の平均深さは無機繊維成形体の平均厚みの100%(約8.0mm)、近接する2個のニードル痕間の平均距離は1.0cmであった。
[Example 1]
A 200 mm × 300 mm test piece was cut out from an alumina fiber molded body raw roll having multiple needle marks on the first surface (trade name: Mufftech (registered trademark), manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, basis weight 1500 g / m 2 ). .. In the above test piece, the recess was a needle mark and the needle mark was a through hole. The density of the needle marks is 2 / cm 2 , the average diameter of the needle marks is 654 μm, the average depth of the needle marks is 100% (about 8.0 mm) of the average thickness of the inorganic fiber molded body, and the two needles in close proximity to each other. The average distance between the scars was 1.0 cm.

コンベア上に上記試験片の第1面を上にして置き、第2面側で吸引ブロワを50Hzの出力で作動しながら、図11(a)で示すように、試験片Sが有するニードル痕(凹部)2の全個数の100%に対し、1箇所あたりの滴下量を0.05gとして、バインダー液を第1面にスポット滴下し、第1面側から第2面側へバインダー液を浸透させた。バインダー液の滴下領域が高濃度バインダー領域Aであり、それ以外の領域が低濃度バインダー領域Bである。バインダー液は、有機バインダー液(アクリレート系ラテックス、商品名:Nipol(登録商標)、日本ゼオン製、濃度15質量%)を用い、2mLシリンジを用いてスポット滴下した。その後、治具により所定の厚みまで拘束した状態で140℃、15分間乾燥してバインダー含有無機繊維成形体を得た。得られたバインダー含有無機繊維成形体を、電気炉内において約400℃で60秒間熱し、有機バインダーを変色させて変色部を発現させたところ、高濃度バインダー領域の全個数のうち100%がニードル痕に位置していることが確認された。また、変色部から特定される高濃度バインダー領域は、平面視で円形であり、平均直径が4.2mm、平均面積が13.8mm、平均高さが約8.0mm、バインダー濃度(平均)が15質量%であった。一方、変色部以外の領域である低濃度バインダー領域のバインダー濃度(平均)は、0質量%であった。また、複数の高濃度バインダー領域に対する上記低濃度バインダー領域の体積比は2.2であった。さらに、加熱後のバインダー含有無機繊維成形体の第1面において、一辺が5cm四方の正方形(25cm平米)の基準領域Rを1つ設定したところ、基準領域Rに含まれる高濃度バインダー領域の個数は56個であり、第1面において高濃度バインダー領域が散在していることが確認された。なお、実施例1のバインダー含有無機繊維成形体は、無機繊維あたりのバインダーの質量の割合(無機繊維成形体全体に対するバインダー濃度)が、5.13質量%であった。 As shown in FIG. 11A, the needle marks (needle marks) of the test piece S are placed on the conveyor with the first side facing up and the suction blower is operated at an output of 50 Hz on the second side. With respect to 100% of the total number of recesses) 2, the amount of dripping per place is set to 0.05 g, the binder liquid is spot-dropped on the first surface, and the binder liquid is infiltrated from the first surface side to the second surface side. rice field. The dropping region of the binder liquid is the high-concentration binder region A, and the other regions are the low-concentration binder region B. As the binder solution, an organic binder solution (acrylate-based latex, trade name: Nipol (registered trademark), manufactured by Nippon Zeon, concentration 15% by mass) was used, and spot dropping was performed using a 2 mL syringe. Then, it was dried at 140 ° C. for 15 minutes in a state of being restrained to a predetermined thickness by a jig to obtain a binder-containing inorganic fiber molded product. When the obtained binder-containing inorganic fiber molded body was heated in an electric furnace at about 400 ° C. for 60 seconds to discolor the organic binder to develop a discolored portion, 100% of the total number of high-concentration binder regions was needles. It was confirmed that it was located in the scar. The high-concentration binder region specified from the discolored portion is circular in a plan view, has an average diameter of 4.2 mm, an average area of 13.8 mm 2 , an average height of about 8.0 mm, and a binder concentration (average). Was 15% by mass. On the other hand, the binder concentration (average) of the low-concentration binder region, which is a region other than the discolored portion, was 0% by mass. The volume ratio of the low-concentration binder region to the plurality of high-concentration binder regions was 2.2. Further, when one reference region R of a square (25 cm square meter) having a side of 5 cm square was set on the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded body after heating, the number of high-concentration binder regions included in the reference region R was set. The number was 56, and it was confirmed that high-concentration binder regions were scattered on the first surface. In the binder-containing inorganic fiber molded body of Example 1, the ratio of the mass of the binder per inorganic fiber (binder concentration to the entire inorganic fiber molded body) was 5.13% by mass.

[実施例2]
実施例1で用いたものと同じアルミナ繊維成形体原反ロールから200mm×300mmの試験片を切り出した。上記試験片におけるニードル痕の詳細については、実施例1と同様であった。コンベア上に上記試験片の第1面を上にして置き、第2面側で吸引ブロワを50Hzの出力で作動しながら、2mLシリンジを用いて、図11(b)に示すように、試験片Sが有するニードル痕(凹部)2の全個数のうち50%に対し、1箇所あたりの滴下量を0.05gとして、バインダー液(アクリレート系ラテックス、商品名:Nipol(登録商標)、日本ゼオン製、濃度15質量%)を第1面にスポット滴下し、第1面側から第2面側へバインダー液を浸透させた。また、近接する2つのバインダー液が滴下されていないニードル痕2間に1箇所ずつ、1箇所あたりの滴下量を0.05gとしてバインダー液を第1面にスポット滴下し、第1面側から第2面側へバインダー液を浸透させた。その後、治具により所定の厚みまで拘束した状態で140℃、15分間乾燥してバインダー含有無機繊維成形体を得た。得られたバインダー含有無機繊維成形体を、電気炉内において約400℃で60秒間熱し、有機バインダーを変色させて変色部を発現させたところ、高濃度バインダー領域の全個数のうち50%がニードル痕に位置し、50%がニードル痕以外の領域に位置していることが確認された。また、変色部から特定される高濃度バインダー領域は、平面視で円形であり、平均直径が3.6mm、平均面積が10.2mm、平均高さが約8.0mm、バインダー濃度(平均)が15質量%であった。一方、変色部以外の領域である低濃度バインダー領域のバインダー濃度(平均)は0質量%であった。また、複数の高濃度バインダー領域に対する上記低濃度バインダー領域の体積比は3.4であった。さらに、加熱後のバインダー含有無機繊維成形体の第1面において、一辺が5cmの25cm平米の正方形の基準領域Rを1つ設定したところ、基準領域Rに含まれる高濃度バインダー領域の個数は56個であり、第1面において高濃度バインダー領域が散在していることが確認された。なお、実施例2のバインダー含有無機繊維成形体は、無機繊維あたりのバインダーの質量の割合(無機繊維成形体全体に対するバインダー濃度)が、5.74質量%であった。
[Example 2]
A 200 mm × 300 mm test piece was cut out from the same alumina fiber molded raw material roll used in Example 1. The details of the needle marks in the test piece were the same as in Example 1. The test piece is placed on a conveyor with the first side facing up, and the suction blower is operated at an output of 50 Hz on the second side, using a 2 mL syringe, as shown in FIG. 11 (b). Binder solution (acrylate-based latex, trade name: Nipol (registered trademark), manufactured by Zeon Corporation, with a dropping amount of 0.05 g per location for 50% of the total number of needle marks (recesses) 2 possessed by S. , Concentration 15% by mass) was spot-dropped on the first surface, and the binder solution was infiltrated from the first surface side to the second surface side. Further, the binder liquid is spot-dropped on the first surface with the dropping amount per place being 0.05 g, one by one between the needle marks 2 where the two adjacent binder liquids are not dropped, and the first surface is spilled from the first surface side. The binder liquid was infiltrated into the two sides. Then, it was dried at 140 ° C. for 15 minutes in a state of being restrained to a predetermined thickness by a jig to obtain a binder-containing inorganic fiber molded product. When the obtained binder-containing inorganic fiber molded body was heated in an electric furnace at about 400 ° C. for 60 seconds to discolor the organic binder to develop a discolored portion, 50% of the total number of high-concentration binder regions was needles. It was confirmed that it was located in the scar and 50% was located in the area other than the needle scar. The high-concentration binder region specified from the discolored portion is circular in a plan view, has an average diameter of 3.6 mm, an average area of 10.2 mm 2 , an average height of about 8.0 mm, and a binder concentration (average). Was 15% by mass. On the other hand, the binder concentration (average) of the low-concentration binder region, which is a region other than the discolored portion, was 0% by mass. The volume ratio of the low-concentration binder region to the plurality of high-concentration binder regions was 3.4. Further, when one reference region R of a 25 cm square meter square having a side of 5 cm was set on the first surface of the binder-containing inorganic fiber molded body after heating, the number of high-concentration binder regions included in the reference region R was 56. It was confirmed that the high-concentration binder regions were scattered on the first surface. In the binder-containing inorganic fiber molded body of Example 2, the ratio of the mass of the binder per inorganic fiber (binder concentration to the entire inorganic fiber molded body) was 5.74% by mass.

[比較例]
実施例1で用いたものと同じアルミナ繊維成形体原反ロールから200mm×300mmの試験片を切り出し、第1面の面内においてバインダー濃度が均一化するように、バインダー液(アクリレート系ラテックス、商品名:Nipol(登録商標)、日本ゼオン製、濃度15質量%)を第1面全域に均一に塗布したこと以外は、実施例1と同様にしてバインダー含有無機繊維成形体を得た。すなわち、比較例のバインダー含有無機繊維成形体は、第1面において高濃度バインダー領域が散在していないものであった。比較例のバインダー含有無機繊維成形体は、無機繊維あたりのバインダーの質量の割合(無機繊維成形体全体に対するバインダー濃度)が、4.71質量%であった。
[Comparison example]
A 200 mm × 300 mm test piece was cut out from the same alumina fiber molded raw material roll used in Example 1, and a binder solution (acrylate-based latex, commercial product) was used so that the binder concentration was made uniform in the plane of the first surface. A binder-containing inorganic fiber molded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that Nipol (registered trademark), manufactured by Zeon Corporation, concentration 15% by mass) was uniformly applied to the entire first surface. That is, in the binder-containing inorganic fiber molded product of the comparative example, the high-concentration binder region was not scattered on the first surface. In the binder-containing inorganic fiber molded body of the comparative example, the ratio of the mass of the binder per inorganic fiber (binder concentration to the entire inorganic fiber molded body) was 4.71% by mass.

[評価]
実施例1~2および比較例のバインダー含有無機繊維成形体について、以下の方法で摩擦力、剪断力、面圧を測定した。評価結果を下記表1に示す。
[evaluation]
The frictional force, shearing force, and surface pressure of the binder-containing inorganic fiber molded bodies of Examples 1 and 2 and Comparative Examples were measured by the following methods. The evaluation results are shown in Table 1 below.

(摩擦力)
図12は、摩擦力の測定装置を模式的に示す側面図である。まず、作製したバインダー含有無機繊維成形体から40mm×40mmの試験片を型抜きし、摩擦力測定用サンプル(31)2つを作製した。次に、一対のステンレス鋼板(32)にそれぞれ、摩擦力測定用サンプル(31)を粘着テープ(33)(ニチバン社製、ナイスタックNW-40(普通))により接着させた。その後、引張試験用ステンレスシート(34)(EN 1.4509 表面処理2B仕上げ)を摩擦力測定用サンプル(31)同士で挟みこむように、ステンレス鋼板(32)を設置した。摩擦力測定用サンプル(31)の無機繊維の嵩密度(GBD)が0.3g/cmとなるように適宜ステンレス鋼板の幅を幅調整留め具(35)により調節した。その後、室温(25℃)にて引張試験用ステンレスシート(34)を測定装置(Technograph社、TG)に接続し、1000mm/minの速度で引っ張り、そのピーク荷重F(摩擦力、N)を測定した。
(Friction force)
FIG. 12 is a side view schematically showing a friction force measuring device. First, a 40 mm × 40 mm test piece was die-cut from the prepared binder-containing inorganic fiber molded body to prepare two samples (31) for measuring frictional force. Next, a sample (31) for measuring frictional force was adhered to each of the pair of stainless steel plates (32) with an adhesive tape (33) (Nichiban Co., Ltd., Nystack NW-40 (ordinary)). After that, the stainless steel plate (32) was installed so as to sandwich the stainless sheet (34) for the tensile test (EN 1.4509 surface treatment 2B finish) between the samples (31) for measuring the frictional force. The width of the stainless steel plate was appropriately adjusted by the width adjusting fastener (35) so that the bulk density (GBD) of the inorganic fiber of the sample (31) for measuring the frictional force was 0.3 g / cm 3 . After that, the stainless sheet (34) for tensile test was connected to a measuring device (Technograph, TG) at room temperature (25 ° C.), pulled at a speed of 1000 mm / min, and its peak load F (friction force, N) was measured. did.

(剪断力)
図12に示す摩擦力の測定装置において、さらに摩擦力測定用サンプル(31)と引張試験用ステンレスシート(34)とを粘着テープ(33)により接着した以外は、摩擦力の測定方法と同様に測定した。その際に、得られたピーク荷重S(剪断力、N)を測定した。
(Shearing force)
In the frictional force measuring device shown in FIG. 12, the frictional force measuring method is the same as that of the frictional force measuring method except that the frictional force measuring sample (31) and the tensile test stainless sheet (34) are further adhered with an adhesive tape (33). It was measured. At that time, the obtained peak load S (shearing force, N) was measured.

(面圧)
作製したバインダー含有無機繊維成形体から40mm×40mmの試験片を型抜きし、面圧測定用サンプルを3つ作製した。3つの面圧測定用サンプルをそれぞれ、嵩密度(GBD)が0.25g/cm、0.30g/cm、0.35g/cmになるまで圧縮した後、5分保持後の反発力(5分後緩和面圧)を測定した。
(Surface pressure)
A 40 mm × 40 mm test piece was punched out from the prepared binder-containing inorganic fiber molded body, and three samples for surface pressure measurement were prepared. Repulsive force after holding for 5 minutes after compressing the three samples for surface pressure measurement until the bulk densities (GBD) are 0.25 g / cm 3 , 0.30 g / cm 3 , and 0.35 g / cm 3 , respectively. (Relaxed surface pressure after 5 minutes) was measured.

Figure 2022031491000002
Figure 2022031491000002

上記表1より、実施例1~2のバインダー含有無機繊維成形体は、高濃度バインダー領域と低濃度バインダー領域を有し、少なくとも第1面において上記高濃度バインダー領域が散在しているため、バインダー濃度が均一化された比較例のバインダー含有無機繊維成形体よりも表面全体での摩擦力が小さく且つ剪断力が高いことが示された。また、5分後緩和面圧についても、嵩密度の大きさによらず、実施例1~2のバインダー含有無機繊維成形体は、比較例のバインダー含有無機繊維成形体よりも高い値を示した。 From Table 1 above, the binder-containing inorganic fiber molded products of Examples 1 and 2 have a high-concentration binder region and a low-concentration binder region, and the high-concentration binder regions are scattered on at least the first surface, so that the binder is used. It was shown that the frictional force on the entire surface was smaller and the shearing force was higher than that of the binder-containing inorganic fiber molded body of the comparative example in which the concentration was made uniform. Further, regarding the relaxation surface pressure after 5 minutes, the binder-containing inorganic fiber molded products of Examples 1 and 2 showed higher values than the binder-containing inorganic fiber molded products of Comparative Examples, regardless of the size of the bulk density. ..

1 … 無機繊維成形体
2 … 凹部、ニードル痕
10 … バインダー含有無機繊維成形体
10a … 第1面
10b … 第2面
A … 高濃度バインダー領域
B … 低濃度バインダー領域
1 ... Inorganic fiber molded body 2 ... Recesses, needle marks 10 ... Binder-containing inorganic fiber molded body 10a ... First surface 10b ... Second surface A ... High-concentration binder region B ... Low-concentration binder region

Claims (5)

対向する第1面および第2面を有し、複数の凹部が形成された無機繊維成形体にバインダーが含有されてなる、バインダー含有無機繊維成形体であって、
前記バインダー含有無機繊維成形体は、バインダー濃度が相対的に高い複数の高濃度バインダー領域と、前記高濃度バインダー領域以外の前記バインダー濃度が相対的に低い低濃度バインダー領域とを有し、
前記複数の高濃度バインダー領域は、前記第1面と前記第2面と交差する方向に延在し、且つ少なくとも前記第1面において散在しており、
前記複数の高濃度バインダー領域に対する前記低濃度バインダー領域の体積比が1.5以上6.0以下であることを特徴とする、バインダー含有無機繊維成形体。
A binder-containing inorganic fiber molded product having a first surface and a second surface facing each other and having a binder contained in an inorganic fiber molded product having a plurality of recesses formed therein.
The binder-containing inorganic fiber molded body has a plurality of high-concentration binder regions having a relatively high binder concentration, and low-concentration binder regions other than the high-concentration binder region having a relatively low binder concentration.
The plurality of high-concentration binder regions extend in a direction intersecting the first surface and the second surface, and are scattered at least on the first surface.
A binder-containing inorganic fiber molded body, wherein the volume ratio of the low-concentration binder region to the plurality of high-concentration binder regions is 1.5 or more and 6.0 or less.
前記高濃度バインダー領域の前記バインダー濃度が5%超25%以下であり、
前記低濃度バインダー領域の前記バインダー濃度が0%以上5%以下であることを特徴とする、請求項1に記載のバインダー含有無機繊維成形体。
The binder concentration in the high-concentration binder region is more than 5% and 25% or less.
The binder-containing inorganic fiber molded product according to claim 1, wherein the binder concentration in the low-concentration binder region is 0% or more and 5% or less.
前記凹部がニードル痕であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のバインダー含有無機繊維成形体。 The binder-containing inorganic fiber molded product according to claim 1 or 2, wherein the recess is a needle mark. 前記複数の高濃度バインダー領域の少なくとも一部に前記凹部が位置することを特徴とする、請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載のバインダー含有無機繊維成形体。 The binder-containing inorganic fiber molded product according to any one of claims 1 to 3, wherein the recess is located in at least a part of the plurality of high-concentration binder regions. 前記バインダーが有機バインダーを含む、請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載のバインダー含有無機繊維成形体。 The binder-containing inorganic fiber molded product according to any one of claims 1 to 4, wherein the binder contains an organic binder.
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