JP2905550B2 - 発泡性防炎取付けパッド - Google Patents
発泡性防炎取付けパッドInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、排気ガスの処理に使用される脆弱モノリス
構造の取付けに使用するためのシート材料に関する。更
に詳細には、本発明は、排気ガスとの相互作用のための
触媒材料を付着させた脆性モノリスを取付け且つ支持す
るのに使用されるシート材料に関する。
構造の取付けに使用するためのシート材料に関する。更
に詳細には、本発明は、排気ガスとの相互作用のための
触媒材料を付着させた脆性モノリスを取付け且つ支持す
るのに使用されるシート材料に関する。
従来の技術、及び発明が解決しようとする問題点 このようなモノリスは、酸化アルミニウム、二酸化珪
素、酸化マグネシウム、ジルコニア、菫青石、炭化珪素
などのような、脆い耐火セラミック材料で形成されるの
がよい。これらのセラミック材料は、複数の小さな流路
を備えた骨組型構造を提供する。モノリスに亀裂が入っ
たり砕けたりするのに小さな衝撃荷重で十分である。こ
の種の触媒装置を、排気ガス系に連結されたハウジング
内にセラミックモノリスを配置した自動車と関連して使
用する場合に存在する、この脆さの問題のため、モノリ
スが衝撃荷重に対して免疫、衝撃荷重によって影響され
ないようにモノリスをそのハウジング内に支持するため
の手段を開発するのに多くの努力が払われてきた。
素、酸化マグネシウム、ジルコニア、菫青石、炭化珪素
などのような、脆い耐火セラミック材料で形成されるの
がよい。これらのセラミック材料は、複数の小さな流路
を備えた骨組型構造を提供する。モノリスに亀裂が入っ
たり砕けたりするのに小さな衝撃荷重で十分である。こ
の種の触媒装置を、排気ガス系に連結されたハウジング
内にセラミックモノリスを配置した自動車と関連して使
用する場合に存在する、この脆さの問題のため、モノリ
スが衝撃荷重に対して免疫、衝撃荷重によって影響され
ないようにモノリスをそのハウジング内に支持するため
の手段を開発するのに多くの努力が払われてきた。
これらの努力の例を論じる。
米国特許3,798,006号は、差別的に硬化させた繊維ラ
イニングによってモノリス型触媒エレメントをそのハウ
ジング内に固定することを開示する。このモノリスは、
モノリスとシェルとの間で圧縮されるセラミックファイ
バのフェルト層、又はスリーブで支持される。
イニングによってモノリス型触媒エレメントをそのハウ
ジング内に固定することを開示する。このモノリスは、
モノリスとシェルとの間で圧縮されるセラミックファイ
バのフェルト層、又はスリーブで支持される。
米国特許3,876,384号は、セラミックファイバ、バイ
ンダー手段に耐熱鋼強化手段を埋設した保護ジャケット
でモノリスを取り囲むことによって、反応装置のケーシ
ングに弾性的に取付けられたモノリス状触媒支持体を開
示する。
ンダー手段に耐熱鋼強化手段を埋設した保護ジャケット
でモノリスを取り囲むことによって、反応装置のケーシ
ングに弾性的に取付けられたモノリス状触媒支持体を開
示する。
米国特許3,891,396号は、モノリス状触媒本体用の弾
性ホルダーを開示する。このホルダーは金属波形管から
成り、この波形管は、同時に、排気管の外壁を形成し、
且つモノリス状触媒本体を安全に保持し且つモノリス状
触媒本体を端支持部に押付ける機械的な押圧力を備えて
いる。
性ホルダーを開示する。このホルダーは金属波形管から
成り、この波形管は、同時に、排気管の外壁を形成し、
且つモノリス状触媒本体を安全に保持し且つモノリス状
触媒本体を端支持部に押付ける機械的な押圧力を備えて
いる。
米国特許3,916,057号は、蛭石又は他の発泡性雲母を
含有する発泡性防炎シート材料を利用した、モノリス状
触媒支持エレメントの取付け方法を開示する。発泡性防
炎シート材料は、その場の発泡によって、弾性取付け材
料として機能する。剥脱後のシートの熱安定性及び弾力
性が、金属製のキャニスタとモノリスの熱膨張差を補償
し、脆性モノリスに伝達される機械的な振動、又は、シ
ートがない場合に金属面又はセラミック面の凹凸により
モノリスに加えられる力を吸収する。このシート材料
は、好ましくは、従来の製紙技術によって製造される
が、クラフト紙、ポリエチレンテレフタレートファイ
バ、又はガラスマット又はガラス織物のシート上に発泡
性防炎シート材料をコーティング又は押し出すことが開
示されている。しかし、この特許はセラミックを直接被
覆することの主な欠点が乾燥コーティングの厚さを制御
することであることを特に言及している。
含有する発泡性防炎シート材料を利用した、モノリス状
触媒支持エレメントの取付け方法を開示する。発泡性防
炎シート材料は、その場の発泡によって、弾性取付け材
料として機能する。剥脱後のシートの熱安定性及び弾力
性が、金属製のキャニスタとモノリスの熱膨張差を補償
し、脆性モノリスに伝達される機械的な振動、又は、シ
ートがない場合に金属面又はセラミック面の凹凸により
モノリスに加えられる力を吸収する。このシート材料
は、好ましくは、従来の製紙技術によって製造される
が、クラフト紙、ポリエチレンテレフタレートファイ
バ、又はガラスマット又はガラス織物のシート上に発泡
性防炎シート材料をコーティング又は押し出すことが開
示されている。しかし、この特許はセラミックを直接被
覆することの主な欠点が乾燥コーティングの厚さを制御
することであることを特に言及している。
米国特許4,048,363号は、セラミック触媒モノリスを
包むのに使用するための、接着剤接合層のオフセット
（offset）を使用する積層発泡性防炎マットを開示す
る。オフセット上の接着剤は剥離層で被覆されており、
包んだ後この剥離層を取り除いて端を互いに接合する。
加熱後、マット中の発泡性防炎材料の発泡によってモノ
リスはそのハウジング即ちカバー内に固定される。
包むのに使用するための、接着剤接合層のオフセット
（offset）を使用する積層発泡性防炎マットを開示す
る。オフセット上の接着剤は剥離層で被覆されており、
包んだ後この剥離層を取り除いて端を互いに接合する。
加熱後、マット中の発泡性防炎材料の発泡によってモノ
リスはそのハウジング即ちカバー内に固定される。
米国特許4,142,864号は、弾性の可撓性セラミックフ
ァイバマット又はブランケットを触媒モノリスとケーシ
ングの内面との間の空間に配置することによって触媒セ
ラミックモノリスを取付けることを開示する。このブラ
ンケットは、セラミックモノリスの各端のところでモノ
リスとケーシングとの間に挿入される管状プラグ部材の
設置の際に圧縮される。これらのプラグは、中実の金
属、金網、或いは中空金属で形成されるのがよい。
ァイバマット又はブランケットを触媒モノリスとケーシ
ングの内面との間の空間に配置することによって触媒セ
ラミックモノリスを取付けることを開示する。このブラ
ンケットは、セラミックモノリスの各端のところでモノ
リスとケーシングとの間に挿入される管状プラグ部材の
設置の際に圧縮される。これらのプラグは、中実の金
属、金網、或いは中空金属で形成されるのがよい。
米国特許4,239,733号及び4,256,700号は、金網スリー
ブ及び発泡性防炎スリーブの両方で板金ハウジング内に
支持された触媒被覆セラミックモノリスを開示する。こ
れらのスリーブは、重ならないように互いに隣接して配
置されている。
ブ及び発泡性防炎スリーブの両方で板金ハウジング内に
支持された触媒被覆セラミックモノリスを開示する。こ
れらのスリーブは、重ならないように互いに隣接して配
置されている。
米国特許4,269,807号は、モノリスを、長さ全体に亘
って若干圧縮された金網ブランケットで取り囲んだ、セ
ラミック触媒モノリスの弾性取付本体を開示する。金網
の上には、金網のマトリックス内に粘性填隙材又はペー
ストとしてセラミックファイバを含有する耐熱性発泡防
炎材料のバンドが重ねてある。開示された構造のうちの
一つでは、セラミックモノリスがセラミックファイバで
被覆され、これは、金網ブランケットで取り囲まれてい
る。
って若干圧縮された金網ブランケットで取り囲んだ、セ
ラミック触媒モノリスの弾性取付本体を開示する。金網
の上には、金網のマトリックス内に粘性填隙材又はペー
ストとしてセラミックファイバを含有する耐熱性発泡防
炎材料のバンドが重ねてある。開示された構造のうちの
一つでは、セラミックモノリスがセラミックファイバで
被覆され、これは、金網ブランケットで取り囲まれてい
る。
米国特許4,305,992号は、未発泡のアンモニウムイオ
ン交換蛭石フレークを含有し且つ、自動車の触媒コンバ
ータモノリスの取付けに使用するのに適する可撓性発泡
性防炎シート材料を開示する。
ン交換蛭石フレークを含有し且つ、自動車の触媒コンバ
ータモノリスの取付けに使用するのに適する可撓性発泡
性防炎シート材料を開示する。
米国特許4,328,187号は、セラミック触媒モノリスを
ハウジング内で軸線方向に懸架するための弾性ホルダー
を開示する。このモノリスは、耐熱性無機ファイバ材料
の層で取り囲まれ、この層の上には断熱性の良好な無機
材料のジャケット又はスリーブ及び、泡、石綿、又はガ
ラスファイバフリースのような弾性の大きな材料で、又
は金網で作られた層が被せてある。これらの層は、ハウ
ジング内でモノリスの全長に亘って延び且つモノリスを
そのセラミックファイバの包み及びスリーブとともにハ
ウジングの壁に対して弾性的に懸架する防振部材として
機能するクッションを構成する。
ハウジング内で軸線方向に懸架するための弾性ホルダー
を開示する。このモノリスは、耐熱性無機ファイバ材料
の層で取り囲まれ、この層の上には断熱性の良好な無機
材料のジャケット又はスリーブ及び、泡、石綿、又はガ
ラスファイバフリースのような弾性の大きな材料で、又
は金網で作られた層が被せてある。これらの層は、ハウ
ジング内でモノリスの全長に亘って延び且つモノリスを
そのセラミックファイバの包み及びスリーブとともにハ
ウジングの壁に対して弾性的に懸架する防振部材として
機能するクッションを構成する。
米国特許4,335,077号は、弾性的に変形可能な防振リ
ング、又は包囲体によってセラミック触媒モノリスを支
持することを開示し、モノリスは、セラミックファイバ
又は金網などの形態の金属で強化された耐熱セメント、
又はパテでできた保護ジャケットで取り囲まれている。
保護ジャケットは、ハウジングの壁と保護ジャケットと
の間で圧縮される軟質の無機ファイバ層でその周囲が取
り囲まれている。
ング、又は包囲体によってセラミック触媒モノリスを支
持することを開示し、モノリスは、セラミックファイバ
又は金網などの形態の金属で強化された耐熱セメント、
又はパテでできた保護ジャケットで取り囲まれている。
保護ジャケットは、ハウジングの壁と保護ジャケットと
の間で圧縮される軟質の無機ファイバ層でその周囲が取
り囲まれている。
米国特許4,353,872号は、耐熱性の発泡性シート材
料、例えば蛭石、石英、或いは石綿で形成されたガスシ
ール部材でセラミック触媒モノリスをケーシング内に支
持することを開示する。ガスシール部材はモノリスの一
部を取り囲み、モノリスとモノリスのケーシングとの間
に配置されて全体に円筒形の金網、又はモノリスに加え
られる外力を弱める弾性支持体の別個の層を有してい
る。
料、例えば蛭石、石英、或いは石綿で形成されたガスシ
ール部材でセラミック触媒モノリスをケーシング内に支
持することを開示する。ガスシール部材はモノリスの一
部を取り囲み、モノリスとモノリスのケーシングとの間
に配置されて全体に円筒形の金網、又はモノリスに加え
られる外力を弱める弾性支持体の別個の層を有してい
る。
米国特許4,425,304号は、セラミック触媒モノリスが
展延金物又は鋼網織物又はセラミックファイバの編物で
できた弾性パッドによって両端が支持され、展延金物又
は他の周知の難燃性で耐蝕性のクッション材料でできた
夫々のクッション層で取り囲まれた触媒コンバータを開
示する。
展延金物又は鋼網織物又はセラミックファイバの編物で
できた弾性パッドによって両端が支持され、展延金物又
は他の周知の難燃性で耐蝕性のクッション材料でできた
夫々のクッション層で取り囲まれた触媒コンバータを開
示する。
米国特許4,432,943号は、排気ガスの迂回を阻止する
のに役立ち且つ断熱材として役立つ耐熱性無機ファイバ
材料でハウジングと触媒本体との間の空間が満たされた
モノリス状触媒本体用弾性懸架手段と、無機ファイバ層
及びこの無機ファイバ層上に配置された耐熱金属製剛性
スリーブによってモノリスが取り囲まれた構造とを開示
する。
のに役立ち且つ断熱材として役立つ耐熱性無機ファイバ
材料でハウジングと触媒本体との間の空間が満たされた
モノリス状触媒本体用弾性懸架手段と、無機ファイバ層
及びこの無機ファイバ層上に配置された耐熱金属製剛性
スリーブによってモノリスが取り囲まれた構造とを開示
する。
入手できる種々の支持材料にも関わらず、触媒モノリ
スを利用する乗用車の代表的な触媒コンバータは、米国
特許3,916,057号又は米国特許4,305,992に記載された発
泡性防炎シート材料のような、公称厚さ4.95mm（0.195
インチ）、公称密度0.64g/cm3（40pcf）の発泡性防炎シ
ート材料によって支持されている。この材料は、モノリ
スと同形状に曲げられ、セラミックモノリスの金属製シ
ェル内への設置中に圧縮され、ここでこの材料は、公称
厚さ3.30mm（0.130インチ）、公称密度約096g/cm3（60p
cf）である。トラックのような総車重の大きな車輌の作
動サイクル中にしばしば遭遇する高い作動温度に耐える
ため、設置時に圧縮取付け発泡性防炎層の全公称厚さを
約6.1mm（0.24インチ）まで増大させるのがよく、公称
密度を約1.04g/cm3乃至1.12g/cm3（65pcf乃至70pcf）ま
で増大させるのがよい。
スを利用する乗用車の代表的な触媒コンバータは、米国
特許3,916,057号又は米国特許4,305,992に記載された発
泡性防炎シート材料のような、公称厚さ4.95mm（0.195
インチ）、公称密度0.64g/cm3（40pcf）の発泡性防炎シ
ート材料によって支持されている。この材料は、モノリ
スと同形状に曲げられ、セラミックモノリスの金属製シ
ェル内への設置中に圧縮され、ここでこの材料は、公称
厚さ3.30mm（0.130インチ）、公称密度約096g/cm3（60p
cf）である。トラックのような総車重の大きな車輌の作
動サイクル中にしばしば遭遇する高い作動温度に耐える
ため、設置時に圧縮取付け発泡性防炎層の全公称厚さを
約6.1mm（0.24インチ）まで増大させるのがよく、公称
密度を約1.04g/cm3乃至1.12g/cm3（65pcf乃至70pcf）ま
で増大させるのがよい。
発泡性防炎シート材料がモノリスの周りに曲げられる
ため、幾つかの層がある場合には最も外側の発泡性防炎
層に引張り応力が及ぼされ、これによって表面の引裂
き、或いは発泡性防炎層の蛭石のフレーキング（flakin
g）が引き起こされる。これが引き起こされると、シー
ト材料は有用でなくなり、金属製外ケーシングを閉鎖す
るのに使用されるフランジにフレークが入っていく場合
に閉鎖の問題が引き起こされる。別の懸念は、内面が巻
つぶれ、不均一な内面に荷重が加わるため、厚い発泡性
防炎材料が状況を更に悪化させることがあるということ
である。これは、組立中に不均一な圧縮力を加えること
があり、排気ガスの直接漏れ通路を形成することがあ
る。かくして、設置の問題を最小にすると同時にモノリ
ス状触媒コンバータの満足のいく取付体を提供する発泡
性防炎シート材料の必要がある。
ため、幾つかの層がある場合には最も外側の発泡性防炎
層に引張り応力が及ぼされ、これによって表面の引裂
き、或いは発泡性防炎層の蛭石のフレーキング（flakin
g）が引き起こされる。これが引き起こされると、シー
ト材料は有用でなくなり、金属製外ケーシングを閉鎖す
るのに使用されるフランジにフレークが入っていく場合
に閉鎖の問題が引き起こされる。別の懸念は、内面が巻
つぶれ、不均一な内面に荷重が加わるため、厚い発泡性
防炎材料が状況を更に悪化させることがあるということ
である。これは、組立中に不均一な圧縮力を加えること
があり、排気ガスの直接漏れ通路を形成することがあ
る。かくして、設置の問題を最小にすると同時にモノリ
ス状触媒コンバータの満足のいく取付体を提供する発泡
性防炎シート材料の必要がある。
発明の概要 本発明の主な目的は、セラミックモノリスのような脆
性構造のための改良取付体を提供することである。この
取付体は、大量生産、及び内燃エンジンの排気系での使
用に適当であり且つ非常に便利である。
性構造のための改良取付体を提供することである。この
取付体は、大量生産、及び内燃エンジンの排気系での使
用に適当であり且つ非常に便利である。
問題点を解決するための手段 この目的は、本発明によれば、隣接面の一部のみに亘
って互いに接着された少なくとも二つの発泡性防炎層か
ら成る取り扱い自在で可撓性の抗亀裂性複合発泡性防炎
シート材料であって、このシートを例えばセラミックモ
ノリスの周りに曲げるとき、亀裂や巻つぶれを引き起こ
すことなく端を接合できるように発泡性防炎層が長さ方
向に所定量だけオフセットしている、発泡性防炎シート
材料によって達成される。シート材料は約25.4mm（0.1
インチ）乃至約127mm（５インチ）の組み合わせ厚さを
有するのがよい。
って互いに接着された少なくとも二つの発泡性防炎層か
ら成る取り扱い自在で可撓性の抗亀裂性複合発泡性防炎
シート材料であって、このシートを例えばセラミックモ
ノリスの周りに曲げるとき、亀裂や巻つぶれを引き起こ
すことなく端を接合できるように発泡性防炎層が長さ方
向に所定量だけオフセットしている、発泡性防炎シート
材料によって達成される。シート材料は約25.4mm（0.1
インチ）乃至約127mm（５インチ）の組み合わせ厚さを
有するのがよい。
更に、複合シートは、触媒コンバータのようなセラミ
ックモノリスと接触した状態で取付けるためのセラミッ
クファイバ層、或いはクラフト紙、プラスチックフィル
ム又は無機ファイバ織物のような外側補強層を有するの
がよい。本発明の発泡性防炎シート材料は、設置工程
中、複合シートをセラミックモノリスの周りに曲げると
き、個々の層が互いに摺動できるようにする。各層での
引張り応力は有効に最小にされる。表面を引き離すのに
十分な力が生じないようにすることによって、シートの
外面が裂けず、発泡性防炎層での蛭石の損失が最小にさ
れる。
ックモノリスと接触した状態で取付けるためのセラミッ
クファイバ層、或いはクラフト紙、プラスチックフィル
ム又は無機ファイバ織物のような外側補強層を有するの
がよい。本発明の発泡性防炎シート材料は、設置工程
中、複合シートをセラミックモノリスの周りに曲げると
き、個々の層が互いに摺動できるようにする。各層での
引張り応力は有効に最小にされる。表面を引き離すのに
十分な力が生じないようにすることによって、シートの
外面が裂けず、発泡性防炎層での蛭石の損失が最小にさ
れる。
従って、例えばフランジ内に入ってモノリスの適正な
密封を妨げる蛭石は、無いか又はほとんど無い。
密封を妨げる蛭石は、無いか又はほとんど無い。
かくして、本発明のシート材料は、大量生産を行う上
で、及び脆性構造を取付ける上で非常に便利な材料であ
る。
で、及び脆性構造を取付ける上で非常に便利な材料であ
る。
実施例 添付図面を参照すると、参照番号10で触媒コンバータ
が全体に示してある。本発明は、図示の触媒コンバータ
での使用に限定されるものではなく、従って、触媒コン
バータは、単に本発明を例示する例として示してある。
実際、ディーゼルの粒子トラップのような脆性構造を取
付けるのにこのシート材料を使用するのがよい。触媒コ
ンバータ10は、二片の金属、例えば耐熱鋼で形成された
全体に管状のハウジング12を有する。ハウジング12は、
入口14を一端に、出口（図示せず）を他端に有する。入
口14及び出口はその外端が適当に成形され、これによっ
て、これらの入口及び出口を内燃エンジンの排気系の導
管に固定することができる。装置10は脆性セラミックモ
ノリス18を含み、このセラミックモノリスは、以下に詳
細に説明する発泡性防炎シート材料20によってハウジン
グ12内に支持され且つ拘束されている。モノリス18は、
一端の入口端面から他端の出口端面まで軸線方向に延び
る複数の気体透過性通路を有する。モノリス18は適当な
耐火材料又はセラミック材料で、周知の方法及び形体で
つくられている。モノリスは、代表的には、断面形体が
楕円形又は円形であるが、他の形体も可能である。
が全体に示してある。本発明は、図示の触媒コンバータ
での使用に限定されるものではなく、従って、触媒コン
バータは、単に本発明を例示する例として示してある。
実際、ディーゼルの粒子トラップのような脆性構造を取
付けるのにこのシート材料を使用するのがよい。触媒コ
ンバータ10は、二片の金属、例えば耐熱鋼で形成された
全体に管状のハウジング12を有する。ハウジング12は、
入口14を一端に、出口（図示せず）を他端に有する。入
口14及び出口はその外端が適当に成形され、これによっ
て、これらの入口及び出口を内燃エンジンの排気系の導
管に固定することができる。装置10は脆性セラミックモ
ノリス18を含み、このセラミックモノリスは、以下に詳
細に説明する発泡性防炎シート材料20によってハウジン
グ12内に支持され且つ拘束されている。モノリス18は、
一端の入口端面から他端の出口端面まで軸線方向に延び
る複数の気体透過性通路を有する。モノリス18は適当な
耐火材料又はセラミック材料で、周知の方法及び形体で
つくられている。モノリスは、代表的には、断面形体が
楕円形又は円形であるが、他の形体も可能である。
本発明によれば、モノリスは、少なくとも約1.27mm
（0.05インチ）であるのがよい距離によってそのハウジ
ングから間隔を隔てられ、この距離は、最大25.4mm（１
インチ）又はそれ以上であってもよい。この間隔は、セ
ラミックモノリス18を支持するための第２図乃至第７図
に示す発泡性防炎取付けシート材料20で満たしてある。
（0.05インチ）であるのがよい距離によってそのハウジ
ングから間隔を隔てられ、この距離は、最大25.4mm（１
インチ）又はそれ以上であってもよい。この間隔は、セ
ラミックモノリス18を支持するための第２図乃至第７図
に示す発泡性防炎取付けシート材料20で満たしてある。
第２図乃至第５図に示すように、シート材料20は、26
のところで接着剤によって接合された二つの発泡性防炎
層22及び24から成る。第２図及び第４図に示す実施例で
は、シート材料20はオフセット層22及び24から成り、シ
ート材料20をモノリス18の周りに曲げたときシート材料
20の一端の凸縁28が他端の溝30に嵌まり、ハウジング12
をモノリスの周りに閉鎖したとき、発泡性防炎層が使用
された気体シールを完成するような、さねはぎ構造を有
する。オフセット量、即ち所定のオフセット量は、層の
厚さ並びにシート材料が周りに曲げられる周囲及び層の
延び及び圧縮に応じて変わる。例えば、半径RMのモノリ
スに巻付けるための、各層が厚さ（Ｔ）及び長さ（Ｌ）
を有する二層複合物（即ち内側層（Ｉ）及び外側層
（Ｏ）のオフセット量を決定するのに以下の式が使用さ
れる。
のところで接着剤によって接合された二つの発泡性防炎
層22及び24から成る。第２図及び第４図に示す実施例で
は、シート材料20はオフセット層22及び24から成り、シ
ート材料20をモノリス18の周りに曲げたときシート材料
20の一端の凸縁28が他端の溝30に嵌まり、ハウジング12
をモノリスの周りに閉鎖したとき、発泡性防炎層が使用
された気体シールを完成するような、さねはぎ構造を有
する。オフセット量、即ち所定のオフセット量は、層の
厚さ並びにシート材料が周りに曲げられる周囲及び層の
延び及び圧縮に応じて変わる。例えば、半径RMのモノリ
スに巻付けるための、各層が厚さ（Ｔ）及び長さ（Ｌ）
を有する二層複合物（即ち内側層（Ｉ）及び外側層
（Ｏ）のオフセット量を決定するのに以下の式が使用さ
れる。
（Ａ）LI＝２π（RM＋1/2TI） （Ｂ）LO＝２π（RM＋TI＋1/2TO） （Ｃ）オフセット量＝L0−LI 総車重の大きな車輌、即ちトラックなどで高温と遭遇
する場合、発泡性防炎層を一つの厚い層からつくること
によって、又は二つ以上の層を使用することによって発
泡性防炎層の厚さを増大するのが望ましく、或いは、モ
ノリスに対して配置できる、例えば、セラミックファイ
バ（図示せず）で作られた追加の層を備えるのが望まし
い。これは、モノリスの企図した作動温度が最大1093.3
℃（2000°Ｆ）又はそれ以上である場合に望ましい。セ
ラミックファイバ層は、取付け公称厚さがやく0.762mm
（0.03インチ）、取付け公称密度が少なくとも約0.63g/
cm3（40pcf）であるのがよい。発泡性防炎層は、取付け
（圧縮）公称厚さが少なくとも約5.08mm（0.2イン
チ）、取付け公称密度が約1.12g/cm3（70pcf）であるの
がよい。セラミックファイバは、必要な断熱及び機械的
な支持を与えるならば、紙、ブランケット、マット又は
フェルトなどの種々の形態であるのがよい。
する場合、発泡性防炎層を一つの厚い層からつくること
によって、又は二つ以上の層を使用することによって発
泡性防炎層の厚さを増大するのが望ましく、或いは、モ
ノリスに対して配置できる、例えば、セラミックファイ
バ（図示せず）で作られた追加の層を備えるのが望まし
い。これは、モノリスの企図した作動温度が最大1093.3
℃（2000°Ｆ）又はそれ以上である場合に望ましい。セ
ラミックファイバ層は、取付け公称厚さがやく0.762mm
（0.03インチ）、取付け公称密度が少なくとも約0.63g/
cm3（40pcf）であるのがよい。発泡性防炎層は、取付け
（圧縮）公称厚さが少なくとも約5.08mm（0.2イン
チ）、取付け公称密度が約1.12g/cm3（70pcf）であるの
がよい。セラミックファイバは、必要な断熱及び機械的
な支持を与えるならば、紙、ブランケット、マット又は
フェルトなどの種々の形態であるのがよい。
第２図及び第３図、第４図及び第５図は、本発明によ
る発泡性防炎複合シート材料の二つの実施例を示す。第
３図に示す実施例では、層がほぼ中央で互いに接合され
ており、第５図に示す実施例では、層が一端のところで
互いに接合されている。
る発泡性防炎複合シート材料の二つの実施例を示す。第
３図に示す実施例では、層がほぼ中央で互いに接合され
ており、第５図に示す実施例では、層が一端のところで
互いに接合されている。
接着材料は、その組成については、重要でない。重要
なことは、接着材料が層を接触した状態に維持するとい
うことであり、曲げの剪断力に打ち勝つのに十分な強度
を有するということである。更に、接着面積の大きさ
は、層を互いに接着された状態に保持し、これらの層が
軸線方向整合から回転しないようにする（これらの層は
この軸線方向整合に沿って接合されている）と同時に、
層がその軸線方向整合、即ちその長さに沿って移動でき
るようにするのに十分でなければならないということを
除き、重要でない。かくして、接着面積は長さの100％
以下の任意の大きさであるのがよく、好ましくは、一つ
の箇所で層の長さの約20％以下であり、層の幅まで広が
るのがよい。しかしながら、これは重要ではない。容易
にわかるように、接着面積の正確な大きさは、接着剤の
強度に応じて変わるが、シート材料又は取付けパッドを
脆性構造の上、即ちこの脆性構造に関して、配置するよ
うに取り扱うことができるのに十分でなければならな
い。この脆性構造は、容器内に配置され、その後この容
器は閉鎖される。第３図では、接着がほぼ中央で行われ
ているのに対し、第５図では、接着が一端の近くで行わ
れている。
なことは、接着材料が層を接触した状態に維持するとい
うことであり、曲げの剪断力に打ち勝つのに十分な強度
を有するということである。更に、接着面積の大きさ
は、層を互いに接着された状態に保持し、これらの層が
軸線方向整合から回転しないようにする（これらの層は
この軸線方向整合に沿って接合されている）と同時に、
層がその軸線方向整合、即ちその長さに沿って移動でき
るようにするのに十分でなければならないということを
除き、重要でない。かくして、接着面積は長さの100％
以下の任意の大きさであるのがよく、好ましくは、一つ
の箇所で層の長さの約20％以下であり、層の幅まで広が
るのがよい。しかしながら、これは重要ではない。容易
にわかるように、接着面積の正確な大きさは、接着剤の
強度に応じて変わるが、シート材料又は取付けパッドを
脆性構造の上、即ちこの脆性構造に関して、配置するよ
うに取り扱うことができるのに十分でなければならな
い。この脆性構造は、容器内に配置され、その後この容
器は閉鎖される。第３図では、接着がほぼ中央で行われ
ているのに対し、第５図では、接着が一端の近くで行わ
れている。
取付けパッドという語は、二層発泡性防炎シート材
料、並びにセラミックファイバ層、強化層、などを含む
多層シート材料を意味し且つこれらのシート材料を含む
語である。脆性構造という語は、脆性即ち壊れやすい性
質でここに説明した取付けパッドから利益を得るセラミ
ックモノリス又は金属モノリスなどのような構造を意味
し且つ含む語である。
料、並びにセラミックファイバ層、強化層、などを含む
多層シート材料を意味し且つこれらのシート材料を含む
語である。脆性構造という語は、脆性即ち壊れやすい性
質でここに説明した取付けパッドから利益を得るセラミ
ックモノリス又は金属モノリスなどのような構造を意味
し且つ含む語である。
第６図及び第７図に示すように、複合シート材料をモ
ノリスの周りに曲げたとき（第６図及び第７図に円形形
状で示す）、層は端がぴったりと接触し、凸縁28が他端
の溝30に嵌まるまで摺動する。複数の層を使用して厚い
複合材料を得るという事実は、引裂力を及ぼすのに十分
な応力が複合材料の最外面即ち最外層に生じないといこ
とを意味する。これは脱落する蛭石のフレークの量を最
小にし、不良品を最小にしながら迅速に設置出来るよう
にする。
ノリスの周りに曲げたとき（第６図及び第７図に円形形
状で示す）、層は端がぴったりと接触し、凸縁28が他端
の溝30に嵌まるまで摺動する。複数の層を使用して厚い
複合材料を得るという事実は、引裂力を及ぼすのに十分
な応力が複合材料の最外面即ち最外層に生じないといこ
とを意味する。これは脱落する蛭石のフレークの量を最
小にし、不良品を最小にしながら迅速に設置出来るよう
にする。
発泡性防炎層が厚ければ厚い程、層に亀裂が入る可能
性、及び蛭石フレークの損失の可能性が大きくなる。厚
い層をつくるのにセラミックファイバ層を使用する場
合、この状態は更に過酷なものとなることがある。本発
明は、シート材料22に亀裂が入ることを妨げ、蛭石フレ
ークの損失をなくし、ハウジング12を閉じたときにシー
ト材料に亀裂を生じさせることなくシート材料が曲がる
ようにシート材料を拘束することによって、シート材料
の設置を容易にし、かくして設置作業を早くする。
性、及び蛭石フレークの損失の可能性が大きくなる。厚
い層をつくるのにセラミックファイバ層を使用する場
合、この状態は更に過酷なものとなることがある。本発
明は、シート材料22に亀裂が入ることを妨げ、蛭石フレ
ークの損失をなくし、ハウジング12を閉じたときにシー
ト材料に亀裂を生じさせることなくシート材料が曲がる
ようにシート材料を拘束することによって、シート材料
の設置を容易にし、かくして設置作業を早くする。
発泡性防炎シート材料は、未発泡の蛭石、ハイドロバ
イオタイト、又は所望程度の湿潤強さを得るのに無機バ
インダー及び／又は有機バインダーを使用する膨張性フ
ッ化４珪素雲母からつくるのがよい。シート材料は、例
えば、参考のため本明細書中に開示を組み込んだ、約0.
1mm乃至25mmの所望の厚さをつくる米国特許第3,458,329
号に記載された標準的な製紙技術によってつくるのがよ
い。
イオタイト、又は所望程度の湿潤強さを得るのに無機バ
インダー及び／又は有機バインダーを使用する膨張性フ
ッ化４珪素雲母からつくるのがよい。シート材料は、例
えば、参考のため本明細書中に開示を組み込んだ、約0.
1mm乃至25mmの所望の厚さをつくる米国特許第3,458,329
号に記載された標準的な製紙技術によってつくるのがよ
い。
発泡性防炎シート材料は、その場の発泡による取付け
材料として自動車の排気触媒コンバータで使用される。
次いで、発泡させたシートがセラミックコア即ち触媒支
持体を容器即ちキャニスタ内の適所に保持する。剥脱後
のシートの熱安定性及び弾力性が、金属製キャニスタと
セラミック基材の熱膨張差、脆性の装置に伝達される振
動、及び金属面又はセラミック面の凹凸、を補償する。
この取付け材料は、廉価であり簡単に使用できるばかり
でなく、このような装置に固有の熱衝撃及び機械的衝撃
に関連した問題を効果的に解決する上で優れているとい
うことがわかった。従って、その設置ができるだけ簡単
でなければならず、その設置及び設置自体に問題を生じ
ないということが重要である。
材料として自動車の排気触媒コンバータで使用される。
次いで、発泡させたシートがセラミックコア即ち触媒支
持体を容器即ちキャニスタ内の適所に保持する。剥脱後
のシートの熱安定性及び弾力性が、金属製キャニスタと
セラミック基材の熱膨張差、脆性の装置に伝達される振
動、及び金属面又はセラミック面の凹凸、を補償する。
この取付け材料は、廉価であり簡単に使用できるばかり
でなく、このような装置に固有の熱衝撃及び機械的衝撃
に関連した問題を効果的に解決する上で優れているとい
うことがわかった。従って、その設置ができるだけ簡単
でなければならず、その設置及び設置自体に問題を生じ
ないということが重要である。
セラミックファイバ層について最大1260℃（2300°
Ｆ）のモノリス温度に対し、非常に適当な材料がニュー
ヨーク州ナイアガラフォールのカーボランダム社（Carb
orundom Co.）から入手できるファイバフラックス970
（Fiberfrax:登録商標）紙であることがわかった。この
製品は、アルミナとシリカの比がほぼ50対50でファイバ
とショットの比がほぼ50対50のアルミノ珪酸塩のガラス
状ばら繊維からつくられている。この紙製品の重量の約
93％がセラミックのファイバ及びショットであり、残り
の７％が有機ラテックスバインダーの形態である。更に
高いモノリス温度については、ファイバマックス（Fibe
rmax:登録商標）即ちこの製造者から入手できる多晶質
ムライトセラミックファイバから製造した紙を使用する
のがよい。更に、高いモノリス温度が予想される場合に
はアルミナファイバを使用してもよい。
Ｆ）のモノリス温度に対し、非常に適当な材料がニュー
ヨーク州ナイアガラフォールのカーボランダム社（Carb
orundom Co.）から入手できるファイバフラックス970
（Fiberfrax:登録商標）紙であることがわかった。この
製品は、アルミナとシリカの比がほぼ50対50でファイバ
とショットの比がほぼ50対50のアルミノ珪酸塩のガラス
状ばら繊維からつくられている。この紙製品の重量の約
93％がセラミックのファイバ及びショットであり、残り
の７％が有機ラテックスバインダーの形態である。更に
高いモノリス温度については、ファイバマックス（Fibe
rmax:登録商標）即ちこの製造者から入手できる多晶質
ムライトセラミックファイバから製造した紙を使用する
のがよい。更に、高いモノリス温度が予想される場合に
はアルミナファイバを使用してもよい。
本発明の好ましい実施例を図示し且つ説明したが、こ
の実施例の変形態様が本発明の精神及び範囲内にあるこ
とが当業者には明らかである。例えば、構造はセラミッ
ク製でなくてもよいし、金属製脆性モノリスであっても
よい。更に、モノリスは、抵抗加熱要素又はディーゼル
エンジンで使用する再生可能な粒子トラップのような、
触媒コンバータとして以外で使用するものであってもよ
い。モノリスの作動温度がより高い、例えば1371℃（25
00°Ｆ）の場合の組立体では、セラミックファイバ紙層
をファイバマックス（登録商標）即ち多結晶性ムライト
セラミックファイバ、又はアルミナファイバで形成し、
蛭石を含有する発泡性防炎材料の半径方向外側層がその
最大連続使用温度を越えないように断熱するのがよい。
セラミックモノリスを、最初に多晶質アルミノ珪酸塩フ
ァイバ内に包み、次いでガラス質アルミノ珪酸塩ファイ
バで包み、その後発泡性防炎材料で包むのがよい。触媒
コンバータのハウジングの外側温度は、セラミックファ
イバ及び発泡性防炎材料の複合層の厚さを増すことによ
って低くすることができる。図示を簡単にするため、ハ
ウジング12は滑らかであるように図示してある。しかし
ながら、多くの用途では、リブを設けるか或いは他の方
法でハウジングを強化し、圧縮されるセラミックファイ
バ紙及び発泡性防炎シート材料によって及ぼされる力に
抗するようにハウジングを補剛するのがよい。
の実施例の変形態様が本発明の精神及び範囲内にあるこ
とが当業者には明らかである。例えば、構造はセラミッ
ク製でなくてもよいし、金属製脆性モノリスであっても
よい。更に、モノリスは、抵抗加熱要素又はディーゼル
エンジンで使用する再生可能な粒子トラップのような、
触媒コンバータとして以外で使用するものであってもよ
い。モノリスの作動温度がより高い、例えば1371℃（25
00°Ｆ）の場合の組立体では、セラミックファイバ紙層
をファイバマックス（登録商標）即ち多結晶性ムライト
セラミックファイバ、又はアルミナファイバで形成し、
蛭石を含有する発泡性防炎材料の半径方向外側層がその
最大連続使用温度を越えないように断熱するのがよい。
セラミックモノリスを、最初に多晶質アルミノ珪酸塩フ
ァイバ内に包み、次いでガラス質アルミノ珪酸塩ファイ
バで包み、その後発泡性防炎材料で包むのがよい。触媒
コンバータのハウジングの外側温度は、セラミックファ
イバ及び発泡性防炎材料の複合層の厚さを増すことによ
って低くすることができる。図示を簡単にするため、ハ
ウジング12は滑らかであるように図示してある。しかし
ながら、多くの用途では、リブを設けるか或いは他の方
法でハウジングを強化し、圧縮されるセラミックファイ
バ紙及び発泡性防炎シート材料によって及ぼされる力に
抗するようにハウジングを補剛するのがよい。
本明細書中で使用されている「セラミックファイバ」
は、玄武岩、産業精練鉱滓、アルミナ、ジルコニア、ア
ルミノ珪酸塩及びクロム、ジルコン及びカルシウムで改
質したアルミノ珪酸塩、などから形成されたものを含
む。
は、玄武岩、産業精練鉱滓、アルミナ、ジルコニア、ア
ルミノ珪酸塩及びクロム、ジルコン及びカルシウムで改
質したアルミノ珪酸塩、などから形成されたものを含
む。
第１図は、本発明を具体化した装置の概略斜視図であ
り、 第２図は、本発明を具体化した発泡性防炎シート材料の
平面図であり、 第３図は、第２図の発泡性防炎シート材料の側面図であ
り、 第４図は、本発明による発泡性防炎シート材料の他の実
施例の平面図であり、 第５図は、第４図のシート材料の側面図であり、 第６図及び第７図は、夫々、本発明による組立済の発泡
性防炎シート材料の側面図及び平面図である。 10……触媒コンバータ 12……ハウジング 14……入口 18……セラミックモノリス 20……発泡性防炎シート材料
り、 第２図は、本発明を具体化した発泡性防炎シート材料の
平面図であり、 第３図は、第２図の発泡性防炎シート材料の側面図であ
り、 第４図は、本発明による発泡性防炎シート材料の他の実
施例の平面図であり、 第５図は、第４図のシート材料の側面図であり、 第６図及び第７図は、夫々、本発明による組立済の発泡
性防炎シート材料の側面図及び平面図である。 10……触媒コンバータ 12……ハウジング 14……入口 18……セラミックモノリス 20……発泡性防炎シート材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/28 311 B32B 5/32 B32B 7/00 - 7/14
Claims (7)
- 【請求項１】発泡性シート材料の少なくとも２つの層
（22、24）をそれらの隣接した面にわたって接触状態に
維持した複合体からなり、脆弱モノリス構造の周りに曲
げることができ、且つ端を接合することができる、脆弱
モノリス構造18用の発泡性防炎取付けパッド（20）にお
いて、パッドの取付けにおいて、曲げ剪断力に打ち勝
ち、且つ端を亀裂や巻きつぶれすることなく接合するこ
とができるように、前記層をそれらの軸線方向長さに沿
って移動させながら、前記層がそれらの軸線方向の整合
から回転するのを防止する量で、層がそれらの隣接した
面の所定部分だけにわたって互いに結合される、上記発
泡性防炎取付けパッド。 - 【請求項２】前記脆弱モノリス構造（18）の周りに巻く
ための発泡性材料の少なくとも２つの層（22、24）を有
し、前記層は脆弱モノリス構造から外方に連続層として
配置され、巻かれたとき外側層になる層は次の内側層を
越えて長さ方向に延び、層はそれらの隣接した面の一部
だけにわたって互いに結合（26）され、互いに結合され
た部分の量及び外側層が次の内側層を越えて延びる程度
は、パッド（20）を亀裂や巻きつぶれすることなく端を
接合するために脆弱モノリス構造の周りに曲げることが
できるように選択される、請求の範囲１に記載の取付け
パッド。 - 【請求項３】層は接着結合によって接合接触状態に維持
される、請求の範囲１に記載の取付けパッド。 - 【請求項４】前記層（22、24）は次の方法のうちの１つ
で配置される、即ちｉ）一端が互いに結合され、他端が
オフセットされ、ii）中央近くで互いに結合され、層の
一方は各端でオフセットされ、iii）１つの点で互いに
結合される、請求の範囲１、２又は３に記載の取付けパ
ッド。 - 【請求項５】巻きを完了するために互いに接合される層
（22、24）の端は協同する長手方向に延びた凸縁（28）
及び溝（30）を備え、これら凸縁（28）と溝（30）は、
パッドが適当な大きさの構造の周りに巻かれたとき互い
に嵌まり込む、請求の範囲１、２又は３に記載の取付け
パッド。 - 【請求項６】外側層の長さは、２π（0.5T1＋0.5T0）
（ここにT0は外側層の厚さであり、T1は次の層の厚さで
ある）であるオフセットだけ次の層の長さよりも長い、
請求の範囲２に記載の取付けパッド。 - 【請求項７】脆弱モノリス構造（18）は耐火材料又はセ
ラミック材料の触媒のコンバータモノリスである、請求
の範囲１乃至６のいずれか１項に記載の取付けパッド。
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