JP3370590B2 - 触媒コンバータ用シール材の製造方法 - Google Patents
触媒コンバータ用シール材の製造方法Info
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Description
浄化用触媒コンバータ、とくに触媒保持体と金属シェル
との間に介挿するシール材の製造方法に関するものであ
る。
ス浄化用触媒コンバータとしては、図1に示すように、
触媒保持体4とその外側を覆う金属シェル2と、両者の
間に介挿した無機材料シートを用いたシール材とからな
るものが知られている。このような触媒コンバータにお
いて、前記シール材は、シェル2と触媒保持体4との間
から排気ガスがリークするのを防ぐために用いられるも
のであり、一般に、シリカ・アルミナ系セラミックファ
イバー、未膨張バーミキュライト、無機結合材及び有機
弾性物質の混合物をシート状に成形したシールマット3
が用いられている。
自動車の高性能化及び各種法規制により排気ガスの温度
が著しく上昇しており、図1に示した従来の触媒コンバ
ータでは、上記シール材の耐熱性が不足し、十分なシー
ル性を確保することが困難になっている。これは、排気
ガスの熱により上記シール材中のシリカ・アルミナ系セ
ラミックファイバーが脆化することと、未膨張バーミキ
ュライトの膨張特性が劣化することにより、排気ガスの
脈圧で該シール層が風蝕されるためであると考えられて
いる。
する技術として、特開平8−334015公報では、排気ガス
接触面の端部から1〜10mmの部分を無機結合材により硬
化したシール材が提案されている。この提案にかかるシ
ール層によれば、確かに無機結合材を 300〜 600℃で焼
結することにより、シール層内のシリカ・アルミナ繊維
同志の交点を固定するため、シール材の風蝕を抑制する
ことができる。
持体とその外側を覆う金属シェルとの間に介挿されるま
では、例えば、80℃×12hrで乾燥することにより硬化し
た状態にしてある。このため、可撓性に欠け、巻き付け
時に折れが発生する等、円筒状に加工するのが難しいと
いう問題があった。
述した問題点に鑑み、排気ガス浄化用触媒コンバータの
シール材としての特性、たとえば耐熱性や耐久性に優れ
たシール材を製造する方法を提案することにある。ま
た、本発明の他の目的は、触媒保持体への巻き付けなら
びに組み付けの容易なシール材を提供するための有利な
製造方法を提案することにある。
く鋭意検討した結果、シール材の耐久性を維持するには
ガス接触の機会の多い端部を無機バインダーにて含浸処
理することが有効であり、かつ、可撓性を有するために
は、無機バインダ−を未乾燥のまま真空パックすること
が有効であることを突き止め、本発明に想到するに到っ
た。即ち、本発明は、柱状の触媒保持体とこの触媒保持
体の外側に被せる円筒状の金属シェルとそれらの間に介
挿されるシール材よりなる触媒コンバータにおいて、そ
のシール材を製造するに当たり、排気ガス接触面となる
シールマットのガス入出側両端部に無機バインダーを含
浸処理したのち、該シールマット両面に、多層フィルム
の内面に無機材料の蒸着膜を有する複合フィルムからな
る気密性フィルムを重ね合わせて各周辺部を減圧下でヒ
ートシールすることにより、該シールマットを無機バイ
ンダーを未乾燥のまま前記気密性フィルムにて減圧パッ
クすることを特徴とする触媒コンバータ用シール材の製
造方法である。
は、アルミナ、シリカ−アルミナ、シリカ、ガラス等の
いずれか1種もしくは2種の複合体であり、触媒保持
体、金属シェルの間に介挿した状態での充填密度が0.15
〜 0.5g/cm3 に調整されていることが好ましい。ま
た、本発明において、シールマットの各端部に含浸させ
る無機バインダーは、合成マイカ、モンモリロナイト、
コロイダルアルミナ、コロイダルシリカから選ばれるい
ずれか少なくとも1種以上を用いることが好ましい。ま
た、本発明において、シールマット端部への無機バイン
ダーの含浸は、ガス入出側両端部から1〜10 mmの範囲
内ですることが好ましい。また、本発明において、上記
気密性フィルムとして、ポリエチレン、ポリプロピレン
またはポリエチレンテレフタレートのいずれかよりなる
多層フィルムの内層に、SiO2、Al2O3 またはAlのいず
れかよりなる無機材料の蒸着膜を1nm〜1μmの厚みに
設けてなる複合フィルムを用いることが好ましい。さら
に、本発明において、上記シール材は、所定の寸法にカ
ットされた無機繊維質シールマットを、上記気密性フィ
ルムを重合して減圧パックする際、真空度を 500〜755
mmHg に調整することが好ましい。
成している上記触媒保持体としては、例えばコージェラ
イトやアルミナ等により製造されたハニカム構造のもの
を用いることができる。また、前記金属シェルとして
は、例えば断面が長円径、円形等のステンレス製の筒も
しくは、半割状のステンレス製割り筒を用いることがで
きる。
に介挿するシール材は、触媒保持体、金属シェルの間に
介挿した状態での充填密度が、0 .15 〜 0.5g/cm3 とな
るように調整された物を用いる。これは、素材の充填密
度が0.15g/cm3 より小さいと、所定の保持力が得られ
ず、触媒保持体がずれる可能性があるためである。一
方、充填密度が0.5g/cm3より大きいと、組み立て後の圧
縮応力が高いため無機繊維が折損し、飛散する恐れがあ
り、また、触媒保持体を圧壊してしまうからである。な
お、より好適な無機シール材の充填密度は、 0.2〜0.4g
/cm3の範囲内である。
マットは、アルミナ、シリカ・アルミナ、ガラス、シリ
カの中から選ばれる1種以上の繊維質材料を基本とし、
これに他の無機材料あるいは有機材料を複合したものを
用いることが好ましい。
端部に含浸させる無機バインダーは、合成マイカ、モン
モリロナイト、コロイダルアルミナ、コロイダルシリカ
から選ばれるいずれか少なくとも1種を用いる。なお、
この無機バインダーは、水溶液の状態で用いられるが、
触媒保持体への巻き付け性等を考慮すると、合成マイカ
の水溶液が好適である。
の両端部から1〜10mmの範囲内を、上記無機バインダー
を塗布して含浸させる。無機バインダーによるシールマ
ットの強化範囲を1〜10mmとする理由は、1mm未満で
は、耐風蝕性を向上させるのは難しく、一方10mmを越え
るところまで含浸しても、巻き付け性や組み付け性を著
しく損なうことになるからである。
マットは、巻き付け性や組み付け性を改善するために無
機バインダ−を未乾燥のまま減圧パックする。その減圧
パックするために2枚の気密性フィルムを用いる。この
フィルムの例としては、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンテレフタレート等の多層フィルムより
なり、その内層にSiO2、Al2O3 、Al等が蒸着され、総厚
みが10〜 100μmに調整した複合フィルムとすことが好
ましい。なお、複合フィルム内層にSiO2、Al2O3 、Al等
を蒸着する理由は、フィルムの一面に所定の厚みを有す
る蒸着膜が存在することにより、ガスバリアー性能が著
しく向上し、無機シール材を減圧パック直後の状態に長
期間維持することができるからである。また、複合フィ
ルムの総厚みを10〜 100μmにする理由は、10μmより
薄いと、ガスバリアー性能および耐ピンホール性が不十
分となり、一方、厚みが 100μmより厚くなると、複合
フィルム自身が硬くなり、触媒保持体への巻き付け性等
が悪化してしまうからである。
は、1nm〜1μm程度に調整することが好ましい。これ
は、膜厚が1nm未満であると、ガスバリアー層の厚みが
不十分となり、減圧パック直後の状態を長期間維持する
ことが困難となるからである。一方、1μmを越える
と、蒸着膜が硬くなり、触媒保持体への巻き付けが困難
となり、蒸着膜の割れや折れ等が生じやすくなるからで
ある。
は、上記シールマットを所定の寸法にカットし、上記複
合フィルム重ね合わせて周辺部を減圧雰囲気中でヒート
シールして真空包装する方法が好ましい。この処理にお
いては、真空度を 500〜 755mmHgに調整することが好ま
しい。これは、 500mmHgより低いと、減圧パック状態が
不十分で残留空気を含む状態にあるため、触媒保持体へ
の巻き付け性ならびに組み付け性が悪化するからであ
る。一方、 755mmHgより高いと、減圧パック状態で無機
繊維マット状物が緻密化し、シールマットの柔軟性が損
なわれるため、触媒保持体への巻き付けが困難になるか
らである。
は、触媒保持体と金属シェルとの間に介装した状態にお
いて、シール材は触媒保持体と金属シェルの間に介挿し
た状態での充填密度が0.15〜0.50g/cm3 となるようにパ
ックし、このような条件下で触媒保持体に巻き付け、金
属シェルに取り付ける。触媒保持体と金属シェルとの間
に介挿して挟持させるシール層の充填密度を0.15g/cm3
以上にする理由は、これよりも小さいと、金属シェル2
内において所定の保持力が得られず、該触媒保持体の取
付け位置がずれるおそれがあり、一方、0.50g/cm3 より
大きくすると、無機質ファイバーが折損し飛散するおそ
れがある。より好ましくは、0.30〜0.40g/cm3 である。
ート材製造方法の例を図1、2を用いて説明する。図示
したように、本発明にかかる排気ガス浄化用コンバータ
1は、ハニカム構造の断面を有するコージェライト製の
触媒保持体4と該触媒保持体4の外周面を覆う金属シェ
ル2との隙間に、充填密度が0.3g/cm3に調整されたシー
ル材が介挿されているものである。ここで、無機シール
材は、アルミナファイバーのマット状物(シールマット
3)を所定の寸法にカットしたのち、その排気ガス接触
両端部に合成マイカ水溶液を含浸処理し、その後、含浸
処理部3aを有する該シールマットの上下面に、ポリエチ
レンテレフタレートを基材とし、内層にSiO2の蒸着層5
を有する厚み50μmの複合フィルムを重ね合わせたの
ち、シールマット3の外周部をヒートシールするのと同
時に、 500mmHgの真空度にて減圧パックした物である。
なお、この例におけるSiO2蒸着膜5の厚みは、 100nmと
した。
室温下で一ヶ月間放置したのち、図1に示す排気ガス浄
化用触媒コンバータに取付けた結果、無機シール材の触
媒保持体への巻き付けならびに組み付け等において問題
はなく良好であった。また、実車にて高温排ガス流にさ
らした結果においても、繊維の飛散もなく、良好であっ
た。
ルムのみポリプロピレンを基材フィルムとして、この基
材フィルムの内層にAl2O3 を 100nmの膜厚で蒸着せしめ
たシール材に変更して製造を試みた結果、特に問題はな
かった。又、実施例1同様、無機シール材を室温下で1
ヶ月間放置して製造を試みた結果、該無機シール材の触
媒保持体への巻き付けならびに組み付け等において問題
はなく良好であった。また、実施例1同様、実車にて高
温排ガス流にさらした結果においても繊維の飛散はな
く、良好であった。
ガス側面端部に無機バインダーの含浸処理部3aがなく、
かつフィルムに蒸着層5を有しない厚さ50μmのポリエ
チレンテレフタレートフィルムを用いて、製造を試みた
結果、減圧パック直後の無機シール材を使用すれば特に
問題はないが、減圧パックの後1時間経過時点で、無機
シール材は膨らんでしまっており、触媒保持体へ巻き付
けが困難になった。
ガス側面端部に無機バインダーの含浸処理部3aがなく、
かつフィルムSiO2蒸着層5を 100nm有する、厚さ50μm
のポリエチレンテレフタレートフィルムを用いて真空包
装し、室温下で1ヶ月間放置して図1に示す排気ガス浄
化用触媒コンバータを取り付けた結果、無機シール材の
触媒保持体への巻き付け並びに組み付け等においては問
題なく良好であった。しかし、実車にて、高温排ガス流
にさらした結果、入ガス側において繊維の飛散が見られ
た。
シール層におけるシール材の排気ガス接触面となるシー
ルマットのガス入出側両端部を無機バインダーにて含浸
処理し、上記シールマットを気密性フィルムとしてSiO2
等の蒸着層を含むフィルムを用いるので、触媒保持体を
損傷させることなく排気ガスをシールすることができ、
シール材の耐熱性および耐久性が向上すると共に減圧パ
ックが確実にできるものである。とくに本発明方法によ
り得られたシール材の場合可撓性が良好で金属シェル内
への装着、即ち、巻き付け性および組付け性の良好なも
のを容易に製造することがでる。
斜視図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 柱状の触媒保持体とこの触媒保持体の外
側に被せる円筒状の金属シェルとそれらの間に介挿され
るシール材よりなる触媒コンバータにおいて、そのシー
ル材を製造するに当たり、排気ガス接触面となるシール
マットのガス入出側両端部に無機バインダーを含浸処理
したのち、該シールマット両面に、多層フィルムの内面
に無機材料の蒸着膜を有する複合フィルムからなる気密
性フィルムを重ね合わせて各周辺部を減圧下でヒートシ
ールすることにより、該シールマットを無機バインダー
を未乾燥のまま前記気密性フィルムにて減圧パックする
ことを特徴とする触媒コンバータ用シール材の製造方
法。 - 【請求項2】 上記シールマットとしては、アルミナ、
シリカ−アルミナ、シリカ、ガラス等のいずれか1種も
しくは2種の複合体であり、触媒保持体、金属シェルの
間に介挿した状態での充填密度が0.15〜 0.5g/cm3 に
調整されていることを特徴とする請求項1に記載の製造
方法。 - 【請求項3】 シールマットの各端部に含浸させる無機
バインダーは、合成マイカ、モンモリロナイト、コロイ
ダルアルミナ、コロイダルシリカから選ばれるいずれか
少なくとも1種以上を用いることを特徴とする請求項1
に記載の製造方法。 - 【請求項4】 シールマット端部への無機バインダーの
含浸は、ガス入出側両端部から1〜10 mmの範囲内です
ることを特徴とする請求項1、2又は3のいずれかに記
載の製造方法。 - 【請求項5】 上記気密性フィルムとして、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレート
のいずれかよりなる多層フィルムの内層に、SiO2、Al2
O3 またはAlのいずれかよりなる無機材料の蒸着膜を1n
m〜1μmの厚みに設けてなる複合フィルムを用いるこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の製
造方法。 - 【請求項6】 上記シール材は、所定の寸法にカットさ
れた無機繊維質シールマットを、上記気密性フィルムを
重合して減圧パックする際、真空度を 500〜755 mmHg
に調整することを特徴とする請求項1に記載の製造方
法。
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---|---|---|---|
JP35915197A JP3370590B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 触媒コンバータ用シール材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP35915197A JP3370590B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 触媒コンバータ用シール材の製造方法 |
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JP2002245787A Division JP3826083B2 (ja) | 2002-08-26 | 2002-08-26 | 触媒コンバータ用シール材 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH11190211A JPH11190211A (ja) | 1999-07-13 |
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Family Applications (1)
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JP35915197A Expired - Fee Related JP3370590B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 触媒コンバータ用シール材の製造方法 |
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Country | Link |
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---|---|---|---|---|
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JP4653130B2 (ja) * | 2000-06-23 | 2011-03-16 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP35915197A patent/JP3370590B2/ja not_active Expired - Fee Related
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