JP5077659B2 - 触媒コンバーター及び触媒コンバーター用保持材 - Google Patents
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Description
(1)触媒担体と、触媒担体を収容する金属製ケーシングと、触媒担体に巻回されて触媒担体と金属製ケーシングとの間隙に介装される保持材とを備えた触媒コンバーターに用いられる保持材であって、
ヒュームドシリカ粉末を含有する成形体または繊維質基材とエアロゲルとの複合材からなり、600℃における熱伝導率が0.05W/m・K以下である低熱伝導率層と、無機繊維からなるマット層とを積層してなり、かつ、低熱伝導率層の厚さがマット層の厚さの3〜50%であることを特徴とする触媒コンバーター用保持材。
(2)低熱伝導率層を触媒コンバーターの吸気側の端面から後退させて形成したことを特徴とする上記(1)記載の触媒コンバーター用保持材。
(3)少なくとも低熱伝導率層を覆う保護層を備えることを特徴とする上記(1)または(2)記載の触媒コンバーター用保持材。
(4)低熱伝導率層をマット層で挟持もしくは包囲したことを特徴とする上記(1)〜(3)の何れか1項に記載の触媒コンバーター用保持材。
(5)触媒担体と、触媒担体を収容する金属製ケーシングと、触媒担体に巻回されて触媒担体と金属製ケーシングとの間隙に介装される保持材とを備えた触媒コンバーターにおいて、
上記(1)〜(4)の何れか1項に記載の保持材を備えることを特徴とする触媒コンバーター。
1)乾燥した繊維材料5gを少数点2桁以上の精度を有する秤で計量する。
2)計量した繊維材料を500gのガラスビーカーに入れる。
3)2)のガラスビーカーに温度20〜25℃の蒸留水を400cc程度入れ、攪拌機を用いて繊維材料を切断しないように慎重に攪拌し、分散させる。この分散は超音波洗浄機を使用してもよい。
4)3)のガラスビーカーの中味を1000mlのメスシリンダーに移し、目盛で1000ccまで蒸留水を加える。
5)4)のメスシリンダーの口を手等で塞ぎ、水が漏れないように注意しながら上下逆さまにして攪拌する。これを計10回繰り返す。
6)攪拌停止後、室温下で静置し、30分経過後の繊維沈降体積を目視で計測する。
7)上記操作を3サンプルについて行い、その平均値を測定値とする
アルミナ繊維(アルミナ80質量%、シリカ20質量%)100質量部に対し、有機バインダーとしてのアクリル樹脂10質量部、水10000質量部とを含むスラリーを得た。該スラリーを平板状のモールド型に流し込み、脱水成形して湿式マットを得た。該湿式マットをプレス板を用いて圧縮しながら100℃で乾燥することにより、坪量が1100g/m2、有機分が10%の圧縮マットを得た。該圧縮マットの嵩密度は0.17g/cm3 、厚さは8.5mmであった。また、目付け500g/cm2のシリカクロスに平均一次粒子径が約7nmのヒュームドシリカ粉末を練り込んだ後に圧縮して低熱伝導率層となるシートを作成した。ここで、該シートの300℃における熱伝導率は0.03W/m・K、600℃における熱伝導率は0.04W/m・K、嵩密度は0.84g/cm3厚さは0.6mmであった。そして、該ブランケットと該シートとをエチレン酢酸ビニル製接着剤で接着して、厚さ9.1mmの積層体を得た。該積層体から所定の形状に打ち抜いて、図1に示すマット層110と低熱伝導率層100とからなる保持材13を得た。
低熱伝導率層として、アスペン社製「pyrogel−6650」を用いた以外は実施例1と同じ方法で図1に示す保持材を得た。ここで、低熱伝導率層の300℃における熱伝導率は0.02W/m・K、600℃における熱伝導率は0.03W/m・K、嵩密度は0.12g/cm3厚さは1mmであり、得られた保持材の厚さは9.5mmであった。
アルミナ繊維(アルミナ80質量%、シリカ20質量%)を平板状に集綿してニードル加工してマット層としてのブランケットを作成した。ここで、該ブランケットの嵩密度は0.15g/cm3 、厚さは4.0mmであった。また、平均一次粒子径が約7nmのヒュームドシリカ粉末80質量%と、輻射材としての平均粒子径3μmの炭化珪素粉末18質量%と、補強繊維としての平均繊維径10μm、平均繊維長5mmのガラス繊維2質量%とを回転混合装置にて混合した後、該混合物を乾式にて圧縮成形して低熱伝導率層となるヒュームドシリカ粉末を含有するシートを作成した。ここで、該シートの300℃における熱伝導率は0.025W/m・K、600℃における熱伝導率は0.03W/m・K、嵩密度は0.20g/cm3厚さは1.5mmであった。そして、該シートを該ブランケットで挟持し、該シートと該ブランケットとをエチレン酢酸ビニル製接着剤で接着して、厚さ9.5mmの積層体を得た。該積層体から所望形状の積層体を打ち抜き、図8に示される低熱伝導率層100がマット層110で挟持されている保持材13を得た。
アルミナ繊維(アルミナ80質量%、シリカ20質量%)100質量部に対し、有機バインダーとしてのアクリル樹脂10質量部、水10000質量部とを含むスラリーを得た。該スラリーを所望の形状のモールド型に流し込み、脱水成形して表面に凹部が形成された湿式マットを得た。該湿式マットを所望形状のプレス板を用いて圧縮しながら100℃で乾燥することにより、坪量が1100g/m2、有機分が10%の圧縮マットを得た。ここで、該圧縮マットの嵩密度は0.16g/cm3、厚さは8.5mm、凹部の深さは1mmであった。また、実施例3と同様の方法で、上記凹部の同じ形状と大きさのヒュームドシリカ粉末を含有するシートを作成した。ここで、該シートの300℃における熱伝導率は0.02W/m・K、600℃における熱伝導率は0.03W/m・K、嵩密度は0.12g/cm3厚さは1mmであった。そして、該圧縮マットの凹部に該低熱伝導率層としての該シートを嵌め込み、エチレン酢酸ビニル製接着剤で接着して図4に示される積層体13を作成した。さらに、該積層体の表面に保護層としての厚さ20μmのポリエチレン製不織布を積層してエチレン酢酸ビニル製接着剤で接着して図7に示される保持体13を作成した。
後述するように、実施例1で得たブランケットの表面にシリカエアロゲル前駆体を含浸させ、シリカエアロゲル前駆体が含浸されたシリカエアロゲル前駆体含浸層と、シリカエアロゲル前駆体が含浸されていないマット層とを備えた積層体を、超臨界領域で乾燥してマット層と、マット層とエアロゲルとの複合材からなる低熱伝導率層とを備える保持材を作製した。
アルミナ繊維(アルミナ80質量%、シリカ20質量%)を平板状に集綿してニードル加工したブランケットからなるマット材を作成して、該マット材を所望の形状に打ち抜いて保持材を得た。ここで、該マット材の800℃、密度0.3g/cm 3 における熱伝導率は0.12W/m・K、嵩密度は0.14g/cm3、厚さは9.5mmであった。
実施例5において、ブランケット全体にシリカエアロゲル前駆体を含浸させた以外は実施例5と同様の方法にてマット層とエアロゲルとの複合材のみからなる保持材を作製した。ここで、低熱伝導率層のみからなる保持材の300℃における熱伝導率は0.02W/m・K、600℃における熱伝導率は0.04W/m・K、嵩密度は0.13g/cm3厚さは8.5mmであった。
11 金属製ケーシング
12 触媒担体
13 触媒コンバーター用保持材
41 本体部
42 凸部
43 凹部
Claims (5)
- 触媒担体と、触媒担体を収容する金属製ケーシングと、触媒担体に巻回されて触媒担体と金属製ケーシングとの間隙に介装される保持材とを備えた触媒コンバーターに用いられる保持材であって、
ヒュームドシリカ粉末を含有する成形体または繊維質基材とエアロゲルとの複合材からなり、600℃における熱伝導率が0.05W/m・K以下である低熱伝導率層と、無機繊維からなるマット層とを積層してなり、かつ、低熱伝導率層の厚さがマット層の厚さの3〜50%であることを特徴とする触媒コンバーター用保持材。 - 低熱伝導率層を触媒コンバーターの吸気側の端面から後退させて形成したことを特徴とする請求項1記載の触媒コンバーター用保持材。
- 少なくとも低熱伝導率層を覆う保護層を備えることを特徴とする請求項1または2記載の触媒コンバーター用保持材。
- 低熱伝導率層をマット層で挟持もしくは包囲したことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の触媒コンバーター用保持材。
- 触媒担体と、触媒担体を収容する金属製ケーシングと、触媒担体に巻回されて触媒担体と金属製ケーシングとの間隙に介装される保持材とを備えた触媒コンバーターにおいて、
請求項1〜4の何れか1項に記載の保持材を備えることを特徴とする触媒コンバーター。
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