JP6411721B2 - 保持シール材の製造方法 - Google Patents
保持シール材の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6411721B2 JP6411721B2 JP2013197539A JP2013197539A JP6411721B2 JP 6411721 B2 JP6411721 B2 JP 6411721B2 JP 2013197539 A JP2013197539 A JP 2013197539A JP 2013197539 A JP2013197539 A JP 2013197539A JP 6411721 B2 JP6411721 B2 JP 6411721B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sealing material
- inorganic
- binder
- holding sealing
- exhaust gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
- F01N3/2853—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
- F01N3/2857—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing the mats or gaskets being at least partially made of intumescent material, e.g. unexpanded vermiculite
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4209—Inorganic fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
- D04H1/587—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives characterised by the bonding agents used
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
- D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
- D06N3/0056—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof characterised by the compounding ingredients of the macro-molecular coating
- D06N3/0063—Inorganic compounding ingredients, e.g. metals, carbon fibres, Na2CO3, metal layers; Post-treatment with inorganic compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
- D06N3/02—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with cellulose derivatives
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
- D06N3/04—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06N3/042—Acrylic polymers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/0211—Arrangements for mounting filtering elements in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06N2201/00—Chemical constitution of the fibres, threads or yarns
- D06N2201/08—Inorganic fibres
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
- F01N2260/20—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for heat or sound protection, e.g. using a shield or specially shaped outer surface of exhaust device
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2350/00—Arrangements for fitting catalyst support or particle filter element in the housing
- F01N2350/02—Fitting ceramic monoliths in a metallic housing
- F01N2350/04—Fitting ceramic monoliths in a metallic housing with means compensating thermal expansion
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Description
特許文献1に開示された保持シール材では、マットを構成する無機繊維の一部にのみ凝集物が添着されている。そのため、凝集物が添着されていない部分では、繊維飛散を抑制できない。更に、高温の排気ガスにより有機結合剤が焼失した後も、その部分には無機粒子が存在しないため、無機繊維同士の摩擦が小さく、面圧を向上させる効果が充分に発揮されていなかった。そのため、特許文献1に開示された保持シール材には焼成後における面圧を向上させる余地があった。
また、本発明は、上記保持シール材の製造方法、及び、上記保持シール材を用いた排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
上記結合剤層は有機結合剤及び無機結合剤を含んでおり、
上記被覆繊維の、走査型電子顕微鏡を用いた1000倍の拡大画像を用いて測定され、以下の式(1)により示される被覆繊維径バラツキ率dが25%以下であることを特徴とする。
被覆繊維径バラツキ率d(%)=[(Dmax−Dmin)/D]×100 (1)
[式中、dは被覆繊維の被覆繊維径バラツキ率、Dmaxは被覆繊維の平均最大径、Dminは被覆繊維の平均最小径、Dは平均最大径Dmaxと平均最小径Dminの平均値となる基準径である。]
バラツキ率dは、SEMにより1000倍に拡大して撮影した被覆繊維の画像から以下の手順によって求められる。まず、1000倍に拡大したSEM画像における30本の被覆繊維についてそれぞれ、最も径が大きくなっている箇所の径を最大径とし、最も径が小さくなっている箇所の径を最小径として、最大径及び最小径を求める。次に、各被覆繊維の最大径の平均として平均最大径Dmaxを、最小径の平均として平均最小径Dminを求め、最後に、平均最大径Dmaxと平均最小径Dminの平均値である基準径Dを求める。
以上の値と下記式(1)を用いて被覆繊維の被覆繊維径バラツキ率dが求められる。
被覆繊維径バラツキ率d(%)=[(Dmax−Dmin)/D]×100 (1)
[式中、dは被覆繊維の被覆繊維径バラツキ率、Dmaxは被覆繊維の平均最大径、Dminは被覆繊維の平均最小径、Dは平均最大径Dmaxと平均最小径Dminの平均値となる基準径である。]
本発明の保持シール材における被覆繊維径バラツキ率dは、保持シール材を厚さ方向に三等分して上部、中央部、下部とし、それぞれの箇所における10本の被覆繊維を用いることで測定される。すなわち合計30本の被覆繊維の最大径の平均としての平均最大径Dmax、及び、30本の被覆繊維の最小径の平均としての平均最小径Dminから繊維径バラツキ率dが求められる。
被覆繊維径バラツキ率dが大きいほど、1本の被覆繊維中での被覆繊維径が大きく変動しており、被覆繊維の一部だけが多量の結合剤層によって被覆されていることがわかる。反対に、被覆繊維径バラツキd率が小さいほど、1本の被覆繊維中での被覆繊維径がほとんど変化せず、結合剤層によって無機繊維の表面が一様に被覆されていると判断することができる。
本明細書においては、被覆繊維径バラツキ率dが25%以下である被覆繊維を、結合剤層により表面が一様に被覆された無機繊維と表現することがある。
上記構成であると、マットの可撓性が維持されつつ、結合剤層の強度が向上するため、無機繊維の飛散を防止しやすくなる。
被覆繊維の平均被覆繊維径が上記範囲内であると、本発明の保持シール材として用いる際に、嵩密度、面圧等を調整しやすく好適である。
上記結合剤層がさらに、高分子系分散剤を含むことで、無機結合剤としての無機粒子を有機結合剤としての高分子樹脂成分中に分散させやすくなり、結合剤層の皮膜強度を向上させることができる。
また、上記結合剤層がさらに、表面張力調整剤を含むことで、無機繊維の表面に形成される結合剤層の量を調整しやすくなる。
高分子系分散剤がアニオン性高分子系分散剤であると、無機結合剤としての無機粒子の表面が正電荷を帯びている場合であっても、無機結合剤としての無機粒子の表面の電荷を相殺することによって無機粒子を有機結合剤としての高分子樹脂成分に分散させやすくなる。
結合剤層は、原料となる結合剤溶液をマットに付与することで形成されるが、この際に結合剤溶液に表面張力調整剤が含まれていると、結合剤溶液の表面張力を調整することで、結合剤層の形成量を調整しやすくなる。ここで、表面張力調整剤がノニオン性界面活性剤であると、無機結合剤と有機結合剤の分散性に影響を与えず、結合剤溶液の表面張力を好適に調整しやすくなる。
結合剤層の皮膜強度が5.0MPa以上であると、無機繊維同士が接触した場合に、結合剤層が剥離して無機繊維同士が滑ることが起こりにくくなる。そのため、無機繊維同士のからみ合いを強固にし、面圧を向上させやすくなる。
無機結合剤としての無機粒子の割合が結合剤層全体の体積に対して20〜60体積%であると、結合剤層の強度が高くなりやすい。そのため、無機繊維同士が接触した場合に、接合材層が剥離して無機繊維同士が滑ることが起こりにくく、面圧を向上させやすくなる。
有機結合剤としての高分子樹脂成分のガラス転移温度が−5℃以下であると、結合剤層が高強度かつ高伸度となりやすい。そのため、保持シール材全体の可撓性が高くなり、排ガス処理体に巻き付けやすくなる。
結合剤溶液準備工程で無機結合剤溶液、高分子系分散剤及び表面張力調整剤を混合することで、結合剤溶液の表面張力を低下させ、無機繊維表面に形成される結合剤層の厚みのバラツキを低減することができる。
以下、本発明の保持シール材について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を2つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
本発明の保持シール材は、無機繊維の表面が結合剤層で被覆されている被覆繊維を含む保持シール材であって、上記結合剤層は有機結合剤及び無機結合剤を含んでおり、上記被覆繊維の、走査型電子顕微鏡を用いた1000倍の拡大画像を用いて測定され、以下の式(1)により示される被覆繊維径バラツキ率dが25%以下であることを特徴とする。
被覆繊維径バラツキ率d(%)=[(Dmax−Dmin)/D]×100 (1)
[式中、dは被覆繊維の被覆繊維径バラツキ率、Dmaxは被覆繊維の平均最大径、Dminは被覆繊維の平均最小径、Dは平均最大径Dmaxと平均最小径Dminの平均値となる基準径である。]
図1(a)及び図1(b)に示すように、本発明の保持シール材を構成する被覆繊維10は、無機繊維1の表面が有機結合剤と無機結合剤を含む結合剤層2により被覆されてなる。
上記有機結合剤の含有量が上記保持シール材100重量部に対して0.1重量部未満の場合、無機繊維の飛散を抑制する効果が小さくなる。10重量部を超える場合、面圧の向上という効果はほとんど変わらず、排ガスの熱によって発生する分解ガスの量が多くなり、周囲の環境に悪影響を与える可能性がある。そのため、上記有機結合剤の含有量はできるたけ少ない方が望ましく、10重量部以下であることが望ましく、3重量部以下であることがより望ましく、2重量部以下であることがさらに望ましい。
また、結合剤層が硬くなり過ぎないため、無機繊維の飛散を抑制することができる。
無機結合剤としての無機粒子の含有量が上記保持シール材100重量部に対して0.1重量部未満の場合、無機結合剤としての無機粒子の含有量が不足するため面圧の向上効果が小さくなりやすい。10重量部を超える場合、面圧の向上という効果はほとんど変わらないが、結合剤層が硬くなりすぎることがあり、無機繊維の飛散を抑制しにくくなる。そのため、無機繊維の飛散を充分抑制するためには、無機結合剤としての無機粒子が、本発明の保持シール材100重量部に対して0.1〜3重量部含まれることがより望ましい。
無機結合剤としての無機粒子が、有機結合剤としての高分子樹脂成分中に分散していると、結合剤層の皮膜強度が向上しやすくなる。そのため、無機繊維同士の絡み合いが強固なものとなり、保持シール材の面圧の向上に寄与する。
なお、上記試験片は、結合剤層の原料となる結合剤溶液を枠付きポリプロピレン樹脂板に流し込み、室温で放置して乾燥させ、皮膜状にすることにより作製することができる。
被覆繊維径バラツキ率d(%)=[(Dmax−Dmin)/D]×100 (1)
[式中、dは被覆繊維の被覆繊維径バラツキ率、Dmaxは被覆繊維の平均最大径、Dminは被覆繊維の平均最小径、Dは平均最大径Dmaxと平均最小径Dminの平均値となる基準径である。]
図2は、本発明の保持シール材を構成する被覆繊維をSEMにより1000倍に拡大して撮影した画像中に表示される被覆繊維の一例を模式的に示した図である。
図2に示すように、一本の被覆繊維に注目した場合、被覆繊維10には無機繊維1の表面に結合剤層2が厚く形成されている箇所、結合剤層2が薄く形成されている箇所、結合剤層が形成されていない箇所が存在し、被覆繊維10の径にはある程度のバラツキが見られる。そこで、1000倍に拡大したSEM画像中に表示された各被覆繊維について、最も幅が広く表示されている箇所(図2中、両矢印D1で示す幅を有する箇所)を、最も径の大きい箇所として考えて、その幅を被覆繊維10の最大径とする。同じように、最も幅が狭く表示されている箇所(図2中、両矢印D2で示す幅を有する箇所)を、最も径の小さい箇所として考えて、その幅を被覆繊維10の最小径とする。
なお、図2において、被覆繊維10の径が最小となっている箇所(D2)には結合剤層2が形成されていないが、このような状態であっても、D2を被覆繊維10の最小径として採用する。また、複数の無機繊維1が結合剤層2を介して結合されている場合、このような箇所を最大径又は最小径として採用しないこととする。
本発明の保持シール材においては、保持シール材を厚さ方向に三等分した上部、中央部、下部の各箇所において、それぞれ30本の被覆繊維を用いて測定された被覆繊維径バラツキ率dU、dM、dBの全てが25%以下であることがより望ましい。
図3に示すように、本発明の保持シール材を構成する被覆繊維の被覆繊維径バラツキ率dは、1000倍に拡大したSEM画像より求められる。
なお、各被覆繊維の最大径及び最小径を測定する方法は、特に限定されず、例えば、市販の画像処理ソフトを用いることができる。
被覆繊維径バラツキ率dが大きいほど、1本の被覆繊維中で径が大きく変化しており、結合剤層2が無機繊維1の一部に偏って形成されているといえる。
そして、被覆繊維径バラツキ率dが25%以下である場合には、結合剤層2が無機繊維1の表面を一様に被覆しているといえる。そのため、無機繊維1がいずれの箇所で破断しても、無機繊維1の表面を覆う結合剤層2により固定されているため、無機繊維の飛散を効果的に抑制することができる。
そのため、本発明の保持シール材は無機繊維の飛散を効果的に抑制することができる。
上記平均被覆繊維径は、被覆繊維径バラツキ率dを求める際に使用する平均最大径Dmax、平均最小径Dmin及び基準径Dとは異なる値であってもよい。
無機繊維が、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナシリカ繊維、及び、ムライト繊維の少なくとも1種である場合には、耐熱性に優れているので、排ガス処理体が充分な高温に晒された場合であっても、変質等が発生することはなく、保持シール材としての機能を充分に維持することができる。また、無機繊維が生体溶解性繊維である場合には、保持シール材を用いて排ガス浄化装置を作製する際に、飛散した無機繊維を吸入等しても、生体内で溶解するため、作業員の健康に害を及ぼすことがない。
アルミナシリカ繊維の組成比としては、重量比でAl2O3:SiO2=60:40〜80:20であることが望ましく、Al2O3:SiO2=70:30〜74:26であることがより望ましい。
無機繊維の平均繊維長が1mm未満であると、無機繊維の繊維長が短すぎるため、無機繊維同士の交絡が不充分となり、排ガス処理体への巻き付け性が低下し、保持シール材が割れやすくなる。また、無機繊維の平均繊維長が150mmを超えると、無機繊維の繊維長が長すぎるため、保持シール材を構成する繊維本数が減少し、マットの緻密性が低下する。その結果、保持シール材のせん断強度が低くなる。
無機繊維の平均繊維長が0.1mm未満であると、無機繊維の繊維長が短すぎるため、無機繊維同士の好適な絡み合いが起こらず、充分な面圧を得ることが困難になる。また、無機繊維の平均繊維長が20mmを超えると、無機繊維の繊維長が長すぎるため、抄造工程において水に無機繊維を分散したスラリー溶液中の無機繊維同士の絡み合いが強くなりすぎるため、マット状に成形する際に繊維が不均一に集積しやすくなる。
結合剤層が高分子系分散剤を含有していると、無機結合剤としての無機粒子が、有機結合剤としての高分子樹脂成分中に分散しやすくなる。そのため、結合剤層の皮膜強度を向上させ、被覆繊維径バラツキ率dを小さくしやすく、その結果、無機繊維の飛散を防止しやすくなる。
これらの中では、親水性合成高分子物質が望ましく、アニオン性高分子系分散剤がより望ましい。例えば、無機結合剤としての無機粒子としてアルミナゾル由来のアルミナ粒子を使用した場合、上記アルミナ粒子の表面は分散溶液中でカチオン性となる。そのため、アニオン性高分子系分散剤は静電引力によりアルミナ粒子に吸着しやすい。さらに、高分子系分散剤が極性を有する官能基を含む場合は、有機結合剤としての高分子樹脂成分も高分子系分散剤と同じ官能基を含むことが望ましい。有機結合剤としての高分子樹脂成分と高分子系分散剤が同じ官能基を含む場合、結合剤層中で有機結合剤と高分子系分散剤との相溶性を高めやすくなる。そのため、無機結合剤としての無機粒子と有機結合剤としての高分子系樹脂成分の界面における結合を補強することができ、上記結合剤層の強度を向上させやすくするためである。
また、これらの高分子系分散剤は、1種類のみ用いられていてもよく、複数種類が併用されていてもよい。
アニオン性高分子系分散剤の数平均分子量は、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)による分子量測定から算出することができる。
有機結合剤を熱で焼失させた場合に、無機繊維の表面全体にわたって無機粒子による凹凸が形成されていると、有機結合剤が焼失後、無機繊維同士が接触した際の摩擦抵抗が大きくなり、無機繊維の表面が滑ることが防止されるので、面圧を向上させやすくなる。
本明細書において、有機結合剤を熱で焼失させる場合、特筆しない限り600℃で1時間、大気中で加熱することを指す。
図4は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示した斜視図である。図4に示すように、本発明の保持シール材は、所定の長手方向の長さ(以下、図4中、矢印Lで示す)、幅(図4中、矢印Wで示す)及び厚さ(図4中、矢印Tで示す)を有する平面視略矩形の平板形状のマットから構成されていてもよい。
なお、「平面視略矩形」とは、凸部及び凹部を含む概念である。また、平面視略矩形には、角部が90°以外の角度を有する形状も含まれる。
保持シール材の厚さが2.0mm未満であると、保持シール材の面圧が排ガス処理体を保持するのに充分でなくなる。これは、多孔質セラミックからなる排ガス処理体に比べて金属ケーシングの熱膨張率が大きく、排ガスの熱により排ガス処理体と金属ケーシングとの隙間の拡大が発生した際に、この拡大変化を吸収しにくくなるためである。そのため、排ガス処理体が抜け落ちやすくなる。
面圧の測定には、マットを圧縮する板の部分に加熱ヒーターを備えた熱間面圧測定装置を使用し、室温状態で、サンプルの嵩密度(GBD)が0.3g/cm3となるまで圧縮する。その後、10分間保持する。なお、サンプルの嵩密度は、「嵩密度=サンプル重量/(サンプルの面積×サンプルの厚さ)」で求められる値である。
次に、サンプルを圧縮した状態で40℃/minの昇温速度で片面900℃、片面650℃まで昇温しながら、嵩密度が0.273g/cm3となるまで圧縮を開放する。そして、サンプルを温度片面900℃、片面650℃、嵩密度0.273g/cm3の状態で5分間保持する。
その後、1inch(25.4mm)/minの速度で嵩密度が0.3g/cm3となるまで圧縮する。嵩密度0.273g/cm3となるまでの圧縮の開放と、嵩密度0.3g/cm3となるまでの圧縮を1000回繰り返した後の嵩密度0.273g/cm3時の荷重を測定する。得られた荷重をサンプルの面積で除算することにより、面圧(kPa)を求め、焼成後面圧とする。
まず、保持シール材を100mm×100mmに切り出し、飛散性試験用サンプル210とする。この飛散試験用サンプルについて、図5(a)及び図5(b)に示す測定装置を用いて、無機繊維の飛散率を測定することができる。
図5(a)は、無機繊維の飛散性を測定するための測定装置の一例を模式的に示す側面図であり、図5(b)は無機繊維の飛散性を測定するための測定装置を構成するサンプル支持アームの一部を模式的に示した平面図である。図5(a)に示すように、試験装置200は、基台250上に垂直に設けられた2本の支柱260の上端部にサンプル支持アーム270が所定の範囲内で回転可能となるよう接続されている。さらに、2本の支柱間には、上記サンプル支持アームと衝突可能な位置に、垂直壁部材290が固定されている。
また、図5(b)に示すように、サンプル支持アーム270のもう一方の端部はサンプル支持アーム270の端部同士を接続するサンプル固定部材280によって固定されている。サンプル支持アーム270の端部に接続されるサンプル固定部材280から支柱260方向に一定距離離れた位置には、もう一本のサンプル固定部材280が存在し、2本のサンプル支持アーム270は、少なくとも2箇所でサンプル固定部材280によって接続されている。
繊維飛散率(重量%)=(試験前の飛散試験用サンプルの重量−試験後の飛散試験用サンプルの重量)/(試験前の飛散試験用サンプルの重量)×100 (2)
また、保持シール材の嵩密度が0.30g/cm3を超えると、保持シール材が硬くなり、排ガス処理体への巻き付け性が低下し、保持シール材が割れやすくなる。
保持シール材に膨張材が含有されていると、400〜800℃の範囲で保持シール材が膨張するようになるため、ガラス繊維の強度が低下する700℃を超えるような高温域においても、保持シール材として使用する際の保持力を向上させることができる。
膨張材の添加量は、特に限定されないが、保持シール材の全重量に対して10〜50重量%であることが望ましく、20〜30重量%であることがより望ましい。
本発明の保持シール材の製造方法は、本発明の保持シール材を製造する方法に適している。
無機結合剤溶液と高分子系分散剤とを混合した後、水中に分散させた有機結合剤と混合することにより結合剤溶液を調製する結合剤溶液準備工程と、上記結合剤溶液を上記マットに付与する付与工程と、上記結合剤溶液が付与された上記マットを乾燥して上記無機繊維の表面に結合剤層を形成する乾燥工程とを含むことを特徴とする。
本発明の保持シール材の製造方法では、まず、無機繊維を含むマットを準備するマット準備工程を行う。
保持シール材を構成するマットは、種々の方法により得ることができるが、例えば、ニードリング法又は抄造法により製造することができる。
ニードリング法の場合、例えば、以下の方法により製造することができる。すなわち、まず、例えば、塩基性塩化アルミニウム水溶液とシリカゾル等とを原料とする紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して3〜10μmの平均繊維径を有する無機繊維前駆体を作製する。続いて、上記無機繊維前駆体を圧縮して所定の大きさの連続したシート状物を作製し、これにニードルパンチング処理を施し、その後、焼成処理を施すことによりマットの準備が完了する。
次に、無機結合剤溶液と高分子系分散剤を混合した溶液を調製した後、水中に分散させた有機結合剤(有機結合剤溶液)と混合することにより結合剤溶液を調製する結合剤溶液準備工程を行う。まず、無機結合剤と高分子系分散剤を混合した溶液を調製することで、無機結合剤としての無機粒子の表面を高分子系分散剤によって被覆する。続いて、水中に分散させた有機結合剤と混合することによって、水中に、高分子系分散剤によって被覆された無機結合剤としての無機粒子と有機結合剤としての高分子樹脂成分とを分散させることができる。
結合剤溶液準備工程において、表面張力調整剤を添加するタイミングは、水中に分散させた有機結合剤に直接添加しなければよく、例えば、無機結合剤溶液と高分子系分散剤と表面張力調整剤とを同時に混合してもよく、無機結合剤溶液と高分子系分散剤との混合溶液に表面張力調整剤を添加してもよい。また、結合剤溶液中の表面張力調整剤の濃度は、特に限定されないが、10〜500ppmであることが望ましい。表面張力調整剤の濃度が10ppm未満である場合、結合剤溶液の表面張力を低下させる効果が充分でなく、無機繊維表面に形成される結合剤層の厚みのバラツキを充分に低減できないことがある。500ppmを超える場合、無機繊維表面に形成される結合剤層の厚みのバラツキを低減する効果は変わらないため、過剰な添加は望ましくない。
本発明の結合剤溶液準備工程で用いる表面張力調整剤としては、特に限定されず、本発明の保持シール材の説明において述べたものを使用することができ、ノニオン性界面活性剤を用いることが望ましい。
次に、上記結合剤溶液を上記マットに付与する付与工程を行う。
この付与工程において、マットを結合剤溶液と接触させる方法は、特に限定されず、例えば、マットを結合剤溶液に含浸することにより、マット中の無機繊維に結合剤溶液を付与させてもよく、カーテンコート法等の方法で結合剤溶液をマット上に落下させることにより、マット中の無機繊維に結合剤溶液を付与させてもよく、スプレーコーティングのように結合剤溶液を噴霧してマットに吹きつけてもよい。
さらに、結合剤溶液を付与させたマットを脱水処理することにより、上記マットを構成する無機繊維100重量部に対する上記結合剤溶液の付与量が50〜200重量部となるように調整することが望ましい。
この後、上記結合剤溶液を付与した上記マットを、110〜140℃程度の温度で乾燥させる乾燥工程を行い、上記有機結合剤及び上記無機結合剤を乾燥させ、結合剤溶液中の溶媒を蒸発させることによって、結合剤層に有機結合剤及び無機結合剤が含まれた本発明の保持シール材を製造することができる。
上記(a)−(d)工程により形成された結合剤層は、有機結合剤及び無機結合剤を含むため、皮膜強度が高い。そのため本発明の保持シール材の製造方法により製造される保持シール材の面圧は高いものとなる。さらに、結合剤層が無機繊維の表面全体に形成されるため、いずれの箇所で無機繊維が破断したとしても、無機繊維の飛散を抑制することができる。
本発明の排ガス浄化装置は、金属ケーシングと、上記金属ケーシングに収容された排ガス処理体と、上記排ガス処理体の周囲に巻き付けられ、上記排ガス処理体及び上記金属ケーシングの間に配設された保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材は、本発明の保持シール材であることを特徴とする。
図6に示すように、本発明の排ガス浄化装置100は、金属ケーシング130と、金属ケーシング130に収容された排ガス処理体120と、排ガス処理体120及び金属ケーシング130の間に配設された保持シール材110とを備えている。
排ガス処理体120は、多数のセル125がセル壁126を隔てて長手方向に並設された柱状のものであり、セル125のいずれか一方の端部は、封止材128によって封止されている。なお、金属ケーシング130の端部には、必要に応じて、内燃機関から排出された排ガスを導入する導入管と、排ガス浄化装置を通過した排ガスが外部に排出される排出管とが接続されることとなる。
図6に示すように、内燃機関から排出され、排ガス浄化装置100に流入した排ガス(図6中、排ガスをGで示し、排ガスの流れを矢印で示す)は、排ガス処理体(ハニカムフィルタ)120の排ガス流入型端面120aに開口した一のセル125に流入し、セル125を隔てるセル壁126を通過する。この際、排ガス中のPMがセル壁126で捕集され、排ガスが浄化されることとなる。浄化された排ガスは、排ガス処理側端面120bに開口した他のセル125から流出し、外部に排出される。
なお、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の構成については、本発明の保持シール材としてすでに説明しているので省略する。
図7に示す排ガス処理体120は、多数のセル125がセル壁126を隔てて長手方向に併設される柱状のセラミック質からなるハニカム構造体である。また、セル125のいずれか一方の端部は、封止材128で封止されている。また、ハニカム構造体の外周には、ハニカム構造体の外周部を補強したり、形状を整えたり、ハニカム構造体の断熱性を向上させたりする目的で、外周コート層127が設けられている。
これら多孔質焼成体は、脆性材料であるので、機械的な衝撃等により破壊されやすい。しかし、本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体120の側面の周囲には保持シール材110が介在し、衝撃を吸収するので、機械的な衝撃や熱衝撃により排ガス処理体120にクラック等が発生するのを防止することができる。
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体および保持シール材は、図8に示すように排ガス処理体120の周囲に沿って保持シール材110を巻き付け、巻付体140とする。次に、この巻付体140を金属ケーシング130に収容することで、本発明の排ガス浄化装置となる。
圧入方式(スタッフィング方式)によって巻付体を金属ケーシングに収容する場合、金属ケーシングの内径(排ガス処理体を収容する部分の内径)は、上記巻付体の外径より若干小さくなっていることが望ましい。
そのため、保持シール材が高い面圧を発揮することができ、排ガス処理体を安定的に保持することができる。さらに、排ガスの熱によって結合剤層中の有機結合剤が焼失した場合、無機繊維の表面全体には無機結合剤としての無機粒子による凹凸が形成される。この無機粒子による凹凸が無機繊維の表面全体に形成されていることで、繊維同士が滑りにくくなり、高い面圧を保持することができ、排ガス処理体の破損を抑制することができる。
さらに、保持シール材を構成する無機繊維がいずれの箇所で破断したとしても、無機繊維が飛散することを抑制することができる。
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
(a)マット準備工程
まず、以下の手順により無機繊維を含むマットを準備した。
Al含有量が70g/lであり、Al:Cl=1:1.8(原子比)となるように調製した塩基性塩化アルミニウム水溶液に対して、焼成後の無機繊維における組成比が、Al2O3:SiO2=72:28(重量比)となるようにシリカゾルを配合し、さらに、有機重合体(ポリビニルアルコール)を適量添加して混合液を調製した。
得られた混合液を濃縮して紡糸用混合物とし、この紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して繊維径の平均が5.1μmである無機繊維前駆体を作製した。
上記工程(a−1)で得られた無機繊維前駆体を圧縮して、連続したシート状物を作製した。
上記工程(a−2)で得られたシート状物に対して、以下に示す条件を用いて連続的にニードルパンチング処理を行ってニードルパンチング処理体を作製した。
まず、ニードルが21個/cm2の密度で取り付けられたニードルボードを準備した。次に、このニードルボードをシート状物の一方の表面の上方に配設し、ニードルボードをシート状物の厚さ方向に沿って一回上下させることによりニードルパンチング処理を行い、ニードルパンチング処理体を作製した。この際、ニードルの先端部分に形成されたバーブがシート状物の反対側の表面に完全に貫出するまでニードルを貫通させた。
上記工程(a−3)で得られたニードルパンチング処理体を最高温度1250℃で連続して焼成し、アルミナとシリカとを72重量部:28重量部で含む無機繊維からなる焼成シート状物を製造した。無機繊維の繊維径の平均は、5.1μmであり、最小値は、3.2μmであった。このようにして得られた焼成シート状物は、嵩密度が0.15g/cm3であり、目付量が1500g/m2である。
上記工程(a−4)で得られた焼成シート状物を切断して、無機繊維を含むマットを作製した。
(b−1)有機結合剤溶液調製工程
ガラス転移温度が−31℃であるアクリルゴムを水に分散させたアクリレート系ラテックス(日本ゼオン社製 Nipol LX874(固形分濃度:45重量%))を用い、水で希釈することにより、固形分濃度が2重量%の有機結合剤溶液を調製した。
アルミナコロイド溶液(アルミナゾル)(日産化学工業社製 アルミナゾル550(固形分濃度:15重量%))を水で希釈し、アニオン性高分子系分散剤(サンノプコ社製 ノプコサントRFA)及びノニオン性界面活性剤(花王社製 エマルゲン707)を添加して充分攪拌することで、無機結合剤としての無機粒子の固形分濃度が2重量%であり、上記アニオン性高分子系分散剤の濃度が500ppm、上記ノニオン性界面活性剤の濃度が100ppmである無機結合剤溶液を調製した。
上記工程(b−2)で得られた無機結合剤溶液に上記工程(b−1)で得られた有機結合剤溶液を、無機結合剤溶液:有機結合剤溶液=1:1の重量比になるよう加え充分攪拌し、有機結合剤としての高分子樹脂成分が固形分濃度で1重量%、無機結合剤としての無機粒子が固形分濃度で1重量%、上記アニオン性高分子系分散剤の濃度が250ppm、上記ノニオン性界面活性剤の濃度が50ppmである結合剤溶液を調製した。
上記工程(b)結合剤溶液準備工程で得られた結合剤溶液を、カーテンコート法により(a)マット準備工程で得られたマットに付与した。
(d−1)脱水工程
上記工程(c)付与工程で得られた、結合剤溶液が付与されたマットを脱水機で吸引脱水することにより、上記結合剤溶液が、無機繊維100重量部に対して100重量部付与された状態となるように調製した。
上記(d−1)脱水工程を終えたマットを、温度130℃、風速2m/sの熱風を吹き付けることにより加熱熱風乾燥して、保持シール材とした。
無機結合剤溶液調製工程において、高分子系分散剤及び表面張力調整剤を添加せずに無機結合剤溶液を調製したほかは、実施例1と同様にして保持シール材を製造した。
結合剤溶液準備工程において、高分子系分散剤及び表面張力調整剤を添加せずに結合剤溶液を調製し、さらに、有機結合剤として、ガラス転移温度が1℃であるアクリルゴムを水に分散させたアクリレート系ラテックス(日本ゼオン社製 Nipol LX811H)を用いた他は、実施例1と同様にして保持シール材を製造した。
無機結合剤溶液調製工程において、無機結合剤を添加しない他は、比較例2と同様にして保持シール材を製造した。
各実施例及び比較例で製造した保持シール材について、保持シール材を厚さ方向に三等分し、上部、中央部、下部のそれぞれについて、走査型電子顕微鏡(日本電子社製 JSM−6380A)を用いて各保持シール材を構成する被覆繊維の1000倍拡大画像を撮影した。撮影された上部、中央部、下部のそれぞれのSEM画像における10本(合計30本)の被覆繊維から、平均最大径Dmax及び平均最小径Dminを測定し、基準径D及び被覆繊維径バラツキ率dを求めた。
図3は、実施例1に係る保持シール材を構成する被覆繊維を1000倍に拡大して撮影したSEM画像を示している。図9(a)は、比較例1に係る保持シール材を構成する被覆繊維を1000倍に拡大して撮影したSEM画像であり、図9(b)は、比較例3に係る保持シール材を構成する被覆繊維を1000倍に拡大して撮影したSEM画像を示している。
実施例1及び比較例3では、被覆繊維径バラツキ率dが25%以下となっていた。一方、比較例1及び2では、被覆繊維径バラツキ率dが25%を超えていた。その結果を表1に示す。
各実施例及び比較例の保持シール材について面圧試験を行った。
面圧測定装置による面圧試験の方法は、本発明の保持シール材の説明で説明したとおりである。
結果を表1に示す。
各実施例及び比較例で製造した保持シール材を用いて、無機繊維の飛散性試験を行った。
無機繊維の飛散性試験の方法は、本発明の説明で説明したとおりである。
その結果を表1に示す。
各実施例及び比較例で準備した結合剤溶液を枠付ガラス板に流し込み、室温で放置して乾燥させた後、打ち抜き、厚さ0.4mmのダンベル形状の試験片を作製した。この試験片を用いて、インストロン型引張試験機で300mm/minの速度で引っ張り試験を行うことにより、結合剤層の皮膜強度(引っ張り破断強度)を測定した。結果を表1に示す。
また、上記結合剤層の皮膜強度試験において、結合剤溶液の凝集状態、及び、作製した試験片(皮膜)の表面状態を目視にて観察したところ、実施例1及び比較例3における結合剤溶液には凝集が見られず、比較例1及び2における結合剤溶液には凝集がみられた。
また、実施例1及び比較例3における試験片(皮膜)の表面は平滑であるのに対して、比較例1及び2における試験片(皮膜)では、試験片の表面に無数の凹凸が形成されており、さらに、試験片全体として歪んだ形状をしていた。
一方、比較例1及び比較例2では、被覆繊維径バラツキ率dが25%を超えていた。そのため、面圧が33kPa未満と低くなっており、無機繊維の繊維飛散率が0.15重量%以上となっており、無機繊維の飛散を充分に抑制することができなかった。
また、比較例3の保持シール材では、被覆繊維径バラツキ率dは25%以下であったが、面圧が33kPa未満と低かった。これは、結合剤層に無機結合剤を含まないために、結合剤層の皮膜強度が低くなるために、無機繊維同士の接触によって結合剤層が剥離しやすくなり、無機繊維同士の絡み合いが起こりにくいことによると推察される。
以上のことから、結合剤層に有機結合剤と無機結合剤を含み、被覆繊維の被覆繊維径バラツキ率dを25%以下とした保持シール材は、焼成後の面圧及び無機繊維の飛散抑制の点において優れた性能を発揮することがわかった。
2 結合剤層
10 被覆繊維
100 排ガス浄化装置
110 保持シール材
120 排ガス処理体
130 金属ケーシング
Claims (6)
- 無機繊維を含むマットを準備するマット準備工程と、
無機結合剤溶液と高分子系分散剤とを混合した後、水中に分散させた有機結合剤と混合することにより結合剤溶液を調製する結合剤溶液準備工程と、
前記結合剤溶液を前記マットに付与する付与工程と、
前記結合剤溶液が付与された前記マットを乾燥して前記無機繊維の表面に結合剤層を形成する乾燥工程とを含むことを特徴とする保持シール材の製造方法。 - 前記高分子系分散剤がアニオン性高分子系分散剤である請求項1に記載の保持シール材の製造方法。
- 前記結合剤溶液中の前記高分子系分散剤の濃度が50〜1000ppmである請求項1又は2に記載の保持シール材の製造方法。
- 前記結合剤溶液準備工程では、前記無機結合剤溶液、前記高分子系分散剤及び表面張力調整剤を混合した後、水中に分散させた前記有機結合剤と混合することにより結合剤溶液を調製する請求項1〜3のいずれかに記載の保持シール材の製造方法。
- 前記表面張力調整剤がノニオン性界面活性剤である請求項4に記載の保持シール材の製造方法。
- 前記結合剤溶液中の前記表面張力調整剤の濃度が10〜500ppmである請求項4又は5に記載の保持シール材の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013197539A JP6411721B2 (ja) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | 保持シール材の製造方法 |
EP14847133.7A EP3051185B1 (en) | 2013-09-24 | 2014-08-07 | Method for producing a holding sealing material |
PCT/JP2014/070871 WO2015045638A1 (ja) | 2013-09-24 | 2014-08-07 | 保持シール材、保持シール材の製造方法、及び、排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013197539A JP6411721B2 (ja) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | 保持シール材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015064035A JP2015064035A (ja) | 2015-04-09 |
JP6411721B2 true JP6411721B2 (ja) | 2018-10-24 |
Family
ID=52742794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013197539A Active JP6411721B2 (ja) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | 保持シール材の製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3051185B1 (ja) |
JP (1) | JP6411721B2 (ja) |
WO (1) | WO2015045638A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105247186B (zh) * | 2013-04-12 | 2018-09-14 | 揖斐电株式会社 | 保持密封件、保持密封件的制造方法及废气净化装置 |
WO2017141724A1 (ja) * | 2016-02-16 | 2017-08-24 | イビデン株式会社 | マット材、及び、排気システム |
EP3339594B1 (en) * | 2016-12-21 | 2019-07-24 | 3M Innovative Properties Company | Mounting mat for pollution control elements |
JP6966855B2 (ja) * | 2017-03-23 | 2021-11-17 | イビデン株式会社 | マット材 |
JP7352759B1 (ja) * | 2023-04-03 | 2023-09-28 | イビデン株式会社 | 抄造マット、巻き付け体及び抄造マットの製造方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001192271A (ja) * | 1999-10-25 | 2001-07-17 | Ibiden Co Ltd | 窒化物セラミック焼結体の製造方法 |
JP4665618B2 (ja) * | 2005-06-10 | 2011-04-06 | イビデン株式会社 | 保持シール材の製造方法 |
JP4912081B2 (ja) * | 2005-08-24 | 2012-04-04 | イビデン株式会社 | ABOx型ペロブスカイト結晶構造を有する誘電体膜の形成方法 |
JP2008045521A (ja) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Ibiden Co Ltd | 保持シール材および排気ガス処理装置 |
JP5112029B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2013-01-09 | イビデン株式会社 | シート材およびその製造方法、排気ガス処理装置およびその製造方法、ならびに消音装置 |
JP5971894B2 (ja) * | 2011-01-31 | 2016-08-17 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 汚染コントロール要素用保持材、その製造方法及び汚染コントロール装置 |
KR101291964B1 (ko) * | 2011-11-16 | 2013-08-09 | 이비덴 가부시키가이샤 | 유지 시일재, 그 제조 방법 및 배기 가스 정화 장치 |
CN105247186B (zh) * | 2013-04-12 | 2018-09-14 | 揖斐电株式会社 | 保持密封件、保持密封件的制造方法及废气净化装置 |
-
2013
- 2013-09-24 JP JP2013197539A patent/JP6411721B2/ja active Active
-
2014
- 2014-08-07 EP EP14847133.7A patent/EP3051185B1/en active Active
- 2014-08-07 WO PCT/JP2014/070871 patent/WO2015045638A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3051185A8 (en) | 2016-11-09 |
WO2015045638A1 (ja) | 2015-04-02 |
EP3051185A4 (en) | 2017-06-07 |
EP3051185A1 (en) | 2016-08-03 |
JP2015064035A (ja) | 2015-04-09 |
EP3051185B1 (en) | 2019-01-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6298452B2 (ja) | 保持シール材、保持シール材の製造方法及び排ガス浄化装置 | |
JP5183296B2 (ja) | 保持シール材、保持シール材の製造方法及び排ガス浄化装置 | |
JP6411721B2 (ja) | 保持シール材の製造方法 | |
US8945269B2 (en) | Holding sealing material, method for producing holding sealing material, and exhaust gas purifying apparatus | |
JP2007231478A (ja) | 耐熱シートおよび排気ガス浄化装置 | |
JP6218529B2 (ja) | 保持シール材、保持シール材の製造方法、排ガス浄化装置の製造方法、及び、排ガス浄化装置 | |
JP5990393B2 (ja) | 保持シール材、及び、排ガス浄化装置 | |
JP6373694B2 (ja) | カーボン粒子埋没無機繊維、カーボン粒子埋没無機繊維の製造方法、カーボン粒子埋没無機繊維集合体及び排ガス浄化装置 | |
JP2014092150A (ja) | 保持シール材、及び保持シール材の製造方法、排ガス浄化装置 | |
JP2013170338A (ja) | マット材、マット材の製造方法、及び、排ガス浄化装置 | |
JP2014009637A (ja) | マット材の製造方法、マット材、及び、排ガス浄化装置 | |
JP6218528B2 (ja) | 保持シール材、保持シール材の製造方法、巻付体の圧入方法及び排ガス浄化装置 | |
JP6294148B2 (ja) | 保持シール材の製造方法 | |
JP6228445B2 (ja) | 保持シール材、保持シール材の製造方法及び排ガス浄化装置 | |
JP6294147B2 (ja) | 保持シール材、保持シール材の製造方法及び排ガス浄化装置 | |
JP2014202188A (ja) | 保持シール材、保持シール材の製造方法、及び、排ガス浄化装置 | |
JP2011190811A (ja) | 保持シール材および排気ガス処理装置 | |
JP2020097901A (ja) | 保持シール材及び保持シール材の製造方法 | |
JP2015090114A (ja) | 保持シール材、巻付体及び排ガス浄化装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170801 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180227 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180424 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180918 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180927 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6411721 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |