JP6419556B2 - Holding sealing material and exhaust gas purification device - Google Patents
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Description
本発明は、保持シール材、排ガス浄化装置及び保持シール材の製造方法に関する。 The present invention relates to a holding sealing material, an exhaust gas purification device, and a method for manufacturing a holding sealing material.
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、スス等のパティキュレートマター（以下、ＰＭともいう）が含まれており、近年、このＰＭが環境や人体に害を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、ＣＯやＨＣ、ＮＯｘ等の有害なガス成分も含まれていることから、この有害なガス成分が環境や人体に及ぼす影響についても懸念されている。 The exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine contains particulate matter (hereinafter also referred to as PM) such as soot. In recent years, this PM has a problem that it causes harm to the environment and the human body. It has become. Further, since the exhaust gas contains harmful gas components such as CO, HC and NOx, there is a concern about the influence of the harmful gas components on the environment and the human body.
そこで、排ガス中のＰＭを捕集したり、有害なガス成分を浄化したりする排ガス浄化装置として、炭化ケイ素やコージェライト等の多孔質セラミックからなる排ガス処理体と、排ガス処理体を収容するケーシングと、排ガス処理体とケーシングとの間に配設される無機繊維集合体からなる保持シール材とから構成される排ガス浄化装置が種々提案されている。この保持シール材は、自動車の走行等により生じる振動や衝撃により、排ガス処理体がその外周を覆うケーシングと接触して破損するのを防止することや、排ガス処理体とケーシングとの間から排ガスが漏れることを防止すること等を主な目的として配設されている。そのため、保持シール材には、圧縮されることによる反発力で発生する面圧を高め、排ガス処理体を確実に保持する機能が求められている。 Therefore, as an exhaust gas purifying device that collects PM in exhaust gas or purifies harmful gas components, an exhaust gas treatment body made of porous ceramics such as silicon carbide and cordierite, and a casing that houses the exhaust gas treatment body Various types of exhaust gas purifying apparatuses have been proposed, which are composed of an inorganic fiber aggregate disposed between an exhaust gas treating body and a casing. This holding sealing material prevents the exhaust gas treating body from being damaged by contact with the casing covering the outer periphery due to vibrations or impacts caused by traveling of an automobile or the like, or exhaust gas from between the exhaust gas treating body and the casing. The main purpose is to prevent leakage and the like. Therefore, the holding sealing material is required to have a function of increasing the surface pressure generated by the repulsive force caused by being compressed and holding the exhaust gas treating body reliably.
さらに、エンジンの高出力化に伴い、排ガス浄化装置内を流通する排ガスは高温高圧化する傾向にある。このような高温高圧の排ガスが排ガス浄化装置に導入された場合、排ガスの熱によって保持シール材が変質したり、排ガスの風圧によって保持シール材を構成する無機繊維が飛散したり、風触（保持シール材を構成する無機繊維が、風圧等で崩れて質量が減少すること）を受けてしまう。
保持シール材が変質、飛散したり、風触を受けた場合、保持シール材を構成する無機繊維の量の減少に伴って面圧が低下するだけでなく、保持シール材から飛散した無機繊維が排ガス処理体の目詰りを引き起こしたりするという問題があった。
Further, as the engine output increases, the exhaust gas flowing through the exhaust gas purification device tends to increase in temperature and pressure. When such high-temperature and high-pressure exhaust gas is introduced into the exhaust gas purification device, the holding sealing material is altered by the heat of the exhaust gas, the inorganic fibers constituting the holding sealing material are scattered by the wind pressure of the exhaust gas, and the touch (holding) Inorganic fibers constituting the sealing material are broken by the wind pressure and the mass is reduced).
When the holding sealing material is altered, scattered, or subjected to a touch, not only the surface pressure decreases with the decrease in the amount of inorganic fibers constituting the holding sealing material, but also the inorganic fibers scattered from the holding sealing material There has been a problem of causing clogging of the exhaust gas treating body.
従来、このような問題を解決するために、保持シール材を構成する無機繊維のうち、長さが２００μｍ以下の無機繊維の割合を低減させる方法（例えば、特許文献１参照）が知られている。 Conventionally, in order to solve such a problem, a method of reducing the proportion of inorganic fibers having a length of 200 μm or less among the inorganic fibers constituting the holding sealing material (see, for example, Patent Document 1) is known. .
しかしながら、特許文献１に記載された保持シール材では、保持シール材の風触を抑えることはできるが、排ガス処理体を保持する能力が不充分であった。 However, the holding sealing material described in Patent Literature 1 can suppress the touch of the holding sealing material, but has an insufficient ability to hold the exhaust gas treating body.
本発明者らは鋭意研究を行い、特許文献１に記載された保持シール材では、保持シール材を構成する無機繊維の大部分が、保持シール材の厚さ方向と垂直な方向に配向している為に、無機繊維の復元力に由来する面圧が充分に発揮されていないことを見出した。さらに、抄造法により保持シール材を製造する過程で形成される無機繊維の凝集体の大きさが大きくなりすぎると、得られる保持シール材の無機繊維の密度にムラが発生してしまい、無機繊維の密度の低い箇所において耐風触性が低下してしまうことを見出し、本発明に想到した。 The present inventors have conducted intensive research, and in the holding sealing material described in Patent Document 1, most of the inorganic fibers constituting the holding sealing material are oriented in a direction perpendicular to the thickness direction of the holding sealing material. Therefore, it has been found that the surface pressure derived from the restoring force of the inorganic fibers is not sufficiently exhibited. Furthermore, if the size of the aggregate of inorganic fibers formed in the process of producing the holding sealing material by papermaking method becomes too large, the density of the inorganic fibers in the obtained holding sealing material will be uneven, and the inorganic fibers As a result, the present inventors have found that the wind resistance is lowered at a location where the density is low.
すなわち、本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、高い面圧と耐風触性を両立させた保持シール材を提供することを目的とする。 That is, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a holding sealing material that achieves both high surface pressure and wind resistance.
上記目的を達成するために、本発明の保持シール材は、無機繊維を含み、抄造法により得られる層状のマットからなる保持シール材であって、上記保持シール材の中間層が露出するように上記保持シール材を剥離させた際に、上記中間層の表面は凹部及び凸部を有する起伏面となっており、上記保持シール材を５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法で切断した試験片を、中間層が露出するよう剥離させ、上記試験片を切断面からみた際に、上記中間層の表面における最も凹となる凹部と２番目に凹となる凹部とを接続する線分である第１の線分と上記中間層の表面における最も凸となる凸部の頂点との最短距離が１ｍｍ以下であって、さらに、凸部の数が３個／５ｃｍ以上であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the holding sealing material of the present invention is a holding sealing material comprising an inorganic fiber and made of a layered mat obtained by a papermaking method so that an intermediate layer of the holding sealing material is exposed. When the holding sealing material is peeled off, the surface of the intermediate layer is an undulating surface having a concave portion and a convex portion, and a test piece obtained by cutting the holding sealing material with a size of 50 mm × 50 mm is used as the intermediate layer. A first line segment that is a line segment that connects the concave portion that is the most concave and the concave portion that is the second concave when the test piece is viewed from the cut surface. The shortest distance from the top of the convex part on the surface of the intermediate layer is 1 mm or less, and the number of convex parts is 3/5 cm or more.
保持シール材を構成する無機繊維が全て、保持シール材の厚さ方向と垂直な方向に配向していると仮定すると、保持シール材は厚さ方向に圧縮された場合に、復元力（面圧）を有しないことになる。また、このような保持シール材について、中間層が露出するように保持シール材を剥離させた場合に、露出した中間層の表面は平らで、凹凸がないと考えられる。
これに対して、保持シール材を構成する無機繊維が保持シール材の厚さ方向に対して平行に配向していると、保持シール材が圧縮された際に無機繊維が変形し、復元力に由来する反発によって保持シール材の面圧が発揮されることとなる。
すなわち、上記中間層の表面において、凸部の数が３個／５ｃｍ以上である本願発明の保持シール材は、無機繊維が保持シール材の厚さ方向に対して充分に配向しているといえる。そのため、本発明の保持シール材は、高い面圧を発揮することができる。
Assuming that the inorganic fibers constituting the holding sealing material are all oriented in the direction perpendicular to the thickness direction of the holding sealing material, when the holding sealing material is compressed in the thickness direction, the restoring force (surface pressure) ). Further, regarding such a holding sealing material, when the holding sealing material is peeled off so that the intermediate layer is exposed, it is considered that the surface of the exposed intermediate layer is flat and has no unevenness.
On the other hand, when the inorganic fibers constituting the holding seal material are oriented parallel to the thickness direction of the holding seal material, the inorganic fibers are deformed when the holding seal material is compressed, resulting in a restoring force. The surface pressure of the holding sealing material will be exerted by the repulsion derived.
That is, in the holding sealing material of the present invention in which the number of convex portions is 3/5 cm or more on the surface of the intermediate layer, it can be said that the inorganic fibers are sufficiently oriented with respect to the thickness direction of the holding sealing material. . Therefore, the holding sealing material of the present invention can exhibit a high surface pressure.
また、抄造法により製造されるマットは、一般的に、無機繊維同士が凝集した凝集体を積層させて、圧縮、乾燥させることにより形成されている。無機繊維同士が凝集した凝集体は、保持シール材として成形された後にもその形状をある程度保っており、保持シール材の中間層を剥離させた際には、無機繊維同士が凝集した凝集体単位で剥離されるため、上記中間層の表面には、上記凝集体の大きさに対応した凹凸が形成されることとなる。
すなわち、上記凝集体の大きさが大きくなると、上記中間層の表面に形成される凹凸の大きさが大きくなり、凸部の高さ（凸部の頂点から第１の線分までの最短距離）が長くなる。
上記中間層の表面において、凸部の最大高さが１ｍｍを超えると、保持シール材を構成する無機繊維の密度にムラが生じ、耐風触性が低下してしまう。
Further, a mat manufactured by a papermaking method is generally formed by laminating aggregates in which inorganic fibers are aggregated, and compressing and drying. Aggregates in which inorganic fibers are aggregated maintain their shape to some extent even after being formed as a holding sealing material, and when the intermediate layer of the holding sealing material is peeled off, the aggregate unit in which inorganic fibers are aggregated Therefore, irregularities corresponding to the size of the aggregates are formed on the surface of the intermediate layer.
That is, when the size of the aggregate increases, the size of the unevenness formed on the surface of the intermediate layer increases, and the height of the convex portion (the shortest distance from the top of the convex portion to the first line segment) Becomes longer.
If the maximum height of the convex portion exceeds 1 mm on the surface of the intermediate layer, the density of the inorganic fibers constituting the holding sealing material is uneven, and wind resistance is reduced.
本発明の保持シール材において、上記無機繊維のうち、繊維長が２００μｍ以下の繊維の割合が４０％以下であり、かつ、上記無機繊維の平均繊維長が５００〜１５００μｍであることが好ましい。
なお、無機繊維のうち、繊維長が２００μｍ以下の繊維の割合は、４０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましく、２５％以下であることがさらに好ましい。無機繊維のうち、繊維長が２００μｍ以下の繊維の割合を４０％以下とすることにより、排ガスの風圧によって飛散しやすい短繊維の割合を減らすことができるため、耐風触性の良好な保持シール材となる。そのため、耐風触性と良好な面圧とを両立させることができる。
無機繊維のうち、繊維長が２００μｍ以下の繊維の割合が４０％を超えると、無機繊維が排ガスの風圧によって飛散しやすく、充分な面圧を発揮できないことがある。また、無機繊維の平均繊維長が１５００μｍを超えると、保持シール材を構成する無機繊維の繊維長が長すぎて、製造工程における無機繊維同士の凝集体が大きくなりすぎて、保持シール材を構成する無機繊維の密度にムラが発生することがある。
また、繊維長が３０００μｍ以上の無機繊維の割合が大きくなると、同様に、製造工程において無機繊維同士が凝集しすぎて、保持シール材を構成する無機繊維の密度にムラが発生することがある。従って、繊維長が３０００μｍ以上の無機繊維の割合を２０％以下とすることが好ましい。
In the holding sealing material of the present invention, it is preferable that the proportion of fibers having a fiber length of 200 μm or less among the inorganic fibers is 40% or less, and the average fiber length of the inorganic fibers is 500 to 1500 μm.
In addition, it is preferable that the ratio of the fiber whose fiber length is 200 micrometers or less among inorganic fibers is 40% or less, It is more preferable that it is 30% or less, It is further more preferable that it is 25% or less. Of inorganic fibers, the ratio of fibers having a fiber length of 200 μm or less can be reduced to 40% or less, so that the ratio of short fibers that are easily scattered by the wind pressure of exhaust gas can be reduced. It becomes. Therefore, both wind resistance and good surface pressure can be achieved.
If the proportion of fibers having a fiber length of 200 μm or less among the inorganic fibers exceeds 40%, the inorganic fibers are likely to be scattered by the wind pressure of the exhaust gas, and sufficient surface pressure may not be exhibited. In addition, if the average fiber length of the inorganic fibers exceeds 1500 μm, the fiber length of the inorganic fibers constituting the holding sealing material is too long, and the aggregates of inorganic fibers in the manufacturing process become too large, thereby forming the holding sealing material. Unevenness may occur in the density of inorganic fibers.
Further, when the proportion of inorganic fibers having a fiber length of 3000 μm or more is increased, similarly, the inorganic fibers may be excessively aggregated in the production process, and the density of the inorganic fibers constituting the holding sealing material may be uneven. Therefore, the proportion of inorganic fibers having a fiber length of 3000 μm or more is preferably 20% or less.
本発明の保持シール材において、上記保持シール材は有機バインダを含有することが好ましい。
保持シール材が有機バインダを含有することで、無機繊維同士を接続し、保持シール材の成形性を高めることができる。
In the holding sealing material of the present invention, the holding sealing material preferably contains an organic binder.
When the holding sealing material contains an organic binder, inorganic fibers can be connected to each other, and the moldability of the holding sealing material can be improved.
本発明の保持シール材において、上記有機バインダの含有量は、上記保持シール材の全量に対して固形分換算で２〜１０重量％であることが好ましい。
有機バインダの含有量が２重量％未満である場合には、保持シール材を排ガス処理体に巻きつけた際に、保持シール材が割れてしまうことがあり、１０重量％を超える場合には、保持シール材の面圧を発揮する効果は変わりないが、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。
In the holding sealing material of the present invention, the content of the organic binder is preferably 2 to 10% by weight in terms of solid content with respect to the total amount of the holding sealing material.
When the content of the organic binder is less than 2% by weight, when the holding sealing material is wound around the exhaust gas treating body, the holding sealing material may break, and when it exceeds 10% by weight, Although the effect of exerting the surface pressure of the holding sealing material does not change, the amount of decomposition gas generated by the heat of the exhaust gas increases, which may adversely affect the surrounding environment.
本発明の保持シール材において、上記有機バインダのガラス転移温度（Ｔｇ）は、５℃以下であることが好ましく、−５℃以下であることがより好ましい。
有機バインダのガラス転移温度が５℃以下であると、有機バインダにより形成される有機バインダ皮膜の強度を高くしつつ、皮膜伸度が高くて柔軟な皮膜となり、可撓性に優れた保持シール材とすることができる。そのため、保持シール材を排ガス処理体に巻きつける際等に保持シール材の表面が割れにくくなる。また、有機バインダ皮膜が硬くなり過ぎないため、無機繊維が破断した際に、無機繊維同士を繋ぎ止める効果を発揮し、無機繊維の飛散を抑制することができる。そのため、保持シール材を取り扱う、触媒コンバータへの組付け作業者の作業環境に悪影響を及ぼすことが低減できる。
In the holding sealing material of the present invention, the glass transition temperature (T g ) of the organic binder is preferably 5 ° C. or lower, and more preferably −5 ° C. or lower.
When the glass transition temperature of the organic binder is 5 ° C. or lower, the holding binder is excellent in flexibility because it has a high film elongation and a flexible film while increasing the strength of the organic binder film formed by the organic binder. It can be. Therefore, when the holding sealing material is wound around the exhaust gas treating body, the surface of the holding sealing material becomes difficult to break. Moreover, since an organic binder film | membrane does not become hard too much, when an inorganic fiber fractures | ruptures, the effect which connects inorganic fibers can be exhibited, and scattering of an inorganic fiber can be suppressed. Therefore, it is possible to reduce adverse effects on the working environment of the worker who installs the catalytic converter in handling the holding sealing material.
本発明の保持シール材において、上記保持シール材は無機バインダを含有することが好ましい。
保持シール材が無機バインダを含有することで、無機繊維同士の摩擦を高めることができ、面圧を向上させることができる。
In the holding sealing material of the present invention, the holding sealing material preferably contains an inorganic binder.
When the holding sealing material contains the inorganic binder, the friction between the inorganic fibers can be increased, and the surface pressure can be improved.
本発明の保持シール材において、上記無機バインダの含有量は、上記保持シール材の全量に対して固形分換算で０．１〜１０重量％であることが好ましい。
無機バインダの含有量が０．１重量％未満である場合には、無機バインダの添加による面圧の向上がほとんどみられない。また、無機バインダの含有量が１０重量％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ため、無機バインダの過剰な使用は、製造コストの観点から好ましくない。
In the holding sealing material of the present invention, the content of the inorganic binder is preferably 0.1 to 10% by weight in terms of solid content with respect to the total amount of the holding sealing material.
When the content of the inorganic binder is less than 0.1% by weight, the surface pressure is hardly improved by the addition of the inorganic binder. In addition, when the content of the inorganic binder exceeds 10% by weight, the effect of improving the surface pressure is hardly changed. Therefore, excessive use of the inorganic binder is not preferable from the viewpoint of manufacturing cost.
本発明の保持シール材において、上記無機繊維は、アルミナ、シリカ、アルミナ−シリカ、ムライト、生体溶解性繊維及びガラス繊維からなる群から選択された少なくとも１種から構成されていることが好ましい。
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、ムライト繊維、生体溶解性繊維及びガラス繊維からなる群から選択された少なくとも１種から構成されていると、耐熱性、耐風触性等、本発明の保持シール材に要求される特性を充分に満足することができる。
In the holding sealing material of the present invention, the inorganic fiber is preferably composed of at least one selected from the group consisting of alumina, silica, alumina-silica, mullite, biosoluble fiber and glass fiber.
When the inorganic fiber is composed of at least one selected from the group consisting of alumina fiber, silica fiber, alumina silica fiber, mullite fiber, biosoluble fiber and glass fiber, heat resistance, wind resistance, etc. The characteristics required for the holding sealing material of the invention can be sufficiently satisfied.
本発明の排ガス浄化装置は、排ガス処理体と、上記排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、上記排ガス処理体と上記金属ケーシングとの間に配設され、上記排ガス処理体を保持する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。
本発明の排ガス浄化装置は、本発明の保持シール材を備えているため、排ガス処理体を安定的に保持することができる。
The exhaust gas purification apparatus of the present invention includes an exhaust gas treatment body, a metal casing that houses the exhaust gas treatment body, and a holding sealing material that is disposed between the exhaust gas treatment body and the metal casing and holds the exhaust gas treatment body The holding sealing material is the holding sealing material of the present invention.
Since the exhaust gas purification apparatus of the present invention includes the holding sealing material of the present invention, the exhaust gas treating body can be stably retained.
本発明の保持シール材の製造方法は、無機繊維を開繊する開繊工程と、上記開繊された無機繊維を分級する分級工程と、上記分級された無機繊維を溶媒、有機バインダ及び無機バインダと混合してスラリーを調製するスラリー調製工程と、上記スラリーを抄造して無機繊維集合体を得る抄造工程と、からなる保持シール材の製造方法であって、上記分級工程では、繊維長が２００μｍ未満の無機繊維を一部又は全部除去することを特徴とする。
分級工程において繊維長が２００μｍ未満の無機繊維を一部又は全部除去すると、無機繊維同士が緩く絡み合ったフロックを容易に形成することができる。そのため、無機繊維同士が充分に絡み合い、充分な面圧を発揮することのできる保持シール材を製造することができる。
The manufacturing method of the holding sealing material of the present invention includes a fiber-opening step for opening inorganic fibers, a classification step for classifying the opened inorganic fibers, a solvent, an organic binder, and an inorganic binder for the classified inorganic fibers. And a slurry preparation step for preparing a slurry by mixing with a papermaking step for producing an inorganic fiber aggregate by papermaking the slurry, wherein the fiber length is 200 μm in the classification step. It is characterized by removing a part or all of the inorganic fibers below.
If some or all of the inorganic fibers having a fiber length of less than 200 μm are removed in the classification step, flocs in which the inorganic fibers are loosely entangled with each other can be easily formed. Therefore, it is possible to produce a holding sealing material in which inorganic fibers are sufficiently entangled and can exhibit a sufficient surface pressure.
本発明の保持シール材の製造方法においては、上記分級工程において、繊維長が２００μｍ以下の無機繊維の割合を４０％以下とすることが好ましい。
繊維長が２００μｍ以下の無機繊維の割合を４０％以下とすることで、無機繊維同士が絡み合ったフロックがより形成されやすくなる。一方、繊維長が２００μｍ以下の無機繊維の割合が４０％を超えると、得られる保持シール材を構成する無機繊維が排ガスの風圧によって飛散しやすくなることがある。
In the method for producing a holding sealing material of the present invention, it is preferable that the ratio of inorganic fibers having a fiber length of 200 μm or less in the classification step is 40% or less.
By setting the proportion of inorganic fibers having a fiber length of 200 μm or less to 40% or less, a floc in which inorganic fibers are entangled with each other is more easily formed. On the other hand, when the ratio of the inorganic fiber having a fiber length of 200 μm or less exceeds 40%, the inorganic fiber constituting the obtained holding sealing material may be easily scattered by the wind pressure of the exhaust gas.
本発明の保持シール材の製造方法では、上記分級された無機繊維の平均繊維長が２００〜２００００μｍであることが好ましい。
分級された無機繊維の平均繊維長が２００〜２００００μｍであると、無機繊維同士が緩く絡み合ったフロックを形成しやすくなるため、得られる保持シール材を構成する無機繊維同士の絡み合いに異方性が形成されにくく、強固な絡み合いとなりやすい。一方、分級された無機繊維の平均繊維長が２００００μｍを超えると、形成されるフロックの大きさが大きくなりすぎるため、保持シール材を構成する無機繊維の密度にムラが発生することがある。
In the manufacturing method of the holding sealing material of the present invention, the average fiber length of the classified inorganic fibers is preferably 200 to 20000 μm.
When the average fiber length of the classified inorganic fibers is 200 to 20000 μm, it becomes easy to form flocs in which the inorganic fibers are loosely entangled with each other, so that the entanglement between the inorganic fibers constituting the obtained holding sealing material has anisotropy. It is difficult to form and tends to become a strong entanglement. On the other hand, when the average fiber length of the classified inorganic fibers exceeds 20000 μm, the size of the formed flocs becomes too large, and thus the density of the inorganic fibers constituting the holding sealing material may be uneven.
本発明の保持シール材の製造方法において、上記分級工程では、湿式サイクロンを用いることが好ましい。湿式サイクロンは分級精度に優れ、無機繊維を破損しにくいため、本発明の保持シール材の製造方法に適している。 In the method for producing a holding sealing material of the present invention, it is preferable to use a wet cyclone in the classification step. Since the wet cyclone is excellent in classification accuracy and hardly breaks the inorganic fiber, it is suitable for the method for producing the holding sealing material of the present invention.
（発明の詳細な説明）
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。
(Detailed description of the invention)
Hereinafter, the holding sealing material of the present invention will be specifically described. However, the present invention is not limited to the following configurations, and can be applied with appropriate modifications without departing from the scope of the present invention.
以下、本発明の保持シール材について説明する。 Hereinafter, the holding sealing material of the present invention will be described.
本発明の保持シール材は、無機繊維を含み、抄造法により得られる層状のマットからなる保持シール材であって、保持シール材の中間層が露出するように保持シール材を剥離させた際に、中間層の表面は凹部及び凸部を有する起伏面となっており、保持シール材を５０×５０ｍｍの寸法で切断した試験片を中間層が露出するよう剥離させ、試験片を切断面からみた際に、中間層の表面における最も凹となる凹部と２番目に凹となる凹部とを接続する線分である第１の線分と中間層の表面における最も凸となる凸部の頂点との最短距離が１ｍｍ以下であって、さらに、凸部の数が３個／５ｃｍ以上となっている。 The holding sealing material of the present invention is a holding sealing material comprising an inorganic fiber and comprising a layered mat obtained by a papermaking method, and when the holding sealing material is peeled off so that an intermediate layer of the holding sealing material is exposed. The surface of the intermediate layer is a undulating surface having a concave portion and a convex portion, and the test piece obtained by cutting the holding sealing material with a size of 50 × 50 mm is peeled off so that the intermediate layer is exposed, and the test piece is viewed from the cut surface. In this case, the first line segment that connects the concave portion that is the most concave on the surface of the intermediate layer and the concave portion that is the second concave, and the apex of the convex portion that is the most convex on the surface of the intermediate layer The shortest distance is 1 mm or less, and the number of convex portions is 3/5 cm or more.
まず、本発明の保持シール材の形状等について説明する。
図１は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
図１に示すように、保持シール材１１０は、所定の長手方向の長さ（以下、図１中、矢印Ｌで示す）、幅（図１中、矢印Ｗで示す）及び厚さ（図１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。
First, the shape and the like of the holding sealing material of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the holding sealing material of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
保持シール材１１０では、保持シール材の長さ方向側の端部のうち、一方の端部である第１の端部１１１及び他方の端部である第２の端部１１２には対応する段差が設けられており、後述する排ガス浄化装置を組み立てるために排ガス処理体に保持シール材を巻き付けた際に、ちょうど互いに嵌合するような形状となっている。
なお、「平面視略矩形」とは、上記段差を含む概念である。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。
In the
The “substantially rectangular shape in plan view” is a concept including the above steps. In addition, the substantially rectangular shape in plan view includes a shape whose corners have an angle other than 90 °.
本発明の保持シール材は、抄造法により得られたマットから構成されている。
抄造法により得られたマットは複数の薄い層が積層されたような構造を有しているため、上記複数の薄い層を互いに剥離させることができる。本発明の保持シール材はマットを中間層が露出するように剥離した際の表面形状に特徴を有する。
The holding sealing material of the present invention is composed of a mat obtained by a papermaking method.
Since the mat obtained by the papermaking method has a structure in which a plurality of thin layers are laminated, the plurality of thin layers can be separated from each other. The holding sealing material of the present invention is characterized by the surface shape when the mat is peeled so that the intermediate layer is exposed.
本発明の保持シール材において、中間層の凹凸を測定する方法を以下に説明する。
本発明の保持シール材は、５０×５０ｍｍの寸法に切断された試験片を用いて中間層の凹凸を評価する。試験片は、以下の手順によって剥離される。
試験片は抄造法により得られているため、試験片の切断面に、複数の薄い層が重なったような縞模様が確認できる。そこで、試験片のいずれか１つの角から、厚さ方向の中央付近に形成された複数の薄い層の隙間の１つに、薄板状の治具を差し込むことで、後述するクランプを差し込む隙間を形成する。上記治具を差し込む長さは、上記角から１０ｍｍまでとする。
上記角から１０ｍｍまでの領域のうち、試験片のいずれか一方の主面から上記中間層までの厚さ方向の領域をクランプで挟むようにして固定する。続いて、上記角から１０ｍｍまでの領域のうち、試験片の他方の主面から上記中間層までの厚さ方向の領域を別のクランプで挟むようにして固定する。上記２つのクランプをそれぞれ、引張試験機の両端に固定し、所定の力で引っ張ることで、試験片を剥離させて中間層を露出させる。このとき、一方のクランプは引張試験機に固定されており、もう一方のクランプを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で動かす。
上記手順によって、試験片の中間層を露出させ、中間層表面の凹凸を評価することができる。また、上記手順中に試験片が破断しそうになった場合、クランプに代わって手動で試験片を固定し、試験片が破断しないように、試験片の両端を徐々に引っ張ることによって試験片を剥離させてもよい。
A method for measuring the unevenness of the intermediate layer in the holding sealing material of the present invention will be described below.
The holding sealing material of the present invention evaluates the unevenness of the intermediate layer using a test piece cut to a size of 50 × 50 mm. The test piece is peeled by the following procedure.
Since the test piece is obtained by a papermaking method, a striped pattern in which a plurality of thin layers are superimposed on the cut surface of the test piece can be confirmed. Therefore, a gap for inserting a clamp, which will be described later, is inserted by inserting a thin plate-like jig into one of a plurality of thin layer gaps formed near the center in the thickness direction from any one corner of the test piece. Form. The length for inserting the jig is from the corner to 10 mm.
Of the region from the corner to 10 mm, the region in the thickness direction from any one main surface of the test piece to the intermediate layer is clamped and fixed. Subsequently, in the region from the corner to 10 mm, the region in the thickness direction from the other main surface of the test piece to the intermediate layer is fixed with another clamp. Each of the two clamps is fixed to both ends of a tensile tester, and pulled with a predetermined force to peel the test piece and expose the intermediate layer. At this time, one clamp is fixed to the tensile tester, and the other clamp is moved at a speed of 50 mm / min.
By the above procedure, the intermediate layer of the test piece can be exposed and the unevenness of the surface of the intermediate layer can be evaluated. Also, if the test piece is about to break during the above procedure, the test piece is fixed by hand instead of the clamp, and the test piece is peeled off by gradually pulling both ends of the test piece so that the test piece does not break. You may let them.
続いて、剥離された試験片の切断面における画像を撮影する。試験片の切断面における画像を撮影する方法は特に限定されないが、例えば、市販のデジタルカメラ、デジタルマイクロスコープ等が挙げられる。
撮影した画像を以下の手順で解析することにより、保持シール材の中間層における凹凸を評価する。なお、試験片の画像は、露出させた中間層が上側、保持シール材の主面を構成していた面が下側となるよう配置する。
Subsequently, an image of the cut surface of the peeled test piece is taken. A method for capturing an image on the cut surface of the test piece is not particularly limited, and examples thereof include a commercially available digital camera and a digital microscope.
By analyzing the photographed image according to the following procedure, unevenness in the intermediate layer of the holding sealing material is evaluated. Note that the image of the test piece is arranged so that the exposed intermediate layer is on the upper side and the surface constituting the main surface of the holding sealing material is on the lower side.
図２（ａ）は、中間層が露出するように剥離された試験片の一例を切断面から側面視した図を模式的に示した側面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）における破線部の拡大断面図である。
図２（ａ）を用いて、以下に、中間層の表面に形成された凹凸の程度を測定する方法を示す。
中間層が露出するように剥離された試験片１０は、中間層の表面３０に凹凸が形成された起伏面を有している。まず、中間層の表面３０について、最も凹となる凹部３１と、２番目に凹となる凹部３２とを接続する第１の線分３３を引く。線分を試験片の全長まで延長した際に、線分３３よりも下側に中間層の表面３０が露出していなければ、その線分が第１の線分３３である。
続いて、中間層の表面３０において、最も凸となる凸部３４の頂点から第１の線分３３に対して垂線３５を引く。垂線３５の長さ（図２（ｂ）における両矢印ｈが示す長さ）は第１の線分３３と最も凸となる凸部３４との最短距離を示している。垂線３５の長さを、その試験片における凸部の最大高さであるとみなして、凸部の最大高さ、及び、凸部の５ｃｍ当たりの個数を測定する。
なお、中間層の表面に形成された全ての凸部の頂点から第１の線分に対して垂線を引き、垂線の長さが最も長い凸部が、最も凸となる凸部である。
FIG. 2A is a side view schematically showing a view of an example of a test piece peeled off so that the intermediate layer is exposed from the cut surface, and FIG. It is an expanded sectional view of the broken line part in a).
A method for measuring the degree of unevenness formed on the surface of the intermediate layer will be described below with reference to FIG.
The test piece 10 peeled so that the intermediate layer is exposed has an undulating surface in which irregularities are formed on the
Subsequently, on the
In addition, a perpendicular is drawn with respect to the 1st line segment from the vertex of all the convex parts formed in the surface of the intermediate | middle layer, and the convex part with the longest perpendicular | vertical length is a convex part which becomes the most convex.
抄造法によって保持シール材を製造する際には、まず無機繊維同士をある程度凝集させてフロックを形成する。すなわち、凸部の最大高さが高いほど上記フロック（凝集体）の大きさが大きいといえる。このフロックが大きすぎる場合、フロック由来の部分では無機繊維の密度が高く、フロック由来ではない部分の無機繊維の密度が低くなる。そのため、フロックの大きさは大きすぎない方が好ましい。凸部の最大高さが１ｍｍ以下であると、保持シール材を構成する無機繊維の密度に過大なムラがなく、充分な耐風触性が得られる。凸部の最大高さが１ｍｍを超える場合、保持シール材を構成する無機繊維の密度に過大なムラが発生し、耐風触性が低下する。 When producing a holding sealing material by a papermaking method, first, inorganic fibers are aggregated to some extent to form a flock. That is, it can be said that the size of the floc (aggregate) is larger as the maximum height of the convex portion is higher. When the floc is too large, the density of the inorganic fiber is high in the part derived from the floc, and the density of the inorganic fiber in the part not derived from the floc is low. Therefore, it is preferable that the size of the floc is not too large. When the maximum height of the convex portion is 1 mm or less, the density of the inorganic fibers constituting the holding sealing material is not excessively uneven, and sufficient wind resistance can be obtained. When the maximum height of the convex portion exceeds 1 mm, excessive unevenness occurs in the density of the inorganic fibers constituting the holding sealing material, and wind resistance is reduced.
凸部の数が多い程、保持シール材において厚さ方向に対して平行な方向に配向した無機繊維の割合が多いといえる。凸部の数が５ｃｍ当たり３個以上であると、無機繊維が保持シール材の厚さ方向に対して平行な方向に充分に配向しているため、保持シール材が高い面圧を発揮することができる。
なお、凸部の個数は頂点の数でカウントする。
It can be said that the greater the number of convex portions, the greater the proportion of inorganic fibers oriented in the direction parallel to the thickness direction in the holding sealing material. If the number of convex portions is 3 or more per 5 cm, the inorganic sealing fibers are sufficiently oriented in a direction parallel to the thickness direction of the holding sealing material, so that the holding sealing material exhibits a high surface pressure. Can do.
The number of convex portions is counted by the number of vertices.
続いて、本発明の保持シール材を構成する各種材料について説明する。 Subsequently, various materials constituting the holding sealing material of the present invention will be described.
本発明の保持シール材は、有機バインダを含有することが好ましい。 The holding sealing material of the present invention preferably contains an organic binder.
有機バインダとしては、特に限定されないが、ゴム系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
有機バインダを含んだエマルジョン液（有機バインダ溶液）を無機繊維に付着させて溶媒を除去することで、無機繊維に有機バインダを含有させることができる。
The organic binder is not particularly limited, and examples thereof include rubber resins, styrene resins, silicone resins, acrylic resins, polyester resins, and polyurethane resins.
The organic fiber can be contained in the inorganic fiber by attaching the emulsion liquid (organic binder solution) containing the organic binder to the inorganic fiber and removing the solvent.
本発明の保持シール材は、有機バインダを保持シール材の全量に対して固形分換算で２〜１０重量％含有していることが好ましく、３〜９重量％含有していることがより好ましく、４〜８重量％含有していることがさらに好ましい。
有機バインダの含有量が２重量％未満の場合、保持シール材に充分な可撓性を付与することができないことがあり、保持シール材を排ガス処理体に巻きつける際に、クラックが発生することがある。一方、有機バインダの含有量が１０重量％を超える場合、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。
The holding sealing material of the present invention preferably contains 2 to 10% by weight, more preferably 3 to 9% by weight, in terms of solid content with respect to the total amount of the holding sealing material, More preferably 4 to 8% by weight is contained.
When the content of the organic binder is less than 2% by weight, the holding sealing material may not be sufficiently flexible, and cracks may occur when the holding sealing material is wound around the exhaust gas treatment body. There is. On the other hand, when the content of the organic binder exceeds 10% by weight, the amount of decomposition gas generated by the heat of exhaust gas increases, which may adversely affect the surrounding environment.
有機バインダのガラス転移温度は、５℃以下であることが好ましく、−５℃以下であることがより好ましく、−１０℃以下であることがさらに好ましく、−３０℃以下であることが特に好ましい。有機バインダのガラス転移温度が５℃以下であると、有機バインダにより形成される皮膜の強度を高くすることができるため、可撓性に優れた保持シール材とすることができる。そのため、保持シール材を排ガス処理体に巻き付ける際等に保持シール材が折れにくくなる。また、有機バインダにより形成される皮膜が硬くなり過ぎないため、無機繊維の飛散を抑制し易くなる。 The glass transition temperature of the organic binder is preferably 5 ° C. or lower, more preferably −5 ° C. or lower, further preferably −10 ° C. or lower, and particularly preferably −30 ° C. or lower. When the glass transition temperature of the organic binder is 5 ° C. or lower, the strength of the film formed by the organic binder can be increased, and thus a holding sealing material having excellent flexibility can be obtained. Therefore, the holding sealing material is not easily broken when the holding sealing material is wound around the exhaust gas treating body. Moreover, since the film | membrane formed with an organic binder does not become hard too much, it becomes easy to suppress scattering of inorganic fiber.
本発明の保持シール材はさらに、無機バインダを含有することが好ましい。 The holding sealing material of the present invention preferably further contains an inorganic binder.
無機バインダとしては、特に限定されず、アルミナゾル、シリカゾル等が挙げられる。 The inorganic binder is not particularly limited, and examples thereof include alumina sol and silica sol.
本発明の保持シール材は、無機バインダを保持シール材の全量に対して０．１〜１０重量％含有していることが好ましく、２〜９重量％含有していることがより好ましく、４〜８重量％含有していることがさらに好ましい。 The holding sealing material of the present invention preferably contains an inorganic binder in an amount of 0.1 to 10% by weight, more preferably 2 to 9% by weight, based on the total amount of the holding sealing material. More preferably, the content is 8% by weight.
本発明の保持シール材はさらに、有機バインダと無機バインダとが凝集した凝集体が添着されていてもよい。
凝集体を構成する有機バインダは、既に説明した上記有機バインダと同一であってもよく、異なっていてもよい。凝集体を構成する無機バインダは、既に説明した上記無機バインダと同一であってもよく、異なっていてもよい。
なお、溶媒中に分散する有機バインダと無機バインダの表面電荷が異なる場合には、有機バインダと無機バインダが自己凝集することもある。
有機バインダと無機バインダの自己凝集が充分でない場合には、凝集剤等を添加することによって有機バインダと無機バインダとを積極的に凝集させてもよい。
The holding sealing material of the present invention may further include an aggregate in which an organic binder and an inorganic binder are aggregated.
The organic binder constituting the aggregate may be the same as or different from the organic binder already described. The inorganic binder constituting the aggregate may be the same as or different from the inorganic binder already described.
In addition, when the surface charge of the organic binder and inorganic binder disperse | distributed in a solvent differs, an organic binder and an inorganic binder may self-aggregate.
When the self-aggregation of the organic binder and the inorganic binder is not sufficient, the organic binder and the inorganic binder may be actively aggregated by adding a flocculant or the like.
本発明の保持シール材を構成する無機繊維は、特に限定されないが、アルミナ、シリカ、アルミナシリカ、ムライト、生体溶解性繊維及びガラス繊維からなる群から選択される少なくとも１種から構成されていることが好ましく、耐熱性や耐風触性等、マットに要求される特性等に応じて変更すればよく、各国の環境規制に適合できるような太径繊維や繊維長のものを使用するのが好ましい。
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。
The inorganic fiber constituting the holding sealing material of the present invention is not particularly limited, but is composed of at least one selected from the group consisting of alumina, silica, alumina silica, mullite, biosoluble fiber and glass fiber. It is preferable to use a fiber having a large diameter fiber or a fiber length that can be adapted to the environmental regulations of each country, such as heat resistance and wind resistance.
In the case where the inorganic fiber is at least one of alumina fiber, silica fiber, alumina silica fiber, and mullite fiber, the heat resistance is excellent, and therefore the exhaust gas treating body is exposed to a sufficiently high temperature. However, no alteration or the like occurs, and the function as the holding sealing material can be sufficiently maintained. In addition, when the inorganic fiber is a biosoluble fiber, when producing an exhaust gas purification device using a holding sealing material, even if the scattered inorganic fiber is inhaled, it is dissolved in the living body. Will not harm your health.
この中でも、低結晶性アルミナ質の無機繊維が望ましく、ムライト組成の低結晶性アルミナ質の無機繊維がより好ましい。加えて、スピネル型化合物を含む無機繊維がさらに好ましい。高結晶性アルミナ質であると、硬く脆いため、クッション材として用いられるマットには不向きである。 Among these, low crystalline alumina inorganic fibers are desirable, and low crystalline alumina inorganic fibers having a mullite composition are more preferable. In addition, inorganic fibers containing a spinel compound are more preferable. A highly crystalline alumina material is hard and brittle, so it is not suitable for a mat used as a cushioning material.
さらに低結晶性アルミナ質かつスピネル型化合物を含む無機繊維の場合、結晶化比率は０．１〜３０％の範囲が望ましく、０．４〜２０％の範囲がさらに望ましい。この範囲の無機繊維で製作されたマットの反発力及び耐久試験後の復元面圧は高く、性能が良い。しかし、結晶化比率が０．１％未満または３０％を超えると、急激に反発力や復元面圧は急激に低下してしまう。結晶化比率の測定方法は、ムライト回折線（２θ＝２６．４°）とγアルミナ回折線（２θ＝４５．４°）の積分強度比より算出することができる。 Further, in the case of an inorganic fiber containing a low crystalline alumina material and a spinel type compound, the crystallization ratio is preferably in the range of 0.1 to 30%, and more preferably in the range of 0.4 to 20%. Mats made of inorganic fibers in this range have a high rebound force and a high restoration surface pressure after a durability test. However, when the crystallization ratio is less than 0.1% or exceeds 30%, the repulsive force and the restoring surface pressure are rapidly decreased. The method for measuring the crystallization ratio can be calculated from the integral intensity ratio of the mullite diffraction line (2θ = 26.4 °) and the γ-alumina diffraction line (2θ = 45.4 °).
本発明の保持シール材としては、無機繊維として生体溶解性繊維を用いてもよい。生体溶解性繊維は、例えば、シリカ等のほかに、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、及び、ホウ素化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物からなる無機繊維である。
これらの化合物からなる生体溶解性繊維は、人体に取り込まれても溶解しやすいので、これらの無機繊維を含んでなるマットは人体に対する安全性に優れている。
As the holding sealing material of the present invention, a biosoluble fiber may be used as the inorganic fiber. The biosoluble fiber is, for example, an inorganic fiber made of at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, and a boron compound in addition to silica and the like.
Since the biosoluble fiber made of these compounds is easily dissolved even when taken into the human body, the mat containing these inorganic fibers is excellent in safety to the human body.
生体溶解性繊維の具体的な組成としては、シリカ６０〜８５重量％、並びに、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を１５〜４０重量％含む組成が挙げられる。上記シリカとは、ＳｉＯ又はＳｉＯ２のことをいう。 The specific composition of the biosoluble fiber is 60 to 85% by weight of silica and 15 to 40% by weight of at least one compound selected from the group consisting of alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds and boron compounds. % Composition. The silica refers to SiO or SiO 2 .
上記アルカリ金属化合物としては、例えば、ナトリウム、カリウムの酸化物等が挙げられ、上記アルカリ土類金属化合物としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの酸化物等が挙げられる。上記ホウ素化合物としては、ホウ素の酸化物等が挙げられる。 Examples of the alkali metal compound include sodium and potassium oxides, and examples of the alkaline earth metal compound include magnesium, calcium, strontium, and barium oxides. Examples of the boron compound include boron oxide.
生体溶解性繊維の組成において、シリカの含有量が、６０重量％未満では、ガラス溶融法で作製しにくく、繊維化しにくい。
また、シリカの含有量が６０重量％未満では、柔軟性を有するシリカの含有量が少ないため構造的にもろく、また、生理食塩水に溶けやすい、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、及び、ホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物の割合が相対的に高くなるので生体溶解性繊維が生理食塩水に溶けやすくなりすぎる傾向にある。
In the composition of the biosoluble fiber, when the silica content is less than 60% by weight, it is difficult to produce by a glass melting method, and it is difficult to fiberize.
In addition, when the content of silica is less than 60% by weight, the content of flexible silica is small, so that it is structurally fragile, and is easily soluble in physiological saline, an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, and Since the ratio of at least one compound selected from the group consisting of boron compounds is relatively high, the biosoluble fiber tends to be too soluble in physiological saline.
一方、シリカの含有量が８５重量％を超えると、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物の割合が相対的に低くなるので生体溶解性繊維が生理食塩水に溶けにくくなりすぎる傾向にある。
なお、シリカの含有量は、ＳｉＯ及びＳｉＯ２の量をＳｉＯ２に換算して算出したものである。
On the other hand, when the content of silica exceeds 85% by weight, the ratio of at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, and a boron compound is relatively low, so that it is biosoluble. Fibers tend to be too difficult to dissolve in saline.
The silica content is calculated by converting the amounts of SiO and SiO 2 into SiO 2 .
また、生体溶解性繊維の組成においてアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物の含有量が４０重量％を超えると、ガラス溶融法では作製しにくく、繊維化しにくい。また、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物の含有量が４０重量％を超えると、構造的にもろく、生体溶解性繊維が生理食塩水に溶けやすくなりすぎる。 Further, when the content of at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound and a boron compound exceeds 40% by weight in the composition of the biosoluble fiber, it is produced by the glass melting method. Difficult to fiberize. Further, when the content of at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound and a boron compound exceeds 40% by weight, it is structurally fragile and the biosoluble fiber becomes physiological saline. It becomes too easy to dissolve.
本発明における生体溶解性繊維の生理食塩水に対する溶解度は、３０ｐｐｍ以上であることが好ましい。生体溶解性繊維の溶解度が３０ｐｐｍ未満では、無機繊維が体内に取り込まれた場合に、体外へ排出されにくく、健康上好ましくないからである。 The solubility of the biosoluble fiber in the present invention in physiological saline is preferably 30 ppm or more. This is because if the solubility of the biosoluble fiber is less than 30 ppm, it is difficult for the fiber to be discharged from the body when the inorganic fiber is taken into the body, which is not preferable for health.
本発明の保持シール材を構成する無機繊維のうち、ガラス繊維は、シリカとアルミナとを主成分とし、アルカリ金属のほかに、カルシア、チタニア、酸化亜鉛等からなるガラス状の繊維である。 Among the inorganic fibers constituting the holding sealing material of the present invention, the glass fibers are glassy fibers mainly composed of silica and alumina and made of calcia, titania, zinc oxide or the like in addition to alkali metals.
本発明の保持シール材を構成するマットは、抄造法により製造することができる。
抄造法により得られるマットを構成する無機繊維の平均繊維長は、２００〜２００００μｍであることが好ましく、３００〜１００００μｍであることがより好ましく、５００〜１５００μｍであることがさらに好ましい。
無機繊維の平均繊維長が２００μｍ未満であると、無機繊維の繊維長が短すぎるため、もはや繊維としての特徴を実質上示さなくなり、マット状繊維集合体にしたときに繊維同士に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。さらに、排ガスの圧力によって無機繊維が飛散しやすく、耐風触性が低下することがある。
また、無機繊維の平均繊維長が２００００μｍを超えると、無機繊維の繊維長が長すぎるため、抄造工程で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、マット状繊維集合体としたときに無機繊維が不均一に集積しやすくなる。
なお、無機繊維のうち、繊維長が２００μｍ以下の繊維の割合は、４０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましく、２５％以下であることがさらに好ましい。
繊維長の測定は、ピンセットを使用して、マットから無機繊維が破断しないように抜き取り、光学顕微鏡を使用して繊維長を測定する。本明細書では、無機繊維３００本を抜き取り、繊維長が２００μｍ以下の繊維の割合及び平均繊維長を求める。
マットから無機繊維を採取する際には、必要に応じてマットを脱脂処理して水の中へ投入し、無機繊維同士の絡みをほぐしながら無機繊維が破断しないように採取しても良い。
The mat constituting the holding sealing material of the present invention can be manufactured by a papermaking method.
The average fiber length of the inorganic fibers constituting the mat obtained by the papermaking method is preferably 200 to 20000 μm, more preferably 300 to 10000 μm, and further preferably 500 to 1500 μm.
If the average fiber length of the inorganic fibers is less than 200 μm, the fiber length of the inorganic fibers is too short, so that the characteristics as fibers are no longer substantially exhibited, and suitable entanglement between the fibers when formed into a mat-like fiber aggregate It does not occur and it becomes difficult to obtain a sufficient surface pressure. Furthermore, the inorganic fibers are likely to be scattered by the pressure of the exhaust gas, and wind resistance may be reduced.
In addition, when the average fiber length of the inorganic fibers exceeds 20000 μm, the fiber length of the inorganic fibers is too long, so that the entanglement between the inorganic fibers in the slurry solution in which the inorganic fibers are dispersed in the paper making process becomes too strong. Inorganic fiber tends to accumulate non-uniformly when formed into a fiber-like aggregate.
In addition, it is preferable that the ratio of the fiber whose fiber length is 200 micrometers or less among inorganic fibers is 40% or less, It is more preferable that it is 30% or less, It is further more preferable that it is 25% or less.
The fiber length is measured by using tweezers so that the inorganic fibers are not broken from the mat, and the fiber length is measured using an optical microscope. In this specification, 300 inorganic fibers are extracted, and the ratio and average fiber length of fibers having a fiber length of 200 μm or less are determined.
When collecting inorganic fibers from the mat, if necessary, the mat may be degreased and put into water to collect the inorganic fibers so as not to break while loosening the entanglement between the inorganic fibers.
本発明の保持シール材を構成する無機繊維の平均繊維径は、１〜２０μｍであることが好ましく、２〜１５μｍであることがより好ましく、３〜１０μｍであることがさらに好ましい。 The average fiber diameter of the inorganic fibers constituting the holding sealing material of the present invention is preferably 1 to 20 μm, more preferably 2 to 15 μm, and further preferably 3 to 10 μm.
保持シール材の厚さは特に限定されないが、２．０〜３０ｍｍであることが好ましい。保持シール材の厚さが３０ｍｍを超えると、保持シール材の柔軟性が失われるので、保持シール材を排ガス処理体に巻き付ける際に扱いづらくなる。また、保持シール材に巻きじわや割れが生じやすくなる。
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。そのため、排ガス処理体が抜け落ちやすくなる。また、排ガス処理体に体積変化が生じた場合、保持シール材は排ガス処理体の体積変化を吸収しにくくなる。そのため、排ガス処理体にクラック等が発生しやすくなる。
The thickness of the holding sealing material is not particularly limited, but is preferably 2.0 to 30 mm. If the thickness of the holding seal material exceeds 30 mm, the flexibility of the holding seal material is lost, which makes it difficult to handle the holding seal material when it is wound around the exhaust gas treatment body. Further, the holding sealing material is likely to cause creases and cracks.
When the thickness of the holding sealing material is less than 2.0 mm, the surface pressure of the holding sealing material is not sufficient to hold the exhaust gas treating body. For this reason, the exhaust gas treating body is easily dropped off. Further, when a volume change occurs in the exhaust gas treating body, the holding sealing material is difficult to absorb the volume change of the exhaust gas treating body. Therefore, cracks and the like are likely to occur in the exhaust gas treating body.
本発明の保持シール材の目付量（単位面積当たりの重量）は、特に限定されないが、２００〜４０００ｇ／ｍ２であることが好ましく、１０００〜３０００ｇ／ｍ２であることがより好ましい。保持シール材の目付量が２００ｇ／ｍ２未満であると、保持力が充分ではなく、保持シール材の目付量が４０００ｇ／ｍ２を超えると、保持シール材の嵩が低くなりにくい。そのため、このような保持シール材を用いて排ガス浄化装置を製造する場合、排ガス処理体が脱落しやすくなる。 Weight per unit area of the holding sealing material of the present invention (weight per unit area) is not particularly limited, is preferably 200~4000g / m 2, and more preferably 1000 to 3000 g / m 2. When the basis weight of the holding sealing material is less than 200 g / m 2 , the holding force is not sufficient, and when the basis weight of the holding sealing material exceeds 4000 g / m 2 , the bulk of the holding sealing material is difficult to decrease. Therefore, when manufacturing an exhaust gas purification apparatus using such a holding sealing material, the exhaust gas treating body is likely to drop off.
また、本発明の保持シール材の嵩密度（巻き付ける前の保持シール材の嵩密度）についても、特に限定されないが、０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。保持シール材の嵩密度が０．１０ｇ／ｃｍ３未満であると、無機繊維のからみ合いが弱く、無機繊維が剥離しやすいため、保持シール材の形状を所定の形状に保ちにくくなる。
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るため、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。
Further, the bulk density of the holding sealing material of the present invention (the bulk density of the holding sealing material before winding) is not particularly limited, but is preferably 0.10 to 0.30 g / cm 3 . When the bulk density of the holding sealing material is less than 0.10 g / cm 3 , the entanglement of the inorganic fibers is weak and the inorganic fibers are easily peeled off, so that it is difficult to keep the shape of the holding sealing material in a predetermined shape.
On the other hand, if the bulk density of the holding sealing material exceeds 0.30 g / cm 3 , the holding sealing material becomes hard, so that the wrapping property around the exhaust gas treating body is lowered and the holding sealing material is easily broken.
本発明の保持シール材を排ガス浄化装置の保持シール材として用いる場合、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の枚数は特に限定されず、一枚の保持シール材であってもよいし、互いに結合された複数枚の保持シール材であってもよい。複数枚の保持シール材を結合する方法としては、特に限定されず、例えば、ミシン縫いで保持シール材同士を結合する方法、粘着テープ又は接着剤で保持シール材同士を接着する方法等が挙げられる。 When the holding sealing material of the present invention is used as a holding sealing material for an exhaust gas purification device, the number of holding sealing materials constituting the exhaust gas purification device is not particularly limited, and may be a single holding sealing material or coupled to each other. A plurality of holding sealing materials may be used. The method for bonding a plurality of holding sealing materials is not particularly limited, and examples thereof include a method for bonding holding sealing materials by sewing and a method for bonding holding sealing materials with an adhesive tape or an adhesive. .
本発明の保持シール材の面圧は、面圧測定装置を用いて、以下の方法により測定することができる。
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となるまで圧縮すし、１０分間保持した。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）を求める。
The surface pressure of the holding sealing material of the present invention can be measured by the following method using a surface pressure measuring device.
For the measurement of the surface pressure, a hot surface pressure measuring device provided with a heater on the portion of the plate that compresses the mat is used, and the bulk density (GBD) of the sample becomes 0.3 g / cm 3 at room temperature. Until it was compressed and held for 10 minutes. The bulk density of the sample is a value determined by “bulk density = sample weight / (sample area × sample thickness)”.
Next, while the sample is compressed, the compression is released until the bulk density becomes 0.273 g / cm 3 while raising the temperature to 900 ° C. on one side and 650 ° C. on one side at a rate of 40 ° C./min. And a sample is hold | maintained for 5 minutes in the state of temperature single side 900 degreeC, single side 650 degreeC, and bulk density 0.273g / cm < 3 >.
Thereafter, compression is performed at a rate of 1 inch (25.4 mm) / min until the bulk density becomes 0.3 g / cm 3 . Measurement of the load at a bulk density of 0.273 g / cm 3 after 1000 times of releasing the compression until the bulk density becomes 0.273 g / cm 3 and compressing the bulk density to 0.3 g / cm 3. To do. The surface pressure (kPa) is obtained by dividing the obtained load by the area of the sample.
次に、本発明の保持シール材を製造する方法の一例として、本発明の保持シール材の製造方法について説明する。
本発明の保持シール材の製造方法は、無機繊維を開繊する開繊工程と、上記開繊された無機繊維を分級する分級工程と、上記分級された無機繊維を溶媒、有機バインダ及び無機バインダと混合してスラリーを調製するスラリー調製工程と、上記スラリーを抄造して無機繊維集合体を得る抄造工程と、からなる保持シール材の製造方法であって、上記分級工程では、繊維長が２００μｍ未満の無機繊維を一部又は全部除去することを特徴とする。
Next, the manufacturing method of the holding sealing material of the present invention will be described as an example of the method of manufacturing the holding sealing material of the present invention.
The manufacturing method of the holding sealing material of the present invention includes a fiber-opening step for opening inorganic fibers, a classification step for classifying the opened inorganic fibers, a solvent, an organic binder, and an inorganic binder for the classified inorganic fibers. And a slurry preparation step for preparing a slurry by mixing with a papermaking step for producing an inorganic fiber aggregate by papermaking the slurry, wherein the fiber length is 200 μm in the classification step. It is characterized by removing a part or all of the inorganic fibers below.
（ａ）開繊工程
まず、開繊工程について説明する。
開繊工程では、無機繊維をフェザーミル等の粉砕機やパルパー等の撹拌機等により短繊維化（開繊ともいう）し、所望の繊維長に調整する。
(A) Opening process First, the opening process will be described.
In the fiber opening step, the inorganic fibers are shortened (also referred to as fiber opening) with a pulverizer such as a feather mill or a stirrer such as a pulper, and adjusted to a desired fiber length.
開繊工程で用いる無機繊維は特に限定されないが、溶融法により作製された無機繊維や、無機塩法により作製された無機繊維を用いることができる。
溶融法により無機繊維を製造する方法としては、例えば、無機繊維を構成する材料（例えばケイ素とアルミニウム）を加熱して溶融し、溶融物を高速回転するホイール上に押し当てて繊維化する方法（スピニング法ともいう）や、溶融物に圧縮空気を押し当てることにより繊維化する方法（ブロー法ともいう）等が挙げられる。
無機塩法により無機繊維を製造する方法としては、例えば、無機繊維を構成する材料（例えばアルミニウムとケイ素）を含む水溶液にポリビニルアルコール等の有機重合体を添加した混合液をブローイング法により紡糸することで無機繊維前駆体を得て、この無機繊維前駆体を焼成する方法等が挙げられる。
The inorganic fiber used in the opening process is not particularly limited, but an inorganic fiber produced by a melting method or an inorganic fiber produced by an inorganic salt method can be used.
As a method for producing inorganic fibers by a melting method, for example, a material (for example, silicon and aluminum) that constitutes inorganic fibers is heated and melted, and the melt is pressed onto a wheel that rotates at high speed to be fiberized ( And a method of forming fibers by pressing compressed air against the melt (also referred to as a blow method).
As a method for producing inorganic fibers by the inorganic salt method, for example, spinning a mixed solution obtained by adding an organic polymer such as polyvinyl alcohol to an aqueous solution containing materials (for example, aluminum and silicon) constituting the inorganic fibers by a blowing method. And a method of obtaining an inorganic fiber precursor and firing the inorganic fiber precursor.
（ｂ）分級工程
続いて、分級工程について説明する。
上記（ａ）開繊工程において開繊された無機繊維は、分級工程において分級される。
分級工程では、分級装置を用いて、上記開繊された無機繊維のうち繊維長が２００μｍ以下の無機繊維を一部又は全部除去する。
分級された無機繊維における繊維長が２００μｍ以下の無機繊維の割合は、４０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましく、２５％以下であることがさらに好ましい。
分級された無機繊維における繊維長が２００μｍ以下の無機繊維の割合が４０％を超えた場合、得られる保持シール材を構成する無機繊維が排ガスの風圧によって飛散しやすくなることがある。
分級工程によって得られる無機繊維の平均繊維長は、２００〜２００００μｍであることが好ましく、３００〜１００００μｍであることがより好ましく、５００〜１５００μｍであることがさらに好ましい。
(B) Classification step Subsequently, the classification step will be described.
The inorganic fibers opened in the (a) opening step are classified in the classification step.
In the classification step, a part or all of the inorganic fibers having a fiber length of 200 μm or less are removed from the opened inorganic fibers using a classifier.
The proportion of inorganic fibers having a fiber length of 200 μm or less in the classified inorganic fibers is preferably 40% or less, more preferably 30% or less, and even more preferably 25% or less.
When the proportion of inorganic fibers having a fiber length of 200 μm or less in the classified inorganic fibers exceeds 40%, the inorganic fibers constituting the obtained holding sealing material may be easily scattered by the wind pressure of the exhaust gas.
The average fiber length of the inorganic fibers obtained by the classification step is preferably 200 to 20000 μm, more preferably 300 to 10000 μm, and further preferably 500 to 1500 μm.
上記分級装置としては、例えば、乾式遠心式分級装置（乾式サイクロンともいう）や湿式遠心式分級装置（湿式サイクロンともいう）等が挙げられ、湿式サイクロンが好ましい。 Examples of the classifier include a dry centrifugal classifier (also referred to as a dry cyclone) and a wet centrifugal classifier (also referred to as a wet cyclone), and a wet cyclone is preferable.
（ｃ）スラリー調製工程
続いて、スラリー調製工程について説明する。
スラリー調製工程では、分級した無機繊維を溶媒中に分散させて混合液（スラリーともいう）とする。上記スラリー中の無機繊維の含有量は特に限定されないが、例えば０．０５〜２．０重量％であってよい。
スラリーは、上記（ｂ）分級工程によって調整された無機繊維の平均繊維長が変化しない程度の撹拌速度で撹拌する。（ｃ）スラリー調製工程において無機繊維の平均繊維長が上述した範囲であると、無機繊維同士が緩く絡み合ったフロックを形成しやすくなるため、得られる保持シール材を構成する無機繊維同士の絡み合いに異方性が形成されにくく、強固な絡み合いとなりやすい。すなわち、無機繊維の平均繊維長を調整することで、フロックの凝集形態（凝集に異方性があるか等）を制御することができる。
(C) Slurry preparation step Next, the slurry preparation step will be described.
In the slurry preparation step, the classified inorganic fibers are dispersed in a solvent to obtain a mixed solution (also referred to as a slurry). Although content of the inorganic fiber in the said slurry is not specifically limited, For example, it may be 0.05-2.0 weight%.
The slurry is stirred at a stirring speed such that the average fiber length of the inorganic fibers adjusted by the classification step (b) does not change. (C) When the average fiber length of the inorganic fibers is in the above-described range in the slurry preparation step, it becomes easy to form flocs in which the inorganic fibers are loosely entangled with each other. Anisotropy is difficult to form and tends to be strong entanglement. That is, by adjusting the average fiber length of the inorganic fibers, it is possible to control the floc aggregation form (whether the aggregation has anisotropy, etc.).
上記スラリーには、必要に応じて、有機バインダ、無機バインダ及びｐＨ調整剤等を添加してもよい。有機バインダ及び無機バインダを添加する場合、まず無機繊維と無機バインダとを混合し、しばらく静置した後に、有機バインダを添加することが好ましい。
スラリー調製工程の最初に、まず無機繊維と無機バインダとを混合することによって、無機繊維の表面に無機バインダが確実に付着することとなるため、無機繊維同士の摩擦を高め、面圧を向上させることができる。
さらに、上記スラリーに対して、有機バインダと無機バインダを凝集剤により凝集させた凝集体を添加してもよい。
有機バインダの上記スラリー中の含有量は、無機繊維１００重量部に対して２〜１０重量部であることが好ましく、無機バインダの上記スラリー中の含有量は、無機繊維１００重量部に対して０．３〜５重量部であることが好ましい。有機バインダ及び無機バインダの含有量が上記範囲内であると、無機繊維同士が緩く絡み合ったフロックを形成しやすくなる。
You may add an organic binder, an inorganic binder, a pH adjuster, etc. to the said slurry as needed. When adding an organic binder and an inorganic binder, it is preferable to add an organic binder after mixing an inorganic fiber and an inorganic binder first and leaving still for a while.
At the beginning of the slurry preparation process, the inorganic binder and the inorganic binder are first mixed to ensure that the inorganic binder adheres to the surface of the inorganic fiber, thus increasing the friction between the inorganic fibers and improving the surface pressure. be able to.
Furthermore, you may add the aggregate which aggregated the organic binder and the inorganic binder with the flocculent with respect to the said slurry.
The content of the organic binder in the slurry is preferably 2 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the inorganic fiber, and the content of the inorganic binder in the slurry is 0 with respect to 100 parts by weight of the inorganic fiber. It is preferable that it is 3-5 weight part. When the content of the organic binder and the inorganic binder is within the above range, it becomes easy to form flocs in which inorganic fibers are loosely entangled with each other.
さらに、スラリー調製工程では、上記スラリーに有機バインダ、無機バインダ、ｐＨ調整剤等を添加することでフロックの大きさ及び無機繊維の集合の形態を調製することができる。
例えば、上記（ｃ）スラリー調製工程で得られたスラリーに対して、アニオン性の有機バインダ（溶媒中における表面電荷がマイナスである有機バインダ）を添加し、続いて、カチオン性の無機バインダ（溶媒中における表面電荷がプラスである無機バインダ）を添加することで、有機バインダと無機バインダが無機繊維を取り込みながら凝集するため、無機繊維同士が絡み合ったフロックが形成される。その後、凝集剤を添加し撹拌することで、上記フロック同士がさらに凝集する。この時、凝集剤の添加量及び撹拌速度を調製することで、フロックの大きさを適切な大きさに調製することができる。
凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、ポリ硫酸第二鉄等の無機系凝集剤、ポリアクリルアミド等の高分子系凝集剤等が挙げられる。
Furthermore, in the slurry preparation step, the size of the floc and the form of the aggregate of inorganic fibers can be prepared by adding an organic binder, an inorganic binder, a pH adjuster, or the like to the slurry.
For example, an anionic organic binder (an organic binder having a negative surface charge in the solvent) is added to the slurry obtained in the slurry preparation step (c), and then a cationic inorganic binder (solvent) By adding an inorganic binder having a positive surface charge in the inside, the organic binder and the inorganic binder aggregate while taking in the inorganic fibers, so that a floc in which the inorganic fibers are entangled with each other is formed. Thereafter, the flocs are further aggregated by adding a flocculant and stirring. At this time, by adjusting the addition amount of the flocculant and the stirring speed, the size of the floc can be adjusted to an appropriate size.
Examples of the flocculant include inorganic flocculants such as polyaluminum chloride, aluminum sulfate, and ferric sulfate, and polymer flocculants such as polyacrylamide.
（ｄ）抄造工程
続いて、底面にろ過用のメッシュが形成された成形器にスラリーを流し込んだ後に、スラリー中の溶媒を脱溶媒処理することで、無機繊維集合体を得る。
(D) Papermaking process Subsequently, after pouring the slurry into a molding machine having a mesh for filtration on the bottom surface, the solvent in the slurry is desolvated to obtain an inorganic fiber aggregate.
上記脱溶媒処理としては、マットに含まれる溶媒を除去することができれば特に限定されないが、例えば、圧縮、回転、吸引、減圧等の手段により溶媒を除去することができる。 The solvent removal treatment is not particularly limited as long as the solvent contained in the mat can be removed. For example, the solvent can be removed by means such as compression, rotation, suction, and reduced pressure.
本発明の保持シール材の製造方法では、さらに（ｄ）抄造工程により得た無機繊維集合体を加熱等により乾燥する乾燥工程を行ってもよい。
乾燥工程においては、加熱熱風乾燥、通気乾燥、熱板による圧縮乾燥等の方法を用いてマットを乾燥させることができる。
乾燥時の温度は、特に限定されないが、例えば１１０〜２００℃で行うことができる。
In the method for producing a holding sealing material of the present invention, (d) a drying step of drying the inorganic fiber aggregate obtained by the paper making step by heating or the like may be performed.
In the drying step, the mat can be dried using a method such as hot air drying, ventilation drying, or compression drying with a hot plate.
Although the temperature at the time of drying is not specifically limited, For example, it can carry out at 110-200 degreeC.
その後、図１に示すような形状のマットとするためには、マットを所定の形状に切断する切断工程をさらに行えばよい。 Thereafter, in order to obtain a mat having a shape as shown in FIG. 1, a cutting process for cutting the mat into a predetermined shape may be further performed.
保持シール材の裁断は、トムソン刃、ギロチン刃、レーザー、ウォータジェット等により行うことができる。適宜、状況に応じて上記裁断方法を用いればよいが、大量加工を重視するのではあればトムソン刃やギロチン刃が好ましく、裁断精度を重視するのであればレーザーやウォータジェットが好ましい。 The holding sealing material can be cut using a Thomson blade, a guillotine blade, a laser, a water jet, or the like. The above cutting method may be used as appropriate depending on the situation, but a Thomson blade or a guillotine blade is preferable if mass processing is important, and a laser or a water jet is preferable if cutting accuracy is important.
以上により、本発明の保持シール材を製造することができる。
本発明の保持シール材は、排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体を保持するための保持シール材として使用することができる。
As described above, the holding sealing material of the present invention can be manufactured.
The holding sealing material of the present invention can be used as a holding sealing material for holding an exhaust gas treating body constituting an exhaust gas purification device.
以下、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置について説明する。 Hereinafter, an exhaust gas purification apparatus using the holding sealing material of the present invention will be described.
以下、本発明の排ガス浄化装置について説明する。
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。
Hereinafter, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention will be described.
The exhaust gas purifying apparatus of the present invention includes a metal casing, an exhaust gas treatment body accommodated in the metal casing, and a winding wound around the exhaust gas treatment body and disposed between the exhaust gas treatment body and the metal casing. An exhaust gas purification apparatus including a sealing material, wherein the holding sealing material is the holding sealing material of the present invention.
図３は、排ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。
図３に示すように、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。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of the exhaust gas purifying apparatus.
As shown in FIG. 3, the exhaust
The exhaust
排ガス浄化装置を構成する保持シール材としては、図１に示す保持シール材１１０をはじめとする本発明の保持シール材を使用することができる。
As the holding sealing material constituting the exhaust gas purifying apparatus, the holding sealing material of the present invention including the
続いて、排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体（ハニカムフィルタ）及び金属ケーシングについて説明する。
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。
Subsequently, an exhaust gas treatment body (honeycomb filter) and a metal casing constituting the exhaust gas purification apparatus will be described.
In addition, about the structure of the holding sealing material which comprises an exhaust gas purification apparatus, since it has already demonstrated as the holding sealing material of this invention, it abbreviate | omits.
排ガス浄化装置を構成する金属ケーシングの材質は、耐熱性を有する金属であれば特に限定されず、具体的には、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属類が挙げられる。 The material of the metal casing constituting the exhaust gas purification device is not particularly limited as long as it is a metal having heat resistance, and specifically, metals such as stainless steel, aluminum, iron and the like can be mentioned.
排ガス浄化装置を構成する金属ケーシングの形状は、略円筒型形状の他、クラムシェル型形状等を好適に用いることができる。 As the shape of the metal casing constituting the exhaust gas purification device, a clamshell shape or the like can be suitably used in addition to the substantially cylindrical shape.
続いて、排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体について説明する。
図４は、排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。
Subsequently, the exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus will be described.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of the exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus.
図４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のいずれかの端部は、封止材１２８で封止されている。さらに、排ガス処理体１２０の外周面には、外周コート層１２７が形成されている。
An exhaust
図４に示す排ガス処理体１２０のように、セル１２５のいずれかの端部が封止されている場合、排ガス処理体１２０の一方の端部からみたときに、端部が封止されたセルと封止されていないセルとが交互に配置されていることが好ましい。
When any one end of the
排ガス処理体を長手方向に垂直な方向に切断した断面形状は、特に限定されず、略円形、略楕円形でもよく、略三角形、略四角形、略五角形、略六角形等の略多角形であってもよい。 The cross-sectional shape obtained by cutting the exhaust gas treatment body in a direction perpendicular to the longitudinal direction is not particularly limited, and may be a substantially circular shape or a substantially oval shape, or a substantially polygonal shape such as a substantially triangular shape, a substantially square shape, a substantially pentagonal shape, or a substantially hexagonal shape. May be.
排ガス処理体を構成するセルの断面形状は、略三角形、略四角形、略五角形、略六角形等の略多角形でもよく、また、略円形、略楕円形であってもよい。また、排ガス処理体は、複数の断面形状のセルが組み合わされたものであってもよい。 The cross-sectional shape of the cells constituting the exhaust gas treating body may be a substantially triangular shape such as a substantially triangular shape, a substantially quadrangular shape, a substantially pentagonal shape, or a substantially hexagonal shape, or a substantially circular or substantially elliptical shape. The exhaust gas treating body may be a combination of cells having a plurality of cross-sectional shapes.
排ガス処理体を構成する素材は特に限定されないが、炭化ケイ素質及び窒化ケイ素質等の非酸化物、並びに、コージェライト及びチタン酸アルミニウム等の酸化物を用いることができる。これらのうち、特に、炭化ケイ素質又は窒化ケイ素質等の非酸化物多孔質焼成体であることが好ましい。
これらの多孔質焼成体は、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、図３に示す排ガス浄化装置１００では、排ガス処理体１２０の側面の周囲に保持シール材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。
The material constituting the exhaust gas treating body is not particularly limited, and non-oxides such as silicon carbide and silicon nitride, and oxides such as cordierite and aluminum titanate can be used. Of these, non-oxide porous fired bodies such as silicon carbide or silicon nitride are particularly preferable.
Since these porous fired bodies are brittle materials, they are easily broken by mechanical impact or the like. However, in the exhaust
排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体には、排ガスを浄化するための触媒を担持させてもよく、担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が好ましく、この中では、白金がより好ましい。また、その他の触媒として、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属を用いることもできる。これらの触媒は、単独で用いても良いし、２種以上併用しても良い。これら触媒が担持されていると、ＰＭを燃焼除去しやすくなり、有毒な排ガスの浄化も可能になる。 The exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus may carry a catalyst for purifying the exhaust gas. As the catalyst to be carried, for example, a noble metal such as platinum, palladium, rhodium, etc. is preferable. Is more preferable. Further, as other catalysts, for example, alkali metals such as potassium and sodium, and alkaline earth metals such as barium can be used. These catalysts may be used alone or in combination of two or more. When these catalysts are supported, it is easy to burn and remove PM, and toxic exhaust gas can be purified.
排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体としては、コージェライト等からなり、一体的に形成された一体型ハニカム構造体であってもよく、あるいは、炭化ケイ素等からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム焼成体を主にセラミックを含むペーストを介して複数個結束してなる集合型ハニカム構造体であってもよい。 The exhaust gas treatment body constituting the exhaust gas purification apparatus may be an integrally formed honeycomb structure made of cordierite or the like, or may be made of silicon carbide or the like, and a large number of through holes may have partition walls. A collective honeycomb structure formed by binding a plurality of columnar honeycomb fired bodies arranged in parallel in the longitudinal direction with a paste mainly containing ceramics may be used.
排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、セルに封止材が設けられずに、セルの端部が封止されていなくてもよい。この場合、排ガス処理体は、白金等の触媒を担持させることによって、排ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の有害なガス成分を浄化する触媒担体として機能する。 In the exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus, the end portion of the cell may not be sealed without providing the cell with the sealing material. In this case, the exhaust gas treating body functions as a catalyst carrier that purifies harmful gas components such as CO, HC, or NOx contained in the exhaust gas by supporting a catalyst such as platinum.
排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、外周面に外周コート層が形成されていてもよく、形成されていなくてもよい。排ガス処理体の外周面に外周コート層が形成されていると、排ガス処理体の外周部を補強したり、形状を整えたり、断熱性を向上させることができる。なお、排ガス処理体の外周面とは、柱状である排ガス処理体の側面部分を指す。 In the exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus, the outer peripheral coat layer may or may not be formed on the outer peripheral surface. When the outer peripheral coating layer is formed on the outer peripheral surface of the exhaust gas treating body, the outer peripheral portion of the exhaust gas treating body can be reinforced, the shape can be adjusted, and the heat insulation can be improved. In addition, the outer peripheral surface of the exhaust gas treatment body refers to a side surface portion of the exhaust gas treatment body that is columnar.
上述した構成を有する排ガス浄化装置を排ガスが通過する場合について、図３を参照して以下に説明する。
図３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３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の排ガス流入側端面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。
A case where the exhaust gas passes through the exhaust gas purifying apparatus having the above-described configuration will be described below with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, the exhaust gas discharged from the internal combustion engine and flowing into the exhaust gas purification apparatus 100 (in FIG. 3, the exhaust gas is indicated by G and the flow of the exhaust gas is indicated by an arrow) is an exhaust gas treatment body (honeycomb filter) 120. Flows into one
次に、排ガス浄化装置の製造方法について説明する。
図５は、排ガス浄化装置を製造する方法の一例を模式的に示した図である。
Next, a method for manufacturing the exhaust gas purification apparatus will be described.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of a method for manufacturing an exhaust gas purification apparatus.
図５に示すように、まず、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、排ガス浄化装置を製造することができる。
As shown in FIG. 5, first, the
巻付体１４０を金属ケーシング１３０に収容する方法としては、例えば、金属ケーシング１３０内部の所定の位置まで周囲に保持シール材１１０が配設された排ガス処理体１２０を圧入する圧入方式（スタッフィング方式）、並びに、金属ケーシングを第１のケーシング及び第２のケーシングの部品に分離可能な形状としておき、巻付体１４０を第１のケーシング上に載置した後に第２のケーシングをかぶせて密封するクラムシェル方式等が挙げられる。
圧入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好ましい。
As a method for accommodating the
When the wound body is accommodated in the metal casing by the press-fitting method, the inner diameter of the metal casing (the inner diameter of the portion accommodating the exhaust gas treating body) is preferably slightly smaller than the outer diameter of the wound body.
排ガス浄化装置は、互いに結合された２層以上の複数枚の保持シール材から構成されていてもよい。複数枚の保持シール材を結合する方法としては、特に限定されず、例えば、ミシン縫いで保持シール材同士を結合する方法、粘着テープ又は接着剤で保持シール材同士を接着する方法等が挙げられる。 The exhaust gas purifying apparatus may be composed of a plurality of holding sealing materials of two or more layers coupled to each other. The method for bonding a plurality of holding sealing materials is not particularly limited, and examples thereof include a method for bonding holding sealing materials by sewing and a method for bonding holding sealing materials with an adhesive tape or an adhesive. .
以下、本発明の保持シール材、排ガス浄化装置及び保持シール材の製造方法の作用効果について説明する。 Hereinafter, the operation effect of the manufacturing method of the holding sealing material, the exhaust gas purifying apparatus, and the holding sealing material of the present invention will be described.
（１）本発明の保持シール材は、上記保持シール材を５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法で切断した試験片を、中間層が露出するよう剥離させ、上記試験片を切断面からみた際に、上記中間層の表面における最も凹となる凹部と２番目に凹となる凹部とを接続する線分である第１の線分と上記中間層の表面における最も凸となる凸部の頂点との最短距離が１ｍｍ以下であって、さらに、凸部の数が３個／５ｃｍ以上である。
すなわち、本発明の保持シール材を構成する無機繊維は、保持シール材の厚さ方向に対して充分に配向しており、無機繊維の密度にムラがないといえる。そのため、本発明の保持シール材は、耐風触性を高めつつ、充分な面圧を発揮することができる。
(1) The holding sealing material of the present invention is a test piece obtained by cutting the holding sealing material with a size of 50 mm × 50 mm so that the intermediate layer is exposed, and when the test piece is viewed from the cut surface, The shortest distance between the first line segment, which is the line segment connecting the concave part that is the most concave on the surface of the layer and the concave part that is the second concave, and the apex of the convex part that is the most convex on the surface of the intermediate layer is 1 mm or less, and the number of convex portions is 3/5 cm or more.
That is, it can be said that the inorganic fibers constituting the holding sealing material of the present invention are sufficiently oriented with respect to the thickness direction of the holding sealing material, and the density of the inorganic fibers is not uneven. Therefore, the holding sealing material of the present invention can exhibit a sufficient surface pressure while improving the wind resistance.
（２）本発明の排ガス浄化装置は、本発明の保持シール材を備えているため、保持シール材が耐風触性に優れ、さらに、排ガス浄化装置を安定的に保持することができる。 (2) Since the exhaust gas purifying apparatus of the present invention includes the holding sealing material of the present invention, the holding sealing material is excellent in wind resistance and can stably hold the exhaust gas purifying apparatus.
（３）本発明の保持シール材の製造方法では、無機繊維同士が緩く絡み合ったフロックを容易に形成することができる。そのため、無機繊維同士が充分に絡み合い、充分な面圧を発揮することのできる保持シール材を製造することができる。 (3) In the manufacturing method of the holding sealing material of the present invention, flocs in which inorganic fibers are loosely entangled can be easily formed. Therefore, it is possible to produce a holding sealing material in which inorganic fibers are sufficiently entangled and can exhibit a sufficient surface pressure.
（実施例）
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。
(Example)
Examples in which the present invention is disclosed more specifically are shown below. In addition, this invention is not limited only to these Examples.
（実施例１）
（無機繊維準備工程）
まず、開繊工程において開繊する無機繊維を作製した。
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無機繊維前駆体を作製した。続いてこの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。圧縮したシート状物を最高温度１２５０℃で焼成し、アルミナとシリカとを７２重量部：２８重量部で含み、平均繊維径が５．６μｍである無機繊維を作製した。
Example 1
(Inorganic fiber preparation process)
First, an inorganic fiber to be opened in the opening process was produced.
With respect to the basic aluminum chloride aqueous solution prepared so that the Al content is 70 g / L and Al: Cl = 1: 1.8 (atomic ratio), the composition ratio in the inorganic fiber after firing is Al 2. A silica sol was blended so that O 3 : SiO 2 = 72: 28 (weight ratio), and an organic polymer (polyvinyl alcohol) was added in an appropriate amount to prepare a mixed solution.
The obtained mixed solution was concentrated to obtain a spinning mixture, and the spinning mixture was spun by a blowing method to prepare an inorganic fiber precursor. Subsequently, the inorganic fiber precursor was compressed to produce a continuous sheet-like material. The compressed sheet was fired at a maximum temperature of 1250 ° C., and inorganic fibers containing alumina and silica at 72 parts by weight: 28 parts by weight and having an average fiber diameter of 5.6 μm were produced.
（ａ）開繊工程
次に、上記無機繊維１６８．３ｇを水７５Ｌに投入し、６０Ｈｚで１０分間、パルパーを用いて撹拌することで、無機繊維を撹拌し、短繊維化した。
(A) Fiber opening step Next, 168.3 g of the inorganic fiber was put into 75 L of water, and stirred at 60 Hz for 10 minutes using a pulper, whereby the inorganic fiber was stirred and shortened.
（ｂ）分級工程
その後、湿式サイクロンを用いて２００μｍ以下の繊維長の無機繊維を一部除去することによって、分級された無機繊維の溶液を得た。
この分級された無機繊維の溶液を光学顕微鏡で観察し、無機繊維の平均繊維長及び繊維長が２００μｍ以下の繊維の本数の割合を求めた。結果を表１に示す。
(B) Classification process Thereafter, a part of the inorganic fibers having a fiber length of 200 μm or less was removed using a wet cyclone to obtain a classified inorganic fiber solution.
The classified inorganic fiber solution was observed with an optical microscope, and the average fiber length of the inorganic fibers and the ratio of the number of fibers having a fiber length of 200 μm or less were determined. The results are shown in Table 1.
（ｃ）スラリー調製工程
上記（ｂ）分級工程により得た分級された上記無機繊維の溶液に対して、アクリル系樹脂を水に分散させたアクリルラテックス溶液（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ ＬＸ８５２）を１２．３ｇ投入し、６０Ｈｚで１分間撹拌することにより、スラリーを調製した。
(C) Slurry preparation step 12 Acrylic latex solution (Nipol LX852, manufactured by Zeon Corporation) in which an acrylic resin is dispersed in water with respect to the solution of the classified inorganic fiber obtained in the classification step (b). A slurry was prepared by charging 3 g and stirring at 60 Hz for 1 minute.
（ｄ）抄造工程
３３５ｍｍ×３３５ｍｍのタッピ式抄造機を用いて、上記スラリーを抄造することにより、目付量（単位面積当たりの重量）が１５００ｇ／ｍ２の無機繊維集合体を得た。
Using Tappi type papermaking machine (d) papermaking process 335 mm × 335 mm, by papermaking the slurry, (weight per unit area) basis weight to obtain an inorganic fiber aggregate 1500 g / m 2.
（ｅ）乾燥工程
プレス式乾燥機を用いて、得られた無機繊維集合体を厚さ７．０ｍｍに圧縮した状態で、１４０℃で１５分間熱処理することにより、無機繊維集合体を乾燥させ、実施例１に係る保持シール材を作製した。
(E) Drying step In a state where the obtained inorganic fiber aggregate is compressed to 7.0 mm in thickness using a press dryer, the inorganic fiber aggregate is dried by heat treatment at 140 ° C. for 15 minutes, A holding sealing material according to Example 1 was produced.
（実施例２）
（ａ）開繊工程において、パルパーを用いた撹拌時間を７分間とすることで、無機繊維の平均繊維長を変化させた。その後、（ｃ）スラリー調製工程において、アクリルラテックスを添加する前に、まず、アルミナゾル（日産化学工業社製、アルミナゾル５２０）を６．８ｇ投入して、６０Ｈｚで１分間撹拌し、その後静置した。さらに、アクリルラテックス添加後に、高分子凝集剤として、非イオン性ポリアクリルアミド（ＢＡＳＦ社製、Ｐｅｒｃｏｌ４７ＮＳ）の０．５重量％水溶液を３３６．６ｇ投入し、６０Ｈｚで１分間撹拌したほかは、実施例１と同様の手順で実施例２に係る保持シール材を作製した。
(Example 2)
(A) In the fiber opening step, the average fiber length of the inorganic fibers was changed by setting the stirring time using the pulper to 7 minutes. Then, in (c) slurry preparation step, before adding acrylic latex, first, 6.8 g of alumina sol (Nissan Chemical Industry Co., Ltd., alumina sol 520) was charged, stirred at 60 Hz for 1 minute, and then allowed to stand. . Further, after adding acrylic latex, 336.6 g of 0.5% by weight aqueous solution of nonionic polyacrylamide (BASF, Percol 47NS) was added as a polymer flocculant and stirred at 60 Hz for 1 minute. A holding sealing material according to Example 2 was produced in the same procedure as in Example 1.
（比較例１）
（ｂ）分級工程において、湿式サイクロンによる短繊維の除去を行わないほかは、実施例１と同様の手順で比較例１に係る保持シール材を作製した。
(Comparative Example 1)
(B) In the classification step, a holding sealing material according to Comparative Example 1 was produced in the same procedure as Example 1 except that the short fibers were not removed by a wet cyclone.
（比較例２）
（ａ）開繊工程において、パルパーを用いた撹拌時間を１５分間とし、さらに、（ｂ）分級工程において、湿式サイクロンによる短繊維の除去を行わないほかは、実施例１と同様の手順で比較例１に係る保持シール材を作製した。
(Comparative Example 2)
(A) In the fiber opening step, the stirring time using the pulper is 15 minutes, and in the (b) classification step, short fibers are not removed by a wet cyclone, and the same procedure as in Example 1 is compared. A holding sealing material according to Example 1 was produced.
（中間層の剥離と凹凸の測定）
実施例１〜２及び比較例１〜２に係る保持シール材を５０×５０ｍｍの寸法にトムソン刃を用いて切断して試験片をそれぞれ３個作製した。続いて、上述した方法で各試験片を剥離し、中間層を露出させた。その後、中間層を露出させた試験片を市販のデジタルカメラ（リコーイメージング社製、コンパクトデジタルカメラ ＰＥＮＴＡＸ Ｏｐｔｉｏ Ｗ６０）で撮影した。撮影した画像をコンピュータに画像を取り込み、５ｃｍ当たりの凸部の数及び凸部の最大高さを測定し、６個の試験片のデータから、５ｃｍ当たりの凸部の数及び凸部の最大高さの平均値を求めた。結果を表１に示す。
(Measurement of peeling and unevenness of intermediate layer)
The holding sealing materials according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were cut to a size of 50 × 50 mm using a Thomson blade to prepare three test pieces. Then, each test piece was peeled by the method mentioned above, and the intermediate | middle layer was exposed. Then, the test piece which exposed the intermediate | middle layer was image | photographed with the commercially available digital camera (the Ricoh Imaging company make, compact digital camera PENTAX Optio W60). Import the captured image into a computer and measure the number of convex parts per 5 cm and the maximum height of the convex parts. From the data of 6 test pieces, the number of convex parts per 5 cm and the maximum height of the convex parts The average value was obtained. The results are shown in Table 1.
（耐風触性試験）
以下の風触性測定装置を用いて、耐風触性試験を行った。
風触性測定装置は、上下方向から耐風触性試験用サンプルを挟み込むことにより、サンプルを所定の圧縮密度で保持することのできる上板部材及び下板部材と、外部から供給される空気を連続的に所定の風圧でサンプルの側面に吹きつけるように調整可能なエアノズルとから構成されている。
本明細書において、圧縮密度とは、圧縮後のサンプルの嵩密度を圧縮前のサンプルの嵩密度を用いて算出した計算値を示すものとする。例えば、見かけの体積が半分となるようにサンプルを圧縮すると、圧縮密度は、圧縮前のサンプルの嵩密度の二倍となる。
(Wind resistance test)
A wind resistance test was performed using the following wind texture measuring apparatus.
The wind measurement device continuously holds the upper plate member and the lower plate member that can hold the sample at a predetermined compression density and the air supplied from the outside by sandwiching the sample for wind resistance test from above and below. In particular, the air nozzle can be adjusted so as to blow on the side surface of the sample with a predetermined wind pressure.
In this specification, a compression density shall show the calculated value which computed the bulk density of the sample after compression using the bulk density of the sample before compression. For example, if the sample is compressed so that the apparent volume is halved, the compression density is twice the bulk density of the sample before compression.
耐風触性試験は、以下の手順で行った。
各実施例及び各比較例に係る保持シール材を２５ｍｍ角に切断して耐風触性試験サンプルとした。次に、サンプルの両表面が上板部材及び下板部材に接するようにして、上板部材と下板部材とでサンプルを挟み込んで保持した。この時、サンプルの圧縮密度が０．３ｇ／ｃｍ３となるように調整した。さらに、サンプルの側面からエアノズルの先端までの距離が３．６ｍｍとなるようにエアノズルの位置を調整した。この状態で、空気を風圧１３５ｋＰａの条件で連続して３時間吹きつけることによりサンプルを風触させた。なお、この操作は、７００℃の温度条件下で行った。風触されたサンプルの側面に形成された孔について、サンプルの表面から孔の底までの距離を測定し、風触量（ｍｍ）とした。
その結果、各実施例及び比較例における風触量を以下の基準で評価した。結果を表１に示す。
○：風触量が３ｍｍ未満
△：風触量が３ｍｍ以上５ｍｍ未満
×：風触量が５ｍｍ以上
The wind resistance test was performed according to the following procedure.
The holding sealing material according to each example and each comparative example was cut into 25 mm squares to obtain wind resistance test samples. Next, the sample was sandwiched and held between the upper plate member and the lower plate member so that both surfaces of the sample were in contact with the upper plate member and the lower plate member. At this time, the compression density of the sample was adjusted to 0.3 g / cm 3 . Further, the position of the air nozzle was adjusted so that the distance from the side surface of the sample to the tip of the air nozzle was 3.6 mm. In this state, the sample was touched by blowing air continuously for 3 hours under a wind pressure of 135 kPa. This operation was performed under a temperature condition of 700 ° C. About the hole formed in the side surface of the sample touched, the distance from the surface of a sample to the bottom of a hole was measured, and it was set as the amount of winds (mm).
As a result, the amount of wind in each example and comparative example was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
○: Touch amount is less than 3 mm Δ: Touch amount is 3 mm or more and less than 5 mm ×: Touch amount is 5 mm or more
（面圧試験）
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。
(Surface pressure test)
A surface pressure test was performed on the holding sealing materials of the examples and comparative examples.
The surface pressure test method using the surface pressure measuring device is as described in the description of the holding sealing material of the present invention. The results are shown in Table 1.
（有機バインダ及び無機バインダの含有量（重量％）の測定）
各実施例及び各比較例で得られた保持シール材を一定重量サンプルとして採取し、サンプル中に含まれる有機バインダが溶解する有機溶媒（テトラヒドロフラン）を選び、ソックスレー抽出器にて上記有機バインダを溶解し、サンプルから分離した。この時、溶解した上記有機バインダに含まれる無機バインダもサンプルから分離され、有機溶媒中に上記有機バインダと上記無機バインダとが回収される。
この上記有機バインダと上記無機バインダからなる有機溶媒をるつぼに入れ、加熱により有機溶剤を蒸発除去した。
るつぼに残った残渣を、保持シール材に対する上記有機バインダと上記無機バインダの合計重量とみなし、保持シール材の重量に対する含有量（重量％）を算出した。
さらに、るつぼを６００℃で１時間加熱処理し、有機バインダを焼失させた。るつぼ中には、無機バインダが残留しているので、これを有機バインダと無機バインダの合計に対する無機バインダの含有量（重量％）とみなし、その含有量を算出した。残りが有機バインダの含有量（重量％）となる。
各実施例及び各比較例に係る保持シール材について、有機バインダ及び無機バインダの含有量を測定した。結果を表１に示す。
(Measurement of organic binder and inorganic binder content (% by weight))
The holding sealing material obtained in each example and each comparative example was collected as a constant weight sample, an organic solvent (tetrahydrofuran) in which the organic binder contained in the sample was dissolved was selected, and the organic binder was dissolved in a Soxhlet extractor. And separated from the sample. At this time, the inorganic binder contained in the dissolved organic binder is also separated from the sample, and the organic binder and the inorganic binder are recovered in an organic solvent.
The organic solvent composed of the organic binder and the inorganic binder was put in a crucible, and the organic solvent was removed by evaporation by heating.
The residue remaining in the crucible was regarded as the total weight of the organic binder and the inorganic binder relative to the holding sealing material, and the content (% by weight) relative to the weight of the holding sealing material was calculated.
Furthermore, the crucible was heat-treated at 600 ° C. for 1 hour to burn off the organic binder. Since the inorganic binder remained in the crucible, this was regarded as the content (% by weight) of the inorganic binder with respect to the total of the organic binder and the inorganic binder, and the content was calculated. The remainder is the organic binder content (% by weight).
About the holding sealing material which concerns on each Example and each comparative example, content of the organic binder and the inorganic binder was measured. The results are shown in Table 1.
本実施例及び本比較例では、上記方法により、有機バインダ及び無機バインダの含有量の測定が可能であるが、有機バインダが架橋性樹脂の場合、架橋性樹脂を有機溶剤により全て溶出することが困難である。そこで、その場合には、マットを構成する無機繊維（バインダを含有しないもの）を採取して重量（Ａ１）を測定し、本実施例及び本比較例と同様の条件で有機バインダ及び無機バインダを無機繊維に付着させた後、充分に乾燥させ、重量を測定する（Ａ２）。この後、６００℃で１時間加熱処理し、さらに重量を測定する（Ａ３）。Ａ２−Ａ３が有機バインダの重量であり、Ａ３−Ａ１が無機バインダの重量となるので、サンプルの重量に対する有機バインダ及び無機バインダの含有量（重量％）を算出することができる。 In this example and this comparative example, the contents of the organic binder and the inorganic binder can be measured by the above method. However, when the organic binder is a crosslinkable resin, all of the crosslinkable resin can be eluted with an organic solvent. Have difficulty. Therefore, in that case, the inorganic fibers (not containing the binder) constituting the mat are collected and the weight (A1) is measured, and the organic binder and the inorganic binder are added under the same conditions as in this example and this comparative example. After making it adhere to an inorganic fiber, it fully dries and measures a weight (A2). Thereafter, heat treatment is performed at 600 ° C. for 1 hour, and the weight is further measured (A3). Since A2-A3 is the weight of the organic binder and A3-A1 is the weight of the inorganic binder, the content (% by weight) of the organic binder and the inorganic binder with respect to the weight of the sample can be calculated.
表１に示すように、実施例１及び２に係る保持シール材は、充分な耐風触性を備え、さらに、面圧が３０ｋＰａを超えているため充分な面圧を発揮することができた。これに対して、比較例１及び２に係る保持シール材は、耐風触性及び面圧が充分ではなかった。
以上のことから、本発明の保持シール材は、優れた耐風触性に加えて高い面圧を発揮することができることがわかった。
As shown in Table 1, the holding sealing materials according to Examples 1 and 2 were provided with sufficient wind resistance, and furthermore, since the surface pressure exceeded 30 kPa, sufficient surface pressure could be exhibited. In contrast, the holding sealing materials according to Comparative Examples 1 and 2 were not sufficient in wind resistance and surface pressure.
From the above, it has been found that the holding sealing material of the present invention can exhibit high surface pressure in addition to excellent wind resistance.
１０ 試験片
３０ 中間層の表面
３１ 最も凹となる凹部
３２ ２番目に凹となる凹部
３３ 第１の線分
３４ 最も凸となる凸部
３５ 垂線
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (9)
前記保持シール材の中間層が露出するように前記保持シール材を剥離させた際に、前記中間層の表面は凹部及び凸部を有する起伏面となっており、
前記保持シール材を５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法で切断した試験片を、中間層が露出するよう剥離させ、前記試験片を切断面からみた際に、前記中間層の表面における最も凹となる凹部と２番目に凹となる凹部とを接続する線分である第１の線分と前記中間層の表面における最も凸となる凸部の頂点との最短距離が１ｍｍ以下であって、さらに、凸部の数が３個／５ｃｍ以上であることを特徴とする保持シール材。 A holding sealing material comprising a layered mat obtained by a papermaking method, including inorganic fibers,
When the holding sealing material is peeled off so that the intermediate layer of the holding sealing material is exposed, the surface of the intermediate layer is a undulating surface having a concave portion and a convex portion,
A test piece obtained by cutting the holding sealing material in a size of 50 mm × 50 mm is peeled off so that the intermediate layer is exposed, and when the test piece is viewed from the cut surface, a concave portion which is the most concave on the surface of the intermediate layer and The shortest distance between the first line segment, which is a line segment connecting the concave part that is the second concave, and the apex of the convex part that is the most convex on the surface of the intermediate layer, and further, A holding sealing material characterized in that the number is 3/5 cm or more.
前記保持シール材は請求項１〜８のいずれかに記載の保持シール材であることを特徴とする排ガス浄化装置。 An exhaust gas purification apparatus comprising: an exhaust gas treatment body; a metal casing that houses the exhaust gas treatment body; and a holding sealing material that is disposed between the exhaust gas treatment body and the metal casing and holds the exhaust gas treatment body. And
The exhaust gas purification apparatus, wherein the holding sealing material is the holding sealing material according to any one of claims 1 to 8 .
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