JP6640568B2 - 排ガス浄化装置及び保持シール材 - Google Patents

Description

本発明は、排ガス浄化装置及び保持シール材に関する。

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パティキュレートマター（ＰＭ）が含まれており、近年、このＰＭが人体及び環境に悪影響を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、ＣＯ、ＨＣ及び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人体及び環境に及ぼす影響についても懸念されている。

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、炭化ケイ素又は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金属からなるケーシングと、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、特許文献１等において種々提案されている。

排ガス浄化装置に用いられる保持シール材は、自動車の走行等により生じる振動及び衝撃により、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のを防止すること等を主な目的として配設されている。

特開２００２−６６３３１号公報

排ガス処理体に触媒が担持された排ガス浄化装置は、触媒活性化に適した温度（以下、触媒活性化温度ともいう）に達するまで昇温した状態でないと、充分な触媒作用が得られない。そのため、排ガス浄化装置には、エンジンの始動時から短時間で触媒活性化温度まで昇温する断熱性が求められている。
しかしながら、特許文献１等に記載の排ガス浄化装置は、エンジン始動直後の低温時には、保持シール材の有する熱容量及び伝導伝熱効果により熱量が減少するため、短時間で触媒活性化温度まで昇温する断熱性の観点から問題があった。

その一方で、エンジンの高速運転時には、排ガスが高温となり、触媒活性化温度を外れて充分な触媒作用が得られなかったり、触媒が高温の排ガスにより熱劣化したりしてしまうことがある。そのため、排ガス浄化装置には、エンジンの高速運転時において、排ガス処理体内を通る排ガスの熱を外部に放熱する放熱性が要求されている。
しかしながら、特許文献１等に記載の排ガス浄化装置は、エンジン高速運転時の高温条件下では、保持シール材の有する断熱性により系外への放熱が妨げられるため、放熱性の観点からも問題があった。

本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、低温領域における断熱性に優れ、かつ、高温領域における放熱性に優れる排ガス浄化装置、及び、該排ガス浄化装置に使用される保持シール材を提供することを目的とする。

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の筒状体からなるケーシングと、上記排ガス処理体と上記ケーシングとの間に配設される保持シール材と、上記ケーシングの内面及び外面の少なくとも一方上に形成された放熱層と、を備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材には、開口部又は溝部が１個以上設けられていることを特徴とする。

本発明の排ガス浄化装置では、ケーシングの内面及び外面の少なくとも一方上に放熱層が形成されているため、ケーシングから外部へ熱が放射されやすくなる。したがって、特に、熱放射が熱の移動に大きく寄与する高温領域（概ね５００〜１０００℃）における放熱性を向上させることができる。

また、保持シール材に開口部又は溝部が設けられているため、排ガス処理体とケーシングとの間に空気層が形成される。この空気層が断熱層として機能するため、特に、伝導伝熱が熱の移動に大きく寄与する低温領域（概ね５００℃未満）における断熱性を向上させることができる。

さらに、保持シール材に開口部又は溝部が設けられることにより、高温領域における放熱性を向上させることもできる。これは、排ガス処理体とケーシングとの間に形成される空気層によって光透過性が高くなり、ケーシングに熱が放射されやすくなるためと考えられる。

本発明の排ガス浄化装置において、上記放熱層の赤外線放射率は、上記ケーシングの赤外線放射率より高いことが好ましい。

本発明の排ガス浄化装置において、上記開口部又は上記溝部の開口面積比率は、１０〜７０％であることが好ましい。

本発明の排ガス浄化装置においては、上記開口部又は上記溝部が複数個設けられていることが好ましい。

本発明の排ガス浄化装置において、上記開口部又は上記溝部には、光透過性を有する材料が埋め込まれていてもよい。

本発明の排ガス浄化装置において、上記放熱層の厚さは、０．５〜１０００μｍであることが好ましい。

本発明の排ガス浄化装置において、上記保持シール材は、アルミナ繊維及びシリカ繊維の少なくとも一種を含むことが好ましい。

本発明の保持シール材は、上記排ガス浄化装置に使用されることを特徴とする。

本発明によれば、低温領域における断熱性に優れ、かつ、高温領域における放熱性に優れる排ガス浄化装置とすることができる。

図１（ａ）は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す排ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示す排ガス浄化装置を構成する保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本発明の排ガス浄化装置における放熱のイメージを示す模式図である。 図３は、本発明の排ガス浄化装置を構成する保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本発明の排ガス浄化装置を構成する保持シール材の他の例を模式的に示す平面図である。 図５は、本発明の排ガス浄化装置の製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。 図６（ａ）は、実施例１で作製した保持シール材の平面図であり、図６（ｂ）は、実施例１で準備した放熱層を備えるケーシングの斜視図である。 図７（ａ）は、実験例１で作製したマット材の平面図であり、図７（ｂ）は、実験例１で使用した加熱装置の概略図である。 図８（ａ）は、実験例２で作製したマット材の平面図であり、図８（ｂ）は、実験例２で使用した加熱装置の概略図である。 図９（ａ）は、実験例３で作製したマット材の平面図であり、図９（ｂ）は、実験例３で使用した加熱装置の概略図である。 図１０は、実験例１、実験例２及び実験例３におけるステンレス板下部の温度と経過時間との関係を示すグラフである。

（発明の詳細な説明）
以下、本発明について詳細に説明する。本発明は、以下の記載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。

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の筒状体からなるケーシングと、上記排ガス処理体と上記ケーシングとの間に配設される保持シール材と、上記ケーシングの内面及び外面の少なくとも一方上に形成された放熱層と、を備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材には、開口部又は溝部が１個以上設けられていることを特徴とする。

図１（ａ）は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す排ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図である。図１（ｂ）中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示している。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す排ガス浄化装置１０は、排ガス処理体１２と、排ガス処理体１２を収容するケーシング１１と、排ガス処理体１２とケーシング１１との間に配設される保持シール材１３とを備える。ケーシング１１の内面には、放熱層１５が形成されている。保持シール材１３には、開口部１４が形成されている。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す排ガス浄化装置１０において、保持シール材１３は、排ガス処理体１２の周りに巻き付けられており、保持シール材１３によって排ガス処理体１２がケーシング１１内に保持されている。ケーシング１１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、排ガス処理体１２を通過した排ガスを外部に排出する排出管とが接続される。

図１（ｃ）は、図１（ａ）に示す排ガス浄化装置を構成する保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
図１（ｃ）に示す保持シール材１３は、巻回方向であるＸ方向と垂直な両端面に、１組の凸部１６及び凹部１７を有している。保持シール材１３が触媒担持体等の排ガス処理体１２に巻き付けられた際には、凸部１６と凹部１７とが嵌合され、保持シール材１３が排ガス処理体に固定される。

図１（ｃ）に示す保持シール材１３は、複数の開口部１４を有する。開口部１４は、保持シール材１３の巻回方向（Ｘ方向）に沿って、等間隔で形成されている。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本発明の排ガス浄化装置における放熱のイメージを示す模式図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す開口部付近の拡大図である。図２（ｂ）中、熱の流れを矢印で示している。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す排ガス浄化装置２０においては、ケーシング２１の内面及び外面に放熱層２５が形成されている。まず、ケーシング２１の内面及び外面に形成された放熱層２５によって、ケーシング２１から外部へ熱が放射されやすくなる。さらに、保持シール材２３に設けられた開口部２４によって、排ガス処理体２２とケーシング２１との間に空気層が形成される。この空気層によって光透過性が高くなるため、図２（ｂ）に示すように、ケーシング２１に形成された放熱層２５に熱が放射されやすくなると考えられる。以上より、特に、熱放射が熱の移動に大きく寄与する高温領域（概ね５００〜１０００℃）における放熱性を向上させることができる。

また、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す排ガス浄化装置２０において、開口部２４によって排ガス処理体２２とケーシング２１との間に形成される空気層は、断熱層として機能する。そのため、特に、伝導伝熱が熱の移動に大きく寄与する低温領域（概ね５００℃未満）における断熱性を向上させることができる。

本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材には、開口部又は溝部が１個以上設けられている。開口部又は溝部は、保持シール材に複数個設けられていることが好ましい。

本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材には、開口部が設けられていてもよいし、溝部が設けられていてもよい。また、保持シール材には、開口部及び溝部の両方が設けられていてもよい。

本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材に設けられる溝部は、保持シール材を貫通しない凹みである。保持シール材に溝部を設けることにより、保持シール材の厚さを小さくして空気層を形成することができる。
溝部は、保持シール材の排ガス処理体と接する側（内側）の主面に形成されていてもよいし、ケーシング（ケーシング内面に放熱層が形成されている場合には放熱層）と接する側（外側）の主面に形成されていてもよい。また、保持シール材の両主面に溝部が形成されていてもよい。

本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材に設けられる開口部の形状、大きさ及び個数等は特に限定されるものではなく、要求される断熱性及び放熱性が得られるように選定することができる。
また、保持シール材に設けられる溝部の形状、大きさ、深さ及び個数等も特に限定されるものではなく、要求される断熱性及び放熱性が得られるように選定することができる。溝部の形状としては、例えば、略半球状等のディンプルの列等で構成された形状であってもよい。

本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材に設けられる開口部又は溝部の形状は、例えば、長方形等の四角形であってもよいし、円形であってもよい。特に、排ガス浄化装置全体において断熱及び放熱を均一にするために、開口部又は溝部が規則的に配列されることが好ましく、上下及び左右対称に配列されることがより好ましい。

図３は、本発明の排ガス浄化装置を構成する保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
図３に示す保持シール材３３は、複数の開口部３４を有する。開口部３４は、保持シール材３３の巻回方向（Ｘ方向）と実質的に直行する方向（Ｙ方向）に沿って、等間隔で形成されている。

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本発明の排ガス浄化装置を構成する保持シール材の他の例を模式的に示す平面図である。
図４（ａ）に示す保持シール材４３Ａには、長方形の開口部４４Ａが設けられており、図４（ｂ）に示す保持シール材４３Ｂには、円形の開口部４４Ｂが設けられている。

本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材に設けられる開口部又は溝部の開口面積比率は、１０〜７０％であることが好ましい。開口面積比率が上記範囲であると、断熱性及び放熱性を高くすることができる。
開口面積比率は、保持シール材の主面全体の面積に対する開口面積の割合である。保持シール材に溝部が設けられている場合には、溝部と同じ面積を有する開口部が形成されていると仮定して開口面積比率を求める。

本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材の開口部又は溝部の光透過性は、排ガス処理体の光透過性より１０％以上高いことが好ましい。この場合、ケーシングへの熱放射をさらに向上させることができる。

本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材に設けられる開口部又は溝部には、光透過性を有する材料が埋め込まれていてもよい。すなわち、開口部又は溝部内は、空気層である必要はなく、保持シール材の本体部分の材料に比べて光透過性の高い材料、例えば、ガラス、透明性樹脂等が埋め込まれていてもよい。

本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材は、通常、無機繊維を含む。無機繊維としては特に限定されないが、例えば、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維、ガラス繊維、生体溶解性繊維等が挙げられる。このような無機繊維を使用することにより、保持性に優れ、機械的特性にも優れた保持シール材を作製することができるため、保持シール材に亀裂や圧壊が発生しにくく、排ガス処理体がしっかりと保持される。

本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材には、ニードルパンチ処理が施されていてもよい。ニードルパンチ処理とは、ニードル等の繊維交絡手段を素地マットに対して抜き差しする処理をいう。保持シール材にニードルパンチ処理を施すことにより、無機繊維同士が交絡するため、保持シール材の強度が向上する。そのため、保持シール材に亀裂や圧壊が発生しにくくなる。

本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材の表面の少なくとも一部には、繊維飛散抑制部が設けられていてもよい。繊維飛散抑制部を形成する方法としては、例えば、保持シール材の端部近辺の表面にアルミ箔を蒸着する等の方法が挙げられる。

本発明の排ガス浄化装置において、保持シール材は、単層構造であってもよく、多層構造であってもよい。
また、保持シール材の形態としては、保持シール材の表面に設けられる凸部と凹部とで嵌合させる場合に限らず、保持シール材を排ガス処理体に巻き付けた後、端部同士を接合できる形態であればよい。

本発明の排ガス浄化装置において、ケーシングの内面及び外面の少なくとも一方上には、放熱層が形成されている。放熱層は、ケーシングの内面に形成されていても外面に形成されていてもよく、内面及び外面の両方に形成されていてもよい。

本発明の排ガス浄化装置において、放熱層は、例えば、セラミックコートにより形成することができる。放熱層を形成するセラミックとしては、結晶性無機材、非晶質無機材、又はその混合物が挙げられる。
放熱層が非晶質無機材を含む場合、非晶質無機材を融解させてケーシングの内面及び外面の少なくとも一方上にコートした後、加熱焼成処理を施すことにより、ケーシングの表面に放熱層を容易にしかも強固に形成することができる。

放熱層に含まれる結晶性無機材としては、特に限定されるものでないが、遷移金属の酸化物を用いることが望ましく、二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）、酸化マンガン（ＭｎＯ、Ｍｎ_２Ｏ_３、Ｍｎ_３Ｏ_４）、酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４）、酸化コバルト（ＣｏＯ、Ｃｏ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４）、酸化銅（ＣｕＯ、Ｃｕ_２Ｏ）及び酸化クロム（ＣｒＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｒＯ_２、ＣｒＯ_３）からなる群から選択された少なくとも１種が望ましい。
放熱層が結晶性無機材からなる場合、骨材としてシリカが含まれていることが望ましい。

放熱層に含まれる非晶質無機材としては、特に限定されるものでないが、バリウムガラス、ボロンガラス、ストロンチウムガラス、アルミナ珪酸ガラス、ソーダ亜鉛ガラス及びソーダバリウムガラスからなる群から選択された少なくとも１種が望ましい。

本発明の排ガス浄化装置において、放熱層の厚さは、特に限定されないが、０．５〜１０００μｍであることが好ましい。

本発明の排ガス浄化装置において、放熱層の赤外線放射率は、金属からなるケーシングの赤外線放射率より高いことが好ましい。この場合、ケーシングから外部への放熱が促進されやすくなる。
放熱層の赤外線放射率は、金属からなるケーシングの赤外線放射率より１０％以上高いことがより好ましい。例えば、ケーシングがステンレスからなる場合、放熱層は、結晶性無機材としてのＭｎＯ_２及びＣｕＯと、非晶質無機材料としてのＢａＯ−ＳｉＯ_２ガラスとの混合物からなるセラミックコートにより形成することができる。

本発明の排ガス浄化装置を構成するケーシングは、通常、ステンレス等の金属からなり、その形状は略円筒状等の筒状である。ケーシングには、センサーを貫通するための孔が設けられていてもよい。ケーシングの内径は、排ガス処理体の端面の直径と、排ガス処理体に巻き付けられた状態の保持シール材の厚さとを合わせた長さより若干短くなっていることが好ましい。

本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、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のＰＭを捕集する機能、及び／又は、上記排ガス中の有害なガス成分を無害なガス成分に変換する機能を有するものである。いずれの機能を有する場合も、排ガス処理体は、通常、主として多孔質セラミックからなり、その形状は略円柱状、略四角柱状等の柱状である。

本発明の排ガス浄化装置において、排ガス処理体は、隔壁を隔てて長手方向に多数の貫通孔が併設されたハニカム構造体から構成されていることが好ましい。

本発明の排ガス浄化装置において、排ガス処理体には、排ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等の有害なガス成分を浄化するための触媒が担持されていることが好ましい。特に、排ガス処理体がハニカム構造体から構成される場合、上記触媒が隔壁に担持されていることが好ましい。
排ガス処理体に担持される触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属、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、又は、酸化セリウム等の金属酸化物が挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

次に、本発明の排ガス浄化装置の製造方法の一例について説明する。
本発明の排ガス浄化装置を製造するには、まず、排ガス浄化装置を構成する保持シール材を作製する。

保持シール材を作製する場合、まず、所定の大きさのマット材を準備する。マット材に含まれる無機繊維等については上述したので、その説明は省略する。
マット材は、例えば、抄造法を用いて作製することができる。抄造法とは、湿式処理とも呼ばれ、いわゆる「紙抄き」のように、繊維の混合、撹拌、開繊、スラリー化、抄紙成形、圧縮乾燥の各処理を経てマット材を作製する処理方法である。

まず、所定量の無機繊維原料及び結合材を水に入れて、混合する。無機繊維原料としては、例えば、アルミナとシリカとの混合繊維の原綿バルクが使用される。ただし、無機繊維原料は、これに限られるものではなく、例えば、アルミナ又はシリカのみで構成されてもよい。無機結合材としては、例えば、アルミナゾル及びシリカゾル等を使用してもよい。さらに、有機結合材として、ラテックス等を使用してもよい。

得られた混合物を抄紙器等の混合器内で撹拌し、開繊されたスラリーを調製する。通常、撹拌開繊処理は、２０秒〜１２０秒程度行われる。その後、得られたスラリーを成型器に入れて所望の形状に成形し、さらに脱水を行うことにより原料マットが得られる。
この原料マットをプレス器等を用いて圧縮し、例えば９０〜１５０℃の温度で加熱、乾燥させることにより、マット材を得ることができる。通常、圧縮処理は、圧縮後の保持シール材の密度が０．１０ｇ／ｃｍ^３〜０．４０ｇ／ｃｍ^３程度となるように行われる。

マット材には、必要に応じてバインダを付着させる。マット材にバインダを付着させることで、無機繊維同士の交絡構造をより強固なものとすることができるとともに、マット材の嵩高さを抑えることができる。バインダの添着量としては、マット材の重量を基準として、０．０１〜１０．０％とすることができる。あるいは、０．０５〜３．０％とすることができ、さらに０．１〜１．５％の範囲とすることができる。

バインダとしては、アクリル系ラテックスやゴム系ラテックス等を水に分散させて調製したエマルジョンを用いることができる。このバインダをスプレー等を用いてマット材全体に均一に吹きかけて、バインダをマット材に付着させる。また、上記バインダは有機成分であるが、アルミナ粒子等を含んでいる無機バインダを上記有機バインダと一緒に使用してもよく、上記有機バインダを使用せずに無機バインダのみを使用してもよい。

その後、バインダ中の水分を除去するために、マット材を乾燥させる。乾燥条件としては、例えば、９５〜１５０℃で１〜３０分乾燥させればよい。乾燥の際、通気乾燥機を使用することが望ましい。通気乾燥機を使用することでマット材の乾燥速度が増加し、さらに、マット材の厚さ方向にバインダの添着量が一様にならずに樹脂のマイグレーションにより分布できる。例えば、通気乾燥機の通気速度や温度等の様々な条件設定により、マット材の厚さ方向中央部にバインダ量を多く又は少なくする等の分布調節をすることも可能である。
また、圧縮や減圧環境下の乾燥でも可能であり、その場合、乾燥時間を削減することができる。

次に、打ち抜き工程によって、所定の形状を有する保持シール材を作製する。さらに、後の工程において、所定の形状を有する開口部が形成されるように保持シール材を打ち抜く。開口部の代わりに溝部を形成する場合には、所定の形状の溝部が形成されるように保持シール材をくり抜けばよい。

図５は、本発明の排ガス浄化装置の製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。図５では、保持シール材に形成された開口部又は溝部を省略している。
例えば、図１に示す保持シール材１３と同じ形状の保持シール材５３を作製した場合、保持シール材５３の凸部５６と凹部５７とが嵌合された状態となるように保持シール材５３を排ガス処理体５２の周囲に巻き付ける。
続いて、保持シール材５３を巻き付けた排ガス処理体５２をケーシング５１に圧入する。
ケーシング５１の内面及び外面の少なくとも一方上には、放熱層（図示しない）が形成されている。また、圧入後の保持シール材５３が圧縮して所定の反発力を発揮するために、ケーシング５１の内径は、保持シール材５３の厚さを含めた排ガス処理体５２の外径より若干短くなっている。

保持シール材を巻き付けた排ガス処理体をケーシング内に収容させる方法は、圧入方式（スタッフィング方式）に限定されるものではなく、サイジング方式（スウェージング方式）、及び、クラムシェル方式等も挙げられる。サイジング方式（スウェージング方式）では、保持シール材を巻き付けた排ガス処理体をケーシングの内部に挿入した後、ケーシングの内径を縮めるように外周側から圧縮する。クラムシェル方式では、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２つの部品に分離可能な形状としておき、保持シール材を巻き付けた排ガス処理体を第１のケーシング上に載置した後に第２のケーシングを被せて密封する。圧入方式（スタッフィング方式）では、２つの部品を用いる必要がないため、製造工程の数を少なくすることができる。

（実施例１）
図６（ａ）は、実施例１で作製した保持シール材の平面図であり、図６（ｂ）は、実施例１で準備した放熱層を備えるケーシングの斜視図である。
無機繊維としてアルミナ繊維を使用して、坪量１４１４ｇ／ｍ^２、長さ３４０ｍｍ、幅１２０ｍｍ、厚さ８．０ｍｍのマット材を作製した。
その後、穴空け加工により、図６（ａ）に示す開口部６４を形成し、保持シール材６３を作製した。開口部６４は、２５ｍｍ×９５ｍｍの長方形の形状を有し、等間隔に設けられるように４個形成した。

直径１０５ｍｍ、長さ１３０ｍｍのモノリス触媒からなる排ガス処理体（図示せず）に図６（ａ）に示す保持シール材６３を巻き付け、凸部６６と凹部６７とを嵌合させて装着させた。
図６（ｂ）に示すように、直径１１３ｍｍ、長さ２６５ｍｍの円筒状のステンレス製ケースからなるケーシング６１の外面に、長手方向の両端部１０ｍｍを残してセラミックコートを施すことにより、放熱層６５を形成した。ケーシング６１の内面にも外面と同じ位置に同じ面積だけセラミックコートを施して放熱層６５を形成した。放熱層６５は、遷移金属酸化物として二酸化マンガン、酸化コバルト、酸化鉄及び酸化銅、並びに、骨材としてシリカからなるセラミックコートにより形成した。ケーシング６１の外面及び内面に形成した放熱層６５の厚さはそれぞれ５μｍである。

保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を圧入によりケーシングに組み込み、触媒コンバータ（排ガス浄化装置）を作製した。

（実施例２）
実施例１において、開口部の代わりに、同じ大きさ、形状の深さ６．５ｍｍの溝部を保持シール材に形成し、この溝部がケーシングの放熱層と対面するように外側に向けて排ガス処理体に巻き付けた以外は、全て実施例１と同様に触媒コンバータ（排ガス浄化装置）を作製した。

（比較例１）
実施例１において、保持シール材に開口部を形成しないこと以外は、全て実施例１と同様に触媒コンバータ（排ガス浄化装置）を作製した。

（評価）
実施例１、実施例２及び比較例１で作製した触媒コンバータのケーシングに、ステンレス製のコーン部及び鉄製のフランジを溶接により備え付けた。これらの触媒コンバータに温度６００℃のガスを流入し、排気管から排出されるガスの温度を計測し、ガスを流入して３０秒後（初期暖機時）と１時間後（安定期）における排ガス温度を測定し、断熱性及び放熱性を評価した。
その結果、初期暖機時においては、実施例１及び実施例２の排ガス温度の測定値は比較例１の排ガス温度の測定値より高く、比較例１に比べて断熱性（昇温性）に優れることが分かった。また、安定期においては、実施例１及び実施例２の排ガス温度の測定値は比較例１の排ガス温度の測定値より低く、比較例１に比べて放熱性に優れることが分かった。

（実験例１）
図７（ａ）は、実験例１で作製したマット材の平面図であり、図７（ｂ）は、実験例１で使用した加熱装置の概略図である。
まず、アルミナ繊維からなり、坪量１０５０ｇ／ｍ^２、長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ６ｍｍのマット材７３を作製した。

次に、図７（ｂ）に示すように、図７（ａ）に示すマット材７３を２枚のステンレス板７１ａ及び７１ｂで挟み、ヒーター７８を備える加熱装置にセットした。ヒーター７８とステンレス板７１ｂとの間の距離は５ｍｍである。
続いて、ヒーターの設定温度を９００℃として、マット材及びステンレス板を加熱した。加熱中、測温点Ｈでヒーター７８の温度を測定し、測温点Ｓでステンレス板７１ａ下部の温度を測定した。１つの測温点につき、ｎ＝３で測定した。

（実験例２）
図８（ａ）は、実験例２で作製したマット材の平面図であり、図８（ｂ）は、実験例２で使用した加熱装置の概略図である。
実験例１と同形状のマット材に、８０ｍｍ×８０ｍｍの正方形の形状を有する開口部８４を形成することにより、マット材８３を作製した。

次に、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）に示すマット材８３を２枚のステンレス板８１ａ及び８１ｂで挟み、ヒーター８８を備える加熱装置にセットした。ステンレス板８１ａとして、セラミックコートからなる放熱層８５を両主面に形成したものを使用した。放熱層８５は、実施例１と同じセラミックコートにより形成した。ステンレス板８１ａの両主面に形成した放熱層８５の厚さはそれぞれ５μｍであり、ヒーター８８とステンレス板８１ｂとの間の距離は５ｍｍである。
続いて、ヒーターの設定温度を９００℃として、マット材及びステンレス板を加熱した。加熱中、測温点Ｈでヒーター８８の温度を測定し、測温点Ｓでステンレス板８１ａ下部の温度を測定した。１つの測温点につき、ｎ＝３で測定した。

（実験例３）
図９（ａ）は、実験例３で作製したマット材の平面図であり、図９（ｂ）は、実験例３で使用した加熱装置の概略図である。
実験例１と同形状のマット材に、８０ｍｍ×８０ｍｍの正方形の形状を有する開口部９４を形成することにより、マット材９３を作製した。

次に、図９（ｂ）に示すように、図９（ａ）に示すマット材９３を２枚のステンレス板９１ａ及び９１ｂで挟み、ヒーター９８を備える加熱装置にセットした。ヒーター９８とステンレス板９１ｂとの間の距離は５ｍｍである。
続いて、ヒーターの設定温度を９００℃として、マット材及びステンレス板を加熱した。加熱中、測温点Ｈでヒーター９８の温度を測定し、測温点Ｓでステンレス板９１ａ下部の温度を測定した。１つの測温点につき、ｎ＝３で測定した。

（評価）
図１０は、実験例１、実験例２及び実験例３におけるステンレス板下部の温度と経過時間との関係を示すグラフである。図１０には、ヒーターの温度の測定値も示しており、ヒーターの温度が５０℃になった時間を０秒としている。

実験例１と実験例２とを比較した場合、ヒーターの温度が上昇していく時間帯において、約１６００秒までは、実験例２におけるステンレス板下部の温度が実験例１におけるステンレス板下部の温度よりも高いことが確認された。この結果から、マット材に開口部を設け、ステンレス板に放熱層を形成することにより、低温領域における断熱性が向上することが分かる。
一方、ヒーターの温度が安定した時間帯においては、実験例２におけるステンレス板下部の温度が実験例１におけるステンレス板下部の温度よりも低いことが確認された。この結果から、マット材に開口部を設け、ステンレス板に放熱層を形成することにより、高温領域における放熱性が向上することが分かる。

ここで、マット材の開口部による効果を評価するために、実験例１と実験例３とを比較すると、ヒーターの温度が上昇していく時間帯において、約２２００秒までは、実験例３におけるステンレス板下部の温度が実験例１におけるステンレス板下部の温度よりも高いことが確認された。一方、ヒーターの温度が安定した時間帯においては、実験例３におけるステンレス板下部の温度が実験例１におけるステンレス板下部の温度よりも低いことが確認された。これらの結果から、マット材に開口部を設けることにより、低温領域における断熱性が向上するだけでなく、高温領域における放熱性が向上することも分かる。

また、実験例２と実験例３とを比較した結果から、ステンレス板に放熱層を形成することにより、低温領域における断熱性は若干低下するものの、高温領域における放熱性が大きく向上することが分かる。

１０，２０ 排ガス浄化装置
１１，２１，５１，６１ ケーシング
１２，２２，５２ 排ガス処理体
１３，２３，３３，４３Ａ，４３Ｂ，５３，６３ 保持シール材
１４，２４，３４，４４Ａ，４４Ｂ，６４ 開口部
１５，２５，６５ 放熱層

Claims (7)

1. 排ガス処理体と、
   前記排ガス処理体を収容する金属の筒状体からなるケーシングと、
   前記排ガス処理体と前記ケーシングとの間に配設される保持シール材と、
   前記ケーシングの内面及び外面の少なくとも一方上に形成される放熱層と、
   を備える排ガス浄化装置であって、
   前記保持シール材には、開口部又は溝部が１個以上設けられており、
   前記開口部又は前記溝部には、光透過性を有する材料が埋め込まれていることを特徴とする排ガス浄化装置。
2. 前記放熱層の赤外線放射率は、前記ケーシングの赤外線放射率より高い請求項１に記載の排ガス浄化装置。
3. 前記開口部又は前記溝部の開口面積比率は、１０〜７０％である請求項１又は２に記載の排ガス浄化装置。
4. 前記開口部又は前記溝部が複数個設けられている請求項１〜３のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
5. 前記放熱層の厚さは、０．５〜１０００μｍである請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
6. 前記保持シール材は、アルミナ繊維及びシリカ繊維の少なくとも一種を含む請求項１〜５のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の排ガス浄化装置に使用されることを特徴とする保持シール材。

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