JP7382243B2 - mat material - Google Patents
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Description
本発明は、マット材に関する。 The present invention relates to a mat 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、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。 Exhaust gas emitted from internal combustion engines such as diesel engines contains particulate matter (hereinafter also referred to as PM), and in recent years, it has become a problem that this PM is harmful to the environment and the human body. . Moreover, since the exhaust gas also contains harmful gas components such as CO, HC, and NOx, there are concerns about the effects of these 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など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保持シール材（マット材ともいう）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気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。 Therefore, as an exhaust gas purification device that captures PM in exhaust gas and purifies harmful gas components, an exhaust gas treatment body made of porous ceramic such as silicon carbide or cordierite, and a casing that houses the exhaust gas treatment body are used. Various exhaust gas purification devices have been proposed, each of which includes a holding seal material (also referred to as a mat material) disposed between the exhaust gas treatment body and the casing. This holding seal material is used to prevent the exhaust gas treatment body from coming into contact with the casing that covers its outer periphery and damage it due to vibrations and shocks caused by driving, etc., and to prevent exhaust gas from coming into contact between the exhaust gas treatment body and the casing. The main purpose is to prevent the leakage of water.
ここで、内燃機関については、燃費の向上を目的として理論空燃比に近い条件で運転するため、排ガスが高温化及び高圧化する傾向にある。排ガス浄化装置に高温及び高圧の排ガスが到達すると、排ガス処理体とケーシングとの熱膨張の差によってこれらの間の間隔が変動する。つまり、排ガス処理体とケーシングとの間隔は、低温時に比べて高温時には大きくなる。そのため、保持シール材には、多少の間隔の変動によっても排ガス処理帯の位置が変化しない、排ガス処理体の保持力が要求される。また、排ガス処理体の排ガス処理性能を有効に発揮させるために、排ガス処理体を保温する保温機能を有する保持シール材への要求も高まりつつある。 Here, since internal combustion engines are operated under conditions close to the stoichiometric air-fuel ratio for the purpose of improving fuel efficiency, exhaust gas tends to become hotter and pressurized. When high temperature and high pressure exhaust gas reaches the exhaust gas purification device, the gap between the exhaust gas treatment body and the casing changes due to the difference in thermal expansion between them. In other words, the distance between the exhaust gas treatment body and the casing becomes larger at high temperatures than at low temperatures. Therefore, the holding sealing material is required to have the ability to hold the exhaust gas treatment body so that the position of the exhaust gas treatment zone does not change even if the interval changes to some extent. Further, in order to effectively demonstrate the exhaust gas treatment performance of the exhaust gas treatment body, there is an increasing demand for a holding sealing material that has a heat retention function that keeps the exhaust gas treatment body warm.
これらの要求を満たすために、近年では、保持シール材の厚さを厚くして保温性能を高めようとする設計手法も採られている。こうした保持シール材において、保持力の要因たる無機繊維の反発力を確保するには、保持シール材の単位面積当たりの重量を大きくする必要がある。 In order to meet these demands, in recent years, a design method has been adopted in which the thickness of the holding sealing material is increased to improve heat retention performance. In such a holding sealing material, in order to ensure the repulsive force of the inorganic fibers which is a factor of holding force, it is necessary to increase the weight per unit area of the holding sealing material.
一方、保持シール材ごとの厚さを変更するのではなく、従来と同様の重量を有するマットを複数枚組み合わせることで重量を大きくした保持シール材も提案されている。このような保持シール材として、特許文献１には、積層された複数枚のマットが固着力を有していない帯状体で結束された保持シール材が開示されている。 On the other hand, a holding sealing material has also been proposed in which the weight is increased by combining a plurality of mats having the same weight as conventional mats, instead of changing the thickness of each holding sealing material. As such a holding sealing material, Patent Document 1 discloses a holding sealing material in which a plurality of stacked mats are bound together with a band-like body having no adhesive strength.
特許文献１は、帯状体として紙、フィルム、布及びゴム等を用いることを開示している。
しかしながら、特許文献１が開示する帯状体は分解ガスの発生量が多いという課題があった。
Patent Document 1 discloses the use of paper, film, cloth, rubber, etc. as the band-shaped body.
However, the belt-shaped body disclosed in Patent Document 1 has a problem in that a large amount of decomposed gas is generated.
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、複数枚のマットが積層された積層マットに帯状体を巻き付けてなるマット材であって、分解ガスの発生量を抑制することのできるマット材を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a mat material made by wrapping a strip around a laminated mat in which a plurality of mats are laminated, and is capable of suppressing the amount of decomposed gas generated. It is to provide materials.
すなわち、本発明のマット材は、無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層された積層マットと、上記積層マットに巻き付けられた帯状体とからなるマット材であって、上記帯状体は、空隙を有することを特徴とする。 That is, the mat material of the present invention is a mat material consisting of a laminated mat in which a plurality of rectangular mats in a plan view containing inorganic fibers are laminated, and a band-shaped body wound around the laminated mat, the band-shaped body being , characterized by having voids.
本発明のマット材は、積層マットに巻き付けられた帯状体が空隙を有するため、分解ガスの発生量を抑制することができる。 In the mat material of the present invention, since the strip wrapped around the laminated mat has voids, the amount of decomposed gas generated can be suppressed.
本発明のマット材では、上記帯状体は、有機材料、セラミック材料及び金属材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことが好ましい。 In the mat material of the present invention, the strip preferably contains at least one material selected from the group consisting of an organic material, a ceramic material, and a metal material.
本発明のマット材では、上記帯状体が有機繊維からなる不織布であり、上記空隙は、上記不織布を構成する繊維同士の隙間であることが好ましい。
有機繊維からなる不織布は、本発明のマット材を構成する帯状体として適当である。
In the mat material of the present invention, it is preferable that the band-shaped body is a nonwoven fabric made of organic fibers, and that the voids are gaps between fibers constituting the nonwoven fabric.
A nonwoven fabric made of organic fibers is suitable as a strip forming the mat material of the present invention.
本発明のマット材では、上記帯状体がパンチングメッシュであり、上記空隙は、上記パンチングメッシュに設けられたパンチ穴であることが好ましい。
パンチングメッシュは、本発明のマット材を構成する帯状体として適当である。
In the mat material of the present invention, it is preferable that the band-shaped body is a punched mesh, and the voids are punch holes provided in the punched mesh.
Punched mesh is suitable as a strip forming the mat material of the present invention.
本発明のマット材では、上記帯状体中の上記空隙は、ランダムに配置されていることが好ましい。
帯状体の空隙がランダムに配置されていると、ランダムに配置された空隙にマットを構成する無機繊維が絡まり、ハンドリング時における積層マットの配置ずれを抑制することができる。
In the mat material of the present invention, it is preferable that the voids in the strip are randomly arranged.
When the voids in the strip are randomly arranged, the inorganic fibers constituting the mat become entangled in the randomly arranged voids, making it possible to suppress misalignment of the laminated mat during handling.
本発明のマット材では、上記帯状体が網であり、上記空隙は、上記網を構成する網目であることが好ましい。
網は、本発明のマット材を構成する帯状体として適当である。
In the mat material of the present invention, it is preferable that the strip-shaped body is a net, and the voids are meshes constituting the net.
A net is suitable as a strip forming the mat material of the present invention.
本発明のマット材では、上記帯状体は上記積層マットと接着されていないことが好ましい。
帯状体が積層マットと接着されていないと、積層マットを構成するマットの位置を調整することができる。
In the mat material of the present invention, it is preferable that the strip-shaped body is not bonded to the laminated mat.
If the strip is not adhered to the laminated mat, the positions of the mats constituting the laminated mat can be adjusted.
本発明のマット材では、上記帯状体の目付量は５～５００ｇ／ｍ２であることが好ましい。
帯状体の目付量が５～５００ｇ／ｍ２であると、積層マットを結束するのに充分な機械的強度を備える。
In the mat material of the present invention, the area weight of the strip is preferably 5 to 500 g/m 2 .
When the area weight of the strip is 5 to 500 g/m 2 , it has sufficient mechanical strength to bind the laminated mats.
本発明のマット材では、上記帯状体の空隙率は、５０％を超えていることが好ましい。
帯状体の空隙率が５０％を超えていると、分解ガスの発生をさらに抑制できる。
In the mat material of the present invention, it is preferable that the porosity of the strip-shaped body exceeds 50%.
When the porosity of the strip is more than 50%, generation of decomposed gas can be further suppressed.
（発明の詳細な説明）
以下、本発明のマット材について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
(Detailed description of the invention)
The mat material of the present invention will be specifically explained below. However, the present invention is not limited to the following configuration, and can be modified and applied as appropriate without changing the gist of the present invention. Note that the present invention also includes a combination of two or more of the individual desirable configurations of the present invention described below.
本発明のマット材は、無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層された積層マットと、上記積層マットに巻き付けられた帯状体とからなるマット材であって、上記帯状体は、空隙を有することを特徴とする。 The mat material of the present invention is a mat material consisting of a laminated mat in which a plurality of rectangular mats in a plan view containing inorganic fibers are laminated, and a band-shaped body wound around the laminated mat, the band-shaped body having voids. It is characterized by having the following.
本発明のマット材において、帯状体は空隙を有する。
帯状体が空隙を有すると、分解ガスの発生量を抑制することができる。
In the mat material of the present invention, the strip has voids.
When the band-shaped body has voids, the amount of decomposed gas generated can be suppressed.
帯状体を構成する材料は特に限定されないが、有機材料、セラミック材料及び金属材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことが好ましい。 The material constituting the strip is not particularly limited, but preferably includes at least one material selected from the group consisting of organic materials, ceramic materials, and metal materials.
有機材料からなる帯状体としては、有機繊維からなる不織布、樹脂フィルム等が挙げられる。
不織布は、有機繊維同士の隙間が空隙となる。
Examples of the strip made of organic material include nonwoven fabric made of organic fibers, resin films, and the like.
In a nonwoven fabric, gaps between organic fibers form voids.
有機材料からなる帯状体は、ポリエステル、ポリエチレン及びポリプロピレンからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂からなることが好ましい。
これらの材料は柔軟性及び弾性に優れており、ヒートシールにより積層マットに接着することができるため好ましい。
The strip made of organic material is preferably made of at least one resin selected from the group consisting of polyester, polyethylene, and polypropylene.
These materials are preferred because they have excellent flexibility and elasticity and can be bonded to the laminated mat by heat sealing.
有機繊維からなる不織布としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維にＰＥ（ポリエチレン）パウダーが融着したものが挙げられる。
他に使用できる有機繊維としては、ＰＰ（ポリプロピレン）、レーヨン等が挙げられる。
Examples of nonwoven fabrics made of organic fibers include those in which PE (polyethylene) powder is fused to PET (polyethylene terephthalate) fibers.
Other organic fibers that can be used include PP (polypropylene), rayon, and the like.
樹脂フィルムは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）等の有機材料で構成されていることが好ましい。
樹脂フィルムは、中空粒子を含むものや、パンチ穴が設けられているものであればよい。中空粒子内部の空間及びパンチ穴が空隙となる。
The resin film is preferably made of an organic material such as PET (polyethylene terephthalate), PP (polypropylene), PE (polyethylene), or the like.
The resin film may be one containing hollow particles or one having punch holes. The spaces inside the hollow particles and the punch holes serve as voids.
帯状体がセラミック材料からなる場合、セラミック材料は、特に限定されない。例えば、アルミナ、シリカ、チタニア等のシートが挙げられる。また、セラミック繊維からなる布でもよく、アルミナクロス、シリカクロス、チタニアクロス等が挙げられる。
セラミック材料からなるシートは、中空粒子を含むものや、パンチ穴が設けられているものであればよい。中空粒子内部の空間及びパンチ穴が空隙となる。
セラミック繊維からなる布の場合、セラミック繊維同士の隙間が空隙となる。
When the strip is made of a ceramic material, the ceramic material is not particularly limited. Examples include sheets of alumina, silica, titania, and the like. Further, a cloth made of ceramic fibers may be used, and examples thereof include alumina cloth, silica cloth, titania cloth, and the like.
The sheet made of ceramic material may be any sheet containing hollow particles or provided with punched holes. The spaces inside the hollow particles and the punch holes serve as voids.
In the case of cloth made of ceramic fibers, the gaps between the ceramic fibers become voids.
また、有機繊維や無機繊維を編んだ網も帯状体として好ましい。
この場合、網目が空隙となる。
Moreover, a net made of organic fibers or inorganic fibers is also preferable as the belt-shaped body.
In this case, the mesh becomes a void.
帯状体が金属材料からなる場合、金属材料は、特に限定されない。例えば、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等のシートが挙げられる。また、金属繊維からなるメッシュでもよく、ステンレスメッシュ、アルミメッシュ等が挙げられる。
ただし、金属材料からなるシートはそれ自身が空隙を有していないため、空隙としてのパンチ穴が設けられたパンチングメッシュであることが好ましい。
When the strip is made of a metal material, the metal material is not particularly limited. Examples include sheets made of stainless steel, aluminum, nickel, etc. Further, a mesh made of metal fibers may be used, and examples thereof include stainless steel mesh, aluminum mesh, and the like.
However, since the sheet made of a metal material itself does not have voids, it is preferably a punched mesh having punched holes as voids.
帯状体中の空隙は、規則的に配置されていてもよいが、ランダムに配置されていることが好ましい。
帯状体中の空隙がランダムに配置されていると、ランダムな空隙にマットを構成する無機繊維が絡まり、ハンドリング時における位置ずれを抑制することができる。
空隙がランダムに配置された帯状体としては、有機繊維からなる不織布が好ましい。
The voids in the strip may be arranged regularly, but preferably they are arranged randomly.
When the voids in the strip are randomly arranged, the inorganic fibers constituting the mat become entangled in the random voids, making it possible to suppress misalignment during handling.
As the strip having randomly arranged voids, a nonwoven fabric made of organic fiber is preferable.
帯状体の空隙率は、５０％を超えていることが好ましく、７０％を超えていることがより好ましい。帯状体の空隙率は、９８％以下であることが好ましく、９０％以下であることがより好ましい。
帯状体の空隙率は、以下の方法により求めることができる。
パンチングメッシュ等の、空隙の分布状態が帯状体の厚さ方向において変化しない場合には、帯状体の平面視面積に対して空隙が占める領域の割合が空隙率となる。
不織布の場合は、不織布の厚さと平面視面積より求められる見かけの体積をＶ、不織布の真密度をρ、不織布の重量をＷとして、｛１－［（Ｗ）／（ρ×Ｖ）］｝×１００（％）により空隙率を求めることができる。不織布の真密度はガス置換法やピクノメーター法により測定することができる。
中空粒子を含むシートの場合は、帯状体を厚さ方向に沿って切断した切断面をＳＥＭにより観察し、１０μｍ×１０μｍの領域を５箇所で撮影する。各拡大画像において、帯状体の面積に対する空隙の面積の割合を求め、平均値を空隙率とする。
The porosity of the strip is preferably greater than 50%, more preferably greater than 70%. The porosity of the strip is preferably 98% or less, more preferably 90% or less.
The porosity of the strip can be determined by the following method.
When the distribution of voids does not change in the thickness direction of the strip, such as in a punched mesh, the porosity is the ratio of the area occupied by voids to the planar area of the strip.
In the case of non-woven fabric, the apparent volume determined from the thickness and planar area of the non-woven fabric is V, the true density of the non-woven fabric is ρ, and the weight of the non-woven fabric is W, {1-[(W)/(ρ×V)]} The porosity can be determined by x100 (%). The true density of a nonwoven fabric can be measured by a gas displacement method or a pycnometer method.
In the case of a sheet containing hollow particles, a cut surface obtained by cutting the strip along the thickness direction is observed by SEM, and a 10 μm×10 μm area is photographed at five locations. In each enlarged image, the ratio of the area of the voids to the area of the strip is determined, and the average value is taken as the porosity.
帯状体の目付量は特に限定されないが、５～５００ｇ／ｍ２であることが好ましく、１０～１００ｇ／ｍ２であることがより好ましく、１０～３０ｇ／ｍ２であることがさらに好ましい。
帯状体の目付量が５～５００ｇ／ｍ２であると、巻き付け性を阻害することがなく、マットの脱落が生じない程度に複数枚のマットの相対位置を安定させることができる。
目付量が５ｇ／ｍ２未満の場合、帯状体の機械的強度が不足して、複数枚のマットの相対位置を安定させることができない場合がある。一方、目付量が５００ｇ／ｍ２を超える場合、巻き付け性の悪化や分解ガスの量の増加が懸念される。
Although the area weight of the strip is not particularly limited, it is preferably from 5 to 500 g/m 2 , more preferably from 10 to 100 g/m 2 , even more preferably from 10 to 30 g/m 2 .
When the area weight of the strip is 5 to 500 g/m 2 , the wrapping properties are not hindered and the relative positions of the plurality of mats can be stabilized to the extent that the mats do not fall off.
If the basis weight is less than 5 g/m 2 , the mechanical strength of the strip may be insufficient and the relative positions of the plurality of mats may not be stabilized. On the other hand, if the basis weight exceeds 500 g/m 2 , there are concerns that the wrapping property will deteriorate and the amount of decomposed gas will increase.
マット材を構成するマットは無機繊維からなる。無機繊維は、特に限定されず、アルミナ繊維、シリカ繊維等であってもよい。また、ガラス繊維や生体溶解性繊維であってもよい。耐熱性や耐風蝕性等、マット材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。 The mat constituting the mat material is made of inorganic fibers. The inorganic fibers are not particularly limited, and may be alumina fibers, silica fibers, or the like. Moreover, glass fiber or biosoluble fiber may be used. The mat material may be changed depending on the properties required of the mat material, such as heat resistance and wind erosion resistance, and it is preferable to use fibers with a large diameter and fiber length that comply with the environmental regulations of each country.
この中でも、低結晶性アルミナ質の無機繊維が好ましく、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。 Among these, low-crystalline alumina inorganic fibers are preferred, and low-crystalline alumina inorganic fibers having a mullite composition are more preferred. In addition, inorganic fibers containing spinel-type compounds are more preferred.
積層マットにおいてマット材が積層される枚数は複数枚であれば特に限定されるものではない。２枚又は３枚であることが好ましく、２枚であることがより好ましい。 The number of sheets of mat material laminated in the laminated mat is not particularly limited as long as it is a plurality of sheets. The number of sheets is preferably two or three, and more preferably two.
積層マットの寸法の好ましい範囲は以下の通りである。
積層マットの長手方向の長さ（図１中、両矢印Ｌで示す長さで、第２の主面を有するマットの長手方向の長さ）が３００～１５００ｍｍであることが好ましい。
積層マットの幅方向の長さ（図１中、両矢印Ｗで示す長さ）が３０ｍｍを超えることが好ましく、４００ｍｍ以下であることが好ましい。
積層マットの厚さ（図１中、両矢印Ｔで示す長さ）が４～６０ｍｍであることが好ましい。
積層マットの厚さが４ｍｍ未満であると、その厚さが薄すぎるため、断熱性能や防音性能が低下してしまう。一方、積層マットの厚さが６０ｍｍを超えると、柔軟性が低下し、装着対象となる部材への装着性が低下する。
また、積層マットを構成するマット１枚の厚さは、複数枚のマットごとに異なっていても同じであってもよいが、１枚の厚さが２～３０ｍｍであることが好ましい。
The preferred range of dimensions of the laminated mat is as follows.
The length in the longitudinal direction of the laminated mat (the length indicated by the double-headed arrow L in FIG. 1, the length in the longitudinal direction of the mat having the second main surface) is preferably 300 to 1500 mm.
The length of the laminated mat in the width direction (the length indicated by the double-headed arrow W in FIG. 1) is preferably over 30 mm, and preferably 400 mm or less.
The thickness of the laminated mat (the length indicated by the double-headed arrow T in FIG. 1) is preferably 4 to 60 mm.
If the thickness of the laminated mat is less than 4 mm, the thickness will be too thin and the heat insulation performance and sound insulation performance will deteriorate. On the other hand, if the thickness of the laminated mat exceeds 60 mm, the flexibility will decrease and the ease of attachment to the member to be attached will decrease.
Further, the thickness of one mat constituting the laminated mat may be different or the same for each of the plurality of mats, but it is preferable that the thickness of one mat is 2 to 30 mm.
積層マットは、巻き付け方向となる長手方向と、長手方向に直交する短手方向を有する。
積層マットには、積層マットの長手方向側の端部のうち、一方の端部である第１の端部には凸部が形成されており、他方の端部である第２の端部には凹部が形成されていることが好ましい。積層マットの凸部及び凹部は、外周が円柱状の排ガス浄化装置、排ガス処理体や排気管に積層マットを巻き付ける際に、ちょうど互いに嵌合するような形状となっていることが好ましい。
また、積層マットは凸部及び凹部が形成されていない形状であってもよいし、嵌合する部分の形状がＬ字型の組み合わせとなるような形状であってもよい。
The laminated mat has a longitudinal direction that is a winding direction and a transversal direction that is perpendicular to the longitudinal direction.
The laminated mat has a convex portion formed at a first end, which is one of the longitudinal ends of the laminated mat, and a convex portion at the second end, which is the other end. Preferably, a recess is formed. The convex portions and concave portions of the laminated mat are preferably shaped so that they fit into each other when the laminated mat is wrapped around an exhaust gas purification device, an exhaust gas treatment body, or an exhaust pipe having a cylindrical outer periphery.
Further, the laminated mat may have a shape in which no convex portions and concave portions are formed, or may have a shape in which the fitting portions are an L-shaped combination.
積層マットを構成するマットのかさ密度は、特に限定されるものではないが、０．０５～０．３０ｇ／ｃｍ３であることが望ましい。マットのかさ密度が０．０５ｇ／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、マットの形状を所定の形状に保ちにくくなる。一方、マットのかさ密度が０．３０ｇ／ｃｍ３を超えると、マットが硬くなり、装着対象となる部材への装着性が低下し、マットが割れやすくなる。 The bulk density of the mat constituting the laminated mat is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 0.30 g/cm 3 . If the bulk density of the mat is less than 0.05 g/cm 3 , the intertwining of the inorganic fibers is weak and the inorganic fibers are likely to peel off, making it difficult to maintain the shape of the mat in a predetermined shape. On the other hand, when the bulk density of the mat exceeds 0.30 g/cm 3 , the mat becomes hard, the fitability to the member to which it is attached decreases, and the mat becomes easily cracked.
積層マットを構成するマットは、種々の方法により得ることができるが、例えば、抄造法又はニードリング法により製造することができる。
抄造法の場合、例えば、以下の方法により製造することができる。
無機繊維を開繊し、開繊した無機繊維を溶媒中に分散させて混合液とする。底面にろ過用のメッシュが形成された成形器に混合液を流し込み、混合液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。そして、無機繊維集合体を乾燥することによりマットを得ることができる。
ニードリング法の場合、例えば、以下の方法により製造することができる。
塩基性塩化アルミニウム水溶液とシリカゾル等とを原料とする紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して３～１０μｍの平均繊維径を有する無機繊維前駆体を作製する。続いて、上記無機繊維前駆体を圧縮して所定の大きさの連続したシート状物を作製し、焼成処理を施すことによりマットを得ることができる。この焼成処理の前後のいずれかにニードルパンチング処理を行い、無機繊維同士を交絡させる。
The mat constituting the laminated mat can be obtained by various methods, and for example, can be manufactured by a paper forming method or a needling method.
In the case of the papermaking method, for example, it can be manufactured by the following method.
The inorganic fibers are opened, and the opened inorganic fibers are dispersed in a solvent to form a liquid mixture. The mixed liquid is poured into a molding machine with a mesh for filtration formed on the bottom, and the solvent in the mixed liquid is removed to obtain an inorganic fiber aggregate. A mat can then be obtained by drying the inorganic fiber aggregate.
In the case of the needling method, for example, it can be manufactured by the following method.
An inorganic fiber precursor having an average fiber diameter of 3 to 10 μm is produced by spinning a spinning mixture containing a basic aqueous aluminum chloride solution, silica sol, etc. as raw materials by a blowing method. Subsequently, the inorganic fiber precursor is compressed to produce a continuous sheet-like material of a predetermined size, and a mat can be obtained by performing a firing process. Needle punching treatment is performed either before or after this firing treatment to intertwine the inorganic fibers.
積層マットを構成するマットの凸部及び凹部は、外周が円柱状の排ガス浄化装置、排ガス処理体や排気管にマット材を巻き付ける際に、ちょうど互いに嵌合するような形状となっていることが好ましい。
また、積層マットを構成するマットは凸部及び凹部が形成されていない形状であってもよい。
The convex portions and concave portions of the mat that make up the laminated mat are shaped so that they fit into each other when the mat material is wrapped around an exhaust gas purification device, exhaust gas treatment body, or exhaust pipe that has a cylindrical outer circumference. preferable.
Further, the mat constituting the laminated mat may have a shape in which no convex portions and no concave portions are formed.
以下に、図面を用いて本発明のマット材の例について説明する。 Examples of the mat material of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、マット材の一例を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１に示すマット材のＡ－Ａ線断面図である。
図１及び図２に示すマット材１０は、マットが複数枚積層されてなる積層マット２０と、積層マット２０に巻き付けられた帯状体３０とからなる。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a mat material, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the mat material shown in FIG.
The
積層マット２０は、第１のマット２１と第２のマット２２の２枚が積層されてなる。
第１のマット２１は、その長手方向（図１中、両矢印Ｌで示す方向）の長さが長いマットであり、第２のマット２２は、その長手方向の長さが短いマットである。
積層マット２０の長さは、積層マットを構成するマットのうち長手方向の長さが最も短いマットの長さ（図１中、両矢印Ｌで示す長さ）である。
長手方向における帯状体３０の長さ（図１中、両矢印Ｌ１で示す長さ）は、積層マット２０の長さＬの３０％を超えることが好ましい。
The
The
The length of the
The length of the
積層マット２０は２つの主面を有しており、マットの長手方向の長さが最も長い主面が第１の主面２３であり、マットの長手方向の長さが最も短い主面が第２の主面２４である。
第１の主面２３は第１のマット２１の下側の主面であり、第２の主面２４は第２のマット２２の上側の主面である。
The
The first
積層マット２０は４つの側面を有しており、マットの長手方向に沿った側面が第１の長側面２５及び第２の長側面２６である。また、マットの幅方向（図１中、両矢印Ｗで示す方向）に沿った側面が第１の短側面２７及び第２の短側面２８である。
第１の短側面２７には凹部、第２の短側面２８には凸部がそれぞれ形成されている。凹部と凸部は、外周が円柱状の排ガス浄化装置、排ガス処理体や排気管にマット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、図１中、両矢印Ｔで示す方向がマット材の厚さ方向である。
The
A concave portion is formed on the first
In addition, in FIG. 1, the direction indicated by the double-headed arrow T is the thickness direction of the mat material.
帯状体３０は、積層マット２０に連続的に巻き付けられている。
帯状体３０が積層マット２０に巻きつけられることにより、積層マット２０の第１の主面２３及び第２の主面２４の一部を帯状体３０が覆っている。
マット材１０では、積層マット２０に帯状体３０が巻き付けられる周方向に沿って、帯状体３０が１周以上巻き付けられている。帯状体３０には巻き付け開始部３０ａと巻き付け終了部３０ｂが存在しており、巻き付け開始部３０ａと巻き付け終了部３０ｂは積層マット２０の第２の主面２４に存在している。すなわち、巻き付け開始部３０ａから巻き付けられた帯状体は、第２の主面２４、第２の長側面２６、第１の主面２３、第１の長側面２５を経て第２の主面２４に戻り、巻き付け開始部３０ａを通過した後に巻き付け終了部３０ｂに到達する。帯状体３０が重なる部分には、帯状体３０同士が接着されている領域３０ｃが存在する。帯状体３０を積層マット２０に巻き付けて、帯状体が重なる部分において帯状体同士を接着することによって、帯状体３０によって積層マット２０を結束することができる。マット材１０では、帯状体３０と積層マット２０とが接着されていないため、積層マット２０を構成するマットの位置を調整することができる。
なお、巻き付け開始部３０ａと巻き付け終了部３０ｂは積層マット２０のどこに存在してもよい。
The
By wrapping the
In the
Note that the winding
帯状体の巻き付け開始部と巻き付け終了部の間には、帯状体が存在せずに積層マットの第１の主面又は第２の主面が露出する露出部が形成されていてもよい。
露出部が形成されているということは、露出部を設けない場合に比べて帯状体の使用量が少ないということになる。例えば有機材料からなる帯状体の場合、帯状体は使用時に加熱されることにより有機ガス分を放出する原因となるので、その使用量が少ない方が好ましい。
巻き付け開始部と巻き付け終了部との間に露出部が形成されている場合には、帯状体と積層マットとを直接接着することで、帯状体によって積層マットを結束することができる。
An exposed part may be formed between the winding start part and the winding end part of the belt-shaped body, where the belt-shaped body is not present and the first principal surface or the second principal surface of the laminated mat is exposed.
The fact that the exposed portion is formed means that the amount of the band-shaped body used is smaller than when the exposed portion is not provided. For example, in the case of a band-shaped body made of an organic material, since the band-shaped body is heated during use and causes the release of organic gas, it is preferable that the amount used is small.
When an exposed portion is formed between the winding start part and the winding end part, the laminated mat can be bound by the belt-like body by directly bonding the belt-like body and the laminated mat.
露出部の幅は特に限定されないが、積層マットの幅方向の長さの０％を超えて８０％以下であることが好ましい。 Although the width of the exposed portion is not particularly limited, it is preferably greater than 0% and less than 80% of the length of the laminated mat in the width direction.
マット材に露出部が形成される場合、露出部は積層マットの第１の主面と第２の主面のいずれに設けられていてもよい。 When an exposed portion is formed in the mat material, the exposed portion may be provided on either the first main surface or the second main surface of the laminated mat.
帯状体同士を接着する方法、及び、積層マットと帯状体とを接着する方法は特に限定されないが、接着剤により接着してもよいし、接着剤を使用せずに、帯状体自体をヒートシールすることにより行ってもよい。 The method of adhering the strips to each other and the method of bonding the laminated mat and the strips are not particularly limited, but they may be bonded with an adhesive, or the strips themselves may be heat-sealed without using an adhesive. This can also be done by doing this.
接着剤としては、アクリル系接着剤、アクリレート系ラテックス、ウレタン系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤等を使用することができる。 As the adhesive, acrylic adhesive, acrylate latex, urethane adhesive, epoxy resin adhesive, etc. can be used.
本発明のマット材を構成する帯状体は、２つ以上存在していてもよい。 There may be two or more belt-like bodies constituting the mat material of the present invention.
図３は、マット材の別の一例を模式的に示す斜視図である。
図３に示すマット材１１は、図１及び図２に示すマット材１０と、積層マット２０の構成は同じであり、帯状体を巻き付ける形態が異なる。従って、積層マット２０の説明は省略する。
図３に示すマット材１１では、２つの帯状体３１及び３２が積層マット２０に巻き付けられている。帯状体３１及び３２によって積層マット２０を結束する方法は特に限定されず、帯状体同士の重なる部分が接着されていてもよいし、帯状体が積層マットと接着されていてもよい。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing another example of the mat material.
The
In the
なお、帯状体が２つ以上存在する場合の帯状体の長さは、各帯状体の長さの合計である。
例えば、図３に示すマット材１１の長手方向における帯状体の長さは、帯状体３１の長さＬ２と帯状体３２の長さＬ３の合計である。
Note that when there are two or more strips, the length of the strips is the total length of each strip.
For example, the length of the strip in the longitudinal direction of the
本発明のマット材は、排ガス浄化装置、排ガス処理体や排気管にマット材を巻き付けることにより、保持シール材、断熱材、防音材等の用途に使用することができる。
排ガス浄化装置、排ガス処理体や排気管の形状は特に限定されるものではないが、円柱状、角柱状、円管状、角管状等とすることができる。
The mat material of the present invention can be used as a holding seal material, a heat insulating material, a sound insulating material, etc. by wrapping the mat material around an exhaust gas purification device, an exhaust gas treatment body, or an exhaust pipe.
The shapes of the exhaust gas purification device, the exhaust gas treatment body, and the exhaust pipe are not particularly limited, but may be cylindrical, prismatic, cylindrical, rectangular, or the like.
排ガス処理体は、多孔質セラミック等のセラミック質のハニカム構造体であり、触媒担体として使用される。触媒担体においては、排ガス流入側端面及び排ガス流出側端面がともに開口した貫通孔に排ガスが流入し、貫通孔を隔てる隔壁に担持させた触媒の作用により排ガスが浄化される。
また、排ガス処理体は貫通孔のいずれかの端部が交互に封止されてなるＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）であってもよい。
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。
The exhaust gas treatment body is a ceramic honeycomb structure such as porous ceramic, and is used as a catalyst carrier. In the catalyst carrier, exhaust gas flows into a through hole having an open end face on an exhaust gas inflow side and an end face on an exhaust gas outflow side, and is purified by the action of a catalyst supported on a partition wall separating the through holes.
Further, the exhaust gas treatment body may be a DPF (diesel particulate filter) in which through holes are alternately sealed at either end.
The material constituting the exhaust gas treatment body is not particularly limited, but non-oxides such as silicon carbide and silicon nitride, and oxides such as cordierite and aluminum titanate can be used.
本発明のマット材を排ガス処理体や排気管に巻き付ける際は、積層マットの第２の主面を巻き付け対象物の側（内側）に配置し、積層マットの第１の主面を外側に配置する。
また、巻き付け開始部と巻き付け終了部の間に露出部が形成されていてもよい。
また、巻き付け開始部の帯状体と巻き付け終了部の帯状体が重なって接着されていてもよい。
また、本発明のマット材は、巻き付け時にマット同士が適度に滑ってマット間でずれることができるため、巻き付け性の指標であるＳｅａｍＧａｐが小さくなる。
ＳｅａｍＧａｐは、凸部と凹部が嵌合する位置での凸部と凹部の間の隙間の長さであり、これが短いほど巻き付け性が良いことを意味する。
When wrapping the mat material of the present invention around an exhaust gas treatment body or an exhaust pipe, the second main surface of the laminated mat is placed on the side (inside) of the object to be wrapped, and the first main surface of the laminated mat is placed on the outside. do.
Moreover, an exposed part may be formed between the winding start part and the winding end part.
Further, the band-like body at the winding start portion and the band-like body at the winding end portion may be overlapped and bonded.
Further, in the mat material of the present invention, since the mats can moderately slide and shift between mats when being wound, the SeamGap, which is an index of windability, becomes small.
SeamGap is the length of the gap between the convex part and the concave part at the position where the convex part and the concave part fit together, and means that the shorter the seam gap, the better the winding property is.
続いて、本発明のマット材を製造する方法の一例について説明する。
まず、積層マットを構成するマットを作製し、マットを積層することで積層マットを作製する。
マットは、種々の方法により得ることができるが、例えば、抄造法又はニードリング法により得たシート状部材を所定形状に打ち抜くことにより得ることができる。
Next, an example of a method for manufacturing the mat material of the present invention will be described.
First, mats constituting the laminated mat are produced, and the mats are laminated to produce the laminated mat.
The mat can be obtained by various methods, and for example, it can be obtained by punching a sheet-like member obtained by a paper-forming method or a needling method into a predetermined shape.
打ち抜きの際の寸法を変更することで、長手方向の長さの異なる複数のマットを作製し、複数のマットを長さが長くなる順で、又は、短くなる順で積層することで積層マットを作製する。
積層させるマットの数及び各マットの厚さは、マット材に求められる保持力や断熱性能に応じて変更すればよい。
By changing the dimensions during punching, multiple mats with different lengths in the longitudinal direction can be created, and by stacking multiple mats in the order of increasing length or in order of decreasing length, a laminated mat can be created. Create.
The number of mats to be laminated and the thickness of each mat may be changed depending on the holding power and heat insulation performance required of the mat material.
次に、積層マットに帯状体を巻き付ける。帯状体の寸法を調整して、図１及び図２に示すように、巻き付け開始部の帯状体及び巻き付け終了部の帯状体が積層マットの第２の主面側で重なるようにしてもよいし、露出部を設けるように巻き付けてもよい。 Next, the strip is wrapped around the laminated mat. The dimensions of the strip may be adjusted so that the strip at the start of wrapping and the strip at the end of wrapping overlap on the second main surface side of the laminated mat, as shown in FIGS. 1 and 2. , it may be wrapped so as to provide an exposed portion.
積層マットと帯状体の接着を接着剤により行う場合は、積層マット及び／又は帯状体の一部に接着剤を塗布しておく。
また、巻き付け開始部の帯状体と巻き付け終了部の帯状体の間の接着を接着剤により行う場合も、当該部位に接着剤を塗布しておく。必要に応じて乾燥等を行い接着剤の接着力を発揮させる。
また、積層マットの第１の主面と第２の主面のそれぞれにおける帯状体と積層マットの接着力を異ならせる場合には、接着剤の種類、塗布量、乾燥条件等を両面で異なるようにすればよい。
When the laminated mat and the strip are bonded together using an adhesive, the adhesive is applied to a portion of the laminated mat and/or the strip.
Further, when adhesion between the band-like body at the winding start part and the band-like body at the winding end part is performed using an adhesive, the adhesive is applied to the relevant part. If necessary, perform drying etc. to make the adhesive exhibit its adhesive strength.
In addition, if the adhesive strength between the strip and the laminated mat is to be different on the first and second main surfaces of the laminated mat, the type of adhesive, amount of application, drying conditions, etc. may be different on both sides. Just do it.
積層マットと帯状体の接着をヒートシールにより行う場合は、積層マットと帯状体を接着させる部位にヒートシーラーをあててヒートシールを行う。
巻き付け開始部の帯状体及び巻き付け終了部の帯状体積層マットを一度のヒートシールで接着してもよい。
また、積層マットの第１の主面と第２の主面のそれぞれにおける帯状体と積層マットの接着力を異ならせる場合には、ヒートシールの温度や時間等を両面で異なるようにすればよい。
When the laminated mat and the strip are bonded together by heat sealing, heat sealing is performed by applying a heat sealer to the area where the laminated mat and the strip are to be bonded.
The band-shaped body at the start of winding and the band-shaped laminated mat at the end of winding may be bonded together by one heat seal.
In addition, if the adhesive strength between the strip and the laminated mat is to be different on the first and second main surfaces of the laminated mat, the heat sealing temperature and time may be made different on both sides. .
また、積層マットを構成するマットには通常は表裏面の区別があり、相対的に表面が粗いラフ面と、相対的に表面が平滑なスムース面がある。
マットを積層して積層マットとする際に、一方の面がラフ面、一方の面がスムース面になるように積層面を定めることで、積層マットの第１の主面と第２の主面の表面状態を異ならせることができる。積層マットの第１の主面と第２の主面の表面状態が異なる場合、同じ接着条件で積層マットと帯状体の接着を行った場合にも積層マットの第１の主面と第２の主面のそれぞれにおける帯状体と積層マットの接着力を異ならせることができる。
上記工程により本発明のマット材を製造することができる。
Further, the mats constituting the laminated mat usually have front and back surfaces, and there are a rough surface with a relatively rough surface and a smooth surface with a relatively smooth surface.
When laminating mats to form a laminated mat, by determining the laminated surfaces so that one surface is a rough surface and the other surface is a smooth surface, the first main surface and the second main surface of the laminated mat are can have different surface conditions. If the surface conditions of the first and second main surfaces of the laminated mat are different, even if the laminated mat and the strip are bonded under the same bonding conditions, the first and second main surfaces of the laminated mat will be different. The adhesion strength between the strip and the laminated mat can be made different on each of the main surfaces.
The mat material of the present invention can be manufactured by the above steps.
１０、１１ マット材
２０ 積層マット
２１ 第１のマット
２２ 第２のマット
２３ 積層マットの第１の主面
２４ 積層マットの第２の主面
２５ 積層マットの第１の長側面
２６ 積層マットの第２の長側面
２７ 積層マットの第１の短側面
２８ 積層マットの第２の短側面
３０、３１、３２ 帯状体
３０ａ 巻き付け開始部
３０ｂ 巻き付け終了部
３０ｃ 帯状体同士が接着されている領域
10, 11
Claims (6)
前記積層マットに巻き付けられた帯状体とからなるマット材であって、
前記帯状体は、空隙を有し、
前記帯状体は網であり、前記空隙が前記網を構成する網目である、又は、前記帯状体はパンチングメッシュであり、前記空隙が前記パンチングメッシュに設けられたパンチ孔であることを特徴とするマット材。 A laminated mat made of a plurality of laminated mats each having a rectangular shape in plan view and containing inorganic fibers;
A mat material comprising a belt-shaped body wrapped around the laminated mat,
The strip-shaped body has a void,
The strip-shaped body is a net, and the voids are meshes constituting the net, or the strip-shaped body is a punched mesh, and the voids are punched holes provided in the punched mesh. mat material.
前記帯状体中の前記空隙は、ランダムに配置されている請求項１又は２に記載のマット材。 The strip-shaped body is the punched mesh,
The mat material according to claim 1 or 2 , wherein the voids in the strip are randomly arranged.
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