JPH07150933A - 高温封止材料を有する取付用マット - Google Patents
高温封止材料を有する取付用マットInfo
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- JPH07150933A JPH07150933A JP6194104A JP19410494A JPH07150933A JP H07150933 A JPH07150933 A JP H07150933A JP 6194104 A JP6194104 A JP 6194104A JP 19410494 A JP19410494 A JP 19410494A JP H07150933 A JPH07150933 A JP H07150933A
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- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
- F01N3/2853—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
- F01N3/2857—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing the mats or gaskets being at least partially made of intumescent material, e.g. unexpanded vermiculite
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
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- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
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- F01N3/0211—Arrangements for mounting filtering elements in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明により、触媒コンバーターおよびディ
ーゼル機関の粒子トラップ又はフィルターの構成に有用
な取付用マットを提供する。 【構成】 本発明は高温封止材料34Aを有する高耐熱
性、波形、金属ワイヤーメッシュ取付用マット30Aに関
する。
ーゼル機関の粒子トラップ又はフィルターの構成に有用
な取付用マットを提供する。 【構成】 本発明は高温封止材料34Aを有する高耐熱
性、波形、金属ワイヤーメッシュ取付用マット30Aに関
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高温封止材料を有する
高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュ取付用マットに
関する。取付用マットは触媒コンバーターおよびディー
ゼル機関の粒子トラップまたはフィルターを構成するの
に有用である。
高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュ取付用マットに
関する。取付用マットは触媒コンバーターおよびディー
ゼル機関の粒子トラップまたはフィルターを構成するの
に有用である。
【0002】
【従来の技術】高温金属(例えば、ステンレス鋼)ワイ
ヤーメッシュ取付用マットは、モノリス(monolith)(例
えば、触媒コンバーターまたはディーゼル機関の粒子フ
ィルター)を適所に保持し、そこで中圧のパルスおよび
温度(通常、約700℃以下)でガスにさらされる。本質
的にそのようなマットが多孔性であることにより、例え
ばモノリシック触媒コンバーター要素を利用した触媒コ
ンバーター内の取付用マットとして使用するときには、
排気ガスの少なくとも一部が触媒コンバーター要素を迂
回し、取付用マットを通過して流れる。
ヤーメッシュ取付用マットは、モノリス(monolith)(例
えば、触媒コンバーターまたはディーゼル機関の粒子フ
ィルター)を適所に保持し、そこで中圧のパルスおよび
温度(通常、約700℃以下)でガスにさらされる。本質
的にそのようなマットが多孔性であることにより、例え
ばモノリシック触媒コンバーター要素を利用した触媒コ
ンバーター内の取付用マットとして使用するときには、
排気ガスの少なくとも一部が触媒コンバーター要素を迂
回し、取付用マットを通過して流れる。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明により、(a)側面
エッジを有する高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュ
マット;および(b)高温の衝突ガス(即ち、約300℃以
上、好ましくは約350℃以上、およびより好ましくは約5
00℃以上)にさらすと、側面エッジを通過するガスの侵
入を減じるのに充分な量の側面エッジを覆う高温封止材
料であって、バインダー材料およびガラス粒子の総重量
を基本として、約5〜約85重量%の範囲のバインダー材
料を含有し、約95〜約15重量%の範囲のガラス粒子を分
散している、該ガラス粒子が少なくとも約350℃の軟化
点を有するガラスから成り、該バインダー材料および該
ガラス粒子の合計重量が該高温封止材料の総重量の少な
くとも20重量%である高温封止材料;から成る取付用マ
ットを提供する。
エッジを有する高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュ
マット;および(b)高温の衝突ガス(即ち、約300℃以
上、好ましくは約350℃以上、およびより好ましくは約5
00℃以上)にさらすと、側面エッジを通過するガスの侵
入を減じるのに充分な量の側面エッジを覆う高温封止材
料であって、バインダー材料およびガラス粒子の総重量
を基本として、約5〜約85重量%の範囲のバインダー材
料を含有し、約95〜約15重量%の範囲のガラス粒子を分
散している、該ガラス粒子が少なくとも約350℃の軟化
点を有するガラスから成り、該バインダー材料および該
ガラス粒子の合計重量が該高温封止材料の総重量の少な
くとも20重量%である高温封止材料;から成る取付用マ
ットを提供する。
【0004】更に他の態様では、本発明により、(a)第
1および第2の側面エッジを有する高耐熱性、波形、金
属ワイヤーメッシュマット;および(b)高温の衝突ガス
にさらすと、第1側面エッジから第2側面エッジへ通過
するガスの侵入を減じるのに充分な量の取付用マットに
埋設した高温封止材料;から成る取付用マットを提供す
る。
1および第2の側面エッジを有する高耐熱性、波形、金
属ワイヤーメッシュマット;および(b)高温の衝突ガス
にさらすと、第1側面エッジから第2側面エッジへ通過
するガスの侵入を減じるのに充分な量の取付用マットに
埋設した高温封止材料;から成る取付用マットを提供す
る。
【0005】他の態様では、本発明により、金属ケー
ス;金属ケース内に配置された触媒コンバーター要素ま
たはディーゼル機関の粒子フィルター要素;および触媒
コンバーター要素またはディーゼル機関の粒子フィルタ
ー要素を金属ケース内に配置するため、および機械的振
動(即ち、少なくとも部分的に減衰機械的振動)を吸収
するために触媒コンバーター要素またはディーゼル機関
の粒子フィルター要素および金属ケースの間に配置され
た本発明の取付用マット;から成る触媒コンバーターま
たはディーゼル機関の粒子フィルターを提供する。
ス;金属ケース内に配置された触媒コンバーター要素ま
たはディーゼル機関の粒子フィルター要素;および触媒
コンバーター要素またはディーゼル機関の粒子フィルタ
ー要素を金属ケース内に配置するため、および機械的振
動(即ち、少なくとも部分的に減衰機械的振動)を吸収
するために触媒コンバーター要素またはディーゼル機関
の粒子フィルター要素および金属ケースの間に配置され
た本発明の取付用マット;から成る触媒コンバーターま
たはディーゼル機関の粒子フィルターを提供する。
【0006】他の態様では、本発明により、(a)金属ケ
ース;(b)金属ケース内に配置された触媒コンバーター
要素またはディーゼル機関の粒子フィルター要素;(c)
第1の側面エッジおよび反対側の第2の側面エッジを有
する高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュ取付用マッ
トであって、該取付用マットが、触媒コンバーター要素
またはディーゼル機関の粒子フィルター要素を金属ケー
ス内に配置するためおよび機械的振動を吸収するため
に、触媒コンバーター要素またはディーゼル機関の粒子
フィルター要素および金属ケースの間に配置されている
取付用マット;(d)金属ケースおよび触媒コンバーター
要素またはディーゼル機関の粒子フィルター要素の間に
配置され、取付用マットの第1または第2の側面エッジ
の少なくとも一方に対して配置されて、高温の衝突ガス
にさらすと、側面エッジを通過するガスの侵入を減じる
のに充分な量の高温封止材料;から成る触媒コンバータ
ーまたはディーゼル機関の粒子フィルターを提供する。
ース;(b)金属ケース内に配置された触媒コンバーター
要素またはディーゼル機関の粒子フィルター要素;(c)
第1の側面エッジおよび反対側の第2の側面エッジを有
する高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュ取付用マッ
トであって、該取付用マットが、触媒コンバーター要素
またはディーゼル機関の粒子フィルター要素を金属ケー
ス内に配置するためおよび機械的振動を吸収するため
に、触媒コンバーター要素またはディーゼル機関の粒子
フィルター要素および金属ケースの間に配置されている
取付用マット;(d)金属ケースおよび触媒コンバーター
要素またはディーゼル機関の粒子フィルター要素の間に
配置され、取付用マットの第1または第2の側面エッジ
の少なくとも一方に対して配置されて、高温の衝突ガス
にさらすと、側面エッジを通過するガスの侵入を減じる
のに充分な量の高温封止材料;から成る触媒コンバータ
ーまたはディーゼル機関の粒子フィルターを提供する。
【0007】本出願において、本明細書中で用いる「高
耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュ取付用マット」ま
たは「高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュマット」
の語により、取付用マットをモノリスまたは複合物品お
よび支持体の間に位置または配置する適用において(例
えば、触媒コンバーターまたはディーゼル機関の粒子フ
ィルター、金属ケースの場合)、少なくとも300℃の温
度で取付用マットとして用いるのに適した波形、金属ワ
イヤーメッシュ材料を表す。「バインダー材料」の語に
より、可撓性を付与し、ガラス粒子を保持する高温封止
材料のポリマーおよび他の有機成分を表す。「弾性(res
ilient)」の語により、シートまたはマットが不都合に
曲がり、亀裂を生じる事なく湾曲表面に順応する(即
ち、湾曲表面の周囲を覆う)シートまたはマットの能力
を表す。「順応性(conformable)」の語により、使用温
度までの加熱時、使用温度からの冷却時および使用温度
での寸法変化に順応するエッジ保護材料の能力を表す。
「ガラスフリット(glas frit)」の語により、溶融およ
び急冷して(例えば、水または空気中で)、小さく脆い
ガラス粒子を形成するガラス(例えば、シリケートガラ
ス)を表す。本明細書中で用いるように「ガラス(glas
s)」により、無定形の(即ち、結晶相の存在を示すよう
な明瞭な線のない散乱X線回折パターンを有する材料)
無機酸化物材料を表す。
耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュ取付用マット」ま
たは「高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュマット」
の語により、取付用マットをモノリスまたは複合物品お
よび支持体の間に位置または配置する適用において(例
えば、触媒コンバーターまたはディーゼル機関の粒子フ
ィルター、金属ケースの場合)、少なくとも300℃の温
度で取付用マットとして用いるのに適した波形、金属ワ
イヤーメッシュ材料を表す。「バインダー材料」の語に
より、可撓性を付与し、ガラス粒子を保持する高温封止
材料のポリマーおよび他の有機成分を表す。「弾性(res
ilient)」の語により、シートまたはマットが不都合に
曲がり、亀裂を生じる事なく湾曲表面に順応する(即
ち、湾曲表面の周囲を覆う)シートまたはマットの能力
を表す。「順応性(conformable)」の語により、使用温
度までの加熱時、使用温度からの冷却時および使用温度
での寸法変化に順応するエッジ保護材料の能力を表す。
「ガラスフリット(glas frit)」の語により、溶融およ
び急冷して(例えば、水または空気中で)、小さく脆い
ガラス粒子を形成するガラス(例えば、シリケートガラ
ス)を表す。本明細書中で用いるように「ガラス(glas
s)」により、無定形の(即ち、結晶相の存在を示すよう
な明瞭な線のない散乱X線回折パターンを有する材料)
無機酸化物材料を表す。
【0008】高温封止材料を使用することにより、例え
ば触媒コンバーター要素の、例えば取付用マットを迂回
する排気ガスの問題を解決する。
ば触媒コンバーター要素の、例えば取付用マットを迂回
する排気ガスの問題を解決する。
【0009】本発明の取付用マットは典型的な弾性材料
である。
である。
【0010】図1に関して、触媒コンバーター(または
ディーゼル機関の粒子フィルター)10は、一般的にそれ
ぞれ円錐形の入口および出口12および13を有する金属ケ
ース11を有する。ケース11の内部には多数のガス流経路
21を有する蜂の巣状セラミックまたは金属製のモノリシ
ック触媒コンバーター要素(またはディーゼル機関の粒
子フィルター要素)20を配置している。触媒コンバータ
ー要素(またはディーゼル機関の粒子フィルター要素)
20の周囲には、側面エッジ33および高温封止材料34を有
する高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュマット32が
ある。取付用マット30はケース11内に触媒コンバーター
要素(またはディーゼル機関の粒子フィルター要素)20
をしっかりと、しかし弾性的に支持する。高温封止材料
34はマット32を通過する排気ガスの侵入を減じる(たぶ
ん、最小とする)。高温封止材料を入口、出口または両
方に存在し得る。
ディーゼル機関の粒子フィルター)10は、一般的にそれ
ぞれ円錐形の入口および出口12および13を有する金属ケ
ース11を有する。ケース11の内部には多数のガス流経路
21を有する蜂の巣状セラミックまたは金属製のモノリシ
ック触媒コンバーター要素(またはディーゼル機関の粒
子フィルター要素)20を配置している。触媒コンバータ
ー要素(またはディーゼル機関の粒子フィルター要素)
20の周囲には、側面エッジ33および高温封止材料34を有
する高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュマット32が
ある。取付用マット30はケース11内に触媒コンバーター
要素(またはディーゼル機関の粒子フィルター要素)20
をしっかりと、しかし弾性的に支持する。高温封止材料
34はマット32を通過する排気ガスの侵入を減じる(たぶ
ん、最小とする)。高温封止材料を入口、出口または両
方に存在し得る。
【0011】図2は組み立てた触媒コンバーター(また
はディーゼル機関の粒子フィルター)10の部分断面図で
あり、ここで取付用マット30は金属ケース11の内部に位
置する触媒コンバーター要素(またはディーゼル機関の
粒子フィルター要素)20の周囲を覆っている。
はディーゼル機関の粒子フィルター)10の部分断面図で
あり、ここで取付用マット30は金属ケース11の内部に位
置する触媒コンバーター要素(またはディーゼル機関の
粒子フィルター要素)20の周囲を覆っている。
【0012】図3には取付用マット30Aの部分図を示
し、ここで高温封止材料34Aを接着テープ36Aにより高耐
熱性、波形、金属ワイヤーメッシュマット32Aに固定す
る。図4には取付用マット30Bの部分図を示し、ここで
ワイヤースクリーン38Bにより高温封止材料34Bを高耐熱
性、波形、金属ワイヤーメッシュマット32Bに固定して
いる。図5には、高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシ
ュマット32Cを有する取付用マット30Cの部分図を示し、
ここではエッジ保護材料34Cをセラミック繊維(または金
属ワイヤー)40で補強している。図6には、それぞれエ
ッジ54および55、およびエッジ54および55の隣に位置す
る高温封止材料56および57を有する高耐熱性、波形、金
属ワイヤーメッシュマット52を備えたを取付用マット50
を示す。
し、ここで高温封止材料34Aを接着テープ36Aにより高耐
熱性、波形、金属ワイヤーメッシュマット32Aに固定す
る。図4には取付用マット30Bの部分図を示し、ここで
ワイヤースクリーン38Bにより高温封止材料34Bを高耐熱
性、波形、金属ワイヤーメッシュマット32Bに固定して
いる。図5には、高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシ
ュマット32Cを有する取付用マット30Cの部分図を示し、
ここではエッジ保護材料34Cをセラミック繊維(または金
属ワイヤー)40で補強している。図6には、それぞれエ
ッジ54および55、およびエッジ54および55の隣に位置す
る高温封止材料56および57を有する高耐熱性、波形、金
属ワイヤーメッシュマット52を備えたを取付用マット50
を示す。
【0013】図7に関して、触媒コンバーター(または
ディーゼル機関の粒子フィルター)89は、一般的にそれ
ぞれ円錐形の入口および出口81および82を有する金属ケ
ース11を有する。ケース80の内部には多数のガス流経路
84を有する蜂の巣状セラミックまたは金属製のモノリシ
ック触媒コンバーター要素(またはディーゼル機関の粒
子フィルター要素)83を配置している。触媒コンバータ
ー要素(またはディーゼル機関の粒子フィルター要素)
83の周囲には、高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュ
取付用マット86がある。取付用マット86はケース80内に
触媒コンバーター要素(またはディーゼル機関の粒子フ
ィルター要素)83をしっかりと、しかし弾性的に支持す
る。要すればマット86に対して隙間を残して配置する高
温封止材料87は、高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシ
ュ取付用マット86の側面エッジ88を通過する侵入を減じ
る(たぶん、最小とする)。高温封止材料を入口、出口
または両方に存在し得る。
ディーゼル機関の粒子フィルター)89は、一般的にそれ
ぞれ円錐形の入口および出口81および82を有する金属ケ
ース11を有する。ケース80の内部には多数のガス流経路
84を有する蜂の巣状セラミックまたは金属製のモノリシ
ック触媒コンバーター要素(またはディーゼル機関の粒
子フィルター要素)83を配置している。触媒コンバータ
ー要素(またはディーゼル機関の粒子フィルター要素)
83の周囲には、高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュ
取付用マット86がある。取付用マット86はケース80内に
触媒コンバーター要素(またはディーゼル機関の粒子フ
ィルター要素)83をしっかりと、しかし弾性的に支持す
る。要すればマット86に対して隙間を残して配置する高
温封止材料87は、高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシ
ュ取付用マット86の側面エッジ88を通過する侵入を減じ
る(たぶん、最小とする)。高温封止材料を入口、出口
または両方に存在し得る。
【0014】図8は組み立てた触媒コンバーター(また
はディーゼル機関の粒子フィルター)89の部分断面図で
あり、ここで取付用マット86は金属ケース80の内部に位
置する触媒コンバーターモノリス(またはディーゼル機
関の粒子フィルター要素)83の周囲を覆っている。
はディーゼル機関の粒子フィルター)89の部分断面図で
あり、ここで取付用マット86は金属ケース80の内部に位
置する触媒コンバーターモノリス(またはディーゼル機
関の粒子フィルター要素)83の周囲を覆っている。
【0015】図9には、エッジ76および77、およびマ
ット70に(例えば、マット内に)埋設する高温封止材料
75を有する高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュマッ
ト72を備えたを取付用マット70を示す。図10は組み立て
た触媒コンバーター(またはディーゼル機関の粒子フィ
ルター)の部分断面図であり、ここで取付用マット70は
金属ケース69の内部に位置する触媒コンバーター要素
(またはディーゼル機関の粒子フィルター要素)73の周
囲を覆っている。更に、高温封止材料の一部がワイヤー
メッシュマット内に存在し、かつ一部が主な外側表面に
位置し得る。
ット70に(例えば、マット内に)埋設する高温封止材料
75を有する高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュマッ
ト72を備えたを取付用マット70を示す。図10は組み立て
た触媒コンバーター(またはディーゼル機関の粒子フィ
ルター)の部分断面図であり、ここで取付用マット70は
金属ケース69の内部に位置する触媒コンバーター要素
(またはディーゼル機関の粒子フィルター要素)73の周
囲を覆っている。更に、高温封止材料の一部がワイヤー
メッシュマット内に存在し、かつ一部が主な外側表面に
位置し得る。
【0016】金属ケースを、当業者に公知であるそのよ
うな用途に適した金属から作成する。好ましくは、金属
ケースはステンレス鋼製である。
うな用途に適した金属から作成する。好ましくは、金属
ケースはステンレス鋼製である。
【0017】そのモノリシックな形状物は、例えば触媒
コンバーター要素またはディーゼル機関の粒子フィルタ
ー要素で有り得る。適した触媒コンバーター要素は当業
者に公知であり、かつ金属またはセラミック製のものを
含む。有用な触媒コンバーター要素は、例えば米国特許
第RE27,747号(ジョンソン(Johnson))に開示されてい
る。
コンバーター要素またはディーゼル機関の粒子フィルタ
ー要素で有り得る。適した触媒コンバーター要素は当業
者に公知であり、かつ金属またはセラミック製のものを
含む。有用な触媒コンバーター要素は、例えば米国特許
第RE27,747号(ジョンソン(Johnson))に開示されてい
る。
【0018】更に、セラミック触媒コンバーター要素は
例えば、ニューヨーク州コーニング(Corning)のコーニ
ング(Corning)社および日本国名古屋のNGKインシュ
レーター(Insulator)社から市販されている。例えば、
蜂の巣状セラミック触媒支持体は、コーニング社から商
品名「セルカー(CELCOR)」およびNGKインシュレータ
ー社から商品名「ハニークリーム(HONEYCREAM)」で市販
されている。金属触媒コンバーター要素は、独国のベー
ル(Behr)GmbH社から市販されている。
例えば、ニューヨーク州コーニング(Corning)のコーニ
ング(Corning)社および日本国名古屋のNGKインシュ
レーター(Insulator)社から市販されている。例えば、
蜂の巣状セラミック触媒支持体は、コーニング社から商
品名「セルカー(CELCOR)」およびNGKインシュレータ
ー社から商品名「ハニークリーム(HONEYCREAM)」で市販
されている。金属触媒コンバーター要素は、独国のベー
ル(Behr)GmbH社から市販されている。
【0019】触媒モノリスに関する更なる説明として、
例えばストルーム(Stroom)等の「システムズ・アプロー
チ・トゥー・パッケージング・デザイン・フォー・オートモ
ーティブ・キャタリティック・コンバーターズ(Systems A
pproach to Packaging Designfor Automotive Catalyti
c Converters)」論文第900500号、SAEテクニカル・ペー
パー・シリーズ(Technical Paper Series)、1990年;ホ
ーウィット(Howitt)の「シン・フォール・セラミックス・
アズ・モノリシック・キャタリスト・サポーツ(ThinWall C
eramics as Monolithic Catalyst Supports)」論文第80
0082号、SAEテクニカル・ペーパー・シリーズ(Technical
Paper Series)、1980年;およびホーウィット(Howitt)
等の「フロー・エフェクト・イン・モノリシック・ハニーコ
ーム・オートモーティブ・キャタリティック・コンバータ
ーズ(Flow Effect in Monolithic Honeycomb Automotiv
e Catalytic Converters)」論文第740244号、SAEテクニ
カル・ペーパー・シリーズ(Technical Paper Series)、19
74年を参照せよ。
例えばストルーム(Stroom)等の「システムズ・アプロー
チ・トゥー・パッケージング・デザイン・フォー・オートモ
ーティブ・キャタリティック・コンバーターズ(Systems A
pproach to Packaging Designfor Automotive Catalyti
c Converters)」論文第900500号、SAEテクニカル・ペー
パー・シリーズ(Technical Paper Series)、1990年;ホ
ーウィット(Howitt)の「シン・フォール・セラミックス・
アズ・モノリシック・キャタリスト・サポーツ(ThinWall C
eramics as Monolithic Catalyst Supports)」論文第80
0082号、SAEテクニカル・ペーパー・シリーズ(Technical
Paper Series)、1980年;およびホーウィット(Howitt)
等の「フロー・エフェクト・イン・モノリシック・ハニーコ
ーム・オートモーティブ・キャタリティック・コンバータ
ーズ(Flow Effect in Monolithic Honeycomb Automotiv
e Catalytic Converters)」論文第740244号、SAEテクニ
カル・ペーパー・シリーズ(Technical Paper Series)、19
74年を参照せよ。
【0020】触媒コンバーター要素上に被覆する触媒材
料は当業者に公知のもの(例えば、ルテニウム、オスミ
ウム、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウムお
よび白金等の金属、および五酸化バナジウムおよび二酸
化チタニウム等の金属酸化物)である。触媒被膜に関す
る更なる説明として、例えば米国特許第3,441,381号
(ケイス(Keith)等)を参照せよ。
料は当業者に公知のもの(例えば、ルテニウム、オスミ
ウム、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウムお
よび白金等の金属、および五酸化バナジウムおよび二酸
化チタニウム等の金属酸化物)である。触媒被膜に関す
る更なる説明として、例えば米国特許第3,441,381号
(ケイス(Keith)等)を参照せよ。
【0021】従来のモノリシックタイプのディーゼル機
関の粒子フィルター要素は、通常は蜂の巣状の、多孔
性、結晶性セラミック(例えば、きん青石)材料から成
るウォール・フロー(wall flow)フィルターである。通
常、蜂の巣構造のセルを交互にふさぎ、排気ガスをある
セルに入れ、あるセルの多孔性の壁(wall)を通過させて
他のセルからその構造を出るようにしている。ディーゼ
ル機関の粒子フィルター要素の大きさは、特定用途の必
要性に依存する。有用なディーゼル機関の粒子フィルタ
ー要素は例えば、ニューヨーク州コーニング(Corning)
のコーニング(Corning)社および日本国名古屋のNGK
インシュレーター(Insulator)社から市販されている。
更に、有用なディーゼル機関の粒子フィルターは、ホー
ウィット(Howitt)等の「セルラー・セラミック・ディーゼ
ル・パーティキュレイト・フィルター(Cellular Ceramic
Diesel Particulate Filter)」論文第810114号、SAEテ
クニカル・ペーパー・シリーズ(Technical Paper Serie
s)、1981年で議論されている。
関の粒子フィルター要素は、通常は蜂の巣状の、多孔
性、結晶性セラミック(例えば、きん青石)材料から成
るウォール・フロー(wall flow)フィルターである。通
常、蜂の巣構造のセルを交互にふさぎ、排気ガスをある
セルに入れ、あるセルの多孔性の壁(wall)を通過させて
他のセルからその構造を出るようにしている。ディーゼ
ル機関の粒子フィルター要素の大きさは、特定用途の必
要性に依存する。有用なディーゼル機関の粒子フィルタ
ー要素は例えば、ニューヨーク州コーニング(Corning)
のコーニング(Corning)社および日本国名古屋のNGK
インシュレーター(Insulator)社から市販されている。
更に、有用なディーゼル機関の粒子フィルターは、ホー
ウィット(Howitt)等の「セルラー・セラミック・ディーゼ
ル・パーティキュレイト・フィルター(Cellular Ceramic
Diesel Particulate Filter)」論文第810114号、SAEテ
クニカル・ペーパー・シリーズ(Technical Paper Serie
s)、1981年で議論されている。
【0022】好適な高耐熱性、波形、金属(例えば、ス
テンレス鋼)ワイヤーメッシュ取付用マットは当業者に
公知であり、ロードアイランド州ウーンソケット(Woons
ocket)のACSインダストリーズ(Industries)から市販
されている。ACSインダストリーの好ましいマット31
0または316ステンレス鋼製で、約0.25mm(0.010インチ)
の直径、約5.1mm(0.20インチ)厚、1cm当たり約1.2の波
形を有する。適する高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッ
シュ取付用マットは例えば、米国特許第4,683,010号
(ハートマン(Hartmann))に開示されている。
テンレス鋼)ワイヤーメッシュ取付用マットは当業者に
公知であり、ロードアイランド州ウーンソケット(Woons
ocket)のACSインダストリーズ(Industries)から市販
されている。ACSインダストリーの好ましいマット31
0または316ステンレス鋼製で、約0.25mm(0.010インチ)
の直径、約5.1mm(0.20インチ)厚、1cm当たり約1.2の波
形を有する。適する高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッ
シュ取付用マットは例えば、米国特許第4,683,010号
(ハートマン(Hartmann))に開示されている。
【0023】取付用マットをどんな所望のサイズおよび
形状にも切断し得る。本発明の取付用マットのサイズお
よび形状は用途の必要性に依存する。例えば、自動車用
触媒コンバーターは通常、ディーゼル機関用コンバータ
ーより小さく、一般的に付随してより小さい取付用マッ
トが必要である。取付用マットを積みかさね得、そして
一層以上のマットでモノリスの周囲を覆う。通常、各々
の金属メッシュ材料の厚さは約3〜約8mmの範囲であ
る。
形状にも切断し得る。本発明の取付用マットのサイズお
よび形状は用途の必要性に依存する。例えば、自動車用
触媒コンバーターは通常、ディーゼル機関用コンバータ
ーより小さく、一般的に付随してより小さい取付用マッ
トが必要である。取付用マットを積みかさね得、そして
一層以上のマットでモノリスの周囲を覆う。通常、各々
の金属メッシュ材料の厚さは約3〜約8mmの範囲であ
る。
【0024】高温封止材料は好ましくは、高温封止材料
の総重量を基本にして、約15〜約85(より好ましくは、
約25〜約75および最も好ましくは、約35〜約45)重量%
の範囲でバインダー材料を含有し、約85〜約15(より好
ましくは、約75〜約25、および最も好ましくは、約60〜
約30)重量%の範囲でガラス粒子を分散している。
の総重量を基本にして、約15〜約85(より好ましくは、
約25〜約75および最も好ましくは、約35〜約45)重量%
の範囲でバインダー材料を含有し、約85〜約15(より好
ましくは、約75〜約25、および最も好ましくは、約60〜
約30)重量%の範囲でガラス粒子を分散している。
【0025】高温封止材料に適する有機バインダー材料
には、水性ポリマーエマルジョンおよび溶剤ベースポリ
マー、および100%固形分ポリマーを含む。溶剤ベース
ポリマーバインダーには、例えばアクリル樹脂、ポリウ
レタン、または可撓性を付与するゴムベースの有機ポリ
マーを含み得る。100%固形分ポリマーには、天然ゴ
ム、スチレン-ブタジエンゴムおよび他のエラストマー
を含む。
には、水性ポリマーエマルジョンおよび溶剤ベースポリ
マー、および100%固形分ポリマーを含む。溶剤ベース
ポリマーバインダーには、例えばアクリル樹脂、ポリウ
レタン、または可撓性を付与するゴムベースの有機ポリ
マーを含み得る。100%固形分ポリマーには、天然ゴ
ム、スチレン-ブタジエンゴムおよび他のエラストマー
を含む。
【0026】バインダー材料には、粘着付与剤、可塑剤
またはその両者の内、少なくとも1つを含み得る。粘着
付与剤または粘着付与樹脂は炭化水素類または変性樹脂
エステル類であり得、通常は接着剤型特性をポリマーに
付与する。粘着付与剤は、バインダー、ガラス粒子およ
び充填材を共に保持することを補助する。可塑剤はポリ
マーマトリックスを軟化する傾向があり、そしてそれに
より高温封止材料に可撓性および成形適性を付与する。
高温封止材料は、可撓性および成形適性を有し、例えば
触媒コンバーター要素および金属ケースの間の隙間の形
状に順応し得ることが望ましい。
またはその両者の内、少なくとも1つを含み得る。粘着
付与剤または粘着付与樹脂は炭化水素類または変性樹脂
エステル類であり得、通常は接着剤型特性をポリマーに
付与する。粘着付与剤は、バインダー、ガラス粒子およ
び充填材を共に保持することを補助する。可塑剤はポリ
マーマトリックスを軟化する傾向があり、そしてそれに
より高温封止材料に可撓性および成形適性を付与する。
高温封止材料は、可撓性および成形適性を有し、例えば
触媒コンバーター要素および金属ケースの間の隙間の形
状に順応し得ることが望ましい。
【0027】好ましくは、有機バインダー材料には水性
アクリル樹脂エマルジョンを含む。耐老化性を有し、非
腐食性燃焼生成物を提供することから、アクリル樹脂エ
マルジョンが好ましい。有用なアクリル樹脂エマルジョ
ンには、ペンシルバニア州フィラデルフィア(Philadelp
hia)のローム・アンド・ハース(Rohm and Haas)社から商
品名「ロープレックス(RHOPLEX)TR-934」(固形分44.5
重量%の水性アクリル樹脂エマルジョン)および「ロー
プレックス(RHOPLEX)HA-8」(固形分44.5重量%のアク
リル樹脂コポリマーの水性エマルジョン)で市販のもの
を含む。好ましいアクリル樹脂エマルジョンとしては、
マサチューセッツ州ウィルミントン(Wilmington)のIC
Iレジンズ(Resins)US社から商品名「ネオクリル(NEOCR
YL)XA-2022」(固形分60.5%のアクリル樹脂の水性分散
体)を市販している。
アクリル樹脂エマルジョンを含む。耐老化性を有し、非
腐食性燃焼生成物を提供することから、アクリル樹脂エ
マルジョンが好ましい。有用なアクリル樹脂エマルジョ
ンには、ペンシルバニア州フィラデルフィア(Philadelp
hia)のローム・アンド・ハース(Rohm and Haas)社から商
品名「ロープレックス(RHOPLEX)TR-934」(固形分44.5
重量%の水性アクリル樹脂エマルジョン)および「ロー
プレックス(RHOPLEX)HA-8」(固形分44.5重量%のアク
リル樹脂コポリマーの水性エマルジョン)で市販のもの
を含む。好ましいアクリル樹脂エマルジョンとしては、
マサチューセッツ州ウィルミントン(Wilmington)のIC
Iレジンズ(Resins)US社から商品名「ネオクリル(NEOCR
YL)XA-2022」(固形分60.5%のアクリル樹脂の水性分散
体)を市販している。
【0028】好ましい有機バインダー材料には、得られ
る分散体の総重量を基本として、約20〜約40重量%の範
囲のアクリル樹脂、約40〜約20重量%の範囲の可塑剤
(例えば、ミズーリ州セントルイス(St.Louis)のモンサ
ント(Monsanto)社から商品名「サンティサイザー(SANTI
CIZER)148」(イソデシルジフェニルジホスフェート)で
市販のもの)、約40〜約20重量%の範囲の粘着付与剤
(例えば、カナダ国トロント(Toronto)のエカ・ノーベル
(Eka Nobel)社から商品名「スノータック(SNOWTACK)820
A」(50重量%の水性ロジン分散体;ロジン融点:55℃)で
市販のもののようなロジン粘着付与剤)を含有する。こ
れら範囲により、バインダー材料の所望の可撓性および
使用温度まで加熱する間に燃焼する有機バインダーの量
を最少にすることの妥協点を提供する。
る分散体の総重量を基本として、約20〜約40重量%の範
囲のアクリル樹脂、約40〜約20重量%の範囲の可塑剤
(例えば、ミズーリ州セントルイス(St.Louis)のモンサ
ント(Monsanto)社から商品名「サンティサイザー(SANTI
CIZER)148」(イソデシルジフェニルジホスフェート)で
市販のもの)、約40〜約20重量%の範囲の粘着付与剤
(例えば、カナダ国トロント(Toronto)のエカ・ノーベル
(Eka Nobel)社から商品名「スノータック(SNOWTACK)820
A」(50重量%の水性ロジン分散体;ロジン融点:55℃)で
市販のもののようなロジン粘着付与剤)を含有する。こ
れら範囲により、バインダー材料の所望の可撓性および
使用温度まで加熱する間に燃焼する有機バインダーの量
を最少にすることの妥協点を提供する。
【0029】好適なガラス粒子組成物はガラス組成物配
合の当業者に公知である。そのようなガラスには、リチ
ウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウ
ムのケイ酸化物およびそれらの組合せを包含し得る。他
の金属酸化物、例えば、ボリア(boria)およびアルミ
ナ、および遷移金属(クロム、鉄、コバルトおよび亜
鉛)の酸化物を通常ガラスに使用し、ガラス組成物中に
存在してもよい。特定用途に選択されるガラス組成物
は、使用温度でガラスが接触する材料(例えば、高温封
止材料の他の成分、および例えば、触媒コンバーターの
場合、ケースおよび触媒コンバーター要素)と適合する
ように選択する。
合の当業者に公知である。そのようなガラスには、リチ
ウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウ
ムのケイ酸化物およびそれらの組合せを包含し得る。他
の金属酸化物、例えば、ボリア(boria)およびアルミ
ナ、および遷移金属(クロム、鉄、コバルトおよび亜
鉛)の酸化物を通常ガラスに使用し、ガラス組成物中に
存在してもよい。特定用途に選択されるガラス組成物
は、使用温度でガラスが接触する材料(例えば、高温封
止材料の他の成分、および例えば、触媒コンバーターの
場合、ケースおよび触媒コンバーター要素)と適合する
ように選択する。
【0030】更に、選択されるガラス組成物は、使用温
度で高温封止材料の機能に顕著に影響を及ぼすほど流動
すべきではない。最も好ましくは、使用温度でのガラス
は軟化し、凝集塊を形成する。
度で高温封止材料の機能に顕著に影響を及ぼすほど流動
すべきではない。最も好ましくは、使用温度でのガラス
は軟化し、凝集塊を形成する。
【0031】好ましいケイ酸ガラスは、デラウェア州ウ
ィルミントン(Wilmington)のICIアメリカ(America)
から商品名「シープリー・ファイアー・バリヤー・フィラ
ー(CEEPREE FIRE BARRIER FILLER)グレードC-200」(密
度:2.68g/cm3;吸油量:20g/100g;比表面積:0.7m2/g;
水分含有量:<1%;モース硬度:4;屈折率:1.52〜1.5
8;および平均粒子サイズ:30μm)で市販されている。
ィルミントン(Wilmington)のICIアメリカ(America)
から商品名「シープリー・ファイアー・バリヤー・フィラ
ー(CEEPREE FIRE BARRIER FILLER)グレードC-200」(密
度:2.68g/cm3;吸油量:20g/100g;比表面積:0.7m2/g;
水分含有量:<1%;モース硬度:4;屈折率:1.52〜1.5
8;および平均粒子サイズ:30μm)で市販されている。
【0032】ガラス粒子は、中実粒子またはビーズ、ま
たは中空球で有り得る。ガラス粒子のサイズは特定用途
の必要性に依存する。通常、ガラス粒子は約300μmの平
均粒子サイズを有する。サイズが300μm以下のガラス粒
子は、通常バインダー材料内により分散し易い。高温封
止材料は更に添加剤、例えば充填材および増量剤を含有
し得る。充填材および増量剤は高温封止材料の約65重量
%まで含有してもよい。好ましくは、これらの材料は高
温封止材料の約50重量%以下を含有する。
たは中空球で有り得る。ガラス粒子のサイズは特定用途
の必要性に依存する。通常、ガラス粒子は約300μmの平
均粒子サイズを有する。サイズが300μm以下のガラス粒
子は、通常バインダー材料内により分散し易い。高温封
止材料は更に添加剤、例えば充填材および増量剤を含有
し得る。充填材および増量剤は高温封止材料の約65重量
%まで含有してもよい。好ましくは、これらの材料は高
温封止材料の約50重量%以下を含有する。
【0033】好適な充填材には、水和金属酸化物(例え
ば、ケイ酸ナトリウム)およびホウ酸化物(例えば、ホ
ウ酸およびホウ酸亜鉛)を含む。好ましくは、充填材は
相対的に水に不溶性および化学的に不活性である。耐火
性材料、例えばベントナイト、またはカオリン型クレー
およびヒル石を充填材として使用することにより、有効
寿命および/または高温封止材料の使用温度を増加し得
る。ヒル石の形態には、非発泡ヒル石(即ち、鉱石のよ
うな)、発泡ヒル石(即ち、剥離したものとしても既知
の熱処理した)または離層ヒル石を含む。
ば、ケイ酸ナトリウム)およびホウ酸化物(例えば、ホ
ウ酸およびホウ酸亜鉛)を含む。好ましくは、充填材は
相対的に水に不溶性および化学的に不活性である。耐火
性材料、例えばベントナイト、またはカオリン型クレー
およびヒル石を充填材として使用することにより、有効
寿命および/または高温封止材料の使用温度を増加し得
る。ヒル石の形態には、非発泡ヒル石(即ち、鉱石のよ
うな)、発泡ヒル石(即ち、剥離したものとしても既知
の熱処理した)または離層ヒル石を含む。
【0034】発泡ヒル石は有用な高温封止材料組成物を
提供するが、離層ヒル石が好ましい。離層ヒル石は粉末
状であり、例えば非発泡ヒル石または発泡ヒル石をボー
ルミルまたは高剪断混合することにより調製し得る。充
填材は、粒子およびチョップトファイバーを含む様々な
形状で有り得る。繊維は湿式または乾式ボールミルを含
む従来の技術により細かくし得る。有用な繊維には、グ
ラファイト、シリカ、アルミナ-シリカ、カルシア(calc
ia)-シリカ、アスベストおよびガラス繊維を含む。アル
ミノシリケート繊維は例えば、ジョージア州オーガスタ
(Augusta)のサーマル・セラミックス(Thermal Ceramics)
社から商品名「セラファイバー(CERAFIBER)」で市販さ
れている。
提供するが、離層ヒル石が好ましい。離層ヒル石は粉末
状であり、例えば非発泡ヒル石または発泡ヒル石をボー
ルミルまたは高剪断混合することにより調製し得る。充
填材は、粒子およびチョップトファイバーを含む様々な
形状で有り得る。繊維は湿式または乾式ボールミルを含
む従来の技術により細かくし得る。有用な繊維には、グ
ラファイト、シリカ、アルミナ-シリカ、カルシア(calc
ia)-シリカ、アスベストおよびガラス繊維を含む。アル
ミノシリケート繊維は例えば、ジョージア州オーガスタ
(Augusta)のサーマル・セラミックス(Thermal Ceramics)
社から商品名「セラファイバー(CERAFIBER)」で市販さ
れている。
【0035】耐火性材料、例えばクレーを使用して、高
温封止材料の高温耐久性を向上してもよい。そのような
耐火性材料は、高温封止材料の総重量に対して40重量%
以下存在することが好ましい。
温封止材料の高温耐久性を向上してもよい。そのような
耐火性材料は、高温封止材料の総重量に対して40重量%
以下存在することが好ましい。
【0036】増量剤(例えば、珪砂)を添加してその有
効性を減じることなく混合物のコストを低下することを
追加し得る。
効性を減じることなく混合物のコストを低下することを
追加し得る。
【0037】好ましくは、バインダー材料は、乾燥後で
も高温封止材料の順応性または成形適性を向上する粘着
付与剤および可塑剤を含む。
も高温封止材料の順応性または成形適性を向上する粘着
付与剤および可塑剤を含む。
【0038】高温封止材料を、バインダー材料、ガラス
粒子およびどんな任意の添加剤を共に混合することによ
り調製し得る。要すれば、水、分散体、粘着付与剤、可
塑剤および/または界面活性剤を独立して添加し、それ
ら成分の混合を補助し、および/または混合物の粘度を
調整し得る。構成成分の混合を、手撹拌またはムガール
(mogul)ミキサーを用いた撹拌を含むどんな便利な方法
を用いて行ってもよい。得られる混合物は、通常は粘性
を有し、次いで所望の形状にし得る。例えば、得られる
混合物をシートにして、ストリップに切断し、次いで数
時間(例えば、空気中で)乾燥し、例えば取付用マットの
エッジに適用する。更に、その粘性塊を様々な形状に押
出し、取付用マットのエッジに取付け又は固定し得、ま
たは所望の形状に押出し空気中で乾燥して適用し得る。
粒子およびどんな任意の添加剤を共に混合することによ
り調製し得る。要すれば、水、分散体、粘着付与剤、可
塑剤および/または界面活性剤を独立して添加し、それ
ら成分の混合を補助し、および/または混合物の粘度を
調整し得る。構成成分の混合を、手撹拌またはムガール
(mogul)ミキサーを用いた撹拌を含むどんな便利な方法
を用いて行ってもよい。得られる混合物は、通常は粘性
を有し、次いで所望の形状にし得る。例えば、得られる
混合物をシートにして、ストリップに切断し、次いで数
時間(例えば、空気中で)乾燥し、例えば取付用マットの
エッジに適用する。更に、その粘性塊を様々な形状に押
出し、取付用マットのエッジに取付け又は固定し得、ま
たは所望の形状に押出し空気中で乾燥して適用し得る。
【0039】例えば図5に示すような補強繊維または高
温封止材料内に分散させたチョップトファイバーとして
の用途に適する繊維には、アルミノシリケート繊維(例
えば、3M社からの商品名「ネクステル(NEXTEL)312セ
ラミック・ファイバーズ(CERAMIC FIBERS)」、「ネクス
テル(NEXTEL)440セラミック・ファイバーズ(CERAMIC FIB
ERS)」および「ネクステル(NEXTEL)550セラミック・ファ
イバーズ(CERAMIC FIBERS)」、ニューヨーク州ナイアガ
ラ・フォールズ(Niagara Falls)のカーボランダム(Carbo
rundum)社からの商品名「ファイバーフラックス(FIBERF
RAX)7000M」、ジョージア州オーガスタ(Augusta)のサー
マル・セラミックス(Thermal Ceramics)社から商品名
「セラファイバー(CERAFIBER)」で市販)、およびステ
ンレス鋼繊維(例えば、ジョージア州アトランタ(Atlan
ta)のベカート・スチール・ワイヤー(Bekaert Steel Wir
e)社から商品名「ベキ-シールド(BEKI-SHIELD)GR90/C2/
2」で市販)を含む。好適なセラミック繊維も米国特許
第3,795,524号(ソウマン(Sowman))および同4,047,965
号(カースト(Karst)等)に開示されている。
温封止材料内に分散させたチョップトファイバーとして
の用途に適する繊維には、アルミノシリケート繊維(例
えば、3M社からの商品名「ネクステル(NEXTEL)312セ
ラミック・ファイバーズ(CERAMIC FIBERS)」、「ネクス
テル(NEXTEL)440セラミック・ファイバーズ(CERAMIC FIB
ERS)」および「ネクステル(NEXTEL)550セラミック・ファ
イバーズ(CERAMIC FIBERS)」、ニューヨーク州ナイアガ
ラ・フォールズ(Niagara Falls)のカーボランダム(Carbo
rundum)社からの商品名「ファイバーフラックス(FIBERF
RAX)7000M」、ジョージア州オーガスタ(Augusta)のサー
マル・セラミックス(Thermal Ceramics)社から商品名
「セラファイバー(CERAFIBER)」で市販)、およびステ
ンレス鋼繊維(例えば、ジョージア州アトランタ(Atlan
ta)のベカート・スチール・ワイヤー(Bekaert Steel Wir
e)社から商品名「ベキ-シールド(BEKI-SHIELD)GR90/C2/
2」で市販)を含む。好適なセラミック繊維も米国特許
第3,795,524号(ソウマン(Sowman))および同4,047,965
号(カースト(Karst)等)に開示されている。
【0040】高温封止材料を、例えば感圧接着剤テープ
またはフィルムまたは金属布(例えば、ステンレス鋼ス
クリーン)を用いてシート材料に固定し得る。好ましい
金属布は、90%以下の孔面積を有する金網(好ましくは
ステンレス鋼)ワイヤー製であり、そのワイヤーは1mm
(好ましくは約0.20mm)以下の直径を有する。更に金属
布を固定するその他の方法が必要であれば、そのような
方法には、テープ、接着剤、および機械的方法、例えば
縫製、ステープリング(stapling)、釘止め、リベット止
め、頭造(staking)またはクリンプ加工を含む。好まし
くは、金属布のエッジを、取付用マットの長さ方向のエ
ッジを越えて約8mmまで伸ばす。通常は好ましいけれど
も、マットの全長を金属布で覆う必要はない。
またはフィルムまたは金属布(例えば、ステンレス鋼ス
クリーン)を用いてシート材料に固定し得る。好ましい
金属布は、90%以下の孔面積を有する金網(好ましくは
ステンレス鋼)ワイヤー製であり、そのワイヤーは1mm
(好ましくは約0.20mm)以下の直径を有する。更に金属
布を固定するその他の方法が必要であれば、そのような
方法には、テープ、接着剤、および機械的方法、例えば
縫製、ステープリング(stapling)、釘止め、リベット止
め、頭造(staking)またはクリンプ加工を含む。好まし
くは、金属布のエッジを、取付用マットの長さ方向のエ
ッジを越えて約8mmまで伸ばす。通常は好ましいけれど
も、マットの全長を金属布で覆う必要はない。
【0041】ある態様では、補強まで締結することな
く、高温封止材料をマットのエッジに配置してもよい。
く、高温封止材料をマットのエッジに配置してもよい。
【0042】本発明の取付用マットは、触媒コンバータ
ーまたはディーゼル機関の粒子フィルター取付用マット
として有用である。
ーまたはディーゼル機関の粒子フィルター取付用マット
として有用である。
【0043】本発明の目的および有用性を以下の実施例
により更に説明するが、これら実施例に列挙する特定の
材料およびその量は、他の条件および詳細と同様に、本
発明を不当に限定するものと解釈されるべきではない。
他に表示しない限り、すべての百分率は重量%である。
により更に説明するが、これら実施例に列挙する特定の
材料およびその量は、他の条件および詳細と同様に、本
発明を不当に限定するものと解釈されるべきではない。
他に表示しない限り、すべての百分率は重量%である。
【0044】(実施例1〜22)実施例1〜22の配合は、
封止材料として有用であり、以下の表1に示した。
封止材料として有用であり、以下の表1に示した。
【0045】
【表1】
【0046】
【表2】
【0047】実施例1では、1リットルの容量を有する
ムガールミキサー(ミシガン州サジナウ(Saginaw)のベ
ーカー・パーキンス(Baker Perkins)社製の#59821)に
最初に、乾燥粉末構成成分(即ち、クレー)を充填し、
次にそれらを約1〜3分間混合することによって500gの
試料を調製した。次いで、液状構成成分(即ち、バイン
ダー混合物)をその混合物に添加して、得られた材料を
約15〜30分間混合した。次いで、繊維材料をミキサーに
加えて、約10〜20分間混合した。
ムガールミキサー(ミシガン州サジナウ(Saginaw)のベ
ーカー・パーキンス(Baker Perkins)社製の#59821)に
最初に、乾燥粉末構成成分(即ち、クレー)を充填し、
次にそれらを約1〜3分間混合することによって500gの
試料を調製した。次いで、液状構成成分(即ち、バイン
ダー混合物)をその混合物に添加して、得られた材料を
約15〜30分間混合した。次いで、繊維材料をミキサーに
加えて、約10〜20分間混合した。
【0048】15重量部のアクリルエマルジョン(マサチ
ューセッツ州ウィルミントン(Wilmington)のICIレジ
ンズ(Resins)USから商品名「ネオクリル(NEOCRYL)XA-
2022」で市販)、15重量部の粘着付与剤(カナダ国トロ
ント(Toronto)のエカ・ノーベル(Eka Nobel)社から商品
名「スノータック(SNOWTACK)820A」で市販)、及び10重
量部の可塑剤(ミズーリ州セントルイス(St.Louis)のモ
ンサント(Monsanto)社から商品名「サンティサイザー(S
ANTICIZER)148」で市販)を共に加えることによってバ
インダー混合物を調製した。クレーはカオリンクレー
(サウスカロライナ州バス(Bath)のディクシー・クレー
(Dixie Clay)社から商品名「ディクシー・クレー(Dixie
Clay)」で市販)であった。セラミック繊維はアルミノ
シリケートセラミック繊維(ジョージア州オーガスタ(A
ugusta)のサーマル・セラミックス(Thermal Ceramics)社
から商品名「セラファイバー(CERAFIBER)」で市販)で
あった。ガラスフリットは珪酸ベースのガラスフリット
(デラウェア州ウィルミントン(Wilmington)のICIア
メリカズ(Americas)から商品名「シープリー・ファイア
ー・バリヤー・フィラー(CEEPREE FIRE BARRIER FILLER)
グレードC-200」で市販)であった。
ューセッツ州ウィルミントン(Wilmington)のICIレジ
ンズ(Resins)USから商品名「ネオクリル(NEOCRYL)XA-
2022」で市販)、15重量部の粘着付与剤(カナダ国トロ
ント(Toronto)のエカ・ノーベル(Eka Nobel)社から商品
名「スノータック(SNOWTACK)820A」で市販)、及び10重
量部の可塑剤(ミズーリ州セントルイス(St.Louis)のモ
ンサント(Monsanto)社から商品名「サンティサイザー(S
ANTICIZER)148」で市販)を共に加えることによってバ
インダー混合物を調製した。クレーはカオリンクレー
(サウスカロライナ州バス(Bath)のディクシー・クレー
(Dixie Clay)社から商品名「ディクシー・クレー(Dixie
Clay)」で市販)であった。セラミック繊維はアルミノ
シリケートセラミック繊維(ジョージア州オーガスタ(A
ugusta)のサーマル・セラミックス(Thermal Ceramics)社
から商品名「セラファイバー(CERAFIBER)」で市販)で
あった。ガラスフリットは珪酸ベースのガラスフリット
(デラウェア州ウィルミントン(Wilmington)のICIア
メリカズ(Americas)から商品名「シープリー・ファイア
ー・バリヤー・フィラー(CEEPREE FIRE BARRIER FILLER)
グレードC-200」で市販)であった。
【0049】実施例2〜21では、100ミリリットルのポ
リプロピレンビーカーに実施例1で調製したバインダー
混合物、ガラスフリット(「シープリー・ファイアー・バ
リヤー・フィラー(CEEPREE FIRE BARRIER FILLER)グレー
ドC-200」、及び他の構成成分を加え、次いで混合物が
均一になるまで(約15分間)手撹拌することによって50
gの試料を調製した。
リプロピレンビーカーに実施例1で調製したバインダー
混合物、ガラスフリット(「シープリー・ファイアー・バ
リヤー・フィラー(CEEPREE FIRE BARRIER FILLER)グレー
ドC-200」、及び他の構成成分を加え、次いで混合物が
均一になるまで(約15分間)手撹拌することによって50
gの試料を調製した。
【0050】実施例22では、15重量部のアクリルエマル
ジョン(ペンシルバニア州フィラデルフィア(Philadelp
hia)のローム・アンド・ハース(Rohm and Haas)社から商
品名「ロープレックス(RHOPLEX)HA-8」で市販)、15重
量部の粘着付与剤(「スノータック(SNOWTACK)820
A」)、及び10重量部の可塑剤(「サンティサイザー(SA
NTICIZER)148」)を一緒に添加することによってバイン
ダー材料を調製した。
ジョン(ペンシルバニア州フィラデルフィア(Philadelp
hia)のローム・アンド・ハース(Rohm and Haas)社から商
品名「ロープレックス(RHOPLEX)HA-8」で市販)、15重
量部の粘着付与剤(「スノータック(SNOWTACK)820
A」)、及び10重量部の可塑剤(「サンティサイザー(SA
NTICIZER)148」)を一緒に添加することによってバイン
ダー材料を調製した。
【0051】セラミック繊維はアルミノシリケートセラ
ミック繊維(「セラファイバー(CERAFIBER)」)であっ
た。実施例18〜21では、セラミック繊維を1リットルの
磁器製ミルにて、直径1.25cm(0.5インチ)の磁器ボー
ルを約50%の体積まで充填して、約15分間ボールミルし
て約50〜100μmの長さの繊維を得た。この繊維をムガー
ルミキサーに添加し、他の構成成分と混合することによ
って大きさを減少させ、所望の大きさの繊維にした。
ミック繊維(「セラファイバー(CERAFIBER)」)であっ
た。実施例18〜21では、セラミック繊維を1リットルの
磁器製ミルにて、直径1.25cm(0.5インチ)の磁器ボー
ルを約50%の体積まで充填して、約15分間ボールミルし
て約50〜100μmの長さの繊維を得た。この繊維をムガー
ルミキサーに添加し、他の構成成分と混合することによ
って大きさを減少させ、所望の大きさの繊維にした。
【0052】ホウ酸はカリフォルニア州ロサンゼルス(L
os Angeles)のU.S.ボラックス(Borax)から得た。実施例
6〜17のケイ酸ナトリウムセメントはペンシルバニア州
ピッツバーグ(Pittsburgh)のソウライゼン・セメンツ(Sa
uereisen Cements)から商品名「インサ−ルテ・アドヘッ
シブ・セメント(INSA-LUTE ADHESIVE CEMENT)No.P-1」で
得られた。発泡ヒル石はマサチューセッツ州カンブリッ
ジ(Cambridge)のW.R.グレイス(Grace)&Co.から得られ
た。ヒル石を離層し、ムガールミキサーを用いて約15〜
20分間、配合中の他の構成成分と混合することによって
調製した。
os Angeles)のU.S.ボラックス(Borax)から得た。実施例
6〜17のケイ酸ナトリウムセメントはペンシルバニア州
ピッツバーグ(Pittsburgh)のソウライゼン・セメンツ(Sa
uereisen Cements)から商品名「インサ−ルテ・アドヘッ
シブ・セメント(INSA-LUTE ADHESIVE CEMENT)No.P-1」で
得られた。発泡ヒル石はマサチューセッツ州カンブリッ
ジ(Cambridge)のW.R.グレイス(Grace)&Co.から得られ
た。ヒル石を離層し、ムガールミキサーを用いて約15〜
20分間、配合中の他の構成成分と混合することによって
調製した。
【0053】それぞれの配合について、得られた粘性材
料を各容器から取り出し、ガラスジャー又は合わせピン
で約0.63cm(0.25インチ)の厚さのシートに圧延した。そ
れぞれのシートを空気中、室温で一晩乾燥した。封止材
料は乾燥したときでさえ、非常に成形可能であった。
料を各容器から取り出し、ガラスジャー又は合わせピン
で約0.63cm(0.25インチ)の厚さのシートに圧延した。そ
れぞれのシートを空気中、室温で一晩乾燥した。封止材
料は乾燥したときでさえ、非常に成形可能であった。
【0054】(ボタン試験)ボタン試験を計画し、高温
時に高温封止材料がいかに挙動するかを実験した。封止
材料のシート作成後、約30分間空気中で乾燥した後に直
径2.5cm(1インチ)のディスクをこのシートから切り
出し、常套の実験的電気抵抗炉中で加熱した。炉が所定
温度に達した後、ディスクを耐火レンガの表面上に置い
た。
時に高温封止材料がいかに挙動するかを実験した。封止
材料のシート作成後、約30分間空気中で乾燥した後に直
径2.5cm(1インチ)のディスクをこのシートから切り
出し、常套の実験的電気抵抗炉中で加熱した。炉が所定
温度に達した後、ディスクを耐火レンガの表面上に置い
た。
【0055】いくつかの試料には、金属るつぼはさみを
用いて僅かな手の圧力でこの温度でくぼみを付けた。相
対的に容易にくぼみが付いた試料を「柔らかい(soft)」
と表し、これに対して相対的にくぼみを付けるのが困難
であった試料を「堅い(firm)」と記載した。
用いて僅かな手の圧力でこの温度でくぼみを付けた。相
対的に容易にくぼみが付いた試料を「柔らかい(soft)」
と表し、これに対して相対的にくぼみを付けるのが困難
であった試料を「堅い(firm)」と記載した。
【0056】(実施例1)約900℃に加熱した材料のデ
ィスクは堅く、融解した(fused)ように見えたが、メル
ト(melt)しなかった。950℃で300時間加熱後、材料に亀
裂または剥落(spalling)は見られず、その形状を保持し
た。
ィスクは堅く、融解した(fused)ように見えたが、メル
ト(melt)しなかった。950℃で300時間加熱後、材料に亀
裂または剥落(spalling)は見られず、その形状を保持し
た。
【0057】(実施例2〜5)約900℃で約1時間加熱
した材料のディスクは堅かった。加熱ディスクはメルト
することなく融解した。
した材料のディスクは堅かった。加熱ディスクはメルト
することなく融解した。
【0058】(実施例6〜8)約900℃に加熱した材料
のディスクは堅かった。加熱ディスクはメルトすること
なく融解し、亀裂または剥落は見られなかった。
のディスクは堅かった。加熱ディスクはメルトすること
なく融解し、亀裂または剥落は見られなかった。
【0059】(実施例9)約900℃で約17.5時間加熱し
た材料のディスクはメルトした。これはホウ酸(フラッ
クス)の存在によるものと考えられる。
た材料のディスクはメルトした。これはホウ酸(フラッ
クス)の存在によるものと考えられる。
【0060】(実施例10〜15)約900℃で約17.5時間加
熱した材料のディスクはメルトを示すことなく融解し、
亀裂または剥落は見られなかった。
熱した材料のディスクはメルトを示すことなく融解し、
亀裂または剥落は見られなかった。
【0061】(実施例16)約900℃で約36時間加熱した
材料のディスクは柔らかかったが、実施例9で見られた
ほどメルトしなかった。
材料のディスクは柔らかかったが、実施例9で見られた
ほどメルトしなかった。
【0062】(実施例17)約900℃に加熱した材料のデ
ィスクはメルトを示すことなく融解し、亀裂または剥落
は見られなかった。
ィスクはメルトを示すことなく融解し、亀裂または剥落
は見られなかった。
【0063】(実施例18〜22)これらの配合物を、図5
に示すようなアルミノボロシリケートセラミック繊維ヤ
ーン(「ネクステル(NEXTEL)312セラミック・ファイバー
(CERAMIC FIBER)」)を用いて強化した。それぞれの試
料を約950℃で約2時間加熱した。実施例18は950℃で堅
かった。実施例19はひどく亀裂が入り、良好に維持する
ことができなかった。実施例20は900℃で柔らかかっ
た。実施例21及び22は900℃で堅かった。
に示すようなアルミノボロシリケートセラミック繊維ヤ
ーン(「ネクステル(NEXTEL)312セラミック・ファイバー
(CERAMIC FIBER)」)を用いて強化した。それぞれの試
料を約950℃で約2時間加熱した。実施例18は950℃で堅
かった。実施例19はひどく亀裂が入り、良好に維持する
ことができなかった。実施例20は900℃で柔らかかっ
た。実施例21及び22は900℃で堅かった。
【0064】本発明の範囲および意図から逸脱すること
なく、本発明の様々な改良及び変更が当業者には明らか
であり、本発明は本明細書中に列挙した態様に不当に限
定されるものではないと解釈されるべきである。
なく、本発明の様々な改良及び変更が当業者には明らか
であり、本発明は本明細書中に列挙した態様に不当に限
定されるものではないと解釈されるべきである。
【図1】 図1は組み立てされていない状態を示す本発
明による触媒コンバーター(またはディーゼル機関の粒
子フィルター)の斜視図である。
明による触媒コンバーター(またはディーゼル機関の粒
子フィルター)の斜視図である。
【図2】 図2は本発明による触媒コンバーター(また
はディーゼル機関の粒子フィルター)の部分断面図であ
る。
はディーゼル機関の粒子フィルター)の部分断面図であ
る。
【図3】 図3は本発明による取付用マットの部分図で
ある。
ある。
【図4】 図4は本発明による取付用マットの部分図で
ある。
ある。
【図5】 図5は本発明による取付用マットの部分図で
ある。
ある。
【図6】 図6は本発明による取付用マットの態様を示
す。
す。
【図7】 図7は組み立てされていない状態を示す本発
明による触媒コンバーター(またはディーゼル機関の粒
子フィルター)の斜視図である。
明による触媒コンバーター(またはディーゼル機関の粒
子フィルター)の斜視図である。
【図8】 図8は本発明による触媒コンバーター(また
はディーゼル機関の粒子フィルター)の部分断面図であ
る。
はディーゼル機関の粒子フィルター)の部分断面図であ
る。
【図9】 図9は本発明による取付用マットの態様を示
す。
す。
【図10】 図10は本発明による触媒コンバーター(ま
たはディーゼル機関の粒子フィルター)の部分断面図で
ある。
たはディーゼル機関の粒子フィルター)の部分断面図で
ある。
10、89…触媒コンバーター(またはディーゼル機関の粒
子フィルター) 11、69、80…金属ケース 20、73、83…触媒コンバーター要素(またはディーゼル
機関の粒子フィルター要素) 30、30A、30B、30C、50、70、86…取付用マット 32、32A、32B、32C、52、72…高耐熱性波形金属ワイヤ
ーメッシュマット 34、34A、34B、34C、56、57、75、87…高温封止剤
子フィルター) 11、69、80…金属ケース 20、73、83…触媒コンバーター要素(またはディーゼル
機関の粒子フィルター要素) 30、30A、30B、30C、50、70、86…取付用マット 32、32A、32B、32C、52、72…高耐熱性波形金属ワイヤ
ーメッシュマット 34、34A、34B、34C、56、57、75、87…高温封止剤
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/87 ZAB F02M 35/024 Z (72)発明者 ポール・デラノ・ストルーム アメリカ合衆国55144−1000ミネソタ州セ ント・ポール、スリーエム・センター(番 地の表示なし)
Claims (5)
- 【請求項1】 (a)側面エッジを有する高耐熱性、波
形、金属ワイヤーメッシュマット;および、(b)高温の
衝突ガスにさらすと、該側面エッジを通過する該ガスの
侵入を減じるのに充分な量の該側面エッジを覆う高温封
止材料であって、バインダー材料およびガラス粒子の総
重量を基本として約5〜約85重量%の範囲のバインダー
材料を含有し、約95〜約15重量%の範囲のガラス粒子を
分散している、該ガラス粒子が少なくとも約350℃の軟
化点を有するガラスから成り、該バインダー材料および
該ガラス粒子の合計重量が該高温封止材料の総重量の少
なくとも20重量%である高温封止材料;を含有する取付
用マット。 - 【請求項2】 金属ケース;該金属ケース内に配置され
た触媒コンバーター要素またはディーゼル機関の粒子フ
ィルター要素;および該触媒コンバーター要素または該
ディーゼル機関の粒子フィルター要素を該金属ケース内
に配置するため、および機械的振動を吸収するために該
触媒コンバーター要素または該ディーゼル機関の粒子フ
ィルター要素および該金属ケースの間に配置された請求
項1記載の該取付用マット;から成る触媒コンバーター
またはディーゼル機関の粒子フィルター。 - 【請求項3】 (a)第1および第2の側面エッジを有す
る高耐熱性、波形、金属ワイヤーメッシュマット;およ
び、(b)高温の衝突ガスにさらすと、該第1側面エッジ
から第2側面エッジを通過する該ガスの侵入を減じるの
に充分な量の該取付用マット内に埋設した高温封止材料
であって、バインダー材料およびガラス粒子の総重量を
基本として約5〜約85重量%の範囲のバインダー材料を
含有し、約95〜約15重量%の範囲のガラス粒子を分散し
ている、該ガラス粒子が少なくとも約350℃の軟化点を
有するガラスから成り、該バインダー材料および該ガラ
ス粒子の合計重量が該高温封止材料の総重量の少なくと
も20重量%である高温封止材料;を含有する取付用マッ
ト。 - 【請求項4】 金属ケース;該金属ケース内に配置され
た触媒コンバーター要素またはディーゼル機関の粒子フ
ィルター要素;および該触媒コンバーター要素または該
ディーゼル機関の粒子フィルター要素を該金属ケース内
に配置するため、および機械的振動を吸収するために該
触媒コンバーター要素または該ディーゼル機関の粒子フ
ィルター要素および該金属ケースの間に配置された請求
項3記載の該取付用マット;から成る触媒コンバーター
またはディーゼル機関の粒子フィルター。 - 【請求項5】 (a)金属ケース;(b)該金属ケース内に配
置された触媒コンバーター要素またはディーゼル機関の
粒子フィルター要素;(c)第1の側面エッジおよび反対
側に第2の側面エッジを有する高耐熱性、波形、金属ワ
イヤーメッシュ取付用マットであって、該取付用マット
が、触媒コンバーター要素またはディーゼル機関の粒子
フィルター要素を金属ケース内に配置するためおよび機
械的振動を吸収するために、触媒コンバーター要素また
はディーゼル機関の粒子フィルター要素および金属ケー
スの間に配置されている取付用マット;および(d)該金
属ケースおよび該触媒コンバーター要素または該ディー
ゼル機関の粒子フィルター要素の間に配置され、該取付
用マットの該側面エッジに対して配置されて、高温の衝
突ガスにさらすと、該側面エッジを通過する該ガスの侵
入を減じるのに充分な量の高温封止材料であって、該バ
インダー材料および該ガラス粒子の総重量に対して約5
〜約85重量%の範囲のバインダー材料を含有し、約95〜
約15重量%の範囲のガラス粒子を分散している、該ガラ
ス粒子が少なくとも約350℃の軟化点を有するガラスか
ら成り、該バインダー材料および該ガラス粒子の合計重
量が該高温封止材料の少なくとも20重量%である高温封
止材料;から成る触媒コンバーターまたはディーゼル機
関の粒子フィルター。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US109645 | 1987-10-16 | ||
US10964593A | 1993-08-20 | 1993-08-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07150933A true JPH07150933A (ja) | 1995-06-13 |
Family
ID=22328797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6194104A Pending JPH07150933A (ja) | 1993-08-20 | 1994-08-18 | 高温封止材料を有する取付用マット |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0639701A1 (ja) |
JP (1) | JPH07150933A (ja) |
KR (1) | KR950006447A (ja) |
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