JPH0759885B2 - 耐熱膨張性部材 - Google Patents
耐熱膨張性部材Info
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- JPH0759885B2 JPH0759885B2 JP1125191A JP12519189A JPH0759885B2 JP H0759885 B2 JPH0759885 B2 JP H0759885B2 JP 1125191 A JP1125191 A JP 1125191A JP 12519189 A JP12519189 A JP 12519189A JP H0759885 B2 JPH0759885 B2 JP H0759885B2
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- heat
- weight
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
- F01N3/2853—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
- F01N3/2857—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing the mats or gaskets being at least partially made of intumescent material, e.g. unexpanded vermiculite
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
- F01N2470/10—Tubes having non-circular cross section
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、特に自動車のエンジンから排出される一酸化
炭素，炭化水素ならびに窒素酸化物等の有害成分を酸化
或いは還元して、排気浄化を行う低公害エンジンにおい
て、触媒コンバータを構成するセラミックハニカル製モ
ノリス触媒の保持材として好適な耐熱膨張性部材に関す
る。
炭素，炭化水素ならびに窒素酸化物等の有害成分を酸化
或いは還元して、排気浄化を行う低公害エンジンにおい
て、触媒コンバータを構成するセラミックハニカル製モ
ノリス触媒の保持材として好適な耐熱膨張性部材に関す
る。
［従来の技術］ 自動車のエンジンから排出される一酸化炭素，炭化水素
ならびに窒素酸化物等の有害成物を、酸化或いは還元し
て排気浄化を行い、低公害エンジンを得るための触媒と
して、高温特性にすぐれているセラミックハニカム製モ
ノリス触媒が好適であるとされている。
ならびに窒素酸化物等の有害成物を、酸化或いは還元し
て排気浄化を行い、低公害エンジンを得るための触媒と
して、高温特性にすぐれているセラミックハニカム製モ
ノリス触媒が好適であるとされている。
ところで、セラミックは靭性に劣るもろい性質を有して
いるから、特に自動車の走行時に発生する振動等の機械
的な衝撃が負荷されることによって損傷しないように、
クッシヨン性を有する保持材を巻回して金属製のケーシ
ングに装着されている。
いるから、特に自動車の走行時に発生する振動等の機械
的な衝撃が負荷されることによって損傷しないように、
クッシヨン性を有する保持材を巻回して金属製のケーシ
ングに装着されている。
セラミックハニカム製モノリス触媒はエンジンの運転に
よって高温の排出ガスにさらされるから、前記保持材と
しては当然すぐれた耐熱性、つまり高温強度の低下しな
い条件が要求される。しかも、エンジンが連続運転され
て排出ガスが漸次高温化するのに伴なって、各温度領域
に相当して保持材が熱膨張しても、セラミックハニカム
製モノリス触媒に対する保持力とクッション性の低下し
ない条件が要求される。
よって高温の排出ガスにさらされるから、前記保持材と
しては当然すぐれた耐熱性、つまり高温強度の低下しな
い条件が要求される。しかも、エンジンが連続運転され
て排出ガスが漸次高温化するのに伴なって、各温度領域
に相当して保持材が熱膨張しても、セラミックハニカム
製モノリス触媒に対する保持力とクッション性の低下し
ない条件が要求される。
このような条件を満足させることができるモノリス触媒
の保持材として、従来、例えば特公昭61−35143号公報
に開示されている耐熱膨張性シートが知られている。
の保持材として、従来、例えば特公昭61−35143号公報
に開示されている耐熱膨張性シートが知られている。
この熱膨張性シートは未処理未膨張バーミキュライトを
リン酸２水素アンモニゥムの水溶液によって処理した処
理未膨張バーミキュライト40重量％から65重量％、無機
繊維材料25重量％から50重量％、無機結合材から選らば
れた結合材５重量％から15重量％からなっている。
リン酸２水素アンモニゥムの水溶液によって処理した処
理未膨張バーミキュライト40重量％から65重量％、無機
繊維材料25重量％から50重量％、無機結合材から選らば
れた結合材５重量％から15重量％からなっている。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の耐熱膨張性シートでは本発明者による実
験結果に基く、後記表２および第３図のグラフで明らか
なように、低温領域に相当する200℃〜300℃付近（詳し
くは200℃〜325℃）でクリープ現象による比較的大きい
負膨張を生じ、しかも中温領域に相当する350℃〜400℃
の熱膨張量がきわめて小さいために、がたつきを生じる
ことになり、セラミックハニカム製モノリス触媒の保持
力が著しく低下することが判明した。
験結果に基く、後記表２および第３図のグラフで明らか
なように、低温領域に相当する200℃〜300℃付近（詳し
くは200℃〜325℃）でクリープ現象による比較的大きい
負膨張を生じ、しかも中温領域に相当する350℃〜400℃
の熱膨張量がきわめて小さいために、がたつきを生じる
ことになり、セラミックハニカム製モノリス触媒の保持
力が著しく低下することが判明した。
また、高温領域に相当する600℃以上では、熱膨張量が
抑えられ、高温領域におけるセラミックハニカム製モノ
リス触媒の保持力を著しく低下させることが判明した。
つまり、従来の耐熱膨張性シートでは低温領域と高温領
域のそれぞれにおいて高い保持力を望むことができず、
がたつきが生じることになる。
抑えられ、高温領域におけるセラミックハニカム製モノ
リス触媒の保持力を著しく低下させることが判明した。
つまり、従来の耐熱膨張性シートでは低温領域と高温領
域のそれぞれにおいて高い保持力を望むことができず、
がたつきが生じることになる。
さらに、無機結合材のみによって結合することで保形さ
れているため、高温かつ高速で流下する排ガスにさらさ
れる部分が漸次欠落して行く現象を生じて、経時的にモ
ノリス触媒の保持機能が消失する。即ち、耐ガスアタッ
ク性がきわめて悪いなどの問題点を有している。
れているため、高温かつ高速で流下する排ガスにさらさ
れる部分が漸次欠落して行く現象を生じて、経時的にモ
ノリス触媒の保持機能が消失する。即ち、耐ガスアタッ
ク性がきわめて悪いなどの問題点を有している。
また、前述の未処理未膨張バーミキュライトをリン酸２
水素ナトリゥムで処理した耐熱膨張性シートも知られて
いるが、この耐熱膨張性シートでは、低温領域の負膨張
は抑えられるものの、中温領域および高温領域における
熱膨張が小さいために、十分な保持力を期待できない
（表２および第３図参照）。
水素ナトリゥムで処理した耐熱膨張性シートも知られて
いるが、この耐熱膨張性シートでは、低温領域の負膨張
は抑えられるものの、中温領域および高温領域における
熱膨張が小さいために、十分な保持力を期待できない
（表２および第３図参照）。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、バーミキュ
ライト自身が本来有する低温領域における負膨張を抑え
て低中温領域で大きな膨張量と膨張力を発揮させて、加
熱初期から高温領域にまで亘ってセラミックハニカム製
モノリス触媒を、がたつきなく保持することができると
ともに、高温領域でのクッション性を確保してモノリス
触媒の損傷を未然に防止でき、しかも耐ガスアタック性
も向上させて経時的な保持機能の低下を回避することが
できる耐熱膨張性部材を提供することを目的としてい
る。
ライト自身が本来有する低温領域における負膨張を抑え
て低中温領域で大きな膨張量と膨張力を発揮させて、加
熱初期から高温領域にまで亘ってセラミックハニカム製
モノリス触媒を、がたつきなく保持することができると
ともに、高温領域でのクッション性を確保してモノリス
触媒の損傷を未然に防止でき、しかも耐ガスアタック性
も向上させて経時的な保持機能の低下を回避することが
できる耐熱膨張性部材を提供することを目的としてい
る。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、請求項１の発明に係る耐熱
膨張性部材は、セピオライト鉱物１〜５重量％と、未処
理未膨張バーミキュライトをリン酸水素アンモニゥムナ
トリゥムの水溶液によって処理した処理未膨張バーミキ
ュライト30〜60重量％と、セラミック繊維20〜40重量％
と、有機結合材５〜20重量％とを含んでなるものであ
る。
膨張性部材は、セピオライト鉱物１〜５重量％と、未処
理未膨張バーミキュライトをリン酸水素アンモニゥムナ
トリゥムの水溶液によって処理した処理未膨張バーミキ
ュライト30〜60重量％と、セラミック繊維20〜40重量％
と、有機結合材５〜20重量％とを含んでなるものであ
る。
また、請求項２の発明に係る耐熱膨張性部材は、セピオ
ライト鉱物21〜30重量％と、未処理未膨張バーミキュラ
イトをリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液によ
って処理した処理未膨張バーミキュライト30〜40重量％
と、セラミック繊維20〜40重量％と、有機結合材５〜20
重量％とを含んでなるものである。
ライト鉱物21〜30重量％と、未処理未膨張バーミキュラ
イトをリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液によ
って処理した処理未膨張バーミキュライト30〜40重量％
と、セラミック繊維20〜40重量％と、有機結合材５〜20
重量％とを含んでなるものである。
［作用］ 請求項１の発明によれば、セピオライト鉱物を１〜５重
量％の比率で配合していることと、処理未膨張バーミキ
ュライトとして、未処理未膨張バーミキュライトをリン
酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液によって事前に
イオン処理したものを使用していることとによって、バ
ーミキュライトが本来的に有する300℃付近の低温領域
における大きな負膨張（収縮）を解消し、低中温領域に
おける膨張量を大きくしてセラミックハニカム製モノリ
ス触媒に対する保持力を加熱初期から大きく確保するこ
とが可能であり、また、600℃以上の高温領域の耐熱強
度が高められて高温領域でのセラミックハニカム製モノ
リス触媒に対する保持力も大きく確保することが可能で
あるとともに、保形性を高めて耐ガスアタック性の向上
を図ることができる。
量％の比率で配合していることと、処理未膨張バーミキ
ュライトとして、未処理未膨張バーミキュライトをリン
酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液によって事前に
イオン処理したものを使用していることとによって、バ
ーミキュライトが本来的に有する300℃付近の低温領域
における大きな負膨張（収縮）を解消し、低中温領域に
おける膨張量を大きくしてセラミックハニカム製モノリ
ス触媒に対する保持力を加熱初期から大きく確保するこ
とが可能であり、また、600℃以上の高温領域の耐熱強
度が高められて高温領域でのセラミックハニカム製モノ
リス触媒に対する保持力も大きく確保することが可能で
あるとともに、保形性を高めて耐ガスアタック性の向上
を図ることができる。
また、上記したように事前に未処理未膨張バーミキュラ
イトをリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液によ
ってイオン処理した処理未膨張バーミキュライトを30〜
60重量％の比率で配合することにより、振動等の機械的
衝撃を有効に緩和し得るクッションを確保して、セラミ
ックハニカム製モノリス触媒の損傷を未然に防止するこ
とが可能である。
イトをリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液によ
ってイオン処理した処理未膨張バーミキュライトを30〜
60重量％の比率で配合することにより、振動等の機械的
衝撃を有効に緩和し得るクッションを確保して、セラミ
ックハニカム製モノリス触媒の損傷を未然に防止するこ
とが可能である。
さらに、セラミック繊維を20〜40重量％の比率で配合す
ることにより、高温領域における耐熱強度の向上と、低
温領域における負膨張を一層抑制して、保持力の増大を
図れる上に、特に有機結合材が消失する高温領域では、
つなぎの機能を発揮して保形性の向上が図れる。そし
て、有機結合材を５〜20重量％の比率で配合しているこ
とにより、常温における形状保持性をよくして、取扱い
性の向上も図れる。
ることにより、高温領域における耐熱強度の向上と、低
温領域における負膨張を一層抑制して、保持力の増大を
図れる上に、特に有機結合材が消失する高温領域では、
つなぎの機能を発揮して保形性の向上が図れる。そし
て、有機結合材を５〜20重量％の比率で配合しているこ
とにより、常温における形状保持性をよくして、取扱い
性の向上も図れる。
請求項２の発明によれば、セピオライト鉱物を21〜30重
量％の比率で配合していることと、未処理未膨張バーミ
キュライトをリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶
液によって事前にイオン処理した処理未膨張バーミキュ
ライトを使用していることとによって、バーミキュライ
トが本来的に有する300℃付近の低温領域における大き
な負膨張（収縮）を著しく低減させることが可能とな
り、低中温領域における膨張量を大きくしてセラミック
ハニカム製モノリス触媒に対する保持力を加熱初期から
大きく確保することが可能であり、また、600℃以上の
高温領域の耐熱強度が高められて高温領域でのセラミッ
クハニカム製モノリス触媒に対する保持力も大きく確保
することが可能であるとともに、保形性を一層高めて耐
ガスアタック性の著しい向上を図ることができる。
量％の比率で配合していることと、未処理未膨張バーミ
キュライトをリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶
液によって事前にイオン処理した処理未膨張バーミキュ
ライトを使用していることとによって、バーミキュライ
トが本来的に有する300℃付近の低温領域における大き
な負膨張（収縮）を著しく低減させることが可能とな
り、低中温領域における膨張量を大きくしてセラミック
ハニカム製モノリス触媒に対する保持力を加熱初期から
大きく確保することが可能であり、また、600℃以上の
高温領域の耐熱強度が高められて高温領域でのセラミッ
クハニカム製モノリス触媒に対する保持力も大きく確保
することが可能であるとともに、保形性を一層高めて耐
ガスアタック性の著しい向上を図ることができる。
また、上記したように事前に未処理未膨張バーミキュラ
イトをリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液によ
ってイオン処理した処理未膨張バーミキュライトを30〜
40重量％の比率で配合することにより、振動等の機械的
衝撃を有効に緩和し得るクッション性を確保して、セラ
ミックハニカム製モノリス触媒の損傷を未然に防止する
ことが可能である。
イトをリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液によ
ってイオン処理した処理未膨張バーミキュライトを30〜
40重量％の比率で配合することにより、振動等の機械的
衝撃を有効に緩和し得るクッション性を確保して、セラ
ミックハニカム製モノリス触媒の損傷を未然に防止する
ことが可能である。
さらに、セラミット繊維を20〜40重量％の比率で配合す
ることにより、高温領域における耐熱強度の向上と、低
温領域における負膨張を一層抑制して、保持力の増大を
図れる上に、特に有機結合材が消失する高温領域では、
つなぎの機能を発揮して保形性の向上が図れる。そし
て、有機結合材を５〜20重量％の比率で配合しているこ
とにより、常温における形状保持性をよくして、取扱い
性の向上も図れる。
ることにより、高温領域における耐熱強度の向上と、低
温領域における負膨張を一層抑制して、保持力の増大を
図れる上に、特に有機結合材が消失する高温領域では、
つなぎの機能を発揮して保形性の向上が図れる。そし
て、有機結合材を５〜20重量％の比率で配合しているこ
とにより、常温における形状保持性をよくして、取扱い
性の向上も図れる。
［実施例］ 第１図は触媒コンバータの一例を示す概略断面図であ
り、図において１はセラミックハニカム製モノリス触媒
で、その外周に耐熱膨張性シート２を巻回して２つ割り
の金属製ケーシング３に装着されており、該金属製ケー
シング３の外周が金属製バンド４によって締付けられて
いる。
り、図において１はセラミックハニカム製モノリス触媒
で、その外周に耐熱膨張性シート２を巻回して２つ割り
の金属製ケーシング３に装着されており、該金属製ケー
シング３の外周が金属製バンド４によって締付けられて
いる。
第１の発明にかかる耐熱膨張性シート２はセピオライト
鉱物１〜５重量％と、処理未膨張バーミキュライト30〜
60重量％と、セラミック繊維20〜40重量％と、有機結合
材５〜20重量％の配合比率をもって抄造法によって製造
されている。そして２つ割りの金属ケーシング３と金属
製バンド４は、それぞれSUS304によって形成されてい
る。
鉱物１〜５重量％と、処理未膨張バーミキュライト30〜
60重量％と、セラミック繊維20〜40重量％と、有機結合
材５〜20重量％の配合比率をもって抄造法によって製造
されている。そして２つ割りの金属ケーシング３と金属
製バンド４は、それぞれSUS304によって形成されてい
る。
耐熱膨張性シート２を構成するセピオライト鉱物は、そ
の結晶化度によって２種類あり、結晶度の高い繊維状の
ものはα型セピオライト、低結晶化度ないし非結晶で粉
体状のものはβ型セピオライトと呼ばれている。β型セ
ピオライトは粉体状の形態であるから、セラミック繊維
や未膨張バーミキュライトなどとのからみ合い性に劣る
ため、α型セピオライトを使用している。但し、α型と
β型を併用してもよい。また、セピオライト鉱物は、水
で練って乾燥すると固化する。さらに400〜800℃で軽い
焼結性が得られ、特にα型セピオライトはセラミック繊
維やバーミキュライトによくからみ合い、しかも、こす
ったり締付けたりしてもガラス繊維やセラミック繊維の
ように折損することがない。そのために、セピオライト
鉱物を添加した耐熱膨張性シート２は、面圧負荷時の30
0℃付近における負膨張を防止して、セラミックハニカ
ム製モノリス触媒１の保持力を向上させる。
の結晶化度によって２種類あり、結晶度の高い繊維状の
ものはα型セピオライト、低結晶化度ないし非結晶で粉
体状のものはβ型セピオライトと呼ばれている。β型セ
ピオライトは粉体状の形態であるから、セラミック繊維
や未膨張バーミキュライトなどとのからみ合い性に劣る
ため、α型セピオライトを使用している。但し、α型と
β型を併用してもよい。また、セピオライト鉱物は、水
で練って乾燥すると固化する。さらに400〜800℃で軽い
焼結性が得られ、特にα型セピオライトはセラミック繊
維やバーミキュライトによくからみ合い、しかも、こす
ったり締付けたりしてもガラス繊維やセラミック繊維の
ように折損することがない。そのために、セピオライト
鉱物を添加した耐熱膨張性シート２は、面圧負荷時の30
0℃付近における負膨張を防止して、セラミックハニカ
ム製モノリス触媒１の保持力を向上させる。
処理未膨張バーミキュライトは、未処理未膨張バーミキ
ュライトをリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液
で処理している。このように、未処理未膨張バーミキュ
ライトを前記水溶液に浸漬することによって、未処理バ
ーミキュライト中のNa+とイオン交換し易いもの、NH4 +
とイオン交換し易いものが、この両イオンを含む水溶液
によって効果的にイオン交換され、バーミキュライトの
膨張量，膨張力が増大される。
ュライトをリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液
で処理している。このように、未処理未膨張バーミキュ
ライトを前記水溶液に浸漬することによって、未処理バ
ーミキュライト中のNa+とイオン交換し易いもの、NH4 +
とイオン交換し易いものが、この両イオンを含む水溶液
によって効果的にイオン交換され、バーミキュライトの
膨張量，膨張力が増大される。
セラミック繊維は耐熱強度を向上させるとともに、300
℃付近の負膨張を防止する役目を果し、特に有機結合材
が完全に消失する高温領域におけるつなぎの機能を発揮
して保形性をよくする。
℃付近の負膨張を防止する役目を果し、特に有機結合材
が完全に消失する高温領域におけるつなぎの機能を発揮
して保形性をよくする。
有機結合材としてはアクリレート重合体，セルローズパ
ルプ、合成ゴム（例えば日本ゼオン株式会社のNBR）等
が有利であり、５重量％未満では常温での可撓性が不足
するので５〜20重量％の範囲にする必要がある。
ルプ、合成ゴム（例えば日本ゼオン株式会社のNBR）等
が有利であり、５重量％未満では常温での可撓性が不足
するので５〜20重量％の範囲にする必要がある。
南アフリカ産未膨張バーミキュライト1000gを表１に示
す水溶液中に常温で120Hr浸漬した後、流水にて洗浄し
て105℃×2Hrの乾燥をおこない、所定の加熱温度で30分
の加熱処理をおこなった後バーミキュライトの比容積を
メスシリンダーにて測定した。
す水溶液中に常温で120Hr浸漬した後、流水にて洗浄し
て105℃×2Hrの乾燥をおこない、所定の加熱温度で30分
の加熱処理をおこなった後バーミキュライトの比容積を
メスシリンダーにて測定した。
測定の結果を表２および第３図に示す。
尚、前記表２において（ ）内の数値は熱膨張率％を示
す。また、バーミキュライト１号は粒子径が0.5〜2mmで
ある。
す。また、バーミキュライト１号は粒子径が0.5〜2mmで
ある。
前記表２においてリン酸水素アンモニゥムナトリゥムは
リン酸２水素アモニゥム処理にみられるような200〜300
℃での収縮つまり負膨張がない、またリン酸２水素ナト
リゥム処理に比べて高い膨張度合（膨張量）を示し、さ
らに膨張開始温度が275℃と早い特徴を持つことが判
る。
リン酸２水素アモニゥム処理にみられるような200〜300
℃での収縮つまり負膨張がない、またリン酸２水素ナト
リゥム処理に比べて高い膨張度合（膨張量）を示し、さ
らに膨張開始温度が275℃と早い特徴を持つことが判
る。
α型セピオライト４重量％処理未膨張バーミキュライト
54重量％，セラミック繊維30重量％，有機結合材として
麻パルプ２重量％および合成ゴム（日本ゼオン（株）の
NBR）10重量％によって、厚さ4.9mm,密度0.5〜0.8g/c
m3,好ましくは0.7g/cm3の耐熱膨張性シートを抄造法に
よって製造し、このシートから直径φ15mm×厚さ4.9mm
の資料Ａを作成し、第２図に示すように、加熱炉５内に
おいてロードセル６により石英棒7A,7Aで厚さ3mmに圧縮
して、約50分で750℃に昇温する間の熱膨張力を測定し
た、その結果を下記表３に示す。
54重量％，セラミック繊維30重量％，有機結合材として
麻パルプ２重量％および合成ゴム（日本ゼオン（株）の
NBR）10重量％によって、厚さ4.9mm,密度0.5〜0.8g/c
m3,好ましくは0.7g/cm3の耐熱膨張性シートを抄造法に
よって製造し、このシートから直径φ15mm×厚さ4.9mm
の資料Ａを作成し、第２図に示すように、加熱炉５内に
おいてロードセル６により石英棒7A,7Aで厚さ3mmに圧縮
して、約50分で750℃に昇温する間の熱膨張力を測定し
た、その結果を下記表３に示す。
前記表３によって、高温領域でも高い膨張力を得ること
が判る。特に粒子径の小さい、バーミキュライト（０
号）の方が高い膨張力を有し、かつ高温時の膨張力低下
が小さいから、自動車用セラミック触媒用保持材等の、
高温においても高い膨張力を要求されるものに適し、ま
た、粒子径の大きいバーミキュライト（１号）のよう
に、粒子径の小さいバーミキュライト（０号）よりも膨
張力の点で若干低いけれども、前記表２で判るように、
膨張量の大きいものは、例えば構築壁の貫通孔に挿通さ
れている送電ケーブルの外周を巻回する耐火用シール材
などに適しているといえる。
が判る。特に粒子径の小さい、バーミキュライト（０
号）の方が高い膨張力を有し、かつ高温時の膨張力低下
が小さいから、自動車用セラミック触媒用保持材等の、
高温においても高い膨張力を要求されるものに適し、ま
た、粒子径の大きいバーミキュライト（１号）のよう
に、粒子径の小さいバーミキュライト（０号）よりも膨
張力の点で若干低いけれども、前記表２で判るように、
膨張量の大きいものは、例えば構築壁の貫通孔に挿通さ
れている送電ケーブルの外周を巻回する耐火用シール材
などに適しているといえる。
第４図に示す外径φ76mmの円筒形触媒10の外周に本発明
にかかる耐熱膨張性シート２または従来例（特公昭61−
35143号公報）の耐熱膨張性シートを巻回し、内径φ82.
2mmの金属製円筒形ケーシング11に装填して加熱処理を
行ったのち、ゴム板12および金属板13を介して、ロード
セル14により圧縮速度50m/minで円筒形触媒10を矢印方
向に押圧して、円筒形触媒10を押し出すのに要する押圧
力、つまり耐熱膨張性シート２の保持力を測定した。そ
の結果を下記表４および第５図のグラフに示す。
にかかる耐熱膨張性シート２または従来例（特公昭61−
35143号公報）の耐熱膨張性シートを巻回し、内径φ82.
2mmの金属製円筒形ケーシング11に装填して加熱処理を
行ったのち、ゴム板12および金属板13を介して、ロード
セル14により圧縮速度50m/minで円筒形触媒10を矢印方
向に押圧して、円筒形触媒10を押し出すのに要する押圧
力、つまり耐熱膨張性シート２の保持力を測定した。そ
の結果を下記表４および第５図のグラフに示す。
前記表４および第５図のグラフにより、従来の耐熱膨張
性シート２では、前述の負膨張によって、325℃の保持
力が著しく低下し、しかも600℃以上の高温領域におけ
る保持力が小さいけれども、本発明にかかる耐熱膨張性
シート２によれば、325℃における負膨張領域でも保持
力の大幅な低減がみられず、また600℃以上の高温領域
において大きい保持力を確保できることが判る。このこ
とは、リン酸水素アンモニゥムナトリゥムによって処理
されたバーミキュライトおよび従来のシートには配合さ
れていないセピオライト鉱物がそれぞれ保有している膨
張量と膨張力の相乗作用によるものであるといえる。
性シート２では、前述の負膨張によって、325℃の保持
力が著しく低下し、しかも600℃以上の高温領域におけ
る保持力が小さいけれども、本発明にかかる耐熱膨張性
シート２によれば、325℃における負膨張領域でも保持
力の大幅な低減がみられず、また600℃以上の高温領域
において大きい保持力を確保できることが判る。このこ
とは、リン酸水素アンモニゥムナトリゥムによって処理
されたバーミキュライトおよび従来のシートには配合さ
れていないセピオライト鉱物がそれぞれ保有している膨
張量と膨張力の相乗作用によるものであるといえる。
第２の発明にかかる耐熱膨張性シート２はセピオライト
鉱物21〜30重量％と、リン酸水素アンモニゥムナトリゥ
ムで処理した未膨張バーミキュライト30〜40重量％と、
セラミック繊維20〜40重量％と、有機結合材５〜20重量
％の配合比率をもって抄造法によって製造されている。
鉱物21〜30重量％と、リン酸水素アンモニゥムナトリゥ
ムで処理した未膨張バーミキュライト30〜40重量％と、
セラミック繊維20〜40重量％と、有機結合材５〜20重量
％の配合比率をもって抄造法によって製造されている。
即ち、前記第１の発明にかかる耐熱膨張性シート２に対
して、セピオライト鉱物の配合比率を大幅に高めて、高
温領域の耐熱強度を向上させ、処理未膨張バーミキュラ
イトの配合比率を若干低くして、膨張量と膨張力を少し
抑えるようにしている。したがって、この第２の発明に
かかる耐熱膨張性シートよりも膨張量と膨張力の大きい
第１の発明にかかる耐熱膨張性シート２が、４輪自動車
の排気系に装備される剛性の高い触媒コンバータへの採
用に適し、第２の発明にかかる耐熱膨張性シート２が自
動２輪車の排気系に装備される触媒コンバータ、つまり
４輪車の触媒コンバータよりも、若干、剛性の低い触媒
コンバータへの採用に適しているといえる。換言するな
らば、４輪自動車の触媒コンバータと比較して、自動２
輪車の触媒コンバータの方がハニカム製モノリス触媒１
の圧縮強度が小さく、金属製ケーシング３が薄肉に形成
された剛性の低いものであるけれども、膨張量と膨張力
を抑えた耐熱膨張性シート２の使用によって、過剰膨張
によるモノリス触媒１の割れおよび金属製ケーシング３
の異状変形を防止することができる。
して、セピオライト鉱物の配合比率を大幅に高めて、高
温領域の耐熱強度を向上させ、処理未膨張バーミキュラ
イトの配合比率を若干低くして、膨張量と膨張力を少し
抑えるようにしている。したがって、この第２の発明に
かかる耐熱膨張性シートよりも膨張量と膨張力の大きい
第１の発明にかかる耐熱膨張性シート２が、４輪自動車
の排気系に装備される剛性の高い触媒コンバータへの採
用に適し、第２の発明にかかる耐熱膨張性シート２が自
動２輪車の排気系に装備される触媒コンバータ、つまり
４輪車の触媒コンバータよりも、若干、剛性の低い触媒
コンバータへの採用に適しているといえる。換言するな
らば、４輪自動車の触媒コンバータと比較して、自動２
輪車の触媒コンバータの方がハニカム製モノリス触媒１
の圧縮強度が小さく、金属製ケーシング３が薄肉に形成
された剛性の低いものであるけれども、膨張量と膨張力
を抑えた耐熱膨張性シート２の使用によって、過剰膨張
によるモノリス触媒１の割れおよび金属製ケーシング３
の異状変形を防止することができる。
下記表５に示す配合比率で抄造法により製造された厚さ
4.9mm×縦横寸法25mm×密度0.7g/cm3の耐熱膨張性シー
トと、同じ寸法を有する従来の耐熱膨張性シートとの耐
ガスアタック性を、第６図および第７図に示す耐ガスア
タック性試験装置を用いて測定した。その測定結果を下
記表６に示す。
4.9mm×縦横寸法25mm×密度0.7g/cm3の耐熱膨張性シー
トと、同じ寸法を有する従来の耐熱膨張性シートとの耐
ガスアタック性を、第６図および第７図に示す耐ガスア
タック性試験装置を用いて測定した。その測定結果を下
記表６に示す。
なお、第６図および第７図の耐ガスアタック性試験装置
は、複数のギヤップスペーサ50を介在して耐熱膨張性シ
ート２を挾持する２枚のプレート51,51と、耐熱膨張性
シート２の端面に対向して矢印ｙ方向に20サイクル/min
の速度で往復移動（トラバース量19.1mm）する扁平ノズ
ル52を有し、このノズル52から2.5kgf/cm2のエアーを噴
出させるように構成されている。
は、複数のギヤップスペーサ50を介在して耐熱膨張性シ
ート２を挾持する２枚のプレート51,51と、耐熱膨張性
シート２の端面に対向して矢印ｙ方向に20サイクル/min
の速度で往復移動（トラバース量19.1mm）する扁平ノズ
ル52を有し、このノズル52から2.5kgf/cm2のエアーを噴
出させるように構成されている。
また、テストパターンは、600℃×１時間加熱→冷却→
重量測定→3000サイクルエアー吹付け→重量測定→3000
サイクルエアー吹付け→重量測定である。
重量測定→3000サイクルエアー吹付け→重量測定→3000
サイクルエアー吹付け→重量測定である。
前記表６によって、本発明にかかる耐熱膨張性シートの
耐ガスアタック性が従来の耐熱膨張性シートよりも著し
くすぐれることが判る。したがって、経時的な保持機能
の低下を十分に回避することができる。このことは、セ
ピオライト鉱物を配合したことにより、保形性が向上し
たためだといえる。
耐ガスアタック性が従来の耐熱膨張性シートよりも著し
くすぐれることが判る。したがって、経時的な保持機能
の低下を十分に回避することができる。このことは、セ
ピオライト鉱物を配合したことにより、保形性が向上し
たためだといえる。
セピオライト鉱物の配合比率の高い第２の発明にかかる
耐熱膨張性シートの方が、第１の発明にかかる耐熱膨張
性シートよりも耐ガスアタック性にすぐれている。した
がって、自動２輪車の排気系のように、エンジンの排気
口から触媒コンバータまでの距離が短いために、触媒コ
ンバータが高速で流下する排ガスにさらされ、耐熱膨張
性シートへのガスアタックが激しいものには、第２の発
明にかかる耐ガスアタック性にすぐれた耐熱膨張性シー
トが適しており、４輪自動車の排気系のように、エンジ
ンの排気口から触媒コンバータまでの距離が長いので、
流速が若干緩められた排ガスにさらされ、耐熱膨張性シ
ートへのガスアタックが比較的小さい触媒コンバータに
は、第１の発明にかかる耐熱膨張性シートが適している
といえる。
耐熱膨張性シートの方が、第１の発明にかかる耐熱膨張
性シートよりも耐ガスアタック性にすぐれている。した
がって、自動２輪車の排気系のように、エンジンの排気
口から触媒コンバータまでの距離が短いために、触媒コ
ンバータが高速で流下する排ガスにさらされ、耐熱膨張
性シートへのガスアタックが激しいものには、第２の発
明にかかる耐ガスアタック性にすぐれた耐熱膨張性シー
トが適しており、４輪自動車の排気系のように、エンジ
ンの排気口から触媒コンバータまでの距離が長いので、
流速が若干緩められた排ガスにさらされ、耐熱膨張性シ
ートへのガスアタックが比較的小さい触媒コンバータに
は、第１の発明にかかる耐熱膨張性シートが適している
といえる。
［発明の効果］ 以上説明したように、請求項１の発明に係る耐熱膨張性
部材においては、セピオライト鉱物を１〜５重量％の比
率で配合していることと、未処理未膨張バーミキュライ
トをリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液によっ
て事前にイオン処理した処理未膨張バーミキュライトを
使用していることとによって、バーミキュライトが本来
的に有する300℃付近の低温領域における大きな負膨張
（収縮）を低減し、低中温領域における膨張量を大きく
してセラミックハニカム製モノリス触媒に対する保持力
を加熱初期から大きく確保することができるとともに、
600℃以上の高温領域の耐熱強度が高められて高温領域
でのセラミックハニカム製モノリス触媒に対する保持力
も大きく確保することができ、かつ、保形性を高めて耐
ガスアタック性の向上を図ることができる。その上、事
前に未処理未膨張バーミキュライトをリン酸水素アンモ
ニゥムナトリゥムの水溶液によってイオン処理した処理
未膨張バーミキュライトを30〜60重量％の比率で配合す
ることにより、振動等の機械的衝撃を有効に緩和し得る
クッション性を確保して、セラミックハニカム製モノリ
ス触媒の損傷を未然に防止することができる。また、セ
ラミット繊維を20〜40重量％の比率で配合することによ
り、高温領域における耐熱強度の向上と、低温領域にお
ける負膨張を一層抑制して、保持力の増大を図れる上
に、特に有機結合材が消失する高温領域では、つなぎの
機能を発揮して保形性の向上を図れるので、一般に靱製
に劣り、もろい特性を有しているセラミックハニカム製
モノリス触媒を低温領域から高温領域にまで亘って大き
い保持力によって、がたつきなく適正に保持することが
できる。特に、請求項１の発明では、処理未膨張バーミ
キュライトの配合比率をセピオライト鉱物の配合比率よ
りも十分に高くし、この処理未膨張バーミキュライトと
してリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液によっ
て事前にイオン処理したものを使用することにより、バ
ーミキュライト自身が本来的に有する低温領域での大き
な負膨張を十分に抑制して膨張量と膨張力の増大を図り
つつ、適度な耐ガスアタック性を確保することができる
のであり、これによって、セラミックハニカム製モノリ
ス触媒の圧縮強度が高く、かつ金属製ケーシングが厚肉
で高い剛性を有している反面、流速の比較的小さい排ガ
スにさらされる条件下にある４輪自動車用の触媒コンバ
ータとして有効に適用することができる。
部材においては、セピオライト鉱物を１〜５重量％の比
率で配合していることと、未処理未膨張バーミキュライ
トをリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液によっ
て事前にイオン処理した処理未膨張バーミキュライトを
使用していることとによって、バーミキュライトが本来
的に有する300℃付近の低温領域における大きな負膨張
（収縮）を低減し、低中温領域における膨張量を大きく
してセラミックハニカム製モノリス触媒に対する保持力
を加熱初期から大きく確保することができるとともに、
600℃以上の高温領域の耐熱強度が高められて高温領域
でのセラミックハニカム製モノリス触媒に対する保持力
も大きく確保することができ、かつ、保形性を高めて耐
ガスアタック性の向上を図ることができる。その上、事
前に未処理未膨張バーミキュライトをリン酸水素アンモ
ニゥムナトリゥムの水溶液によってイオン処理した処理
未膨張バーミキュライトを30〜60重量％の比率で配合す
ることにより、振動等の機械的衝撃を有効に緩和し得る
クッション性を確保して、セラミックハニカム製モノリ
ス触媒の損傷を未然に防止することができる。また、セ
ラミット繊維を20〜40重量％の比率で配合することによ
り、高温領域における耐熱強度の向上と、低温領域にお
ける負膨張を一層抑制して、保持力の増大を図れる上
に、特に有機結合材が消失する高温領域では、つなぎの
機能を発揮して保形性の向上を図れるので、一般に靱製
に劣り、もろい特性を有しているセラミックハニカム製
モノリス触媒を低温領域から高温領域にまで亘って大き
い保持力によって、がたつきなく適正に保持することが
できる。特に、請求項１の発明では、処理未膨張バーミ
キュライトの配合比率をセピオライト鉱物の配合比率よ
りも十分に高くし、この処理未膨張バーミキュライトと
してリン酸水素アンモニゥムナトリゥムの水溶液によっ
て事前にイオン処理したものを使用することにより、バ
ーミキュライト自身が本来的に有する低温領域での大き
な負膨張を十分に抑制して膨張量と膨張力の増大を図り
つつ、適度な耐ガスアタック性を確保することができる
のであり、これによって、セラミックハニカム製モノリ
ス触媒の圧縮強度が高く、かつ金属製ケーシングが厚肉
で高い剛性を有している反面、流速の比較的小さい排ガ
スにさらされる条件下にある４輪自動車用の触媒コンバ
ータとして有効に適用することができる。
また、請求項２の発明に係る耐熱膨張性部材において
は、セピオライト鉱物の配合比率を処理未膨張バーミキ
ュライトの配合比率に比して高くし、かつ処理未膨張バ
ーミキュライトとしてはリン酸水素アンモニゥムナトリ
ゥムの水溶液によって事前にイオン処理したものを使用
することにより、低中温領域での膨張量と膨張力を適度
に保ちつつ、耐熱強度および保形性の著しい向上を図っ
て、非常に優れた耐ガスアタック性を確保することがで
きるのであり、これによって、セラミックハニカム製モ
ノリス触媒の圧縮強度が小さく、かつ金属製ケーシング
が薄肉で剛性が低い反面、流速の大きい排ガスにさらさ
れる条件下にある２輪自動車用の触媒コンバータとして
有効に適用することができる。
は、セピオライト鉱物の配合比率を処理未膨張バーミキ
ュライトの配合比率に比して高くし、かつ処理未膨張バ
ーミキュライトとしてはリン酸水素アンモニゥムナトリ
ゥムの水溶液によって事前にイオン処理したものを使用
することにより、低中温領域での膨張量と膨張力を適度
に保ちつつ、耐熱強度および保形性の著しい向上を図っ
て、非常に優れた耐ガスアタック性を確保することがで
きるのであり、これによって、セラミックハニカム製モ
ノリス触媒の圧縮強度が小さく、かつ金属製ケーシング
が薄肉で剛性が低い反面、流速の大きい排ガスにさらさ
れる条件下にある２輪自動車用の触媒コンバータとして
有効に適用することができる。
第１図は触媒コンバータの一例を示す概略断面図、第２
図は熱膨張力測定装置を示す概略正面図、第３図は処理
液によって異なるバーミキュライトの膨張度合を示すグ
ラフ、第４図は耐熱膨張性シートの保持力測定装置の説
明断面図、第５図は保持力測定結果を示す比較グラフ、
第６図は耐ガスアタック性試験装置の概略側面図、第７
図は同平面図である。 ２……耐熱膨張性部材
図は熱膨張力測定装置を示す概略正面図、第３図は処理
液によって異なるバーミキュライトの膨張度合を示すグ
ラフ、第４図は耐熱膨張性シートの保持力測定装置の説
明断面図、第５図は保持力測定結果を示す比較グラフ、
第６図は耐ガスアタック性試験装置の概略側面図、第７
図は同平面図である。 ２……耐熱膨張性部材
Claims (2)
- 【請求項１】セピオライト鉱物１〜５重量％と、未処理
未膨張バーミキュライトをリン酸水素アンモニゥムナト
リゥムの水溶液によって処理した処理未膨張バーミキュ
ライト30〜60重量％と、セラミック繊維20〜40重量％
と、有機結合材５〜20重量％とを含んでなることを特徴
とする耐熱膨張性部材。 - 【請求項２】セピオライト鉱物21〜30重量％と、未処理
未膨張バーミキュライトをリン酸水素アンモニゥムナト
リゥムの水溶液によって処理した処理未膨張バーミキュ
ライト30〜40重量％と、セラミック繊維20〜40重量％
と、有機結合材５〜20重量％とを含んでなることを特徴
とする耐熱膨張性部材。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1125191A JPH0759885B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-05-18 | 耐熱膨張性部材 |
| DE69013974T DE69013974T2 (de) | 1989-05-18 | 1990-05-08 | Wärmebeständiges Ausdehnungselement. |
| EP90108655A EP0398130B1 (en) | 1989-05-18 | 1990-05-08 | Heat-resistant expansive member |
| US08/383,679 US5945361A (en) | 1989-05-18 | 1995-02-01 | Heat-resistant expansive member |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4873289 | 1989-02-28 | ||
| JP1-48732 | 1989-02-28 | ||
| JP1125191A JPH0759885B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-05-18 | 耐熱膨張性部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03919A JPH03919A (ja) | 1991-01-07 |
| JPH0759885B2 true JPH0759885B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=26389041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1125191A Expired - Fee Related JPH0759885B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-05-18 | 耐熱膨張性部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0759885B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997025203A1 (fr) * | 1994-07-14 | 1997-07-17 | Ibiden Co., Ltd. | Structure ceramique |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5895636A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-07 | イビデン株式会社 | 耐熱弾性シ−ト状物とその製造方法 |
| JPH07115918B2 (ja) * | 1988-02-29 | 1995-12-13 | 日本ピラー工業株式会社 | 耐熱膨張性部材 |
-
1989
- 1989-05-18 JP JP1125191A patent/JPH0759885B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997025203A1 (fr) * | 1994-07-14 | 1997-07-17 | Ibiden Co., Ltd. | Structure ceramique |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03919A (ja) | 1991-01-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |