JPH0791124B2 - Heat-expandable ceramic fiber composite - Google Patents

Heat-expandable ceramic fiber composite

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JPH0791124B2
JPH0791124B2 JP4027949A JP2794992A JPH0791124B2 JP H0791124 B2 JPH0791124 B2 JP H0791124B2 JP 4027949 A JP4027949 A JP 4027949A JP 2794992 A JP2794992 A JP 2794992A JP H0791124 B2 JPH0791124 B2 JP H0791124B2
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ceramic
heat
thermal expansion
fiber composite
catalyst
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哲 橋本
聡康 谷村
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Nippon Pillar Packing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バーミキュライト鉱物
を主構成材料とする自動車用セラミックフィルタあるい
はセラミック触媒の保持材等に使用される熱膨脹性セラ
ミック繊維複合材に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-expandable ceramic fiber composite material which is used as a holding material for an automobile ceramic filter or a ceramic catalyst mainly composed of vermiculite mineral.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、自動車の排気管では、排ガス
中の窒素酸化物の還元等の浄化のためにセラミックフィ
ルタあるいはセラミック触媒が使用される。このセラミ
ック触媒等を排気管に保持させるために、従来では、セ
ラミック繊維を繊維基材とし、熱膨脹層としてバーミキ
ュライト鉱物と少量の有機結合材を抄造したマット状の
熱膨脹性セラミック繊維複合材からなる保持材が用いら
れていた。
2. Description of the Related Art For example, in an automobile exhaust pipe, a ceramic filter or a ceramic catalyst is used for purification such as reduction of nitrogen oxides in exhaust gas. In order to retain the ceramic catalyst and the like in the exhaust pipe, conventionally, a ceramic fiber is used as a fiber base material, and a thermal expansion layer is made of a vermiculite mineral and a small amount of an organic binder. Wood was used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記セラミ
ックフィルタやセラミック触媒内で排気ガスを再燃焼さ
せる際、反応熱によりセラミックフィルタやセラミック
触媒は800〜1000℃の高温になる。バーミキュラ
イト鉱物を主構成材料とする上記した従来の保持材にお
いては、加熱されると膨脹するバーミキュライト鉱物が
800〜1000℃の高温に晒されると、収縮する特性
を示し、高温領域でのセラミック触媒等に対する保持性
能が劣化する傾向にあり、その状態で振動や摩擦を受け
ると、層状の形態から粉状に粉砕され易く、その結果、
上記セラミックフィルタあるいはセラミック触媒にがた
つきを招いたり、保持材に吹き抜けが生じるおそれがあ
った。
By the way, when the exhaust gas is re-combusted in the ceramic filter or the ceramic catalyst, the reaction filter heats the ceramic filter or the ceramic catalyst to a high temperature of 800 to 1000 ° C. In the above-mentioned conventional holding material mainly composed of vermiculite mineral, the vermiculite mineral that expands when heated exhibits a characteristic of shrinking when exposed to a high temperature of 800 to 1000 ° C., and a ceramic catalyst or the like in a high temperature region. Retaining performance against tends to deteriorate, and if it is subjected to vibration or friction in that state, it is easily pulverized from a layered form to a powder form, and as a result,
There is a risk that the above-mentioned ceramic filter or ceramic catalyst may rattle or that the holding material may blow through.

【0004】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、バーミキュライト鉱物の配合層が
800℃以上の高温に晒されることを防止して、高温領
域での使用に際しても、セラミックフィルタあるいはセ
ラミック触媒に対して安定した保持力を確保することが
できる熱膨脹性セラミック繊維複合材を提供することを
目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a blending layer of vermiculite mineral is formed.
To provide a heat-expandable ceramic fiber composite material capable of preventing exposure to a high temperature of 800 ° C. or more and ensuring a stable holding force for a ceramic filter or a ceramic catalyst even when used in a high temperature region. It is an object.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る熱膨脹性セラミック繊維複合材は、熱
膨脹材としてバーミキュライト鉱物を主体とする熱膨脹
層と、セラミック繊維を主体として上記熱膨脹層におけ
る少なくともセラミックフィルタあるいはセラミック触
媒接触面側に積重される断熱層とを備え、かつ、上記断
熱層の厚さを全体の厚さに対して20%〜70%に設定
たものである。
To achieve the above object, a heat-expandable ceramic fiber composite material according to the present invention comprises a heat-expansion layer mainly composed of vermiculite mineral as a heat-expansion material and a heat-expansion layer mainly composed of ceramic fibers. At least a heat insulating layer that is stacked on the ceramic filter or ceramic catalyst contact surface side , and
Set the thickness of the heat layer to 20% to 70% of the total thickness
It was done.

【0006】上記の熱膨脹性セラミック繊維複合材にお
いて、上記熱膨脹層の厚さを全体の厚さに対して30〜
80%に設定するのが好ましい。
The above-mentioned heat-expandable ceramic fiber composite material
There are, 30 the thickness of the thermal expansion layer for the entire thickness of the
It is preferably set to 80% .

【0007】[0007]

【作用】本発明によれば、熱膨脹層における少なくとも
セラミックフィルタあるいはセラミック触媒に接する側
設けられるセラミック繊維を主体とした断熱層の複合
材全体の厚さに対する割合を、800〜1400℃の範
囲の使用温度を想定して800℃で20%、1000℃
で30%、1200℃で50%、1400℃で70%と
いった具合に、使用温度に対応させて設定することによ
って、セラミックフィルタやセラミック触媒が反応熱で
800〜1400℃の高温になっても、上記バーミキュ
ライト鉱物を主体とする熱膨脹層が晒される温度を80
0℃未満に抑えることができる。したがって、上記熱膨
脹層の主構成材料であるバーミキュライト鉱物が800
℃以上の高温に晒されて収縮する特性に伴う上記セラミ
ックフィルタあるいはセラミック触媒に対する保持力の
低下を防止して、高温領域での使用に際しても、セラミ
ック触媒等をがたつかせたり、吹き抜けなどを生じるこ
となく、安定よく保持させることができる。
According to the present invention, a composite of a heat insulating layer mainly composed of ceramic fibers provided on at least a side of the thermal expansion layer which is in contact with the ceramic filter or the ceramic catalyst.
The ratio to the total thickness of the material is in the range of 800 to 1400 ° C.
20% at 800 ℃, 1000 ℃ assuming the ambient temperature
30% at 50% at 1200 ° C and 70% at 1400 ° C
In this way, by setting according to the operating temperature.
I, even ceramic filters and ceramic catalyst becomes a high temperature of 800 to 14 00 ° C. in reaction heat, the Bamikyu
The temperature to which the thermal expansion layer mainly composed of light minerals is exposed is set to 80
It can be kept below 0 ° C. Therefore, if the vermiculite mineral, which is the main constituent material of the thermal expansion layer, is 800
Prevents the retention of the ceramic filter or ceramic catalyst from being lowered due to the property of shrinking when exposed to a high temperature of ℃ or more, causing the ceramic catalyst to rattle or blow through even when used in a high temperature range. Can be held stably without any

【0008】特に、上記熱膨脹層の厚さを全体の厚さに
対して30〜80%に設定すれば、一定の保持力を確実
に得ることができる。
Particularly, if the thickness of the thermal expansion layer is set to 30 to 80% of the total thickness, a certain holding force can be surely obtained.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図1は本発明の一実施例による熱膨脹性セラミ
ック繊維複合材を自動車用セラミックフィルタあるいは
セラミック触媒の保持材に適用したものを示す一部の断
面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing one in which a heat-expandable ceramic fiber composite material according to an embodiment of the present invention is applied to an automobile ceramic filter or a ceramic catalyst holding material.

【0010】図1において、1は熱膨脹層、2はセラミ
ック繊維を主体とする断熱層であり、両者1,2によ
り、2層構造の熱膨脹性セラミック繊維複合材3を構成
している。上記断熱層2は熱膨脹層1における少なくと
もセラミックフィルタあるいはセラミック触媒4との接
触面側に積重されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a thermal expansion layer, 2 is a heat insulating layer mainly composed of ceramic fibers, and both 1 and 2 constitute a two-layered thermal expansion ceramic fiber composite material 3. The heat insulating layer 2 is stacked on at least the contact surface side of the thermal expansion layer 1 with the ceramic filter or the ceramic catalyst 4.

【0011】上記熱膨脹層1および断熱層2の構成を、
図2を参照しつつ説明する。まず、セラミック繊維を8
3wt%、セピオライト鉱物を5wt%、有機結合材を
12wt%の配合比率で混合した濃度1.5wt%の抄
造液Aを断熱層用として用意する。また、セラミック繊
維を30wt%、セピオライト鉱物を4wt%、バーミ
キュライト鉱物54wt%の配合比率で混合した濃度
1.5wt%の抄造液Bを熱膨脹層用として用意する。
The structure of the thermal expansion layer 1 and the heat insulating layer 2 is
This will be described with reference to FIG. First, 8 ceramic fibers
A papermaking liquid A having a concentration of 1.5 wt% prepared by mixing 3 wt%, 5 wt% of sepiolite mineral and 12 wt% of an organic binder is prepared for a heat insulating layer. Further, a papermaking liquid B having a concentration of 1.5 wt% prepared by mixing 30 wt% of ceramic fibers, 4 wt% of sepiolite mineral and 54 wt% of vermiculite mineral is prepared for the thermal expansion layer.

【0012】ここで、上記断熱層2、熱膨脹層1を構成
する材料の好ましい配合比率は、図2に示す通りであ
る。断熱層2においては、耐熱性や断熱性を有するセラ
ミック繊維を主体とするため、セラミック繊維が60w
t%未満では耐熱性、断熱性が不十分であり、95wt
%を越えると、有機結合材の配合量が少量となり、シー
ト状にすることが不可能となる。セピオライト鉱物は添
加されなくとも断熱層の主たる効果は失われないが、い
わゆる無機結合材であり、少量の添加で耐熱補強効果を
向上させることができる。しかし、配合量が10wt%
を越えると、セラミック繊維の配合比率が減少し、材質
的にマットの断熱性が劣るとともに、セピオライト鉱物
は高温時に他の繊維材料と絡み合い一種の結合材として
作用するために、マットの密度を上げ空隙率を減少させ
る。従って、熱伝導を妨げるマットの中の空隙が減少し
て、断熱性を損なう。
Here, the preferable mixing ratio of the materials forming the heat insulating layer 2 and the thermal expansion layer 1 is as shown in FIG. In the heat insulating layer 2, since the ceramic fiber having heat resistance and heat insulating property is mainly used, the ceramic fiber is 60 w.
If it is less than t%, heat resistance and heat insulation are insufficient, and 95 wt.
If it exceeds%, the amount of the organic binder blended becomes small, and it becomes impossible to form a sheet. The main effect of the heat insulating layer is not lost even if the sepiolite mineral is not added, but it is a so-called inorganic binder, and the heat reinforcement effect can be improved by adding a small amount thereof. However, the compounding amount is 10 wt%
Beyond the above, the mixing ratio of the ceramic fiber decreases, the heat insulation of the mat is poor, and the sepiolite minerals entangle with other fiber materials at high temperature to act as a kind of binder, increasing the density of the mat. Reduce porosity. Therefore, the voids in the mat that hinder the heat conduction are reduced, and the heat insulation is impaired.

【0013】また、断熱層2においては、膨脹特性は主
たる目的ではないため、バーミキュライト鉱物は使用し
ない時もあるが、マット全体として低温時から大きな膨
脹量を要求される場合には、バーミキュライト鉱物を3
0wt%まで添加し、初期膨脹特性を向上させることが
できる。しかし、バーミキュライト鉱物の配合量が30
wt%を越えた場合は、断熱層の熱劣化比率が大きくな
り、セラミック触媒等の保持力が低下する。有機結合材
は抄造後のマットの取扱いのために、最低1〜2wt%
は必要であるが、20wt%を越えると、マットの耐熱
性が低下する。
In the heat insulation layer 2, since the expansion property is not the main purpose, the vermiculite mineral may not be used in some cases, but when a large expansion amount is required from the low temperature of the entire mat, the vermiculite mineral is used. Three
The initial expansion characteristics can be improved by adding up to 0 wt%. However, the compounding amount of vermiculite mineral is 30
If it exceeds wt%, the heat deterioration rate of the heat insulating layer increases, and the holding power of the ceramic catalyst and the like decreases. The organic binder is at least 1-2 wt% for handling the mat after paper making.
However, if it exceeds 20 wt%, the heat resistance of the mat will be reduced.

【0014】さらに、断熱層2の厚さは、図3に示すよ
うに、触媒使用温度に従い、熱膨脹層1の温度を800
℃未満におさえるために20〜70%の範囲で対応す
る。すなわち、断熱層2の熱膨脹性セラミック繊維複合
材3全体の厚さに対する割合を、800〜1400℃の
範囲の使用温度を想定して800℃で20%、1000
℃で30%、1200℃で50%、1400℃で70%
といった具合に、使用温度に対応させて設定している。
また、熱膨脹層1の厚さはセラミック触媒に対して要求
される保持力により熱膨脹性セラミック繊維複合材3全
体の厚さに対して30〜80%の範囲で設定している
Further, as shown in FIG. 3, the thickness of the heat insulating layer 2 is 800 ° C. according to the catalyst use temperature.
In order to keep the temperature below ° C, the range of 20 to 70% is applied. That is, the heat-expandable ceramic fiber composite of the heat insulating layer 2
The ratio to the thickness of the entire material 3 is 800 to 1400 ° C.
20% at 800 ° C, 1000, assuming operating temperature range
30% at ℃, 50% at 1200 ℃, 70% at 1400 ℃
For example, it is set according to the operating temperature.
The thickness of the heat-expandable layer 1 depends on the holding force required for the ceramic catalyst and the total thickness of the heat-expandable ceramic fiber composite 3
It is set in the range of 30 to 80% with respect to the body thickness .

【0015】熱膨脹層1においては、加熱膨脹特性を示
すバーミキュライト鉱物の配合比率を高めるために繊維
基材は10〜60wt%を用いるのが良い。10wt%
未満では基材としての耐熱性が低下しすぎ、60wt%
を越えると、膨脹特性を低下させる。セピオライト鉱物
は少量の添加で耐熱補強効果を向上させることができる
が、配合量が10wt%を越えると、セラミック繊維の
配合比率が減少し、材質的にマットの断熱性が劣るとと
もに、セピオライト鉱物は高温時に他の繊維材料と絡み
合い一種の結合材として作用するために、マットの密度
を上げ空隙率を減少させる。従って、熱伝導を妨げるマ
ットの中の空隙が減少して、断熱性を損なう。
In the thermal expansion layer 1, the fiber base material is preferably used in an amount of 10 to 60 wt% in order to increase the blending ratio of the vermiculite mineral exhibiting the thermal expansion characteristics. 10 wt%
If it is less than 60% by weight, the heat resistance of the base material is too low.
If it exceeds, the expansion property is deteriorated. Although the addition of a small amount of sepiolite mineral can improve the heat-resisting effect, if the blending amount exceeds 10 wt%, the blending ratio of the ceramic fiber will decrease, and the heat insulating property of the mat will be inferior. It entangles with other fiber materials at high temperature and acts as a kind of binder, increasing the density of the mat and decreasing the porosity. Therefore, the voids in the mat that hinder the heat conduction are reduced, and the heat insulation is impaired.

【0016】バーミキュライト鉱物の配合量は30wt
%未満では膨脹特性が不足し、90wt%を越えると、
繊維基材や結合材などの配合量が減少し、マットの抄造
に支障をきたすと共に、高温時にはすべての有機結合材
が焼失するため、初期の形状を留めないほど著しい強度
低下を招く。有機結合材は抄造後のマットの取扱い性を
向上させるために、最低1〜2wt%は必要であるが、
20wt%を越えると、マットの耐熱性が低下する。
The blending amount of vermiculite mineral is 30 wt.
If it is less than 90%, the expansion characteristics are insufficient, and if it exceeds 90% by weight,
The amount of the fibrous base material, the binder, etc., is reduced, which hinders the mat making process, and all the organic binder is burned out at high temperatures, resulting in a significant decrease in strength so that the initial shape cannot be retained. The organic binder needs to be at least 1 to 2 wt% in order to improve the handleability of the mat after paper making,
If it exceeds 20 wt%, the heat resistance of the mat will decrease.

【0017】一方、セラミック繊維を19wt%、バー
ミキュライト鉱物を71wt%、有機結合材を10wt
%の配合比率で混合した濃度1.5wt%の抄造液Cを
熱膨脹層用として用意し、さらに、セラミック繊維70
wt%、バーミキュライト鉱物20wt%、有機結合材
を10wt%の配合比率で混合した濃度1.5wt%の
抄造液Dを断熱層用として用意する。
On the other hand, 19 wt% of ceramic fiber, 71 wt% of vermiculite mineral, and 10 wt% of organic binder.
%, A papermaking liquid C having a concentration of 1.5 wt% was prepared for the thermal expansion layer, and the ceramic fiber 70 was used.
A papermaking liquid D having a concentration of 1.5 wt% prepared by mixing wt%, 20 wt% of vermiculite mineral, and an organic binder in a mixing ratio of 10 wt% is prepared for a heat insulating layer.

【0018】上記セラミック繊維として、アルミノ珪酸
塩、たとえばSC126OD2(商品名,新日鉄化学
製)、バーミキュライト鉱物として、リン酸水素アンモ
ニウムナトリウムで処理した処理未膨脹バーミキュライ
ト0号、セピオライト鉱物として、ミルコンMS−2−
2(商品名,昭和鉱業製)、有機結合材として、スミカ
フレックス900(商品名、住友化学製)をそれぞれ使
用した。
As the ceramic fiber, an aluminosilicate, for example, SC126OD2 (trade name, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), vermiculite mineral, unexpanded vermiculite 0 treated with sodium ammonium hydrogenphosphate, and sepiolite mineral, Milcon MS-2. −
2 (trade name, manufactured by Showa Mining Co., Ltd.) and Sumikaflex 900 (trade name, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) were used as organic binders.

【0019】上記抄造液A,Bを用いて、実施例1とし
ての熱膨脹性セラミック繊維複合材を製作する方法を説
明する。まず、図4に示すように抄造網11とその上方
に位置して抜き差し可能な邪魔板12を有する下端開口
の抄造桶13を用意し、この抄造桶13内に上記抄造液
Aの25lを注入したのち、邪魔板12を介して抄造液
Aの水面が乱されないように抄造液Bの50lを注入す
る。この後、上記邪魔板12を静かに引き抜いてから搾
水して上記抄造液Aに対応した断熱層2と上記抄造液B
に対応する熱膨脹層1を抄き合わせた抄造物を得る。つ
いで、この抄造物を乾燥・プレスして厚さ5mm、坪量
5000g/m2 の熱膨脹性セラミック繊維複合材3を
製作する。
A method for producing a heat-expandable ceramic fiber composite material as Example 1 using the above papermaking liquids A and B will be described. First, as shown in FIG. 4, a papermaking tub 13 having a lower end opening having a papermaking net 11 and a baffle plate 12 which is located above the papermaking net 11 and which can be inserted and removed is prepared, and 25 l of the papermaking liquid A is injected into the papermaking tub 13. After that, 50 l of the papermaking liquid B is injected through the baffle plate 12 so that the water surface of the papermaking liquid A is not disturbed. After that, the baffle plate 12 is gently pulled out and then water is squeezed to insulate the heat insulating layer 2 corresponding to the papermaking liquid A and the papermaking liquid B.
To obtain a paper product obtained by combining the thermal expansion layers 1 corresponding to. Next, this paper product is dried and pressed to produce a heat-expandable ceramic fiber composite material 3 having a thickness of 5 mm and a basis weight of 5000 g / m 2 .

【0020】上記抄造液C,Dを用いて実施例2とし
ての熱膨脹性セラミック繊維複合材を製作する方法を説
明する。まず、抄造液Dの25lを上記抄造桶13に注
入した後、邪魔板12を介して抄造液Cの水面が乱れな
いように抄造液Dの50lを注入した後、上記邪魔板1
2を引き抜いてから搾水し、抄造液Dに対応する断熱層
2と、抄造液Cに対応する熱膨脹層1を抄き合わせた抄
造物を得る。ついで、この抄造物を乾燥・プレスして厚
さ5mm、坪量5000g/m2 の熱膨脹性セラミック
繊維複合材3を製作する。
[0020] The papermaking solution C, and using the D, and a method of fabricating a thermal expansion ceramic fiber composite as an embodiment 2 will be described. First, after injecting 25 liters of the papermaking liquid D into the papermaking tub 13, 50 liters of the papermaking liquid D is injected through the baffle plate 12 so that the water surface of the papermaking liquid C is not disturbed, and then the baffle plate 1
2 is drawn out and then squeezed to obtain a paper product in which the heat insulating layer 2 corresponding to the papermaking liquid D and the thermal expansion layer 1 corresponding to the papermaking liquid C are combined. Next, this paper product is dried and pressed to produce a heat-expandable ceramic fiber composite material 3 having a thickness of 5 mm and a basis weight of 5000 g / m 2 .

【0021】さらに、上記抄造液Bを用いて、比較例と
しての熱膨脹性セラミック繊維複合材を製作する。つま
り、上記抄造液Bの75lを上記抄造桶13に注入した
後、搾水して熱膨脹性材を得る。これを乾燥・プレスし
て厚さ5mm、坪量5000g/m2 の熱膨脹性セラミ
ック繊維複合材を製作する。
Further, using the above-mentioned papermaking solution B, a heat-expandable ceramic fiber composite material as a comparative example is manufactured. That is, after injecting 75 l of the papermaking liquid B into the papermaking tub 13, water is squeezed to obtain a heat-expandable material. This is dried and pressed to produce a heat-expandable ceramic fiber composite material having a thickness of 5 mm and a basis weight of 5000 g / m 2 .

【0022】上記実施例1,2の各熱膨脹性セラミック
繊維複合材をそれぞれ断熱層2側を内側にしてセラミッ
ク触媒4に巻き付けてから、図5に示すように、これら
にSUS304製のケーシング14を被せて触媒組立品
を作製した。同様に、比較例の熱膨脹性セラミック繊維
複合材をセラミック触媒に巻き付けてから、ケーシング
14を被せて触媒組立品を作成した。
Each of the heat-expandable ceramic fiber composite materials of Examples 1 and 2 was wound around the ceramic catalyst 4 with the heat insulating layer 2 side facing inward. Then, as shown in FIG. A cover was made to make a catalyst assembly. Similarly, the heat-expandable ceramic fiber composite material of the comparative example was wrapped around the ceramic catalyst, and then the casing 14 was covered to prepare a catalyst assembly.

【0023】ついで、上記実施例1,2の各触媒組立品
ならびに比較例の触媒組立品について、図6に示すよう
に熱電対15とガスバーナ16,17を備えた加熱試験
装置で加熱試験を行なった。すなわち、各触媒組立品に
おけるセラミック触媒4の外周側の温度が1000°C
程度になるようにガスバーナ16,17で加熱し、この
加熱状態を3Hrに保持させた。
Next, a heating test is performed on each of the catalyst assemblies of Examples 1 and 2 and the catalyst assembly of the comparative example by using a heating test apparatus equipped with a thermocouple 15 and gas burners 16 and 17, as shown in FIG. It was That is, the temperature on the outer peripheral side of the ceramic catalyst 4 in each catalyst assembly is 1000 ° C.
The gas burners 16 and 17 were heated so as to be about the same level, and this heating state was maintained at 3 hours.

【0024】上記3Hrの加熱後、冷却させてから図7
に示す保持力測定装置によりセラミック触媒4に対する
保持力を測定した。つまり、上記各触媒組立品を抜きパ
イプ18に支持させた状態でロードセル19を介してセ
ラミック触媒4に対して圧縮速度50mm/分の圧縮力
を付与して保持力を測定した。
After heating the above 3 hours, after cooling it, FIG.
The holding power for the ceramic catalyst 4 was measured by the holding power measuring device shown in FIG. That is, the holding force was measured by applying a compression force of 50 mm / min to the ceramic catalyst 4 via the load cell 19 while the catalyst assemblies were supported by the extraction pipe 18.

【0025】その後、上記各触媒組立品を図8に示す振
動試験装置の振動容器20に保持させてから、振幅20
mm、振動数290往復/分の振動を与え、これを3H
r続行させた後、再び、上記と同様にして保持力を測定
した。加熱後の保持力を100とした時の振動試験後の
保持力を図9に示す。
Then, each of the above catalyst assemblies was held in the vibration container 20 of the vibration test apparatus shown in FIG.
mm, vibration frequency of 290 reciprocations / min.
After continuing r, the holding force was measured again in the same manner as above. FIG. 9 shows the holding force after the vibration test when the holding force after heating was 100.

【0026】図9の保持力指数からも明らかなように、
比較例のものは、熱膨脹層におけるバーミキュライト鉱
物が収縮する比率が高く、振動試験によって層状の形態
が崩れて粉状に粉砕されて保持力の低下度合が著しい。
これに対して、実施例1および2のものは、セラミック
繊維を主体とする断熱層2を有しているので、熱膨脹層
1におけるバーミキュライト鉱物の収縮による膨脹力の
減少が抑制され、このため、振動試験後も層状の形態が
有効に維持されていることが分かる。
As is clear from the holding power index of FIG.
The comparative example has a high rate of contraction of the vermiculite mineral in the thermal expansion layer, and the layered morphology collapses due to the vibration test and is pulverized into powder, resulting in a remarkable decrease in the holding power.
On the other hand, since Examples 1 and 2 have the heat insulating layer 2 mainly composed of ceramic fibers, the reduction of the expansion force due to the contraction of the vermiculite mineral in the thermal expansion layer 1 is suppressed, and therefore, It can be seen that the layered form is effectively maintained even after the vibration test.

【0027】なお、上記熱膨脹性セラミック繊維複合材
3は熱膨脹層1と断熱層2とを抄造液の抄き合わせによ
って一体化させたものであるので、組立上の手間が増え
ることもなく、製造の簡易化も進め易い。しかし、熱膨
脹層1と断熱層2とを別々に抄造し乾燥させた後、プレ
スして両者の圧着を行なっても複合体を構成することが
できる。
Since the heat-expandable ceramic fiber composite material 3 is obtained by integrating the heat-expansion layer 1 and the heat insulation layer 2 by combining the paper-making liquids, the labor for assembling does not increase, and the production is performed. Is also easy to proceed. However, it is also possible to form the composite body by making the thermal expansion layer 1 and the heat insulation layer 2 separately, drying them, and then pressing and pressing them.

【0028】また、上記断熱層2は、熱膨脹層1におけ
るセラミックフィルタあるいはセラミック触媒4との接
触面側のみならず、図10に示すように、反対面側にも
設けてもよい。
The heat insulating layer 2 may be provided not only on the contact surface side of the thermal expansion layer 1 with the ceramic filter or the ceramic catalyst 4, but also on the opposite surface side as shown in FIG.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、バーミキ
ュライト鉱物を主構成材料とする熱膨脹層と、セラミッ
ク繊維を主体として上記熱膨脹層の少なくともセラミッ
クフィルタあるいはセラミック触媒との接触側面に積重
される断熱層とを備え、かつ、上記断熱層の厚さを全体
の厚さに対して20%〜70%に設定した2層構造の複
合材とすることにより、セラミックフィルタやセラミッ
ク触媒が反応熱で800〜1400℃の高温になって
も、上記バーミキュライト鉱物を主体とする熱膨脹層が
晒される温度を800℃未満に抑えることができる。し
たがって、熱膨脹層の主構成材料であるバーミキュライ
ト鉱物の収縮特性に起因する熱膨脹層の膨脹力の減少を
防止することができ、800°C以上の高温領域での使
用に際しても、セラミック触媒等に対する保持力を安定
よく確保することができる。
As described above, according to the present invention, a thermal expansion layer mainly composed of vermiculite mineral and ceramic fibers are stacked on at least the contact side of the thermal expansion layer with the ceramic filter or the ceramic catalyst. A heat insulating layer , and the entire thickness of the heat insulating layer is
By composite material having a two-layer structure was set at 20% to 70% of the thickness of the ceramic filters and ceramic
The catalyst heats up to 800-1400 ℃ due to heat of reaction
Also, the thermal expansion layer mainly composed of the above vermiculite mineral
The exposure temperature can be suppressed to less than 800 ° C. Shi
Therefore, Ki out to prevent a reduction in expansion forces of thermal expansion layer due to shrinkage characteristics of the vermiculite mineral which is a main constituent material of the thermal expansion layer, even when used at a high temperature region of more than 8 00 ° C, the ceramic catalyst It is possible to stably secure the holding power for the like.

【0030】特に、請求項2のように、熱膨脹層の厚さ
を全体の厚さに対して30〜80%に設定することによ
って、高温領域での使用に際してセラミック触媒等に対
する保持力を一層安定よく確実に発揮させることができ
る。
In particular, as in claim 2, the thickness of the thermal expansion layer
Is set to 30 to 80% with respect to the total thickness, so that when used in a high temperature range, the ceramic catalyst is not
It is possible to more reliably and reliably exert the holding force to be exerted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例における熱膨脹性セラミック繊
維複合材を自動車用セラミックフィルタあるいはセラミ
ック触媒の保持材に適用したものを示す一部の断面図で
ある。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a heat-expandable ceramic fiber composite material applied to an automobile ceramic filter or a ceramic catalyst holding material according to an embodiment of the present invention.

【図2】熱膨脹性セラミック繊維複合材の抄造液の配合
を示す表図である。
FIG. 2 is a table showing the composition of a papermaking liquid for a heat-expandable ceramic fiber composite material.

【図3】触媒使用温度に対する断熱層の厚さ範囲を示す
表図である。
FIG. 3 is a table showing a thickness range of a heat insulating layer with respect to a catalyst use temperature.

【図4】熱膨脹性セラミック繊維複合材を製造する際に
用いられる抄造桶の構成図である。
FIG. 4 is a structural diagram of a paper making tub used when manufacturing a heat-expandable ceramic fiber composite material.

【図5】触媒組立品を示す外観図である。FIG. 5 is an external view showing a catalyst assembly.

【図6】触媒組立品に対する加熱試験装置を示す構成図
である。
FIG. 6 is a block diagram showing a heating test apparatus for a catalyst assembly.

【図7】触媒組立品に対する保持力測定装置を示す構成
図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a holding force measuring device for a catalyst assembly.

【図8】触媒組立品に対する振動試験装置を示す構成図
である。
FIG. 8 is a block diagram showing a vibration test apparatus for a catalyst assembly.

【図9】振動試験後の保持力指数を示す表図である。FIG. 9 is a table showing a holding force index after a vibration test.

【図10】熱膨脹性セラミック繊維複合材の他の構成を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing another configuration of the heat-expandable ceramic fiber composite material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 熱膨脹層 2 断熱層 4 セラミックフィルタないしはセラミック触媒 1 Thermal expansion layer 2 Thermal insulation layer 4 Ceramic filter or ceramic catalyst

───────────────────────────────────────────────────── 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 F01N 3/28 311 N ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display area F01N 3/28 311 N

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱膨脹材としてバーミキュライト鉱物を
主体とする熱膨脹層と、セラミック繊維を主体として上
記熱膨脹層における少なくともセラミックフィルタある
いはセラミック触媒接触面側に積重される断熱層とを備
、かつ、上記断熱層の厚さを全体の厚さに対して20
%〜70%に設定したことを特徴とする熱膨脹性セラミ
ック繊維複合材。
1. A thermal expansion layer mainly composed of vermiculite mineral as a thermal expansion material, and a heat insulation layer mainly composed of ceramic fibers and laminated on at least a ceramic filter or a ceramic catalyst contact surface side of the thermal expansion layer , and The thickness of the heat insulating layer is 20 with respect to the total thickness.
% To 70%, which is a thermally expansive ceramic fiber composite material.
【請求項2】 上記熱膨脹層の厚さが全体の厚さに対し
て30%〜80%に設定されている請求項1の熱膨脹性
セラミック繊維複合材。
2. A thermal expansion of claim 1, the thickness of the thermal bulging脹層is set to 30% to 80% relative to the overall thickness of the ceramic fiber composite.
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