KR101531796B1 - 유지 시일재 및 배기 가스 정화 장치 - Google Patents

유지 시일재 및 배기 가스 정화 장치 Download PDF

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Abstract

무기 섬유의 비산을 저감시킬 수 있고, 또한, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때에, 유지 시일재가 배기 가스 처리체로부터 어긋나 금속 케이싱의 단부로부터 돌출되는 것을 방지할 수 있어, 유지 시일재로부터 필름이 벗겨지는 것을 방지할 수 있는 유지 시일재를 제공한다.
제1 주면 및 제1 주면과 반대측인 제2 주면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 직사각형의 매트로 이루어지는 유지 시일재로서, 상기 제1 주면, 및 상기 제2 주면은 필름에 의하여 피복되어 있고, 상기 필름은, 연속하여 상기 매트를 권회하도록 접합되어 있으며, 상기 제2 주면에는 상기 필름의 권회 개시부, 및 권회 종료부가 존재하고, 상기 권회 개시부, 및 상기 권회 종료부의 사이에는 상기 필름이 존재하지 않아 상기 제2 주면이 노출되는 노출부가 형성되어 있으며, 상기 권회 개시부를 구성하는 변, 및 상기 권회 종료부를 구성하는 변 중 적어도 일방의 변은, 전체 부분에 있어서, 상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 것을 특징으로 하는 유지 시일재.

Description

유지 시일재 및 배기 가스 정화 장치{HOLDING SEAL MATERIAL AND EXHAUST GAS PURIFYING APPARATUS}
본 발명은, 유지 시일재, 및 배기 가스 정화 장치에 관한 것이다.
디젤 엔진 등의 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스 중에는, 파티큘레이트 매터(이하, PM이라고도 함)가 포함되어 있고, 최근, 이 PM이 환경이나 인체에 해를 미치는 것이 문제가 되고 있다. 또, 배기 가스 중에는, CO나 HC, NOx 등의 유해한 가스 성분도 포함되어 있기 때문에, 이 유해한 가스 성분이 환경이나 인체에 미치는 영향에 대해서도 우려되고 있다.
따라서, 배기 가스 중의 PM을 포집하거나, 유해한 가스 성분을 정화하거나 하는 배기 가스 정화 장치로서, 탄화 규소나 코디어라이트 등의 다공질 세라믹으로 이루어지는 배기 가스 처리체와, 배기 가스 처리체를 수용하는 금속 케이싱과, 배기 가스 처리체와 금속 케이싱과의 사이에 배치되는 무기 섬유로 이루어지는 유지 시일재로 구성되는 배기 가스 정화 장치가 다양하게 제안되고 있다. 이 유지 시일재는, 자동차의 주행 등에 의하여 발생하는 진동이나 충격에 의하여, 배기 가스 처리체가 그 외주를 덮는 금속 케이싱과 접촉하여 파손되는 것을 방지하는 것이나, 배기 가스 처리체와 금속 케이싱과의 사이로부터 배기 가스가 누출되는 것을 방지하는 것 등을 주된 목적으로 하여 배치되어 있다.
또, 유지 시일재는, 무기 섬유로 이루어지므로, 자극성이 있는 미세한 무기 섬유(예를 들면, 직경 약 3~8㎛ 정도의 섬유)를 다량으로 포함하고 있다. 이러한 유지 시일재를 이용하여 배기 가스 처리체를 제작하고자 하면, 작업자가 유지 시일재를 취급할 때에, 유지 시일재로부터 주위에 무기 섬유가 비산하여, 작업 환경이 악화된다는 문제가 있다.
또한, 유지 시일재를 배기 가스 처리체에 감을 때에, 유지 시일재의 외면에 균열 등이 발생하는 경우가 있다. 미세한 무기 섬유는, 이러한 균열로부터도 비산하는 경우가 있다.
특허문헌 1에는, 배기 가스 처리체측에 배치되는 세라믹 섬유로 이루어지는 매트와, 금속 케이싱측에 배치되는 세라믹 섬유로 이루어지는 매트에 의하여 구성되는 2층 구조의 유지 시일재가 개시되어 있다.
특허문헌 1에 개시된 유지 시일재에서는, 고온이 되는 배기 가스 처리체측에는 내열성이 우수한 매트를 배치하고, 금속 케이싱측에는 유연성이 우수한 매트를 배치함으로써 유지 시일재의 변형, 품질의 열화를 방지하여, 배기 가스 처리체나 금속 케이싱과의 밀착성을 향상시키고 있다.
또한, 특허문헌 1의 유지 시일재에서는, 유지 시일재가 기밀 시트에 의하여 밀폐됨으로써, 세라믹 섬유가 손상되는 것을 방지하여, 금속 케이싱으로의 장착을 용이하게 하고 있다.
특허문헌 2에는, 유지 시일재로부터의 무기 섬유의 비산을 저감시키기 위하여, 포장재의 내부 공간에 수용된 유지 시일재가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공개공보 2003-129832호 특허문헌 2: 일본 특허공개공보 2010-101308호
특허문헌 1에 기재된 구성의 유지 시일재를 배기 가스 처리체에 감으면, 유지 시일재와, 배기 가스 처리체와의 사이에는 기밀 시트가 존재하기 때문에, 유지 시일재와, 배기 가스 처리체와의 밀착성이 낮아진다. 즉, 유지 시일재와, 배기 가스 처리체가 어긋나기 쉬워진다. 특허문헌 1에서는, 유지 시일재를 배기 가스 처리체에 감고, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를, 2개로 분리된 금속 케이싱으로 상하로부터 끼우고, 상하로부터 가압하여, 분리된 금속 케이싱을 밀착시켜, 금속 케이싱의 외주부를 클린치 가공 등으로 고정함으로써 배기 가스 정화 장치를 제작하고 있다. 이러한 방법으로 배기 가스 정화 장치를 제작하는 경우에는, 유지 시일재와, 배기 가스 처리체와의 밀착성은 거의 문제가 되지 않지만, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 구성의 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입하려고 하면, 유지 시일재가 배기 가스 처리체로부터 어긋나, 금속 케이싱의 단부로부터 돌출된다는 문제가 있었다. 즉, 특허문헌 1에 기재된 구성의 유지 시일재는, 압입법에 적합하지 않다는 문제가 있었다. 특허문헌 2에 기재된 구성의 유지 시일재에서도 동일한 문제가 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 무기 섬유의 비산을 저감시킬 수 있고, 또한, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때에, 유지 시일재가 배기 가스 처리체로부터 어긋나 금속 케이싱의 단부로부터 돌출되는 것을 방지할 수 있어, 유지 시일재로부터 필름이 벗겨지는 것을 방지할 수 있는 유지 시일재, 및 상기 유지 시일재가 이용된 배기 가스 정화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명의 유지 시일재는, 제1 주면 및 제1 주면과 반대측인 제2 주면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 직사각형의 매트로 이루어지는 유지 시일재로서, 상기 제1 주면, 및 상기 제2 주면은 필름에 의하여 피복되어 있고, 상기 필름은, 연속하여 상기 매트를 권회하도록 접합되어 있으며, 상기 제2 주면에는 상기 필름의 권회 개시부, 및 권회 종료부가 존재하고, 상기 권회 개시부, 및 상기 권회 종료부의 사이에는 상기 필름이 존재하지 않아 상기 제2 주면이 노출되는 노출부가 형성되어 있으며, 상기 권회 개시부를 구성하는 변, 및 상기 권회 종료부를 구성하는 변 중 적어도 일방의 변은, 전체 부분에 있어서, 상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유지 시일재는, 통상, 배기 가스 처리체와, 배기 가스 처리체를 수용하는 금속 케이싱과, 배기 가스 처리체와 금속 케이싱과의 사이에 배치되는 유지 시일재로 구성되는 배기 가스 정화 장치에 이용된다. 본 발명의 유지 시일재는, 상기 제1 주면이 금속 케이싱측이 되고, 상기 제2 주면이 배기 가스 처리체측이 되도록 배기 가스 처리체에 감긴다. 본 발명의 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체는, 금속 케이싱에 압입에 의하여 수용된다. 본 발명의 유지 시일재는, 압입 시에 본 발명의 유지 시일재에 접합된 필름의 권회 개시부를 구성하는 변, 및 권회 종료부를 구성하는 변 중, 유지 시일재를 구성하는 매트의 종방향과 평행이 아닌 변이 먼저 금속 케이싱에 압입되도록, 배기 가스 처리체에 감긴다.
본 발명의 유지 시일재에서는, 상기 제1 주면, 및 상기 제2 주면은 필름에 의하여 피복되어 있으며, 상기 필름은, 연속하여 상기 매트를 권회하도록 접합되어 있다.
통상, 무기 섬유는 매트의 표면으로부터 비산한다. 그러나, 본 발명의 유지 시일재와 같이 필름이 피복되어 있으면, 이러한 무기 섬유의 비산을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 유지 시일재에서는, 상기 제2 주면에는 상기 필름의 권회 개시부, 및 권회 종료부가 존재하고 있다.
즉, 필름이 매트의 제1 주면 및 측면을 덮고, 측면으로부터 제2 주면으로 다시 접힌 구조로 되어 있다.
이로 인하여, 본 발명의 유지 시일재를 취급할 때에, 충격이나 마찰 등에 의하여 필름이 벗겨지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 유지 시일재에서는, 상기 권회 개시부, 및 상기 권회 종료부의 사이에는 상기 필름이 존재하지 않아 상기 제2 주면이 노출되는 노출부가 형성되어 있다.
이러한 노출부가 존재하지 않아, 매트의 주면과, 배기 가스 처리체와의 사이가 완전히 필름에 의하여 차단되어 있으면, 매트와 배기 가스 처리체와의 사이의 밀착성이 낮아진다. 이로 인하여, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때에, 유지 시일재와, 배기 가스 처리체가 어긋나기 쉬워져, 금속 케이싱의 단부로부터 유지 시일재가 돌출되기 쉬워진다. 그러나, 본 발명의 유지 시일재에는, 상기 노출부가 있으므로, 매트와 배기 가스 처리체와의 사이에 필름이 존재하지 않는 부분이 발생한다. 이 부분에서는, 매트에 포함되는 무기 섬유가 배기 가스 처리체에 직접 접촉하게 된다. 이로 인하여, 매트와, 배기 가스 처리체와의 사이의 밀착성이 향상된다. 또한, 무기 섬유와 배기 가스 처리체와의 마찰에 기인하여, 본 발명의 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때에, 유지 시일재와, 배기 가스 처리체가 어긋나기 어려워진다. 따라서, 금속 케이싱의 단부로부터 유지 시일재가 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 유지 시일재에서는, 상기 권회 개시부를 구성하는 변, 및 상기 권회 종료부를 구성하는 변 중 적어도 일방의 변은, 전체 부분에 있어서, 상기 매트의 종방향과 평행이 아니다.
유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때에는, 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 밀어 넣도록, 배기 가스 처리체에 압입 방향의 힘이 가해진다.
이 때, 배기 가스 처리체와 접촉하는 측의 유지 시일재의 주면은 마찰력에 의하여, 압입 방향으로 인장되게 된다. 또, 금속 케이싱과 접촉하는 측의 유지 시일재의 주면은, 금속 케이싱과의 마찰력에 의하여, 압입 방향과 반대 방향으로 인장되게 된다.
매트에 접합되어 있는 필름에서도 상기 내용과 동일한 것을 말할 수 있다. 즉, 배기 가스 처리체에 직접 접촉하는 필름의 면은 압입 방향으로 인장된다. 또, 매트의 제2 주면에 직접 접촉하는 필름의 면은, 압입 방향과 반대 방향으로 인장되게 된다. 배기 가스 처리체에 직접 접촉하는 필름의 면을 인장하는 힘이, 매트의 주면과, 매트의 주면에 직접 접촉하는 필름의 면과의 사이의 최대 정지 마찰력을 넘으면, 필름이 매트로부터 말리게 된다.
여기에서, 매트의 제2 주면에 존재하고 있는 권회 개시부에 가해지는 힘에 대해 서술한다.
이하의 설명에서는 편의상, 권회 개시부가 권회 종료부보다 먼저 금속 케이싱에 압입되는 경우를 설명한다. 그러나, 유지 시일재를 배기 가스 처리체의 종방향에 수직인 축을 중심으로 180°회전시킴으로써, 권회 개시부와 권회 종료부의 위치를 교체할 수 있다. 이로 인하여, 권회 개시부와 권회 종료부가 반대이더라도 동일한 논리를 적용할 수 있다.
권회 개시부를 구성하는 변이 매트의 종방향과 평행이면, 유지 시일재를 배기 가스 처리체에 감았을 때에, 권회 개시부를 구성하는 변은 압입 방향과 수직이 된다. 이로 인하여, 권회 개시부에는, 필름을 압입 방향으로 인장하는 힘이 그대로 가해지게 된다. 따라서, 권회 개시부로부터 필름이 말리기 쉬워진다.
그러나, 권회 개시부를 구성하는 변이, 매트의 종방향과 평행이 아니면, 유지 시일재를 배기 가스 처리체에 감았을 때에, 권회 개시부를 구성하는 변은 압입 방향과 수직이 되는 일은 없다. 이로 인하여, 권회 개시부에는, 필름을 압입 방향으로 인장하는 힘이 분산되어 가해지게 된다. 따라서, 권회 개시부로부터 필름이 말리는 것을 막을 수 있다.
즉, 본 발명의 구성을 가지는 유지 시일재는, 압입할 때에, 유지 시일재로부터 필름이 말리는 것을 막을 수 있다.
본 발명의 유지 시일재에서는, 상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변이 직선인 것이 바람직하다.
본 발명의 유지 시일재에 이용되는 필름은, 통상, 큰 시트를 제작하여, 그 시트로부터 필름을 절단함으로써 제작된다.
상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변이 직선이면, 시트로부터 필름을 절단할 때에, 시트를 직선 형상으로 재단하는 것만으로 필름을 제작할 수 있으므로, 효율적으로 본 발명의 유지 시일재를 제작할 수 있다.
본 발명의 유지 시일재에서는, 상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변과, 상기 매트의 종방향에 평행인 직선이 형성하는 각의 각도가, 3~30°인 것이 바람직하다.
상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변과, 상기 매트의 종방향에 평행인 직선이 형성하는 각의 각도가 3°미만이면, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때, 필름을 압입 방향으로 인장하는 힘을 충분히 분산시킬 수 없어, 필름이 말리기 쉬워진다.
상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변과, 상기 매트의 종방향에 평행인 직선이 형성하는 각의 각도가 30°를 넘으면, 매트의 제2 주면에 있어서 매트의 폭방향으로 노출부가 형성되지 않아, 매트의 폭방향의 전체가 필름으로 덮여 있는 부분의 비율이 증가한다. 매트의 종방향에 수직인 방향은, 유지 시일재를 배기 가스 처리체에 감아 금속 케이싱에 압입할 때의 압입 방향과 일치한다. 이로 인하여, 매트의 제2 주면에 있어서 매트의 폭방향으로 노출부가 형성되어 있지 않은 부분에서는, 유지 시일재와 배기 가스 처리체가 어긋나는 것을 방지하는 효과가 얻어지기 어려워진다. 따라서, 유지 시일재와 배기 가스 처리체가 어긋나기 쉬어진다.
본 발명의 유지 시일재에서는, 상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변이 곡선인 것이 바람직하다.
배기 가스 처리체의 종방향에 수직인 단면이 타원형이나 레이스 트랙형인 경우, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때, 곡률이 높은 부분에서는, 배기 가스 처리체가 주위의 마찰 저항의 영향을 보다 많이 받으므로, 배기 가스 처리체를 압입하는 것에 보다 많은 힘이 필요해진다.
이로 인하여, 필름을 압입 방향으로 인장하는 힘은, 위치에 따라 상이하다. 즉, 곡률이 높은 배기 가스 처리체의 부분에 배치되어 있는 매트의 부분에서, 상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변에 가해지는 힘은 강해진다. 따라서, 이 부분에서는, 필름이 말리기 쉬워진다. 그러나, 상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변을 곡선으로 하고, 배기 가스 처리체의 형상에 맞추어 그 곡선의 곡률을 조절함으로써 상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변에 가해지는 힘을 분산할 수 있다. 이로써, 필름이 말리는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 유지 시일재에서는, 상기 노출부의 면적은, 상기 제2 주면의 면적의 20~80％인 것이 바람직하다.
상기 노출부의 면적이, 상기 제2 주면의 면적의 20％ 미만이면, 매트에 포함되는 무기 섬유가 배기 가스 처리체에 직접 접촉하는 부분이 너무 적어지므로, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때에, 유지 시일재와, 배기 가스 처리체가 어긋나기 쉬워진다.
상기 노출부의 면적이, 상기 제2 주면의 면적의 80％를 넘으면, 제2 주면에 있어서의 필름의 다시 접힌 부분이 너무 적어져, 필름이 벗겨지기 쉬워진다.
본 발명의 유지 시일재에서는, 상기 필름의 구성 재료는, 폴리에스테르, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 본 발명의 유지 시일재는, 통상, 배기 가스 처리체에 감겨, 금속 케이싱에 압입된다. 이 때, 매트의 제1 주면이, 필름을 통하여 금속 케이싱과 접촉하게 된다.
필름의 구성 재료가, 폴리에스테르, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어져 있으면, 매트의 제1 주면과 금속 케이싱과의 사이의 마찰력이 작아진다. 이로 인하여, 본 발명의 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 원활하게 금속 케이싱에 압입할 수 있다.
본 발명의 유지 시일재에서는, 상기 필름은, 접착재 또는 열압착에 의하여 상기 매트에 고정되어 있는 것이 바람직하다.
접착재나 열압착을 이용하면, 필름을 매트에 확실히 고정할 수 있다.
본 발명의 배기 가스 정화 장치는, 배기 가스 처리체와, 상기 배기 가스 처리체를 수용하는 금속 케이싱과, 상기 배기 가스 처리체와 상기 금속 케이싱과의 사이에 배치되는 유지 시일재로 구성되는 배기 가스 정화 장치로서, 상기 금속 케이싱은, 압입구를 가지고, 상기 유지 시일재는, 제1 주면 및 제1 주면과 반대측인 제2 주면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 직사각형의 매트로 이루어지며, 상기 제1 주면, 및 상기 제2 주면은 필름에 의하여 피복되어 있고, 상기 필름은, 연속하여 상기 매트를 권회하도록 접합되어 있으며, 상기 제2 주면에는 상기 필름의 권회 개시부, 및 권회 종료부가 존재하고, 상기 권회 개시부, 및 상기 권회 종료부의 사이에는 상기 필름이 존재하지 않아 상기 제2 주면이 노출되는 노출부가 형성되어 있으며, 상기 권회 개시부를 구성하는 변, 및 상기 권회 종료부를 구성하는 변 중 적어도 일방의 변은, 전체 부분에 있어서, 상기 매트의 종방향과 평행이 아니고, 상기 노출부가 상기 배기 가스 처리체와 접하도록 상기 유지 시일재가 배치되어 있으며, 상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변으로부터 상기 압입구까지의 거리가, 타방의 변으로부터 상기 압입구까지의 거리보다 긴 것을 특징으로 한다.
본 발명의 배기 가스 정화 장치에서는, 상기 본 발명의 유지 시일재가 이용되고 있으므로, 상기 효과를 나타낸다.
도 1은, 본 발명의 배기 가스 정화 장치의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 유지 시일재의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3에 있어서, 도 3(a)~(c)는, 본 발명의 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 수용하는 공정의 일례를 모식적으로 나타내는 도이다. 도 3(a)는, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 수용하기 전의 상태를 모식적으로 나타내는 모식도이다. 도 3(b)는, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체가 금속 케이싱에 압입되어 있는 상태를 모식적으로 나타내는 모식도이다. 도 3(c)는, 도 3(b)의 A-A선 단면도이다.
도 4에 있어서, 도 4(a)는, 권회 개시부를 구성하는 변이 매트의 종방향과 평행인 경우에, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때의 권회 개시부에 가해지는 힘을 모식적으로 나타내는 도이다. 도 4(b)는, 권회 개시부를 구성하는 변이, 전체 부분에 있어서, 매트의 종방향과 평행이 아닌 경우에, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때의 권회 개시부에 가해지는 힘을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 5는, 권회 개시부를 구성하는 매트의 종방향과 평행이 아닌 변과, 매트의 종방향에 평행인 직선의 관계를 모식적으로 매트의 제2 주면측으로부터 나타낸, 유지 실링의 평면도이다.
도 6은, 본 발명의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 배기 가스 처리체의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명은, 이하의 기재에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 적절히 변경하여 적용할 수 있다. 또한, 이하에 있어서 기재하는 본 발명의 개개의 바람직한 구성을 2개 이상 조합한 것도 또한 본 발명이다.
도 1은, 본 발명의 배기 가스 정화 장치의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 배기 가스 정화 장치의 일례인 배기 가스 정화 장치(1)는, 배기 가스 처리체(10)와, 배기 가스 처리체(10)의 외방을 덮는 금속 케이싱(20)과, 배기 가스 처리체(10)와 금속 케이싱(20)과의 사이에 배치된 유지 시일재(30)로 구성되어 있으며, 금속 케이싱(20)의 배기 가스가 도입되는 측의 단부에는, 엔진 등의 내연 기관에 연결된 도입관(21)이 접속되어 있으며, 금속 케이싱(20)의 타단부에는, 외부에 연결된 배출관(22)이 접속되어 있다.
또, 유지 시일재(30)는, 매트(31)와 필름(40)을 가지고 있다. 매트(31)는, 금속 케이싱(20)측의 제1 주면(32)과, 배기 가스 처리체(10)측의 제2 주면(33)을 가지고 있다. 필름(40)은, 제1 주면(32)과, 제2 주면(33)을 피복하고 있다. 제2 주면(33)의 일부에는, 필름(40)이 존재하지 않아, 배기 가스 처리체(10)가 직접 접촉하는 노출부(38)가 형성되어 있다.
또한, 도 1에 나타내는 배기 가스 정화 장치(1)에서는, 배기 가스 처리체(10)로서, 각각의 셀에 있어서의 어느 일방이 밀봉재(13)에 의하여 밀봉된 배기 가스 필터(허니콤 필터)를 이용하고 있다.
상기의 구성을 가지는 배기 가스 정화 장치(1)를 배기 가스가 통과하는 경우에 대해, 도 1을 참조하여 이하에 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 내연 기관으로부터 배출되어, 배기 가스 정화 장치(1)에 유입된 배기 가스(도 1 중, 배기 가스를 G로 나타내고, 배기 가스의 흐름을 화살표로 나타냄)는, 배기 가스 처리체(10)의 배기 가스 유입측 단면(10a)에 개구된 하나의 셀(11)에 유입되고, 셀(11)을 떼어놓는 셀벽(12)을 통과한다. 이 때, 배기 가스 중의 PM이 셀벽(12)에서 포집되어, 배기 가스가 정화되게 된다. 정화된 배기 가스는, 배기 가스 유출측 단면(10b)에 개구된 다른 셀(11)로부터 유출되어, 외부로 배출된다.
다음으로, 본 발명의 유지 시일재(30)에 대해 설명한다.
도 2는, 본 발명의 유지 시일재의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 2에 나타내는 본 발명의 유지 시일재(30)는, 소정의 종방향의 길이(이하, 간단히 전체 길이라고도 한다. 도 2 중, 화살표 L로 나타냄), 폭(도 2 중, 화살표 W로 나타냄) 및 두께(도 2 중, 화살표 T로 나타냄)를 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 직사각형의 매트(31)로 이루어진다.
또, 매트(31)는, 제1 주면(32)과, 제1 주면(32)과 반대측의 주면인 제2 주면(33)을 가지고 있다. 또한 매트(31)는, 볼록부(34a)가 형성된 단면(34)과, 오목부(35a)가 형성된 단면(35)과, 종방향의 측면인 제1 측면(36)과, 제1 측면(36)의 반대측의 측면인 제2 측면(37)을 구비하고 있다. 종방향의 측면이란, 매트(31)를 평면에서 볼 때에, 직사각형의 장변을 형성하는 부분에 위치하는 면이다. 볼록부(34a) 및 오목부(35a)는, 배기 가스 정화 장치(1)를 제조하기 위해서 유지 시일재(30)를 배기 가스 처리체(10)에 감았을 때에, 정확히 서로 끼워 맞춰지는 형상이다.
또한, 매트(31)의 제1 주면(32), 및 제2 주면(33)은 필름(40)에 의하여 피복되어 있고, 필름(40)은, 매트(31)의 종방향과 수직인 방향으로 연속적으로 한 바퀴 권회하여 매트(31)를 권회하도록 접합되어 있다. 따라서, 제1 측면(36) 및 제2 측면(37)도 필름(40)에 피복되어 있다.
제2 주면(33)에는 필름(40)의 권회 개시부(41), 및 권회 종료부(42)가 존재하고, 권회 개시부(41), 및 권회 종료부(42)의 사이에는 상기 필름(40)이 존재하지 않아 제2 주면(33)이 노출되는 노출부(38)가 형성되어 있다.
권회 개시부(41)를 구성하는 변(43)은 전체 부분에 있어서, 매트(31)의 종방향과 평행이 아니다.
또, 권회 종료부(42)를 구성하는 변(44)은, 변(43)과 대략 평행이다.
또한, 필름(40)의 권회의 방향을 반대로 하면, 권회 종료부(42)가 권회를 개시하는 장소가 되므로, 권회 종료부와 권회 개시부는 반대여도 되지만, 여기서의 설명에 있어서는, 편의상, 상기와 같이 취급한다.
또한, 본 발명의 유지 시일재(30)에 있어서, 권회 종료부(42)를 구성하는 변(44)은, 권회 개시부(41)를 구성하는 변(43)과 평행이 아니어도 되고, 매트(31)의 종방향과 평행이어도 된다.
본 발명의 유지 시일재(30)는, 매트(31)의 제1 주면(32)이 금속 케이싱(20)측이 되고, 제2 주면(33)이 배기 가스 처리체(10)측이 되도록 배기 가스 처리체(10)에 감긴다. 본 발명의 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)는, 금속 케이싱(20)에 압입에 의하여 수용된다. 이 때, 본 발명의 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)는, 권회 개시부(41)를 구성하는 변(43)이 먼저 금속 케이싱(20)에 압입되도록 압입된다.
매트(31)는, 무기 섬유로 이루어지는 베이스 매트에 대해서 니들링 처리를 실시하여 얻어지는 니들 매트이다. 또한, 니들링 처리란, 니들 등의 섬유 교락 수단을 베이스 매트에 꽂았다 뺐다 하는 것을 말한다. 매트(31)에서는, 비교적 평균 섬유 길이가 긴 무기 섬유가 니들링 처리에 의하여 3차원적으로 교락되어 있다. 이 매트는, 종방향에 수직인 폭방향에서 니들링 처리되어 있다.
또한, 교락구조를 나타내기 위하여, 무기 섬유는 소정 정도의 평균 섬유 길이를 가지고 있으며, 예를 들면, 무기 섬유의 평균 섬유 길이는, 50㎛~100mm 정도이면 된다.
매트(31)를 구성하는 무기 섬유의 평균 섬유 직경은, 1~20㎛인 것이 바람직하고, 3~10㎛인 것이 보다 바람직하다.
무기 섬유의 평균 섬유 직경이 1~20㎛이면, 무기 섬유의 강도 및 유연성이 충분히 높아져, 매트(31)의 전단 강도를 향상시킬 수 있다.
무기 섬유의 평균 섬유 직경이 1㎛ 미만이면, 무기 섬유가 가늘어 끊어지기 쉽기 때문에, 무기 섬유의 인장 강도가 불충분해진다. 한편, 무기 섬유의 평균 섬유 직경이 20㎛를 넘으면, 무기 섬유가 구부러지기 어렵기 때문에, 유연성이 불충분해진다.
매트(31)의 단위 중량(단위면적당 중량)은, 특별히 한정되지 않지만, 200~4000g/m2인 것이 바람직하고, 1000~3000g/m2인 것이 보다 바람직하다. 매트(31)의 단위 중량이 200g/m2 미만이면, 유지력이 충분하지 않고, 매트(31)의 단위 중량이 4000g/m2를 넘으면, 매트(31)의 부피가 낮아지기 어렵다. 이로 인하여, 이러한 매트(31)를 이용하여 배기 가스 정화 장치(1)를 제조하는 경우, 배기 가스 처리체(10)가 탈락되기 쉬워진다.
또, 매트(31)의 부피 밀도(감기 전의 매트의 부피 밀도)에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 0.10~0.30g/cm3인 것이 바람직하다. 매트(31)의 부피 밀도가 0.10g/cm3 미만이면, 무기 섬유의 얽힘이 약하여, 무기 섬유가 박리되기 쉽기 때문에, 매트(31)의 형상을 소정의 형상으로 유지하기 어려워진다.
또, 부피 밀도가 0.30g/cm3를 넘으면, 매트(31)가 단단해져 배기 가스 처리체(10)에 대한 감김성이 저하되어 갈라지기 쉬워진다.
매트(31)에는, 부피의 증가를 억제하거나, 배기 가스 처리 장치(1)의 조립 전의 작업성을 높이거나 하기 위하여, 더욱 유기 바인더 등의 바인더가 포함되어 있어도 된다.
또, 매트(31)의 두께는 1.5~15mm인 것이 바람직하다.
통상, 무기 섬유는, 매트의 표면으로부터 비산한다. 그러나, 본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 필름(40)이 매트(31)의 제1 주면(32), 제2 주면(33), 제1 측면(36), 및 제2 측면(37)을 피복하고 있으므로, 필름(40)의 피복 부분에서는 무기 섬유의 비산을 방지할 수 있다.
또한, 매트(31)는, 단층 매트여도 되고, 적층 매트여도 된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 제2 주면(33)에는 필름(40)의 권회 개시부(41), 및 권회 종료부(42)가 존재하고 있다.
즉, 필름(40)이, 매트(31)의 제1 주면(32), 제1 측면(36) 및 제2 측면(37)을 덮고, 각 측면으로부터 제2 주면(33)으로 다시 접힌 구조로 되어 있다.
이로 인하여, 본 발명의 유지 시일재(30)를 취급할 때에, 충격이나 마찰 등에 의하여 필름(40)이 벗겨지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 권회 개시부(41), 및 권회 종료부(42)의 사이에는 필름(40)이 존재하지 않아 제2 주면(33)이 노출되는 노출부(38)가 형성되어 있다.
이러한 노출부가 존재하지 않아, 매트의 주면과, 배기 가스 처리체와의 사이가 완전히 필름에 의하여 차단되어 있으면, 매트와 배기 가스 처리체와의 사이의 밀착성이 낮아진다. 이로 인하여, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때에, 유지 시일재와, 배기 가스 처리체가 어긋나기 쉬워져, 금속 케이싱의 단부로부터 유지 시일재가 돌출되기 쉬워진다. 그러나, 본 발명의 유지 시일재(30)에는, 노출부(38)가 있으므로, 매트(31)와 배기 가스 처리체(10)와의 사이에 필름(40)이 존재하지 않는 부분이 발생한다. 이 부분에서는, 매트(31)에 포함되는 무기 섬유가 배기 가스 처리체(10)에 직접 접촉하게 된다. 이로 인하여, 매트(31)와, 배기 가스 처리체(10)와의 사이의 밀착성이 향상된다. 또한, 무기 섬유와 배기 가스 처리체(10)와의 마찰력에 기인하여, 본 발명의 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 금속 케이싱(20)에 압입할 때에, 유지 시일재(30)와, 배기 가스 처리체(10)가 어긋나기 어려워진다. 따라서, 금속 케이싱(20)의 단부로부터 유지 시일재(30)가 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
압입 시에, 유지 시일재(30)와, 배기 가스 처리체(10)가 어긋나기 어려워지는 이유를 이하에 도면을 이용하여 설명한다.
도 3(a)~(c)는, 본 발명의 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 수용하는 공정의 일례를 모식적으로 나타내는 도이다. 도 3(a)는, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 수용하기 전의 상태를 모식적으로 나타내는 모식도이다. 도 3(b)는, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체가 금속 케이싱에 압입되어 있는 상태를 모식적으로 나타내는 모식도이다. 도 3(c)는, 도 3(b)의 A-A선 단면도이다.
도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 유지 시일재(30)는, 매트(31)의 제2 주면(33)이 배기 가스 처리체(10)와 접촉하도록, 배기 가스 처리체(10)에 감겨져 있다. 본 발명의 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)는, 필름(40)의 권회 개시부(41)가 먼저 압입구(23)에 압입되도록 금속 케이싱(20)에 수용된다. 도 3(a) 중 화살표는, 압입의 방향을 나타내고 있다.
금속 케이싱(20)은, 주로 스테인리스 등의 금속으로 이루어지고, 그 내경(배기 가스 처리체를 수용하는 부분의 내경)은, 배기 가스 처리체(10)의 단면의 직경과 배기 가스 처리체(10)에 감긴 상태의 유지 시일재(30)의 두께를 합한 길이보다 약간 짧게 되어 있다.
도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 처리체(10)의 압입 방향 후방측의 단부(배기 가스 유입측 단면)(10a)는, 압력(P1)을 받음으로써 금속 케이싱(20)에 압입되게 된다.
이 때, 유지 시일재(30)가 받는 힘을 도 3(c)를 이용하여 설명한다.
배기 가스 처리체(10)의 압력 방향 후방측의 단부(10a)가 압력(P1)을 받으면, 배기 가스 처리체(10)에 직접 접촉하는 본 발명의 유지 시일재(30)의 노출부(38) 및 필름(40)은, 압입 방향으로 인장되게 된다. 이 힘을 F1로 나타낸다.
유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 금속 케이싱(20)에 압입할 때에는, 제1 주면(32)이 금속 케이싱(20)과 접촉하므로, 금속 케이싱(20)과, 유지 시일재(30)와의 사이에 마찰력이 발생하여, 유지 시일재(30)에는, 압입 방향과 반대 방향의 힘이 작용하게 된다. 금속 케이싱(20)과, 유지 시일재(30)와의 사이에 발생하는 마찰 저항이 커지면, 압입에는, 보다 큰 P1이 필요해진다. P1이 커지면, F1도 커진다. F1이, 유지 시일재(30)와 배기 가스 처리체(10)와의 사이의 최대 정지 마찰력을 넘으면, 유지 시일재(30)는, 배기 가스 처리체(10)로부터 어긋나게 된다.
본 발명의 유지 시일재(30)에는, 노출부(38)가 형성되어 있으며, 노출부(38)는 배기 가스 처리체(10)에 직접 접촉하고 있다. 상기와 같이, 노출부(38)에서는, 매트(31)에 포함되는 무기 섬유가 배기 가스 처리체(10)에 직접 접촉하게 된다. 이로 인하여, 매트(31)의 제2 주면(33)과 배기 가스 처리체(10)와의 사이가 필름(40)에 의하여 완전히 차단되어 있는 경우와 비교하여, 유지 시일재(30)와, 배기 가스 처리체(10)와의 사이의 최대 정지 마찰력이 큰 것이 된다. 따라서, 유지 시일재(30)와, 배기 가스 처리체(10)가 어긋나기 어려워진다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 권회 개시부(41)를 구성하는 변(43)은, 전체 부분에 있어서, 매트(31)의 종방향과 평행이 아니다.
매트(31)에 접합된 필름(40)은, 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 금속 케이싱(20)에 압입할 때에 권회 개시부(41)로부터 말리는 경우가 있다.
이 원인은, 상기의 압입 시에 유지 시일재(30)가 배기 가스 처리체(10)로부터 어긋나는 원인과 동일하다.
필름(40)이 권회 개시부(41)로부터 말리는 원인을 도 3(c)를 이용하여 설명한다.
압입 시, 배기 가스 처리체(10)에 직접 접촉하는 필름(40)의 면(40a)은, 압입 방향으로 인장된다. 이 힘을 F2로 한다. 또, 매트(31)의 제2 주면(33)에 직접 접촉하는 필름(40)의 면(40b)은, 압입 방향과 반대 방향으로 인장되게 된다. F2가, 매트(31)의 제2 주면(33)과, 필름(40)의 면(40b)과의 사이의 최대 정지 마찰력을 넘으면, 필름(40)이 매트(31)의 제2 주면(33)으로부터 말리게 된다.
또한, 필름(40)은 권회 개시부(41) 이외의 부분, 예를 들면 권회 종료부(42)로부터 말리는 경우는 그다지 없다. 상기와 같이 필름(40)의 면(40a)은, 압입 방향으로 인장되게 된다. 권회 개시부(41) 이외의 필름(40)의 부분은, 압입 방향과 반대 방향으로 연속되어 있다. 권회 개시부(41) 이외의 부분에서는, 연속되어 있는 필름(40)과 매트(31)와의 접촉에 의한 마찰력의 영향을 받게 되므로, 권회 개시부(41)로부터 보다도 필름(40)이 말리기 어렵게 되어 있다. 즉, 압입 시, 필름(40)이 말리는 경우에는, 권회 개시부(41)로부터 말리는 경우가 대부분이다.
여기에서, 매트(31)의 제2 주면(33)에 존재하고 있는 권회 개시부(41)에 가해지는 힘을, 이하에 도면을 이용하여 설명한다.
도 4(a)는, 권회 개시부를 구성하는 변이 매트의 종방향과 평행인 경우에, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때의 권회 개시부에 가해지는 힘을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 4(b)는, 권회 개시부를 구성하는 변이, 전체 부분에 있어서, 매트의 종방향과 평행이 아닌 경우에, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때의 권회 개시부에 가해지는 힘을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 4(a)에서는, 권회 개시부(41)를 구성하는 변(43')이 매트(31)의 종방향과 평행이다. 이로 인하여, 변(43')은 압입 방향과 수직이 된다. 따라서, 권회 개시부(41)에는, 필름(40)을 압입 방향으로 인장하는 힘(F2)이 그대로 가해지게 된다.
한편, 도 4(b)에서는, 권회 개시부(41)를 구성하는 변(43)이 전체 부분에 있어서, 매트(31)의 종방향과 평행이 아니다. 필름(40)을 압입 방향으로 인장하는 힘(F2)은, 변(43)과 수직인 방향의 힘(F2a)과, 변(43)과 평행인 방향의 힘(F2b)이 합성된 힘으로서 나타낼 수 있다. 필름(40)이 말리는 원인이 되는 힘은, 변(43)과 수직인 방향의 힘(F2a)이다. F2a는 F2보다 작은 힘이다.
이상으로부터, 권회 개시부(41)를 구성하는 변(43)이 전체 부분에 있어서, 매트(31)의 종방향과 평행이 아닌 경우가, 권회 개시부(41)를 구성하는 변(43')이 매트(31)의 종방향과 평행인 경우보다, 필름(40)이 말리기 어려워진다.
즉, 본 발명의 구성을 가지는 유지 시일재(30)에서는, 압입할 때에, 유지 시일재(30)로부터 필름(40)이 말리는 것을 막을 수 있다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 매트(31)의 종방향과 평행이 아닌 변(43)이 직선이다.
본 발명의 유지 시일재(30)에 이용되는 필름(40)은, 통상, 큰 시트를 제작하여, 그 시트로부터 필름(40)을 절단함으로써 제작된다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 상기 매트(31)의 종방향과 평행이 아닌 변(43)이 직선이므로, 시트로부터 필름(40)을 절단할 때에, 시트를 직선 형상으로 재단하는 것만으로 필름(40)을 제작할 수 있으므로, 효율적으로 본 발명의 유지 시일재(30)를 제작할 수 있다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변(43)과, 상기 매트의 종방향에 평행인 직선(α)이 형성하는 각의 각도가, 3~30°인 것이 바람직하다.
도 5는, 권회 개시부를 구성하는 매트의 종방향과 평행이 아닌 변과, 매트의 종방향에 평행인 직선과의 관계를 모식적으로 매트의 제2 주면측으로부터 나타낸, 유지 실링의 평면도이다.
도 5 중, 매트(31)의 종방향에 평행인 직선을 직선 α로 나타내고, 매트(31)의 종방향에 수직인 직선을 β로 한다. 본 발명에 있어서, 매트의 종방향과 평행이 아닌 변과, 상기 매트의 종방향에 평행인 직선이 형성하는 각의 각도는, 매트(31)의 종방향에 평행이 아닌 변(43)과, 직선(α)과, 직선(β)이 형성하는 삼각형의 각 중, 변(43)과 ,직선(α)이 형성하는 각의 각도(θ)이다.
상기 매트(31)의 종방향과 평행이 아닌 변(43)과, 상기 매트의 종방향에 평행인 직선(α)이 형성하는 각의 각도가 3°미만이면, 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 금속 케이싱(20)에 압입할 때, 필름(40)을 압입 방향으로 인장하는 힘(F2)을 충분히 분산시킬 수 없어, 필름(40)이 말리기 쉬워진다.
상기 매트(31)의 종방향과 평행이 아닌 변(43)과, 상기 매트(31)의 종방향에 평행인 직선(α)이 형성하는 각의 각도가 30°를 넘으면, 매트(31)의 제2 주면(33)에 있어서 매트의 폭방향으로 노출부(38)가 형성되지 않아, 매트(31)의 폭방향 전체가 필름(40)으로 덮여 있는 부분의 비율이 증가한다. 매트(31)의 종방향에 수직인 방향은, 압입 방향과 일치한다. 이로 인하여, 매트(31)의 제2 주면(33)에 있어서 매트(31)의 폭방향으로 노출부(38)가 형성되어 있지 않은 부분에서는, 유지 시일재(30)와 배기 가스 처리체(10)가 어긋나는 것을 방지하는 효과가 얻어지기 어려워진다.
상기한 바와 같이 종방향과 평행이 아닌 변(43)은 직선인 것이 바람직하지만, 본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 매트(31)의 종방향과 평행이 아닌 변(43)이 곡선이어도 된다. 배기 가스 처리체(10)의 종방향에 수직인 단면이 타원형이나 레이스 트랙형인 경우, 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 금속 케이싱(20)에 압입할 때, 곡률이 높은 부분에서는, 배기 가스 처리체(10)가 주위의 마찰 저항의 영향을 보다 많이 받으므로, 배기 가스 처리체(10)를 압입하는 것에 보다 많은 힘이 필요해진다.
이로 인하여, 필름(40)을 압입 방향으로 인장하는 힘(F2)은, 위치에 따라 상이하다. 즉, 곡률이 높은 배기 가스 처리체(10)의 부분에 배치되어 있는 매트(31)의 부분에서, 변(43)에 가해지는 힘은 강해진다. 따라서, 이 부분에서는, 필름(40)이 말리기 쉬워진다. 그러나, 변(43)을 곡선으로 하여, 배기 가스 처리체(10)의 형상에 맞추어 변(43)의 곡률을 조절함으로써 변(43)에 가해지는 힘을 분산시킬 수 있다. 이로써, 필름(40)이 말리는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 노출부(38)의 면적은, 제2 주면(33)의 면적의 20~80％인 것이 바람직하다.
노출부(38)의 면적이, 제2 주면(33)의 면적의 20％ 미만이면, 매트(31)에 포함되는 무기 섬유가 배기 가스 처리체(10)에 직접 접촉하는 부분이 너무 적어지므로, 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 금속 케이싱(20)에 압입할 때에, 유지 시일재(30)와, 배기 가스 처리체(10)가 어긋나기 쉬워진다.
노출부(38)의 면적이, 제2 주면(33)의 면적의 80％를 넘으면, 제2 주면(33)에 있어서의 필름(40)의 다시 접히는 부분이 너무 적어져, 필름(40)이 벗겨지기 쉬워진다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 필름(40)의 구성 재료는, 폴리에스테르, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 본 발명의 유지 시일재(30)는, 통상, 배기 가스 처리체(10)에 감겨, 금속 케이싱(20)에 압입된다. 이 때, 매트(31)의 제1 주면(32)이, 필름(40)을 통하여 금속 케이싱(20)과 접촉하게 된다.
필름(40)의 구성 재료가, 폴리에스테르, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어져 있으면, 매트(31)의 제1 주면(32)과 금속 케이싱(20)과의 사이의 마찰력이 작아진다. 이로 인하여, 본 발명의 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 원활하게 금속 케이싱(20)에 압입할 수 있다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 필름(40)은, 접착재 또는 열압착에 의하여 매트(31)에 고정되어 있는 것이 바람직하다.
접착재나 열압착을 이용하면, 필름(40)을 매트(31)에 확실히 고정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 배기 가스 정화 장치(1)를 구성하는 배기 가스 처리체(10)에 대해 설명한다.
도 6은, 본 발명의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 배기 가스 처리체의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 처리체(10)는, 주로 다공질 세라믹으로 이루어지고, 그 형상은 대략 원기둥 형상이다. 또, 배기 가스 처리체(10)의 외주에는, 배기 가스 처리체(10)의 외주부를 보강하거나, 형상을 정돈하거나, 배기 가스 처리체(10)의 단열성을 향상시키거나 할 목적으로, 외주 코트층(14)이 형성되어 있다.
또한, 배기 가스 처리체(10)의 내부의 구성에 대해서는, 본 발명의 배기 가스 정화 장치(1)의 설명에서 이미 서술한 것과 같다(도 1 참조).
또한, 배기 가스 처리체(10)는, 셀의 어느 일방의 단부가 밀봉되어 있는 필터이지만, 본 발명의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 배기 가스 처리체는, 셀의 단부가 밀봉되어 있지 않아도 된다. 이러한 배기 가스 처리체는, 촉매 담체로서 적합하게 사용하는 것이 가능해진다.
또, 배기 가스 처리체(10)는, 일체형의 배기 가스 처리체이지만, 본 발명의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 배기 가스 처리체는, 복수의 유닛이 접착재층을 통하여 결속되는 집합형의 배기 가스 처리체여도 된다.
또한, 배기 가스 처리체(10)의 형상은, 원기둥 형상이지만, 본 발명의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 배기 가스 처리체는, 타원기둥 형상, 뿔기둥 형상 등의 임의의 형상이어도 된다.
배기 가스 처리체(10)는, 탄화 규소나 질화 규소 등의 비산화 다공질 세라믹이어도 되고, 사이알론, 알루미나, 코디어라이트, 멀라이트 등의 산화 다공질 세라믹이어도 된다. 이들 중에서는, 탄화 규소인 것이 바람직하다.
배기 가스 처리체(10)가 탄화 규소질의 다공질 세라믹인 경우, 다공질 세라믹의 기공률은 특별히 한정되지 않지만, 35~60%인 것이 바람직하다.
기공률이 35% 미만이면, 배기 가스 처리체가 곧바로 막힘을 일으키는 경우가 있고, 한편, 기공률이 60%를 넘으면, 배기 가스 처리체의 강도가 저하되어 쉽게 파괴되는 경우가 있기 때문이다.
또, 상기 다공질 세라믹의 평균 기공 직경은 5~30㎛인 것이 바람직하다.
평균 기공 직경이 5㎛ 미만이면, PM이 쉽게 막힘을 일으키는 경우가 있고, 한편, 평균 기공 직경이 30㎛를 넘으면, PM이 기공을 빠져나가 버려, PM을 포집할 수 없어, 필터로서 기능할 수 없는 경우가 있기 때문이다.
또한, 상기 기공률 및 기공 직경은, 주사형 전자현미경(SEM)에 의한 측정의 종래 공지의 방법에 의하여 측정할 수 있다.
배기 가스 처리체(10)의 단면에 있어서의 셀 밀도는, 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 하한은, 31.0개/cm2(200개/inch2), 바람직한 상한은, 93.0개/cm2(600개/inch2), 보다 바람직한 하한은, 38.8개/cm2(250개/inch2), 보다 바람직한 상한은, 77.5개/cm2(500개/inch2)이다.
배기 가스 처리체(10)에는, 배기 가스를 정화하기 위한 촉매를 담지시켜도 되고, 담지시키는 촉매로서는, 예를 들면, 백금, 팔라듐, 로듐 등의 귀금속이 바람직하고, 이 중에서는, 백금이 보다 바람직하다. 또, 그 외의 촉매로서, 예를 들면, 칼륨, 나트륨 등의 알칼리 금속, 바륨 등의 알칼리 토류 금속을 이용할 수도 있다. 이들 촉매는, 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상 병용해도 된다.
이들 촉매가 담지되어 있으면, PM을 연소 제거하기 쉬워져, 유독한 배기 가스의 정화도 가능하게 된다.
다음으로, 본 발명의 유지 시일재(30)가 이용된 본 발명의 배기 가스 정화 장치(1)에 대해 설명한다.
본 발명의 배기 가스 정화 장치(1)는, 배기 가스 처리체(10)와, 배기 가스 처리체(10)를 수용하는 금속 케이싱(20)과, 배기 가스 처리체(10)와 금속 케이싱(20)과의 사이에 배치되는 유지 시일재(30)로 구성되는 배기 가스 정화 장치(1)로서, 금속 케이싱(20)은, 압입구(23)를 가지고, 유지 시일재(30)는, 제1 주면(32) 및 제1 주면(32)과 반대측인 제2 주면(33)을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 직사각형의 매트(31)로 이루어지며, 제1 주면(32), 및 제2 주면(33)은 필름(40)에 의하여 피복되어 있고, 필름(40)은, 연속하여 매트(31)를 권회하도록 접합되어 있으며, 제2 주면(33)에는 필름(40)의 권회 개시부(41), 및 권회 종료부(42)가 존재하고, 권회 개시부(41), 및 권회 종료부(42)의 사이에는 필름(40)이 존재하지 않아 제2 주면(33)이 노출되는 노출부(38)가 형성되어 있으며, 권회 개시부(41)를 구성하는 변(43), 및 권회 종료부(42)를 구성하는 변(44) 중 적어도 일방의 변은, 전체 부분에 있어서, 매트(31)의 종방향과 평행이 아니고, 노출부(38)가 배기 가스 처리체(10)와 접하도록 유지 시일재(30)가 배치되어 있으며, 매트(31)의 종방향과 평행이 아닌 변으로부터 압입구(23)까지의 거리가, 타방의 변으로부터 압입구(23)까지의 거리보다 긴 것을 특징으로 한다.
본 발명의 배기 가스 정화 장치(1)에서는, 본 발명의 유지 시일재(30)가 이용되고 있으므로, 상기 효과를 나타낸다.
다음으로, 본 발명의 유지 시일재(30), 및 본 발명의 배기 가스 정화 장치(1)의 제조 방법의 일례에 대해 설명한다.
(a) 매트 준비 공정
먼저, 니들 펀칭 처리가 실시된 무기 섬유로 이루어지는 매트를 준비하는 공정을 행한다.
매트는, 다양한 방법에 의하여 얻을 수 있지만, 예를 들면, 이하의 방법에 의하여 제조할 수 있다. 즉, 먼저, 예를 들면, 염기성 염화 알루미늄 수용액과 실리카졸 등을 원료로 하는 방사용 혼합물을 브로잉법에 의하여 방사하여 3~10㎛의 평균 섬유 직경을 가지는 무기 섬유 전구체를 제작한다. 계속해서, 상기 무기 섬유 전구체를 압축하여 소정의 크기의 연속한 시트 형상물을 제작하고, 이것에 니들 펀칭 처리를 실시하고, 그 후, 소성 처리를 실시한다. 이러한 공정을 거쳐 매트(31)를 제조할 수 있고, 매트(31)를 준비할 수 있다.
(b) 필름 접착 공정
다음으로, 매트(31)에 필름(40)을 접착하는 공정을 행한다.
먼저, 필름(40)을 재단한다. 이 때, 권회 개시부(41)를 구성하는 변(43)이 매트(31)의 종방향과, 전체 부분에 있어서, 평행이 되지 않도록 한다.
계속해서, 필름(40)을, 매트(31)의 제2 주면(33)의 권회 개시부(41)로부터 권회 종료부(42)까지 매트(31)의 종방향과 수직인 방향으로 연속적으로 한 바퀴 권회하여 접착한다. 이 때, 매트(31)의 제2 주면(33)의 일부가 노출되는 노출부(38)를 형성하도록 권회 개시부(41) 및 권회 종료부(42)를 이간시킨다.
필름(40)의 접착에 대해서는, 미리 필름(40)에 접착재를 도포하여, 매트(31)를 필름(40)이 덮음과 동시에 접착시켜도 되고, 매트(31)를 필름(40)으로 덮은 후에 열압착에 의하여 접착해도 된다.
지금까지의 공정을 거친 매트(31)는, 본 발명의 유지 시일재의 일례인 유지 시일재(30)가 된다.
상기 (a) 매트 준비 공정에는, 유기 바인더 및 무기 바인더를 무기 섬유에 부착시키는 공정이 포함되어 있어도 된다.
유기 바인더 및 무기 바인더를 무기 섬유에 부착시키는 방법 및 순서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 소성 처리 후에, 매트를 바인더 함유 용액에 침지함으로써, 매트에 바인더를 함침시켜도 되고, 커텐 코트법 등의 방법으로 바인더를 매트 상에 낙하시킴으로써, 매트에 바인더를 함침시켜도 된다. 그 후, 바인더가 부착된 매트를 흡인 탈수함으로써, 바인더의 부착량을 조정할 수 있다.
다음으로, 상기 유지 시일재(30)를 이용하여, 본 발명의 배기 가스 정화 장치의 일례인 배기 가스 정화 장치(1)를 제조하는 방법의 일례를 설명한다.
본 발명의 배기 가스 정화 장치(1)의 제조 방법은, 배기 가스 처리체(10)와, 배기 가스 처리체(10)를 수용하는 금속 케이싱(20)과, 상기 배기 가스 처리체(10)와 금속 케이싱(20)과의 사이에 배치되는 유지 시일재(30)로 구성되는 배기 가스 정화 장치(1)를 제조하는 방법으로서, 유지 시일재(30)는, 상기 본 발명의 유지 시일재의 제조 방법에 의하여 제조된 유지 시일재이며, 매트(31)의 제1 주면(32)이 금속 케이싱(20)측이 되고, 제2 주면(33)이 배기 가스 처리체(10)측이 되도록, 유지 시일재(30)를 배기 가스 처리체(10)에 감는 공정과, 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를, 권회 개시부(41)가 먼저 압입되도록, 금속 케이싱(20)의 내부에 압입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
(c) 감기 공정
본 발명의 유지 시일재(30)를, 배기 가스 처리체(10)의 주위에 감는 공정을 행한다.
이 공정에서는, 종래 공지의 방법에 의하여 제작한 대략 원기둥 형상의 배기 가스 처리체(10)의 외주에, 매트(31)의 제2 주면(33)이 접하도록, 유지 시일재(30)를 감는다. 이 때, 매트(31)의 볼록부(34a)와, 오목부(35a)를 끼워 맞춘다.
(d) 압입 공정
다음으로, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를, 필름(40)의 권회 개시부(41)가 먼저 압입구(23)에 압입되도록, 금속 케이싱(20)의 내부에 압입 방식(스터핑 방식)에 의하여 압입하는 공정을 행한다.
지금까지의 공정을 거쳐, 본 발명의 배기 가스 정화 장치의 일례인 배기 가스 정화 장치(1)가 제조된다.
이하에, 본 발명의 유지 시일재 및 배기 가스 정화 장치의 작용 효과에 대해 열거한다.
본 발명의 유지 시일재는, 상기와 같이 본 발명의 배기 가스 정화 장치에 이용된다. 이로 인하여, 이하의 효과를 나타낸다.
(1) 본 발명의 유지 시일재에서는, 제1 주면, 및 제2 주면은 필름에 의하여 피복되어 있고, 상기 필름은, 연속하여 상기 매트를 권회하도록 접합되어 있다.
이로 인하여, 무기 섬유의 비산을 저감시킬 수 있다.
(2) 본 발명의 유지 시일재에서는, 제2 주면에는 필름의 권회 개시부, 및 권회 종료부가 존재하고 있다. 즉, 필름이 매트의 제1 주면 및 측면을 덮고, 측면으로부터 제2 주면으로 다시 접힌 구조로 되어 있다. 이로 인하여, 본 발명의 유지 시일재를 취급할 때에, 충격이나 마찰 등에 의하여 필름이 벗겨지는 것을 방지할 수 있다.
(3) 본 발명의 유지 시일재에서는, 권회 개시부, 및 권회 종료부의 사이에는 필름이 존재하지 않아 제2 주면이 노출되는 노출부가 형성되어 있다. 이로 인하여, 매트와, 배기 가스 처리체와의 사이의 밀착성이 향상된다. 또한, 무기 섬유와 배기 가스 처리체와의 마찰에 기인하여, 본 발명의 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입할 때에, 유지 시일재와, 배기 가스 처리체가 어긋나기 어려워진다. 따라서, 금속 케이싱의 단부로부터 유지 시일재가 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
(4) 본 발명의 유지 시일재에서는, 권회 개시부를 구성하는 변, 및 권회 종료부를 구성하는 변 중 적어도 일방의 변은, 전체 부분에 있어서, 매트의 종방향과 평행이 아니다. 또, 매트의 종방향과 평행이 아닌 변이 먼저 압입되도록, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체는, 금속 케이싱에 압입된다.
이로 인하여, 매트의 종방향과 평행이 아닌 변에는, 필름을 압입 방향으로 인장하는 힘이 분산되어 가해지게 된다. 따라서, 매트의 종방향과 평행이 아닌 변으로부터 필름이 말리는 것을 막을 수 있다. 즉, 압입할 때에, 유지 시일재로부터 필름이 말리는 것을 막을 수 있다.
(실시예)
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 개시한 실시예를 나타낸다. 다만, 본 발명은 이 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
(a) 매트 준비 공정
(a-1) 방사 공정
Al 함유량이 70g/l이며, Al:Cl=1:1.8(원자비)이 되도록 조제한 염기성 염화 알루미늄 수용액에 대해서, 소성 후의 무기 섬유에 있어서의 조성비가, Al2O3:SiO2=72:28(중량비)이 되도록 실리카졸을 배합하고, 또한, 유기 중합체(폴리비닐알코올)를 적량 첨가하여 혼합액을 조제했다.
얻어진 혼합액을 농축하여 방사용 혼합물로 하고, 이 방사용 혼합물을 브로잉법에 의하여 방사하여 평균 섬유 직경이 100mm, 평균 섬유 길이가 5.1㎛인 무기 섬유 전구체를 제작했다.
(a-2) 압축 공정
상기 공정 (a-1)에서 얻어진 무기 섬유 전구체를 압축하여, 연속한 시트 형상물을 제작했다.
(a-3) 니들 펀칭 처리 공정
상기 공정 (a-2)에서 얻어진 시트 형상물에 대해서, 이하에 나타내는 조건을 이용하여 연속적으로 니들 펀칭 처리를 행하여 니들 펀칭 처리체를 제작했다.
먼저, 니들이 21개/cm2의 밀도로 장착된 니들 보드를 준비했다. 다음으로, 이 니들 보드를 시트 형상물의 일방의 표면의 상방에 배치하고, 니들 보드를 시트 형상물의 두께 방향을 따라 1회 상하 이동시킴으로써 니들 펀칭 처리를 행하여, 니들 펀칭 처리체를 제작했다. 이 때, 니들의 선단 부분에 형성된 미늘이 시트 형상물의 반대측의 표면으로 완전히 뚫고 나올 때까지 니들을 관통시켰다.
(a-4) 소성 공정
상기 공정 (a-3)에서 얻어진 니들 펀칭 처리체를 최고 온도 1250℃에서 연속으로 소성하여, 알루미나와 실리카를 포함하는 무기 섬유로 이루어지는 소성 시트 형상물을 제작했다. 무기 섬유의 평균 섬유 직경은, 5.1㎛이며, 무기 섬유 직경의 최소치는, 3.2㎛였다. 이와 같이 하여 얻어진 알루미나 섬유제 유지 시일재는, 부피 밀도가 0.15g/cm3이며, 단위 중량이 1400g/m2이다.
(a-5) 절단 공정
상기 공정 (a-4)에서 얻어진 소성 시트 형상물을 절단하여, 절단 시트 형상물을 제작했다.
(a-6) 함침 공정
상기 공정 (a-5)에서 얻어진 절단 시트 형상물에, 유기 바인더로서 아크릴계 수지를 포함하는 유기 바인더 용액(아크릴계 라텍스)을 플로우 코팅하여, 절단 시트 형상물에 유기 바인더를 함침시킴으로써, 함침 시트 형상물을 제작했다.
(a-7) 건조 공정
상기 공정 (a-6)에서 얻어진 함침 시트 형상물로부터 과잉의 유기 바인더 용액을 흡인 제거한 후에, 압축 건조시켜 그 두께를 얇게 하여, 그 두께가 6.8mm인 니들 펀칭 처리 매트를 제작했다.
(a-8) 재단 공정
상기 공정 (a-7)에서 얻어진 매트를, 평면에서 보았을 때 치수가 전체 길이 1089mm×폭 371mm로서, 일단에, 길이가 24.5mm, 폭이 100mm인 볼록부(34a)가 형성되고, 타단에 이 볼록부(34a)와 끼워 맞추는 오목부(35a)가 성형되도록 재단함으로써, 매트(31)를 성형했다.
(b) 필름 접착 공정
폴리에스테르 점착재 부착 필름(두께 40㎛;카토세이코사 제조)을, 전체 길이 1050mm×폭 589mm의 대략 직사각형이 되도록 재단했다. 그 후, 권회 개시부(41)가 되는 부분의 변(43)과, 그 필름의 종방향과 평행인 직선이 형성하는 각의 각도가 5°가 되도록 상기 대략 직사각형의 정점으로부터 그 필름을 재단했다. 또한, 권회 종료부(42)가 되는 부분의 변(44)과, 그 필름의 종방향과 평행인 직선이 형성하는 각의 각도가 5°가 되도록, 또한, 변(43)과 변(44)이 평행이 되도록, 상기 대략 직사각형의 정점으로부터 그 필름을 재단했다. 이와 같이 하여 재단된 필름은, 예각이 85°이고, 둔각이 95°이며, 단변이 497mm이고, 장변이 1054mm인 평행 사변형이 된다.
다음으로, 매트(31)의 제2 주면(33)에, 필름의 권회 개시부(41)를 배치했다. 매트(31)와 권회 개시부(41)의 위치 관계는 이하와 같다. 상기 평행 사변형의 예각을 형성하는 변(43)의 단부를, 매트(31)의 제1 측면(36)으로부터 제2 측면(37)의 방향으로 102mm인 곳에 배치했다. 동시에, 상기 평행 사변형의 둔각을 형성하는 변(43)의 단부를, 매트(31)의 제1 측면(36)으로부터 제2 측면(37)의 방향으로 10mm인 곳에 배치했다.
그 후, 매트(31)의 제2 주면(33)의 권회 개시부(41)를 권회의 개시부로 하여, 필름을 매트(31)의 제2 주면(33), 제1 측면(36), 제1 주면(32), 제2 측면(37), 및 제2 주면(33)을 따라, 매트(31)의 제2 주면(33)의 권회 종료부(42)까지 연속적으로 권회하여 접착했다.
이와 같이 하여 제작된 유지 시일재는, 실시예 1에 관한 유지 시일재(30)가 된다.
(c) 감기 공정
(c-1) 배기 가스 처리체의 성형체의 제작
평균 입자 직경 22㎛를 가지는 탄화 규소의 조분말 52.8중량%와, 평균 입자 직경 0.5㎛의 탄화 규소의 미분말 22.6중량%를 혼합하여, 얻어진 혼합물에 대해서, 아크릴 수지 2.1중량%, 유기 바인더(메틸셀룰로오스) 4.6중량%, 윤활제(니치유(주) 제작 유니루브) 2.8중량%, 글리세린 1.3중량%, 및 물 13.8중량%를 첨가하고 혼련하여 습윤 혼합물을 얻은 후, 압출 성형하여, 도 6에 나타내는 배기 가스 처리체(10)의 성형체를 제작했다.
(c-2) 건조 공정
상기 공정 (c-1)에서 얻어진 배기 가스 처리체(10)의 성형체를, 마이크로파 건조기를 이용하여 상기 배기 가스 처리체(10)의 성형체를 건조시켜, 배기 가스 처리체(10)의 건조체로 했다.
(c-3) 탈지 공정
상기 공정 (c-2)에서 얻어진 배기 가스 처리체(10)의 건조체를 400℃에서 탈지하여, 배기 가스 처리체(10)의 탈지체로 했다.
(c-4) 소성 공정
상기 공정 (c-3)에서 얻어진 배기 가스 처리체(10)의 탈지체를 상압의 아르곤 분위기 하 2200℃, 3시간의 조건으로 소성 공정을 행하여, 기공률이 45%, 평균 기공 직경이 15㎛, 셀의 수(셀 밀도)가 300개/inch2, 셀벽의 두께가 0.25mm(10mil)인 탄화 규소 소결체를 제조했다.
(c-5) 촉매 담지 공정
상기 공정 (c-4)에서 얻어진 배기 가스 처리체(10)의 탄화 규소 소결체를, 질산 백금 용액에 침지한 후, 600℃에서 1시간 유지함으로써, 배기 가스 처리체(10)의 탄화 규소 소결체의 셀벽(12)에 백금 촉매를 담지시켰다.
이와 같이 하여 제작된 탄화 규소 소결체는, 실시예 1의 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)가 된다. 배기 가스 처리체(10)는 전체 길이 350mm의 대략 원기둥 형상이며, 외경은 326mm였다.
(c-6) 유지 시일재 감기 공정
상기 공정 (c-5)에서 얻어진 배기 가스 처리체(10)의 주위에, 본 실시예의 유지 시일재(30)를 감았다. 이 때, 매트(31)의 제2 주면(33)이, 배기 가스 처리체(10)와 접촉하도록 본 실시예의 유지 시일재(30)를 감았다. 또한, 매트(31)의 볼록부(34a)와, 오목부(35a)를 끼워 맞췄다.
(d) 압입 공정
압입 방식(스터핑 방식)에 의하여, 권회 개시부(41)가 먼저 압입되도록, 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 금속 케이싱(20)에 압입했다. 유지 시일재(30)의 간극 부피 밀도(GBH)는 0.4g/cm3로 했다.
이와 같이 하여 제작된 배기 가스 정화 장치는, 실시예 1에 관한 배기 가스 정화 장치가 된다.
(비교예 1)
필름 접착 공정에 있어서, 필름의 재단, 및 접합을 이하와 같이 변경한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 1에 관한 배기 가스 정화 장치를 제작했다.
폴리에스테르 점착재 부착 필름을, 전체 길이 1050mm×폭 497mm의 대략 직사각형이 되도록 재단했다.
계속해서, 매트(31)의 제2 주면(33)의 권회 개시부(41)를 권회의 개시부로 하여, 필름을 매트(31)의 제2 주면(33), 제1 측면(36), 제1 주면(32), 제2 측면(37), 및 제2 주면(33)을 따라, 매트(31)의 제2 주면(33)의 권회 종료부(42)까지 연속적으로 권회하여 접착했다. 또, 권회 개시부(41)는, 매트(31)의 제1 측면(36)으로부터 제2 측면(37)의 방향으로 56mm인 곳에 위치시키고, 권회 종료부(42)는, 매트(31)의 제2 측면(37)으로부터 제1 측면(36)의 방향으로 56mm인 곳에 위치시켰다.
(평가)
실시예 1 및 비교예 1에 관한 배기 가스 정화 장치를, 각각 5개 제조하여, 유지 시일재가 금속 케이싱의 단부로부터 돌출되어 있는지 아닌지를 육안으로 확인했다.
실시예 1에서는, 모든 배기 가스 정화 장치에 있어서, 유지 시일재가 금속 케이싱으로부터 돌출되어 있지 않았다. 한편, 비교예 1에서는, 5개 중 3개의 배기 가스 정화 장치에 있어서, 유지 시일재가 금속 케이싱으로부터 돌출되어 있었다.
또, 각 배기 가스 정화 장치로부터 유지 시일재를 꺼내, 필름 상태를 육안으로 확인했다. 실시예 1에서는, 모든 유지 시일재에 있어서, 필름이 유지 시일재로부터 말려 있지 않았다. 한편, 비교예 1에서는, 5개 중 3개의 유지 시일재에 대해, 필름이 유지 시일재로부터 말려 있었다.
본 발명의 유지 시일재는, 제1 주면 및 제1 주면과 반대측인 제2 주면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 직사각형의 매트로 이루어지는 유지 시일재로서, 상기 제1 주면, 및 상기 제2 주면은 필름에 의하여 피복되어 있으며, 상기 필름은, 연속하여 상기 매트를 권회하도록 접합되어 있고, 상기 제2 주면에는 상기 필름의 권회 개시부, 및 권회 종료부가 존재하며, 상기 권회 개시부, 및 상기 권회 종료부의 사이에는 상기 필름이 존재하지 않아 상기 제2 주면이 노출되는 노출부가 형성되어 있으며, 상기 권회 개시부를 구성하는 변, 및 상기 권회 종료부를 구성하는 변 중 적어도 일방의 변은, 전체 부분에 있어서, 상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 것을 필수의 구성 요건으로 하고 있다.
이러한 필수의 구성 요소에, 본 발명의 상세한 설명에서 상술한 다양한 구성(예를 들면, 매트의 종방향과 평행이 아닌 변의 형상, 매트의 종방향과 평행이 아닌 변과 매트의 종방향에 평행인 직선이 형성하는 각의 각도, 노출부의 면적, 필름의 구성 재료, 필름의 고정 방법 등)을 적절히 조합함으로써 원하는 효과를 얻을 수 있다.
1 배기 가스 정화 장치
10 배기 가스 처리체
11 셀
12 셀벽
13 밀봉재
14 외주 코트층
20 금속 케이싱
21 도입관
22 배출관
23 압입구
30 유지 시일재
31 매트
32 제1 주면
33 제2 주면
34, 35 단면
34a 볼록부
35a 오목부
36 제1 측면
37 제2 측면
38 노출부
40 필름
41 권회 개시부
42 권회 종료부
43 권회 개시부를 구성하는 변
44 권회 종료부를 구성하는 변

Claims (8)

  1. 제1 주면 및 제1 주면과 반대측인 제2 주면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 직사각형의 매트로 이루어지는 유지 시일재로서,
    상기 제1 주면, 및 상기 제2 주면은 필름에 의하여 피복되어 있고,
    상기 필름은, 연속하여 상기 매트를 권회하도록 접합되어 있으며,
    상기 제2 주면에는 상기 필름의 권회 개시부, 및 권회 종료부가 존재하고,
    상기 권회 개시부, 및 상기 권회 종료부의 사이에는 상기 필름이 존재하지 않아 상기 제2 주면이 노출되는 노출부가 형성되어 있으며,
    상기 권회 개시부를 구성하는 변, 및 상기 권회 종료부를 구성하는 변 중 적어도 일방의 변은, 전체 부분에 있어서, 상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 것을 특징으로 하는 유지 시일재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변이 직선인 유지 시일재.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변과, 상기 매트의 종방향에 평행인 직선이 형성하는 각의 각도가, 3~30°인 유지 시일재.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변이 곡선인 유지 시일재.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노출부의 면적은, 상기 제2 주면의 면적의 20~80％인 유지 시일재.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름의 구성 재료는, 폴리에스테르, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 유지 시일재.
  7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름은, 접착재 또는 열압착에 의하여 상기 매트에 고정되어 있는 유지 시일재.
  8. 배기 가스 처리체와, 상기 배기 가스 처리체를 수용하는 금속 케이싱과, 상기 배기 가스 처리체와 상기 금속 케이싱과의 사이에 배치되는 유지 시일재로 구성되는 배기 가스 정화 장치로서,
    상기 금속 케이싱은, 압입구를 가지고,
    상기 유지 시일재는, 제1 주면 및 제1 주면과 반대측인 제2 주면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 직사각형의 매트로 이루어지며,
    상기 제1 주면, 및 상기 제2 주면은 필름에 의하여 피복되어 있고,
    상기 필름은, 연속하여 상기 매트를 권회하도록 접합되어 있으며,
    상기 제2 주면에는 상기 필름의 권회 개시부, 및 권회 종료부가 존재하고,
    상기 권회 개시부, 및 상기 권회 종료부의 사이에는 상기 필름이 존재하지 않아 상기 제2 주면이 노출되는 노출부가 형성되어 있으며,
    상기 권회 개시부를 구성하는 변, 및 상기 권회 종료부를 구성하는 변 중 적어도 일방의 변은, 전체 부분에 있어서, 상기 매트의 종방향과 평행이 아니고,
    상기 노출부가 상기 배기 가스 처리체와 접하도록 상기 유지 시일재가 배치되어 있으며,
    상기 매트의 종방향과 평행이 아닌 변으로부터 상기 압입구까지의 거리가, 타방의 변으로부터 상기 압입구까지의 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치.
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