KR101587173B1 - 유지 시일재, 유지 시일재의 제조 방법, 배기 가스 정화 장치, 및 배기 가스 정화 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

무기 섬유의 비산을 저감시킬 수 있고, 또한, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입에 의하여 수용할 때에, 유지 시일재가 배기 가스 처리체로부터 어긋나 금속 케이싱의 단부로부터 돌출되는 것, 및 배기 가스 도입 시에, 유지 시일재가 배기 가스 처리체로부터 어긋나 버리는 것을 방지할 수 있는 유지 시일재, 상기 유지 시일재가 이용된 배기 가스 처리 장치를 제공한다.
제1 주면 및 상기 제1 주면과 반대측인 제2 주면, 및 제1 장측면, 상기 제1 장측면과 반대측인 제2 장측면, 제1 단측면 및 상기 제1 단측면과 반대측인 제2 단측면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 대략 직사각형의 매트로 이루어지는 유지 시일재로서, 상기 제1 주면, 상기 제2 주면, 상기 제1 장측면 및 상기 제2 장측면에는 필름이 접착됨과 함께, 상기 제2 주면에는, 상기 필름이 접착되어 있지 않은 영역인 노출부가 마련되어 있고, 상기 노출부는, 상기 제1 단측면과 상기 제2 단측면을 접속하는 띠형상으로 형성되어 있으며, 상기 제1 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리는, 상기 제2 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 유지 시일재.

Description

유지 시일재, 유지 시일재의 제조 방법, 배기 가스 정화 장치, 및 배기 가스 정화 장치의 제조 방법{HOLDING SEAL MATERIAL, METHOD FOR MANUFACTURING HOLDING SEAL MATERIAL, EXHAUST GAS PURIFYING APPARATUS, AND METHOD FOR MANUFACTURING EXHAUST GAS PURIFYING APPARATUS}
본 발명은, 유지 시일재, 유지 시일재의 제조 방법, 배기 가스 정화 장치, 및 배기 가스 정화 장치의 제조 방법에 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. 이로 인하여, 특허 문헌 1에 기재된 구성의 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입에 의하여 수용하려고 하면, 유지 시일재가 배기 가스 처리체로부터 어긋나 버려, 금속 케이싱의 단부로부터 돌출된다는 문제가 있었다. 특허 문헌 2에 기재된 구성의 유지 시일재에서도 동일한 문제가 있었다.
또한, 특허 문헌 1 및 2에 기재된 구성의 유지 시일재를 금속 케이싱에 수용한 후, 배기 가스를 유입시키면, 배기 가스의 열에 의하여 기밀 시트가 연화됨으로써 유지 시일재가 미끄러지기 쉬워져, 배기 가스의 압력에 의하여 유지 시일재가 어긋나 버린다는 문제도 있었다.
본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 무기 섬유의 비산을 저감시킬 수 있고, 또한, 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입에 의하여 수용할 때에, 유지 시일재가 배기 가스 처리체로부터 어긋나 금속 케이싱의 단부로부터 돌출되는 것, 및 배기 가스 도입 시에, 유지 시일재가 배기 가스 처리체로부터 어긋나 버리는 것을 방지할 수 있는 유지 시일재, 상기 유지 시일재가 이용된 배기 가스 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명의 유지 시일재는, 제1 주면 및 상기 제1 주면과 반대측인 제2 주면, 및 제1 장측면, 상기 제1 장측면과 반대측인 제2 장측면, 제1 단측면 및 상기 제1 단측면과 반대측인 제2 단측면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 대략 직사각형의 매트로 이루어지는 유지 시일재로서, 상기 제1 주면, 상기 제2 주면, 상기 제1 장측면 및 상기 제2 장측면에는 필름이 접착됨과 함께, 상기 제2 주면에는, 상기 필름이 접착되어 있지 않은 영역인 노출부가 마련되어 있고, 상기 노출부는, 상기 제1 단측면과 상기 제2 단측면을 접속하는 띠형상으로 형성되어 있으며, 상기 제1 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리는, 상기 제2 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리보다 긴 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, 배기 가스 처리체에 감기고, 본 발명의 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체(이하, 감김체라고도 함)는, 금속 케이싱에 수용된다.
본 발명의 유지 시일재는, 배기 가스 처리체에 감아 감김체로 하여, 제2 주면과 배기 가스 처리체가 접하도록, 또한, 유지 시일재의 제1 장측면이 배기 가스 도입측에 배치되도록 금속 케이싱에 수용된다.
본 발명의 유지 시일재는, 제1 주면, 제2 주면, 제1 장측면 및 제2 장측면에 필름이 접착되어 있기 때문에, 유지 시일재의 취급 시, 및 금속 케이싱으로의 수용 시에 무기 섬유의 비산을 저감시킬 수 있다.
또, 본 발명의 유지 시일재는, 노출부가 마련된 제2 주면이 배기 가스 처리체와 접하도록 배기 가스 처리체에 감아 감김체로 함으로써, 유지 시일재와 배기 가스 처리체와의 마찰 저항이 커져, 감김체를 금속 케이싱에 압입에 의하여 수용할 때에, 유지 시일재가 금속 케이싱의 단부로부터 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 유지 시일재는, 제1 장측면부터 노출부까지의 최단 거리가 제2 장측면부터 노출부까지의 최단 거리보다 길다. 이로 인하여, 노출부는 제1 장측면보다 제2 장측면에 가까운 위치에 존재하고 있으며, 바꾸어 말하면, 필름이 배기 가스 도입측에 많이 존재하고 있게 된다. 필름이 배기 가스 도입측에 많이 존재하고 있으면, 배기 가스의 열에 의하여 보다 많은 필름이 조기 단계에서 분해되기 쉽다. 이로 인하여, 필름이 연화되어 미끄러지기 쉬운 상태가 되는 부분을 감소시켜, 배기 가스 도입 시에 금속 케이싱과 유지 시일재가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 유지 시일재에 있어서, 상기 노출부의 폭은, 상기 매트의 폭의 5~80%인 것이 바람직하다.
노출부의 폭이, 매트의 폭의 5~80%이면, 유지 시일재와 배기 가스 처리체와의 사이에서 확실히 마찰 저항이 작용하여, 수용 시에 유지 시일재가 미끄러지는 일이 없다. 또한, 배기 가스가 유입되었을 때에 필름이 신속하게 분해되기 쉬워, 필름이 연화되는 것에 의하여 유지 시일재와 배기 가스 처리체가 어긋나는 것을 방지하기 쉬워진다.
본 발명의 유지 시일재에 있어서, 상기 제1 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리는, 상기 매트의 폭의 11~80%인 것이 바람직하다.
제1 장측면부터 노출부까지의 최단 거리가 매트의 폭의 11~80%이면, 배기 가스가 유입되었을 때에 필름이 신속하게 분해되기 쉬워, 필름이 연화되는 것에 의하여 유지 시일재와 배기 가스 처리체가 어긋나는 것을 방지하기 쉬워진다.
본 발명의 유지 시일재에 있어서, 상기 필름의 구성 재료는, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 일종으로 이루어지는 것이 바람직하다.
필름의 구성 재료가, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 일종으로 이루어지면, 금속 케이싱과 유지 시일재와의 마찰 계수를 작게 할 수 있어, 유지 시일재를 감은 배기 가스 처리체를 금속 케이싱에 압입에 의하여 수용할 때에 수용하기 쉬워진다.
본 발명의 유지 시일재에 있어서, 상기 필름은, 접착재 또는 열압착에 의하여 상기 매트에 고정되어 있는 것이 바람직하다. 필름이 접착재 또는 열압착에 의하여 매트에 고정되어 있으면, 유지 시일재를 취급하는 경우나 수용 작업 중에 필름이 매트로부터 벗겨지기 어려워진다.
본 발명의 유지 시일재의 제조 방법은, 제1 주면 및 상기 제1 주면과 반대측인 제2 주면, 및 제1 장측면, 상기 제1 장측면과 반대측인 제2 장측면, 제1 단측면 및 상기 제1 단측면과 반대측인 제2 단측면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 대략 직사각형의 매트를 준비하는 매트 준비 공정과,
상기 매트의 상기 제1 주면, 상기 제1 장측면 및 상기 제2 장측면에 필름을 접착하고, 또한, 상기 제2 주면에 상기 필름이 접착되어 있지 않은 영역인 노출부가 형성되도록 상기 필름을 접착하는 접착 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유지 시일재의 제조 방법은, 제1 주면, 제1 장측면 및 제2 장측면에 필름을 접착하고, 또한, 제2 주면에 상기 필름이 접착되어 있지 않은 영역인 노출부가 형성되도록 필름을 접착하는 접착 공정을 포함하기 때문에, 본 발명의 유지 시일재를 제조하는 방법에 적합하다.
본 발명의 배기 가스 정화 장치는, 배기 가스 처리체와, 상기 배기 가스 처리체의 주위에 배치된 유지 시일재와, 상기 배기 가스 처리체를 수용하는 금속 케이싱을 구비하는 배기 가스 정화 장치로서, 상기 유지 시일재는, 제1 주면 및 상기 제1 주면과 반대측인 제2 주면, 및 제1 장측면, 상기 제1 장측면과 반대측인 제2 장측면, 제1 단측면 및 상기 제1 단측면과 반대측인 제2 단측면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 대략 직사각형의 매트로 이루어지고, 상기 제1 주면, 상기 제2 주면, 상기 제1 장측면 및 상기 제2 장측면에는 필름이 접착됨과 함께, 상기 제2 주면에는, 상기 필름이 접착되어 있지 않은 영역인 노출부가 마련되어 있으며, 상기 노출부는, 상기 제1 단측면과 상기 제2 단측면을 접속하는 띠형상으로 형성되어 있으며, 상기 제1 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리는, 상기 제2 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리보다 길고, 상기 제2 주면의 노출부가 상기 배기 가스 처리체와 접하고, 또한, 상기 제1 장측면이 배기 가스 도입측에 위치하도록 상기 유지 시일재가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 배기 가스 정화 장치에서는, 본 발명의 유지 시일재가 이용되고 있으므로, 배기 가스 도입 시에, 유지 시일재와 배기 가스 처리체가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 배기 가스 정화 장치의 제조 방법은, 배기 가스 처리체와, 상기 배기 가스 처리체의 주위에 배치된 유지 시일재와, 상기 배기 가스 처리체를 수용하는 금속 케이싱을 구비하는 배기 가스 정화 장치로서, 상기 유지 시일재는, 제1 주면, 상기 제1 주면과 반대측인 제2 주면, 제1 장측면 및 상기 제1 장측면과 반대측인 제2 장측면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 대략 직사각형의 매트로 이루어지고, 상기 제1 주면, 상기 제2 주면, 상기 제1 장측면 및 상기 제2 장측면에는 필름이 접착됨과 함께, 상기 제2 주면에는, 상기 매트의 종방향에 대략 평행한 대략 띠형상으로 상기 필름이 접착되어 있지 않은 노출부가 형성되어 있으며, 상기 제1 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리는, 상기 제2 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리보다 길고, 상기 제2 주면의 노출부가 상기 배기 가스 처리체와 접하고, 또한, 상기 제1 장측면이 배기 가스 도입측에 위치하도록 상기 유지 시일재가 배치되어 있는 배기 가스 정화 장치의 제조 방법으로서, 제1 주면, 상기 제1 주면과 반대측인 제2 주면, 제1 장측면 및 상기 제1 장측면과 반대측인 제2 장측면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 대략 직사각형의 매트를 준비하는 매트 준비 공정과, 상기 매트의 상기 제1 주면, 상기 제1 장측면 및 상기 제2 장측면에 필름을 접착하고, 또한, 상기 제2 주면에 상기 필름이 접착되어 있지 않은 영역인 노출부가 형성되도록 상기 필름을 접착하는 접착 공정과, 상기 접착 공정에 의하여 필름이 접착된 상기 매트를, 상기 제2 주면이 상기 배기 가스 처리체와 직접 접하도록 감아 감김체로 하는 감기 공정과, 상기 제1 장측면이 배기 가스 도입측에 위치하도록 배치하여 상기 감김체를 금속 케이싱에 수용하는 수용 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 배기 가스 정화 장치의 제조 방법은, 본 발명의 배기 가스 정화 장치를 제조하는 방법에 적합하다.
도 1에 있어서, 도 1(a)는, 본 발명의 유지 시일재의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이며, 도 1(b)는 본 발명의 유지 시일재를 구성하는 매트의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2에 있어서, 도 2(a)~도 2(c)는, 본 발명의 유지 시일재에 접착되는 필름의 형상의 일례를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 3은, 도 1(a)에 있어서의 A-A선 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 배기 가스 처리체의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 5에 있어서, 도 5(a)는, 금속 케이싱에, 본 발명의 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 수용하는 공정의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이며, 도 5(b)는, 본 발명의 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체의 일례를 모식적으로 나타낸 배기 가스 처리체의 종방향에 있어서의 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 배기 가스 정화 장치의 일례를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
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.
먼저, 본 발명의 유지 시일재(30)에 대해 설명한다.
도 1(a)는, 본 발명의 유지 시일재의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 1(a)에 나타내는 본 발명의 유지 시일재(30)는, 소정의 종방향의 길이(이하, 간단히 전체 길이라고도 하며, 도 1(a) 중, 양 화살표 L로 나타냄), 폭(도 1(a) 중, 양 화살표 W로 나타냄) 및 두께(도 1(a) 중, 양 화살표 T로 나타냄)를 가지고, 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 대략 직사각형의 매트(40)로 구성되어 있다. 매트(40)의 표면에는 권회 개시부(47)로부터 권회 종료부(48)까지 연속하여 필름(50)이 접착되어 있고, 또한, 필름(50)이 접착되어 있지 않은 영역인 노출부(49)가 마련되어 있다. 또한, 노출부(49)의 폭이란, 권회 개시부(47)로부터 권회 종료부(48)까지의 길이(도 1(a) 중, 양 화살표 d로 나타냄)이다.
도 1(b)는, 본 발명의 유지 시일재를 구성하는 매트의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 매트(40)는, 제1 주면(41)과, 제1 주면(41)의 반대측의 주면인 제2 주면(42)을 구비하고 있다. 또, 매트(40)는, 볼록부(43a)가 형성된 제1 단측면(43)과, 오목부(44a)가 형성된 제2 단측면(44)과, 종방향의 측면인 제1 장측면(45)과, 제1 장측면(45)의 반대측의 측면인 제2 장측면(46)을 구비하고 있다. 종방향의 측면이란, 매트(40)를 평면에서 보았을 때에, 대략 직사각형의 장변을 형성하는 부분에 위치하는 면이다. 볼록부(43a) 및 오목부(44a)는, 배기 가스 정화 장치(1)를 제조하기 위하여 유지 시일재(30)를 배기 가스 처리체(10)에 감았을 때에, 정확히 서로 끼워 맞추는 형상이다.
매트(40)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(40)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 있는 것이 바람직하고, 예를 들면, 무기 섬유의 평균 섬유 길이는, 5~150mm인 것이 바람직하고, 50~100mm인 것이 보다 바람직하다.
무기 섬유의 평균 섬유 길이가 5mm 미만이면, 무기 섬유의 섬유 길이가 너무 짧기 때문에, 무기 섬유끼리의 교락이 불충분해져, 유지 시일재의 전단 강도가 낮아진다. 또, 무기 섬유의 평균 섬유 길이가 150mm를 넘으면, 무기 섬유의 섬유 길이가 너무 길기 때문에, 유지 시일재의 제조 시에 있어서의 무기 섬유의 취급성이 저하된다. 그 결과, 배기 가스 처리체에 대한 감김성이 저하되어, 유지 시일재가 균열되기 쉬워진다.
매트(40)를 구성하는 무기 섬유의 평균 섬유 길이는, 1~20㎛인 것이 바람직하고, 3~10㎛인 것이 보다 바람직하다.
무기 섬유의 평균 섬유 길이가 1~20㎛이면, 무기 섬유의 강도 및 유연성이 충분히 높아져, 매트(40)의 전단 강도를 향상시킬 수 있다.
무기 섬유의 평균 섬유 길이가 1㎛ 미만이면, 무기 섬유가 가늘어 끊어지기 쉽기 때문에, 무기 섬유의 인장 강도가 불충분해진다. 한편, 무기 섬유의 평균 섬유 길이가 20㎛를 넘으면, 무기 섬유가 구부러지기 어렵기 때문에, 유연성이 불충분해진다.
매트(40)를 구성하는 무기 섬유는, 특별히 한정되지 않지만, 알루미나 섬유, 실리카 섬유, 알루미나 실리카 섬유, 멀라이트 섬유, 생체 용해성 섬유 및 유리 섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로부터 구성되어 있는 것이 바람직하다.
알루미나 섬유에는, 알루미나 이외에, 예를 들면, 칼시아, 마그네시아, 지르코니아 등의 첨가제가 포함되어 있어도 된다.
알루미나 실리카 섬유의 조성비로서는, 중량비로, Al2O3:SiO2=60:40~80:20인 것이 바람직하고, Al2O3:SiO2=70:30~74:26인 것이 보다 바람직하다.
생체 용해성 섬유는, 예를 들면, 실리카 등 외에, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속 화합물, 및 붕소 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 무기 섬유이다.
이들 화합물로 이루어지는 생체 용해성 섬유는, 인체에 흡수되어도 용해되기 쉽기 때문에, 이들 무기 섬유를 포함하여 이루어지는 매트는 인체에 대한 안전성이 우수하다.
생체 용해성 섬유의 구체적인 조성으로서는, 실리카 60~85중량%, 및 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속 화합물 및 붕소 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물 15~40중량%를 포함하는 조성을 들 수 있다. 상기 실리카란, SiO 또는 SiO2를 말한다.
상기 알칼리 금속 화합물로서는, 예를 들면, 나트륨, 칼륨의 산화물 등을 들 수 있고, 상기 알칼리 토류 금속 화합물로서는, 마그네슘, 칼슘, 바륨의 산화물 등을 들 수 있다. 상기 붕소 화합물로서는, 붕소의 산화물 등을 들 수 있다.
생체 용해성 섬유의 조성에 있어서, 실리카의 함유량이, 60중량% 미만에서는, 유리 용융법으로 제작하기 어려워, 섬유화하기 어렵다.
또, 실리카의 함유량이 60중량% 미만에서는, 유연성을 가지는 실리카의 함유량이 적기 때문에 구조적으로 약하고, 또, 생리 식염수에 잘 녹는, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속 화합물 및 붕소 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물의 비율이 상대적으로 높아지므로 생체 용해성 섬유가 생리 식염수에 너무 녹기 쉬워지는 경향이 있다.
한편, 실리카의 함유량이 85중량%를 넘으면, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속 화합물 및 붕소 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물의 비율이 상대적으로 낮아지므로 생체 용해성 섬유가 생리 식염수에 너무 녹기 어려워지는 경향이 있다.
또한, 실리카의 함유량은, SiO 및 SiO2의 양을 SiO2로 환산하여 산출한 것이다.
또, 생체 용해성 섬유의 조성에 있어서 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속 화합물 및 붕소 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물의 함유량이, 15~40중량%인 것이 바람직하다. 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속 화합물 및 붕소 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물의 함유량이 15중량% 미만이면, 생체 용해성 섬유가 생리 식염수에 녹기 어려워진다.
한편, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속 화합물 및 붕소 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물의 함유량이 40중량%를 넘으면, 유리 용융법으로는 제작하기 어려워, 섬유화하기 어렵다. 또, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토류 금속 화합물 및 붕소 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물의 함유량이 40중량%를 넘으면 구조적으로 약하여, 생체 용해성 섬유가 생리 식염수에 너무 녹기 쉬워진다.
상기 생체 용해성 섬유의 생리 식염수에 대한 용해도는, 30ppm 이상인 것이 바람직하다. 생체 용해성 섬유의 용해도가 30ppm 미만에서는, 무기 섬유가 체내에 흡수된 경우에, 체외로 배출되기 어려워, 건강상 바람직하지 않기 때문이다.
유리 섬유는, 실리카와 알루미나를 주성분으로 하고, 알칼리 금속 외에, 칼시아, 티타니아, 산화 아연 등을 포함하는 유리 형상의 섬유이다.
매트(40)의 단위 중량(단위면적당 중량)은, 특별히 한정되지 않지만, 200~4000g/m2인 것이 바람직하고, 1000~3000g/m2인 것이 보다 바람직하다. 매트(40)의 단위 중량이 200g/m2 미만이면, 유지력이 충분하지 않고, 매트(40)의 단위 중량이 4000g/m2를 넘으면, 매트(40)의 부피가 낮아지기 어렵다. 이로 인하여, 이러한 매트(40)를 이용하여 배기 가스 정화 장치(1)를 제조하는 경우, 배기 가스 처리체(10)가 탈락하기 쉬워진다.
또, 매트(40)의 부피 밀도(감기 전의 유지 시일재의 부피 밀도)에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 0.10~0.30g/cm3인 것이 바람직하다. 매트(40)의 부피 밀도가 0.10g/cm3 미만이면, 무기 섬유의 얽힘이 약하여, 무기 섬유가 박리되기 쉽기 때문에, 매트(40)의 형상을 소정의 형상으로 유지하기 어려워진다.
또, 각 매트의 부피 밀도가 0.30g/cm3를 넘으면, 매트(40)가 단단해져 배기 가스 처리체(10)에 대한 감김성이 저하되어, 각 매트가 갈라지기 쉬워진다.
매트(40)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(40)의 두께는 2.0~20mm인 것이 바람직하고, 1.5~15mm인 것이 보다 바람직하다.
매트(40)의 두께가 20mm를 넘으면, 유지 시일재(30)의 유연성이 없어지므로, 유지 시일재(30)를 배기 가스 처리체(10)에 감을 때에 취급하기 힘들어진다. 또, 유지 시일재(30)에 권취 주름이나 균열이 발생하기 쉬워진다.
매트(40)의 두께가 2.0mm 미만이면, 유지 시일재(30)의 면압이 배기 가스 처리체(10)를 유지하는데 충분하지 않게 된다. 이로 인하여, 배기 가스 처리체(10)가 빠지기 쉬워진다. 또, 배기 가스 처리체(10)에 체적 변화가 발생한 경우, 유지 시일재(30)는 배기 가스 처리체(10)의 체적 변화를 흡수하기 어려워진다. 이로 인하여, 배기 가스 처리체(10)에 크랙 등이 발생하기 쉬워진다.
본 명세서에 있어서 설명한 "평면에서 볼 때 대략 직사각형"이란, 볼록부 및 오목부를 포함하는 개념이다. 또, "평면에서 볼 때 대략 직사각형"에는, 모서리부가 90°이외의 각도를 가지는 형상도 포함된다. 예를 들면, 매트의 모서리부가, 예각 또는 둔각을 가지는 형상이어도 되고, 곡률을 가지는 형상이어도 된다.
매트(40)에는, 더욱 팽창재가 함유되어 있어도 된다. 팽창재는, 400~800℃의 범위에서 팽창하는 특성을 가지는 것이 바람직하다.
매트(40)에 팽창재가 함유되어 있으면, 400~800℃의 범위에서 매트(40)가 팽창하게 되기 때문에, 유리 섬유의 강도가 저하되는 700℃를 넘는 고온역에 있어서도, 유지 시일재로서 사용할 때의 유지력을 향상시킬 수 있다.
팽창재로서는, 예를 들면, 버미큘라이트, 벤토나이트, 금운모, 펄라이트, 팽창성 흑연, 및 팽창성 불화 운모 등을 들 수 있다. 이들 팽창재는, 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
팽창재의 첨가량은, 특별히 한정되지 않지만, 매트(40)의 전체 중량에 대해서 10~50중량%인 것이 바람직하고, 20~30중량%인 것이 보다 바람직하다.
도 2(a)~도 2(c)는, 본 발명의 유지 시일재에 접착되는 필름의 형상의 일례를 모식적으로 나타내는 도이다. 도 2(a)~도 2(c)에서는, 필름을 유지 시일재에 접착시킨 상태를 사시하고 있다.
필름(50)의 형상으로서는, 도 2(a)~도 2(c)에 나타내는 임의의 형상을 채용할 수 있다.
도 2(a)에 나타내는 필름(50a)은 대략 직사각형이며, 장변(51a)과 단변(52a)을 가진다. 필름(50a)의 일방의 단변(52a)에는, 볼록부(53a)가 형성되어 있다.
필름(50a)을 매트(40)에 접착할 때에는, 필름(50a)의 볼록부(53a)가 매트(40)의 볼록부(43a)의 일부를 덮도록, 필름(50a)이 매트(40)에 접착되게 된다.
도 2(b)에 나타내는 필름(50b)은 대략 직사각형이며, 장변(51b)과 단변(52b)을 가진다. 필름(50b)의 일방의 단변(52b)에는, 오목부(54b)가 형성되어 있다.
필름(50b)을 매트(40)에 접착할 때에는, 필름(50b)의 오목부(54b)가 매트(40)의 오목부(44a)를 덮도록, 필름(50b)이 매트(40)에 접착되게 된다.
도 2(c)에 나타내는 필름(50c)은 대략 직사각형이며, 장변(51c)과 단변(52c)을 가진다. 필름(50c)의 일방의 단변(52c)에는, 볼록부(53c)가 형성되어 있으며, 다른 일방의 단변(52c)에는, 오목부(54c)가 형성되어 있다.
필름(50c)을 매트(40)에 접착할 때에는, 필름(50c)의 볼록부(53c)가 매트(40)의 볼록부(43a)의 전체를 덮도록, 또한, 필름(50)의 오목부(54c)가 매트(40)의 오목부(44a)를 덮도록, 필름(50c)이 매트(40)에 접착되게 된다.
이와 같이, 필름(50)에 덮여 있지 않은 매트(40)의 면적을 감소시킴으로써, 매트(40)로부터 무기 섬유가 비산하는 것을 보다 저감시킬 수 있다. 이로 인하여, 이 중에서는 필름(50c)의 형상이 가장 바람직하다.
즉, 본 발명의 유지 시일재에 있어서는, 필름(50)이 매트(40)의 볼록부(43a) 및 오목부(44a)의 양방을 덮고 있어도 되고, 볼록부(43a) 및 오목부(44a) 중 어느 편방을 덮고 있어도 되며, 볼록부(43a) 및 오목부(44a)의 일부만을 덮고 있어도 되고, 볼록부(43a) 및 오목부(44a) 중 어느 쪽도 덮고 있지 않아도 되지만, 오목부(44a)부터 볼록부(43a)까지를 접속하도록 필름(50)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 필름(50)의 장변이란, 매트(40)에 접착했을 때에 매트(40)의 종방향과 평행한 방향으로 배치되는 변이고, 필름(50)의 단변이란, 매트(40)의 종방향과 수직인 방향으로 배치되는 변이다. 이로 인하여, 필름(50)의 장변 및 단변의 길이는, 매트(40)의 치수에 의하여 변화되며, 필름(50)의 장변은 필름(50)의 단변보다 짧은 경우가 있다.
도 3은, 도 1(a)의 A-A선 단면도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이 유지 시일재(30)에는, 필름(50)이 접착되어 있다. 필름(50)은 1매의 시트이며, 매트(40)의 제2 주면(42)의 권회 개시부(47)로부터 권회 종료부(48)까지 매트(40)의 종방향과 수직인 방향으로 연속적으로 한 바퀴 권회되어 접착되어 있다. 즉, 필름(50)은, 매트(40)의 제2 주면(42)의 권회 개시부(47)를 권회의 개시부로 하여, 매트(40)의 제2 주면(42), 제1 장측면(45), 제1 주면(41), 제2 장측면(46), 및 제2 주면(42)을 따라, 매트(40)의 제2 주면(42)의 권회 종료부(48)까지 연속적으로 권회되어 있다. 또, 매트(40)의 제2 주면(42)의 일부가 노출되도록 권회 개시부(47) 및 권회 종료부(48)는 이간하여, 소정의 폭(도 3 중, 양 화살표 d로 나타남)을 가지는 노출부(49)를 형성하고 있다.
제1 장측면(45)부터 노출부(49)까지의 최단 거리는, 도 3에 있어서 양 화살표 M으로 나타나는 거리이며, 제2 장측면(46)부터 노출부(49)까지의 최단 거리는, 도 3에 있어서 양 화살표 N으로 나타나는 거리이다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 제1 장측면(45)부터 노출부(49)까지의 최단 거리가, 제2 장측면(46)부터 노출부(49)까지의 최단 거리보다 긴 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 제1 장측면(45)부터 노출부(49)까지의 최단 거리가, 매트(40)의 폭의 11~80%인 것이 바람직하고, 11~50%인 것이 보다 바람직하다.
제1 장측면부터 노출부까지의 최단 거리가 상기 범위 내이면, 필름이 신속하게 분해되기 쉬워진다.
본 발명의 유지 시일재에 있어서, 노출부의 폭은, 매트의 폭의 5~80%인 것이 바람직하다.
또한, 노출부(49)의 폭은, 노출부의 전체 개소에서 일정하지 않아도 되며, 노출부의 가장 넓은 부분의 폭이, 노출부의 가장 좁은 부분의 폭의 150% 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 매트(40)의 제1 장측면(45) 및 제2 장측면(46)에 필름(50)이 접착되어 있다.
유지 시일재(30)로부터의 무기 섬유의 비산은, 매트(40)의 제1 주면(41)으로부터 뿐만 아니라, 매트(40)의 제1 장측면(45) 및 제2 장측면(46)으로부터도 발생한다.
특히, 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 금속 케이싱(20)에 수용할 때, 유지 시일재(30)는, 두께 방향으로 압축된다. 이로 인하여, 매트(40)의 제1 장측면(45) 및 제2 장측면(46)으로부터 공기가 빠지기 쉬워진다. 이 공기가 빠짐으로써, 무기 섬유도 비산하기 쉬워진다.
본 발명의 유지 시일재(30)와 같이, 매트(40)의 제1 장측면(45) 및 제2 장측면(46)에 필름(50)이 접착되어 있으면, 필름(50)이 접착된 부분으로부터 무기 섬유가 비산하는 것을 저감시킬 수 있다. 이로 인하여, 유지 시일재(30)를 취급할 때에 무기 섬유의 비산을 저감시킬 수 있다.
상기와 같이, 필름(50)은 1매의 시트이며, 매트(40)의 제2 주면(42)의 권회 개시부(47)로부터 권회 종료부(48)까지 매트(40)의 종방향과 수직인 방향으로 연속적으로 한 바퀴 권회하여 접착되어 있다. 이로 인하여, 접착되는 필름(50)에는 이음매가 없다. 따라서, 필름의 이음매로부터 무기 섬유가 비산하는 일이 없다. 그 결과, 유지 시일재(30)로부터의 무기 섬유의 비산을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 매트(40)의 제2 주면(42)에는 필름(50)이 형성되어 있지 않아, 제2 주면(42)이 노출된 노출부(49)가 형성되어 있다.
이로 인하여, 매트(40)에 포함되는 무기 섬유가 배기 가스 처리체(10)와 직접 접하여, 무기 섬유가 배기 가스 처리체(10)의 표면에 얽히게 된다. 따라서, 매트(40)와 배기 가스 처리체(10)와의 사이의 밀착성이 향상된다. 그 결과, 무기 섬유와 배기 가스 처리체(10)와의 마찰에 기인하여, 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 금속 케이싱(20)에 압입에 의하여 수용할 때에, 매트(40)와 배기 가스 처리체(10)가 어긋나기 어려워져, 금속 케이싱(20)의 단부로부터 매트(40)가 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 필름(50)의 구성 재료는, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기와 같이, 본 발명의 유지 시일재(30)는, 배기 가스 처리체(10)에 감겨, 금속 케이싱(20)에 수용된다. 이 때, 매트(40)가, 필름(50)을 통하여, 금속 케이싱(20)과 접하게 된다.
필름(50)의 구성 재료가, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어져 있으면, 이 매트(40)와 금속 케이싱(20)과의 사이의 마찰 계수가 작아진다. 이로 인하여, 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 원활하게 금속 케이싱(20)에 압입할 수 있다.
필름(50)의 구성 재료로서는, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 폴리에스테르로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 특히 바람직하며, 폴리에틸렌으로서는 JIS K 6922-1(1997)에 규정되는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이 특히 바람직하다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 필름(50)의 두께는 20~60㎛인 것이 바람직하고, 30~40㎛인 것이 보다 바람직하다.
필름(50)의 두께가, 20㎛ 미만이면, 필름(50)이 너무 얇기 때문에 찢어지기 쉬워진다.
필름(50)의 두께가, 60㎛를 넘으면, 무기 섬유 단위중량당 접착량이 너무 많아지기 때문에, 금속 케이싱(20)으로의 수용은 문제 없이 행할 수 있지만, 분해에 의하여 발생하는 탄화수소 가스 등의 양이 너무 많아 진다.
본 발명의 유지 시일재(30)에서는, 필름(50)은, 접착재 또는 열압착에 의하여 유지 시일재(30)에 고정되는 것이 바람직하다.
접착재나 열압착을 이용하면, 필름(50)을 유지 시일재(30)에 확실히 고정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 배기 가스 정화 장치(1)를 구성하는 배기 가스 처리체(10)에 대해 설명한다.
도 4는, 본 발명의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 배기 가스 처리체의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 처리체(10)는, 다수의 셀이 셀벽을 떼어놓고 종방향으로 병설된 기둥 형상의 것이며, 주로 다공질 세라믹으로 이루어진다. 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 마련되어 있다. 또한, 배기 가스 처리체(10)를 일방의 단면으로부터 보았을 때에, 밀봉부가 형성되어 있는 셀과 밀봉부가 형성되어 있지 않은 셀이 교대로 배치되어 있다.
또한, 도 4에 나타내는 배기 가스 처리체(10)에는 밀봉부가 형성되어 있지만, 본 발명의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 배기 가스 처리체에는 밀봉부가 형성되어 있지 않아도 된다. 밀봉부가 형성되어 있지 않은 배기 가스 처리체는, 촉매 담체로서 적합하게 사용하는 것이 가능해지기 때문이다.
배기 가스 처리체(10)는, 탄화 규소나 질화 규소 등의 비산화물계 다공질 세라믹이어도 되고, 사이알론, 알루미나, 코디어라이트, 멀라이트 등의 산화물계 다공질 세라믹이어도 된다. 이 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 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 배기 가스 정화 장치(1)를 구성하는 금속 케이싱(20)에 대해 설명한다.
도 5(a)는, 금속 케이싱(20)에, 본 발명의 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 수용하는 공정의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 5(a)에서는, 매트(40)의 제1 주면(41)이 금속 케이싱(20)측이 되고, 제2 주면(42)이 배기 가스 처리체(10)측이 되도록, 본 발명의 유지 시일재(30)가 배기 가스 처리체(10)에 감겨 있다.
본 발명의 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)는, 금속 케이싱(20)에 수용되게 된다.
금속 케이싱(20)은, 주로 스테인리스 등의 금속으로 이루어지고, 그 형상은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 양단부의 내경이 중앙부의 내경보다 작은 대략 원통 형상이어도 되고, 또, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 내경이 일정한 대략 원통 형상이어도 된다.
압입 방식(스터핑 방식)에 의하여 감김체를 금속 케이싱에 수용하는 경우, 금속 케이싱의 내경(배기 가스 처리체를 수용하는 부분의 내경)은, 감김체의 외경보다 약간 짧게 되어 있는 것이 바람직하다.
도 5(b)는, 본 발명의 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체의 일례를 모식적으로 나타낸 배기 가스 처리체의 종방향에 있어서의 단면도이다.
본 발명의 유지 시일재(30)는, 노출부(49)가 형성되어 있는 제2 주면(42)이 배기 가스 처리체(10)와 접하도록, 배기 가스 처리체(10)에 감겨 있다. 이로 인하여, 유지 시일재(30)를 감은 배기 가스 처리체(10)를 금속 케이싱(20)에 압입에 의하여 수용하는 경우에는, 유지 시일재(30)를 구성하는 무기 섬유와 배기 가스 처리체(10)와의 마찰 저항에 의하여, 유지 시일재(30)와 배기 가스 처리체(10)가 미끄러지기 어려워진다. 이로 인하여, 수용 시에 유지 시일재(30)와 배기 가스 처리체(10)가 어긋나 금속 케이싱(20)으로부터 유지 시일재(30)가 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
도 5(a) 및 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 금속 케이싱(20)에 수용함으로써, 배기 가스 정화 장치(1)가 된다.
도 6은, 본 발명의 배기 가스 정화 장치의 일례를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 6에 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 내연기관에 연결된 도입관(21)이 접속되어 있고, 금속 케이싱(20)의 타단부에는, 외부에 연결된 배출관(22)이 접속되어 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 배기 가스 도입측이란, 금속 케이싱 내에 배치된 유지 시일재 및 배기 가스 처리체의 단부 중, 도입관(21)측의 단부를 나타내고, 배기 가스 유출측이란, 배기 가스 도입측과 반대측의 단부를 나타낸다.
또한, 도 6에 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 6을 참조하여 이하에 설명한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 내연기관으로부터 배출되어, 배기 가스 정화 장치(1)에 유입된 배기 가스(도 6 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.
이 때, 본 발명의 배기 가스 정화 장치(1)는, 유지 시일재(30)의 제2 주면(42)이, 노출부(49)에 있어서 배기 가스 처리체(10)와 접하고 있다. 또한, 유지 시일재(30)의 제1 장측면(45)부터 노출부(49)까지의 최단 거리(도 6 중, 양 화살표 M으로 나타냄)가, 제2 장측면(46)부터 노출부(49)까지의 최단 거리(도 6 중, 양 화살표 N으로 나타냄)보다 길고, 제1 장측면(45)가 배기 가스 도입측에 배치되어 있다. 즉, 본 발명의 배기 가스 정화 장치는, 필름(50)이 배기 가스 도입측에 치우쳐 존재하고 있게 된다. 필름(50)이 배기 가스 도입측에 치우쳐 존재하고 있으면, 배기 가스가 도입된 경우에, 배기 가스의 열에 의하여 보다 많은 필름(50)이 조기 단계에서 분해되기 쉽다. 이로 인하여, 필름이 연화되어 미끄러지기 쉬운 상태가 되는 부분을 감소시켜, 배기 가스 도입 시에 금속 케이싱과 유지 시일재가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 유지 시일재(30)의 제조 방법, 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(40)의 제조가 완료된다.
(b) 접착 공정
다음으로, 매트(40)에 필름(50)을 접착하는 공정을 행한다.
먼저, 필름(50)을 소정의 형상이 되도록 재단한다. 계속해서, 필름(50)을, 매트(40)의 제2 주면(42)의 권회 개시부(47)로부터 권회 종료부(48)까지 매트(40)의 종방향과 수직인 방향으로 연속적으로 한 바퀴 권회하여 접착한다. 이 때, 매트(40)의 제2 주면(42)의 일부에, 필름(50)이 형성되어 있지 않은 영역이 마련되도록 권회 개시부(47) 및 권회 종료부(48)를 이간시켜, 노출부(49)를 형성한다.
필름(50)의 접착에 대해서는, 미리 필름(50)에 접착재를 도포하여, 매트(40)를 필름(50)이 덮음과 동시에 접착시켜도 되고, 매트(40)를 필름(50)으로 덮은 후에 열압착에 의하여 접착해도 된다.
지금까지의 공정을 거친 매트는, 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.
유기 바인더로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리 염화 비닐계 수지, 폴리스티렌계 수지 및 고무계 수지 등을 들 수 있고, 2종 이상의 수지가 포함되어 있어도 된다. 이 중에서는, 아크릴계 수지인 것이 바람직하고, 아크릴 고무인 것이 보다 바람직하다.
상기 유기 바인더의 함유량으로서는, 매트(40)를 구성하는 무기 섬유에 대해서 0.5~4.5중량%인 것이 바람직하고, 0.5~3.0중량%인 것이 보다 바람직하며, 0.5~2.0중량%인 것이 더욱 바람직하다.
무기 바인더로서는, 서로 접근한 무기 섬유끼리 부착함으로써 무기 섬유끼리를 고정할 수 있는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 알루미나졸, 실리카졸 등이 바람직하다.
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, 유지 시일재(30)를, 제2 주면(42)이 배기 가스 처리체(10)와 직접 접하도록 감아 감김체로 하는 감기 공정과, 제1 장측면(45)이 배기 가스 도입측에 위치하도록 배치하여 상기 감김체를 금속 케이싱에 수용하는 수용 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
(c) 감기 공정
본 발명의 유지 시일재(30)를, 배기 가스 처리체(10)의 주위에 감아 감김체로 하는 감기 공정을 행한다.
이 공정에서는, 종래 공지의 방법에 의하여 제작한 대략 원기둥 형상의 배기 가스 처리체(10)의 외주에, 본 발명의 유지 시일재(30)를 구성하는 매트(40)의 제2 주면(42)이 접하도록, 유지 시일재(30)를 감는다. 이 때, 매트(40)의 볼록부(43a)와, 오목부(44a)를 끼워 맞춘다.
(d) 수용 공정
다음으로, 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를, 주로 금속 등으로 이루어지는 금속 케이싱(20)에 수용하는 수용 공정을 행한다.
유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 금속 케이싱(20)에 수용하는 방법으로서는, 예를 들면, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 금속 케이싱(20) 내부의 소정의 위치까지 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 압입하는 압입 방식(스터핑 방식)이어도 되고, 금속 케이싱(20)의 내경을 수축하도록 외주측으로부터 압축하는 사이징 방식(스웨이징 형식)이어도 되며, 금속 케이싱을 제1 케이싱 및 제2 케이싱의 부품으로 분리 가능한 형상으로 해두고, 유지 시일재(30)가 감긴 배기 가스 처리체(10)를 제1 케이싱 상에 재치한 후에 제2 케이싱을 씌워 밀봉하는 클램쉘 방식이어도 되지만, 제조 코스트의 관점에서는, 압입 방식(스터핑 방식)인 것이 바람직하다.
본 발명의 유지 시일재는, 감김체를 압입 방식에 의하여 금속 케이싱에 수용하는 경우에 특히 유효하지만, 그 외의 수용 방식이어도, 배기 가스 도입 시에 유지 시일재가 어긋나는 것을 방지할 수 있기 때문에 유효하다.
지금까지의 공정을 거쳐, 본 발명의 배기 가스 정화 장치의 일례인 배기 가스 정화 장치(1)가 제조된다.
또한, 본 발명의 유지 시일재, 및 본 발명의 배기 가스 정화 장치는, 이하의 구성을 가지고 있어도 된다.
지금까지의 본 발명의 배기 가스 정화 장치의 설명에서는, 배기 가스 처리체는, 일체형의 배기 가스 처리체였지만, 본 발명의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 배기 가스 처리체는, 복수의 유닛이 접착재층을 통하여 결속되어 이루어지는 집합형의 배기 가스 처리체여도 된다.
본 발명의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 배기 가스 처리체의 형상은, 원기둥 형상에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 타원기둥 형상, 뿔기둥 형상 등의 임의의 형상이어도 된다.
이하에, 본 발명의 유지 시일재, 배기 가스 정화 장치, 및 배기 가스 정화 장치의 제조 방법의 작용 효과에 대해 열거한다.
(1) 본 발명의 유지 시일재에서는, 제1 주면, 제2 주면, 제1 장측면 및 제2 장측면에 필름이 접착되어 있다.
무기 섬유는, 매트의 표면으로부터 비산한다. 특히, 유지 시일재를 배기 가스 처리체에 감아 금속 케이싱에 수용할 때에는, 유지 시일재가 압축되기 때문에, 특히 무기 섬유가 비산하기 쉽다. 그러나, 본 발명의 유지 시일재와 같이 필름이 접착되어 있으면, 이러한 무기 섬유의 비산을 저감시킬 수 있다.
(2) 본 발명의 유지 시일재에서는, 제2 주면에 필름이 접착되어 있지 않은 영역인 노출부가 마련되어 있다.
배기 가스 처리체와 접하는 제2 주면에 필름이 접착되어 있지 않은 영역인 노출부가 마련되어 있음으로써, 제2 주면이 배기 가스 처리체와 접하도록, 유지 시일재를 배기 가스 처리체에 감은 경우, 유지 시일재를 구성하는 무기 섬유가 배기 가스 처리체의 표면에 얽히게 되어, 유지 시일재와 배기 가스 처리체와의 밀착성이 향상된다. 그 결과, 무기 섬유와 배기 가스 처리체와의 마찰에 기인하여 유지 시일재와 배기 가스 처리체가 어긋나기 어려워져, 감김체를 금속 케이싱에 압입에 의하여 수용할 때, 유지 시일재가 금속 케이싱의 단부로부터 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
(3) 본 발명의 유지 시일재에서는, 제1 장측면부터 노출부까지의 최단 거리가, 제2 장측면부터 노출부까지의 최단 거리보다 길다.
이러한 유지 시일재를, 제1 장측면이 배기 가스 도입측에 배치되도록 하여 금속 케이싱에 감은 경우, 배기 가스 도입측에 필름이 편재되어 있게 된다. 즉, 배기 가스가 도입되었을 때에, 배기 가스의 열에 의하여 필름이 신속하게 분해된다. 이로 인하여, 필름이 연화되어 미끄러지기 쉬운 상태가 되는 부분을 감소시킬 수 있고, 그 결과, 배기 가스 도입 시에 유지 시일재와 배기 가스 처리체가 어긋나는 것을 방지할 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
(a-7) 공정을 거쳐 얻어진 매트를, 평면에서 볼 때 치수가 전체 길이 1023mm×폭 371mm이며, 일단에, 길이가 24.5mm, 폭이 100mm인 볼록부가 형성되고, 타단에 이 볼록부와 끼워 맞추는 오목부가 성형되도록 재단함으로써, 매트를 성형했다.
(b) 접착 공정
폴리에스테르 점착재 부착 필름(두께 40㎛;카토세이코사 제조)을, 전체 길이 974mm×폭 460mm의 대략 직사각형이 되도록 재단했다.
계속해서, 상기 (a-8) 재단 공정에 의하여 성형된 매트의 제2 주면의 권회 개시부를 권회의 개시부로 하여, 필름을 매트의 제2 주면, 제1 장측면, 제1 주면, 제2 장측면, 및 제2 주면을 따라, 매트의 제2 주면의 권회 종료부까지 연속적으로 권회하여 접착했다. 또, 권회 개시부는, 매트의 제1 장측면으로부터 제2 장측면의 방향으로 50mm인 곳에 위치시키고, 권회 종료부는, 매트의 제2 장측면으로부터 제1 장측면의 방향으로 25mm인 곳에 위치시켰다.
여기에서, 제1 장측면부터 권회 개시부까지의 거리가, 제1 장측면부터 노출부까지의 최단 거리에 상당하고, 제2 장측면부터 권회 종료부까지의 거리가, 제2 장측면부터 노출부까지의 최단 거리에 상당하며, 권회 개시부부터 권회 종료부까지의 거리가 노출부의 폭에 상당한다.
노출부의 폭은 296mm로, 매트 폭의 79.8%였다.
이와 같이 하여 제작된 유지 시일재는, 실시예 1에 관한 유지 시일재가 된다. 실시예 1에 관한 유지 시일재의 종방향에 수직인 방향으로 절단하면, 도 4에 나타내는 단면이 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, 셀의 어느 일방을 밀봉재로 밀봉함으로써, 배기 가스 처리체의 성형체를 제작했다.
(c-2) 건조 공정
상기 공정 (c-1)에서 얻어진 배기 가스 처리체의 성형체를, 마이크로파 건조기를 이용하여 건조시켜, 배기 가스 처리체의 건조체로 했다.
(c-3) 탈지 공정
상기 공정 (c-2)에서 얻어진 배기 가스 처리체의 건조체를 400℃에서 탈지하여, 배기 가스 처리체(10)의 탈지체로 했다.
(c-4) 소성 공정
상기 공정 (c-3)에서 얻어진 배기 가스 처리체의 탈지체를 상압의 아르곤 분위기 하 2200℃, 3시간의 조건에서 소성 공정을 행하여, 기공률이 45%, 평균 기공 직경이 15㎛, 셀의 수(셀 밀도)가 300개/inch2, 셀벽의 두께가 0.25mm(10mil)의 허니콤 소성체를 제조했다.
(c-5) 촉매 담지 공정
상기 공정 (c-4)에서 얻어진 허니콤 소성체를, 질산 백금 용액에 침지한 후, 600℃에서 1시간 유지함으로써, 허니콤 소성체의 셀벽(12)에 백금 촉매를 담지시킴으로써, 배기 가스 처리체(10)를 제조했다.
배기 가스 처리체는 전체 길이 350mm의 대략 원기둥 형상이며, 외경은 326mm였다.
(c-6) 유지 시일재 감기 공정
상기 공정 (c-5)에서 얻어진 배기 가스 처리체의 주위에, 본 실시예의 유지 시일재를 감았다. 이 때, 본 실시예의 유지 시일재를 구성하는 매트의 제2 주면이, 배기 가스 처리체와 접하도록 유지 시일재를 감았다. 또한, 매트의 볼록부와, 오목부를 끼워 맞췄다.
(d) 수용 공정
상기 (c-6) 유지 시일재 감기 공정에 의하여 얻어진 감김체를 압입 방식(스터핑 방식)에 의하여 금속 케이싱에 수용했다. 유지 시일재의 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)
상기 (b) 접착 공정에 있어서, 권회 개시부와 권회 종료부를 일치시켜 제2 주면에 노출부가 형성되지 않도록 필름을 접착한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 배기 가스 정화 장치를 제작했다.
(비교예 2)
상기 (b) 접착 공정에 있어서, 제1 장측면부터 노출부까지의 최단 거리와 제2 장측면부터 노출부까지의 최단 거리가 동일해지도록 노출부를 형성하도록 필름을 접착한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 배기 가스 정화 장치를 제작했다.
(압입 시험)
실시예 1 및 비교예 1~2의 유지 시일재를 배기 가스 처리체에 감아, 압입에 의하여 금속 케이싱에 수용했다. 실시예 1 및 비교예 2의 유지 시일재에서는, 유지 시일재와 배기 가스 처리체가 어긋나는 일이 없었지만, 비교예 1의 유지 시일재에서는, 유지 시일재와 배기 가스 처리체가 미끄러져, 유지 시일재가 금속 케이싱으로부터 돌출되었다.
(배기 가스 유입 시험)
실시예 1 및 비교예 1~2의 유지 시일재를 배기 가스 처리체에 감아 금속 케이싱에 수용하여, 배기 가스 정화 장치로 했다. 이 배기 가스 정화 장치를 2L 커먼 레일식 디젤 엔진에 접속하여, 회전수 6000rpm, 토크 72Nm로 1080분간 운전시킨 후, 배기 가스 정화 장치를 분리하여, 유지 시일재가 어긋나 있지 않은지를 확인했다.
실시예 1의 유지 시일재에서는 유지 시일재가 전혀 어긋나 있지 않았지만, 비교예 1 및 2의 유지 시일재에서는, 유지 시일재가 배기 가스 처리체로부터 어긋나 있었다.
이와 같이, 실시예 1에 관한 유지 시일재는, 무기 섬유의 비산을 억제할 수 있을 뿐 아니라, 금속 케이싱으로의 압입성의 점에서 비교예 1의 유지 시일재보다 우수하고, 배기 가스 유입 시의 어긋남을 방지한다는 점에서 비교예 1 및 2의 유지 시일재보다 우수한 것이 판명되었다.
1 배기 가스 정화 장치
10 배기 가스 처리체
11 셀
12 셀벽
13 밀봉재
14 외주 코트층
20 금속 케이싱
30 유지 시일재
40 매트
41 제1 주면
42 제2 주면
43 제1 단측면
44 제2 단측면
43a, 44a 볼록부
43b, 44b 오목부
45 제1 장측면
46 제2 장측면
47 권회 개시부
48 권회 종료부
49 노출부
50 필름

Claims (8)

  1. 제1 주면 및 상기 제1 주면과 반대측인 제2 주면, 및 제1 장측면, 상기 제1 장측면과 반대측인 제2 장측면, 제1 단측면 및 상기 제1 단측면과 반대측인 제2 단측면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 직사각형의 매트로 이루어지는 유지 시일재로서,
    상기 제1 주면, 상기 제2 주면, 상기 제1 장측면 및 상기 제2 장측면에는 필름이 접착됨과 함께,
    상기 제2 주면에는, 상기 필름이 접착되어 있지 않은 영역인 노출부가 마련되어 있고,
    상기 노출부는, 상기 제1 단측면과 상기 제2 단측면을 접속하는 띠형상으로 형성되어 있으며,
    상기 제1 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리는, 상기 제2 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 유지 시일재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 노출부의 폭은, 상기 매트의 폭의 5~80%인 청구항 1에 기재된 유지 시일재.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리는, 상기 매트의 폭의 11~80%인 유지 시일재.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 필름의 구성 재료는, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 유지 시일재.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 필름은, 접착재 또는 열압착에 의하여 상기 매트에 고정되어 있는 유지 시일재.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 유지 시일재를 제조하는 방법으로서,
    제1 주면 및 상기 제1 주면과 반대측인 제2 주면, 및 제1 장측면, 상기 제1 장측면과 반대측인 제2 장측면, 제1 단측면 및 상기 제1 단측면과 반대측인 제2 단측면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 직사각형의 매트를 준비하는 매트 준비 공정과,
    상기 매트의 상기 제1 주면, 상기 제1 장측면 및 상기 제2 장측면에 필름을 접착하고, 또한, 상기 제2 주면에 상기 필름이 접착되어 있지 않은 영역인 노출부가 형성되도록 상기 필름을 접착하는 접착 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유지 시일재의 제조 방법.
  7. 배기 가스 처리체와,
    상기 배기 가스 처리체의 주위에 배치된 유지 시일재와,
    상기 배기 가스 처리체를 수용하는 금속 케이싱을 구비하는 배기 가스 정화 장치로서,
    상기 유지 시일재는, 제1 주면 및 상기 제1 주면과 반대측인 제2 주면, 및 제1 장측면, 상기 제1 장측면과 반대측인 제2 장측면, 제1 단측면 및 상기 제1 단측면과 반대측인 제2 단측면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 직사각형의 매트로 이루어지고,
    상기 제1 주면, 상기 제2 주면, 상기 제1 장측면 및 상기 제2 장측면에는 필름이 접착됨과 함께,
    상기 제2 주면에는, 상기 필름이 접착되어 있지 않은 영역인 노출부가 마련되어 있으며,
    상기 노출부는, 상기 제1 단측면과 상기 제2 단측면을 접속하는 띠형상으로 형성되어 있고,
    상기 제1 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리는, 상기 제2 장측면부터 상기 노출부까지의 최단 거리보다 길며,
    상기 제2 주면의 노출부가 상기 배기 가스 처리체와 접하고, 또한, 상기 제1 장측면이 배기 가스 도입측에 위치하도록 상기 유지 시일재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치.
  8. 청구항 7에 기재된 배기 가스 정화 장치의 제조 방법으로서,
    제1 주면 및 상기 제1 주면과 반대측인 제2 주면, 및 제1 장측면, 상기 제1 장측면과 반대측인 제2 장측면, 제1 단측면 및 상기 제1 단측면과 반대측인 제2 단측면을 가지는 무기 섬유를 포함하는 평면에서 볼 때 직사각형의 매트를 준비하는 매트 준비 공정과,
    상기 매트의 상기 제1 주면, 상기 제1 장측면 및 상기 제2 장측면에 필름을 접착하고, 또한, 상기 제2 주면에 상기 필름이 접착되어 있지 않은 영역인 노출부가 형성되도록 상기 필름을 접착하는 접착 공정과,
    상기 접착 공정에 의하여 필름이 접착된 상기 매트를, 상기 제2 주면이 상기 배기 가스 처리체와 직접 접하도록 감아 감김체로 하는 감기 공정과,
    상기 제1 장측면이 배기 가스 도입측에 위치하도록 배치하여 상기 감김체를 금속 케이싱에 수용하는 수용 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치의 제조 방법.
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