KR20060006020A - 단열된 이중벽을 갖는 배기 시스템 부품 - Google Patents

단열된 이중벽을 갖는 배기 시스템 부품 Download PDF

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Abstract

본원 발명은 모터 차량의 배기 시스템용 배기 시스템 부품 (18, 10)에 관한 것이다. 이 배기 시스템 부품은 배기 시스템에 사용시, 배기 가스가 유동할 수 있는 공간(9, 11; 21)을 둘러싸는 이중벽을 포함한다. 이 이중벽은 제1 금속 벽, 제2 금속벽(12, 14; 26, 28) 및 이들 사이에 정의된 간극으로 구성된다. 이 간극은 쵸핑된(chopped) 알루미늄 실리케이트 유리 섬유로 제조된 단열재(16)를 포함한다. 이 단열재는 예를 들어 밀단 원추형 예비성형체의 형태일 수 있다. 이 배기 시스템 부품은 배기 파이프 (18)일 수 있다.
배기 시스템 부품, 이중벽, 알루미늄 실리케이트 유리 섬유, 단열재, 밀단 원추형 예비성형체, 배기 파이프.

Description

단열된 이중벽을 갖는 배기 시스템 부품{EXHAUST SYSTEM COMPONENT HAVING INSULATED DOUBLE WALL}
본 발명은 모터 차량, 내부 연소 엔진을 갖는 모터 차량의 배기 시스템에 사용하기 위한 배기 시스템 부품에 관한 것이다. 본 발명은 특히 배기 시스템 부품의 이중벽의 간극 내에 사용되는 단열재에 관한 것이다. 본 발명은 또한 모터 차량의 배기 시스템 및 단열재의 말단 원추부 예비성형체(end cone preform)에 관한 것이다.
모터 차량, 특히 자동차 상에 점점 더 많은 플라스틱 및 전자 부품이 출현하면서, 이들 아이템들은 배기시스템의 고온 부품으로부터 단열시키는 것이 보다 중요해지고 있다. 현재, 자동차의 개별 부품 또는 특정 영역은 열 차폐물 또는 단열재에 의해 보호되거나, 열을 피하기 위하여 배기 시스템으로부터 충분한 거리에 위치된다. 열 차폐물 또는 단열재는 플라스틱 개솔린 탱크와 같이 보호되는 아이템이 큰 경우 비용이 많이 들 수 있으며, 그러한 아이템들을 배기 시스템으로부터 멀리 위치시키는 것이 언제나 적절하거나 실용적인 것은 아니다. 보다 경제적인 접근은 열원을 단열시키는 것이다. 이 경우: 이를 통하여 배기 가스가 유동하고, 배기 가스에 의해 가열되는 배기 시스템 부품이다. 배기 시스템 부품은 배기 파이프 뿐 아니라 촉매 변환기(catalytic converters)를 포함한다.
공해 제어 장비는 모노리스형(monolithic) 구조의 형태로 기재 상에 전형적으로 코팅되는 하나 이상의 촉매를 포함할 수 있다. 금속 모노리스(monolith)가 사용되어 왔지만, 모노리스형 구조는 통상적으로 세라믹이다. 촉매(들)은 일산화탄소 및 탄화수소를 산화시키고; 배기 가스 중의 질소 산화물 또는 이들의 조합을 환원시킨다. 디젤 미립자 필터 또는 트랩은 전형적으로 다공성 결정형 세라믹 물질로 제조된 허니콤형 모노리스형 구조를 갖는 벽 유동 필터의 형태를 갖는다. 배기 가스가 하나의 셀에 들어가고, 다공성 벽을 통하여 또 다른 셀로 유동한 후, 그 구조를 빠져나가도록 허니콤형 모노리스형 구조의 교대되는 셀이 막힌다.
이러한 공해 제어 장비의 통상의 구조에서, 모노리스형 구조는 금속 하우징내에 포함된다. 모노리스형 구조가 차량으로부터의 배기 파이프 보다 전형적으로 더 큰 직경을 가지기 때문에, 금속 하우징은 전형적으로 변환기 및 모노리스의 입구 및(또는) 출구 사이의 전이 지대를 포함한다. 말단 원추부 영역(end cone region)으로 지칭되는 상기 전이 지대는 모노리스형 구조에 적합한 직경으로부터 배기 파이프에 연결되기에 적합한 직경까지 좁아진다. 말단 원추부는 원추형태이며, 공해 제어 장비의 입구 및 출구 양측에 제공될 수 있다.
전형적으로 공해 제어 장비는 이들이 "소등(light off)"되거나 일산화탄소 및 탄화수소를 산화시키기 시작하기 전에 특정 온도, 예를 들면, 250℃에 도달해야 한다. 따라서, 이들은 바람직하게는 엔진에 가깝게 위치된다. 또한, 단열재는 전형적으로 공해 제어 장비와 변환기의 하우징 사이에 제공되고, 엔진과 공해 제어 장비 사이의 배기 시스템 부품을 절연시켜 열 손실을 최소화하고, 이에 따라서, "소등" 시간을 감소시키도록 하는 것이 바람직하다. 이는 자동차가 특히 추운 날씨에서 처음 시동될 때, 더욱더 엄격한 공기 품질 기준을 만족시키는데 매우 중요하다.
따라서, 단열재는 전형적으로 촉매 변환기의 말단 원추부 영역에 위치된다. 말단 원추부 영역은 전형적으로 두 원추부 사이에 정의되는 간극을 지닌 외부 금속 원추부 및 내부 금속 원추부를 포함하는 이중벽 구조를 갖는다. 단열재는 내부 및 외부 금속 하우징 사이의 간극에 위치될 수 있다. 단열재는 매트 형태 또는 3차원 형태일 수 있다.
많은 상이한 단열재가 배기 시스템 부품용으로 개시되었다. 예를 들면, 미국 특허 5,024,289호는 이중벽 배기 파이프의 내부 및 외부 벽 사이의 간극에 사용하기 위한 단열재를 개시한다. 촉매 변환기의 말단 원추부 영역의 단열재 용으로는, 공해 제어 장비를 촉매 변환기의 금속 하우징 내에 탑재시키는데도 전형적으로 사용되는 팽창성 물질이 제안되어 왔다. 이들 팽창성 매트 물질은 단열재로서 작용할 필요만 있고 매트를 유지시킬 필요는 없으므로, 공해 제어 장비의 탑재에 사용되는 경우보다 낮은 조립 밀도에서 사용되어 왔다. 그러한 팽창성 시이트 물질은 예를 들면, 미국 특허 제3,916,057호 및 제4,305,992호에 기재되어 있다. 이들 단열재는 통상적으로 팽창성 물질로서의 버미큘라이트(vermiculite) 및 매트를 함께 유지시키는 유기 결합제를 함유한다. 예를 들면, WO98/50688는 촉매 변환기의 말단 원추부 영역에서 그러한 팽창성 물질의 단열재로서의 용도를 개시한다. 그러 나, 적용시에, 큰 버미큘라이트 입자는 매트 내에서 매트 형성 홀에 대하여 진동하여, 그의 단열 성능을 감소시키며, 최악의 경우 결국 매트의 파괴를 일으킨다. 원추부 지역으로부터 빠져나온 매트의 입자 또는 조각은 모노리스 셀을 막히게 할 수 있고, 이는 다시 촉매 변환기의 극도로 높은 역압(backpressure) 및 고장을 일으킨다.
무정형의, 내화성, 세라믹 섬유 매트 역시 촉매 변환기의 말단 원추부 영역용 단열재로서 시도되었으나, 이들 매트는 일반적으로 말단 원추부 단열재로서의 장기간 내구성을 제공하기에 충분한 탄성이 부족하다. 또한, 이들 역시 모터 차량에서 전형적으로 나타나는 진동에 의해 매트가 파괴되는 문제가 있다. 미국 특허 제5,250,269호는 내화성 세라믹 섬유를 높은 온도에서 어닐링함으로써 내화성 세라믹 섬유의 탄성을 현저하게 증가시키는 방법을 기재한다. 그러나, 그 경우에도, 진동 내성은 여전히 만족스럽지 않다. 더욱이, 어닐링 단계는 제조를 덜 편리하게 하고 비용을 추가하는 추가의 제작 단계를 추가한다.
다결정형 섬유도 말단-원추형 단열재에 사용되어 왔다. 이들 섬유는 일반적으로 배기 시스템 부품에서 단열재로서 성능이 우수하나, 상기 언급된 물질에 비해 훨씬 더 비싸서, 배기 시스템 부품에 이들을 사용하는 것은 일반적으로 매력적이지 않다.
이제, 예를 들면 촉매 변환기의 배기 파이프 또는 말단 원추부를 포함하는 배기 시스템의 다양한 부품을 단열하는데 사용될 수 있는 대안적인 단열재를 발견하는 것이 요망된다. 특히, 배기 시스템 부품의 이중벽의 벽 사이의 간극에 사용 될 수 있고, 이에 의해 배기 시스템이 모터 차량에서 사용되는 경우 일어날 수 있는 진동을 통하여 파괴되는 경향이 덜한 단열재를 발견하는 것이 요망된다. 일반적으로 그러한 단열재가 보다 환경친화적인 것도 바람직하고, 바람직하게는 단열재가 편리한 방식으로 낮은 비용으로 제조될 수 있다. 마지막으로, 또한 단열재가 예를 들면 통상의 개솔린 엔진에서와 같은 높은 온도 조건 뿐 아니라 예를 들면 디젤 엔진 및 특히 터보 디젤 엔진에서 발견할 수 있는 보다 낮은 온도 조건에서 모두 사용될 수 있는 것이 바람직할 것이다.
발명의 요약
본 발명의 한 측면에서, 배기 시스템에 사용시, 배기 가스가 유동할 수 있는 공간을 둘러싸는 이중벽을 포함하고, 이 이중벽은 제1 금속 벽, 제2 금속벽 및 이들 사이에 정의된 간극으로 구성되고, 이 간극은 쵸핑된(chopped) 알루미늄 실리케이트 유리 섬유로 제조된 단열재를 포함하는, 모터 차량(motor vehicle)의 배기 시스템용 배기 시스템 부품이 제공된다.
쵸핑된 알루미늄 실리케이트 유리 섬유로 제조된 단열재가 배기 시스템 부품의 이중벽의 간극 사이에 사용되는 경우 양호한 단열성능을 제공한다는 것이 발견되었다. 또한, 그러한 단열재는 용이하고 편리한 방식으로 저비용으로 제조될 수 있다. 또한, 단열재는 일반적으로 모터 차량에서 사용되는 동안 발생하는 진동에 대하여 양호한 내성을 제공한다. 단열재는 예컨대 개솔린 엔진으로부터의 높은 온도의 배기 뿐 아니라 예를 들면 디젤 엔진, 특히 터보 디젤 엔진으로부터의 낮은 온도 배기에서 사용하기 위해 용이하게 더욱 디자인될 수 있다.
본 발명의 추가의 측면에서, 상기 정의한 바와 같은 배기 성분을 포함하는 배기 시스템을 제공한다. 또한, 본 발명은 쵸핑된 유리 섬유로 제조된 단열재를 포함하는 말단 원추부 예비성형체를 제공한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '말단 원추부 예비성형체(end cone preform)'는 촉매 변환기의 말단 원추부를 단열하기에 적합한 형상 및 치수를 갖는 3차원 원추형 형상을 의미하며, 여기서, 3차원 원추형 형상은 성형된 후 중력 하에 그 형상이 유지된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 '유리 섬유'는 유리로 이루어진 섬유를 의미하고, 여기서, 용어 유리는 실질적으로 결정화되지 않고 단단한 조건으로 냉각되는 융합 무기 생성물을 의미한다.
도면의 간단한 설명
본 발명은 또한 하기의 도식적인 도면을 사용하여 설명되고 도시되나, 이들 도시된 실시태양으로 한정하려는 의도는 아니다:
도 1은 단열재를 함유하는 이중벽을 갖는 배기 파이프의 종방향 단면의 개략도를 나타낸다.
도 2는 입구 및 출구 원추부를 갖는 공해 제어 장비의 종방향 단면의 개략도를 나타낸다.
상세한 설명
본 발명에 사용되기 위한 단열재는 쵸핑된 알루미늄 실리케이트 유리 섬유를 포함한다. 용어 "쵸핑된(chopped, 잘게 썰어진)"은 섬유를 절단하거나 잘게 썰어서 이들을 개별화한 것을 의미한다. 개별화된(즉, 서로 분리된 각각의 섬유) 섬유를 제공하기 위하여, 섬유의 토우 또는 얀을 예를 들면, 유리 로빙(roving) 절단기 (예를 들면, 캘리포니아주 파코마의 Firm & Fram, Inc.으로부터 상표명 "MODEL 90 GLASS ROVING CUTTER"으로 시판됨)를 사용하여 목적하는 길이 (전형적으로는 약 0.5 내지 약 15cm의 범위)로 잘게 썰어질 수 있다. 섬유는 전형적으로 직경에 있어서 알맞게 균일하다, 즉, 평균의 +/-3㎛ 내의 직경을 갖는 섬유의 양이 일반적으로 유리 섬유의 총중량의 70중량% 이상, 바람직하게는 80중량% 이상 및 가장 바람직하게는 90중량%이다. 생성되는 섬유는 본질적으로 샷(shot)이 없다. 즉, 섬유 중량을 기준으로 2중량% 미만, 바람직하게는 1중량% 미만 및 가장 바람직하게는 0.5중량% 미만의 샷을 함유한다. 어떠한 이론에 얽매이려는 것은 아니지만, 무엇보다 본질적으로 샷이 없는 섬유가 제조될 수 있다는 사실은 단열재가 시간 경과에 따라 그 일체성 및 단열성능을 보다 우수하게 유지하도록 단열재의 진동에 대한 내성을 개선시키는 것으로 생각된다. 유리 섬유는 전형적으로 마그네슘 알루미늄 실리케이트 유리 섬유, 즉, 마그네슘, 알루미늄 및 규소(silicium)의 산화물을 포함하는 유리섬유이다. 그러나, 다른 유리 조성도 사용될 수 있다.
마그네슘 알루미늄 실리케이트 유리 섬유의 예들은 10 및 30중량%의 산화알루미늄, 52 내지 70중량%의 산화 규소 및 1 내지 12 %의 산화마그네슘을 포함하는 유리 섬유를 포함한다. 상기 산화물의 중량 퍼센트는 Al203, Si02 및 MgO의 이론적 양에 근거한 것이다. 마그네슘 알루미늄 실리케이트 유리 섬유가 추가의 산화물을 함유할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들면, 존재할 수 있는 추가의 산화물은 나트륨 또는 칼륨 산화물, 산화 붕소 및 산화 칼슘을 포함한다. 마그네슘 알루미늄 실리케이트 유리 섬유의 특정한 예들은 전형적으로 약 55%의 SiO2, 11%의 Al203, 6%의 B203, 18%의 CaO, 5%의 MgO 및 5%의 기타 산화물의 조성을 갖는 E-유리 섬유; 전형적으로 약 65%의 SiO2, 25%의 Al2O3 및 10%의 MgO의 조성을 갖는 S 및 S-2 유리 섬유; 및 전형적으로 60%의 Si02, 25%의 Al2O3, 9%의 CaO 및 6%의 MgO의 조성을 갖는 R-유리 섬유를 포함한다. E-유리, S-유리 및 S-2 유리는 예를 들면 어드밴스드 글래스파이버 얀스 엘엘씨(Advanced Glass Fiber Yarns LLC)로부터 입수가능하고, R-유리는 세인트-고베인 베트로텍스(Saint-Gobain Vetrotex)로부터 입수가능하다.
단열재는 알루미늄 실리케이트 유리 섬유 외에도 다른 섬유로 함유할 수 있으나, 단열재를 구성하는 섬유의 전형적으로는 90중량% 이상 및 바람직하게는 95중량% 이상이 알루미늄 실리케이트 유리 섬유 및 바람직하게는 마그네슘 알루미늄 실리케이트 유리 섬유일 것이다. 바람직하게는, 단열재를 구성하는 섬유는 0.5㎛ 이상의, 바람직하게는 0.5 내지 15cm의 수평균직경을 가질 것이다. 바람직하게는, 단열재는 직경 3㎛ 미만의 섬유를 포함하지 않거나 실질적으로 포함하지 않는다. 본원에서 실질적으로 없다는 것은 그러한 작은 직경의 섬유의 양이 단열재 중의 섬유의 총중량의 2 중량% 이하, 바람직하게는 1중량% 이하라는 것을 의미한다. 직경 3㎛ 미만의 섬유가 없거나 거의 없는 단열재는, 섬유가 사용 및(또는) 제작 중에 단열재로부터 빠져나오는 경우 보다 낮은 건강에 대한 위험을 나타낸다는 잇점을 제공한다. 단열재의 유리 섬유는 바람직하게는 함께 결합되어야 하며, 따라서, 단열재는 전형적으로 매트, 일반적으로 부직포 매트이다.
단열재를 부직포 매트로 제조하는 한 바람직한 방법에서, 절단되거나 쵸핑된 유리 섬유는 이들을 종래의 2-영역 라로쉬 오프너(Laroche Opener) (프랑스 꾸르 라 빌의 라로쉬 S.A.로부터 구입가능)를 통과시킴으써 분리될 수 있다. 유리 섬유는 또한 이들은 햄머 밀, 바람직하게는 블로우 방출(blow discharge) 햄머 밀 (예를 들면, 오하이오주 티핀의 C. S. Bell Co.로부터 상업적으로 입수가능한 상표명 "BLOWER DISCHARGE MODEL 20 HAMMERMILL"의 제품)을 통과하여 분리될 수 있다. 덜 효율적이지만, 섬유는 종래의 블로우어, 예컨대 일리노이주 시카고의 W. W. Grainger로부터 구입가능한 상표명 "DAYTON RADIAL BLOWER," Model 3C 539,31. 1 cm (12.25 inches), 3 마력을 사용하여 개별화될 수 있다. 쵸핑된 섬유는 통상적으로 라로쉬 오프너를 한번 통과하기만 하면 된다. 햄머 밀을 사용하는 경우, 이들은 일반적으로 2회 통과시켜야 한다. 블로우어가 단독으로 사용되는 경우, 섬유는 전형적으로 이를 2회 통과한다. 바람직하게는, 섬유가 부직포 매트로 형성되기 전에 섬유의 50 퍼센트가 개별화된다.
절단되거나 쵸핑된 섬유가 약 15 cm 초과이고, 또한 부직포 매트의 제조에 유용하더라도, 이들은 가공하기가 보다 어려운 경향이 있다. 섬유의 분리는 부직포 매트를 이루는 섬유의 로프트성의 증가 (즉, 벌크 밀도 감소)시키는 경향이 있고, 이에 따라, 생성되는 매트의 밀도를 낮춘다.
최소한의 파단을 가지고 쵸핑된 또는 절단된 섬유의 가공 및 분리를 촉진하기 위하여, 대전성 윤활제 (예를 들면, 뉴저지 하트필드의 Simco Co. Inc.로부터 상표명 "NEUTROSTAT"하에 구입가능함)가 섬유가 분리되는 동안 햄머 밀에 스프레이될 수 있다.
부직포 매트의 제조방법에 따라, 쵸핑된, 개별화된 섬유 (바람직하게는, 약 2.5 내지 약 5 cm 길이)를, 섬유가 와이어 스크린 또는 메쉬 벨트(예를 들면, 금속 또는 나일론 벨트) 상으로 연신되는 종래의 웹-형성 기계 (뉴욕 메세든의 Rando Machine Corp.로부터 예를 들면, 상표명 "RANDO WEBBER"하에 구입가능하거나, 덴마크의 ScanWeb Co.로부터 상표명 "DAN WEB"하에 구입가능함)로 공급한다. 만일 "DAN WEB"-형 웹-형성 기계가 사용되면, 섬유는 바람직하게는 햄머 밀 및 이어서 블로우어를 사용하여 개별화된다. 약 2.5 cm 초과의 길이를 갖는 섬유는 웹 형성 공정 동안에 얽히는 경향이 있다. 매트 취급의 용이성을 촉진시키기 위하여, 매트는 마포(scrim) 상에 형성되거나 위치될 수 있다. 섬유의 길이에 따라, 생성되는 매트는 전형적으로 지지체 (예를 들면, 마포)를 필요로 하지 않고 니들 펀치(needle punch) 기계로 이송되기에 충분한 취급성을 갖는다.
부직포 매트는 또한 종래의 습윤-형성 또는 텍스타일 카딩을 사용하여 제조될 수 있다. 습윤 형성 공정에 대해서는, 섬유 길이는 바람직하게는 약 0.5 내지 약 6cm이다. 텍스타일 공정에 대해서는, 섬유 길이는 바람직하게는 약 5 내지 약 10 cm이다.
유리 섬유를 매트내에 함께 유지시기기 위하여, 부직포 매트가 니들 펀칭될 수 있다. 니들-펀칭된 부직포 매트는, 예를 들면, 가시 달린 니들에 의해 매트의 다수회의 전체적 또는 부분적 (바람직하게는, 전체적) 관통에 의해 제공되는 섬유의 물리적 얽힘이 있는 매트를 지칭한다. 부직포 매트는 종래의 니들 펀칭 장치 (예를 들면, 가시 달린 니들(예컨대, 위스콘신의 마니토웍의 포스터 니들 인클로부터 구입가능함)을 지닌 독일의 딜로로부터 상표명 "DILO"하에 구입가능함)를 사용하여 니들 펀치되어 니들-펀칭된, 부직포 매트를 제공한다. 섬유의 얽힘을 제공하는 니들 펀칭은 전형적으로 매트를 압축한 후, 그 매트를 통하여 펀칭 및 연신하는 것을 포함한다. 매트의 면적 당 니들 펀치의 최적의 수는 특정 용도에 따라 달라질 것이다. 전형적으로, 부직포 매트는 약 5 내지 약 60 니들펀치/cm2를 제공하도록 니들 펀칭된다. 바람직하게는, 매트는 약 10 내지 약 20 니들펀치/cm2를 제공하도록 니들 펀칭된다.
바람직하게는, 니들-펀칭된, 부직포 매트는 약 400 내지 약 2000g/m2 범위의 단위 면적당 중량을 가지고, 다른 측면에서, 약 0.5 내지 약 3 센티미터 범위의 두께를 갖는다. 5 kPA 하중 하의 전형적 벌크 밀도는 0.08-0.25 g/cc 범위이다.
부직포 매트는 또한 종래의 기법을 사용하여 스티치 본딩될 수 있다(예를 들면, 미국 특허 제4,181,514호(Lefkowitz et al.)를 참조할 것. 이의 개시 내용은 스티치본딩 부직포 매트의 교시에 대하여 본원에 포함된다). 전형적으로, 매트는 유기 트레드(thread)로 스티치본딩된다. 유기 또는 무기 시이트 물질의 얇은 층을 스티치본딩 동안에 매트의 한면 또는 양면에 위치시켜 트레드가 매트를 통하여 절단되는 것을 예방하거나 최소화할 수 있다. 스티칭 트레드가 사용중에 분해되지 않을 것이 요망되는 경우, 무기 트레드, 예컨대 세라믹 또는 금속(예를 들면, 스테인레스 스틸)이 사용될 수 있다. 스티치의 간격은 섬유가 매트의 전체 면적을 통하여 균일하게 압축되도록 통상적으로 3 내지 30 mm이다.
섬유는 또한 섬유를 결합제로 결합시켜 매트로 형성될 수 있다. 결합제는 무기, 예컨대 점토 및 콜로이드성 실리카 또는 유기물일 수 있다. 유기 결합제가 매트 취급을 위해 요구되는 탄성을 제공하므로 바람직하지만, 작동시에 연소된다. 유기 결합제는 건조 기준으로 약 1 내지 20 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 적합한 유기 결합제 물질은 수성 중합체 에멀전, 용매-기재 중합체, 및 100 % 고체 중합체를 포함한다. 수성 중합체 에멀전은 유기 결합제 중합체 및 라텍스 형태의 엘라스토머 (예를 들면, 천연 고무 라텍스, 스티렌-부타디엔 라텍스, 부타디엔-아크릴로니트릴 라텍스, 및 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중합체 및 공중합체의 라텍스)이다. 용매-기재 중합체 결합제는 중합체 예컨대 아크릴계, 폴리우레탄, 또는 고무-기재 유기 중합체일 수 있다. 100 % 고체 중합체는 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 기타 엘라스토머를 포함한다.
바람직하게는, 유기 결합제 물질은 수성 아크릴계 에멀전을 포함한다. 아크릴계 에멀전은 이들의 열화 특성 및 비부식성 연소 생성물 때문에 바람직하다. 유용한 아크릴계 에멀전은 펜실바니아 필라델피아 소재의 롬 앤드 하스로 부터 상표명 "RHOPLEX TR-934" (아크릴계 공중합체의 44.5중량% 고형분 수성 에멀전) 및 "RHOPLEX HA-8" (아크릴계 에멀전의 45.5 중량% 고형분 수성 에멀전), 및 매사츄세츠 주의 윌밍톤의 ICI 레진스 US로부터 상표명 "NEOCRYL XA-2022"(아크릴계 수지의 60.5% 고형분 수 분산액), 및 펜실바니아의 앨런타운의 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈 인크로부터의 상표명 Airfex TM 600BP DEV (에틸렌 비닐 아세테이트 아크릴레이트 중합체의 55중량% 고형분 함량의 수성 에멀전) 하에서 구입가능하다. 유기 결합제 물질은 또한 하나 이상의 가소제를 포함할 수 있다. 가소제는 중합체 매트릭스를 연화시키는 경향이 있고 조성물로 제조된 시이트 물질의 유연성 및 성형성에 기여할 수 있다.
결합제를 지닌 매트는 종래의 제지 공정에 의해 제조될 수 있다. 제지 공정에서, 쵸핑된 유리 섬유가 물 및 결합제와 혼합되어 10% 고체 미만인 혼합물 또는 슬러리를 혈성한다. 이어서, 슬러리를 응집제를 사용하여 응집시키고, 보유 보조 화학물질을 배수시킨다. 이어서, 응집된 혼합물을 제지 기계 상에 위치시켜, 매트로 형성하고, 탈수시키고, 건조시킨다. 매트는 또한 매트를 결합제로 함침시키고, 과량의 결합제를 짜내고, 경화시켜 제조할 수도 있다. 결합제는 스프레이에 의해 매트의 표면에 도포될 수 있다.
본 발명의 특정 실시태양에 따라, 매트는 유리 섬유의 복수의 층으로 이루어질 수 있다. 그러한 층들은 사용된 섬유의 평균 직경, 사용된 섬유의 길이, 및(또는) 사용된 섬유의 화학조성에서 평균 직경에서 서로 구별될 수 있다. 온도에서의 섬유의 열 내성 및 기계적 강도는 이들의 조성 및 보다 적은 정도로는 섬유 직경에 따라 달라지므로, 섬유 층들은 비용은 최소화하면서 성능은 최적화하도록 선택될 수 있다. 예를 들면, E-유리 층과 조합된 S-2 유리의 층으로 이루어진 부직포 매트는 배기 시스템 부품에서 단열재로서 사용될 수 있다. 사용시에는, S-2 유리 층은 보다 고온인 배기 시스템 부품의 이중벽의 내부벽에 직접 면하여 위치되는 반면, E-유리 층은 보다 저온인 배기 시스템 부품의 이중벽의 외부벽에 직접 면하여 위치된다. 층형성된 복합 매트는 S-2 유리 섬유로만 이루어진 매트와 비교하여 크게 감소된 비용으로 E-유리 섬유 만을 사용하여 제조한 매트보다 상당히 높은 온도를 견딜 수 있다. 층형성된 매트는 상기 기술한 형성 기법을 사용하여 섬유의 특정 형태를 갖는 개별 부직포 층들을 먼저 형성한다. 이어서, 이들 층들은 서로 결합되어 목적하는 개별 층을 갖는 완성된 매트를 형성한다.
단열재는, 배기 시스템 부품의 내부 공간을 둘러싸며 사용시에 고온의 배기 가스가 유동할 수 있는 이중벽의 제1 (예를 들면, 외부) 벽 및 제2 (예를 들면, 내부) 벽 사이에 정의된 간극 내에 단열재가 요망되는 경우에 다양한 배기 시스템 부품에서 사용될 수 있다. 단열재는 0.1 내지 0.45g/cm3, 바람직하게는 0.2 내지 0.3g/cm3의 탑재 밀도에서 간극 사이에 전형적으로 탑재된다. 보다 낮은 탑재 밀도(mount density)에서 단열성능이 증가되지만, 단열재의 너무 낮은 밀도는 배기 시스템 부품이 진동 처리를 받는 경우 섬유를 느슨하게 할 수 있다.
단열재는 변환기 및 공해 제어 장비의 공해 제어 모노리스의 입구 또는 출구 사이에 정의된 전이지대 내에서 배기 파이프의 이중벽을 단열하는데 또는 촉매 변환기와 같은 공해 제어 장비의 이중벽을 단열하는데 특히 유용하다. 상기 전이 지대가 전형적으로 원추형 형상이기 때문에, 본원 발명과 관련하여 말단 원추부라고도 지칭된다.
이제 도 1을 참고하면, 배기 파이프 18의 종방향 단면을 도식적으로 나타내는 본 발명과 관련한 배기 시스템 부품의 일 실시태양이 제시되어 있다. 배기 파이프 18은 제1 및 외부 금속 벽 14 및 제2 및 내부 금속 벽 12로 이루어진 이중벽을 포함한다. 이들 사이에, 외부 벽 14 및 내부 벽 12는 상기에서 상세히 설명한 쵸핑된 유리 섬유로 제조된 단열재 16를 포함하는 간극을 정의한다. 배기 파이프의 이중벽은 배기 파이프가 모터 차량의 배기 시스템에 사용될 때 이를 통하여 배기 가스가 유동하는 내부 공간 21을 둘러싼다.
도 2는 배기 시스템 부품이 공해 제어 장비 10, 예를 들면, 촉매 변환기를 포함하는 일 실시태양을 나타낸다. 공해 제어 장비 10는 입구 5 및 공해 제어 모노리스 8 사이에 정의된 일반적으로 원추형인 전이 지대 4 (입구 원추부) 및 출구 7 및 공해 제어 모노리스 8 사이에 정의된 일반적으로 원추형인 전이 지대 6 (출구 원추부)을 가지는 하우징 2를 포함한다. 캔 또는 케이싱(casing)으로도 지칭되는 하우징 2는 이러한 목적으로 당분야에 공지된 임의의 적합한 물질로 제조될 수 있으며, 전형적으로는 금속, 바람직하게는 스테인레스 스틸이다. 하우징 2 내에는 세라믹이나 금속으로 된 허니콤형 모노리스형 몸체로 형성된 모노리스형 촉매적 요소와 같은 공해 제어 모노리스 8이 배치된다. 둘러싸는 공해 제어 모노리스 8는 일반적으로 팽창성 물질로 제조된 탑재(mounting) 매트 22이다. 탑재 매트 22는 배기 가스가 공해 제어 장비를 통하여 유동할때 케이싱과 공해 제어 모노리스 사이의 간극이 넓어지는 경우 공해 제어 모노리스 8을 지지하기에 충분한 힘을 유지해야 한다.
입구 원추부 4 및 출구 원추부 6는, 상기 조성물을 갖는 단열재 30이 존재하는 간극을 이들 사이에 형성하는 금속 내부 벽 28 및 외부 금속 벽 26으로 구성된 이중벽을 포함한다. 입구 및 출구 원추부의 금속 벽 26 및 28은 전형적으로 스테인레스 스틸 또는 상업적으로 입수가능한 합금 예컨대 INCONELTM 600으로 제조된다. 공해 제어 모노리스 8 및 케이싱 2 사이의 간극과 반대로, 입구 및 출구 원추부의 내부 및 외부 벽 사이에 정의된 간극은 입구 및 출구 원추부의 이중벽에 의해 둘러싸인 내부 공간 9 및 11을 통하여 고온의 가스가 유동할 때 좁아지는 경향이 있다. 간극은, 내부 벽 28이 보다 고온이 되고, 따라서 보다 저온인 외부 금속 벽 26 보다 팽창하기 때문에 좁아지는 경향이 있다. 따라서, 단열재 30은 가열 및 냉각의 반복순환 후에 간극을 계속 적절하게 채우고 단열하기에 충분한 탄성을 가져야 한다. 본 발명과 관련하여 사용되는 단열재는 탑재 매트 22 용으로 전형적으로 사용되는 팽창성 물질과 반대로 양호한 탄성을 가진다.
공해 제어 장비의 말단 원추부의 이중벽에 사용하기 위하여, 단열재는 바람직하게는 말단 원추부 예비성형체로 형성된다. 단열재의 그러한 말단 원추부 예비성형체는 WO98/50688에 개시된 임의의 방법에 따라 제조될 수 있다. 제1 방법은 단열 부직포 매트 물질에 복수의 슬릿을 제조하여, 단열재가 원추형으로 형성될 수 있도록 한 후, 단열재와 밀접하게 접촉하는 형상 보유 물질을 제공하여 단열재 원추형 형상을 유지하도록 하는 것을 포함한다. 형상 보유 요소는 예를 들면 강성화(rigidizing) 용액, 단열재의 한 표면에 적층된 금속 포일 또는 열 수축성 필름일 수 있다. 또 다른 방법은 단열 매트 물질의 시이트를 반달형으로 절단한 후, 시이트의 양 말단을 예를 들면 접착제 테이프와 같은 형상 보유 요소로 함께 부착하는 것을 포함한다.
WO98/50688에 개시된 방법 외에, 하기의 방법이 사용될 수 있다. 이 방법은 쵸핑된 유리 섬유 및 임의로 적합한 유기 또는 무기 결합제의 수성 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 가공하여 몰딩된 예비성형체를 제조하고, 물을 제거하여 말단 원추부 예비성형체로 몰딩된 단열재를 제조하는 것을 포함한다. 본 발명의 슬러리 조성물은 전형적으로 평균 길이 3 cm 미만의 유리섬유를 전형적으로 함유한다. 평균 길이는 전형적으로 약 0.3cm 보다 크다.
유리 섬유외에도, 본 발명의 슬러리는 유리 섬유의 존재하에 형성된 무기 콜로이드성 물질을 포함할 수 있다. 무기 콜로이드 물질은 예를 들면 혼합하여 예를 들면, 금속 수산화물을 형성하는 2종 이상의 수용성 전구체를 슬러리에 첨가함으로써 제조될 수 있다. 슬러리 내에 무기 콜로이드성 물질을 형성하는 것은 콜로이드의 응집을 최소화하고, 슬러리 전체에서의 콜로이드 분포의 균일성을 증가시키는 경향이 있다.
무기 콜로이드성 금속 수산화물의 예들은 알칼리 금속 알루미네이트 및 알루미늄 염의 반응에 의해 형성된 수산화알루미늄이다. 보다 특정하게는, 수산화알루미늄은 예를 들면, 나트륨 알루미네이트를 황산 알루미늄, 인산 알루미늄, 염화 알루미늄, 질산 알루미늄 또는 이의 혼합물과 반응시켜 제조될 수 있다. 무기 콜로이드성 물질은 통상적으로 유리 섬유 중량의 약 30% 미만의 양으로 슬러리 내에 존재한다. 무기 콜로이드성 물질은 유리 섬유를 함께 유지시키는데 도움이되는 무기 결합제로서 작용할 수 있다. 무기 결합제는 몰딩된 예비성형체를 형성하는 슬러리의 가공 동안에 유기 결합제에 비해 유리할 수 있다. 일부 유기 결합제는 물 제거 시스템의 일부가 될 수 있는 스크린을 차단시키는 필름을 형성할 수 있다. 예를 들면, 일부 몰드는 스크린을 갖는다.
이 슬러리는 슬러리의 중량에 대하여 전형적으로 고형분을 약 30 중량% 이하로 함유한다. 예를 들어, 이 슬러리는 약 20 중량% 이하로, 또는 약 10 중량% 이하로 함유할 수 있다. 이 슬러리는 전형적으로 슬러리의 중량에 대하여 약 1 % 이상의 고형분을 함유할 수 있다. 예를 들어 이 슬러리는 고형분을 약 2 중량% 이상 또는 약 3 중량% 이상으로 함유할 수 있다. 일부 태양에서는, 이 슬러리는 약 1 내지 약 10 중량%, 또는 약 2 내지 약 8 중량%, 또는 약 3 내지 약 6 중량%의 고형분을 포함할 수 있다. 단열재를 형성하기 위하여 더 적은 물이 제거될 필요가 있으므로 고형분이 많을수록 유리할 수 있다. 그러나, 고형분의 함량이 더 많은 슬러리는 혼합하기 더 어려운 경향이 있다.
슬러리에 사용되는 물은 지하수(well water) 또는 염 및 유기 화합물과 같은 불순물을 제거 처리한 물일 수 있다. 일부 태양에서는, 이 물은 탈이온수, 증류수, 또는 이의 조합일 수 있다. 무기 콜로이드성 물질과 더불어 유기 결합제도 슬러리 조성물 내에 포함될 수 있다. 유기 결합제는 가요성 및 성형된 3차원 단열재의 조작 특성을 향상하는 경향이 있다. 단열재가 더 가요성일수록 공해 제어 장비의 밀단 원추형 영역의 내부 와 외부 하우징 사이에 위치하기 용이할 수 있다. 유기 결합제의 양은 단열재의 중량에 대하여 약 20 중량% 이하일 수 있다. 일부 태양에서는, 유기 결합제는 단열재의 중량에 대하여 약 10 중량% 이하, 약 5 중량% 이하 또는 약 3 중량% 이하의 양으로 존재한다.
적합한 유기 결합제 물질은 중합체 수성 에멀전, 용매 기재 중합체, 및 용매 부재 중합체를 포함할 수 있다. 이 중합체 수성 에멀전은 라텍스 형태(예를 들어, 천연 고무 격자, 스티렌-부타디엔 격자, 부타디엔-아크릴로니트릴 격자, 및 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중합체 및 공중합체의 격자)의 유기 결합제 중합체 및 엘라스토머를 포함할 수 있다. 이 용매-기재 중합체 결합제는 아크릴 중합체, 폴리우레탄, 비닐 아세테이트, 셀룰로스, 또는 고무 기재 유기 중합체와 같은 중합체를 포함할 수 있다. 용매 부재 중합체로 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 기타 엘라스토머를 포함할 수 있다.
일부 태양에서는, 이 유기 결합제 물질은 아크릴 수성 에멀전을 포함한다. 아크릴 유화액은 양호한 열화(aging) 특성 및 비부식 연소 산물을 갖는 경향이 있다. 적합한 아크릴 유화액은 롬 앤 하스(Rohm and Hass; Philadelphia, PA 소재)에서 만든 상품명 로플렉스(RHOPLEX) TR-934 (44.5 중량%의 고형분을 갖는 아크릴 수성 에멀전) 및 로플렉스 HA-8 (45.5 중량%의 고형분을 갖는 아크릴 공중합체 수성 에멀전); 아이시아이 레진스 유에스(ICI Resins US; Wilmington, MA 소재)로부터 얻을 수 있는 상품명 네오크릴(NEOCRYL) XA-2022 (아크릴 수지 60.5 %의 고형분을 갖는 아크릴 수지) ; 에어 프로덕츠 앤드 케미컬 인크.(Air Products and Chemical, Inc.; Allentown, PA 소재)로부터의 상품명 에어플렉스(AIRFLEX) 600BP DEV (55 중량% 고형분을 갖는 에틸렌 비닐 아크릴레이트 삼원중합체의 수성 에멀전)로 판매되는 것과 같은 시판 제품을 들 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 유기 결합제는 하나 이상의 가소제를 포함할 수 있다. 가소제는 중합체 매트릭스를 연화시키는 경향이 있고 단열재의 가요성 및 성형성을 향상시킬 수 있다.
기타 첨가제가 수성 슬러리 조성물 내에 포함될 수 있다. 이러한 첨가제로 발포제거제, 응집제, 계면활성제 등을 포함할 수 있다. 증강제, 예를 들어, 유기 섬유 및 유리 섬유가 포함될 수 있다. 적합한 유기 섬유는 레이온 및 셀룰로스 섬유를 포함한다.
하나이상의 배기 시스템 부품을 모터 차량의 배기 시스템에 사용 및 결합할 수 있다. 예를 들어, 이 배기 시스템 부품(들)을 모터 차량, 밴, 트럭 또는 버스와 같은 주행용 모터 차량의 배기 시스템에 사용할 수 있다. 이 배기 시스템을 휘발유 엔진 및 디젤 엔진을 사용하는 모터 차량에 사용할 수 있다.
본원 발명은 이제 다음의 실시예로서 참고로 설명할 것이나 이로써 본원 발명을 한정하려는 의향이 아님을 밝혀두고자 한다.
본 실시예에서 사용되는 물질
S-2 : 직경 약 9 ㎛, 길이 1.0 인치 (25.4 mm)까지 쵸핑된 유리 섬유, Aiken, South Carolina/USA 소재의 어드밴스드 유리파이버 얀스 엘엘씨(Advanced Glassfiber Yarns LLC; AGY)로부터의 401 S-2 Glass Chopped Strands로서 얻을 수 있음.
E : 직경 9㎛, 길이 1.0 인치 (25.4 mm)까지 잘게썰어짐, Aiken, South Carolina/USA 소재의 어드밴스드 유리파이버 얀스 엘엘씨(AGY)로부터 입수되는 쵸핑된 유리 스트랜드.
R : 세인트 고베인 베로텍스 도이치랜드 게엠베하(Saint-Gobain Vetrotex Deutschland GmbH; Herzogenrath/Germany 소재)로부터 얻을 수 있는 길이 36 mm, 직경 약 10 ㎛인 잘게 썰어진 유리 섬유 (전형적 조성 60 % SiO2, 25 %Al2O3, 9 % CaO, 및 6 % MgO).
시험 방법
A. 고온 진동 시험(Hot Vibration test)
밀단 원추형 어셈블리에 사용되는 본원 발명의 매트의 적합성을 평가하기 위하여 고온 진동 시험을 사용하였다.
시험 단열재를 특수 이중벽 밀단 원추형로 조립하고, 입구측에 용접하였다. 이중벽 밀단 원추형의 출구측을 개방한 채로 두어, 격리 매트의 유지 압력이 너무 낮으면 물질이 자유로이 빠져나갈 수 있도록 하였다. 변류기(deflector) 판을 내 부 원추의 기저부에 용접시켜 배기 가스가 이중벽 밀단 원추형의 표면에 대하여 변류되게 하였다.
다음에, 이 시험 어셈블리에 진동을 제공하기 위하여, 이 밀단 원추형 어셈블리를 4,000 파운드(1818 kg) 이하의 하중으로 가속하기 위하여 고안된 통상적인 진탕 테이블(언홀츠-딕키 코프(Unholtz-Dickie Corp.; Wallingford, Conn./USA 소재)에서 시판됨) 위에 탑재하였다. 입구 축은 이 진탕 테이블의 상부와 수직 관계에 있다 (즉, 수직). 밀단 원추형 어셈블리를 천연 가스 버너 열원과 연결하였다.
밀단 원추형 어셈블리를 한시간 동안 입구 가스 온도 1075 ℃ 까지 가열함으로써 미리 처리하였다. 이 조작을 함으로써 실제 시험의 시작 이전에 모든 유기 물질을 연소시키는 것을 보장한다. 다음에 이 어셈블리를 진탕 테이블로부터 떼어내고 냉각 후 칭량하였다.
다음에 이 원추형 어셈블리를 진탕 테이블 위에 재탑재하고, 진동 및 온도 사이클을 수행하였다. 시험 중 진탕 부분 동안, "일관성없는 싸인(sine on random)"형 진동을 수행하여 추가 응력을 생성하여, 사용 조건 하에서 시험 어셈블리의 가속 열화를 모의화하였다. 입구 가스 온도는 진동 (일관성없는 싸인형) 단계와 함께 매 15분당 23℃(압축 공기를 사용함)와 1075℃ 사이를 순환하였다. 각각은 다음의 순서로 한 시간 지속하였다:
단계 1: 일관성 없는 싸인 진동 (피크: 53.2 g)
단계 2: 일관성 없는 싸인 진동 (피크: 58.7 g),
단계 3: 일관성 없는 싸인 진동 (피크: 66.5 g)
단계 4: 일관성 없는 싸인 진동 (피크: 77.5g)
단계 5: 일관성 없는 싸인 진동 (피크: 93.0 g)
여기서, "g"는 중력 가속도를 나타낸다.
진동 및 열 싸이클이 종료된 후, 밀단 원추형 어셈블리를 기울여 뒤집고 흔들어 임의의 붙어있지 않은 물질을 제거하였다. 이 밀단 원추형을 다시 칭량하고, 전처리한 후의 중량과 비교하였다. 이렇게 함으로써, 진탕 시험의 결과로서 단열재의 중량 손실을 결정할 수 있다. 또한 이 밀단 원추형 물질은 시각적으로 검사될 수 있다.
B. 실제 조건 정착 시험 (Real Condition Fixture Test, RCFT )
본 시험은 실제 사용 동안의 모노리스 또는 디젤 입자 트랩을 갖는 공해 제어 장비에서 발견되는 실제 조건을 모델화하고, 이 모델화된 사용 조건 하에서 탑재 물질에 의하여 가해진 압력을 측정한다. RCFT 방법은 문헌[Material Aspects in Automotive Pollution Control Devices, ed. Hans Bode, Wiley-VCH, 2002, pp. -206-208]에 상세히 기술되어 있다. 이 경우에, RCFT 장비는 이중벽 밀단 원추형에서 발견되는 조건을 모의하면서 격리 매트에 의해 가해지는 압력을 결정하는 데에 사용된다.
개별적으로 조절된 두개의 가로 50.8 mm 세로 50.8 mm 가열 스테인레스 강 판을 다른 온도로 가열하여 내부 원추과 외부 원추의 온도를 각각 모의하였다. 이와 유사하게, 두 판 사이의 공간 즉 간극이 촉매적 변환기(catalytic converter)의 내부 및 외부 원추의 열팽창 계수 및 온도로부터 계산된 값만큼 감소되었다.
보통 사용시의 촉매적 변환기에 있어서, 이는 내부 원추 온도 약 700 ℃, 외부 원추 온도 약 400℃를 의미할 것이다.
각 매트 샘플에 RCFT에 대하여 3 사이클을 수행하였다.
실시예 1
Saint-Gobain Vetrotex로부터 얻은 직경 약 10 ㎛, 길이 36 mm로 쵸핑된 R-유리 섬유 (60 % Si02, 25 % Al2O3, 9% CaO, 및 6 % MgO)를 다음의 방법으로써 웹으로 가공하였다. 유리 섬유를 2-구역 라로슈 개방기(two-zone Laroche opener)에서 개방하였다. 제1 구역은 주입속도가 2m/min이고, 리커린 권취 속도(Lickerin roll speed)가 2,500 rev/min이었다. 제2 구역은 주입속도가 4 m/min이고, 리커린 권취 속도가 2,500 rev/min이었다. 출력 속력은 6.5 m/min이었다.
다음에 개방된 섬유를 통상적인 웹 형성 기계(Macedon, N. Y. 소재의 RandoMachine Corp.로부터 판매되는 상품명 "Rando Webber" )에 주입하였다. 여기서, 상기 섬유는 다공성 금속 롤 위로 불어져 연속 웹을 형성한다. 다음에 이 연속 웹을 통상의 니들 시침기(needle tacker) 상에서 니들 결합을 시켰다. 니들의 속도는 100 사이클/min이었고, 출력 속도는 1.1 m/min였다. 매트의 "면적당 중량"을 원하는 대로 조절할 수 있었다.
실시예 1의 매트를 상기 시험 방법에 기술된 대로 고온 진동 시험 및 실제 조건 정착 시험을 하였다. 실시예 1의 매트는 고온 진동 시험에서 단지 4.14g의 중량 손실만 보여 주었다. 고온 진동 시험 데이터는 표 2에서 요약하였다.
실시예 1의 RCFT 데이타는 표 3에 요약하였다. 실시예 1의 매트는 3번의 온도 사이클 동안 5 kPa 이상의 압력을 유지하였다. 이는 연부 원추 중의 물질을 신뢰성 있게 유지하는 충분한 압력이 존재함을 시사한다.
실시예 2
단지 S-2 유리 섬유만 포함하는 매트를 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 방법으로 제조하였다. 이 매트를 RCFT 실험 하였다. 결과는 표 3에 요약하였다. 이 매트는 3번의 온도 사이클 동안 17 kPa 이상의 압력을 유지하였으며, 이는 연부 원추 중의 물질을 신뢰성 있게 유지하는 충분한 압력이 존재함을 시사한다.
실시예 3
두개의 별개로 제작한 층을 같이 적층시켜 2층 매트를 제조하였다. 제1 층은 R-유리로 구성되어 있고, 제2층은 E-유리로 구성되어 있다. 이 층 각각은 실시예 1에서 기술된 방법에 의하여 제조되었다. 이 두 층을 니들 결합에 의하여 합하였다. 이런 방식으로 형성된 탑재 매트는 상이한 조성의 유리의 두개의 별개 층을 갖는다. 실시예 3의 두 층 매트의 조성은 표 1에서 요약되어 있다.
실시예 3의 두 층 매트를 S-유리 층이 RCFT의 두 판의 더 뜨거운 판을 향하도록 위치시켜 RCFT 시험을 하였다. 이 매트는 3번의 온도 사이클 동안 5 kPa 이상의 압력을 유지하였으며, 이는 연부 원추 중의 물질을 유지하는 충분한 압력이 존재함을 시사한다.
비교예 1
비교예 1(C1)는 시판되는 팽창성 공해 제어 장비 탑재 매트를 포함한다. 이는 약 55 % 비팽창성 버미큘라이트, 약 37 % 섬유 및 약 8 % 유기 결합제를 포함한다. 이 섬유는 길이 0.5 인치 (1.27 cm) 이하, 직경 약 2-3 미크론인 용융 형성되고, 비정질, 샷-함유(shot-containing) 알루미나/실리카 섬유이다. 이 비교예 1의 매트의 공칭 기본 중량은 4070 g/m2였다.
비교예 1은 표 2에서 요약한 바와 같이, 고온 진동 시험 동안에 광범위한 중량 손실을 보여주었다.
비교예 2
비교예 2 (C2)는 시판되는 팽창성 공해 제어 장비 탑재 매트를 포함하였다. 이는 약 55 % 비팽창성 버미큘라이트, 약 37% 섬유, 및 약 8 % 유기 결합제를 포함한다. 이 섬유는 길이 0.5 인치 (1.27 cm) 이하, 직경 약 2-3 미크론인 용융 형성되고, 비정질, 샷-함유(shot-containing) 알루미나/실리카 섬유이다. 이 비교예 1의 매트의 공칭 기본 중량은 3100 g/m2였다.
비교예 2도 표 2에서 요약한 바와 같이, 고온 진동 시험 동안에 광범위한 중량 손실을 보여주었다.
또한 비교예 2도 실제 조건 정착 시험 (RCFT)을 수행하였다. 피크 온도(700℃/400℃)에서 발생하는 압력이 매우 높았지만, 3번의 사이클 후의 잔류 압력은 단지 1 kPa 밖에 되지 않아, 신뢰성있게 유지하기에 불충분하였다.
비교예 3
비교예 3 (C3)은 시판되는 환원 버미큘라이트 팽창성 공해 제어 장비 탑재 매트를 포함하였다. 이는 약 37 % 비팽창성 버미큘라이트, 약 54 % 섬유 및 약 9 % 유기 결합제를 포함하였다. 이 섬유는 비교예 1 및 2에서와 동일하였다.
비교예 3은 표 2에서 요약된 바와 같은 광범위한 중량 손실을 보여주었다.
비교예 4
비교예 4 (C4)는 고 알루미나 다결정질 세라믹 섬유로 만들어진, 시판되는 비팽창성 공해 제어 장비 탑재 매트를 포함하였다. 이 섬유는 본질적으로 샷이 없고 평균 직경이 5 미크론이었다.
비교예 4는 표 2에서 요약한 바와 같이 고온 진동 시험 동안에 중량 손실이 거의 없음을 보여주었다.
비교예 5
비교예 5(C5)는 섬유 직경이 9 미크론인, BelcotexTM 실리카 유리 섬유(Belchem Fiber Material GmbH; Brand-Erbisdorf, Germany 소재)로 만들어진 무결합제 부직 섬유 매트를 포함하였다.
비교예 5를 실제 조건 정착 시험 (RCFT)을 수행하였다. 3번 사이클 후의 잔류 압력은 단지 1 kPa였고, 매트를 제 위치에 신뢰성있게 두기에는 불충분한 압력이었다. RCFT 결과는 표 3에 요약하였다.
비교예 6
비교예 6 (C6)은 Augusta, Georgia 소재의 Thermal Ceramics로부터의 Kaowool Bulk Fiber로서 얻을 수 있는 용융 형성된, 비정질, 샷 함유 알루미나 실리케이트 세라믹 섬유로 제조된 습식 퇴적(wet laid) 매트를 포함하였다. 이 섬유의 직경은 2-3 미크론이고 길이는 약 0.5 인치(1.27 cm)였다.
비교예 6을 실제 조건 정착 시험 (RCFT)을 수행하였다. 3번의 사이클 후의 잔류 압력은 단지 1 kPa였고, 이는 신뢰성있는 유지에는 불충분한 압력이다. RCFT 결과는 표 3에 요약하였다.
예 매트 유형 팽창성 공칭 기본 중량, g/m2
실시예 1 R - 900
실시예 2 S-2 - 800
실시예 3 E/S-2 이중층 - 1200
비교예 1 팽창성 매트 1 + 4070
비교예 2 팽창성 매트 2 + 3100
비교예 3 팽창성 매트 3 + 3600
비교예 4 다결정질 섬유 매트 - 880
비교예 5 벨코텍스TM 매트 - 400
비교예 6 카오울TM 매트 - 1200
예 매트 유형 공칭 탑재 밀도*, g/m3 고온 진탕 (총 중량 손실, g 단위)
실시예 1 R-유리 섬유 매트 0.18 4.17
비교예 1 팽창성 매트 1 0.81 51.07
비교예 2 팽창성 매트 2 0.62 36.81
비교예 3 팽창성 매트 3 0.72 34.69
비교예 4 다결정질 섬유 매트 0.18 0.60
* 각 샘플에 대하여 대략 동일한 최초 유지력을 얻기 위하여 선택됨.
예 매트 유형 탑재 밀도 (g/m3) 최초 압력 23℃ (kPa) 사이클 1에 대한 피크 온도(700/400)*에서 압력 (kPa) 사이클 3에 대한 피크 온도(700/400)*에서 압력 (kPa) 최종 압력 23℃ (kPa)
실시예 1 R 유리 섬유 매트 0.27 80 34 36 5
실시예 2 S 유리 섬유 매트 0.27 129 83 87 17
실시예 3 E/S-2 이중층 매트 0.27 91 35 36 5
비교예 2 팽창성 매트 2 0.74 30 543 343 1
비교예 5 벨코텍스 TM 매트 0.27 106 4 3 1
비교예 6 카오울 TM 매트 0.27 9 8 9 1
* 시험 동안에 밀단 원추형 어셈블리의 내부벽과 외부벽의 피크 온도는 각각 700 ℃/400 ℃임.

Claims (18)

  1. 배기 시스템에 사용시, 배기 가스가 통하여 흐르는 공간을 둘러싸는 이중벽을 포함하고,
    이 이중벽은 제1 금속 벽, 제2 금속벽 및 이들 사이에 정의된 간극으로 구성되고,
    이 간극은 쵸핑된(chopped) 알루미늄 실리케이트 유리 섬유로 제조된 단열재를 포함하는,
    모터 차량(motor vehicle)의 배기 시스템용 배기 시스템 부품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 쵸핑된 알루미늄 실리케이트 유리 섬유가 마그네슘 알루미늄 실리케이트 유리 섬유인 배기 시스템 부품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 쵸핑된 알루미늄 실리케이트 유리 섬유가 5㎛ 이상의 수평균직경 및 0.5 cm 내지 15 cm의 길이를 갖는 배기 시스템 부품.
  4. 제3항에 있어서, 산화알루미늄, 이산화규소 및 산화마그네슘의 중량 백분율이 이론상으로 각각 Al2O3,Si02 및 MgO로서 계산하여, 상기 쵸핑된 마그네슘 알루미늄 실리케이트 유리 섬유가 유리 섬유의 총중량에 대하여 산화알루미늄을 10 중량% 내지 30 중량%의 양으로, 이산화규소를 52 중량% 내지 70 중량%의 양으로, 산화마그네슘을 1 중량% 내지 12 중량%의 양으로 포함하는 배기 시스템 부품.
  5. 제3항에 있어서, 상기 쵸핑된 마그네슘 알루미늄 실리케이트 유리 섬유가 E-유리, S-유리, S2-유리, R-유리 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 배기 시스템 부품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 단열재가 유리 섬유 조성에서 상이한 두개 이상의 층들을 포함하는 배기 시스템 부품.
  7. 제1항에 있어서, 상기 단열재가 상기 쵸핑된 알루미늄 실리케이트 유리 섬유를 90 중량% 이상 포함하는 배기 시스템 부품.
  8. 제1항에 있어서, 상기 쵸핑된 알루미늄 실리케이트 유리 섬유가 서로 결합되고, 상기 단열재의 탑재 밀도(mount density)가 0.1 g/cm3 내지 0.45 g/cm3인 배기 시스템 부품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 배기 파이프인 배기 시스템 부품.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기 시스템 부품이 금속 하우징을 포함하는 공해 제어 장비이고,
    이 금속 하우징 속에 공해 제어 모노리스, 및 상기 공해 제어 모노리스와 상기 공해 제어 장비의 입구 또는 출구 사이에 정의된 하나 이상의 전이 지대가 장착되어 있고,
    상기 공해 제어 장비가 상기 전이 지대 내에 상기 이중벽을 포함하는 배기 시스템 부품.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단열재가 매트 또는 밀단 원추형 예비성형체(end cone preform)를 포함하는 배기 시스템 부품.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 배기 시스템 부품을 포함하는 모터 차량용 배기 시스템.
  13. 쵸핑된 알루미늄 실리케이트 유리 섬유로 제조된 단열재를 포함하는 밀단 원추형 예비성형체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 쵸핑된 알루미늄 실리케이트 유리 섬유가 마그네슘 알루미늄 실리케이트 유리 섬유인 밀단 원추형 예비성형체.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 쵸핑된 알루미늄 실리케이트 유리 섬유가 5㎛ 이상의 수평균직경 및 0.5 cm 내지 15 cm의 길이를 갖는 밀단 원추형 예비성형체.
  16. 제14항에 있어서, 산화알루미늄, 이산화규소 및 산화마그네슘의 중량 백분율이 이론상으로 각각 Al2O3,Si02 및 MgO로서 계산하여, 상기 쵸핑된 마그네슘 알루미늄 실리케이트 유리 섬유가, 유리 섬유의 총중량에 대하여, 산화알루미늄을 10 중량% 내지 30 중량%의 양으로, 이산화규소를 52 중량% 내지 70 중량%의 양으로, 산화마그네슘을 1 중량% 내지 12 중량%의 양으로 포함하는 밀단 원추형 예비성형체.
  17. 제14항에 있어서, 상기 쵸핑된 마그네슘 알루미늄 실리케이트 유리 섬유가 E-유리, S-유리, S2-유리, R-유리 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 밀단 원추형 예비성형체.
  18. 제13항에 있어서, 상기 단열재가 상기 쵸핑된 알루미늄 실리케이트 유리 섬유를 90 중량% 이상 포함하는 밀단 원추형 예비성형체.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101428158B1 (ko) * 2012-04-05 2014-08-07 현대자동차주식회사 배기계 일체형 차량용 차체
US9878405B2 (en) 2013-08-27 2018-01-30 Hyundai Motor Company Heat protector and manufacturing and mounting methods

Families Citing this family (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AR054074A1 (es) * 2004-06-29 2007-06-06 Unifrax Corp Dispositivo para tratamiento de gases de escape y metodo para elaborarlo
CN101103187B (zh) * 2004-11-18 2012-04-11 3M创新有限公司 污染控制装置和具有熔合边缘的无机纤维片材
US9187361B2 (en) 2005-11-04 2015-11-17 Ocv Intellectual Capital, Llc Method of manufacturing S-glass fibers in a direct melt operation and products formed there from
US7823417B2 (en) 2005-11-04 2010-11-02 Ocv Intellectual Capital, Llc Method of manufacturing high performance glass fibers in a refractory lined melter and fiber formed thereby
US7799713B2 (en) 2005-11-04 2010-09-21 Ocv Intellectual Capital, Llc Composition for high performance glass, high performance glass fibers and articles therefrom
US9656903B2 (en) 2005-11-04 2017-05-23 Ocv Intellectual Capital, Llc Method of manufacturing high strength glass fibers in a direct melt operation and products formed there from
JP2009540216A (ja) 2006-06-15 2009-11-19 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 断熱二重壁の排気系部品及びその製造方法
CN101473118B (zh) 2006-06-15 2013-05-29 3M创新有限公司 绝缘双壁排气系统部件及其制造方法
CA2677593A1 (en) * 2007-02-19 2008-08-28 3M Innovative Properties Company Flexible fibrous material, pollution control device, and methods of making the same
EP2173981B1 (en) * 2007-06-13 2018-07-18 3M Innovative Properties Company Securable mounting material and method of making and using the same
JP4918433B2 (ja) 2007-08-09 2012-04-18 ニチアス株式会社 触媒コンバーター、触媒コンバーター用保持材及びその製造方法
US8627853B1 (en) * 2007-08-17 2014-01-14 Unifrax I Llc Insulating material for automotive exhaust line tubing and manifolds
DE102007048560A1 (de) * 2007-10-09 2009-04-23 Audi Ag Vorrichtung zum Nachbehandeln von Abgasen einer magerlauffähigen Brennkraftmaschine
US7896943B2 (en) * 2008-02-07 2011-03-01 Bgf Industries, Inc. Frustum-shaped insulation for a pollution control device
WO2009133613A1 (ja) 2008-04-30 2009-11-05 イビデン株式会社 マット材、マット材の製造方法、消音器、及び、消音器の製造方法
JP5079630B2 (ja) 2008-08-08 2012-11-21 株式会社小松製作所 排気ガス浄化装置
JP5033736B2 (ja) 2008-08-08 2012-09-26 株式会社小松製作所 排気ガス浄化装置
MX2011002132A (es) * 2008-08-29 2011-04-05 Unifrax I Llc Placa de montaje con proteccion de bordes flexibles y dispositivo de tratamiento de gases de escape que incorpora la placa de montaje.
WO2010039590A2 (en) * 2008-10-01 2010-04-08 Borgwarner Inc. Exhaust flow insulator for an exhaust system device
US7976788B2 (en) * 2008-10-16 2011-07-12 Cummins Filtration Ip, Inc. Detachable decomposition reactor with an integral mixer
EP2352870B1 (en) * 2008-11-03 2016-04-20 3M Innovative Properties Company Mounting mat and pollution control device with the same
EP2350367B1 (en) * 2008-11-03 2016-04-20 3M Innovative Properties Company Mounting mat and pollution control device with the same
WO2010074711A2 (en) 2008-12-15 2010-07-01 Unifrax I Llc Ceramic honeycomb structure skin coating
US20100173552A1 (en) * 2009-01-05 2010-07-08 Unifrax I Llc High strength biosoluble inorganic fiber insulation mat
KR101716912B1 (ko) 2009-03-13 2017-03-15 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 매트 및 이를 갖는 장치
EP2419613B1 (en) * 2009-04-17 2016-08-17 Unifrax I LLC Exhaust gas treatment device
GB0906837D0 (en) 2009-04-21 2009-06-03 Saffil Automotive Ltd Mats
EP2464840A4 (en) * 2009-08-10 2013-10-30 Unifrax I Llc PREFORM OR MOUNTING MATERIAL WITH SURFACE MASS VARIABLE AND DEVICE FOR TREATING EXHAUST GASES
EP2464838A1 (en) * 2009-08-14 2012-06-20 Unifrax I LLC Multiple layer substrate support and exhaust gas treatment device
US9174169B2 (en) 2009-08-14 2015-11-03 Unifrax I Llc Mounting mat for exhaust gas treatment device
US8071040B2 (en) 2009-09-23 2011-12-06 Unifax I LLC Low shear mounting mat for pollution control devices
CN104129114B (zh) * 2009-09-24 2017-01-11 尤尼弗瑞克斯 I 有限责任公司 多层垫和废气处理装置
EP2507490B1 (en) 2009-12-01 2017-01-25 Unifrax Emission Control Europe Ltd. Mounting mat
KR101796329B1 (ko) * 2009-12-17 2017-11-09 유니프랙스 아이 엘엘씨 배기 가스 처리 기기용 장착 매트
CN102753795B (zh) 2009-12-17 2016-02-17 尤尼弗瑞克斯I有限责任公司 微球体在废气处理装置安装垫中的用途
EP2513444B1 (en) * 2009-12-17 2017-05-03 Unifrax I LLC Multilayer mounting mat for pollution control devices
DE102010031853A1 (de) * 2010-07-22 2012-01-26 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgasanlage
WO2012021817A2 (en) 2010-08-12 2012-02-16 Unifrax I Llc Exhaust gas treatment device
WO2012021270A2 (en) 2010-08-13 2012-02-16 Unifrax I Llc Mounting mat with flexible edge protection and exhaust gas treatment device incorporating the mounting mat
US9924564B2 (en) 2010-11-11 2018-03-20 Unifrax I Llc Heated mat and exhaust gas treatment device
US9120703B2 (en) 2010-11-11 2015-09-01 Unifrax I Llc Mounting mat and exhaust gas treatment device
KR101921754B1 (ko) * 2011-01-24 2018-11-23 포레시아 이미션스 콘트롤 테크놀로지스, 저머니 게엠베하 배기 시스템 및 배기 시스템의 구성 요소를 결합하기 위한 방법
US8609030B2 (en) 2011-03-04 2013-12-17 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust aftertreatment device with integrated shell and baffle
US8776509B2 (en) 2011-03-09 2014-07-15 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Tri-flow exhaust treatment device with reductant mixing tube
US9790836B2 (en) 2012-11-20 2017-10-17 Tenneco Automotive Operating Company, Inc. Loose-fill insulation exhaust gas treatment device and methods of manufacturing
JP2014134179A (ja) * 2013-01-11 2014-07-24 Futaba Industrial Co Ltd 触媒コンバータ
PL3536837T3 (pl) * 2013-03-27 2024-07-15 3M Innovative Properties Company Komponenty izolowane termicznie
JP6139961B2 (ja) * 2013-04-26 2017-05-31 株式会社 Ａｃｒ ハニカム構造体
IN2013DE01690A (ko) * 2013-06-05 2015-07-10 Caterpillar Global Mining Expanded Products Pty Ltd
EP2848720B1 (en) * 2013-09-12 2016-03-02 3M Innovative Properties Company Use of a lubricant in a mounting mat and method for making such a mat
CN103541801A (zh) * 2013-11-12 2014-01-29 北京长安汽车工程技术研究有限责任公司 一种发动机排气歧管及加工方法
CN105829606B (zh) * 2013-12-19 2020-03-20 3M创新有限公司 使用可再循环的废水来制备适用于污染控制设备或挡火物中的非织造纤维材料
CN104005822B (zh) * 2014-05-23 2016-06-29 常州科研试制中心有限公司 防爆柴油机隔热型尾气净化装置
CN104005815B (zh) * 2014-05-23 2016-07-06 常州科研试制中心有限公司 防爆柴油机水冷型尾气净化装置
CN105736104A (zh) * 2014-12-12 2016-07-06 无锡鹏德汽车配件有限公司 一种车用排气系统复式端锥
BR112017003675B1 (pt) 2015-02-24 2022-10-11 Unifrax I Llc Método para formar uma esteira de isolamento e esteira de isolamento
KR20160141150A (ko) 2015-05-28 2016-12-08 동아공업 주식회사 조립성 및 흡음성이 개선된 배기계 단열재
CN105628595B (zh) * 2015-12-19 2018-07-24 长安大学 一种软岩风化破碎实验装置及其试验方法
US9840959B2 (en) 2015-12-27 2017-12-12 Federal-Mogul Llc Heat shield assembly for an exhaust system
CN106050367A (zh) * 2016-07-19 2016-10-26 华北电力大学（保定） 一种三段式汽车尾气处理装置
EP3363772A1 (de) * 2017-02-16 2018-08-22 ISOLITE GmbH Oberflächenmodifizierte glasfaser mit bi-komponenten kern-mantel-struktur
JP7231330B2 (ja) * 2018-03-12 2023-03-01 日本特殊陶業株式会社 エンジン構成部品
JP2019157744A (ja) * 2018-03-12 2019-09-19 日本特殊陶業株式会社 エンジン構成部品
FR3082235B1 (fr) * 2018-06-06 2020-05-15 Faurecia Systemes D'echappement Organe optimise de purification des gaz d'echappement
US10907522B2 (en) * 2018-08-03 2021-02-02 Faurecia Systemes D'echappement Internal box flow deflector for a vehicle exhaust system mixer assembly
JP7495779B2 (ja) * 2019-02-22 2024-06-05 イビデン株式会社 マット材、排ガス浄化装置及び断熱材付き排気管
JP7319058B2 (ja) * 2019-02-22 2023-08-01 イビデン株式会社 マット材、排ガス浄化装置及び断熱材付き排気管
CN211777682U (zh) * 2020-01-09 2020-10-27 佛吉亚排气控制技术开发(上海）有限公司 隔热罩、排气系统以及汽车
DE102021213410A1 (de) * 2021-02-26 2022-09-01 Ngk Insulators, Ltd. Rohrförmiges Element für eine Abgasbehandlungsvorrichtung, das rohrförmige Element verwendende Abgasbehandlungsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Elements für eine Abgasbehandlungsvorrichtung
CN114871708B (zh) * 2022-06-09 2023-11-07 佛山市徽粤金属科技有限公司 一种摩托车的排气管加工工艺及结构

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3991254A (en) * 1973-03-10 1976-11-09 Nippondenso Co., Ltd. High temperature insulating structure
US3916057A (en) 1973-08-31 1975-10-28 Minnesota Mining & Mfg Intumescent sheet material
US4181514A (en) * 1978-02-14 1980-01-01 Huyck Corporation Stitch knitted filters for high temperature fluids and method of making them
US4305992A (en) 1979-11-28 1981-12-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Intumescent sheet material
DE3642714A1 (de) * 1986-12-13 1988-06-16 Witzenmann Metallschlauchfab Abgasleitung fuer verbrennungsmotoren
DE3720714A1 (de) * 1987-06-23 1989-01-05 Gruenzweig & Hartmann Montage Waermedaemmsystem fuer heisse gase fuehrende eingegossene bauteile von brennkraftmaschinen
US5024289A (en) 1989-09-14 1991-06-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Insulated double-walled exhaust pipe
US5250269A (en) 1992-05-21 1993-10-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Catalytic converter having a metallic monolith mounted by a heat-insulating mat of refractory ceramic fibers
US5290522A (en) * 1993-01-07 1994-03-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Catalytic converter mounting mat
US5419127A (en) * 1993-11-22 1995-05-30 Soundwich Inc Insulated damped exhaust manifold
FR2719338B1 (fr) * 1994-04-27 1996-06-28 Aerospatiale Tubulure d'échappement pour dispositif d'échappement à catalyse, et tube composite destiné à équiper ladite tubulure.
US5523059A (en) * 1995-06-30 1996-06-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Intumescent sheet material with glass fibers
JPH11509510A (ja) * 1995-06-30 1999-08-24 ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー 膨張シート材
US5830250A (en) * 1996-03-06 1998-11-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Stepped hot gas filter cartridge
US5766541A (en) * 1996-12-03 1998-06-16 O-C Fiberglas Sweden Ab Method and apparatus for making preforms from glass fiber strand material
US6923942B1 (en) 1997-05-09 2005-08-02 3M Innovative Properties Company Compressible preform insulating liner
JP4038986B2 (ja) * 1998-05-12 2008-01-30 日本ゼオン株式会社 重合法トナー及びその製造方法
ES2237962T3 (es) * 1998-12-08 2005-08-01 Unifrax Corporation Estera de fibras inorganicas no intumiscentes amorfa para dispositivos de tratamiento de gases de escape a baja temperatura.
CA2371116C (en) * 1999-06-08 2007-09-25 3M Innovative Properties Company High temperature mat for a pollution control device
DE10020492A1 (de) * 2000-04-26 2001-10-31 Eberspaecher J Gmbh & Co Abgasvorrichtung einer Abgasanlage, insbesondere Kraftfahrzeug-Katalysator in Modulbauweise

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101428158B1 (ko) * 2012-04-05 2014-08-07 현대자동차주식회사 배기계 일체형 차량용 차체
US9878405B2 (en) 2013-08-27 2018-01-30 Hyundai Motor Company Heat protector and manufacturing and mounting methods

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