KR20090112552A

KR20090112552A - 유지 시일재, 유지 시일재의 제조 방법 및 배기 가스 정화 장치

Info

Publication number: KR20090112552A
Application number: KR1020090024091A
Authority: KR
Inventors: 미츠노리 요시미; 마사유키 에구치; 야스히로 츠치모토
Original assignee: 이비덴 가부시키가이샤
Priority date: 2008-04-23
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2009-10-28
Also published as: CN101566086A; US8268255B2; KR100930256B1; DE602009000330D1; ATE487861T1; CN101566086B; JP2009264186A; EP2123880A1; US20090269254A1; EP2123880B1

Abstract

(과제) 매트간의 폭방향에서의 위치 어긋남을 방지하는 유지 시일재를 제공하는 것.

(해결 수단) 본 발명의 유지 시일재는, 무기 섬유로 이루어지는 평면에서 보았을 때 직사각형의 매트가 복수 적층되어 구성되어 있고, 복수의 매트 각각의 길이 방향의 길이는, 적층됨에 따라 순차적으로 길어지고, 복수의 매트는 적어도 2 지점의 고정부에서 서로 고정되어 있으며, 고정부 중 적어도 2 지점의 고정부는 길이 방향에서 서로 상이한 위치에 있는 것을 특징으로 한다.

Description

유지 시일재, 유지 시일재의 제조 방법 및 배기 가스 정화 장치{HOLDING SEALING MATERIAL, METHOD FOR MANUFACTURING HOLDING SEALING MATERIAL, AND EXHAUST GAS PURIFYING APPARATUS}

본 발명은, 유지 시일재, 유지 시일재의 제조 방법 및 배기 가스 정화 장치에 관한 것이다.

디젤 엔진 등의 내연 기관으로부터 배출되는 배기 가스 중에는, 미립자 물질 (particulate matter; 이하, PM 라고도 한다) 가 함유되어 있고, 최근, 이 PM 이 환경이나 인체에 해를 끼치는 것이 문제가 되고 있다. 또, 배기 가스 중에는 CO 나 HC, NOx 등의 유해한 가스 성분도 함유되어 있으므로, 이 유해한 가스 성분이 환경이나 인체에 미치는 영향에 대해서도 염려되고 있다.

그래서, 배기 가스 중의 PM 을 포집하거나, 유해한 가스 성분을 정화하거나 하는 배기 가스 정화 장치로서, 탄화 규소나 근청석 (cordierite) 등의 다공질 세라믹으로 이루어지는 배기 가스 처리체와, 배기 가스 처리체를 수용하는 케이싱과, 배기 가스 처리체와 케이싱 사이에 배치 형성되는 무기 섬유 집합체로 이루어지는 유지 시일재로 구성되는 배기 가스 정화 장치가 여러 가지 제안되어 있다. 이 유지 시일재는, 자동차의 주행 등에 의해 발생되는 진동이나 충격에 의해, 배기 가스 처리체가 그 외주를 덮는 케이싱과 접촉하여 파손되는 것을 방지하는 것이나, 배기 가스 처리체와 케이싱 사이로부터 배기 가스가 새는 것을 방지하는 것 등을 주된 목적으로 하여 배치 형성되어 있다.

여기서, 내연 기관에 대해서는, 연비의 향상을 목적으로 하여 이론 공연비에 가까운 조건에서 운전하기 때문에, 배기 가스가 고온화, 고압화되어 있는 경향이 있다. 배기 가스 정화 장치에 고온, 고압의 배기 가스가 도달하면, 배기 가스 처리체와 케이싱의 열팽창률의 차에 의해 이들 사이의 간격이 변동되는 경우도 있으므로, 유지 시일재에는 다소의 간격의 변동에 의해서도 변화되지 않는 배기 가스 처리체의 유지력이 요구된다. 또, 배기 가스 처리체의 배기 가스 처리 성능을 유효하게 기능시키기 위해, 배기 가스 처리체를 보온하는 보온 성능을 갖는 유지 시일재에 대한 요구도 높아지고 있다.

이들의 요구를 만족시키기 위해, 최근에는, 유지 시일재의 두께를 두껍게 하여 보온 성능을 높이고자 하는 설계 수법도 취해지고 있다. 이러한 유지 시일재에 있어서, 유지력의 요인인 무기 섬유의 반발력을 확보하려면, 유지 시일재의 단위 면적당 중량을 높게 할 필요가 있다.

그러나, 무기 섬유 집합체의 두께를 두껍게 함에 따라, 두께 방향에서의 박리 강도를 높이기 위해 제조 과정에서 실시되는 니들링 처리로는 충분한 박리 강도를 얻기 어려워져, 유지 시일재를 감은 배기 가스 처리체를 케이싱에 압입할 때에 유지 시일재의 현저한 전단 변형 등이 발생되는 경우도 있었다.

한편, 유지 시일재 전체의 두께를 변경하는 것이 아니고, 종래와 동등한 중량을 갖는 매트를 복수장 조합함으로써 고중량으로 한 유지 시일재도 제안되고 있다. 이와 같은 유지 시일재로서는, 내열성의 매트를 복수장 적층하여 구성되고, 각 매트는 적층 상태에서 모노리스에 감았을 때, 각각에 느슨하지 않게 감을 수 있음과 함께, 또한 끼워 맞춤부가 끼워 맞춰지는 길이로 설정되어 있는 유지 시일재가 개시되어 있다 (특허 문헌 1).

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2007-218221호

여기에서, 특허 문헌 1 의 유지 시일재에서는, 복수의 매트를 적층한 경우에 문제가 되는 매트끼리의 상호 폭방향에서의 유동 (遊動) 을 규제하기 위해, 재봉틀 가공에 의한 결속부를 형성하고 있다. 그러나, 특허 문헌 1 의 유지 시일재에서는, 결속부를 형성하여 폭방향의 유동을 규제하고 있지만, 적층된 매트간의 결속부를 중심으로 한 폭방향에서의 위치 어긋남을 충분히 억제하지 못하여, 배기 가스 처리체를 감을 때나 반송할 때에 핸들링성이 양호하지 않았다. 특히, 대형의 배기 가스 처리체에 감기 위해서 장척으로 한 유지 시일재에서는 이 문제는 더욱 심해지는 경향이 있었다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 매트간의 폭방향에서의 위치 어긋남을 방지하는 유지 시일재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 길이 방향으로 위치가 상이한 적어도 2 지점의 고정부에 의해, 적층된 복수의 매트를 고정시킴으로써, 의외로 외주측 부분에서의 인장이 억제되고, 또한, 매트간의 위치 어긋남을 방지할 수 있는 유지 시일재를 얻을 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1 에 기재된 발명에 관련된 유지 시일재에서는, 무기 섬유로 이루어지는 평면에서 보았을 때 직사각형의 매트가 복수 적 층되어 구성되어 있고, 복수의 매트 각각의 길이 방향의 길이는, 적층됨에 따라 순차적으로 길어지고, 복수의 매트는 적어도 2 지점의 고정부에서 서로 고정되어 있으며, 고정부를 측면에서 보고 투영시켜 보았을 때, 상기 고정부 중 적어도 2 지점의 고정부는, 길이 방향에서 서로 상이한 위치에 있다.

청구항 1 에 기재된 유지 시일재에서는, 측면에서 보고 투영시켰을 때에 적어도 2 지점이 길이 방향으로 상이한 위치에 있는 고정부에 의해 적층된 복수의 매트를 고정시키고 있기 때문에, 각 매트가 서로 폭방향으로 위치 어긋나 있는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 고정부를 1 지점에서 형성한 경우에는, 그 고정부를 중심으로 한 매트의 폭방향에서의 위치 어긋남이 발생하기 쉬워진다. 이 이유는, 고정부로부터 유지 시일재의 양 단부를 보았을 때에는 이들 양 단부는 자유단으로 되어 있어, 폭방향에서의 위치 어긋남을 규제하기 어렵게 되어 있는 것을 주된 원인으로 생각할 수 있다. 이것에 대해, 청구항 1 에 기재된 유지 시일재와 같이, 또한, 측면에서 보고 투영시켰을 때에 길이 방향으로 상이한 위치에 상기 고정부와는 상이한 고정부를 적어도 1 지점 형성함으로써, 각 고정부로부터 유지 시일재의 양 단부를 보았을 때에는 적어도 일방의 단부측에 고정단이 존재하기 때문에, 폭방향에서의 위치 어긋남의 자유도가 크게 규제되게 된다. 이와 같이 하여, 청구항 1 에 기재된 유지 시일재에서는, 각 매트의 폭방향에서의 위치 어긋남이 방지되게 된다. 또, 이와 같은 매트의 위치 어긋남을 방지함으로써, 배기 가스 처리체에 대한 감김시의 핸들링성도 양호해져, 작업성도 향상되게 된다.

여기서, 측면에서 보고 투영시킨다는 것은, 측면에서 보았을 때의 길이 방향 축에 대해 각 고정부를 투영시키는 것을 말한다.

청구항 2 에 기재된 유지 시일재에서는, 고정부간의 측면에서 보았을 때의 투영 거리 중 최대 투영 거리는, 복수의 매트 중 길이 방향의 길이가 가장 짧은 최단 매트의 길이 방향의 길이의 1/20 ∼ 3/4 이므로, 유지 시일재를 배기 가스 처리체에 감을 때의 외주측 부분에서의 인장 응력의 발생이나 내주측 부분에서의 주름의 발생을 작업상, 제품 사용상 문제가 없는 레벨까지 억제할 수 있다. 상기 최대 투영 거리가 최단 매트의 길이 방향의 길이의 1/20 미만이면, 각각의 고정부가 서로 집중되어 지나치게 가까워져, 위치 어긋남 방지 효과는 1 지점에서 고정시킨 경우와 동일해져, 각 매트간의 폭방향에서의 위치 어긋남을 방지할 수 없게 되는 경우가 있다. 한편, 상기 최대 투영 거리가 최단 매트의 길이 방향의 길이의 3/4 을 초과하면, 최대 투영 거리에 대응하는 고정부간에 위치하는 유지 시일재 (즉, 고정되어 있기 위해서 외주측 부분에서의 인장 응력의 발생이나 내주측 부분에서의 주름 발생의 영향을 직접적으로 받기 쉬운 영역 ; 이하, 양 단 고정 영역이라고도 한다) 의 길이가 지나치게 길어져, 유지 시일재에서의 외주측 부분에서의 둘레 길이 (이하, 간단히 외주 길이라고도 한다) 와 내주측 부분에서의 둘레 길이 (이하, 간단히 내주 길이라고도 한다) 라는 차이를 완전히 완충 내지 흡수할 수 없어져, 유지 시일재를 배기 가스 처리체에 감았을 때에는 양 단부간에 간극이 생길 우려가 있다. 그 결과, 배기 가스 정화 장치로부터의 배기 가스 누출이나 내구성의 저하 등이 발생하는 경우가 있다.

또한, 최대 투영 거리란, 각 고정부간의 직선 거리 중 최대의 직선 거리가 아니라, 측면에서 보았을 때의 길이 방향축에 대해 각 고정부를 투영시켰을 때의 길이 방향축에서의 각 고정부간의 투영 거리 중 최대의 투영 거리를 말한다.

청구항 3 에 기재된 유지 시일재에서는, 고정부는, 매트의 길이 방향에 수직인 폭방향으로 연장되어 있으므로, 배기 가스 처리체에 대한 유지 시일재의 권회 방향과 수직인 방향에서 고정부가 존재하게 된다. 이로써, 유지 시일재의 권회시에 특히 외주측 부분에서의 인장 응력에 의해 감기 어려워지는 것을 방지할 수 있어, 유지 시일재의 양호한 감김성을 확보할 수 있다. 또, 매트의 장변측으로부터 매트가 말려드는 것을 방지할 수 있어, 매트끼리의 위치 어긋남을 보다 확실히 억제할 수 있다.

청구항 4 에 기재된 유지 시일재와 같이, 고정부를 매트의 장측면의 적어도 일방으로부터 이간시켜 형성하면, 고정부가 폭방향 전체에 걸쳐서 형성되지 않게 되어, 장측면에 대한 고정 처리를 실시하지 않아도 되게 된다. 그런데, 장측면에 이르도록 고정부를 형성하면, 유지 시일재를 취급할 때에 장측면이 스치거나 장측면 근방에 응력이 부하되거나 하여, 형성된 고정부의 양 단부에서 유지 시일재를 손상시킬 우려가 있다. 그러나, 장측면으로부터 이간되어 고정부를 형성하면, 상기 장측면에 이르도록 고정 처리를 실시한 경우의 국소적인 응력의 증대를 억제할 수 있고, 나아가서는 매트에 대한 손상을 방지할 수 있다.

청구항 5 에 기재된 유지 시일재에서는, 고정부를 매트의 폭방향 길이의 50 ∼ 99.5％ 의 범위에 걸쳐 형성하고 있으므로, 장측면을 포함하는 고정 처리에 의한 매트의 손상을 방지하면서, 매트의 장변측으로부터 매트가 말려드는 것을 방지 할 수 있다.

청구항 6 에 기재된 유지 시일재에 의하면, 매트의 두께가 1.5 ∼ 15㎜ 이기 때문에, 충분한 유지력을 유지하면서, 매트의 두께가 지나치게 두꺼워진 경우와 비교하여, 내주측 부분에서의 주름의 발생이나 외주측 부분에서의 인장 응력의 증대를 방지할 수 있다.

청구항 7 에 기재된 유지 시일재과 같이, 매트가 길이 방향에 수직인 폭방향에서 니들링 처리되어 있으면, 니들링된 부분에서 매트의 폭방향으로 접음선과 같이 되기 때문에, 배기 가스 처리체에 대한 권회시에 감기 쉬워진다.

청구항 8 에 기재된 유지 시일재에서는, 고정부가 재봉실에 의한 재봉 작업에 의해 형성되어 있으므로, 간편하게 고정부를 형성할 수 있고, 또한, 강고하게 매트끼리를 고정시킬 수 있다.

청구항 9 에 기재된 유지 시일재에서는, 재봉은 박음질이므로, 취급시의 다소의 진동 등으로도 솔기가 잘 풀리지 않아, 매트끼리를 단단히 고정시킬 수 있다.

청구항 10 에 기재된 유지 시일재에서는, 재봉의 시점 및 종점 중 적어도 일방에서 되박음질되어 있으므로, 솔기가 잘 풀리지 않아, 강고한 고정을 장기간 유지할 수 있다.

청구항 11 에 기재된 유지 시일재와 같이, 재봉의 솔기 길이가 1 ∼ 100㎜ 이어도 된다.

청구항 12 에 기재된 유지 시일재에서는, 재봉실이 무명 또는 폴리에스테르로 이루어지기 때문에, 배기 가스 처리체에 감아 배기 가스 정화 장치에 장착한 후 에, 최초의 내연 기관의 운전에 의한 배기 가스로 재봉실이 소실 (燒失) 된다. 여기에서, 고정부가 배기 가스 처리 장치에 장착한 후에도 남아 있으면, 그 부분에서 국소적인 응력이 발생되어 유지 시일재가 손상되는 경우도 있지만, 소실되면 이 우려는 없어지므로, 장기간 안정적으로 유지 시일재로서의 기능을 발휘할 수 있다.

청구항 13 에 기재된 유지 시일재와 같이, 재봉실의 직경을 0.1 ∼ 5㎜ 로 하면, 재봉실이 절단되지 않고 바느질시의 솔기 부근에 대한 손상을 최소한으로 억제하면서 고정부를 형성할 수 있다.

청구항 14 에 기재된 유지 시일재에 의하면, 재봉실의 색은 투명하지 않고, 또한, 매트와 상이한 색이기 때문에, 고정부를 형성했는지의 여부를 확인하기 위한 시인성을 향상시킬 수 있어, 작업상의 효율을 향상시킬 수 있다.

청구항 15 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법에서는, 길이 방향의 길이가 길어지는 순으로 무기 섬유로 이루어지는 평면에서 보았을 때 직사각형의 매트를 복수 적층하고, 적층된 복수의 매트를 적어도 2 지점의 고정부에서 서로 고정시키는 유지 시일재의 제조 방법으로서, 고정부를 측면에서 보고 투영시켜 보았을 때, 적어도 2 지점의 고정부는, 길이 방향에서 서로 상이한 위치에 있다.

이 제조 방법에 의해, 매트끼리의 폭방향에서의 위치 어긋남을 방지하고, 또한, 감김 등의 작업시의 효율을 높인 유지 시일재를 바람직하게 제조할 수 있다.

청구항 16 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법에서는, 고정부간의 측면에서 보았을 때의 투영 거리 중 최대 투영 거리는, 복수의 매트 중 길이 방향의 길이가 가장 짧은 최단 매트의 길이 방향의 길이의 1/20 ∼ 3/4 이기 때문에, 양 단 고정 영역에 있어서 외주 길이와 내주 길이의 차이를 흡수하여 감은 후의 양 단부간의 간극의 발생을 방지하면서, 폭방향에서의 위치 어긋남도 억제할 수 있는 유지 시일재를 효율적으로 제조할 수 있다.

청구항 17 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법에 의하면, 매트의 길이 방향에 수직인 폭방향으로 연장되도록 고정부를 형성하므로, 매트의 장변측으로부터 매트의 말려듬을 방지 가능한 유지 시일재를 바람직하게 제조할 수 있다. 또, 고정부를 폭방향으로 연장되도록 형성하면, 배기 가스 처리체에 유지 시일재가 감길 때에는, 그 고정부가 마치 접음선과 같이 작용하기 때문에, 감김성이 향상되게 된다.

청구항 18 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법에서는, 고정부를, 매트의 장측면의 적어도 일방으로부터 이간되어 형성하고 있다. 이러한 것도, 유지 시일재의 제조 공정에서의 커터 등에 의한 유지 시일재의 블랭킹시에, 매트의 측면에서는 무기 섬유의 파단 등이 발생해 버리므로, 매트의 측면은 다른 지점과 비교하여 외력 내지 응력에 대한 강도가 약간이지만 낮아 손상되기 쉽다. 이에 대해, 고정부를 매트의 장측면으로부터 이간하여 형성하면, 고정 처리에 좋아 장측면에 대한 데미지를 방지할 수 있기 때문에, 사용시의 배기 가스 유통 등에 대한 내구성이 우수한 유지 시일재를 얻을 수 있다.

청구항 19 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법에서는, 고정부를 매트의 폭방향 길이의 50 ∼ 99.5％ 의 범위에 걸쳐 형성하고 있으므로, 장측면에 손상을 주지 않고, 또한, 매트의 장변측으로부터의 매트의 말려듬을 방지할 수 있는 유지 시일 재를 바람직하게 제조할 수 있다.

청구항 20 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법과 같이, 매트의 두께를 1.5 ∼ 15㎜ 로 하여 유지 시일재를 제조해도 된다.

청구항 21 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법에서는, 매트는, 길이 방향에 수직인 폭방향에서 니들링 처리되어 있기 때문에, 매트의 폭방향으로 마치 접음선이 그어진 것과 같은 상태의 유지 시일재를 제조할 수 있다. 이와 같은 유지 시일재에서는 배기 가스 처리체에 대한 감김을 매우 간편하게 실시할 수 있다.

청구항 22 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법에서는, 고정부를, 재봉실에 의한 재봉 작업에 의해 형성하고 있으므로, 간편하고 효율적으로 고정부를 형성할 수 있다.

청구항 23 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법과 같이, 재봉을 박음질로 하면, 솔기의 강도가 높으므로, 매트끼리를 고정시켜두는 기능을 안정적으로 장기에 걸쳐 발휘시키는 유지 시일재를 바람직하게 제조할 수 있다.

청구항 24 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법에서는, 재봉의 시점 및 종점 중 적어도 일방에서 되박음질하고 있기 때문에, 고정부를 형성하는 솔기가 잘 풀리지 않는 유지 시일재를 효율적으로 제조할 수 있다.

청구항 25 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법과 같이, 솔기 길이를 1 ∼ 100㎜ 로 하여 재봉해도 된다.

청구항 26 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법에서는, 재봉실로서 무명 또는 폴리에스테르로 이루어지는 실을 사용하고 있으므로, 재봉실로서 취급하기 쉽고, 또한, 강도가 높은 고정부를 형성할 수 있다.

청구항 27 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법에서는, 재봉실의 직경이 0.1 ∼ 5㎜ 이기 때문에, 재봉실의 작업상에서의 절단 우려를 배제하면서, 양호한 취급성을 가지고 고정부를 형성할 수 있다.

청구항 28 에 기재된 유지 시일재의 제조 방법에 의하면, 재봉실의 색을 투명하지 않고, 또한, 매트와 상이한 색으로 하고 있기 때문에, 유지 시일재의 제조 공정에 있어서 고정부의 형성의 유무를 용이하게 확인할 수 있다.

청구항 29 에 기재된 배기 가스 정화 장치에서는, 다수의 셀이 셀벽을 사이에 두고 길이 방향으로 병렬 형성된 기둥 형상의 배기 가스 처리체와, 배기 가스 처리체를 수용하는 케이싱과, 배기 가스 처리체와 케이싱 사이에 배치 형성되어, 배기 가스 처리체를 유지하는 유지 시일재로 이루어지는 배기 가스 정화 장치로서, 유지 시일재는, 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 기재된 유지 시일재이다. 유지 시일재로서 본 발명의 유지 시일재를 사용하고 있으므로, 배기 가스 처리체에 대한 감김시에 유지 시일재의 외주측 부분에서의 인장 응력의 증대나 내주측 부분에서의 주름의 발생을 방지할 수 있고, 그 결과, 배기 가스 정화 장치의 전체적인 배기 가스 누출이나 내구성의 저하 등을 방지할 수 있다.

(제 1 실시형태)

이하, 본 발명의 유지 시일재 및 유지 시일재의 제조 방법의 일 실시형태인 제 1 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1 은 본 발명의 유지 시일재를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 유지 시일재 (10) 에서는, 소정의 길이 방향의 길이 (이하, 간단히 전체 길이라고도 한다. 도 1 중, 화살표 L₁, L₂ 로 나타낸다), 폭 (도 1 중, 화살표 W 로 나타낸다) 및 두께 (도 1 중, 화살표 T 로 나타낸다) 를 갖는 평면에서 보았을 때 대략 직사각형인 2 장의 매트 (11, 12) 가 적층되어 있다. 또한, 전체 길이를 구할 때에는, 매트 단부에 형성되는 볼록부 또는 오목부의 치수는 고려하지 않는다.

또, 매트 (11, 12) 의 각각의 단부 중, 일방의 단부에는 볼록부 (13a, 14a) 가 형성되어 있고, 타방의 단부에는 오목부 (13b, 14b) 가 형성되어 있다. 이들 매트 (11) 의 볼록부 (13a) 및 오목부 (13b), 그리고, 매트 (12) 의 볼록부 (14a) 및 오목부 (14b) 는, 후술하는 배기 가스 정화 장치를 조립하기 위해서 배기 가스 처리체에 유지 시일재 (10) 를 감았을 때에, 서로 정확하게 끼워 맞추는 형상으로 되어 있다.

매트 (11, 12) 는, 무기 섬유로 이루어지는 소지 매트에 대해 니들링 처리를 실시하여 얻어지는 니들 매트이다. 또한, 니들링 처리란, 니들 등의 섬유 교락 수단을 소지 매트에 대해 꼽았다 뺐다 하는 것을 말한다. 매트 (11, 12) 에서는, 비교적 평균 섬유 길이가 긴 무기 섬유가 니들링 처리에 의해 3 차원적으로 교락되고 있다. 이 매트는, 길이 방향에 수직인 폭방향에서 니들링 처리되어 있다.

또한, 교락 구조를 나타내기 위해, 무기 섬유는 어느 정도의 평균 섬유 길이를 갖고 있고, 예를 들어, 무기 섬유의 평균 섬유 길이는 50㎛ ∼ 100㎜ 정도이면 된다.

본 실시형태의 유지 시일재에는, 유지 시일재의 벌크가 큰 것을 억제하거나, 배기 가스 처리 장치의 조립 전의 작업성을 높이거나 하기 위해, 추가로 유기 바인더 등의 바인더가 포함되어 있어도 된다.

도 1 에 나타낸 유지 시일재 (10) 에서는, 두께 1.5 ∼ 15㎜ 의 2 장의 매트가 적층되어 있는데, 적층되는 매트의 수는 특별히 한정되지 않고, 3 장 이상이어도 된다. 복수 장의 매트 중 전체 길이가 가장 짧은 매트 (이하, 최단 매트라고도 한다) 가 배기 가스 처리체의 주위에 감기는 매트이며, 이어서, 최단 매트보다 전체 길이가 긴 매트가 적층되고, 그 후 순차적으로 적층되어 감에 따라, 매트의 전체 길이가 길어진다. 또한, 도 1 에 나타낸 유지 시일재 (10) 와 같이 2 장의 매트 (11, 12) 로 구성되어 있어도, 매트 (11) 를 최단 매트라고 한다.

또한, 매트의 적층의 양태는, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 매트 (11) 가 평면에서 보았을 때, 매트 (12) 의 어느 단에서도 튀어나오지 않는 위치에 적층되어 있는 양태에 한정되지 않고, 예를 들어, 도 2 의 (a), 도 2 의 (b) 에 나타낸 양태이어도 된다. 도 2 의 (a) 는 2 장의 매트를 적층한 다른 상태를 모식적으로 나타내는 측면도이고, 도 2 의 (b) 는 도 2 의 (a) 의 2 장의 적층된 매트를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 2 의 (a) 에 나타낸 양태에서는, 매트 (11) 와, 이 매트 (11) 의 전체 길이보다 긴 전체 길이를 갖는 매트 (12) 가 서로 길이 방향 으로 어긋나도록 적층되어 있다. 이것을 평면에서 보면, 도 2 의 (b) 에 나타낸 바와 같이, 매트 (11) 는 매트 (12) 의 도면을 마주 보았을 때 좌단에서 튀어나온 위치에 적층되게 된다.

본 실시형태의 유지 시일재에서는, 매트 (11) 와 매트 (12) 가 2 지점의 고정부, 즉 고정부 (16), 및 고정부 (17) 에서 서로 고정되어 있다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 매트 (11, 12) 를 고정시키는 고정부 (16, 17) 는, 장측면 (21a, 22a) 으로부터 소정 거리 이간되고, 또한, 최단 매트 (11) 의 폭방향의 길이에 대해 50 ∼ 99.5％ 의 범위를 차지하도록 연속하여 연장되어 있다. 본 실시형태의 유지 시일재에서의 고정 방법은 재봉질로서, 이를 통해 매트 (11, 12) 가 서로 강고하게 고정되어 있다.

다음으로, 재봉의 상세한 것에 대하여, 도 3 을 참조하면서 설명한다. 도 3 은, 도 1 에 나타내는 본 실시형태의 유지 시일재의 A-A 선 단면도이다. 도 3 에 나타낸 바와 같이, 고정부 (16) 는, 재봉실 (23a) (윗실), (23b) (밑실) 에서의 박음질 (재봉) 에 의해 형성되어 있다.

재봉실 (23a, 23b) 은, 무명 또는 폴리에스테르로 이루어지는 직경 0.1 ∼ 5㎜ 의 재봉실이다. 또, 그 색은 투명하지 않고, 또한, 매트 (11, 12) 의 색과 상이하다. 예를 들어, 매트 (11, 12) 가 백색인 경우, 재봉실 (23a, 23b) 의 색은 특별히 한정되지 않고, 적색, 청색, 황색, 녹색, 흑색 등이어도 된다.

또한, 재봉의 시점 및 종점을 포함하는 영역 (24a, 24b) 에서는 되박음질되어 있고, 재봉에 의한 고정부의 단부를 잘 풀어지지 않게 하고 있다. 솔기 길 이 (도 2 중, 양 화살표 X 로 나타낸다) 가 1 ∼ 100㎜ 로 되어 있다.

또한, 고정부 (16) 의 일방의 단부 (18a) 는, 매트 (11, 12) 의 장측면 (21a, 22a) 으로부터 이간되어 형성되어 있고, 또, 타방의 단부 (18b) 에 대해서도, 매트 (11, 12) 의 장측면 (21b, 22b) 으로부터 이간되어 형성되어 있다. 고정부 (16) 의 일방의 단부 (18a) 와 매트 (11, 12) 의 장측면 (21a, 22a) 의 최단 거리 (도 2 중, 양 화살표 Y 로 나타낸다) 는, 매트 (11, 12) 의 폭방향 길이의 1 ∼ 49％ 로 되어 있다. 마찬가지로, 고정부 (16) 의 타방의 단부 (18b) 와 매트 (11, 12) 의 장측면 (21b, 22b) 의 최단 거리 (도 2 중, 양 화살표 Y' 로 나타내는 길이) 는, 매트 (11, 12) 의 폭방향 길이의 1 ∼ 49％ 로 되어 있다.

또한, 고정부의 단부 (18a, 18b) 는, 장측면 (21a, 22a, 21b, 22b) 으로부터 이간되어 형성되어 있는 것이 바람직한데, 매트에 대한 영향을 고려하여 제품 사용상 문제가 없는 레벨이면, 이간되어 형성되어 있지 않아도 된다.

본 실시형태의 유지 시일재에서는, 복수의 매트가 적어도 2 지점의 고정부에서 서로 고정되어 있고, 고정부를 측면에서 보고 투영시켜 보았을 때, 상기 고정부 중 적어도 2 지점의 고정부는, 길이 방향에서 서로 상이한 위치에 있다. 이 고정부의 위치 관계를 도 4 의 (a), 4 의 (b) 를 참조하면서 설명한다. 도 4 의 (a) 는, 본 발명의 유지 시일재를 구성하는 최단 매트를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 4 의 (b) 는 도 4 의 (a) 의 최단 매트를 측면에서 보았을 때의 길이 방향축으로 투영시켰을 때의 고정부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 축 투영도이다.

먼저, 도 4 의 (a) 에 나타낸 바와 같이, 최단 매트 (11) 에는 고정부 (16, 17) 가 형성되어 있다. 고정부로서는, 최단 매트 (11) 의 제 1 단변 (S₁) 근처에 형성된 고정부 (16) 와, 최단 매트 (11) 의 제 2 단변 (S₂) 근처에 형성된 고정부 (17) 가 존재하고 있다.

이들 고정부 (16) 와 고정부 (17) 를 측면에서 보았을 때의 길이 방향축 X 에 투영시키면, 도 4 의 (b) 에 나타낸 바와 같이, 길이 방향축 (X) 에 있어서 고정부 (16) 및 고정부 (17) 는 각각 화살표 (b₁) 와 화살표 (b₂) 의 위치에 대응하도록 존재한다. 즉, 길이 방향축 (X) 에 투영시킨 고정부 (16) 와 고정부 (17) 는, 투영축 상에서 중첩되지 않고 길이 방향에서 서로 상이한 위치에 있게 된다.

또, 본 실시형태의 유지 시일재에서는, 고정부간의 측면에서 보았을 때의 투영 거리 중 최대 투영 거리는, 복수의 매트 중 길이 방향의 길이가 가장 짧은 최단 매트의 길이 방향의 길이의 1/20 ∼ 3/4 이다. 이 최대 투영 거리를 정하는 데에는, 적층된 매트 중 전체 길이가 가장 짧은 최단 매트의 전체 길이에 주목하면 되므로, 이하, 최단 매트에 주목하여 설명한다. 도 4 의 (b) 를 참조하여 이미 설명한 바와 같이, 길이 방향축 (X) 에 있어서 고정부 (16) 및 고정부 (17) 는 각각 화살표 (b₁) 와 화살표 (b₂) 의 위치에 대응하도록 존재한다. 본 실시형태의 유지 시일재에서는, 이 화살표 (b₁) 와 화살표 (b₂) 사이의 투영 거리 (D) 가, 최단 매트 (11) 의 전체 길이 (L₁) (즉, 도 4 의 (b) 에서의 화살표 (c₁) 와 화살표 (c₂) 사이의 거리) 의 1/20 ∼ 3/4 으로 되어 있다. 본 실시형태에서는, 고정부는 2 지점 밖에 존재하지 않으므로, 고정부 (16) 와 고정부 (17) 사이의 투영 거리 (D) 가 최대 투영 거리에 상당한다.

또한, 도 4 의 (b) 에서는, 설명의 편의상, 최대 투영 거리 (D) 가 최단 매트 (11) 의 전체 길이 (L₁) 의 1/3 인 양태를 나타내고 있지만, 예를 들어, 최대 투영 거리 (D) 가 전체 길이 (L₁) 의 1/12 인 경우에는, 길이 방향축 (X) 상에서의 고정부 (16) 및 고정부 (17) 에 대응하는 위치는, 각각 화살표 (d₁) 및 화살표 (d₂) 로 되고, 최대 투영 거리는 D₀ 으로 나타내는 거리가 된다.

최대 투영 거리 (D) 는 특별히 한정되지 않지만, 최단 매트 (11) 의 전체 길이 (L₁) 의 1/20 미만이면, 매트 전체의 폭에 대해 2 개의 고정부가 1 지점에 집중하도록 존재하고 있기 때문에, 각 매트의 폭방향에서의 위치 어긋남을 방지할 수 없게 되는 경우가 있다. 한편, 최대 투영 거리 (D) 가, 최단 매트 (11) 의 전체 길이 (L₁) 의 3/4 을 초과하면, 고정부 (16) 와 고정부 (17) 사이의 영역 (화살표 (b₁) 과 화살표 (b₂) 사이에 존재하는 영역) 이라는, 양 단 고정 영역의 범위가 넓어져 버린다. 그렇게 되면, 최대 투영 거리 (D) 가 작을 때에는 무시할 수 있던 양 단 고정 영역에 있어서의 내주 길이와 외주 길이의 차의 영향이 커져, 배기 가스 처리체에 감을 때에 외주측 부분에서 인장 응력이 발생하거나 내주측 부분에서 주름이 발생하거나 한다. 따라서, 최대 투영 거리 (D) 는 최단 매트 (11) 의 전체 길이 (L₁) 의 1/20 ∼ 3/4 인 것이 바람직하다.

또한, 최단 매트 (11) 의 전체 길이 (L₁) 는, 배기 가스 처리체에 감을 때에 정확히 양 단 부분이 끼워 맞춰지는 길이로 되어 있다. 바꾸어 말하면, 최단 매트 (11) 의 전체 길이 (L₁) 는 배기 가스 처리체의 원주 길이에 상당한다. 이 때, 전체 길이 (L₁) 의 1/20 의 최대 투영 거리 (D) 는, 원주 길이의 1/20 의 범위의 원호 길이에 해당되기 때문에, 이 원호에 대한 원주각은 18˚가 된다. 마찬가지로, 전체 길이 (L₁) 의 3/4 의 최대 투영 거리 (D) 는, 원주 길이의 3/4 의 범위의 원호 길이에 해당되기 때문에, 이 원호에 대한 원주각은 270˚가 된다. 이와 같이, 본 실시형태의 유지 시일재의 고정부의 위치를 배기 가스 처리체의 단면에 있어서의 원주각으로 규정할 수도 있다. 그렇게 함으로써, 여러 가지의 치수, 곡률 등을 갖는 배기 가스 처리체에 대해 유지 시일재의 형상 등을 유연하게 대응시킬 수 있다.

다음으로, 본 실시형태의 유지 시일재를 사용한 본 실시형태의 배기 가스 정화 장치의 구성에 대해 도 5 의 (a) 및 도 5 의 (b) 를 이용하여 설명한다.

도 5 의 (a) 는 본 실시형태의 배기 가스 정화 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이고, 도 5 의 (b) 는 도 5 의 (a) 에 나타낸 배기 가스 정화 장치의 B-B 선 단면도이다.

도 5 의 (a) 및 도 5 의 (b) 에 나타낸 바와 같이, 배기 가스 정화 장치 (20) 는 다수의 셀 (31) 이 셀벽 (32) 을 사이에 두고 길이 방향으로 병렬 형성된 기둥 형상의 배기 가스 처리체 (30) 와, 배기 가스 처리체 (30) 를 수용하는 케이싱 (40) 과, 배기 가스 처리체 (30) 와 케이싱 (40) 사이에 배치 형성되어, 배기 가스 처리체 (30) 를 유지하는 유지 시일재 (10) 로 구성되어 있다.

케이싱 (40) 의 단부에는, 필요에 따라, 내연 기관으로부터 배출된 배기 가스를 도입하는 도입관과 배기 가스 정화 장치를 통과한 배기 가스가 외부로 배출되는 배출관이 접속되게 된다.

또한, 본 실시형태의 배기 가스 정화 장치 (20) 에서는, 도 5 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 처리체 (30) 로서, 각각의 셀에 있어서의 어느 일방이 밀봉재 (33) 에 의해 폐쇄된 허니컴 필터를 이용하고 있다.

상기 서술한 구성을 갖는 배기 가스 정화 장치 (20) 를 배기 가스가 통과하는 경우에 대해 도 5 의 (b) 를 이용하여 이하에 설명한다.

도 5 의 (b) 에 나타낸 바와 같이, 내연 기관으로부터 배출되어, 배기 가스 정화 장치 (20) 에 유입된 배기 가스 (도 5 의 (b) 중, 배기 가스를 G 로 나타내고, 배기 가스의 흐름을 화살표로 나타낸다) 는, 허니컴 필터 (20) 의 배기 가스 유입측 단면 (30a) 에 개구된 1 개의 셀 (31) 에 유입되어, 셀 (31) 을 구획하는 셀벽 (32) 을 통과한다. 이 때, 배기 가스 중의 PM 이 셀벽 (32) 에서 포집되어 배기 가스가 정화되게 된다. 정화된 배기 가스는, 배기 가스 유출측 단면 (30b) 에 개구된 다른 셀 (31) 로부터 유출되어 외부로 배출된다.

다음으로, 배기 가스 정화 장치 (20) 를 구성하는 허니컴 필터 및 케이싱에 대해 도 6 의 (a), 도 6 의 (b) 를 이용하여 설명한다.

또한, 유지 시일재 (10) 의 구성에 대해서는, 이미 서술하고 있으므로 생략한다.

도 6 의 (a) 는 제 1 실시형태의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 허니컴 필터를 모식적으로 나타내는 사시도이고, 도 6 의 (b) 는 제 1 실시형태의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 케이싱을 모식적으로 나타내는 사시도이다.

도 6 의 (a) 에 나타낸 바와 같이, 허니컴 필터 (30) 는 주로 다공질 세라믹으로 이루어지고, 그 형상은 원기둥 형상이다. 또, 허니컴 필터 (30) 의 외주에는 허니컴 필터 (30) 의 외주부를 보강하거나, 형상을 조정하거나, 허니컴 필터 (30) 의 단열성을 향상시키거나 하는 목적으로, 시일재층 (34) 이 형성되어 있다.

또한, 허니컴 필터 (30) 의 내부의 구성에 대해서는, 상기 서술한 본 실시형태의 배기 가스 정화 장치의 설명에서 이미 서술한 바와 같다 (도 5 의 (b) 참조).

이어서, 케이싱 (40) 에 대해 설명한다. 도 6 의 (b) 에 나타내는 케이싱 (40) 은 주로 스테인리스 등의 금속으로 이루어지고, 그 형상은 원통상이다. 또, 그 내경은, 허니컴 필터 (40) 의 단면의 직경과 허니컴 필터 (40) 에 감긴 상태의 유지 시일재 (10) 의 두께를 합한 길이보다 약간 짧게 되어 있고, 그 길이는 허니컴 필터 (40) 의 길이 방향 (도 6 의 (a) 중, 화살표 a 의 방향) 에 있어서의 길이와 대략 동일하게 되어 있다.

다음으로, 본 실시형태의 유지 시일재 및 배기 가스 정화 장치의 제조 방법을 설명한다.

먼저, 유지 시일재의 제조 방법에 대해 설명한다. 본 실시형태의 유지 시일재의 제조 방법에서는, 길이 방향의 길이가 길어지는 순으로 무기 섬유로 이루어지는 평면에서 보았을 때 직사각형의 매트를 복수 적층하고, 적층된 복수의 매트를 적어도 2 지점의 고정부에서 서로 고정시키는 유지 시일재의 제조 방법으로서, 상기 고정부를 측면에서 보고 투영시켜 보았을 때, 고정부 중 적어도 2 지점의 고정부는, 길이 방향에서 서로 상이한 위치에 있다.

먼저, 유지 시일재를 구성하는 매트로서 소정의 전체 길이의 니들 매트를 준비한다. 니들 매트는, 상기 서술한 니들링 처리를 소지 (素地) 매트에 실시함으로써 제조할 수 있다. 소지 매트에서는, 소정의 평균 섬유 길이를 갖는 무기 섬유가 방사 공정을 거쳐 느슨하게 얽혀 있다. 이 느슨하게 얽힌 무기 섬유에 대해 니들링 처리를 심시함으로써, 보다 복잡하게 무기 섬유가 얽혀, 바인더가 존재하지 않아도 어느 정도의 형상 유지가 가능한 교락 구조를 갖는 매트로 할 수 있다.

매트를 구성하는 무기 섬유로서는 특별히 한정되지 않고, 알루미나-실리카 섬유이어도 되고, 알루미나 섬유, 실리카 섬유 등이어도 된다. 내열성이나 내풍식성 등, 시일재에 요구되는 특성 등에 따라 변경하면 된다. 알루미나-실리카 섬유를 무기 섬유로서 사용하는 경우에는, 예를 들어, 알루미나와 실리카의 조성비가 60 : 40 ∼ 80 : 20 인 섬유를 사용할 수 있다.

니들링 처리는, 니들링 장치를 이용하여 실시할 수 있다. 니들링 장치는, 소지 매트를 지지하는 지지판과, 이 지지판의 상방에 형성되어, 찌름 방향 (소 지 매트의 두께 방향) 으로 왕복 이동할 수 있는 니들 보드로 구성되어 있다. 니들 보드에는 다수의 니들이 장착되어 있다. 이 니들 보드를 지지판에 얹어 소지 매트에 대해 이동시키고, 다수의 니들을 소지 매트에 대해 꼽았다 뺐다함으로써, 소지 매트를 구성하는 무기 섬유를 복잡하게 교락시킬 수 있다. 니들링 처리의 횟수나 니들수는, 목적으로 하는 벌크 밀도나 단위 면적당 질량 등에 따라 변경하면 된다.

길이가 상이한 복수의 소지 매트에 대해 이 니들링 처리를 실시하여, 본 발명의 유지 시일재에 필요한 복수의 매트를 제조한다. 여기서, 배기 가스 처리체에 감겨지게 되는 최단 매트의 전체 길이는, 배기 가스 처리체의 원주 길이에 대응하고 있기 때문에, 먼저, 최단 매트의 전체 길이를 배기 가스 처리체의 원주 길이에 기초하여 결정한다. 이어서, 최단 매트의 외측에 위치하게 되는 매트의 전체 길이는, 배기 가스 처리체의 직경에, 감았을 때의 최단 매트의 두께를 더한 직경에 대한 원주 길이에 대응하기 때문에, 이 원주 길이를 구하여 최단 매트의 외측에 위치하는 매트의 전체 길이를 결정한다. 이들의 순서를 순차적으로 반복하여, 적층시키는 복수의 매트의 각각의 전체 길이를 결정해 간다.

이렇게 하여 니들링 처리를 실시한 매트에 필요에 따라 바인더를 부착시킨다. 매트에 바인더를 부착시킴으로써, 무기 섬유끼리의 교락 구조를 보다 강고한 것으로 할 수 있음과 함께, 매트의 벌크가 큰 것을 억제할 수 있다.

바인더로서는, 아크릴계 라텍스나 고무계 라텍스 등을 물에 분산시켜 조제한 에멀젼을 사용할 수 있다. 이 바인더를 스프레이 등을 이용하여 매트 전체에 균일하게 분사시켜, 바인더를 매트에 부착시킨다.

그 후, 바인더 중의 수분을 제거하기 위해, 매트를 건조시킨다. 건조 조건으로서는, 예를 들어, 95 ∼ 150℃ 에서 1 ∼ 30 분간 건조시키면 된다. 건조 공정을 거침으로써, 본 실시형태의 매트를 제조할 수 있다.

이와 같이 하여 제조한 복수의 매트를, 길이가 길어지는 순으로, 또는 짧아지는 순으로 적층해 간다. 적층시키는 매트의 수는, 유지 시일재에 요구되는 유지력이나 보온 성능에 따라 변경하면 된다. 대표적인 적층 순서로서는, 가장 전체 길이가 긴 매트를 처음에 깔고, 적층함에 따라 전체 길이가 짧아지도록, 순차적으로 매트를 적층해 간다. 적층시키는 매트의 상대 위치는, 적층되는 전체 길이가 짧은 매트가 그 아래에 있는 전체 길이가 긴 매트의 어느 단에서 튀어나오지 않는 위치에 적층해도 되고, 서로 길이 방향으로 어긋나 전체 길이가 긴 매트 양 단에서 튀어나오는 위치여도 된다.

다음으로, 적층된 복수의 매트를 서로 고정시킨다. 이 때는, 상기 서술한 바와 같이, 적층된 복수의 매트에 대해 재봉 등의 고정 처리를 적어도 2 지점에서 실시하여, 복수의 매트를 서로 고정시킨다. 이 때, 이들 고정부 중 적어도 2 지점이, 측면에서 보고 투영시켰을 때에 길이 방향에서 서로 상이한 위치가 되도록 고정부를 형성한다.

고정부의 형성을 재봉으로 실시하는 경우에는, 예를 들어, 직경이 1㎜, 색이 적자색으로, 상연을 Z 꼬임으로 한 재봉실을 사용하여 솔기 길이가 10㎜ 인 박음질을 실시하여, 고정부 단부가 되는 부분에서 되박음질하면 된다. 또한, 고정부 의 양 단부를 매트의 장측면으로부터 10㎜ 이간시켜, 고정부의 길이가 275㎜ 가 되도록 재봉한다.

또한, 재봉틀이면, 복수의 매트를 적층시키고 나서 이들을 고정시킬 수 있는데, 접착재의 경우에는, 예를 들어, 상기 고정부의 위치에 대응하도록 어떠한 표시 (예를 들어, 매트 측면측의 고정부에 대응하는 위치에 적층 방향과 평행한 봉을 세우는 등) 를 해 두고, 이 표시를 따라 상하 2 장의 매트를 접착재로 순차적으로 고정시켜 가면 된다.

이어서, 배기 가스 정화 장치의 제조 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 7 은, 본 실시형태의 배기 가스 정화 장치를 제조하는 순서를 모식적으로 나타낸 사시도이다.

종래 공지된 방법에 의해 제조한 원주 형상의 허니컴 필터 (30) 의 외주에 상기 공정에서 제조한 유지 시일재 (10) 를 볼록부 (14a) 와 오목부 (14b) 가 끼워 맞추어 지도록 하여 감는다. 그리고, 도 7 에 나타낸 바와 같이, 유지 시일재 (10) 를 감은 허니컴 필터 (30) 를 소정의 크기를 갖는 원통상으로 하여, 주로 금속 등으로 이루어지는 케이싱 (40) 에 압입함으로써 배기 가스 정화 장치를 제조한다.

압입 후에 시일재가 압축하여 소정의 반발력 (즉, 허니컴 필터를 유지하는 힘) 을 발휘하기 위해서, 케이싱 (40) 의 내경은, 유지 시일재 (10) 를 감은 허니컴 필터 (30) 의 유지 시일재 (10) 의 두께를 포함하는 최외경보다 조금 작게 되어 있다.

본 실시형태의 유지 시일재에서는, 복수의 매트가 소정의 고정부에서 서로 고정되어 있으므로, 배기 가스 처리체에 감을 때에도 폭방향에서의 위치 어긋남이 없어, 취급성도 양호하다. 이로써, 매트의 위치 어긋남을 신경쓰지 않아 되므로, 배기 가스 정화 장치의 제조의 효율도 향상시킬 수 있다.

이하에, 본 실시형태의 유지 시일재 및 배기 가스 정화 장치의 작용 효과에 대해 열거한다.

(1) 본 실시형태의 유지 시일재에서는, 적층된 복수의 매트가, 적어도 2 지점의 고정부에서 서로 고정되어 있고, 상기 고정부를 측면에서 보고 투영시켜 보았을 때, 고정부 중 적어도 2 지점의 고정부는, 길이 방향에서 서로 상이한 위치에 있으므로, 각 매트가 서로 폭방향으로 위치 어긋나 있는 것을 방지할 수 있다. 추가로, 이와 같은 매트의 위치 어긋남의 방지에 의해, 배기 가스 처리체에 대한 감김시의 핸들링성도 양호해져 작업성도 향상되게 된다.

(2) 본 실시형태의 유지 시일재에서는, 고정부간의 측면에서 보았을 때의 투영 거리 중 최대 투영 거리는, 복수의 매트 중 길이 방향의 길이가 가장 짧은 최단 매트의 길이 방향의 길이의 1/20 ∼ 3/4 이므로, 양 단 고정 영역이 내외주 길이의 차이를 흡수하여, 유지 시일재를 배기 가스 처리체에 감을 때의 유지 시일재의 양 단부간에서의 간극의 발생을 작업상, 제품 사용상 문제가 없는 레벨로까지 억제할 수 있다.

(3) 고정부가 매트의 길이 방향에 수직인 폭방향으로 연장되어 있으므로, 배 기 가스 처리체에 대한 유지 시일재의 권회 방향과 수직인 방향에서 고정부가 존재하게 된다. 이로써, 유지 시일재의 권회시에 특히 외주측 부분에서의 인장 응력에 의해 감기 어려워지는 것을 방지할 수 있어, 유지 시일재의 양호한 감김성을 확보할 수 있다. 또, 매트의 장변측으로부터 매트가 말려드는 것을 방지할 수 있어, 매트끼리의 위치 어긋남을 보다 확실히 억제할 수 있다.

(4) 고정부를 매트의 장측면의 적어도 일방으로부터 이간하여 형성하면, 고정부가 폭방향 전체에 걸쳐 형성되지 않게 되어, 장측면에 대한 고정 처리를 실시하지 않아도 되게 된다. 그런데, 장측면에 이르도록 고정부를 형성하면, 유지 시일재를 취급할 때에 장측면이 스치거나, 장측면 근방에 응력이 부하되거나 하여, 형성된 고정부의 양 단부에서 유지 시일재를 손상시킬 우려가 있다. 그러나, 장측면으로부터 이간되어 고정부를 형성하면, 상기 장측면에 이르도록 고정 처리를 실시한 경우의 국소적인 응력을 억제할 수 있고, 나아가서는 매트에 대한 손상을 방지할 수 있다.

(5) 고정부를 매트의 폭방향 길이의 50 ∼ 99.5％ 의 범위에 걸쳐 형성하고 있으므로, 장측면을 포함하는 고정 처리에 의한 매트의 손상을 방지하면서, 매트의 장변측으로부터 매트가 말려드는 것을 방지할 수 있다.

(6) 매트의 두께가 1.5 ∼ 15㎜ 이기 때문에, 충분한 유지력을 유지하면서, 매트의 두께가 지나치게 두꺼워졌을 때의 내주측 부분에서의 주름이나 외주측 부분에서의 인장 응력을 방지할 수 있다.

(7) 매트가 길이 방향에 수직인 폭방향에서 니들링 처리되어 있으므로, 니들 링된 부분에서 매트의 폭방향으로 접음선과 같이 되기 때문에, 배기 가스 처리체에 대한 권회시에 감기 쉬워진다.

(8) 고정부가 재봉실에 의한 재봉 작업에 의해 형성되어 있기 때문에, 간편하게 고정부를 형성할 수 있고, 또한, 강고하게 매트끼리를 고정시킬 수 있다. 또, 재봉이 박음질이므로, 취급시 다소의 진동 등으로도 솔기가 잘 풀리지 않아, 매트끼리를 단단히 고정시킬 수 있다.

(9) 재봉의 시점 및 종점 중 적어도 일방에서 되박음질되어 있으므로, 솔기가 잘 풀리지 않아, 강고한 고정을 장기간 유지할 수 있다.

(10) 재봉실이 무명 또는 폴리에스테르로 이루어지기 때문에, 배기 가스 처리체에 감아 배기 가스 정화 장치에 장착한 후에, 최초의 내연 기관의 운전에 의한 배기 가스로 재봉실이 소실된다. 여기에서, 고정부가 배기 가스 처리 장치에 대한 장착 후에도 남아 있으면, 그 부분에서 국소적인 응력이 발생되어 유지 시일재가 손상되는 경우도 있지만, 소실되면 이 우려는 없으므로, 장기간 안정적으로 유지 시일재로서의 기능을 발휘할 수 있다.

(11) 재봉실의 직경을 0.1 ∼ 5㎜ 로 하면, 재봉실이 절단되지 않아, 바느질시의 솔기 부근에 대한 손상을 최소한으로 억제하면서 고정부를 형성할 수 있다.

(12) 재봉실의 색이 투명하지 않고, 또한, 매트와 상이한 색이기 때문에, 고정부를 형성했는지의 여부를 확인하기 위한 시인성을 향상시킬 수 있어, 작업상의 효율을 향상시킬 수 있다.

(13) 배기 가스 정화 장치에 있어서 유지 시일재를 청구항 1 ∼ 청구항 14 중 어느 한 항에 기재된 유지 시일재로 하면, 유지 시일재로서 본 발명의 유지 시일재를 사용하고 있으므로, 배기 가스 처리체에 대한 감김시에 유지 시일재의 외주측 부분에서의 인장 응력이나 내주측 부분에서의 주름의 발생을 방지할 수 있고, 그 결과, 배기 가스 정화 장치의 전체적인 배기 가스 누출이나 내구성의 저하 등을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 보다 구체적으로 개시한 실시예를 나타내는데, 본 실시형태는 이들의 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

알루미나-실리카 조성을 갖는 알루미나 섬유제의 소지 매트로서, 조성비가 Al₂O₃ : SiO₂ = 72 : 28 인 소지 매트를 준비하였다. 이 소지 매트에 대해 니들링 처리를 실시함으로써, 벌크 밀도가 0.15g/㎤ 이고, 단위 면적당 질량이 1050g/㎡ 인 니들 처리 매트를 제조하였다.

별도로, 아크릴계 라텍스를 물에 충분히 분산시킴으로써, 아크릴계 라텍스 에멀젼을 조제해 두고, 이것을 바인더로서 사용한다.

다음으로, 니들 처리 매트를 평면에서 보았을 때 치수로 전체 길이 1054㎜ ×폭 295㎜ 로 재단하였다. 재단한 니들 처리 매트의 알루미나 섬유량에 대해 3.0 중량％ 가 되도록, 재단한 니들 처리 매트에 대해 스프레이를 이용하여 바인더를 균일하게 분사하였다.

그 후, 바인더를 부착시킨 니들 처리 매트를 140℃ 의 온도에서 5 분간 통기 건조시킴으로써, 최단 매트를 제조하였다.

또한, 전체 길이를 1100㎜ 로 한 것 이외에는 상기 순서와 동일하게, 최단 매트의 외측에 위치하는 매트 (이하, 최외 매트라고도 한다) 를 제조하였다. 제조한 2 장의 매트의 단위 면적당 질량은 1160g/㎡ 이었다. 또, 매트의 두께는 모두 6.5㎜ 이었다.

이와 같이 하여 제조한 2 장의 매트를, 각각의 매트의 전체 길이를 2 등분하는 위치가 상하로 중첩되도록 적층시켰다.

이어서, 도 8 의 (a) 에 나타낸 바와 같이, 폭 15㎜ 의 테이프에 의해 매트의 전체 길이를 2 등분하는 위치를 사이에 두고 대칭적으로 고정부 (16, 17) 를 2 지점 형성하여, 적층된 매트 (11, 12) 를 서로 고정시켰다. 각 고정부를 측면에서 보고 투영시켰을 때의 고정부간의 최대 투영 거리 (도 8 의 (a) 의 양 화살표 (D) 로 나타내는 간격) 를 최단 매트의 전체 길이의 1/20 로 하였다. 최단 매트의 전체 길이가 1054㎜ 이므로, 상기 최대 투영 거리 (D) 는 52.7㎜ 이었다. 또한, 본 실시예에서는, 고정부를 2 지점 형성하고 있으므로, 2 지점의 고정부간의 투영 거리가 최대 투영 거리이다. 이 최대 투영 거리를 가지고, 도 8 의 (a) 에 나타낸 바와 같이 2 지점의 고정부를 형성하여, 유지 시일재 (10) 를 제조하였다. 도 8 의 (a), 8 의 (b) 는, 실시예에 관련된 유지 시일재에 의해 위치 어긋남 시험을 실시하는 순서를 모식적으로 나타낸 도면이다.

(실시예 2 ∼ 8)

상기 최대 투영 거리의 최단 매트의 전체 길이에 대한 비율을, 표 1 에 나타 낸 값으로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 유지 시일재를 제조하였다.

(비교예 1)

비교예 1 에 관련된 유지 시일재로서, 최단 매트의 전체 길이를 2 등분하는 위치에서 고정부를 1 지점에서 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 유지 시일재를 제조하였다.

실시예 1 ∼ 8 및 비교예 1 에서 제조한 유지 시일재의 각각에 대해, 위치 어긋남 시험, 및 감김성 시험을 실시하였다. 또한, 최대 투영 거리가 작을수록 매트끼리의 위치 어긋남이 커진다고 생각되기 때문에, 위치 어긋남 시험은, 실시예 1 ∼ 8 중 최대 투영 거리가 작은 실시예 1 ∼ 3, 8 및 비교예 1 에 대해 실시하였다. 또, 최대 투영 거리가 클수록 감았을 때의 단부끼리의 간극 등이 커진다고 생각되기 때문에, 감김성 시험은, 실시예 1 ∼ 8 중 최대 투영 거리가 큰 실시예 3 ∼ 7 에 대해 실시하였다.

(위치 어긋남 시험)

위치 어긋남 시험은, 도 8 의 (a) 에 나타낸 바와 같이, 유지 시일재 (10) 의 폭방향이 연직 방향으로 되게 한 후, 먼저, 2 장의 매트 중 최외 매트 (12) 를 전체 길이에 걸쳐서 벽 (50) 에 고정시켰다. 이어서, 최단 매트 (11) 의 일방의 단부에 추 (51) (250g ; 2.5N) 를 매달아, 그 때의 최외 매트 (12) 의 일방의 단부와 그 단부와 동일한 측의 최단 매트 (11) 의 단부 사이의 거리 (㎜) (도 8 의 (b) 중, γ 로 나타내는 간격) 를 위치 어긋남량으로서 측정함으로써, 위치 어긋남의 정도를 평가하였다.

(감김성 시험)

제조한 유지 시일재를 직경 13 인치의 배기 가스 처리체에 감은 후의 유지 시일재의 외관을 확인하였다. 이 때의 유지 시일재의 외관에 있어서, 유지 시일재의 양 단부 사이에 생긴 간극 (㎜) 을 기준으로 하여 감김성을 평가하였다.

결과를 표 1 에 나타낸다.

	최단 매트의 전체 길이 [㎜]	투영 거리의 최단 매트의 전체 길이에 대한 비율 (최대 투영 거리/전체 길이)	투영 거리 [㎜]	위치 어긋남량 [㎜]	감김성 시험 [㎜]
실시예1	1054	1/20	52.7	2	-
실시예2	1054	1/3	351.3	2	-
실시예3	1054	1/2	527	1.5	0
실시예4	1054	2/3	702.7	-	2
실시예5	1054	3/4	790.5	-	2
실시예6	1054	4/5	843.2	-	6
실시예7	1054	5/6	878.3	-	9
실시예8	1054	1/25	42.2	3	-
비교예1	1054	-	-	7.5	-

실시예 1 ∼ 3, 8 에서 제조한 유지 시일재에서는, 각 고정부간의 투영 거리의 최단 매트의 전체 길이에 대한 비율이 커짐으로써, 위치 어긋남량이 작아져, 어떠한 유지 시일재에서도 매트간의 위치 어긋남에 대해 충분한 억제 효과를 갖는 것을 알 수 있었다. 한편, 비교예 1 의 유지 시일재에서는, 위치 어긋남량이 실시예 1 ∼ 3, 8 과 비교하여 상당히 컸던 점에서, 배기 가스 처리체를 감을 때나 반송할 때에 각 매트간의 위치 어긋남이 발생하기 쉬운 것으로 생각할 수 있다.

비교예 1 에서 위치 어긋남량이 컸던 이유에 대해서는, 이 고정부를 지점으로 한 매트끼리의 위치 어긋남이 발생하기 때문이라고 추측된다. 즉, 고정부를 1 지점에서 형성한 경우에는, 그 고정부를 중심으로 하는 매트의 폭방향에서의 위치 어긋남이 발생하기 쉬워진다. 이것은, 고정부로부터 유지 시일재의 양 단부를 보았을 때에는 이들 양 단부는 자유단으로 되어 있어, 폭방향에서의 위치 어긋남을 규제하기 어렵게 되어 있는 것을 주된 원인으로 생각할 수 있다. 한편, 실시예 1 ∼ 3, 8 에 관련된 유지 시일재에서는, 측면에서 보고 투영시켰을 때에 길이 방향으로 상이한 위치에 상기 고정부와는 상이한 고정부를 1 지점 형성하고 있고, 각 고정부로부터 유지 시일재의 양 단부를 보았을 때에는 적어도 일방의 단부측에 고정단이 존재하기 때문에, 폭방향에서의 위치 어긋남의 자유도가 크게 규제되게 된다. 이와 같은 이유에 의해, 실시예 1 ∼ 3, 8 에서 제조한 유지 시일재에서는, 매트간의 위치 어긋남에 대해 충분한 억제 효과를 발휘할 수 있다고 생각된다.

또, 실시예 3 ∼ 7 의 유지 시일재에서는 모두 감김성 시험의 결과에 있어서 문제가 없거나, 또는 제품 사용상 문제가 없는 레벨의 미소한 간극이 생긴 것일 뿐, 실시예 3 ∼ 7 의 유지 시일재에서는 높은 작업성으로 배기 가스 처리체에 감을 수 있어 감김 후의 간극 등의 문제도 발생하기 어렵다고 생각된다. 또한, 배기 가스 처리체에 유지 시일재를 감은 후, 케이싱 내에 압입할 때에, 유지 시일재는 최초 압축되지만, 그 후 둘레 방향으로 연장된다. 그 때, 감김에 있어서 형성된 미소한 간극은 대부분 해소된다.

여기서, 실시예 6 ∼ 8 에 관련된 유지 시일재는, 모두 제품으로서 특별히 문제 없이 사용할 수 있지만, 실시예 8 에서는, 조금이지만 위치 어긋남량이 커지고 있고, 또한 실시예 6, 7 에서는, 감김성 시험에서 약간 큰 간극이 생기고 있었다. 이것은, 실시예 8 에서는, 각 고정부가 매트의 지나치게 중심으로 모여 최대 투영 거리가 작아져, 위치 어긋남에 대한 억제 효과가 조금 약해졌기 때문으로 생각된다. 또, 실시예 6, 7 에서는, 양 단 고정 영역이 광범위하게 걸쳐져, 감김시의 외주 길이와 내주 길이의 차이를 양 단 고정 영역에 있어서 흡수할 수 없게 되었던 것이 원인으로 생각된다. 이상의 결과로부터, 실시예 6 ∼ 8 에 관련된 유지 시일재도 충분히 제품으로서 사용 가능하지만, 위치 어긋남 시험의 결과로부터 고정부간의 최대 투영 거리 (D) 의 하한치로서는, 최단 매트의 전체 길이의 1/20 이 바람직하고, 또, 감김성 시험의 결과로부터 최대 투영 거리 (D) 의 상한치로서는, 최단 매트의 전체 길이의 3/4 이 바람직한 것이 밝혀졌다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 본 발명의 유지 시일재 및 유지 시일재의 제조 방법의 일 실시형태인 제 2 실시형태에 대해 설명한다.

제 2 실시형태에 관련된 유지 시일재에 있어서는, 복수의 매트가, 각 고정부에 있어서 각각 소정의 폭을 갖는 면을 가지고 고정되어 있다. 이 양태를 도 9 를 참조하면서 설명한다. 도 9 는, 제 2 실시형태의 유지 시일재를 구성하는 최단 매트를 모식적으로 나타내는 평면도이다.

도 9 의 (a) 에 나타낸 바와 같이, 최단 매트 (61) 에 있어서, 예를 들어, 접착재 등에 의해 고정부 (66) 및 고정부 (67) 가 형성되어 있다. 여기서, 고정부 (66) 및 고정부 (67) 는, 최단 매트 (61) 의 폭 전체에 걸쳐 있고, 또한, 각각 도 9 의 (a) 에 부호 E 로 나타내는 길이 방향에서의 폭을 가지고 있다. 또한, 도 9 의 (a) 에 나타낸 유지 시일재에서는, 고정부가 최단 매트 (61) 의 폭방향 전체에 걸쳐 형성되어 있는데, 물론 이것에 한정되지 않고, 매트의 장측면으로부터 이간되어 고정부가 형성되어 있어도 된다.

고정부 (66) 는, 최단 매트 (61) 의 제 1 단변 (S₁) 에 존재하고, 한편, 고정부 (67) 는 제 2 단변 (S2) 에 존재하고 있다. 또한, 고정부 (66) 와 고정부 (67) 사이의 최대 투영 거리 (D₁) 는, 도 9 의 (a), 도 9 의 (b) 에 나타낸 바와 같이 면으로서의 각 고정부의 단변 (S₁, S₂) 근처의 단부 사이의 거리로서 정해진다.

여기서, 고정부 (66) 및 고정부 (67) 의 폭 (E) 은 특별히 한정되지 않고, 최대 투영 거리 (D₁) 에 대한 폭 (E) 의 비율은, 바람직하게는 0％ < E < 50％ 이고, 보다 바람직하게는 0％ < E < 40％ 이며, 더욱 바람직하게는 0％ < E < 30％ 이다. 유지 시일재에 요구되는 특성에 따라 변경할 수 있다.

본 실시형태의 고정부를 규정하는 면고정의 형성 방법으로서는, 매트간에 접착재를 도포함으로써 형성해도 되고, 재봉을 길이 방향으로 조금씩 늦추면서 실시함으로써 면고정을 형성해도 된다.

이 제 2 실시형태의 유지 시일재에 있어서도, 제 1 실시형태와 동일한 효과 (1) ∼ (3), (6) ∼ (14) 가 얻어진다.

(제 3 실시형태)

고정부의 양태는 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태의 양태에 한정되지 않고, 3 지점의 고정부가 형성되어 있어도 된다. 이와 같은 양태를 도 10 의 (a) ∼ 도 10 의 (c) 를 참조하면서 설명한다. 도 10 의 (a) 는 고정부의 다른 양태를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 10 의 (b) 는 고정부의 또 다른 양태를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 10 의 (c) 는 고정부의 또 다른 양태를 모식적으로 나타내는 평면도이다.

도 10 의 (a) 에 나타내는 최단 매트 (71) 에서는, 3 지점의 고정부, 즉 고정부 (75), 고정부 (76) 및 고정부 (77) 가, 최단 매트 (71) 의 폭 전체에 걸치지 않고, 장측면으로부터 이간되어 형성되어 있다. 이 경우, 고정부간의 최대 투영 거리는, 도 10 의 (a) 중의 D 로 나타내는 고정부 (76) 와 고정부 (77) 사이의 투영 거리가 된다.

또, 도 10 의 (b) 에 나타낸 바와 같이, 고정부 (85), 고정부 (86) 및 고정부 (87) 가, 최단 매트 (81) 의 길이 방향으로 정렬하여 존재하지 않고, 각각의 고정부가 최단 매트 (81) 의 폭방향으로 어긋난 위치에서 존재하고 있어도 된다. 이 경우에도, 길이 방향축 (X) 에 투영시켰을 때의 최대 투영 거리 (D) 는, 고정부 (86) 와 고정부 (87) 사이의 투영 거리가 된다.

또한, 도 10 의 (c) 에 나타낸 바와 같이, 고정부 (96) 와 고정부 (97) 가, 고정부 (95) 에 대해 비대칭으로 되도록 위치하고 있어도 된다. 이 경우에도, 길이 방향축 (X) 에 투영시켰을 때의 최대 투영 거리 (D) 는, 고정부 (96) 와 고정부 (97) 사이의 투영 거리가 된다.

또한, 고정부는, 도 10 의 (a) ∼ 도 10 의 (c) 에 나타낸 바와 같이 모든 고정부가 길이 방향에서 서로 상이한 위치에 있을 필요는 없고, 2 지점의 고정부를 측면에서 보고 투영시켰을 때에 양자가 중첩되어 있어, 이 2 지점의 고정부와 또 하나의 고정부가, 측면에서 보고 투영시켰을 때에 길이 방향에서 서로 상이한 위치에 있어도 된다. 예를 들어, 도 10 의 (a) 에 나타낸 고정부 (75) 와 고정부 (76) 가 폭방향으로 상이한 위치에 있고, 또한, 길이 방향축 (X) 에 투영시켰을 때에 이들이 서로 중첩되어 있어, 이 2 개의 고정부 (75) 및 고정부 (76) 와 고정부 (77) 가, 측면에서 보았을 때의 투영시켰을 때에 길이 방향에서 서로 상이한 위치에 있어도 된다.

(그 밖의 실시형태)

고정부간의 측면에서 보았을 때의 최대 투영 거리의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 최단 매트의 길이 방향의 길이 1/25 이 바람직하고, 보다 바람직한 하한은 최단 매트의 길이 방향의 길이 1/20 이고, 더욱 바람직한 하한은, 최단 매트의 길이 방향의 길이 1/18 이고, 또한 보다 더 바람직한 하한은, 최단 매트의 길이 방향의 길이 1/16 이며, 더 더욱 바람직한 하한은, 최단 매트의 길이 방향의 길이 1/12 이다. 한편, 고정부간의 측면에서 보았을 때의 최대 투영 거리의 상한도 특별히 한정되지 않지만, 최단 매트의 길이 방향의 길이 5/6 가 바람직하고, 보다 바람직한 상한은, 최단 매트의 길이 방향의 길이 4/5 이고, 한층 더 바람직한 상한은, 최단 매트의 길이 방향의 길이 3/4 이고, 보다 더 바람직한 상한은, 최단 매트의 길이 방향의 길이 2/3 이고, 더 더욱 바람직한 상한은, 최단 매트의 길이 방향의 길이 1/2 이며, 한층 더 바람직한 상한은, 최단 매트의 길이 방향의 길이 1/3 이다.

본 발명의 유지 시일재에 있어서, 복수의 매트의 고정 방법은 재봉에 한정되지 않고, 예를 들어, 니들링, 접착재, 스테이플, 핀, 테이프 등, 복수의 매트를 서로 고정시킬 수 있는 한 임의의 고정 방법을 채용할 수 있다. 이들의 고정 방법 중, 재봉이 바람직하다. 매트끼리를 확실히 고정시킬 수 있어, 고정의 사양 등의 변경에도 용이하게 대응 가능하기 때문이다.

본 발명의 유지 시일재에 있어서, 매트끼리를 고정시키는 방법으로서 재봉틀을 사용한 경우, 재봉실의 재질로는, 예를 들어, 레이온, 큐프라, 아세테이트 등의 셀룰로오스계 섬유, 나일론, 테토론, 아크릴, 비닐론, 오페론, 폴리에틸렌, 테플론 (등록 상표), 염화비닐, 염화비닐리덴 등의 합성 섬유, 무명, 비단 등의 천연 섬유 등을 들 수 있다.

본 발명의 유지 시일재에 있어서, 매트재끼리를 고정시키는 방법으로 재봉틀을 사용한 경우, 봉합 방법으로는, 상기 서술한 박음질에 한정되지 않고, 예를 들어, 시침질 등이어도 된다. 이들 중에서는, 박음질이 보다 바람직하다. 매트재끼리를 보다 확실하게 고정시킬 수 있기 때문이다.

본 발명의 유지 시일재에 있어서 재봉을 실시하는 경우, 재봉실의 꼬임법은 특별히 한정되지 않고, 단사 단계에서 하연이나, 합사 후에 상연을 넣어도 된다. 또, Z 꼬임 (좌연) 이어도 되고 S 꼬임 (우연) 이어도 되는데, 재봉틀 셔틀의 회전에 의한 꼬임 복귀를 방지하기 위해, 상연을 Z 꼬임으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유지 시일재의 단변에 형성된 오목부 및 볼록부의 형상은, 오목부와 볼록부가 끼워 맞춰질 수 있는 형상이면 특별히 한정되지 않지만, 1 세트의 오목부 및 볼록부로 이루어지는 경우, 일방의 단변의 일부에 폭 10㎜ × 길이 10㎜ ∼ 폭 300㎜ × 길이 100㎜ 의 크기에 걸쳐 돌출된 볼록부가 형성되어 있고, 타방의 단변의 일부에 그것에 끼워 맞추는 형상의 오목부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 오목부 및 볼록부의 형상을 갖는 유지 시일재를 사용하여 배기 가스 정화 장치를 제조하는 경우에는, 유지 시일재로 배기 가스 처리체를 확실하게 유지할 수 있으므로, 취급성이 우수해진다.

또한, 상기 유지 시일재의 단변에는, 서로 끼워 맞추는 복수의 오목부 및 볼록부가 형성되어 있어도 되고, 오목부 및 볼록부가 형성되어 있지 않아도 된다.

본 발명의 유지 시일재에 있어서, 무기 섬유의 평균 섬유 길이는 30㎛ ∼ 120㎜ 인 것이 바람직하고, 50㎛ ∼ 100㎜ 인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 유지 시일재에 있어서, 무기 섬유의 평균 섬유 길이는 2 ∼ 12㎛ 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 10㎛ 인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 유지 시일재에 함유되는 바인더의 양은 0.2 ∼ 20 중량％ 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 15 중량％ 인 것이 보다 바람직하며, 1 ∼ 12 중량％ 인 것이 더욱 바람직하다. 유기 바인더의 양이 0.2 중량％ 미만이면, 유지 시일재의 벌크 밀도가 낮아지므로, 유지 시일재의 케이싱에 대한 압입성이 저하되거나 유지 시일재를 구성하는 무기 섬유를 충분히 접착시킬 수 없어, 무기 섬유가 비산되거나 하는 경우가 있다. 한편, 바인더의 양이 20.0 중량％ 를 초과하면 배기 가스 정화 장치로서 사용한 경우에, 배출되는 배기 가스 중의 유기 성분의 양이 증가하게 되므로, 환경에 부하가 걸리게 된다.

본 발명의 유지 시일재의 단위 면적당 질량은, 특별히 한정되지 않지만, 200 ∼ 2000g/㎡ 인 것이 바람직하고, 300 ∼ 1900g/㎡ 인 것이 보다 바람직하다. 또, 벌크 밀도에 대해서도 특별히 한정되지 않지만, 0.10 ∼ 0.30g/㎤ 인 것이 바람직하다.

본 발명의 유지 시일재의 제조에 사용되는 유기 바인더로서는, 상기 서술한 아크릴계 수지에 한정되지 않고, 예를 들어, 아크릴 고무 등의 고무, 카르복시메틸셀룰로오스 또는 폴리비닐알코올 등의 수용성 유기 중합체, 스티렌 수지 등의 열가소성 수지, 에폭시 수지 등의 열강화성 수지 등이어도 된다. 이들 중에서는, 아크릴 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무가 특히 바람직하다.

상기 에멀젼에는, 상기 서술한 유기 바인더가 복수 종류 함유되어 있어도 된다.

또, 상기 에멀젼으로서는, 상기 서술한 유기 바인더를 물에 분산시킨 라텍스 이외에, 상기 서술한 유기 바인더를 물 또는 유기 용매에 용해시킨 용액 등이어도 된다.

본 발명의 유지 시일재의 각 매트의 두께에 대해서는, 서로 대략 동일해도 되고, 상이해도 된다. 유지 시일재에 요구되는 유연성이나 유지력 등을 고려하여 적절히 변경할 수 있다.

본 발명의 유지 시일재의 제조에 사용되는 무기 바인더로서는, 상기 서술한 알루미나졸에 한정되지 않고, 예를 들어, 실리카졸 등이어도 된다.

본 발명의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 케이싱의 재질은, 내열성을 갖는 금속이면 특별히 한정되지 않고, 구체적으로는, 스테인리스, 알루미늄, 철 등의 금속류를 들 수 있다.

그 외에, 원통상의 케이싱을 이용하여 배기 가스 정화 장치를 제조하는 경우에는, 배기 가스 처리체의 단면의 직경과 배기 가스 처리체에 감긴 상태의 유지 시일재의 두께를 합한 길이보다 큰 내경을 갖는 케이싱의 내부에 유지 시일재가 감긴 배기 가스 처리체를 삽입한 후, 프레스기 등에 의해 케이싱을 외주측으로부터 압축하는 소위 사이징 방식으로 배기 가스 정화 장치를 제조할 수 있다.

본 발명의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 배기 가스 처리체는, 도 4 의 (a) 에 나타낸 전체가 하나의 소결체로 구성된 일체형 배기 가스 처리체이어도 되고, 혹은, 다수의 셀이 셀벽을 사이에 두고 길이 방향으로 병렬 형성된 허니컴 소성체가 접착재층을 통하여 복수개 결속되어 얻어지는 집합형 배기 가스 처리체이어도 된다.

본 발명의 배기 가스 정화 장치를 구성하는 배기 가스 처리체에는 촉매를 담지시켜도 된다. 이와 같은 촉매로서는, 예를 들어, 백금, 팔라듐, 로듐 등의 귀금속, 칼륨, 나트륨 등의 알칼리 금속, 바륨 등의 알칼리 토금속, 또는 금속 산화물 등을 들 수 있다. 이들의 촉매는, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상 병용 해도 된다.

또, 상기 금속 산화물로서는, PM 의 연소 온도를 저하시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, CeO₂, ZrO₂, FeO₂, Fe₂O₃, CuO, CuO₂, Mn₂O₃, MnO, 조성식 A_nB_1-nCO₃ (식 중, A 는 La, Nd, Sm, Eu, Gd 또는 Y 이고, B 는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속이고, C 는 Mn, Co, Fe 또는 Ni 이고, 0 ≤ n ≤ 1 이다) 으로 나타내는 복합 산화물 등을 들 수 있다.

이들은, 단독으로 이용해도 되고, 2 종 이상 병용해도 되는데, 적어도 CeO₂ 를 함유하는 것인 것이 바람직하다.

이와 같은 금속 산화물을 담지시킴으로써, PM 의 연소 온도를 저하시킬 수 있다.

상기 배기 가스 처리체에 촉매를 담지시키는 방법으로서는, 촉매가 함유된 용액을 배기 가스 처리체에 함침시킨 후에 가열하는 방법 외에, 배기 가스 처리체의 표면에 알루미나 막으로 이루어지는 촉매 담지층을 형성하여, 이 알루미나 막에 촉매를 담지시키는 방법 등을 들 수 있다.

알루미나 막을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어, Al(NO₃)₃ 등의 알루미늄을 함유하는 금속 화합물 용액을 배기 가스 처리체에 함침시켜 가열하는 방법, 알루미나 분말을 함유하는 용액을 배기 가스 처리체에 함침시켜 가열하는 방법 등을 들 수 있다.

또, 알루미나 막에 촉매를 담지시키는 방법으로서는, 예를 들어, 귀금속, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 금속 산화물을 함유하는 용액 등을 알루미나 막이 형성된 배기 가스 처리체에 함침시켜 가열하는 방법 등을 들 수 있다.

도 1 은 본 발명의 유지 시일재를 모식적으로 나타내는 사시도이다.

도 2 의 (a) 는 2 장의 매트를 적층한 상태를 모식적으로 나타내는 측면도이고, 도 2 의 (b) 는 2 장의 매트를 적층한 상태를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 2 의 (c) 는 도 2 의 (b) 의 평면도를 투영시켰을 때의 투영도이고, 도 2 의 (d) 는 2 장의 매트를 적층한 다른 상태를 모식적으로 나타내는 측면도이고, 도 2 의 (e) 는 2 장의 매트를 적층한 다른 상태를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 2 의 (f) 는 도 2 의 (e) 의 평면도를 투영시켰을 때의 투영도이다.

도 3 은 도 1 에 나타내는 본 실시형태의 유지 시일재의 A-A 선 단면도이다.

도 4 의 (a) 는 본 발명의 유지 시일재를 구성하는 최단 매트를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 4 의 (b) 는 도 4 의 (a) 의 최단 매트를 측면에서 보았을 때의 길이 방향축으로 투영시켰을 때의 고정부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 축 투영도이다.

도 7 은 본 실시형태의 배기 가스 정화 장치를 제조하는 순서를 모식적으로 나타내는 사시도이다.

도 8 의 (a), 도 8 의 (b) 는 위치 어긋남 시험의 순서를 모식적으로 나타내는 설명도이다.

도 9 는 제 2 실시형태의 유지 시일재를 구성하는 최단 매트를 모식적으로 나타내는 평면도이다.

도 10 의 (a) 는 고정부의 다른 양태를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 10 의 (b) 는 고정부의 다른 양태를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 10 의 (c) 는 고정부의 또 다른 양태를 모식적으로 나타내는 평면도이다.

부호의 설명

10 유지 시일재

11, 12, 61, 71, 81, 91 매트

15, 16, 17, 66, 67, 75, 76, 77, 85, 86, 87, 95, 96, 97 고정부

20 배기 가스 정화 장치

21a, 21b, 22a, 22b 장측면

23a, 23b 재봉실

30 허니컴 필터 (배기 가스 처리체)

31 셀

32 셀벽

40 케이싱

D 최대 투영 거리

Claims

무기 섬유로 이루어지는 평면에서 보았을 때 직사각형의 매트가 복수 적층되어 구성되어 있고,

상기 복수의 매트 각각의 길이 방향의 길이는, 적층됨에 따라 순차적으로 길어지고,

상기 복수의 매트는 적어도 2 지점의 고정부에서 서로 고정되어 있으며,

상기 고정부를 측면에서 보고 투영시켜보았을 때, 상기 고정부 중 적어도 2 지점의 고정부는, 상기 길이 방향에서 서로 상이한 위치에 있는 것을 특징으로 하는 유지 시일재.
제 1 항에 있어서,

상기 고정부간의 측면에서 보았을 때의 투영 거리 중 최대 투영 거리는, 상기 복수의 매트 중 길이 방향의 길이가 가장 짧은 최단 매트의 길이 방향의 길이의 1/20 ∼ 3/4 인 유지 시일재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 고정부는, 상기 매트의 길이 방향에 수직인 폭방향으로 연장되어 있는 유지 시일재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 고정부는, 상기 매트의 장측면의 적어도 일방으로부터 이간되어 형성되어 있는 유지 시일재.
제 4 항에 있어서,

상기 고정부는, 상기 매트의 폭방향 길이의 50 ∼ 99.5％ 의 범위에 걸쳐 형성되어 있는 유지 시일재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 매트의 두께는 1.5 ∼ 15㎜ 인 유지 시일재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 매트는, 상기 길이 방향에 수직인 폭방향에서 니들링 처리되어 있는 유지 시일재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 고정부는, 재봉실에 의한 재봉 작업에 의해 형성되어 있는 유지 시일재.
제 8 항에 있어서,

상기 재봉은 박음질인 유지 시일재.
제 8 항에 있어서,

상기 재봉의 시점 및 종점 중 적어도 일방에서는, 되박음질되어 있는 유지 시일재.
제 8 항에 있어서,

상기 재봉의 솔기 길이는 1 ∼ 100㎜ 인 유지 시일재.
제 8 항에 있어서,

상기 재봉실은 무명 또는 폴리에스테르로 이루어지는 유지 시일재.
제 8 항에 있어서,

상기 재봉실의 직경은 0.1 ∼ 5㎜ 인 유지 시일재.
제 8 항에 있어서,

상기 재봉실의 색은 투명하지 않고, 또한, 상기 매트와 상이한 색인 유지 시일재.
길이 방향의 길이가 길어지는 순으로 무기 섬유로 이루어지는 평면에서 보았 을 때 직사각형의 매트를 복수 적층하고,

적층된 상기 복수의 매트를 적어도 2 지점의 고정부에서 서로 고정시키는 유지 시일재의 제조 방법으로서,

상기 고정부를 측면에서 보고 투영시켜 보았을 때, 상기 고정부 중 적어도 2 지점의 고정부는, 상기 길이 방향에서 서로 상이한 위치에 있는 것을 특징으로 하는 유지 시일재의 제조 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 고정부간의 측면에서 보았을 때의 투영 거리 중 최대 투영 거리는, 상기 복수의 매트 중 길이 방향의 길이가 가장 짧은 최단 매트의 길이 방향의 길이의 1/20 ∼ 3/4 인 유지 시일재의 제조 방법.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,

상기 매트의 길이 방향에 수직인 폭방향으로 연장되도록 상기 고정부를 형성하는 유지 시일재의 제조 방법.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,

상기 고정부를, 상기 매트의 장측면의 적어도 일방으로부터 이간되어 형성하는 유지 시일재의 제조 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 고정부를, 상기 매트의 폭방향 길이의 50 ∼ 99.5％ 의 범위에 걸쳐 형성하는 유지 시일재의 제조 방법.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,

상기 매트의 두께는 1.5 ∼ 15㎜ 인 유지 시일재의 제조 방법.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,

상기 매트는, 상기 길이 방향에 수직인 폭방향에서 니들링 처리되어 있는 유지 시일재의 제조 방법.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,

상기 고정부를, 재봉실을 사용한 재봉에 의해 형성하는 유지 시일재의 제조 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 재봉은 박음질인 유지 시일재의 제조 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 재봉의 시점 및 종점 중 적어도 일방에서 되박음질하는 유지 시일재의 제조 방법.
제 22 항에 있어서,

솔기 길이를 1 ∼ 100㎜ 로 하여 재봉하는 유지 시일재의 제조 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 재봉실은 무명 또는 폴리에스테르로 이루어지는 유지 시일재의 제조 방법
제 22 항에 있어서,

상기 재봉실의 직경은 0.1 ∼ 5㎜ 인 유지 시일재의 제조 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 재봉실의 색은 투명하지 않고, 또한, 상기 매트와 상이한 색인 유지 시일재의 제조 방법.
다수의 셀이 셀벽을 사이에 두고 길이 방향으로 병렬 형성된 기둥 형상의 배기 가스 처리체와,

상기 배기 가스 처리체를 수용하는 케이싱과,

상기 배기 가스 처리체와 상기 케이싱 사이에 배치 형성되어, 상기 배기 가 스 처리체를 유지하는 유지 시일재로 이루어지는 배기 가스 정화 장치로서,

상기 유지 시일재는, 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 유지 시일재인 것을 특징으로 하는 배기 가스 정화 장치.