WO2001098640A1

WO2001098640A1 - Materiau de fixation et d'etancheite utilisable dans un convertisseur catalytique pour clarifier une emission gazeuse

Info

Publication number: WO2001098640A1
Application number: PCT/JP2001/005233
Authority: WO
Inventors: Masanao Agata
Original assignee: Ibiden Co., Ltd.
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2001-12-27
Also published as: EP1296030A1; KR100545467B1; CN1259500C; EP1296030B1; EP1296030A4; CN1437677A; JP4042305B2; DE60109035T2; DE60109035D1; US6960386B2; US20030104189A1; JP2002004848A; KR20030015282A

Description

明細書

排気ガス浄化用触媒コンバータの保持シール材技術分野

本発明は，内燃期間等のエンジンから排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化用触媒コンバータ，特にその保持シ一ル材に関する。背景技術

図 6に示すごとく，従来より，排気ガス浄ィ匕用触媒コンバータ 9 0は，内燃期間等のエンジン 9 2から排出される排気ガスを浄化するために用いられている。排気ガス浄化用触媒コンバータ 9 0は，触媒担体 1とその外方を覆う金属製のシェル 9 5と，両者の間に配置した保持シール材 9 1とを有している。この保持シール材 9 1は，触媒担体 1とシェノレ 9 5との間から排気ガスが漏出することを防止することができ，触媒担体 1がシェル 9 5と接触して損傷することを防止することができる。

また，上記排気ガス浄化用触媒コンバータ 9 0を製作するに当たっては，触媒担体 1に保持シール材 9 1を卷き付け，その巻き付けを行った一体品をシェル 9 5の內部に配置する。そして，そのシェル 9 5の両端にそれぞれ入口接続部 9 7 , 出口接続部 9 8を溶接を行うことにより結合する。このようにして製作した排気ガス浄ィ匕用触媒コンバータ 9 0は，エンジン 9 2力ら排出される排気ガスの配管 9 9の途中に配置される。

しかしながら，上記従来の排気ガス浄化用触媒コンバータ 9 0の保持シーノレ材 9 1には以下のような問題点がある。

即ち，上記保持シール材 9 1は，糸状体で比重が軽い無機繊維よりできている。そのため，該保持シール材 9 1を上記触媒担体 1及びシェル 9 5に組み付ける際には，上記無機繊維が保持シール材 9 1の表面から空中に飛散してしまうおそれがある。そのため，上記組み付け作業を行う作業場の作業環境を悪化させてしまう可能性があり，上記組み付け作業を行う際には，例えば，作業者は防塵マスク等を装着して作業を行うことが必要となってくる。本発明は，力、かる従来の問題点に鑑みてなされたもので，表面から無機繊維が飛散することを防止することができ，組み付け時の作業環境を良好に保つことができる排気ガス浄ィヒ用触媒コンバータの保持シール材を提供しようとするものである。発明の開示

本発明は，排気ガス浄化用触媒コンバータにおける触媒担体とその外方を覆うシェルとの間に配置される保持シール材において，

該保持シール材は，無機繊維をマット状に配してなるマット状物に 0 . 5 〜 2 0重量％の有機バインダ一又は無機バインダ一からなるバインダーを添着してなると共に，組み付け後の充填密度が 0 . 1〜0 . 6 g / c m³の範囲内になるように調整されており，

かつ，上記マツト状物に添着された上記バインダーの固形分の分布割合を上記マット状物の厚さ方向に上部，中部，下部に 3等分して評価した場合，上記上部及び下部における上記分布割合が上記中部に比べて高いことを特徴とする排気ガス浄ィ匕用触媒コンバータの保持シール材にある。

本発明において最も注目すべきことは，上記バインダーの固形分の分布割合を上記のごとく評価した場合，上記上部及び下部における上記分布割合が上記中部に比べて高いことである。

ここで， 0 . 5〜2 0重量％のバインダーとは，マット状物全体におけるバインダ一の含有率を示す。

次に，本発明の作用効果につき説明する。

本発明においては，上記バインダーの添着は，上記保持シール材における表面に露出する部分である上記上部及び下部に集中的に行う。つまり，保持シール材における外部に曝される表面は，上記バインダ一の固形分に覆われる。そのため，糸状体で比重が軽い無機繊維が，保持シール材の表面から空中に飛散してしまうことを防止することができる。そのため，保持シーノレ材を上記触媒担体及びシェルに組み付ける際に，無機繊維がほとんど飛散することがないので，作業者は防塵マスク等をつけなくても，快適に作業を行うことができる。それ故，上記組み付け作業を行う作業場の作業環境を良好に保つことができる。図面の簡単な説明

図 1は，実施例 1における，保持シール材を触媒担体及びシェルに組み付けた状態を示す斜視図，

図 2 (A) は，実施例 1における，保持シール材を触媒担体に卷き付ける前の状態を示す斜視図，

図 2 (B ) は，実施例 1における，保持シール材を触媒担体に巻き付けている状態を示す斜視図，

図 3は，実施例 1における，保持シール材を触媒担体に巻き付けて形成した一体品をシルに配置する状態を示す斜視図，

図 4は，実施例 1における，保持シール材を組み付けた排気ガス浄化用触媒コンバータをエンジンの排気管の途中に配置した状態を示す説明図，図 5は，実施例 1における，ニードルパンチング装置を示す説明図，図 6は，従来例における，保持シール材を組み付けた排気ガス浄化用触媒コンバータをエンジンの排気管の途中に配置した状態を示す説明図である。発明を実施するための形態

本明において，上記バインダ一の含有率が 0 . 5重量。 /。未満の場合は，上記無機繊維の飛散を防止することができなくなる。一方，バインダーの含有率が 2 0重量％を超える場合は，該バインダ一に有機バインダーを用いるときと無機バインダーを用いるときによって不備な点が異なる。即ち，有機バインダーを用いるときには，上記保持シール材を，上記触媒担体及ぴシェルに組み付けて排気ガス浄ィヒ用触媒コンバータにして使用するときに，バインダ一が有機ガスとなって排気ガスに混ざり，排気ガスの濃度を増加させてしまうおそれがある。また，無機バインダーを用いるときは，保持シール材の可撓性が低下して，保持シール材を触媒担体に組み付けることが困難になる。

また，上記保持シール材の組み付け後の充填密度が 0 . 1 g Z c m³未満の場合は，保持シール材を組み付けた後に，保持シール材と触媒担体又は保持シール材とシェルとの接触面圧が小さくなり，それらが軸方向にずれてしまうおそれがある。一方，充填密度が 0 . 6 g / c m³を超える場合は，上記組み付けを行う際に，保持シール材を押し潰す量が大きくなり，保持シール材を圧壊させてしまい，保持シール材の耐久性を悪化させてしまうおそれがある。

上記上部，中部，下部における上記バインダーの固形分の分布割合は，上部が 3 5〜 5 0重量％, 中部が 0〜 3 0重量％，下部が 3 5〜 5 0重量％であることが好ましい。これにより，上記保持シール材の表面から無機繊維が飛散することを容易に防止することができる。

なお，上記上部及び下部の上記分布割合が 3 5重量％未満の場合には，上記保持シール材の表面にバインダ一の固形分が十分に添着されず，保持シール材の無機繊維が，その表面から空中に飛散してしまうことを十分に防止できないおそれがある。

一方，上部もしくは下部のいずれかの上記分布割合が 5 0重量％を超える場合及ぴ上記中部の上記分布割合が 3 0重量。/。を超える場合には，バインダ一の固形分の分布が上部もしくは下部に偏り，保持シール材の無機繊維が，その表面から空中に飛散してしまうことを十分に防止できないおそれがある。上記マット状物を構成する上記無機繊維は，結晶質アルミナ繊維，アルミナ一シリカ繊維，シリカ繊維から選択される 1種又は 2種以上の繊維であることが好ましい。これにより，上記保持シール材の表面から無機繊維が飛散することを確実に防止することができる。

上記保持シール材は， 5 0 0 mmの高さから 1 0回落下させる落下試験を行った後の重量減少率が 0 . 2重量％以下であることが好ましい。これにより , 上記保持シール材の表面から無機繊維が飛散することを確実に防止することができる。

なお，この重量減少率 α [%] は，落下前の保持シール材の重量を W 0，落下後の保持シール材の重量を Wとして， a = ( (W O -W) ZWO ) X I 0 0 [%] で表される量である。以下に，実施例をあげて本発明を更に詳述するが，本発明はこの実施例に限定されるものではない。

実施例 1

本発明の実施形態例にかかる排気ガス浄ィヒ用触媒コンバータの保持シール材にっき，図 1〜図 5を用いて説明する。

図 1に示すごとく，本例における保持シール材 2は，排気ガス浄化用触媒コンバータ 1 0において，触媒担体 1とその外方を覆うシェ/レ 9 5との間に配置されて使用される。また，保持シール材 2は，無機繊維をマット状に配してなるマット状物 2 1 (図 2 (A) , 図 2 (B )参照）に 0 . 5〜2 0重量％の有機バインダ一又は無機バインダ一からなるバインダーを添着してなると共に，組み付け後の充填密度が 0 . 1〜0 . 6 g / c m³の範囲内になるように調整されている。そして，上記保持シール材 2は，上記マット状物 2 1に添着された上記バインダ一の固形分の分布割合を，上記マツト状物 2 1の厚さ方向に上部 2 1 1 , 中部 2 1 2 , 下部 2 1 3に 3等分して評価した場合，上記上部 2 1 1及び下部 2 1 3における上記分布割合が上記中部 2 1 2に比べて高くなるようにしてある。

具体的には，上記保持シール材 2の組み付け後の充填密度は， 0 . 5 g / c m³とし，上記マット状物 2 1の組み付け前の厚みは， 2 5 mmとした。また，上記バインダーの分布割合は，上部が 4 5重量％，中部が 1 0重量％，下部が 4 5重量％とした。

以下に，これを詳説する。

上記触媒担体 1には，その横断面をハ-カム状に成形したコージェライト担体を用いた。この触媒担体 1には，その軸方向に沿って多数の角状穴 1 1 が設けてある。そして，この角状穴 1 1の間には，その隔壁である多数のハ二カム壁 1 2が形成されている（図 1参照）。また，触媒担体 1には，白金又はパラジウムを主成分とする触媒が担持されている。

また，上記マット状物 2 1を構成する上記無機繊維には，熱によってあまり膨張しないように考慮してある無膨張性の繊維である結晶質アルミナ繊維を用いた。また，上記バインダーには，有機バインダーであるェマルジヨンラテックスを用レヽた。

次に，上記バインダーをマツト状物 2 1に添着する方法について説明する。まずは，マット状物 2 1の表面からバインダー溶液を吹きつけて，その表面からバインダーを浸透させる。そして，その後マツト状物 2 1を乾燥させて，該マツト状物 2 1にバインダーの固形分を添着させる。このようにして，バインダーの添着を行う。なお，上記バインダーの吹き付けの強さを調節することにより，マット状物 2 1の上部，中部，下部におけるバインダーの含有率を調節することができる。次に，上記保持シール材 2の組付方法について説明する。

まずは，上記マット状物 2 1に上記バインダーを添着させて，保持シール材 2とする。また，一方では，上記触媒担体 1に上記触媒を担持させておく。次に，触媒担体 1に，保持シール材 2をその上部 2 1 1が外周側になるようにして巻き付け（図 2 (A) , 図 2 ( B ) 参照），その巻き付けを行った一体品 2 0をシェル 9 5の内部に配置する（図 3参照）。このようにして，保持シール材 2の,钽み付けを行い，シェル 9 5の両端にそれぞれ入口接続部 9 7，出口接続部 9 8を溶接を行うことにより結合する（図 4参照)。

また，このようにして製作した排気ガス浄化用触媒コンバータ 1 0は，ェンジン 9 2から排出される排気ガスの配管 9 9の途中に配置する。

ところで, 図 5に示すごとく，上記マット状物 2 1には，バインダーを添着させる前にニードルパンチング処理を施している。この-一ドルパンチング処理は，突き刺し方向に往復運動可能なニードルボード 5 1と，この処理を行おうとするマツト状物 2 1の表裏両面を支持する一対の支持板 5 2とを有するニードノレパンチ装置 5によって行われる。

エードルボード 5 1には，マツト状物 2 1に突き刺すための多数のニードノレ 5 3が固定されている。エードル 5 3は，ユードルボード 1 0 0 c m²の中に約 5 0 0個の密度で固定されている。また，支持板 5 2には，ユードノレ用の通過穴 5 2 0が設けられている。

そして，一対の支持板 5 2の間にマット状物 2 1を通過させると共に，二一ドルボード 5 1を往復運動させると，マット状物 2 1に-一ドル 5 3が突き刺さり，マツト状物 2 1内の無機繊維同士に絡み合いが形成される。

次に，本例の作用効果につき説明する。

本例においては，上記バインダーの添着は，上記保持シール材 2における表面に露出する部分である上記上部 2 1 1及ぴ下部 2 1 3に集中的に行う。つまり，保持シール材 2における外部に曝される表面は，上記バインダ一の固形分に覆われる。そのため，糸状体で比重が軽い無機繊維が，保持シール材 2の表面から空中に飛散してしまうことを防止することができる。そのため，保持シール材 2を上記触媒担体 1及びシェル 9 5に組み付ける際に，無機繊維がほとんど飛散することがないので，作業者は防塵マスク等をつけなくても，快適に作業を行うことができる。それ故，上記組み付け作業を行う作業場の作業環境を良好に保つことができる。

また，ニードルパンチング処理を行ったマット状物 2 1は，可撓性が改善されて，上記触媒担体 1に容易に巻き付けることができるようになるが，一方では，マット状物 2 1の表面には，折れ曲がって短くなつた無機繊維が残留することがある。そして，この残留した短い無機繊維は，上記マット状物 2 1の組み付けを行う際に，空中に飛散しやすくなつている。

従って，エードルパンチング処理を行った場合には，上記のごとく，マツト状物 2 1にバインダーを添着させることにより，可撓性に優れると共に，上記残留した短い無機繊維が空中に飛散することを防止することができる保持シーノレ材 2を形成することができる。

実施例 2

本例においては，上記マツト状物 2 1に含まれる無機繊維の空中への飛散のしにくさを確かめるために，以下のような落下試験を行った。

即ち，この落下試験では，異なるバインダーを添着させたマット状物 2 1 (発明品 1， 2 ) 及びバインダーを添着させていないマット状物 2 1 (比較品）を用い，それらを 5 0 O mmの高さから 1◦回落下させる。そして，その落下させた後のマット状物 2 1の重量減少率を確認することで，マット状物 2 1における無機繊維の空中への飛散のしにくさを評価した。

(発明品 1 )

組み付け前の自由状態において，嵩密度 0 . 0 5 g / c m³, 厚み 2 5 mm の結晶質アルミナ繊維よりなるマット状物 2 1に，バインダとしてエマルジョンラテックスをマット状物 21全体における量として 1重量。 /₀添着した。また，このバインダーの分布割合は，上部が 45重量％, 中部が 10重量％, 下部が 45重量％とした。そして，このマット状物 21に上記落下試験を行い，上記重量減少率を測定したところ， 0. 002%であった。

なお，この重量減少率 α [%] は，落下前のマット状物 21の重量を W0, 落下後のマット状物 21の重量を Wとして， = ((WO-W) /WO) X I 00 [%] で表される量である。

(発明品 2)

上記発明品 1と同様の結晶質アルミナ繊維のマツト状物 21に，バインダ一としてアルミナゾルをマツト状物 21全体における量として 1重量％添着した。また，このバインダーの分布割合は，発明品 1と同様にした。そして，このマツト状物 21に上記落下試験を行い，上記重量減少率を測定したところ， 0. 003%であった。

(比較品）

上記発明品 1と同様の結晶質アルミナ繊維のマット状物 21に，パインダ一を添着させずに上記落下試験を行った。そして，この場合の上記重量減少率を測定したところ， 0. 312%であった。

このようにして，上記落下試験を行った結果より，上記保持シール材 2であるマット状物 21の上部 21 1及び下部 213に集中して上記バインダーを添着することにより，上記重量減少率を著しく低減させることができることがわかった。そして，この重量減少率は， 0. 2重量％以下であれば，保持シール材 2における無機繊維の空中への飛散を効果的に防止できることがわかった。産業上の利用の可能性

上述のごとく，本発明によれば，表面から無機繊維が飛散することを防止することができ，組み付け時の作業環境を良好に保つことができる排気ガス浄化用触媒コンバータの保持シール材を提供することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 排気ガス浄化用触媒コンバータにおける触媒担体とその外方を覆うシエルとの間に配置される保持シール材において，

該保持シール材は，無機繊維をマット状に配してなるマット状物に 0 . 5 〜 2 0重量％の有機バインダ一又は無機パインダ一からなるバインダーを添着してなると共に，組み付け後の充填密度が 0 . 1〜0 . 6 g / c m³の範囲内になるように調整されており，

かつ，上記マツト状物に添着された上記バインダーの固形分の分布割合を上記マット状物の厚さ方向に上部，中部，下部に 3等分して評価した場合，上記上部及び下部における上記分布割合が上記中部に比べて高いことを特徴とする排気ガス浄化用触媒コンバータの保持シール材。

2 . 請求の範囲 1において，上記上部，中部，下部における上記バインダ一の固形分の分布割合は，上部が 3 5〜5 0重量％, 中部が 0〜3 0重量％, 下部が 3 5〜 5 0重量％であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒コンパ —タの保持シール材。

3 . 請求の範囲 1において，上記マット状物を構成する上記無機繊維は，結晶質ァルミナ繊維，アルミナ一シリカ繊維，シリ力繊維から選択される 1 種又は 2種以上の繊維であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒コンバータの保持シール材。

4 . 請求の範囲 1において，上記保持シール材は， 5 O O mmの高さから 1 0回落下させる落下試験を行った後の重量減少率が 0 . 2重量％以下であることを特徴とする排気ガス浄化用触媒コンバータの保持シール材。