WO2017169619A1 - 触媒コンバーター用保持材、触媒コンバーター用保持材の製造方法、触媒コンバーターおよび触媒コンバーターの製造方法 - Google Patents

触媒コンバーター用保持材、触媒コンバーター用保持材の製造方法、触媒コンバーターおよび触媒コンバーターの製造方法 Download PDF

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WO2017169619A1
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holding material
catalytic converter
fibers
catalyst carrier
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章裕 中島
和俊 磯村
純 及川
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Nichias Corp
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Nichias Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors

Definitions

  • the present invention relates to a holding material for a catalytic converter, a method for manufacturing a holding material for a catalytic converter, a catalytic converter, and a manufacturing method of a catalytic converter.
  • Vehicles such as automobiles are loaded with exhaust gas purifying catalytic converters in order to remove harmful components such as carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides contained in the exhaust gas of the engine.
  • a catalytic converter is generally mounted on a catalyst carrier 1 that is formed in a cylindrical shape, a metal casing 2 that accommodates the catalyst carrier 1, and a catalyst carrier 1, as shown in a sectional view in FIG.
  • the holding member 3 is interposed in the gap between the catalyst carrier 1 and the casing 2.
  • the catalyst carrier 1 for example, a noble metal catalyst or the like supported on a cylindrical honeycomb formed body made of, for example, cordierite is generally used. Therefore, the catalyst carrier 1 is held in the gap between the catalyst carrier 1 and the casing 2.
  • the material 3 has high-temperature heat resistance, a function of safely holding the catalyst carrier 1 so that the catalyst carrier 1 does not collide with the casing 2 due to vibration or the like during driving of the automobile, and the catalyst carrier 1 and the casing. 2 is required to have a function of sealing so that unpurified exhaust gas does not leak from the gap (see, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-286837)).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-286837
  • the alumina fiber constituting the catalyst converter holding material is excellent in heat resistance and elastic recovery, when used as a material for the catalyst converter holding material, it has excellent catalyst carrier holding performance and exhaust gas sealing performance. It can be demonstrated.
  • ceramic fibers such as alumina fibers excellent in heat resistance and the like have been indispensable as a constituent material of a holding material for catalytic converters used at high temperatures.
  • ceramic fibers such as alumina fibers are generally expensive, the cost of the catalytic converter holding material tends to increase.
  • the catalytic converter holding material when used for a long period of time, it is easily eroded (wind eroded) by the unpurified exhaust gas, and the catalyst carrier is easily deteriorated in the casing. Therefore, it is easy to reduce the sealability and the like, and therefore, it is difficult to be affected by such erosion and has excellent durability and excellent catalytic converter retention.
  • the present invention is excellent in heat resistance, can exhibit excellent durability even when used for a long period of time, and has excellent retention that can be manufactured at low cost, and the catalytic converter
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a holding material, a catalytic converter, and a method for producing a catalytic converter.
  • a catalyst converter holding material disposed in a gap between a catalyst carrier and a casing containing the catalyst carrier, the alumina fiber It includes a skeletal fiber composed of one or more fibers selected from mullite fiber, alumina silicate fiber, silica fiber, and biosoluble fiber, and includes a fiber assembly in which a glass melt is dispersed. It has been found that the above technical problem can be solved by the support material for the catalytic converter fixed by the melt, and the present invention has been completed based on this finding.
  • the present invention (1) A catalytic converter holding material disposed in a gap between a catalyst carrier and a casing containing the catalyst carrier, and is selected from alumina fiber, mullite fiber, alumina silicate fiber, silica fiber, and biosoluble fiber. Containing skeletal fibers composed of one or more kinds of fibers, and comprising a fiber assembly in which glass melt is dispersed inside, A holding material for a catalytic converter, characterized in that the skeletal fibers are fixed to each other by the glass melt, (2) The holding material for a catalytic converter according to the above (1), wherein the glass melt is a glass fiber melt having a softening point of 700 to 1000 ° C.
  • a method for producing a holding material for a catalytic converter which is heat-treated at a temperature equal to or higher than the softening point of the glass fiber, (7) including a catalyst carrier, a casing for housing the catalyst carrier, and a catalyst converter holding material disposed between the catalyst carrier and the casing,
  • the catalyst converter holding material includes a skeletal fiber composed of one or more fibers selected from alumina fiber, mullite fiber, alumina silicate fiber, silica fiber and biosoluble fiber, and a fiber assembly in which a glass melt is dispersed inside Consist of body, The skeletal fibers are fixed to each other by the glass melt, and the skeleton fibers and the casing are fixed to each other by the glass melt at the interface with the casing.
  • the wet molded body or a dried product of the wet molded body is heat-treated at a temperature equal to or higher than the softening point of the glass fiber in a state of being disposed in a gap between the catalyst carrier and a casing housing the catalyst carrier.
  • a method for producing a catalytic converter is provided.
  • the holding material for the catalytic converter is made of a mat-like material including a fiber-fixed material in which the glass melt is dispersed between the skeleton fibers and the skeleton fibers are fixed to each other by the glass melt.
  • the skeletal fibers can exhibit excellent heat resistance, and the skeletal fibers are firmly fixed to each other by the glass melt, so that the skeletal fibers are firmly fixed to each other and exhibit excellent durability. it can.
  • it is excellent in heat resistance, can exhibit excellent durability even when used for a long time, and has excellent retention properties that can be manufactured at a low cost.
  • maintenance material for catalytic converters, the catalytic converter, and the manufacturing method of a catalytic converter can be provided.
  • the holding material for a catalytic converter according to the present invention is a holding material for a catalytic converter disposed in a gap between a catalyst carrier and a casing that houses the catalyst carrier, and includes alumina fiber, mullite fiber, alumina silicate fiber, and silica fiber. And a skeleton fiber composed of one or more fibers selected from biosoluble fibers, a fiber assembly in which a glass melt is dispersed inside, and the skeleton fibers are fixed to each other by the glass melt. It is a feature.
  • the holding material for a catalytic converter according to the present invention is selected from (1) alumina fiber, (2) mullite fiber, (3) alumina silicate fiber, (4) silica fiber, and (5) biosoluble fiber as the skeleton fiber. 1 type or 2 types or more chosen from the said fiber are included.
  • the alumina fiber means an amorphous fiber or a polycrystalline fiber mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ), and Al 2 O 3 is contained in an amount of 90 to 99 mass. %, 1 to 10% by mass of SiO 2 is preferred, 95 to 99% by mass of Al 2 O 3 and 1 to 5% by mass of SiO 2 are more preferred, and 97% of Al 2 O 3 is preferred. More preferably, it contains ⁇ 99 mass% and SiO 2 contains 1 to 3 mass%.
  • the mullite fiber means an amorphous fiber or a polycrystalline fiber mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ) and silica (SiO 2 ), and Al 2 O. 3 to 60 to 90% by mass and SiO 2 to 10 to 40% by mass are preferable, Al 2 O 3 to 70 to 85% by mass, and SiO 2 to 15 to 30% by mass are more preferable, More preferably, it contains 72 to 80% by mass of Al 2 O 3 and 20 to 28% by mass of SiO 2 .
  • the alumina silicate fiber means an amorphous fiber or a polycrystalline fiber containing alumina (Al 2 O 3 ) and silica (SiO 2 ) as main components, and Al 2 Those containing 30 to 60% by mass of O 3 and 40 to 70% by mass of SiO 2 are preferred, and those containing 35 to 60% by mass of Al 2 O 3 and 40 to 65% by mass of SiO 2 are more preferred. More preferably, Al 2 O 3 is contained in an amount of 40 to 60% by mass and SiO 2 is contained in an amount of 40 to 60% by mass.
  • the silica fiber means an amorphous fiber or a polycrystalline fiber mainly composed of silica (SiO 2 ), and contains 1 to 20% by mass of Al 2 O 3 .
  • SiO 2 silica
  • the biosoluble fiber is not particularly limited as long as it is an inorganic fiber having solubility (degradability) that is decomposed in vivo, but is provided with in vivo solubility.
  • solubility degradation
  • the dissolution rate in physiological saline at 40 ° C. is 1% by mass or more, and the heat shrinkage rate when heated at 1000 ° C. for 8 hours is 5% or less.
  • Certain inorganic fibers are preferred.
  • the dissolution rate in the said physiological saline shall mean the value measured with the following method. That is, first, 1 g of a sample prepared by pulverizing a biosoluble fiber to 200 mesh or less and 150 mL of physiological saline were placed in an Erlenmeyer flask (volume: 300 mL), placed in an incubator at 40 ° C., and then placed in each Erlenmeyer flask. Filtration is performed by applying horizontal vibration for 50 hours at 120 rpm, and then the elements contained in the filtrate are quantified with an ICP emission spectrometer.
  • the solubility representing the ratio of the amount of the element eluted from the sample before the test into the filtrate (the weight reduction rate of the sample due to dissolution) is obtained. be able to.
  • the skeleton fiber preferably has an average length of 0.1 to 20 mm, more preferably 0.1 to 10 mm, and more preferably 0.1 to 5 mm. Is more preferable.
  • the average length of the skeleton fiber means an arithmetic average value when the length of 100 skeleton fibers is measured with an optical microscope.
  • the skeletal fibers are preferably monofilaments or multifilaments.
  • the fiber assembly constituting the catalyst converter holding material means that the fibers containing the skeleton fibers are arranged so as to cross in one direction or alternately, and the wet molding obtained by the wet manufacturing method is appropriately dried. It is preferable that it has been processed.
  • the holding material for a catalytic converter according to the present invention comprises a fiber assembly in which a glass melt is dispersed inside and skeleton fibers are fixed to each other by the glass melt.
  • the holding material for a catalytic converter according to the present invention is preferably a material in which a glass melt is dispersed throughout the inside of the holding material.
  • the glass melt can be appropriately selected from those having a softening point lower than the melting point of the skeletal fiber, and a glass melt having a softening point of 700 to 1000 ° C. It is preferably a melt, more preferably a glass melt having a softening point of 750 to 950 ° C., and still more preferably a glass melt having a softening point of 800 to 900 ° C. In the holding material for a catalytic converter according to the present invention, the glass melt is more preferably a glass fiber melt having the softening point.
  • Examples of the glass having the softening point include one or more selected from E glass, C glass, S glass, D glass, and the like.
  • the glass fiber when the glass melt is a glass fiber melt, the glass fiber preferably has an average length of 0.1 to 20 mm, preferably 0.1 to 10 mm. Are more preferable, and those having a thickness of 0.1 to 5 mm are more preferable.
  • the average length of the glass fiber means an arithmetic average value when the length of 100 glass fibers is measured with an optical microscope.
  • the glass fiber can take various forms such as monofilament or multifilament, and is a chopped strand obtained by collecting the bundled fiber strands and cutting them into a certain length. Also good.
  • the holding material for a catalytic converter according to the present invention contains 50 to 99.9 parts by mass of the skeleton fiber in a dry state when the total amount of the skeleton fiber and the glass fiber is 100 parts by mass.
  • the content is preferably 60 to 99 parts by mass, more preferably 70 to 90 parts by mass.
  • the holding material for a catalytic converter according to the present invention contains 0.1 to 50 parts by mass of the glass melt in a dry state when the total amount of the skeleton fibers and glass fibers is 100 parts by mass.
  • it contains 1-40 parts by weight, more preferably 10-30 parts by weight.
  • the alumina fibers can be 1 to 99 in a dry state when the total amount of the skeleton fibers is 100% by mass.
  • % By weight, preferably 1 to 99% by weight of biosoluble fiber, more preferably 20 to 80% by weight of alumina fiber, and more preferably 20 to 80% by weight of biosoluble fiber, and 40 to 60% by weight of alumina fiber. %, And more preferably 40 to 60% by mass of the biosoluble fiber.
  • the holding material for a catalytic converter according to the present invention contains the skeletal fiber and the glass melt at the above ratios, excellent heat resistance and durability can be easily exhibited.
  • the glass melt is preferably present at an intersection formed by the skeleton fibers.
  • FIG. 2 is a scanning electron micrograph of an example of the catalytic converter holding material according to the present invention.
  • the catalytic converter holding material according to the present invention is composed of fibrous skeletal fibers. Due to the presence of the glass melt at the intersection formed, the skeletal fibers can be firmly fixed to each other, the strength of the skeletal fibers can be improved, the displacement of the skeletal fibers can be suppressed, and the durability of the catalytic converter can be improved. .
  • the holding material for a catalytic converter according to the present invention is further selected from an organic binder and an inorganic binder as necessary within the range in which the effects of the present invention are exhibited together with the above-mentioned skeleton fiber and glass melt in the fiber assembly.
  • One or more binders may be included.
  • the support material for a catalytic converter according to the present invention preferably contains 80 to 100% by mass, and 85 to 99% by mass of the total amount of the skeletal fiber and the glass melt in a dry state in the fiber assembly. More preferably, it is more preferably 90 to 98% by mass.
  • the content ratio of components other than the skeleton fiber and the glass melt in the fiber assembly is suitably 0 to 20 mass in a dry state. More preferably, it is ⁇ 15% by mass, and further preferably 2 ⁇ 10% by mass.
  • the fiber assembly means that a large number of fibers are intertwined with each other and formed into a certain form such as a plate shape or a sheet shape.
  • the thickness of the fiber assembly is preferably 5 to 20 mm, more preferably 6 to 15 mm, and even more preferably 7 to 10 mm.
  • the fiber assembly constituting the catalyst converter holding material according to the present invention preferably has a bulk density of 0.10 to 0.30 g / cm 3 , preferably 0.13 to 0.25 g / cm 3 . Some are more preferable, and those having 0.15 to 0.20 g / cm 3 are more preferable.
  • the shape of the catalyst converter holding material according to the present invention is not particularly limited, and may be a plate shape or a sheet shape, or may have a shape corresponding to the outer shape of the catalyst carrier to be disposed.
  • the holding material for a catalytic converter according to the present invention comprises a fiber assembly in which an inexpensive glass melt is dispersed between skeletal fibers and the skeletal fibers are fixed to each other by the glass melt. In addition to exhibiting excellent heat resistance, since the skeletal fibers are fixed to each other by the glass melt, excellent durability in which the skeletal fibers are firmly fixed can be exhibited.
  • a catalyst converter holding material excellent in heat resistance capable of exhibiting excellent durability even when used for a long period of time, and having excellent holding ability that can be manufactured at low cost.
  • the catalytic converter holding material according to the present invention can be suitably manufactured by, for example, the following method for manufacturing a catalytic converter holding material according to the present invention.
  • the method for producing a holding material for a catalytic converter according to the present invention is a method for producing a holding material for a catalytic converter according to the present invention, and is selected from alumina fibers, mullite fibers, alumina silicate fibers, silica fibers and biosoluble fibers.
  • the aqueous slurry contains 50 to 99.9 masses of skeletal fibers.
  • Part and glass fiber 0.1 to 50 parts by weight, preferably 60 to 99 parts by weight of skeletal fibers and 1 to 40 parts by weight of glass fibers, more preferably 70 to 90 parts of skeletal fibers. More preferably, it contains 10 parts by mass and 10 to 30 parts by mass of glass fiber.
  • the total amount of the skeleton fibers contained in the aqueous slurry is 100% by mass. 1 to 99% by mass of alumina fiber and 1 to 99% by mass of biosoluble fiber, more preferably 20 to 80% by mass of alumina fiber and 20 to 80% by mass of biosoluble fiber, More preferably, it contains 40 to 60% by mass of alumina fiber and 40 to 60% by mass of biosoluble fiber.
  • the skeleton fiber and the glass fiber are added to an aqueous solvent, and further, a binder such as an organic binder is added to the solvent. May be added.
  • organic binder examples include one or more selected from starch, a polymer flocculant, pulp, and an appropriate emulsion.
  • the kind and amount of the organic binder added to the solvent may be appropriately selected in order to form a floc having a desired size.
  • the organic binder may be added to the aqueous solvent in the form of a solid, or may be added in the form of a suspension or a solution.
  • the aqueous slurry contains 0 to 20 organic binders.
  • the content is preferably 1 part by mass, more preferably 1 to 15 parts by mass, and still more preferably 2 to 10 parts by mass.
  • the material is aggregated in the slurry while providing sufficient bending strength to the resulting dehydrated molded article or paper product, and the floc is produced.
  • the resulting dehydrated molded product or paper product can be made into a low-density and bulky structure and impart sufficient elasticity.
  • the solvent used at the time of slurry formation is not particularly limited, and examples thereof include water and polar organic solvents.
  • water include distilled water, ion-exchanged water, tap water, ground water, and industrial water.
  • polar organic solvents include monovalent alcohols such as ethanol and propanol, and divalents such as ethylene glycol. Can be mentioned.
  • water is preferable in that the working environment is not deteriorated and there is no burden on the environment.
  • the total solid content concentration contained in the slurry is preferably 0.05 to 5% by mass, more preferably 0.1 to 2% by mass, and further preferably 0.2 to 1% by mass. preferable. If the total solid concentration contained in the slurry is less than 0.05% by mass, the amount of the aqueous medium to be removed in the dehydration molding or papermaking process becomes too large, so that the production efficiency tends to decrease, and 5% by mass is reduced. When it exceeds, it will become difficult to disperse
  • the wet slurry is obtained by dehydrating or papermaking the slurry.
  • a dehydration molding method a known method can be adopted, and is not particularly limited.
  • a solvent other than water may be used as a solvent used in forming the aqueous slurry, but it is referred to as dehydration molding, including the case where the solvent other than water is removed and molded.
  • a known method can be adopted, and is not particularly limited.
  • a flow-on method in which a slurry is poured from a flow box onto a belt-like porous carrier a Hatschek papermaking method, and a long-mesh papermaking method
  • the slurry can be continuously made.
  • the lower part of the stirring tank is used. It may be transferred by the dead weight of the aqueous slurry by arranging a mold, a storage tank or the like, or may be transferred using a pump or the like.
  • the wet molded body one having a shape similar to the catalyst converter holding material to be obtained is suitable, and examples thereof include a plate shape, a sheet shape, and a shape corresponding to the outer shape of the catalyst carrier.
  • the wet molded body may be pressed as necessary.
  • the form of the holding material to be obtained is cylindrical
  • the slurry is sucked and dehydrated using a cylindrical mesh member (for example, a cylindrical wire net) and appropriately subjected to the following drying treatment.
  • the cylindrical mesh member may be removed.
  • the wet molded body obtained by the above method is appropriately subjected to a drying treatment.
  • the drying treatment can be performed by a known dryer, and the drying temperature is preferably 100 to 250 ° C, more preferably 150 to 220 ° C, and further preferably 170 to 200 ° C.
  • the drying time is preferably 5 to 60 minutes, more preferably 7 to 30 minutes, and further preferably 9 to 20 minutes.
  • a wet molded body having a desired shape or a dried product may be obtained by further performing a processing such as a punching process as necessary.
  • the wet molded body or the dried product of the wet molded body is heat-treated at a temperature equal to or higher than the softening point of the glass fiber.
  • the heat treatment is preferably performed in a state where the wet molded body or a dried product of the wet molded body is disposed in a gap between the catalyst carrier and a casing housing the catalyst carrier.
  • the above arrangement is performed by appropriately winding the wet molded body or the dried product of the wet molded body around the cylindrical catalyst carrier, and then mounting the cylindrical casing. It can be carried out by accommodating in a halved lower casing, and then stacking an upper casing that is also a halved cylindrical casing and joining them with bolts or the like to form a cylindrical object.
  • the heat treatment can be performed in a known heating furnace, and the heating temperature is not particularly limited as long as the glass fiber melts, but is preferably 700 to 1100 ° C, more preferably 850 to 1000 ° C.
  • the heating time is preferably 1 to 60 minutes, more preferably 1 to 30 minutes, and further preferably 1 to 10 minutes.
  • the wet molded body or a dried processed product of the wet molded body is disposed in a gap between the catalyst carrier and a casing that accommodates the catalyst carrier so as to correspond to a catalytic converter, and further, an automobile.
  • the glass fibers are melted to become a glass melt, and the skeletal fibers can be firmly fixed to each other.
  • the glass melt is present at an intersection formed by fibrous skeletal fibers to firmly fix the skeletal fibers to improve the strength of the skeletal fibers.
  • the durability of the catalytic converter can be improved.
  • a holding material for a catalytic converter having excellent durability and holding property can be produced simply and at low cost in this way. Details of the obtained catalytic converter holding material are as described above.
  • a holding material for a catalytic converter that has excellent heat resistance and can exhibit excellent durability and holding ability even when used for a long period of time.
  • the catalytic converter according to the present invention includes a catalyst carrier, a casing for housing the catalyst carrier, and a catalyst converter holding material disposed between the catalyst carrier and the casing, wherein the catalyst converter holding material is alumina.
  • a skeleton fiber comprising at least one fiber selected from fiber, mullite fiber, alumina silicate fiber, silica fiber and biosoluble fiber, and comprising a fiber assembly in which a glass melt is dispersed therein,
  • the skeletal fibers and the casing are fixed by the glass melt at the interface with the casing, and the skeletal fibers and the catalyst support are fixed at the interface with the catalyst carrier. It is characterized by being fixed by.
  • the details of the catalytic converter holding material are as described in the description of the catalytic converter holding material according to the present invention.
  • the catalyst carrier is not particularly limited, and can be selected from a carrier carrying a known exhaust gas purification catalyst.
  • a cylindrical honeycomb shaped body made of cordierite or the like can be selected.
  • supported the noble metal catalyst etc. can be mentioned.
  • the form of the catalyst carrier is not particularly limited, and examples thereof include a cylindrical shape.
  • the casing is not particularly limited as long as it can accommodate the catalyst carrier and the catalyst converter holding material therein.
  • the form of the casing is not particularly limited, but preferably has a shape corresponding to the shape of the catalyst carrier.
  • the shape of the casing is also preferably cylindrical.
  • the constituent material of the casing is not particularly limited as long as it has desired heat resistance, and is appropriately selected from known ones. Usually, it is appropriately selected from those made of metal such as stainless steel and iron.
  • the support material for the catalytic converter is made of a fiber assembly, and the fiber assembly fixes the skeletal fibers to each other, and fixes the skeletal fibers and the casing. Since the glass melt contains a glass melt that fixes the catalyst carrier, the glass melt bonds not only the skeletal fibers but also the skeletal fibers and the casing, and the skeleton fibers and the catalyst, thereby strengthening the catalyst carrier and the casing. Can be fixed to.
  • a catalytic converter that is excellent in heat resistance, can exhibit excellent durability even when used for a long time, and can be manufactured at low cost.
  • the catalytic converter according to the present invention can be suitably manufactured by the following catalytic converter manufacturing method.
  • the method for producing a catalytic converter according to the present invention is a method for producing a catalytic converter comprising a catalyst carrier, a casing for housing the catalyst carrier, and a catalyst converter holding material disposed between the catalyst carrier and the casing.
  • An aqueous slurry containing skeletal fiber and glass fiber made of one or more fibers selected from alumina fiber, mullite fiber, alumina silicate fiber, silica fiber and biosoluble fiber, is wet by suction dehydration molding or paper making After obtaining the shaped body, the temperature above the softening point of the glass fiber in a state where the wet shaped body or the dried product of the wet shaped body is disposed in the gap between the catalyst carrier and the casing containing the catalyst carrier. It is characterized by heat-treating.
  • the method for producing a catalytic converter according to the present invention is the method for producing a holding material for a catalytic converter according to the present invention, in which a wet molded body or a dried product of the wet molded body is prepared, and then the wet molded body or the wet molded body is dried. Except that it is indispensable to heat-treat the treated product in a state corresponding to the catalytic converter to be obtained by disposing the treated product in the gap between the catalyst carrier and the casing containing the catalyst carrier.
  • This is the same as the method for manufacturing the catalyst converter holding material, and the details thereof are as described in the description of the method for manufacturing the catalyst converter holding material according to the present invention.
  • the glass fibers are melted to become a glass melt.
  • the glass melt firmly bonds the skeleton fibers to each other, and fixes the skeleton fibers and the casing at the interface with the casing.
  • the skeletal fiber and the catalyst carrier are fixed at the interface with the carrier, thereby improving the strength of the skeletal fiber and highly suppressing the displacement of the skeletal fiber, thereby improving the durability of the catalytic converter.
  • Example 1 Forming material for holding material for catalytic converter Made of E-glass (softening point 840 ° C.) with respect to 50 parts by mass of alumina fiber (Al 2 O 3 content ratio 96 mass%, SiO 2 content ratio 4 mass%) as a skeleton fiber
  • An aqueous slurry (solid content concentration: 1.0% by mass) was prepared by dispersing 50 parts by mass of glass fiber and 10 parts by mass of an acrylic resin as an organic binder in water.
  • the aqueous slurry is poured into a dehydrating mold having a metal net at the bottom, and after dehydrating to obtain a wet molded body, the entire obtained wet molded body is compressed so that its thickness is uniform.
  • a catalyst converter holding material forming material (length 375 mm, width 80 mm, thickness 7.4 mm, surface density 1224 g / m 2 ) was obtained.
  • a catalytic converter having the catalytic converter holding material 3 having the cross-sectional shape shown in FIG. 1 was produced. That is, a cylindrical ceramic catalyst carrier having an outer diameter of 110 mm is used as the catalyst carrier 1, and the catalyst converter holding material is formed on the outer surface of the catalyst carrier (length 375 mm, width 80 mm, thickness 7.4 mm, surface density). 1224 g / m 2 ) was wound to prepare an assembly. Next, a cylindrical hollow stainless steel casing having an inner diameter of 118 mm is used as the casing 2 and the assembly is inserted from one end in the longitudinal direction of the casing in a compressed state of the holding material wound around the surface.
  • FIG. 2 shows an electron micrograph of the catalytic converter holding material 3 observed at a magnification of 1000 using a scanning electron microscope. As shown in FIG.
  • the skeletal fibers are fixed to each other due to the presence of a glass fiber melt at the intersection formed by the alumina fibers that are the skeleton fibers.
  • the catalyst converter holding material 3 has an alumina fiber which is a skeleton fiber at the interface with the casing 2 and the casing 2 fixed by a glass fiber melt, and an alumina fiber which is a skeleton fiber at the interface with the catalyst carrier 1. And the catalyst carrier 1 were fixed by a melt of glass fiber.
  • Example 1 In the process of “2. Production of holding material for catalytic converter and catalytic converter” in Example 1, the heat treatment temperature in the electric furnace was changed from 900 ° C. to 700 ° C. (which is a temperature lower than the softening point of the glass fiber). Except for the above, the same treatment as in Example 1 was carried out to produce a catalytic converter in which a catalyst converter holding material 3 was interposed between the catalyst carrier 1 and the casing 2.
  • Example 2 The catalyst carrier 1 and the casing were treated in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment in the electric furnace was not performed in the “2. Preparation of catalyst converter holding material and catalyst converter” step of Example 1. A catalytic converter having a catalytic converter holding material 3 interposed between the two was produced.
  • Example 2 In the “1. Preparation of catalyst converter holding material forming material” step of Example 1, as an aqueous slurry, an alumina fiber (Al 2 O 3 content ratio 96 mass%, SiO 2 content ratio 4 mass%) 70 as a skeletal fiber An aqueous slurry prepared by dispersing 30 parts by mass of glass fiber made of E-glass (softening point 840 ° C.) and 10 parts by mass of an acrylic resin as an organic binder in water (solid content concentration 1.0). Except for the use of (mass%), the same steps as in Example 1 were carried out: “1. Preparation of holding material for catalytic converter holding material” step and “2.
  • a catalytic converter in which a catalytic converter holding material 3 was interposed between the catalyst carrier 1 and the casing 2 was produced.
  • the catalyst converter holding material 3 had a thickness of 4 mm and a bulk density of 0.3 g / cm 3 .
  • the catalytic converter holding material 3 has a glass fiber melt at the intersection formed by the alumina fibers which are the skeleton fibers. As a result, the skeleton fibers were fixed to each other.
  • the catalyst converter holding material 3 has an alumina fiber which is a skeleton fiber at the interface with the casing 2 and the casing 2 fixed by a glass fiber melt, and an alumina fiber which is a skeleton fiber at the interface with the catalyst carrier 1. And the catalyst carrier 1 were fixed by a melt of glass fiber.
  • Example 3 In the process of “2. Production of holding material for catalytic converter and catalytic converter” in Example 2, the heat treatment temperature in the electric furnace was changed from 900 ° C. to 700 ° C. (which is lower than the softening point of the glass fiber). Except for the above, the same treatment as in Example 2 was carried out to produce a catalytic converter in which a catalytic converter holding material 3 was interposed between the catalyst carrier 1 and the casing 2.
  • Example 4 The catalyst carrier 1 and the casing were treated in the same manner as in Example 2 except that the heat treatment in the electric furnace was not performed in the “2. Production of catalyst converter holding material and catalyst converter” step of Example 2. A catalytic converter having a catalytic converter holding material 3 interposed between the two was produced.
  • Example 3 In the “1. Preparation of forming material for catalyst converter holding material” step of Example 1, alumina fibers (Al 2 O 3 content: 96% by mass, SiO 2 content: 4% by mass) 90 as an aqueous slurry An aqueous slurry prepared by dispersing 10 parts by mass of glass fiber made of E-glass (softening point 840 ° C.) and 10 parts by mass of an acrylic resin, which is an organic binder, in water (solid content concentration 1.0). Except for the use of (mass%), the same steps as in Example 1 were carried out: “1. Preparation of holding material for catalytic converter holding material” step and “2.
  • a catalytic converter in which a catalytic converter holding material 3 was interposed between the catalyst carrier 1 and the casing 2 was produced.
  • the catalyst converter holding material 3 had a thickness of 4 mm and a bulk density of 0.3 g / cm 3 .
  • the catalytic converter holding material 3 has a glass fiber melt at the intersection formed by the alumina fibers which are the skeleton fibers. As a result, the skeleton fibers were fixed to each other.
  • the catalyst converter holding material 3 has an alumina fiber which is a skeleton fiber at the interface with the casing 2 and the casing 2 fixed by a glass fiber melt, and an alumina fiber which is a skeleton fiber at the interface with the catalyst carrier 1. And the catalyst carrier 1 were fixed by a melt of glass fiber.
  • Example 7 (Comparative Example 7) In “1. Preparation of forming material for holding material for catalytic converter” in Example 1, as an aqueous slurry, alumina fiber (Al 2 O 3 content ratio 96 mass%, SiO 2 content ratio 4 mass%) 100 mass as a skeletal fiber Except for using an aqueous slurry (solid content concentration of 1.0% by mass) prepared by dispersing 10 parts by mass of an acrylic resin, which is an organic binder, in water, in the same manner as in Example 1, “1. The catalyst converter holding material 3 is interposed between the catalyst carrier 1 and the casing 2 by performing the steps of “preparation of forming material for catalyst converter holding material” and “2. production of catalyst converter holding material and catalyst converter”. A catalytic converter was prepared.
  • alumina fiber Al 2 O 3 content: 96 mass%, SiO 2 content: 4 mass% 100 as an aqueous slurry is used as the aqueous slurry.
  • An aqueous slurry (solid content concentration: 1.0% by mass) prepared by dispersing 10 parts by mass of an acrylic resin, which is an organic binder, in water with respect to parts by mass, and further “2.
  • Retaining material for catalytic converter and catalytic converter The catalytic converter was processed in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment in the electric furnace was not performed in the step of “Preparation”, and the catalytic converter holding material 3 was interposed between the catalyst carrier 1 and the casing 2. Was made.
  • the catalyst converter holding material forming materials obtained in the steps of “1. Preparation of catalyst converter holding material forming material” in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 9 were used in each Example or Comparative Example. After processing under the heating conditions (heating at 900 ° C. for 30 minutes, heating at 700 ° C. for 30 minutes or non-heating) in the “2. Production of catalytic converter holding material and catalytic converter” step in the example, the bulk density is 0 The initial surface pressure was measured by compressing at a speed of 10 mm / min until reaching 30 g / cm 3 . The results are shown in Table 1.
  • the holding power of the catalytic converter holding material 3 in the catalytic converter is as follows. It measured by the method of. That is, in the catalytic converters obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 9, the initial surface pressure value at the compression bulk density (0.30 g / cm 3 ) measured by the method described above and The holding force (N) was calculated from the product of the coefficient of friction and the area of the holding material 3 (375 mm ⁇ 80 mm). The results are shown in Table 1.
  • the holding material for catalytic converters containing selenium tends to have a lower initial surface pressure of the holding material, and is obtained in Examples 1 to 3 obtained by heat treatment at a temperature above the softening point of the glass fiber.
  • the catalytic converter holding material has an initial surface pressure higher than that of the catalytic converter holding materials obtained in Comparative Examples 1, 3 and 5 obtained by heat treatment at a temperature lower than the softening point of the glass fiber. It tends to be even lower.
  • the catalytic converter holding material containing glass fibers obtained in Examples 1 to 3 is composed of a fiber assembly containing a specific skeleton fiber and a glass melt, and the skeleton fibers are composed of the above-mentioned skeleton fibers.
  • the skeletal fibers that are fixed by the glass melt and that constitute the holding material are further fixed to the catalyst carrier and the casing, so that the skeleton fibers are firmly fixed to each other, the skeleton fibers and the catalyst carrier, and the skeleton fibers and the casing. Therefore, it has a high coefficient of friction, compensates for a decrease in initial surface pressure, has a high holding power, has excellent heat resistance, and can exhibit excellent durability even when used for a long time. I understand.
  • the catalytic converters obtained in Comparative Examples 1 to 6 were produced by heat treatment at a temperature lower than the softening point of the glass constituting the glass fiber or without heat treatment. Since the catalytic converters obtained in Comparative Examples 7 to 9 were prepared without using glass fibers, the skeletal fibers constituting the catalytic converter holding material were fixed by the glass melt. In addition, since the skeletal fibers that make up the holding material for the catalytic converter are not fixed to the catalyst carrier or casing, the holding force and the coefficient of friction are low, and the durability is poor when used for a long time. It turns out that it is.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in heat resistance, and can show the outstanding durability even if it is used for a long period of time, and also the holding
  • the said catalytic converter It is possible to provide a method for producing a holding material, a catalytic converter, and a method for producing a catalytic converter.

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Abstract

耐熱性に優れ、長期間使用した場合であっても優れた耐久性を発揮し得るとともに、低コストに製造可能な保持性に優れた触媒コンバーター用保持材を提供する。　触媒担体と当該触媒担体を収容するケーシングとの間隙に配設される触媒コンバーター用保持材であって、アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維を含むとともに、内部にガラス溶融物が分散した繊維集成体からなり、前記骨格繊維同士が前記ガラス溶融物により固着されていることを特徴とする触媒コンバーター用保持材である。

Description

触媒コンバーター用保持材、触媒コンバーター用保持材の製造方法、触媒コンバーターおよび触媒コンバーターの製造方法
　本発明は、触媒コンバーター用保持材、触媒コンバーター用保持材の製造方法、触媒コンバーターおよび触媒コンバーターの製造方法に関する。
　自動車等の車両には、そのエンジンの排気ガス中に含まれる一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物等の有害成分を除去するために、排気ガス浄化用触媒コンバーターが積載されている。このような触媒コンバーターは、一般に、図１に断面図で示すように、筒状に形成された触媒担体１と、触媒担体１を収容する金属製のケーシング２と、触媒担体１に装着されて触媒担体１とケーシング２との間隙に介装される保持材３とから構成されている。
　触媒担体１としては、例えばコージェライト等からなる円筒状のハニカム状成形体に貴金属触媒等が担持されたものが一般的であるため、触媒担体１とケーシング２との間隙に介装される保持材３には、高温耐熱性を有するとともに、自動車の走行中に振動等によって触媒担体１がケーシング２に衝突して破損しないように触媒担体１を安全に保持する機能と、触媒担体１とケーシング２との間隙から未浄化の排気ガスが漏れないようにシールする機能とを兼ね備えることが必要とされている（例えば、特許文献１（特開２００３－２８６８３７号公報）参照）。
　そこで、従来より、アルミナ繊維等のセラミック繊維を単独であるいは混合し、所定厚でマット状に集成した保持材が提案されるようになっている。
特開２００３－２８６８３７号公報
　上記触媒コンバーター用保持材を構成するアルミナ繊維は、耐熱性および弾性回復力に優れることから、触媒コンバーター用保持材の構成材として使用した場合に、優れた触媒担体保持性能及び排気ガスシール性能を発揮することができる。
　従来より、高温下で使用する触媒コンバーター用保持材の構成材料として、耐熱性等に優れたアルミナ繊維等のセラミック繊維は必須とされてきた。
　しかしながら、アルミナ繊維等のセラミック繊維は、一般に高価であることから触媒コンバーター用保持材の高コスト化を招き易い。
　また、本発明者等の検討によれば、触媒コンバーター用保持材は、長期間使用した場合には、未浄化の排気ガスによって浸食（風食）されて劣化し易くなり、触媒担体がケーシング内で位置ずれを生じてシール性等を低下させ易くなることから、かかる浸食を受け難く耐久性に優れ、触媒コンバーターの保持性に優れたものが求められるようになっていた。
　従って、本発明は、耐熱性に優れ、長期間使用した場合であっても優れた耐久性を発揮し得るとともに、低コストに製造可能な保持性に優れた触媒コンバーター用保持材、当該触媒コンバーター用保持材の製造方法、触媒コンバーターおよび触媒コンバーターの製造方法を提供することを目的とするものである。
　上記目的を達成するために、本発明者等が鋭意検討を行った結果、触媒担体と当該触媒担体を収容するケーシングとの間隙に配設される触媒コンバーター用保持材であって、アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維を含むとともに、内部にガラス溶融物が分散した繊維集成体からなり、前記骨格繊維同士が前記ガラス溶融物により固着されている触媒コンバーター用保持材により、上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は、
（１）触媒担体と当該触媒担体を収容するケーシングとの間隙に配設される触媒コンバーター用保持材であって、アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維を含むとともに、内部にガラス溶融物が分散した繊維集成体からなり、
　前記骨格繊維同士が前記ガラス溶融物により固着されていることを特徴とする触媒コンバーター用保持材、
（２）前記ガラス溶融物が、軟化点７００～１０００℃のガラス繊維の溶融物である上記（１）に記載の触媒コンバーター用保持材、
（３）前記骨格繊維とガラス繊維との合計量を１００質量部としたときに、前記骨格繊維を５０～９９．９質量部、ガラス溶融物を０．１～５０質量部含む上記（１）または（２）に記載の触媒コンバーター用保持材、
（４）前記ガラス溶融物が前記骨格繊維同士の成す交点に存在している上記（１）～（３）のいずれかに記載の触媒コンバーター用保持材、
（５）前記触媒担体の外形形状と対応した形状を有する上記（１）～（４）のいずれかに記載の触媒コンバーター用保持材、
（６）上記（１）～（５）のいずれかに記載の触媒コンバーター用保持材を製造する方法であって、
　アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維とガラス繊維とを含有する水性スラリーを、吸引脱水成形または抄造して湿潤成形体を得た後、前記ガラス繊維の軟化点以上の温度で加熱処理する
ことを特徴とする触媒コンバーター用保持材の製造方法、
（７）触媒担体と、当該触媒担体を収容するケーシングと、前記触媒担体およびケーシング間に配設される触媒コンバーター用保持材とを含み、
　前記触媒コンバーター用保持材が、アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維を含むとともに、内部にガラス溶融物が分散した繊維集成体からなり、
　前記骨格繊維同士が前記ガラス溶融物により固着されているとともに、前記ケーシングとの界面において前記骨格繊維と前記ケーシングとがガラス溶融物により固着され、前記触媒担体との界面において前記骨格繊維と触媒担体とがガラス溶融物により固着されている
ことを特徴とする触媒コンバーター、
（８）触媒担体と、当該触媒担体を収容するケーシングと、前記触媒担体およびケーシング間に配設される触媒コンバーター用保持材とを含む上記（７）に記載の触媒コンバーターを製造する方法であって、
　アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維とガラス繊維とを含有する水性スラリーを、吸引脱水成形または抄造して湿潤成形体を得た後、
　当該湿潤成形体または当該湿潤成形体の乾燥処理物を前記触媒担体と前記触媒担体を収容するケーシングとの間隙に配設した状態で前記ガラス繊維の軟化点以上の温度で加熱処理する
ことを特徴とする触媒コンバーターの製造方法
を提供するものである。
　本発明によれば、触媒コンバーター用保持材が、骨格繊維間にガラス溶融物が分散しており、骨格繊維同士がガラス溶融物により固着された繊維固着物を含むマット状物からなるものであることにより、前記骨格繊維によって優れた耐熱性を発揮し得るとともに、骨格繊維同士がガラス溶融物によって固着されているために、骨格繊維同士が強固に固定された優れた耐久性を発揮することができる。
　このため、本発明によれば、耐熱性に優れ、長期間使用した場合であっても優れた耐久性を発揮し得るとともに、低コストに製造可能な保持性に優れた触媒コンバーター用保持材、当該触媒コンバーター用保持材の製造方法、触媒コンバーターおよび触媒コンバーターの製造方法を提供することができる。
従来および本発明に係る触媒コンバーター用保持材を装着した触媒コンバーターの例を模式的に示す断面図である。 本発明に係る触媒コンバーター用保持材の内部構造を示す走査型電子顕微鏡写真（１０００倍拡大写真）を示す図である。
　先ず、本発明に係る触媒コンバーター用保持材について説明する。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材は、触媒担体と当該触媒担体を収容するケーシングとの間隙に配設される触媒コンバーター用保持材であって、アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維を含むとともに、内部にガラス溶融物が分散した繊維集成体からなり、前記骨格繊維同士が前記ガラス溶融物により固着されていることを特徴とするものである。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材は、骨格繊維として、（１）アルミナ繊維、（２）ムライト繊維、（３）アルミナシリケート繊維、（４）シリカ繊維および（５）生体溶解性繊維から選ばれる一種か、または上記繊維から選ばれる二種以上を含む。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材において、アルミナ繊維とは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする非晶質繊維または多結晶質繊維を意味し、Ａｌ２Ｏ３を９０～９９質量％、ＳｉＯ２を１～１０質量％含むものが好適であり、Ａｌ２Ｏ３を９５～９９質量％、ＳｉＯ２を１～５質量％含むものがより好適であり、Ａｌ２Ｏ３を９７～９９質量％、ＳｉＯ２を１～３質量％含むものがさらに好適である。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材において、ムライト繊維とは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）およびシリカ（ＳｉＯ２）を主成分とする非晶質繊維または多結晶質繊維を意味し、Ａｌ２Ｏ３を６０～９０質量％、ＳｉＯ２を１０～４０質量％含むものが好適であり、Ａｌ２Ｏ３を７０～８５質量％、ＳｉＯ２を１５～３０質量％含むものがより好適であり、Ａｌ２Ｏ３を７２～８０　質量％、ＳｉＯ２を２０～２８質量％含むものがさらに好適である。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材において、アルミナシリケート繊維とは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）およびシリカ（ＳｉＯ２）を主成分とする非晶質繊維または多結晶質繊維を意味し、Ａｌ２Ｏ３を３０～６０質量％、ＳｉＯ２を４０～７０質量％含むものが好適であり、Ａｌ２Ｏ３を３５～６０質量％、ＳｉＯ２を４０～６５質量％含むものがより好適であり、Ａｌ２Ｏ３を４０～６０質量％、ＳｉＯ２を４０～６０質量％含むものがさらに好適である。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材において、シリカ繊維とは、シリカ（ＳｉＯ２）を主成分とする非晶質繊維または多結晶質繊維を意味し、Ａｌ２Ｏ３を１～２０質量％、ＳｉＯ２を８０～９９質量％含むものが好適であり、Ａｌ２Ｏ３を１～１０質量％、ＳｉＯ２を９０～９９質量％含むものがより好適であり、Ａｌ２Ｏ３を１～５質量％、ＳｉＯ２を９５～９９質量％含むものがさらに好適である。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材において、生体溶解性繊維としては、生体内で分解される溶解性（分解性）を有する無機繊維であれば特に限定されないが、生体内での溶解性が付与された人造非晶質無機繊維を挙げることができ、例えば、４０℃における生理食塩水中の溶解率が１質量％以上であり、１０００℃で８時間加熱した場合の加熱収縮率が５％以下である無機繊維が好ましい。
　なお、本出願書類において、上記生理食塩水中の溶解率は、以下の方法で測定した値を意味するものとする。
　すなわち、まず、生体溶解性繊維を２００メッシュ以下に粉砕して調製された試料１ｇおよび生理食塩水１５０ｍＬを三角フラスコ（容積３００ｍＬ）に入れ、４０℃ のインキュベーターに設置した後、上記三角フラスコに毎分１２０回転で５０時間水平振動を加えて濾過し、次いで濾液に含有されている元素をＩＣＰ発光分析装置により定量する。この定量された元素含有量、試験前の試料組成および試験前の試料重量に基づいて試験前の試料から濾液中に溶出した元素量の割合（溶解による試料の重量減少率）を表す溶解度を求めることができる。
　また、本出願書類において、加熱収縮率は、以下の方法で測定した値を意味するものとする。
　すなわち、測定試料を電気炉中１０００℃で８時間加熱し、加熱前後の試料の長さを測定し、加熱前の試料の長さをＬ１ｍｍ、加熱後の長さをＬ２ｍｍとしたときに、次式により求める。
  加熱線収縮率（％）＝｛（Ｌ１－Ｌ２）／Ｌ１｝×１００
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材において、骨格繊維は、平均長さが０．１～２０ｍｍであるものが好ましく、０.１～１０ｍｍであるものがより好ましく、０．１～５ｍｍであるものがさらに好ましい。
　上記骨格繊維の平均長さは、骨格繊維１００本の長さを光学顕微鏡で測定したときの算術平均値を意味する。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材において、骨格繊維は、モノフィラメントまたはマルチフィラメントであることが好ましい。
　また、触媒コンバーター用保持材を構成する繊維集成体は、骨格繊維を含む繊維を一方向または交互に交差するように配設したものを意味し、湿式製法により得られた湿式成形物を適宜乾燥処理したものであることが好ましい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材は、内部にガラス溶融物が分散しており、骨格繊維同士がガラス溶融物により固着された繊維集成体からなる。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材は、保持材の内部全体にガラス溶融物が分散したものであることが好ましい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材において、ガラス溶融物としては、その軟化点が骨格繊維の融点よりも低い軟化点を有するものから適宜選択することができ、軟化点７００～１０００℃のガラスの溶融物であることが好ましく、軟化点７５０～９５０℃のガラスの溶融物であることがより好ましく、軟化点８００～９００℃のガラスの溶融物であることがさらに好ましい。
　また、本発明に係る触媒コンバーター用保持材において、ガラス溶融物としては、上記軟化点を有するガラス繊維の溶融物であることがより好ましい。
　上記軟化点を有するガラスとしては、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ｄガラス等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材において、ガラス溶融物がガラス繊維の溶融物である場合、係るガラス繊維は、平均長さが、０．１～２０ｍｍであるものが好ましく、０．１～１０ｍｍであるものがより好ましく、０．１～５ｍｍであるものがさらに好ましい。
　上記ガラス繊維の平均長さは、ガラス繊維１００本の長さを光学顕微鏡で測定したときの算術平均値を意味する。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材において、ガラス繊維は、モノフィラメントまたはマルチフィラメント等の種々の形態を採ることができ、集束された繊維ストランドを集めて一定の長さに切断したチョップドストランドであってもよい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材は、上記骨格繊維とガラス繊維との合計量を１００質量部とした場合に、上記骨格繊維を、乾燥状態で、５０～９９．９質量部含むものであることが好ましく、６０～９９質量部含むものであることがより好ましく、７０～９０質量部含むものであることがさらに好ましい。
　また、本発明に係る触媒コンバーター用保持材は、上記骨格繊維とガラス繊維との合計量を１００質量部とした場合に、上記ガラス溶融物を、乾燥状態で、０．１～５０質量部含むものであることが好ましく、１～４０質量部含むものであることがより好ましく、１０～３０質量部含むものであることがさらに好ましい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材が、骨格繊維として、アルミナ繊維および生体溶解性繊維を含む場合は、骨格繊維の総量を１００質量％とした場合に、乾燥状態で、アルミナ繊維を１～９９質量％、生体溶解性繊維を１～９９質量％含むことが好ましく、アルミナ繊維を２０～８０質量％、生体溶解性繊維を２０～８０質量％含むことがより好ましく、アルミナ繊維を４０～６０質量％、生体溶解性繊維を４０～６０質量％含むことがさらに好ましい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材が、骨格繊維およびガラス溶融物を、各々上記割合で含むものであることにより、優れた耐熱性および耐久性を容易に発揮することができる。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材は、上記ガラス溶融物が上記骨格繊維同士の成す交点に存在していることが好ましい。
　図２は、本発明に係る触媒コンバーター用保持材の一例の走査型電子顕微鏡写真であり、図２に例示するように、本発明に係る触媒コンバーター用保持材は、繊維状の骨格繊維同士の成す交点においてガラス溶融物が存在することにより、骨格繊維同士が強固に固着され、骨格繊維の強度を向上させ、骨格繊維の位置ずれを抑制して、触媒コンバーターの耐久性を向上させることができる。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材は、繊維集成体中に、上記骨格繊維およびガラス溶融物とともに、本発明の効果を奏する範囲内において、必要に応じて、さらに有機バインダーおよび無機バインダーから選ばれる一種以上のバインダー等を含んでもよい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材は、繊維集成体中に、乾燥状態で、骨格繊維およびガラス溶融物を、合計で、８０～１００質量％含むことが好ましく、８５～９９質量％含むことがより好ましく、９０～９８質量％含むことがさらに好ましい。
　また、本発明に係る触媒コンバーター用保持材において、繊維集成体中における上記骨格繊維およびガラス溶融物以外の成分の含有割合は、乾燥状態で、０～２０質量であることが適当であり、１～１５質量％であることがより適当であり、２～１０質量％であることがさらに適当である。
　本出願書類において、繊維集成体とは、多数の繊維が互いに絡み合って、板状またはシート状等の一定の形態に成形されたものを意味する。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材において、繊維集成体の厚さは、５～２０ｍｍであることが好ましく、６～１５ｍｍであることがより好ましく、７～１０ｍｍであることがさらに好ましい。
　また、本発明に係る触媒コンバーター用保持材を構成する繊維集成体は、嵩密度が、０．１０～０．３０ｇ／ｃｍ３であるものが好ましく、０．１３～０．２５ｇ／ｃｍ３であるものがより好ましく、０．１５～０．２０ｇ／ｃｍ３であるものがさらに好ましい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材を構成する繊維集成体の厚さおよび嵩密度が上記範囲にあることにより、触媒コンバーター用保持材として、加工性に優れ、優れた弾性率及び強度を有するものを容易に提供することができる。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の形状は特に制限されず、板状またはシート状であってもよいし、配設対象となる触媒担体の外形形状に対応した形状を有するものであってもよい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材は、骨格繊維間に安価なガラス溶融物が分散しており、骨格繊維同士がガラス溶融物により固着された繊維集成体からなるものであることにより、骨格繊維によって優れた耐熱性を発揮し得るとともに、骨格繊維同士がガラス溶融物によって固着されているために、骨格繊維同士が強固に固定された優れた耐久性を発揮することができる。
　このため、本発明によれば、耐熱性に優れ、長期間使用した場合であっても優れた耐久性を発揮し得るとともに、低コストに製造可能な保持性に優れた触媒コンバーター用保持材を提供することができる。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材は、例えば、以下に示す本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法により、好適に製造することができる。
　次に、本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法について説明する。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法は、本発明に係る触媒コンバーター用保持材を製造する方法であって、アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維とガラス繊維とを含有する水性スラリーを、吸引脱水成形または抄造して湿潤成形体を得た後、前記ガラス繊維の軟化点以上の温度で加熱処理することを特徴とするものである。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法において、骨格繊維およびガラス繊維の詳細は、上述したとおりである。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法において、水性スラリー中に含まれる骨格繊維とガラス繊維との合計量を１００質量部とした場合、上記水性スラリーは、骨格繊維５０～９９．９質量部と、ガラス繊維　０．１～５０質量部とを含むものであることが好ましく、骨格繊維６０～９９質量部と、ガラス繊維１～４０質量部とを含むものであることがより好ましく、骨格繊維７０～９０質量部と、ガラス繊維１０～３０質量部とを含むものであることがさらに好ましい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法において、骨格繊維として、例えばアルミナ繊維および生体溶解性繊維を使用する場合は、水性スラリー中に含まれる骨格繊維の総量を１００質量％とした場合に、アルミナ繊維を１～９９質量％、生体溶解性繊維を１～９９質量％含むことが好ましく、アルミナ繊維を２０～８０質量％、生体溶解性繊維を２０～８０質量％含むことがより好ましく、アルミナ繊維を４０～６０質量％、生体溶解性繊維を４０～６０質量％含むことがさらに好ましい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法においては、水性スラリーを形成するために、上記骨格繊維とガラス繊維を水性溶媒中に添加するとともに、さらに、該溶媒中に、有機バインダー等のバインダーを添加してもよい。
　上記有機バインダーとしては、澱粉、高分子凝集剤、パルプおよび適当なエマルジョンから選ばれる一種以上を挙げることができる。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法において、溶媒中に添加する有機バインダー種類および添加量は、所望の大きさのフロックを形成するために適宜選択すればよい。
　有機バインダーは、固形物の形態で水性溶媒中に添加してもよいし、懸濁液又は溶液等の形態で添加してもよい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法において、上記水性スラリー中に含まれる骨格繊維とガラス繊維との合計量を１００質量部とした場合に、上記水性スラリーは、有機バインダーを０～２０質量部含むことが好ましく、１～１５質量部含むことがより好ましく、２～１０質量部含むことがさらに好ましい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法においては、上記有機バインダーを用いることにより、得られる脱水成形体または抄造物に十分な曲げ強度を付与しつつ、スラリー中で材料を凝集させフロックを形成させるように機能して、得られる脱水成形体または抄造物を低密度で嵩高な構造にして十分な弾力性を付与することができる。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法において、スラリー形成時に使用される溶媒としては、特に制限されないが、水や極性有機溶媒等が挙げられる。
　水としては、蒸留水、イオン交換水、水道水、地下水、工業用水等を挙げることができ、また、極性有機溶媒としては、エタノール、プロパノール等の１価のアルコール類、エチレングリコール等の２価のアルコール類を挙げることができる。これらのうち、上記溶媒としては、作業環境の悪化がなく環境への負荷がない点で水が好ましい。
　スラリー中に含まれる全固形分濃度は、０．０５～５質量％であることが好ましく、０．１～２質量％であることがより好ましく、０．２～１質量％であることがさらに好ましい。スラリー中に含まれる全固形分濃度が０．０５質量％未満であると脱水成形または抄造工程で除去する水性媒体の量が多くなり過ぎるので製造効率が低下し易くなり、また、５質量％を超えると、スラリー中に固形分が均一に分散し難くなる。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法においては、上記スラリーを脱水成形または抄造して湿潤成形体を得る。
　脱水成形方法としては、公知の方法を採用することができ、特に制限されないが、底部に網が設置された成形型中にスラリーを流し込み、溶媒を吸引する吸引脱水成形法や、加圧脱水成形法を挙げることができる。
　なお、本出願においては、水性スラリー形成時に用いる溶媒として水以外のものを用いる場合もあるが、水以外の溶媒を脱溶媒して成形する場合も含めて、脱水成形と呼ぶものとする。
　抄造方法としては、公知の方法を採用することができ、特に制限されないが、帯状の多孔質担体上にフローボックスからスラリーを流し出すフローオン法や、ハチェック式抄造法や長網式抄造法などスラリーを連続的に抄造し得る方法を挙げることができる。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法において、攪拌槽等で作製した水性スラリーを、上記脱水成形または抄造するために成形型や貯留槽等に搬送する際には、上記攪拌槽の下部に成形型や貯留槽等を配置する等して、水性スラリーの自重により移送してもよいし、ポンプ等を使用して移送してもよい。
　湿潤成形体は、得ようとする触媒コンバーター用保持材に相似する形状を有するものが適当であり、例えば、板状、シート状または触媒担体の外形形状に対応した形状を挙げることができる。ここで、製造工程において、品質としての嵩密度を一定の範囲に保つために、湿潤成形体を必要に応じてプレスしてもよい。
　また、例えば得ようとする保持材の形態が筒状である場合には、円筒状のメッシュ部材（例えば円筒形金網）を用いて上記スラリーを吸引脱水成形し、適宜下記乾燥処理を施した後、円筒状のメッシュ部材を取り除けばよい。
　上記方法で得られた湿潤成形体は、適宜、乾燥処理に付される。
　乾燥処理は、公知の乾燥機により行うことができ、乾燥温度は、１００～２５０℃が好ましく、１５０～２２０℃がより好ましく、１７０～２００℃がさらに好ましい。また、乾燥時間は、５～６０分間が好ましく、７～３０　分間がより好ましく、９～２０分間がさらに好ましい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法においては、さらに必要に応じて打ち抜き処理等の加工処理を施して、所望形状を有する湿潤成形体や乾燥処理物としてもよい。
　本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法においては、上記湿潤成形体または上記湿潤成形体の乾燥処理物を上記ガラス繊維の軟化点以上の温度で加熱処理する。
　上記加熱処理は、上記湿潤成形体または上記湿潤成形体の乾燥処理物を触媒担体と当該触媒担体を収容するケーシングとの間隙に配設した状態で行うことが好ましい。
　上記配設は、例えば、円筒状の触媒担体を用いる場合は、当該円筒状の触媒担体の周囲に上記湿潤成形体または上記湿潤成形体の乾燥処理物を適宜巻き付けた後、筒状のケーシングを半割状にした下部ケーシング内に収容し、次いで同じく筒状のケーシングを半割状にした上部ケーシングを重ね合わせ、ボルト等で接合することにより筒状物とすることにより行うことができる。
　加熱処理は、公知の加熱炉により行うことができ、加熱温度は、ガラス繊維が溶融する温度であれば特に制限されないが、７００～１１００℃が好ましく、８５０～１０００℃がより好ましい。
　また、加熱時間は、１～６０分間が好ましく、１～３０分間がより好ましく、１～１０分間がさらに好ましい。
　上記加熱処理は、上記湿潤成形体または上記湿潤成形体の乾燥処理物を触媒担体と当該触媒担体を収容するケーシングとの間隙に配設して触媒コンバーターに対応する形態とした上で、さらに自動車内部に配設した状態でエンジンを駆動させることにより発生する燃料の燃焼熱により加熱処理してもよい。
　上記加熱処理を施すことにより、ガラス繊維が溶融してガラス溶融物となり、骨格繊維同士を強固に固着することができる。上記ガラス溶融物は、例えば図２に例示するように、繊維状の骨格繊維同士の成す交点に存在することにより、骨格繊維同士を強固に固着して骨格繊維の強度を向上させるとともに、骨格繊維の位置ずれを抑制して、触媒コンバーターの耐久性を向上させることができる。
　本発明の方法においては、このようにして簡便かつ低コストに耐久性および保持性に優れた触媒コンバーター用保持材を製造することができる。
　得られる触媒コンバーター用保持材の詳細は、上述したとおりである。
　本発明によれば、耐熱性に優れ、長期間使用した場合であっても優れた耐久性および保持性を発揮し得る触媒コンバーター用保持材を簡便かつ低コストに製造することができる。
　次に、本発明に係る触媒コンバーターについて説明する。
　本発明に係る触媒コンバーターは、触媒担体と、当該触媒担体を収容するケーシングと、前記触媒担体およびケーシング間に配設される触媒コンバーター用保持材とを含み、前記触媒コンバーター用保持材が、アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維を含むとともに、内部にガラス溶融物が分散した繊維集成体からなり、前記骨格繊維同士が前記ガラス溶融物により固着されているとともに、前記ケーシングとの界面において前記骨格繊維と前記ケーシングとがガラス溶融物により固着され、前記触媒担体との界面において前記骨格繊維と触媒担体とがガラス溶融物により固着されていることを特徴とするものである。
　本発明に係る触媒コンバーターにおいて、触媒コンバーター用保持材の詳細は、本発明に係る触媒コンバーター用保持材の説明で述べたとおりである。
　本発明に係る触媒コンバーターにおいて、触媒担体としては特に制限されず、公知の排気ガス浄化用触媒を担持する担体から選択することができ、例えば、コージェライト等からなる円筒状のハニカム状成形体に貴金属触媒等が担持されたもの等を挙げることができる。また、触媒担体の形態も特に制限されず、例えば円筒形状等を挙げることができる。
　本発明に係る触媒コンバーターにおいて、ケーシングとしても、内部に触媒担体および触媒コンバーター用保持材を収容し得るものであれば特に制限されない。
　ケーシングの形態も特に制限されないが、触媒担体の形状に対応した形状を有するものであることが好ましく、例えば触媒担体が円筒形状である場合、ケーシングの形状も円筒形状であることが好ましい。
　ケーシングの構成材料も所望の耐熱性を有するものであれば特に制限されず、公知のものから適宜選択され、通常は、ステンレス鋼、鉄等の金属製のものから適宜選択される。
　本発明に係る触媒コンバーターは、触媒コンバーター用保持材が繊維集成体からなり、係る繊維集成体が、骨格繊維同士を固着しているとともに、骨格繊維とケーシングとを固着し、さらには骨格繊維と触媒担体とを固着するガラス溶融物を含むものであるために、当該ガラス溶融物が骨格繊維同士のみならず、骨格繊維とケーシング、骨格繊維と触媒とを各々固着して、触媒担体とケーシングとを強固に固定することができる。
　このため、本発明によれば、耐熱性に優れ、長期間使用した場合であっても優れた耐久性を発揮し得るとともに、低コストに製造可能な触媒コンバーターを提供することができる。
　本発明に係る触媒コンバーターは、以下に示す触媒コンバーターの製造方法により好適に製造することができる。
　次に、本発明に係る触媒コンバーターの製造方法について説明する。
　本発明に係る触媒コンバーターの製造方法は、触媒担体と、当該触媒担体を収容するケーシングと、前記触媒担体およびケーシング間に配設される触媒コンバーター用保持材とを含む触媒コンバーターを製造する方法であって、アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維とガラス繊維とを含有する水性スラリーを、吸引脱水成形または抄造して湿潤成形体を得た後、当該湿潤成形体または当該湿潤成形体の乾燥処理物を前記触媒担体と前記触媒担体を収容するケーシングとの間隙に配設した状態で前記ガラス繊維の軟化点以上の温度で加熱処理することを特徴とするものである。
　本発明に係る触媒コンバーターの製造方法は、本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法において、湿潤成形体または湿潤成形体の乾燥処理物を作製した後、湿潤成形体または湿潤成形体の乾燥処理物を触媒担体と当該触媒担体を収容するケーシングとの間隙に配設し、得ようとする触媒コンバーターに対応する形態とした状態で加熱処理することが必須とされる以外は、本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法と同様であり、その詳細については、本発明に係る触媒コンバーター用保持材の製造方法の説明で述べたとおりである。
　上記加熱処理を施すことにより、ガラス繊維が溶融してガラス溶融物となり、当該ガラス溶融物は、骨格繊維同士を強固に固着するとともに、ケーシングとの界面において骨格繊維とケーシングとを固着し、触媒担体との界面において骨格繊維と触媒担体とを固着して、骨格繊維の強度を向上させるとともに、骨格繊維の位置ずれを高度に抑制して、触媒コンバーターの耐久性を向上させることができる。
　本発明の方法においては、簡便かつ低コストに耐久性および保持性に優れた触媒コンバーターを製造することができる。
　以下、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明は以下の例により何ら限定されるものではない。
（実施例１）
１．触媒コンバーター用保持材の形成材作製
　骨格繊維であるアルミナ繊維（Ａｌ２Ｏ３含有割合９６質量％、ＳｉＯ２含有割合４質量％）５０質量部に対し、Ｅ－ガラス（軟化点８４０℃）製ガラス繊維５０質量部と、有機バインダーであるアクリル樹脂１０質量部とを水に分散させることにより、水性スラリー（固形分濃度１．０質量％）を調製した。
　次いで、底部に金網を有する脱水成形型に水性スラリーを流し込み、脱水成形して湿潤成形体を得た後、得られた湿潤成形体の全体を、その厚さが均一となるように圧縮しながら、２００℃で乾燥することにより、触媒コンバーター用保持材の形成材（縦３７５ｍｍ、横８０ｍｍ、厚さ７．４ｍｍ、面密度１２２４ｇ／ｍ２）を得た。
２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製　図１に示す断面形状を有する触媒コンバーター用保持材３を有する触媒コンバーターを作製した。
　すなわち、触媒担体１として、外径１１０ｍｍの円筒型セラミックス製触媒担体を用い、係る触媒担体の外面に上記触媒コンバーター用保持材の形成材（縦３７５ｍｍ、横８０ｍｍ、厚さ７．４ｍｍ、面密度１２２４ｇ／ｍ２）を巻き付けて組立体を作製した。
　次いで、ケーシング２として、内径１１８ｍｍの円筒型中空状ステンレス製ケーシングを用い、係るケーシングの長手方向の一方の端部から、表面に巻き付けた保持材を圧縮した状態で上記組立体を挿入することにより、触媒コンバーターの仮組物を作製した。
　次いで、上記仮組物を電気炉中に配置して、（上記ガラス繊維の軟化点を超える温度である）９００℃で３０分間加熱処理することにより、触媒担体１とケーシング２間に触媒コンバーター用保持材３が介装された触媒コンバーターを作製した。
　上記触媒コンバーター用保持材３は、厚さが４ｍｍで、嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ３であるものであった。
　上記触媒コンバーター用保持材３を、走査型電子顕微鏡を用いて倍率１０００倍で観察したときの電子顕微鏡写真を図２に示す。図２に示すように、触媒コンバーター用保持材３は、骨格繊維であるアルミナ繊維同士の成す交点にガラス繊維の溶融物が存在することにより、骨格繊維同士が固着されていた。
　また、上記触媒コンバーター用保持材３は、ケーシング２との界面において骨格繊維であるアルミナ繊維とケーシング２とがガラス繊維の溶融物によって固着され、触媒担体１との界面において骨格繊維であるアルミナ繊維と触媒担体１とがガラス繊維の溶融物によって固着されていた。
（比較例１）
　実施例１の「２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製」工程において、電気炉中での加熱処理温度を９００℃から（上記ガラス繊維の軟化点未満の温度である）７００℃に変更した以外は、実施例１と同様に処理して、触媒担体１とケーシング２間に触媒コンバーター用保持材３が介装された触媒コンバーターを作製した。
（比較例２）
　実施例１の「２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製」工程において、電気炉中での加熱処理を施さなかった以外は、実施例１と同様に処理して、触媒担体１とケーシング２間に触媒コンバーター用保持材３が介装された触媒コンバーターを作製した。
（実施例２）
　実施例１の「１．触媒コンバーター用保持材の形成材作製」工程において、水性スラリーとして、骨格繊維であるアルミナ繊維（Ａｌ２Ｏ３含有割合９６質量％、ＳｉＯ２含有割合４質量％）７０質量部に対し、Ｅ－ガラス（軟化点８４０℃）製ガラス繊維３０質量部と、有機バインダーであるアクリル樹脂１０質量部とを水に分散させることにより調製した水性スラリー（固形分濃度１．０質量％）を用いた以外は、実施例１と同様にして「１．触媒コンバーター用保持材の形成材作製」工程と「２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製」工程とを施すことにより、触媒担体１とケーシング２間に触媒コンバーター用保持材３が介装された触媒コンバーターを作製した。
　上記触媒コンバーター用保持材３は、厚さが４ｍｍで、嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ３であるものであった。
　上記触媒コンバーター用保持材３を走査型電子顕微鏡を用いて倍率１０００倍で観察したところ、触媒コンバーター用保持材３は、骨格繊維であるアルミナ繊維同士の成す交点にガラス繊維の溶融物が存在することにより、骨格繊維同士が固着されていた。
　また、上記触媒コンバーター用保持材３は、ケーシング２との界面において骨格繊維であるアルミナ繊維とケーシング２とがガラス繊維の溶融物によって固着され、触媒担体１との界面において骨格繊維であるアルミナ繊維と触媒担体１とがガラス繊維の溶融物によって固着されていた。
（比較例３）
　実施例２の「２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製」工程において、電気炉中での加熱処理温度を９００℃から（上記ガラス繊維の軟化点未満の温度である）７００℃に変更した以外は、実施例２と同様に処理して、触媒担体１とケーシング２間に触媒コンバーター用保持材３が介装された触媒コンバーターを作製した。
（比較例４）
　実施例２の「２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製」工程において、電気炉中での加熱処理を施さなかった以外は、実施例２と同様に処理して、触媒担体１とケーシング２間に触媒コンバーター用保持材３が介装された触媒コンバーターを作製した。
（実施例３）
　実施例１の「１．触媒コンバーター用保持材の形成材作製」工程において、水性スラリーとして、骨格繊維であるアルミナ繊維（Ａｌ２Ｏ３含有割合９６質量％、ＳｉＯ２含有割合４質量％）９０質量部に対し、Ｅ－ガラス（軟化点８４０℃）製ガラス繊維１０質量部と、有機バインダーであるアクリル樹脂１０質量部とを水に分散させることにより調製した水性スラリー（固形分濃度　１．０質量％）を用いた以外は、実施例１と同様にして「１．触媒コンバーター用保持材の形成材作製」工程と「２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製」工程とを施すことにより、触媒担体１とケーシング２間に触媒コンバーター用保持材３が介装された触媒コンバーターを作製した。
　上記触媒コンバーター用保持材３は、厚さが４ｍｍで、嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ３であるものであった。
　上記触媒コンバーター用保持材３を走査型電子顕微鏡を用いて倍率１０００倍で観察したところ、触媒コンバーター用保持材３は、骨格繊維であるアルミナ繊維同士の成す交点にガラス繊維の溶融物が存在することにより、骨格繊維同士が固着されていた。
　また、上記触媒コンバーター用保持材３は、ケーシング２との界面において骨格繊維であるアルミナ繊維とケーシング２とがガラス繊維の溶融物によって固着され、触媒担体１との界面において骨格繊維であるアルミナ繊維と触媒担体１とがガラス繊維の溶融物によって固着されていた。
（比較例５）
　実施例３の「２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製」工程において、電気炉中での加熱処理温度を９００℃から（上記ガラス繊維の軟化点未満の温度である）７００℃に変更した以外は、実施例３と同様に処理して、触媒担体１とケーシング２間に触媒コンバーター用保持材３が介装された触媒コンバーターを作製した。
（比較例６）
　実施例３の「２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製」工程において、電気炉中での加熱処理を施さなかった以外は、実施例３と同様に処理して、触媒担体１とケーシング２間に触媒コンバーター用保持材３が介装された触媒コンバーターを作製した。
（比較例７）
　実施例１の「１．触媒コンバーター用保持材の形成材作製」において、水性スラリーとして、骨格繊維であるアルミナ繊維（Ａｌ２Ｏ３含有割合９６質量％、ＳｉＯ２含有割合４質量％）１００質量部に対し、有機バインダーであるアクリル樹脂１０質量部を水に分散させることにより調製した水性スラリー（固形分濃度１．０質量％）を用いた以外は、実施例１と同様にして「１．触媒コンバーター用保持材の形成材作製」工程と「２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製」工程とを施すことにより、触媒担体１とケーシング２間に触媒コンバーター用保持材３が介装された触媒コンバーターを作
製した。
（比較例８）
　実施例１の「１．触媒コンバーター用保持材の形成材作製」工程において、水性スラリーとして、骨格繊維であるアルミナ繊維（Ａｌ２Ｏ３含有割合９６質量％、ＳｉＯ２含有割合４質量％）１００質量部に対し、有機バインダーであるアクリル樹脂１０質量部を水に分散させることにより調製した水性スラリー（固形分濃度１．０質量％）を用い、さらに「２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製」工程において、電気炉中での加熱処理温度を９００℃から（上記ガラス繊維の軟化点未満の温度である）７００℃に変更した以外は、実施例１と同様に処理して、触媒担体１とケーシング２間に触媒コンバーター用保持材３が介装された触媒コンバーターを作製した。
（比較例９）
　実施例１の「１．触媒コンバーター用保持材の形成材作製」工程において、水性スラリーとして、骨格繊維であるアルミナ繊維（Ａｌ２Ｏ３含有割合９６質量％、ＳｉＯ２含有割合４質量％）１００質量部に対し、有機バインダーであるアクリル樹脂１０質量部を水に分散させることにより調製した水性スラリー（固形分濃度１．０質量％）を用い、さらに「２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製」工程において電気炉中での加熱処理を行わなかった以外は、実施例１と同様に処理して、触媒担体１とケーシング２間に触媒コンバーター用保持材３が介装された触媒コンバーターを作製した。
（初期面圧の測定）
　実施例１～実施例３および比較例１～比較例９の「１．触媒コンバーター用保持材の形成材作製」工程で各々得られた触媒コンバーター用保持材の形成材を、各実施例または比較例における「２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製」工程での加熱条件下（９００℃で３０分間加熱、７００℃で３０分間加熱または非加熱）で処理した後、その嵩密度が０．３０ｇ／ ｃｍ３になるまで１０ｍｍ／分間の速度で圧縮して初期面圧を測定した。
結果を表１に示す。
（摩擦係数の測定）
　上記各実施例および比較例で得られた触媒コンバーターにおいて、ケーシング２と触媒コンバーター用保持材３との間の摩擦係数を測定した。
　すなわち、実施例１～実施例３および比較例１～比較例９の「１．触媒コンバーター用保持材の形成材作製」工程で各々得られた触媒コンバーター用保持材の形成材を、各実施例または比較例における「２．触媒コンバーター用保持材および触媒コンバーターの作製」工程で使用したケーシング２と同一材質（ＳＵＳ４２９）の平板上に載置し、その嵩密度が０．３０ｇ／ｃｍ３になるまで圧縮した状態で、各実施例または比較例における加熱条件下（９００℃で３０分間加熱、７００℃で３０分間加熱または非加熱）で処理した後、上記０．３０ｇ／ｃｍ３の嵩密度が維持されるように錘を載せた条件で、錘を横方向に５ｍｍ／分の速度で引っ張ることで引張荷重を測定し、測定された引張荷重を錘の重量により与えられる垂直荷重で除算することにより摩擦係数を算出した。
　結果を表１に示す。なお、実施例１～実施例３においては保持材３とケーシング２に対応する平板が固着しており、摩擦係数が１．００以上になることから、表１では摩擦係数値として（最低値である）１．００を記載している。
（保持力の測定）
　上記各実施例および比較例で各々得られた触媒担体１とケーシング２間に触媒コンバーター用保持材３が介装された触媒コンバーターにおいて、触媒コンバーター内における触媒コンバーター用保持材３の保持力を以下の方法で測定した。
　すなわち、実施例１～実施例３および比較例１～比較例９で各々得られた触媒コンバーターにおいて、上述した方法で測定した圧縮時嵩密度（０ ．３０ｇ／ｃｍ３）における初期面圧値および摩擦係数、保持材３の面積（３７５ｍｍ×８０ｍｍ）の積により保持力（Ｎ）を算出した。
　結果を表１に示す。
（総合判定）
　以下の基準により、総合判定を行った。
○：保持力が２５００Ｎ以上であり、かつ摩擦係数が０．５以上である。
×：保持力が２５００Ｎ未満であるか、または摩擦係数が０．５未満である。
　結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、実施例１～実施例３および比較例１～比較例６で得られたガラス繊維を含む触媒コンバーター用保持材と、比較例７～比較例９で得られたガラス繊維を含まない触媒コンバーター用保持材とを比較すると、アルミナ繊維よりもガラス繊維の方が面圧が低いために、実施例１～実施例３および比較例１～比較例６で得られたガラス繊維を含む触媒コンバーター用保持材の方が保持材の初期面圧も低い傾向にあり、また、ガラス繊維の軟化点以上の温度で加熱処理して得られた実施例１～実施例３で得られた触媒コンバーター用保持材は、ガラス繊維の軟化点未満の温度で加熱処理して得られた比較例１、比較例３および比較例５で得られた触媒コンバーター用保持材よりも初期面圧がさらに低くなる傾向にある。
　しかしながら、表１より、実施例１～実施例３で得られたガラス繊維を含む触媒コンバーター用保持材は、特定の骨格繊維とガラス溶融物を含む繊維集成体からなり、上記骨格繊維同士が上記ガラス溶融物により固着され、また、係る保持材を構成する骨格繊維がさらに触媒担体およびケーシングと固着していることにより、骨格繊維同士、骨格繊維と触媒担体、骨格繊維とケーシングが各々強固に固定されるため、摩擦係数が高く、初期面圧の低下を補って保持力が高く、耐熱性に優れるとともに、長期間使用した場合であっても優れた耐久性を発揮し得るものであることが分かる。
　一方、表１より、比較例１～比較例６で得られた触媒コンバーターは、ガラス繊維を構成するガラスの軟化点未満の温度で加熱処理するか、加熱処理せずに作製されたものであり、比較例７～比較例９で得られた触媒コンバーターは、ガラス繊維を使用せずに作製されたものであることから、触媒コンバーター用保持材を構成する骨格繊維同士がガラス溶融物により固着されることがなく、また触媒コンバーター用保持材を構成する骨格繊維が触媒担体やケーシングと固着されることもないことから、保持力および摩擦係数が低く、長期間使用した場合に耐久性に劣るものであることが分かる。
　本発明によれば、耐熱性に優れ、長期間使用した場合であっても優れた耐久性を発揮し得るとともに、低コストに製造可能な保持性に優れた触媒コンバーター用保持材、当該触媒コンバーター用保持材の製造方法、触媒コンバーターおよび触媒コンバーターの製造方法を提供することができる。
１　　触媒担体
２　　ケーシング
３　　保持材

Claims (8)

  1. 　触媒担体と当該触媒担体を収容するケーシングとの間隙に配設される触媒コンバーター用保持材であって、
    　アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維を含むとともに、内部にガラス溶融物が分散した繊維集成体からなり、
    　前記骨格繊維同士が前記ガラス溶融物により固着されている
    ことを特徴とする触媒コンバーター用保持材。
  2. 　前記ガラス溶融物が、軟化点７００～１０００℃のガラス繊維の溶融物である請求項１に記載の触媒コンバーター用保持材。
  3. 　前記骨格繊維とガラス繊維との合計量を１００質量部としたときに、前記骨格繊維を５０～９９．９質量部、ガラス溶融物を０．１～５０質量部含む請求項１に記載の触媒コンバーター用保持材。
  4. 　前記ガラス溶融物が前記骨格繊維同士の成す交点に存在している請求項１に記載の触媒コンバーター用保持材。
  5. 　前記触媒担体の外形形状と対応した形状を有する請求項１～請求項４のいずれかに記載の触媒コンバーター用保持材。
  6. 　請求項１に記載の触媒コンバーター用保持材を製造する方法であって、
    　アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維とガラス繊維とを含有する水性スラリーを、吸引脱水成形または抄造して湿潤成形体を得た後、前記ガラス繊維の軟化点以上の温度で加熱処理する
    ことを特徴とする触媒コンバーター用保持材の製造方法。
  7. 　触媒担体と、当該触媒担体を収容するケーシングと、前記触媒担体およびケーシング間に配設される触媒コンバーター用保持材とを含み、
    　前記触媒コンバーター用保持材が、アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維を含むとともに、内部にガラス溶融物が分散した繊維集成体からなり、
    　前記骨格繊維同士が前記ガラス溶融物により固着されているとともに、前記ケーシングとの界面において前記骨格繊維と前記ケーシングとがガラス溶融物により固着され、前記触媒担体との界面において前記骨格繊維と触媒担体とがガラス溶融物により固着されている
    ことを特徴とする触媒コンバーター。
  8. 　触媒担体と、当該触媒担体を収容するケーシングと、前記触媒担体およびケーシング間に配設される触媒コンバーター用保持材とを含む請求項７に記載の触媒コンバーターを製造する方法であって、
    　アルミナ繊維、ムライト繊維、アルミナシリケート繊維、シリカ繊維および生体溶解性繊維から選ばれる一種以上の繊維からなる骨格繊維とガラス繊維とを含有する水性スラリーを、吸引脱水成形または抄造して湿潤成形体を得た後、
    　当該湿潤成形体または当該湿潤成形体の乾燥処理物を前記触媒担体と前記触媒担体を収容するケーシングとの間隙に配設した状態で前記ガラス繊維の軟化点以上の温度で加熱処理する
    ことを特徴とする触媒コンバーターの製造方法。 
     
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