JP2023048673A - Holding seal material, manufacturing method for holding seal material and exhaust gas purification device - Google Patents
Holding seal material, manufacturing method for holding seal material and exhaust gas purification device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023048673A JP2023048673A JP2021158117A JP2021158117A JP2023048673A JP 2023048673 A JP2023048673 A JP 2023048673A JP 2021158117 A JP2021158117 A JP 2021158117A JP 2021158117 A JP2021158117 A JP 2021158117A JP 2023048673 A JP2023048673 A JP 2023048673A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sealing material
- holding sealing
- friction layer
- friction
- exhaust gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 title description 3
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 claims abstract description 93
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 125
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 26
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 89
- 239000002585 base Substances 0.000 description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 description 28
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 16
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000001246 colloidal dispersion Methods 0.000 description 2
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007766 curtain coating Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000012701 inorganic fiber precursor Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- -1 potassium and sodium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
本発明は、保持シール材、保持シール材の製造方法及び排ガス浄化装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a holding seal material, a method for manufacturing the holding seal material, and an exhaust gas purification apparatus.
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、パティキュレートマター(以下、PMともいう)が含まれており、近年、このPMが環境や人体に害を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、COやHC、NOx等の有害なガス成分も含まれていることから、この有害なガス成分が環境や人体に及ぼす影響についても懸念されている。 Exhaust gas emitted from internal combustion engines such as diesel engines contains particulate matter (hereinafter also referred to as PM), and in recent years, it has become a problem that this PM harms the environment and the human body. . Moreover, since the exhaust gas contains harmful gas components such as CO, HC, and NOx , there are concerns about the effects of these harmful gas components on the environment and the human body.
そこで、排ガス中のPMを捕集したり、有害なガス成分を浄化したりする排ガス浄化装置として、炭化ケイ素やコージェライトなどの多孔質セラミックからなる排ガス処理体と、排ガス処理体を収容するケーシングと、排ガス処理体とケーシングとの間に配設される保持シール材(マット材)とから構成される排ガス浄化装置が種々提案されている。この保持シール材は、自動車の走行等により生じる振動や衝撃により、排ガス処理体がその外周を覆うケーシングと接触して破損するのを防止することや、排ガス処理体とケーシングとの間から排ガスが漏れることを防止すること等を主な目的として配設されている。 Therefore, as an exhaust gas purifying device for capturing PM in exhaust gas and purifying harmful gas components, an exhaust gas treating body made of porous ceramic such as silicon carbide or cordierite, and a casing accommodating the exhaust gas treating body are provided. and a holding sealing material (mat material) disposed between an exhaust gas treating body and a casing. This holding sealing material prevents the exhaust gas treating body from coming into contact with the casing covering its outer periphery and being damaged due to vibrations and impacts caused by the running of the vehicle, etc. It is arranged mainly for the purpose of preventing leakage.
保持シール材の保持力を高めるために摩擦係数を上げることが考えられるが、摩擦係数を上げる技術として、特許文献1では、無機バインダーを無機繊維に添着させてケーシングとの間での摩擦力を向上させたニードルマットが開示されている。
It is conceivable to increase the coefficient of friction in order to increase the holding power of the holding sealing material. As a technique for increasing the coefficient of friction,
また、特許文献2では、有機バインダーと無機繊維とで作製した原料シート(抄造マット)の表面に金型で溝を形成し、得られた保持シール材をケーシングに巻き付けた後、加熱により有機バインダーが分解されて溝が消失することにより、保持シール材の摩擦係数を向上させることが開示されている。
Further, in
また、特許文献3では、無機繊維とバインダーからなるニードルマットに、無機繊維と無機バインダーと有機バインダーとを含む抄造マットが積層された保持シール材が開示されている。
Further,
しかしながら、特許文献1に開示されているようなニードルマットは一般的に抄造マットと比較して摩擦係数が低く、保持力が充分でないという問題があった。また特許文献2及び特許文献3に開示されている抄造マットは、有機バインダーが含まれており、有機バインダーが分解する温度での使用時に摩擦係数が低下するという問題があった。
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、使用温度に関係なく高い摩擦係数を有する保持シール材を提供することを目的とする。
However, the needle mat disclosed in
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a holding sealing material having a high coefficient of friction regardless of the operating temperature.
本発明者らは、鋭意検討の結果、保持シール材の摩擦係数は、無機繊維の繊維長が影響することを見出した。一般的な弾性体において、保持力は面圧と摩擦係数の積で表されるが、保持シール材においては摩擦が発生する各接触点のせん断力の総和が保持力となるため、各接触点でズレが発生すると保持力が低下してしまう。一般的にニードルマットは抄造マットと比較して摩擦係数が低いが、その理由は繊維長の違いによるズレの発生が影響していると考えられる。無機繊維の繊維長が長くなると、摩擦発生界面における無機繊維の接触点から、無機繊維同士を支える支点(繊維間交点)までの距離が長くなるため、無機繊維同士がズレ易くなるからである。
本発明者らは、平均繊維長が比較的短い無機繊維で構成され、有機バインダーを含まない層を保持シール材の表面に配置する積層構造により、保持シール材の表面が使用温度に関係なく高い摩擦係数を有することを見出した。
すなわち、本発明の第1の実施形態に係る保持シール材は、第1の無機繊維を含む基材と、平均繊維長が0.01~2.0mmである第2の無機繊維を含む摩擦層とが積層され、上記摩擦層が有機バインダーを含んでいないことを特徴とする。
本発明の第1の実施形態に係る保持シール材は、上記の構成であるため、摩擦層が高い摩擦係数を有し、高い保持力を有する。
As a result of intensive studies, the inventors found that the friction coefficient of the holding sealing material is affected by the fiber length of the inorganic fibers. In a general elastic body, the holding force is expressed as the product of the surface pressure and the coefficient of friction. If misalignment occurs, the holding force will decrease. Needle mats generally have a lower coefficient of friction than paper-made mats. This is because, as the fiber length of the inorganic fibers increases, the distance from the point of contact between the inorganic fibers at the friction-generating interface to the fulcrum (inter-fiber intersection) that supports the inorganic fibers increases, so that the inorganic fibers tend to be displaced.
The present inventors have found that the surface of the holding sealing material is heated regardless of the operating temperature due to a laminated structure in which a layer that is composed of inorganic fibers having a relatively short average fiber length and does not contain an organic binder is arranged on the surface of the holding sealing material. It was found to have a coefficient of friction.
That is, the holding sealing material according to the first embodiment of the present invention includes a base material containing first inorganic fibers and a friction layer containing second inorganic fibers having an average fiber length of 0.01 to 2.0 mm. and the friction layer does not contain an organic binder.
Since the holding sealing material according to the first embodiment of the present invention has the above structure, the friction layer has a high coefficient of friction and a high holding power.
本発明の第2の実施形態に係る保持シール材は、第1の無機繊維を含む基材と、第2の無機繊維を含む摩擦層とが積層され、室温と500℃とにおける上記摩擦層の摩擦係数を直線で結んだとき、上記摩擦層の摩擦係数の値が、室温を超えて500℃未満の温度領域において上記直線を上回る。
本発明の第2の実施形態に係る保持シール材は、摩擦層の摩擦係数が室温から500℃の温度領域において高いため、上記温度における使用時でも高い保持力を発揮することができる。
A holding sealing material according to a second embodiment of the present invention is obtained by laminating a base material containing a first inorganic fiber and a friction layer containing a second inorganic fiber, and the friction layer at room temperature and 500° C. When the coefficients of friction are connected by a straight line, the value of the coefficient of friction of the friction layer exceeds the straight line in the temperature range above room temperature and below 500°C.
In the holding sealing material according to the second embodiment of the present invention, since the coefficient of friction of the friction layer is high in the temperature range from room temperature to 500° C., high holding power can be exhibited even during use at the above temperature.
本発明の保持シール材は、上記第2の無機繊維の平均繊維長が0.2~2.0mmであることが好ましい。
第2の無機繊維の平均繊維長が上記の範囲であると、摩擦層の摩擦係数をより高めることができる。
In the holding sealing material of the present invention, the second inorganic fibers preferably have an average fiber length of 0.2 to 2.0 mm.
When the average fiber length of the second inorganic fibers is within the above range, the coefficient of friction of the friction layer can be further increased.
本発明の保持シール材は、上記第1の無機繊維の平均繊維長が0.01~100mmであることが好ましい。
本発明の保持シール材は、上記基材がニードリング処理されたものであることが好ましい。
本発明の保持シール材は、上記基材が有機バインダーを含むことが好ましい。
本発明の保持シール材は、上記摩擦層が抄造処理されたものであることが好ましい。
In the holding sealing material of the present invention, the first inorganic fibers preferably have an average fiber length of 0.01 to 100 mm.
The holding sealing material of the present invention is preferably obtained by subjecting the base material to needling treatment.
In the holding sealing material of the present invention, the substrate preferably contains an organic binder.
In the holding sealing material of the present invention, it is preferable that the above-mentioned friction layer is subjected to a papermaking process.
本発明の保持シール材は、上記基材の両面に上記摩擦層が積層されていることが好ましい。
基材の両面に上記摩擦層が積層されていると、保持シール材の保持力をより高めることができる。
In the holding sealing material of the present invention, the friction layer is preferably laminated on both sides of the base material.
When the friction layers are laminated on both sides of the base material, the holding force of the holding sealing material can be further enhanced.
本発明の保持シール材の製造方法は、第1の無機繊維を含む基材を作製する工程と、第2の無機繊維及び有機バインダーを含む抄造マットを作製し、上記抄造マットを加熱処理して摩擦層を作製する工程と、上記基材に上記摩擦層を積層する工程と、を含む。
抄造マットを加熱処理することにより有機バインダーが分解されるため、有機バインダーを含まない摩擦層を有する保持シール材を作製することができる。
The method for producing a holding sealing material of the present invention comprises steps of producing a substrate containing a first inorganic fiber, producing a paper-made mat containing a second inorganic fiber and an organic binder, and heat-treating the paper-made mat. A step of forming a friction layer and a step of laminating the friction layer on the base material are included.
Since the organic binder is decomposed by heat-treating the papermaking mat, a holding sealing material having a friction layer containing no organic binder can be produced.
本発明の排ガス浄化装置は、排ガス処理体と、上記排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、上記排ガス処理体と上記金属ケーシングとの間に配置され、上記排ガス処理体を保持する保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材は、本発明の保持シール材であることを特徴とする。
本発明の排ガス浄化装置は、本発明の保持シール材が排ガス処理体と金属ケーシングとの間に配置されているため、排ガス処理体を安定的に保持することができる。
The exhaust gas purifying apparatus of the present invention comprises an exhaust gas treating body, a metal casing that houses the exhaust gas treating body, and a holding sealing material that is disposed between the exhaust gas treating body and the metal casing and holds the exhaust gas treating body. , wherein the holding sealing material is the holding sealing material of the present invention.
Since the holding sealing material of the present invention is arranged between the exhaust gas treating body and the metal casing, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention can stably hold the exhaust gas treating body.
本発明の排ガス浄化装置は、上記金属ケーシング側に上記摩擦層が対向するように上記保持シール材が配置されていることが好ましい。
上記金属ケーシング側に上記摩擦層が対向していることにより、排ガス処理体をより安定的に保持することができる。
In the exhaust gas purifier of the present invention, it is preferable that the holding sealing material is arranged so that the friction layer faces the metal casing side.
Since the friction layer faces the metal casing, the exhaust gas treating body can be held more stably.
まず、本発明の保持シール材について詳述する。
本発明の第1の実施形態に係る保持シール材は、第1の無機繊維を含む基材と、平均繊維長が0.01~2.0mmである第2の無機繊維を含む摩擦層とが積層され、上記摩擦層が有機バインダーを含んでいないことを特徴とする。
First, the holding sealing material of the present invention will be described in detail.
A holding sealing material according to a first embodiment of the present invention includes a base material containing first inorganic fibers and a friction layer containing second inorganic fibers having an average fiber length of 0.01 to 2.0 mm. The friction layer is laminated and characterized in that the friction layer does not contain an organic binder.
基材に含まれる第1の無機繊維は特に限定されず、保持シール材に一般的に用いられる無機繊維を使用することができ、例えばアルミナ繊維、アルミナ-シリカ繊維、シリカ繊維、生体溶解性繊維、グラスウール、ロックウール等が挙げられる。これらの無機繊維は耐熱性が高く、このような無機繊維により形成された基材は、温度変化によって形状変化しにくい。これらの中では、アルミナ-シリカ繊維が好ましい。 The first inorganic fiber contained in the base material is not particularly limited, and inorganic fibers commonly used in holding sealing materials can be used, such as alumina fiber, alumina-silica fiber, silica fiber, and biosoluble fiber. , glass wool, rock wool, and the like. These inorganic fibers have high heat resistance, and substrates formed from such inorganic fibers are less likely to change shape due to temperature changes. Among these, alumina-silica fibers are preferred.
更に、第1の無機繊維がアルミナ-シリカ繊維である場合、アルミナとシリカの組成比は、重量比でアルミナ(Al2O3):シリカ(SiO2)=60:40~80:20であることが好ましく、アルミナ(Al2O3):シリカ(SiO2)=70:30~74:26であることがより好ましい。 Furthermore, when the first inorganic fibers are alumina-silica fibers, the composition ratio of alumina and silica is alumina (Al 2 O 3 ):silica (SiO 2 ) = 60:40 to 80:20 by weight. More preferably, alumina (Al 2 O 3 ):silica (SiO 2 )=70:30 to 74:26.
上記基材は、ニードリング処理されたもの、又は抄造処理されたもののいずれであってもよいが、ニードリング処理されたものであることが好ましい。なお、ニードリング処理とは、ニードル等の繊維絡合手段を無機繊維を含むマットに対して抜き差しすることをいう。 The base material may be either needling-processed or paper-making-processed, but needling-processed is preferred. The needling treatment means inserting and removing a fiber entangling means such as a needle with respect to a mat containing inorganic fibers.
上記第1の無機繊維の平均繊維長は、0.01~100mmであることが好ましい。特に、基材がニードリング処理されたものである場合、交絡構造を呈するために第1の無機繊維にある程度の長さが必要となり、第1の無機繊維のより好ましい平均繊維長は、3.0~100mmである。一方、基材が抄造処理されたものである場合、第1の無機繊維のより好ましい平均繊維長は、0.01~5.0mmである。
また、第1の無機繊維の平均繊維径(直径)は、2~10μmであることが望ましい。
The average fiber length of the first inorganic fibers is preferably 0.01 to 100 mm. In particular, when the substrate is subjected to needling treatment, the first inorganic fibers need to have a certain length in order to exhibit an entangled structure, and the more preferable average fiber length of the first inorganic fibers is 3.5. 0 to 100 mm. On the other hand, when the base material is paper-processed, the average fiber length of the first inorganic fibers is more preferably 0.01 to 5.0 mm.
Also, the average fiber diameter (diameter) of the first inorganic fibers is preferably 2 to 10 μm.
第1の無機繊維及び後述の第2の無機繊維の平均繊維長及び平均繊維径は、保持シール材のSEM(走査型電子顕微鏡)観察において視野内の任意の無機繊維を100本観察することにより求める。 The average fiber length and average fiber diameter of the first inorganic fiber and the second inorganic fiber described later are obtained by observing 100 arbitrary inorganic fibers in the field of view in SEM (scanning electron microscope) observation of the holding sealing material. demand.
上記基材には、有機バインダーが含まれていてもよい。有機バインダーによって、基材を構成する第1の無機繊維同士を互いに固着することができる。
有機バインダーとしては、アクリル系ラテックス又はゴム系ラテックス等を水に分散させたエマルジョンを用いることができる。
The base material may contain an organic binder. The organic binder allows the first inorganic fibers forming the base material to adhere to each other.
As the organic binder, an emulsion obtained by dispersing acrylic latex or rubber latex in water can be used.
上記基材における有機バインダーの含有量は、第1の無機繊維100重量%に対して、0.11~30重量%が好ましい。 The content of the organic binder in the substrate is preferably 0.11 to 30% by weight with respect to 100% by weight of the first inorganic fibers.
上記基材には、無機バインダーが含まれていてもよい。無機バインダーとしては、例えば、アルミナゾル、シリカゾル、及び、それらのコロイド分散液等を用いることができる。これらのコロイド分散液は、市販されている原液では濃度が高すぎることがあるので、無機粒子の濃度が固形分換算で0.5~5重量%程度になるように薄めた液を無機バインダーとして使用することが望ましい。 The substrate may contain an inorganic binder. Examples of inorganic binders that can be used include alumina sol, silica sol, and colloidal dispersions thereof. These colloidal dispersions may have too high a concentration in the undiluted solutions available on the market. It is preferable to use
上記基材における無機バインダーの含有量は、第1の無機繊維100重量%に対して、0.11~30重量%が好ましい。 The content of the inorganic binder in the substrate is preferably 0.11 to 30% by weight with respect to 100% by weight of the first inorganic fibers.
本発明の第1の実施形態に係る保持シール材の摩擦層は、平均繊維長が0.01~2.0mmである第2の無機繊維を含む。第2の無機繊維の平均繊維長が上記の範囲であると、摩擦層が高い摩擦係数を有し、保持シール材が高い保持力を有する。第2の無機繊維の平均繊維長は、より好ましくは0.2~2.0mmである。また、第2の無機繊維の平均繊維径(直径)の好ましい範囲は、第1の無機繊維と同様である。 The friction layer of the holding sealing material according to the first embodiment of the present invention contains second inorganic fibers having an average fiber length of 0.01 to 2.0 mm. When the average fiber length of the second inorganic fibers is within the above range, the friction layer has a high coefficient of friction and the holding sealing material has a high holding power. The average fiber length of the second inorganic fibers is more preferably 0.2 to 2.0 mm. Moreover, the preferred range of the average fiber diameter (diameter) of the second inorganic fibers is the same as that of the first inorganic fibers.
上記摩擦層に含まれる第2の無機繊維の材質は特に限定されず、第1の無機繊維として例示した無機繊維等が挙げられる。 The material of the second inorganic fibers contained in the friction layer is not particularly limited, and examples thereof include the inorganic fibers exemplified as the first inorganic fibers.
上記摩擦層は、抄造処理されたものであることが好ましい。抄造処理であれば、上記のような比較的短い平均繊維長を有する無機繊維であっても、マット状に成型することが可能である。 The friction layer is preferably made by papermaking. With the papermaking process, even inorganic fibers having a relatively short average fiber length as described above can be molded into a mat.
本発明の第1の実施形態に係る保持シール材の摩擦層は、有機バインダーを含んでいないことを特徴とする。摩擦層が有機バインダーを含むと、有機バインダーの分解温度域での保持シール材の使用時に、摩擦層の摩擦係数が低下するという問題がある。本発明の第1の実施形態に係る保持シール材は、摩擦層が有機バインダーを含んでいないことにより、使用温度に関係なく高い摩擦係数を有する。 The friction layer of the holding sealing material according to the first embodiment of the present invention is characterized by not containing an organic binder. If the friction layer contains an organic binder, there is a problem that the coefficient of friction of the friction layer decreases when the holding sealing material is used in the decomposition temperature range of the organic binder. The holding sealing material according to the first embodiment of the present invention has a high coefficient of friction regardless of the operating temperature because the friction layer does not contain an organic binder.
本発明の第1の実施形態に係る保持シール材は、基材と摩擦層とが積層された構造を有している。摩擦層は、基材の片面のみに積層されていてもよいし、基材の両面に積層されていてもよい。本発明の第1の実施形態に係る保持シール材は、保持力が高くなることから、基材の両面に摩擦層が積層されていることが好ましい。 A holding sealing material according to a first embodiment of the present invention has a structure in which a base material and a friction layer are laminated. The friction layer may be laminated on only one side of the substrate, or may be laminated on both sides of the substrate. Since the holding sealing material according to the first embodiment of the present invention has high holding power, it is preferable that friction layers are laminated on both sides of the base material.
本発明の第1の実施形態に係る保持シール材は、基材と摩擦層とが積層されていればよく、基材と摩擦層との間が接着されていてもよい。 In the holding sealing material according to the first embodiment of the present invention, the base material and the friction layer may be laminated, and the base material and the friction layer may be bonded together.
本発明の第2の実施形態に係る保持シール材は、第1の無機繊維を含む基材と、第2の無機繊維を含む摩擦層とが積層され、室温と500℃とにおける上記摩擦層の摩擦係数を直線で結んだとき、上記摩擦層の摩擦係数の値が、室温を超えて500℃未満の温度領域において上記直線を上回る。本発明の第2の実施形態に係る保持シール材は、摩擦層の摩擦係数が室温から500℃の温度領域において高いため、上記温度における使用時でも高い保持力を発揮することができる。 A holding sealing material according to a second embodiment of the present invention is obtained by laminating a base material containing a first inorganic fiber and a friction layer containing a second inorganic fiber, and the friction layer at room temperature and 500° C. When the coefficients of friction are connected by a straight line, the value of the coefficient of friction of the friction layer exceeds the straight line in the temperature range above room temperature and below 500°C. In the holding sealing material according to the second embodiment of the present invention, since the coefficient of friction of the friction layer is high in the temperature range from room temperature to 500° C., high holding power can be exhibited even during use at the above temperature.
第2の実施形態に係る保持シール材の摩擦層は、下記の一般式を満たす摩擦係数を有する。
μ≧(μ500-μR)/(500-tR)×(t-tR)+μR
μ:室温から500℃までの任意の温度における、摩擦層の摩擦係数
μ500:500℃での摩擦係数
μR:室温での摩擦係数
tR:室温
t:室温を超えて500℃未満の任意の温度
本明細書において、室温は、例えば25℃である。
The friction layer of the holding sealing material according to the second embodiment has a coefficient of friction that satisfies the following general formula.
μ≧(μ 500 −μ R )/(500−t R )×(tt R )+μ R
μ: coefficient of friction of the friction layer at any temperature from room temperature to 500° C. μ 500 : coefficient of friction at 500° C. μ R : coefficient of friction at room temperature t R : room temperature t: any temperature above room temperature and below 500° C. In this specification, room temperature is, for example, 25°C.
本発明の第2の実施形態に係る保持シール材は、第1の実施形態に係る保持シール材の特徴を備えていてもよい。 The holding sealing material according to the second embodiment of the present invention may have the features of the holding sealing material according to the first embodiment.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る保持シール材、及び、本発明の第2の実施形態に係る保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。以下では、本発明の第1の実施形態に係る保持シール材及び本発明の第2の実施形態に係る保持シール材を「本発明の保持シール材」又は「保持シール材」ともいう。
図1に示す保持シール材1は、平面視矩形である。保持シール材1の平面視形状は矩形に限定されるものではなく、使用する場所に合わせて他の形状であってもよい。
また、保持シール材1を対象物に巻き付ける際に、端部同士が嵌合するように、保持シール材1の一方の端部2には凸部2aが設けられており、他方の端部3に凹部3aが設けられている。このような凸部2a及び凹部3aが設けられていると、保持シール材1を後述する排ガス浄化装置に配置した際に、シール性が向上する。
なお、本発明の保持シール材は、端部に凸部及び凹部を有していなくてもよい。また、本発明の保持シール材は、端部の形状がL字形状であって、対象物に巻き付けた際に端部同士が嵌合するようになっていてもよい。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a holding sealing material according to a first embodiment of the invention and an example of a holding sealing material according to a second embodiment of the invention. Hereinafter, the holding seal material according to the first embodiment of the present invention and the holding seal material according to the second embodiment of the present invention are also referred to as "the holding seal material of the present invention" or "the holding seal material".
The holding
One
It should be noted that the holding sealing material of the present invention does not have to have projections and recesses at the ends. Further, the holding sealing material of the present invention may have an L-shaped end portion so that the end portions are fitted together when wound around an object.
図1に示すように、保持シール材1は、基材10と、基材10の上に設けられた摩擦層20とを有する。基材10は、第1の無機繊維からなる平面視矩形のマットである。摩擦層20は、第2の無機繊維からなる平面視矩形のマットである。基材10及び摩擦層20は、保持シール材1と同様にその端部に凸部と凹部を有している。
As shown in FIG. 1 , the
次に、本発明の保持シール材の製造方法について説明する。
本発明の保持シール材の製造方法は、第1の無機繊維を含む基材を作製する工程と、第2の無機繊維及び有機バインダーを含む抄造マットを作製し、上記抄造マットを加熱処理して摩擦層を作製する工程と、上記基材に上記摩擦層を積層する工程と、を含む。
Next, a method for manufacturing the holding sealing material of the present invention will be described.
The method for producing a holding sealing material of the present invention comprises steps of producing a substrate containing a first inorganic fiber, producing a paper-made mat containing a second inorganic fiber and an organic binder, and heat-treating the paper-made mat. A step of forming a friction layer and a step of laminating the friction layer on the base material are included.
(基材を作製する工程)
本発明の保持シール材の基材は、種々の方法により得ることができるが、例えば、抄造法又はニードリング法により作製することができる。
抄造法の場合、例えば、以下の方法により製造することができる。
無機繊維を開繊し、開繊した無機繊維を溶媒中に分散させて混合液とする。底面にろ過用のメッシュが形成された成型器に混合液を流し込み、混合液中の溶媒を脱溶媒処理することで無機繊維集合体を得る。そして、無機繊維集合体を乾燥することにより、第1の無機繊維を含む基材を得ることができる。
(Step of preparing base material)
The base material of the holding sealing material of the present invention can be obtained by various methods, and for example, it can be produced by a papermaking method or a needling method.
In the case of the papermaking method, for example, it can be produced by the following method.
Inorganic fibers are opened, and the opened inorganic fibers are dispersed in a solvent to form a mixed solution. An inorganic fiber assembly is obtained by pouring the mixed liquid into a molding device having a mesh for filtration formed on the bottom surface and removing the solvent in the mixed liquid. Then, by drying the inorganic fiber aggregate, a substrate containing the first inorganic fibers can be obtained.
ニードリング法の場合、例えば、以下の方法により製造することができる。
塩基性塩化アルミニウム水溶液とシリカゾル等とを原料とする紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して無機繊維前駆体を作製する。続いて、上記無機繊維前駆体を圧縮して所定の大きさの連続したシート状物を作製し、焼成処理を施す。この焼成処理の前後のいずれかにニードリング処理を行い、無機繊維同士を交絡させて、第1の無機繊維を含む基材を得ることができる。
In the case of the needling method, for example, it can be produced by the following method.
A spinning mixture made from a basic aqueous solution of aluminum chloride and silica sol or the like is spun by a blowing method to produce an inorganic fiber precursor. Subsequently, the inorganic fiber precursor is compressed to produce a continuous sheet-like material having a predetermined size, and is subjected to a sintering treatment. Needling treatment may be performed either before or after this firing treatment to entangle the inorganic fibers, thereby obtaining a base material containing the first inorganic fibers.
ニードリング処理後、必要に応じて無機バインダー、有機バインダーを基材に付与する。
基材に無機バインダーを付与する方法は、特に限定されない。例えば、カーテンコート法等により基材に無機バインダーを含浸させる方法、基材に無機バインダーを噴霧して吹き付けるスプレーコーティング法が挙げられる。他には、ロールコーティング法、フィルム転写法及びディップコーティング法等が挙げられる。
有機バインダーを基材に付与する方法及び手順は特に限定されるものではないが、例えば、有機バインダーを含む液を噴霧して基材に吹き付ける方法が挙げられる。
その後、無機バインダー及び有機バインダーに含まれる水分を乾燥させるための乾燥工程を行えばよい。
After the needling treatment, an inorganic binder or an organic binder is applied to the substrate, if necessary.
The method of applying the inorganic binder to the substrate is not particularly limited. Examples thereof include a method of impregnating a base material with an inorganic binder by a curtain coating method or the like, and a spray coating method of spraying an inorganic binder onto a base material. Other methods include a roll coating method, a film transfer method and a dip coating method.
The method and procedure for applying the organic binder to the substrate are not particularly limited, but examples include a method of spraying a liquid containing an organic binder onto the substrate.
After that, a drying step may be performed to dry the water contained in the inorganic binder and the organic binder.
(摩擦層を作製する工程)
本発明の保持シール材を構成する摩擦層は、第2の無機繊維及び有機バインダーを含む抄造マットを作製し、上記抄造マットを加熱処理して作製される。
抄造マットの作製は、例えば、基材を作製する工程で上述した抄造法により行うことができる。このとき、有機バインダーを混合液に添加することにより、抄造マットに有機バインダーが含まれる。
得られた抄造マットの加熱処理は、例えば100~800℃で0.5~10時間行う。加熱処理により、抄造マットに含まれる有機バインダーが分解され消失し、摩擦層が得られる。
(Step of producing friction layer)
The friction layer constituting the holding sealing material of the present invention is produced by producing a paper-made mat containing the second inorganic fibers and an organic binder, and heat-treating the paper-made mat.
The papermaking mat can be produced, for example, by the papermaking method described above in the step of producing the base material. At this time, the organic binder is included in the papermaking mat by adding the organic binder to the mixed liquid.
The resulting paper-processed mat is heat-treated, for example, at 100 to 800° C. for 0.5 to 10 hours. The heat treatment decomposes and disappears the organic binder contained in the paper-made mat to obtain the friction layer.
この工程で得られる摩擦層に含まれる第2の無機繊維の平均繊維長が0.01~2.0mmとなるように、製造条件を調整する。 The manufacturing conditions are adjusted so that the second inorganic fibers contained in the friction layer obtained in this step have an average fiber length of 0.01 to 2.0 mm.
(基材に摩擦層を積層する工程)
本発明の保持シール材は、上記基材に上記摩擦層を積層することで得られる。基材に摩擦層を積層するために、基材の上に両面テープを貼り付け、接着層を設けてもよい。更にスプレーのり等を接着層の上に散布してもよい。摩擦層は基材の片面に積層されてもよいし、両面に積層されてもよい。
(Step of laminating friction layer on base material)
The holding sealing material of the present invention is obtained by laminating the friction layer on the base material. In order to laminate the friction layer on the base material, a double-sided tape may be applied on the base material and an adhesive layer may be provided. Further, spray paste or the like may be spread over the adhesive layer. The friction layer may be laminated on one side of the substrate, or may be laminated on both sides.
以上の工程により、本発明の保持シール材が得られる。 Through the steps described above, the holding sealing material of the present invention is obtained.
上記の製造方法では基材と摩擦層とを別に作製してから基材に摩擦層を積層しているが、基材の上に有機バインダーを含む抄造マットを作製し、基材の上に有機バインダーを含む抄造マットが積層した状態で加熱処理して有機バインダーを分解する方法によっても、本発明の保持シール材を作製することができる。 In the above manufacturing method, the base material and the friction layer are prepared separately and then the friction layer is laminated on the base material. The holding sealing material of the present invention can also be produced by a method in which the sheet-made mats containing the binder are laminated and then heat-treated to decompose the organic binder.
以下、本発明の排ガス浄化装置について説明する。
本発明の排ガス浄化装置は、排ガス処理体と、上記排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、上記排ガス処理体と上記金属ケーシングとの間に配置され、上記排ガス処理体を保持する保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材は、本発明の保持シール材であることを特徴とする。
The exhaust gas purifier of the present invention will be described below.
The exhaust gas purifying apparatus of the present invention comprises an exhaust gas treating body, a metal casing that houses the exhaust gas treating body, and a holding sealing material that is disposed between the exhaust gas treating body and the metal casing and holds the exhaust gas treating body. , wherein the holding sealing material is the holding sealing material of the present invention.
図2は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。
図2に示すように、本発明の排ガス浄化装置100は、金属ケーシング50と、金属ケーシング50に収容された排ガス処理体40と、排ガス処理体40及び金属ケーシング50の間に配設された保持シール材1とを備えている。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the exhaust gas purifier of the present invention.
As shown in FIG. 2, the exhaust
排ガス処理体40は、多数のセル41がセル壁42を隔てて長手方向に並設された柱状のものである。セルはその一方の端部が封止材43により封止されている。
なお、金属ケーシング50の端部には、必要に応じて、内燃機関から排出された排ガスを導入する導入管と、排ガス浄化装置を通過した排ガスが外部に排出される排出管とが接続されることとなる。
The exhaust
An introduction pipe for introducing exhaust gas discharged from the internal combustion engine and an exhaust pipe for discharging the exhaust gas that has passed through the exhaust gas purifying device are connected to the ends of the
上述した構成を有する排ガス浄化装置100を排ガスが通過する場合について、図2を参照して以下に説明する。
図2に示すように、内燃機関から排出され、排ガス浄化装置100に流入した排ガス(図2中、排ガスをGで示し、排ガスの流れを矢印で示す)は、排ガス処理体(ハニカムフィルタ)40の排ガス流入側端面に開口した一のセル41に流入し、セル41を隔てるセル壁42を通過する。この際、排ガス中のPMがセル壁42で捕集され、排ガスが浄化されることとなる。浄化された排ガスは、排ガス流出側端面に開口した他のセル41から流出し、外部に排出される。
A case where exhaust gas passes through the
As shown in FIG. 2, the exhaust gas discharged from the internal combustion engine and flowing into the exhaust gas purifying device 100 (in FIG. The exhaust gas flows into one
図2に示す排ガス浄化装置100では、保持シール材1は本発明の保持シール材であり、保持シール材1を構成する基材10側の面が排ガス処理体40の側に配置され、摩擦層20側の面が金属ケーシング50の側に配置されている。
In the exhaust
上記保持シール材は、金属ケーシング側に上記摩擦層が対向するように配置されていることが好ましい。一般的に、金属ケーシングの表面と排ガス処理体の表面の状態を比べると、金属ケーシングの表面の方が平滑であるので滑りやすい。そのため、保持シール材と金属ケーシングとの間の摩擦係数を向上させる必要性が高い。保持シール材の摩擦層が設けられた面が金属ケーシング側に設けられていると、保持シール材と金属ケーシングとの間の摩擦係数を高める効果を好適に発揮することができる。保持シール材の摩擦層は、金属ケーシング側と排ガス処理体側の両方に対抗するように配置されていることがより好ましい。 It is preferable that the holding sealing material is arranged so that the friction layer faces the metal casing. In general, comparing the state of the surface of the metal casing with that of the surface of the exhaust gas treating body, the surface of the metal casing is smoother and slippery. Therefore, there is a strong need to improve the coefficient of friction between the holding seal material and the metal casing. If the surface of the holding seal material provided with the friction layer is provided on the metal casing side, the effect of increasing the coefficient of friction between the holding seal material and the metal casing can be favorably exhibited. More preferably, the friction layer of the holding sealing material is arranged so as to face both the metal casing side and the exhaust gas treating body side.
本発明の排ガス浄化装置を構成する金属ケーシングの材質は、耐熱性を有する金属であれば特に限定されず、具体的には、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属類が挙げられる。 The material of the metal casing that constitutes the exhaust gas purifier of the present invention is not particularly limited as long as it is a heat-resistant metal, and specific examples include metals such as stainless steel, aluminum, and iron.
また、ケーシングの形状は、略円筒型形状の他、クラムシェル型形状、ケーシング断面において略楕円型形状、略多角形型形状等を好適に用いることができる。 In addition, the shape of the casing may preferably be a substantially cylindrical shape, a clamshell shape, a substantially elliptical shape in cross section, a substantially polygonal shape, or the like.
なお、図2に示す排ガス処理体40は、セル41のいずれか一方の端部が封止材43で封止されているフィルタであるが、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、セルの端部が封止されていなくてもよい。このような排ガス処理体は、触媒担体として好適に使用することが可能となる。
The exhaust
排ガス処理体40は、炭化珪素や窒化珪素などの非酸化物多孔質セラミックからなっていてもよく、アルミナ、コージェライト、ムライト等の酸化物多孔質セラミックからなっていてもよい。これらの中では、炭化珪素であることが好ましい。
The exhaust
排ガス処理体40の断面におけるセル密度は、特に限定されないが、好ましい下限は、31.0個/cm2(200個/inch2)、好ましい上限は、93.0個/cm2(600個/inch2)である。また、より好ましい下限は、38.8個/cm2(250個/inch2)、より好ましい上限は、77.5個/cm2(500個/inch2)である。
The cell density in the cross section of the exhaust
排ガス処理体40には、排ガスを浄化するための触媒を担持させてもよく、担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が好ましく、この中では、白金がより好ましい。また、その他の触媒として、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属を用いることもできる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
これら触媒が担持されていると、PMを燃焼除去しやすくなり、有毒な排ガスの浄化も可能になる。
The exhaust
When these catalysts are carried, it becomes easier to burn and remove PM, and it becomes possible to purify toxic exhaust gas.
本発明の保持シール材は、高い保持力を有するため、排ガス浄化装置に用いる場合に、従来と比較して保持シール材のサイズや重量を小さくすることが可能である。保持シール材のサイズや重量を小さくすることで排ガス浄化装置全体の重量を低減させることが可能であり、輸送コスト等を削減することにつながる。 Since the holding sealing material of the present invention has high holding power, it is possible to reduce the size and weight of the holding sealing material as compared with conventional holding sealing materials when used in an exhaust gas purifier. By reducing the size and weight of the holding seal material, it is possible to reduce the weight of the entire exhaust gas purifier, which leads to a reduction in transportation costs and the like.
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 Examples that more specifically disclose the present invention are shown below. In addition, the present invention is not limited only to these examples.
実施例1
(基材の作製)
アルミナ-シリカ組成を有する無機繊維の素地マットとして、組成比がAl2O3:SiO2=72:28である素地マットを用意した。この素地マットに対し、ニードリング処理を施すことで、嵩密度が0.15g/cm3であり、単位面積当たりの無機繊維重量が1050g/m2であるニードルマットを作製した。次に、ニードルマットを平面視寸法930×515mmに裁断し、保持シール材における基材とした。基材を構成する無機繊維(第1の無機繊維)の平均繊維長は60mmであった。
Example 1
(Preparation of base material)
As a base mat of inorganic fibers having an alumina-silica composition, a base mat having a composition ratio of Al 2 O 3 :SiO 2 =72:28 was prepared. By subjecting this base mat to a needling treatment, a needle mat having a bulk density of 0.15 g/cm 3 and an inorganic fiber weight per unit area of 1050 g/m 2 was produced. Next, the needle mat was cut into a size of 930×515 mm in plan view, and used as a base material for the holding sealing material. The average fiber length of the inorganic fibers (first inorganic fibers) forming the substrate was 60 mm.
(摩擦層の作製)
まず、以下の手順で抄造用スラリーを調製した。
組成比がAl2O3:SiO2=72:28であるアルミナ繊維で構成された原料繊維を用意し、この原料繊維2kgをフェザーミルにより10分間開繊した。この開繊により、平均繊維長が0.95mmである摩擦層用無機繊維(第2の無機繊維)を得た。
(Preparation of friction layer)
First, a slurry for papermaking was prepared by the following procedure.
A raw material fiber composed of alumina fibers having a composition ratio of Al 2 O 3 :SiO 2 =72:28 was prepared, and 2 kg of this raw material fiber was spread by a feather mill for 10 minutes. By this opening, friction layer inorganic fibers (second inorganic fibers) having an average fiber length of 0.95 mm were obtained.
次いで、水79000gに摩擦層用無機繊維790gを添加した後、これを攪拌機により5分間攪拌し、混合物を調製した。 Next, 790 g of friction layer inorganic fibers were added to 79000 g of water, and the mixture was stirred with a stirrer for 5 minutes to prepare a mixture.
摩擦層用無機繊維に対して、有機バインダーとしてラテックスが24重量%となるように上記混合物に添加し、1分間攪拌した。更に、凝集剤としてパーコール292(BASF製)3.95gを混合物に加えて1分間攪拌することで、抄造用スラリーを調製した。 Latex as an organic binder was added to the above mixture so as to be 24% by weight of the inorganic fibers for the friction layer, and the mixture was stirred for 1 minute. Further, 3.95 g of Percoll 292 (manufactured by BASF) was added to the mixture as a flocculating agent, and the mixture was stirred for 1 minute to prepare a slurry for papermaking.
次に、抄造用スラリーを用いて抄造マットを作製した。
抄造用成型器(縦930mm×横515mm×深さ400mm)の底部に濾過用メッシュ(30メッシュ)を設置した。
Next, a papermaking mat was produced using the papermaking slurry.
A filtering mesh (30 mesh) was placed at the bottom of a papermaking molding machine (length 930 mm, width 515 mm,
次いで、抄造用成型器の上方から抄造用スラリーを投入した。その後、何らの操作を行うことなく、投入した抄造用スラリーを20秒保持した。 Next, the slurry for papermaking was charged from above the molding machine for papermaking. Thereafter, the charged slurry for papermaking was held for 20 seconds without performing any operation.
抄造用スラリーの保持後、脱水処理を行うことにより、抄造マットを形成した。脱水処理は、吸引ポンプを用いて抄造用成型器の底部側から吸引圧をかけ、濾過用メッシュを通じて抄造用スラリー中の水分を強制的に吸引することで行った。 After holding the slurry for papermaking, a dehydration treatment was performed to form a papermaking mat. The dehydration treatment was carried out by applying suction pressure from the bottom side of the papermaking molding machine using a suction pump to forcibly suck water in the papermaking slurry through the filtration mesh.
抄造マットを抄造用成型器から取り出し、135℃で60分間乾燥させ、次いで600℃で1時間加熱して抄造マットに含まれる有機バインダーを分解し、摩擦層を形成した。得られた摩擦層を基材の上に重ね、基材と摩擦層とが積層された保持シール材を製造した。摩擦層は基材の片面にのみ積層した。摩擦層の目付量は、1650g/m2であった。 The paper-processed mat was taken out from the paper-process molding machine, dried at 135° C. for 60 minutes, and then heated at 600° C. for 1 hour to decompose the organic binder contained in the paper-processed mat and form a friction layer. The obtained friction layer was placed on the base material to produce a holding sealing material in which the base material and the friction layer were laminated. The friction layer was laminated only on one side of the substrate. The basis weight of the friction layer was 1650 g/m 2 .
実施例2
摩擦層用無機繊維の平均繊維長を0.05mmとした以外は、実施例1と同様にして保持シール材を製造した。
Example 2
A holding sealing material was produced in the same manner as in Example 1, except that the average fiber length of the inorganic fibers for the friction layer was 0.05 mm.
実施例3
摩擦層用無機繊維の平均繊維長を0.21mmとした以外は、実施例1と同様にして保持シール材を製造した。
Example 3
A holding sealing material was produced in the same manner as in Example 1, except that the average fiber length of the inorganic fibers for the friction layer was 0.21 mm.
実施例4
摩擦層用無機繊維の平均繊維長を0.65mmとした以外は、実施例1と同様にして保持シール材を製造した。
Example 4
A holding sealing material was produced in the same manner as in Example 1, except that the average fiber length of the inorganic fibers for the friction layer was 0.65 mm.
実施例5
まず、実施例1と同様にニードルマットを作製した。次いで、アルミナゾル(日産化学工業株式会社製アルミナゾル溶液AS550(固形分濃度:15重量%、粒子径0.04μm))を水で希釈することにより固形分濃度1.0重量%として、無機粒子を含む無機バインダーを調製した。この無機バインダーをカーテンコート法により裁断したニードルマットと接触させ、裁断したニードルマットに無機バインダーを含浸させた。
Example 5
First, a needle mat was produced in the same manner as in Example 1. Next, alumina sol (Nissan Chemical Industries, Ltd. alumina sol solution AS550 (solid concentration: 15% by weight, particle diameter 0.04 μm)) is diluted with water to a solid concentration of 1.0% by weight, containing inorganic particles. An inorganic binder was prepared. This inorganic binder was brought into contact with a needle mat cut by a curtain coating method, and the cut needle mat was impregnated with the inorganic binder.
無機バインダーが付着したニードルマットを脱水機で吸引脱水することにより、無機バインダーがニードルマットの無機繊維の重量100重量%に対して100重量%付着した状態となるように調整した。無機バインダー中の無機粒子の固形分濃度が1.0重量%であるので、無機粒子の無機繊維単位重量当たりの付着量は固形分換算で1.0重量%となる。このようにして無機バインダーが付着したニードルマットを作製した。 The needle mat to which the inorganic binder had adhered was dehydrated by suction using a dehydrator, so that 100 wt % of the inorganic binder adhered to 100 wt % of the inorganic fibers of the needle mat was adjusted. Since the solid content concentration of the inorganic particles in the inorganic binder is 1.0% by weight, the adhesion amount of the inorganic particles per unit weight of the inorganic fiber is 1.0% by weight in terms of solid content. Thus, a needle mat with an inorganic binder was produced.
有機バインダーは以下のようにして付与した。まず、アクリル系ラテックスが水に分散しているアクリル系ラテックスエマルジョンを調製し、有機バインダーとして用いた。上記の無機バインダーが付着したニードルマットの無機繊維量に対し1.0重量%となるように、無機バインダーが付着したニードルマットに対してスプレーを用いて有機バインダーを均一に吹き付けた。その後、無機バインダーと有機バインダーとが付着したニードルマットを70kPaの加圧下、140℃の温度で5分間通気乾燥させた。このようにして、無機バインダーと有機バインダーとを含む基材を得た。 The organic binder was applied as follows. First, an acrylic latex emulsion in which acrylic latex is dispersed in water was prepared and used as an organic binder. An organic binder was uniformly sprayed onto the needle mat to which the inorganic binder was adhered so that the amount of inorganic fibers in the needle mat to which the inorganic binder was adhered was 1.0% by weight. Thereafter, the needle mat to which the inorganic binder and the organic binder were adhered was air-dried at a temperature of 140° C. for 5 minutes under a pressure of 70 kPa. Thus, a substrate containing an inorganic binder and an organic binder was obtained.
摩擦層は実施例1と同様に作製した。摩擦層を上記で得られた基材の上に重ね、基材と摩擦層とが積層された保持シール材を製造した。摩擦層は基材の片面にのみ積層した。 A friction layer was produced in the same manner as in Example 1. The friction layer was placed on the base material obtained above to produce a holding sealing material in which the base material and the friction layer were laminated. The friction layer was laminated only on one side of the substrate.
比較例1
実施例5で作製した無機バインダーと有機バインダーとを含む基材に摩擦層を積層しないで、比較例1の保持シール材とした。
Comparative example 1
A holding sealing material of Comparative Example 1 was obtained without laminating the friction layer on the base material containing the inorganic binder and the organic binder prepared in Example 5.
比較例2
乾燥後の抄造マット中の有機バインダー含有量が7.5重量%となるように、抄造用スラリー中のラテックスの配合量を調整し、有機バインダーの加熱分解を行わなかった以外は実施例1の摩擦層と同様に抄造マットを作製し、比較例2の保持シール材とした。
Comparative example 2
The amount of latex in the slurry for papermaking was adjusted so that the content of the organic binder in the papermaking mat after drying was 7.5% by weight, and the organic binder was not thermally decomposed. A sheet-processed mat was prepared in the same manner as the friction layer, and used as a holding sealing material of Comparative Example 2.
表1は、実施例1~5及び比較例1~2で作製した保持シール材の構成を示す。 Table 1 shows the configurations of the holding sealing materials produced in Examples 1-5 and Comparative Examples 1-2.
(摩擦係数の測定)
以下の方法により、実施例1~5及び比較例1~2の保持シール材について、摩擦係数を測定した。
図3及び図4は、保持シール材の摩擦係数測定装置を示す概略図である。
摩擦係数測定装置200では、装置の左右に、ステンレス鋼製の平板(左板210及び右板220)がそれぞれ対向するように配置されている。また、左板210はロードセルとなっており、左板210の右側の面(マット材と接する側の面)に加わる荷重を測定することができる。
(Measurement of friction coefficient)
The friction coefficients of the holding sealing materials of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were measured by the following method.
3 and 4 are schematic diagrams showing a friction coefficient measuring device for a holding sealing material.
In the friction
まず、左板210、保持シール材1a、ステンレス鋼製の平板(中板230)、保持シール材1b、右板220の順になるように、2枚の保持シール材1a及び1bと中板230とを配置した。
左板210と保持シール材1aの間、及び、右板220と保持シール材1bの間(板と保持シール材の間)で滑らないように、左板210及び右板220の表面には突起部材240を設けた。
なお、保持シール材1a、1bの摩擦層20側の面を中板230の側に配置した。
保持シール材1aは左板210及び中板230で挟まれ、保持シール材1bは中板230及び右板220で挟まれる。
また、中板230はロードセルとなっており、中板に加わる荷重を測定することができる。
First, the
Projections are provided on the surfaces of the
The
The holding
In addition, the
まず、左板210及び右板220に対して中板230の方向に圧力をかけ、保持シール材の嵩密度(GBD)が0.3g/cm3となるまで圧縮した。
その圧縮状態で10分保持(緩和)した。
First, pressure was applied to the
The compressed state was held (relaxed) for 10 minutes.
次に、保持シール材1a、1bと中板230の間の温度が25℃の状態で、中板230を図3中の矢印で示す向き(上方)に25mm/分の速度で移動させ、保持シール材の摩擦層にせん断応力を印加した。
図4は中板230を移動させた状態を示している。
移動中の中板のロードセルの荷重値及び中板に加わる静摩擦力を測定し、静摩擦力が最大となるときの摩擦係数(静摩擦係数)を測定した。
Next, while the temperature between the holding
FIG. 4 shows a state in which the
The load value of the load cell of the intermediate plate during movement and the static frictional force applied to the intermediate plate were measured, and the coefficient of friction (static friction coefficient) when the static frictional force reached its maximum was measured.
次いで、マット材と中板の間の温度を100℃、200℃、300℃、400℃、500℃に変更し、各温度において、上記と同様に保持シール材の摩擦層にせん断応力を印加し、摩擦係数(静摩擦係数)を測定した。結果を図5~12に示す。 Next, the temperature between the mat material and the intermediate plate was changed to 100° C., 200° C., 300° C., 400° C., and 500° C. At each temperature, shear stress was applied to the friction layer of the holding sealing material in the same manner as described above, The coefficient (static friction coefficient) was measured. The results are shown in Figures 5-12.
図5~10は、実施例1~4及び比較例1~2の保持シール材の摩擦層の摩擦係数の測定結果を示すグラフである。実施例1~4の保持シール材は、25℃における摩擦層の摩擦係数と500℃における摩擦層の摩擦係数を直線で結んだとき、摩擦係数の値が、25℃を超えて500℃未満の温度領域において直線を上回っていた。一方、比較例1~2の保持シール材では、摩擦層の摩擦係数の値が直線を下回る範囲があった。 5 to 10 are graphs showing the measurement results of the friction coefficients of the friction layers of the holding sealing materials of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2. FIG. In the holding seal materials of Examples 1 to 4, when the coefficient of friction of the friction layer at 25°C and the coefficient of friction of the friction layer at 500°C are connected by a straight line, the value of the coefficient of friction exceeds 25°C and is less than 500°C. It exceeded the straight line in the temperature range. On the other hand, in the holding sealing materials of Comparative Examples 1 and 2, there was a range in which the values of the friction coefficients of the friction layers fell below the straight line.
図11は、実施例1の保持シール材の摩擦係数と、実施例5の保持シール材の摩擦係数とを示すグラフである。
実施例5の保持シール材は、基材が有機バインダー及び無機バインダーを含むこと以外は実施例1と同じ構成であるが、図11に示すとおり、各温度における摩擦層の摩擦係数は実施例1と実施例5とでほぼ同じ値であった。従って、基材に有機バインダー及び無機バインダーが含まれていても、摩擦層の摩擦係数にほとんど影響しないことがわかった。
11 is a graph showing the coefficient of friction of the holding sealing material of Example 1 and the coefficient of friction of the holding sealing material of Example 5. FIG.
The holding sealing material of Example 5 has the same structure as that of Example 1 except that the base material contains an organic binder and an inorganic binder. and Example 5 had substantially the same values. Therefore, it was found that the friction coefficient of the friction layer is hardly affected even if the base material contains an organic binder and an inorganic binder.
図12は、保持シール材の摩擦層を構成する無機繊維の平均繊維長と摩擦係数との相関を示すグラフである。実施例1~4及び比較例1について、300℃及び500℃における摩擦層の摩擦係数を比較した。横軸を無機繊維の平均繊維長、縦軸を摩擦係数とした。近似曲線は、多項式近似により求めた。 FIG. 12 is a graph showing the correlation between the average fiber length of inorganic fibers forming the friction layer of the holding sealing material and the coefficient of friction. The friction coefficients of the friction layers at 300° C. and 500° C. were compared for Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. The horizontal axis represents the average fiber length of the inorganic fibers, and the vertical axis represents the coefficient of friction. Approximate curves were obtained by polynomial approximation.
図12に示すとおり、無機繊維の繊維長によって摩擦係数に差が出ることがわかった。また、データより得られた近似曲線から、摩擦層における無機繊維の好適な平均繊維長は、0.2~2.0mmであることが分かった。 As shown in FIG. 12, it was found that the friction coefficient varies depending on the fiber length of the inorganic fibers. Also, from the approximation curve obtained from the data, it was found that the preferred average fiber length of the inorganic fibers in the friction layer is 0.2 to 2.0 mm.
1、1a、1b 保持シール材
2 一方の端部
2a 凸部
3 他方の端部
3a 凹部
10 基材
20 摩擦層
40 排ガス処理体
41 セル
42 セル壁
43 封止材
50 金属ケーシング
100 排ガス浄化装置
200 摩擦係数測定装置
210 左板
220 右板
230 中板
240 突起部材
G 排ガス
1, 1a, 1b holding sealing
Claims (11)
平均繊維長が0.01~2.0mmである第2の無機繊維を含む摩擦層とが積層され、
前記摩擦層が有機バインダーを含んでいないことを特徴とする、保持シール材。 a substrate comprising a first inorganic fiber;
A friction layer containing a second inorganic fiber having an average fiber length of 0.01 to 2.0 mm is laminated,
A holding sealing material, wherein the friction layer does not contain an organic binder.
第2の無機繊維を含む摩擦層とが積層され、
室温と500℃とにおける前記摩擦層の摩擦係数を直線で結んだとき、前記摩擦層の摩擦係数の値が、室温を超えて500℃未満の温度領域において前記直線を上回る、保持シール材。 a substrate comprising a first inorganic fiber;
A friction layer containing a second inorganic fiber is laminated,
A holding sealing material, wherein when a straight line connects the coefficient of friction of the friction layer at room temperature and 500°C, the value of the coefficient of friction of the friction layer exceeds the straight line in a temperature range above room temperature and below 500°C.
第2の無機繊維及び有機バインダーを含む抄造マットを作製し、前記抄造マットを加熱処理して摩擦層を作製する工程と、
前記基材に前記摩擦層を積層する工程と、を含む、保持シール材の製造方法。 creating a substrate comprising first inorganic fibers;
a step of preparing a paper-made mat containing second inorganic fibers and an organic binder, and heat-treating the paper-made mat to prepare a friction layer;
and laminating the friction layer on the base material.
前記排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、
前記排ガス処理体と前記金属ケーシングとの間に配置され、前記排ガス処理体を保持する保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、
前記保持シール材は、請求項1~8のいずれか一項に記載の保持シール材であることを特徴とする排ガス浄化装置。 an exhaust gas treating body;
a metal casing housing the exhaust gas treating body;
An exhaust gas purifying apparatus comprising a holding sealing material arranged between the exhaust gas treating body and the metal casing and holding the exhaust gas treating body,
An exhaust gas purifier, wherein the holding sealing material is the holding sealing material according to any one of claims 1 to 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021158117A JP2023048673A (en) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | Holding seal material, manufacturing method for holding seal material and exhaust gas purification device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021158117A JP2023048673A (en) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | Holding seal material, manufacturing method for holding seal material and exhaust gas purification device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023048673A true JP2023048673A (en) | 2023-04-07 |
Family
ID=85779705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021158117A Pending JP2023048673A (en) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | Holding seal material, manufacturing method for holding seal material and exhaust gas purification device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023048673A (en) |
-
2021
- 2021-09-28 JP JP2021158117A patent/JP2023048673A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8945269B2 (en) | Holding sealing material, method for producing holding sealing material, and exhaust gas purifying apparatus | |
US8951323B2 (en) | Multiple layer mat and exhaust gas treatment device | |
KR101749217B1 (en) | Holding seal member, method for producing holding seal member, and exhaust gas purification device | |
JP2018048647A (en) | Multilayer mounting mat for pollution control device | |
US20120186239A1 (en) | Holding sealing material, and electrically heating exhaust gas purifying apparatus | |
KR20120095417A (en) | Mounting mat for exhaust gas treatment device | |
EP3051187B1 (en) | Holding seal material, production method for holding seal material, production method for exhaust gas purification device, and exhaust gas purification device | |
JP5990393B2 (en) | Holding sealing material and exhaust gas purification device | |
US20110311403A1 (en) | Use of Microspheres in an Exhaust Gas Treatment Device Mounting Mat | |
US20150017072A1 (en) | Inorganic fiber, method of producing inorganic fiber aggregate, holding sealing material, and exhaust gas purifying apparatus | |
EP3051185A1 (en) | Holding seal material, production method for holding seal material, and exhaust gas purification device | |
EP3146175B1 (en) | Retaining material for pollution control element, method for manufacturing the same, and pollution control device | |
JP5927064B2 (en) | Manufacturing method of mat material | |
JP5872841B2 (en) | Mat material and exhaust gas purification device | |
JP2023048673A (en) | Holding seal material, manufacturing method for holding seal material and exhaust gas purification device | |
EP3051186B1 (en) | Production method for holding seal material | |
JP4688599B2 (en) | Holding sealing material and exhaust gas purification device | |
WO2015170610A1 (en) | Holding sealing material, process for producing holding sealing material, and exhaust gas cleaner | |
JP7430099B2 (en) | Mat material, exhaust gas purification device, and method for manufacturing mat material | |
JP7555781B2 (en) | Inorganic fiber assembly with inorganic sheet material, method for producing inorganic fiber assembly with inorganic sheet material, and exhaust gas purification device | |
JP2022122669A (en) | Mat material, exhaust gas purification device and manufacturing method for mat material | |
JP2014159655A (en) | Method for manufacturing an inorganic fiber assembly and inorganic fiber assembly |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240918 |