JP2002089253A - 排ガス浄化用触媒コンバーターの保持シール材 - Google Patents
排ガス浄化用触媒コンバーターの保持シール材Info
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Abstract
を抑制した排ガス浄化用触媒コンバーターの保持シール
材を提供する。 【解決手段】 触媒保持体3と金属シェル2との間に配
置する,排ガス浄化用触媒コンバーター5の保持シール
材1において,保持シール材は,組み付け後の充填密度
が0.1〜0.6g/cm3の範囲内になるように調整
されている耐熱無機繊維のマット状物と,0.1〜20
重量%の有機分と,有機分に対する重量比が0.01〜
3の酸素供給物質とを有する。
Description
に用いられる排ガス浄化用触媒コンバーターの保持シー
ル材に関する。
浄化するための排ガス浄化用触媒コンバーターが装備さ
れている。排ガス浄化用触媒コンバーターは,排ガスを
浄化する触媒を担持した触媒保持体と,その外方を覆う
金属シェルと,触媒保持体と金属シェルとの間に介設さ
れた保持シール材とからなる。保持シール材は,自動車
の走行中などに触媒保持体が外周の金属シェルと当接す
ることによる破損を防ぎ,また金属シェルと触媒保持体
との間から排ガスがリークすることを防ぐために用いら
れている。
ミックファイバー等との混合物である熱膨張性保持シー
ル材が主であるが,近年,排ガス規制強化により排ガス
温度が著しく上昇しているため,従来の熱膨張性保持シ
ール材では,耐熱性が不足する。そこで,近年,結晶質
アルミナ繊維のマット状物からなる無膨張性保持シール
材が用いられつつある。
ンバーターを製造する方法としては,外周の金属シェル
を予め二分割しておいて,触媒保持体に保持シール材を
巻き付けたものを挟み込む方法(キャニング)が一般的
である。また,作業性向上のため,金属シェルを最初か
らパイプ状にしておき,保持シール材を触媒保持体に巻
き付けたものを,金属シェル内に圧入する方法や,ステ
ンレス鋼板を断面形状がC字形状またはU字形状の筒状
に成型して金属シェルとし,その中に,保持シール材を
巻き付けた触媒保持体を装着し,その後金属シェルを締
めつけてから溶接接合する方法などが実施されている。
膨張性保持シール材は,嵩高いため,触媒保持体への組
み付け性を改善するため,特開昭57−146954
号,特開昭59−126023号などに開示されている
ように,有機フィルムを用いて真空パックする方法や,
無機繊維のマット状物に,有機分を塗布,含浸させるこ
とにより,マット状物の厚みを小さくする試みがなされ
ている。含浸させる有機分としては,一般的にはアクリ
ル系エマルジョンラテックスなどが用いられる。
マルジョンラテックスなどは燃焼温度が350℃以上で
あるため,触媒保持体側の有機分は高温に晒され,短時
間で焼失するが,その反対側は焼失しにくく異臭が発生
する。その理由は,保持シール材は,それ自体が断熱材
であるため,触媒保持体からの熱が伝播しにくいため,
有機バインダーが不完全燃焼を起こし,異臭が発生して
しまう。
付け性がよく,保持シール材からの異臭を抑制した排ガ
ス浄化用触媒コンバーターの保持シール材を提供しよう
とするものである。
属シェルとの間に組み付ける,排ガス浄化用触媒コンバ
ーターの保持シール材において,該保持シール材は,組
み付け後の充填密度が0.1〜0.6g/cm3の範囲
内になるように調整されている耐熱無機繊維のマット状
物と,該マット状物に対して0.1〜20重量%の有機
分と,該有機分に対する重量比が0.01〜3の酸素供
給物質とを有することを特徴とする排ガス浄化用触媒コ
ンバーターの保持シール材である。
ため,本発明のように有機分を添加することにより厚み
が低減し,組み付け性が向上する。また,繊維の飛散を
抑制でき,製造中の作業性が向上する。またマット状物
には酸素供給物質が添加されているため,200℃以下
の低温でも有機分が焼失する。そのため,保持シール材
からの異臭の発生を抑制できる。
ェル内に組み付けたときのマット状物の充填密度は,
0.1〜0.6g/cm3である。0.1g/cm3で
未満の場合には,振動などによる触媒保持体のズレ防止
に必要な保持力を確保することが困難となるおそれがあ
り,0.6g/cm3を超える場合には,過剰面圧によ
り繊維が折損してしまい,保持力の低下及び耐風蝕性の
低下につながる。
に対して0.1〜20重量%含まれている。これによ
り,繊維の飛散を防止し,金属シェル内への組み付け性
が向上する。一方,0.1重量%未満の場合には,耐熱
無機繊維が飛散し,組み付け作業環境が悪化する恐れが
ある。一方,含有量が20重量%を超える場合には,保
持シール材の柔軟性が損なわれ,触媒保持体に巻きつけ
にくくなる。また,保持シール材から発生する燃焼ガス
が増加し,環境に与える影響が大きくなる。
は,有機分に対する重量比で,0.01〜3である。
0.01未満の場合には,有機分が早期焼失するに必要
な酸素を充分供給できず,早期に焼失する目的が達成さ
れなくなるおそれがある。3を超える場合には,有機分
添加による本発明の効果を損い,過剰な酸素供給により
異常発熱のおそれがある。
4の発明のように,上記有機分は,アクリル系エマルジ
ョンラテックスまたは/及びポリビニルアルコールを含
むことが好ましい。これにより,組み付け時に耐熱無機
繊維の厚み低減及び飛散を防止することができる。
加される酸素供給物質は,過酸化物からなることが好ま
しい。これにより,比較的低温で早期に有機分を焼失さ
せ,本願の課題を解決するための最適な材料であるとい
える。
は,過酸化ベンゾイル(以下,BPOともいう。),ク
メンヒドロキシパーオキサイド(以下,CHPともい
う。),アゾビスイソブチロニトリル(以下,AIBN
ともいう。),ブチルパーオキシジメチルヘキサン(以
下,DHBPともいう。)及びジクミルパーオキサイド
(以下,DCPともいう。)の群から選ばれる1種また
は2種以上からなることが好ましい。これらは,特に酸
素濃度が低い排ガス浄化用触媒コンバーターにおいて酸
素を充分に供給し,有機分の焼失,酸化分解を促進させ
る。
酸素供給物質の添着量は,焼失ガスを低減し環境問題へ
配慮する観点から極力少なくする必要があるが,組み付
け性及び作業上の繊維飛散防止のためには,最小限量が
必要となる。耐熱無機繊維への有機分及び酸素供給物質
の添着方法は,たとえば,エマルジョン状態の有機分と
酸素供給物質の溶液をマット状物へスプレーするか,ま
たは上記溶液にディップする方法がある。添着後は,乾
燥を行うことが好ましい。有機分によりマット状物の厚
みを調整するには,たとえば,圧縮状態で乾燥する。
材の耐熱無機繊維は,結晶質アルミナ繊維,アルミナ−
シリカ繊維,シリカ繊維,ガラスファイバー,及びロッ
クウールの群から選ばれる1種または2種以上からなる
ことが好ましい。これにより,保持シール材の耐久性が
向上する。高温環境下で使用される排ガス浄化用触媒コ
ンバーターや,振動,背圧が高く保持力が必要な触媒コ
ンバーターについては,マット状物に対する面圧が大き
く耐熱性が高い結晶質アルミナファーバーが望ましい。
ライト,アルミナ,炭化珪素などの担体に触媒を担持さ
せたものである。触媒保持体の形状は,たとえば,ハニ
カム状である。担持されている触媒は,排ガス浄化作用
を持つものであれば特に限定されないが,たとえば,白
金などを用いる。金属シェルは,たとえば,断面が楕円
形,円形のパイプ状,または二分割されたシェル型形
状,もしくは断面形状がC字型,U字型などの筒状であ
る。金属シェルは,たとえば,ステンレス鋼などの耐熱
性金属を用いることができる。
について,図1〜図2を用いて説明する。本例の保持シ
ール材は,図1に示すごとく,触媒保持体3と金属シェ
ル2との間に配置する,排ガス浄化用触媒コンバーター
5の保持シール材1である。
ト状物に4重量%の有機分と酸素供給物質とを添着させ
たものである。セラミックス繊維のマット状物は,組み
付け前の充填密度が0.05g/cm3で厚みが25m
mの結晶質アルミナ繊維のマット状物である。有機分
は,アクリル系ラテックスである。酸素供給物質は,B
POであり,保持シール材中の含有量は,有機分重量比
に対して0.5である。
ミックの一種であるコージェライトモノリスであり,排
ガスの排気成分を浄化し得る白金などの触媒が担持され
ている。触媒担持体3の外形は130mmであり,長さ
は100mmである。金属シェル2はSUS304から
なり,その形状は,外径141mm,板厚1.5mmの
円筒径状である。排ガス浄化用触媒コンバータ5は,エ
ンジン9の排気管91の途中に設けられている。
側の双方が開口した多数のセル31の集合体からなるハ
ニカム構造体である。触媒保持体3のセル31に排ガス
を通過させると,セル壁に担持されている触媒の作用に
より,排ガス成分が浄化される。
の製造方法について説明する。結晶質アルミナ繊維のマ
ット状物(厚み25mm,充填密度0.05g/c
m 3)にアクリル系ラテックスとBPOとを含浸させ
て,保持シール材を得る。アクリル系ラテックスの含浸
量は,マット状物に対して4重量%とし,BPOの含浸
量は,アクリル系ラテックスの重量比に対して0.5と
する。アクリル系エマルジョン及びBPOの含浸は,こ
れらを水で希釈した水溶液を作成し,耐熱無機繊維マッ
トにスプレーまたはディッピングして行う。次に,吸引
脱水を行い,残留有機溶液重量を調整する。次に,圧縮
状態で乾燥を行う。
とする。位置合わせのため,巻き始め端部と巻き終わり
端部に,凹部11と凸部12とを形成してもよい。図2
(a),(b)に示すごとく,金属シェル2の中に,保
持シール材1を巻き付けた触媒保持体3を圧入する。こ
れにより,保持シール材1の充填密度を0.31g/c
m3とする。その後,図1に示すごとく,金属シェル2
の両端部にスピニング加工を施して縮管させ,排気管9
1接続用のフランジ部29を形成する。以上により,排
ガス浄化用触媒コンバータ5を得る。
ついて350℃×1時間の熱処理を実施したところ,熱
処理開始後10分程度は若干異臭が感じられたが,それ
以降については異臭を感じられなかった。なお,熱処理
を1時間実施した後,排気ガス浄化用触媒コンバーター
を分解し,保持シール材の有機減少率を測定した。その
結果,有機分の重量減少率は90%であった。保持シー
ル材は,元のアルミナ繊維の状態(白色)になってい
た。
いた点以外は,実施形態例1と同様である。本例の保持
シール材を用いて排ガス浄化用触媒コンバーターを製造
し,実施形態例1と同様のテストを行ったところ,有機
分の重量減少率は96%であった。保持シール材は,元
のアルミナ繊維の状態(白色)になっていた。
ない点を除いて,実施形態例1と同様である。保持シー
ル材を用いて,実施形態例1と同様に排ガス浄化用触媒
コンバーターを製造し,同様のテストを行ったところ,
有機分の重量減少率は10%と小さかった。保持シール
材の金属シェル側の表面には,有機分が炭化して茶色に
変色していた。
持シール材からの異臭を抑制した排ガス浄化用触媒コン
バーターの保持シール材を提供することができる。
の断面図。
の製造方法を示す説明図(a),(b)。
Claims (5)
- 【請求項1】 触媒保持体と金属シェルとの間に組み付
ける,排ガス浄化用触媒コンバーターの保持シール材に
おいて,該保持シール材は,組み付け後の充填密度が
0.1〜0.6g/cm3の範囲内になるように調整さ
れている耐熱無機繊維のマット状物と,該マット状物に
対して0.1〜20重量%の有機分と,該有機分に対す
る重量比が0.01〜3の酸素供給物質とを有すること
を特徴とする排ガス浄化用触媒コンバーターの保持シー
ル材。 - 【請求項2】 請求項1において,上記酸素供給物質
は,過酸化物からなることを特徴とする排ガス浄化用触
媒コンバーターの保持シール材。 - 【請求項3】 請求項2において,上記過酸化物は,過
酸化ベンゾイル(以下,BPOともいう。),クメンヒ
ドロキシパーオキサイド(以下,CHPともいう。),
アゾビスイソブチロニトリル(以下,AIBNともい
う。),ブチルパーオキシジメチルヘキサン(以下,D
HBPともいう。)及びジクミルパーオキサイド(以
下,DCPともいう。)の群から選ばれる1種または2
種以上からなることを特徴とする排ガス浄化用触媒コン
バーターの保持シール材。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項において,
上記有機分は,アクリル系エマルジョンラテックスまた
は/及びポリビニルアルコールを含むことを特徴とする
排ガス浄化用触媒コンバーターの保持シール材。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項において,
上記保持シール材の耐熱無機繊維は,結晶質アルミナ繊
維,アルミナ−シリカ繊維,シリカ繊維,ガラスファイ
バー,及びロックウールの群から選ばれる1種または2
種以上からなることを特徴とする排ガス浄化用触媒コン
バーターの保持シール材。
Priority Applications (1)
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JP2000275361A JP2002089253A (ja) | 2000-09-11 | 2000-09-11 | 排ガス浄化用触媒コンバーターの保持シール材 |
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