JP2003293754A - 触媒コンバーター用保持材 - Google Patents
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Abstract
維を良好に結束でき、従来と同等の厚さを維持できる触
媒コンバーター用保持材を提供する。 【解決手段】 触媒担体と、触媒担体を収容するケーシ
ングと、触媒担体に巻装されて触媒担体とケーシングと
の間隙に介装される保持材とを備えた触媒コンバーター
に用いられる保持材であって、ウェットボリューム10
0cc/5g以上の無機繊維を、バインダーを用いるこ
となく集成したマット材を縫製加工してなることを特徴
とする触媒コンバーター用保持材。
Description
排気ガス浄化用触媒コンバーターに用いられる触媒担体
の保持材に関する。
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2に断面図にて示さ
れるように、筒状に形成され触媒担体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。
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、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。そこで、現在では、アル
ミナ繊維やムライト繊維、あるいはその他のセラミック
繊維等の無機繊維を、有機バインダーを用いて所定厚さ
に集成して適度の弾性を持たせた、所謂マット型保持材
が広く使用されている。
3に使用される有機バインダーとしては、ゴム類、水溶
性有機高分子化合物、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が
一般的である。また、保持材3は厚すぎると、触媒担体
1への巻装作業並びにケーシング2への装着作業がし難
くなるため、ある程度薄くする必要がある。そのため、
一般的な保持材3では、これらの有機バインダーを保持
材全量の5〜10重量%、多いものでは12重量%程度
使用している。
に、触媒担体1は1000℃近くまで加熱されるため、
上記に挙げた有機バインダーは容易に分解、焼失してC
O2やCO、各種の有機系ガスが発生し、特に、触媒コ
ンバーターの作動初期に多量に発生する。排ガス規制は
厳しくなる一方であり、この有機バインダーに由来する
CO2等により規定値を上回る可能性がある。また、最
近ではエンジンの電子制御が進んでいるが、本来の排気
ガスに関係の無いCO2が存在すると、排気系のセンサ
ー類を誤作動させてエンジンの電子制御にも悪影響が出
てくる。このような不具合を防ぐために、メーカーは出
荷前に焼成処理して有機バインダーを焼失する作業を行
っている。このような焼成処理は、メーカーにとって大
きな負担となっており、重要課題となっている。
考えられているが、減量分だけ無機繊維の結束力が弱ま
り、保持材3が厚くなり、組み付け性が悪化するという
問題が生じる。
ーに由来する様々な問題を抱えている。そこで、本発明
の目的は、有機バインダーを全く使用せずとも、無機繊
維を良好に結束でき、従来と同等の厚さを維持できる触
媒コンバーター用保持材を提供することにある。
的を達成すべく鋭意検討した結果、長繊維状の無機繊維
をマット状に集成し、縫製加工することにより、有機バ
インダーを用いることなく厚みを抑えることができるこ
とを見出して本発明を完成した。
に、触媒担体と、触媒担体を収容するケーシングと、触
媒担体に巻装されて触媒担体とケーシングとの間隙に介
装される保持材とを備えた触媒コンバーターに用いられ
る保持材であって、ウェットボリューム100cc/5
g以上の無機繊維を、バインダーを用いることなく集成
したマット材を縫製加工してなることを特徴とする触媒
コンバーター用保持材を提供する。
規定する指標であり、次の方法で算出される。 (1)乾燥した繊維材料5gを少数点2桁以上の精度を
有する秤で計量する。 (2)計量した繊維材料を500gのガラスビーカーに
入れる。 (3)(2)のガラスビーカーに温度20〜25℃の蒸
留水を400cc程度入れ、攪拌機を用いて繊維材料を
切断しないように慎重に攪拌し、分散させる。この分散
は超音波洗浄機を使用してもよい。 (4)(3)のガラスビーカーの中味を1000mlの
メスシリンダーに移し、目盛で1000ccまで蒸留水
を加える。 (5)(4)のメスシリンダーの口を手等で塞ぎ、水が
漏れないように注意しながら上下逆さまにして攪拌す
る。これを計10回繰り返す。 (6)攪拌停止後、室温下で静置し、30分経過後の繊
維沈降体積を目視で計測する。 (7)上記操作を3サンプルについて行い、その平均値
を測定値とする
て詳細に説明する。
発明の保持材3は、無機繊維をバインダー類を用いるこ
となく集成したマット材30を、縫糸31で縫製加工し
たものである。
は、制限されるものではなく、例えば、アルミナ繊維、
ムライト繊維、あるいはその他のセラミック繊維等を適
宜使用できる。より具体的には、アルミナ繊維として
は、例えばAl2O3が90重量%以上(残りはSiO2
分)であって、かつX線的には低結晶化度のものが好ま
しい。また、ムライト繊維としては、例えばAl2O3分
/SiO2分重量比が72/28〜80/20程度のム
ライト組成であって、かつX線的には低結晶化度のもの
が好ましい。その他のセラミック繊維としては、シリカ
アルミナ繊維やシリカ繊維を挙げることができるが、何
れも従来から保持材に使用されているもので構わない。
また、ガラス繊維やロックウール、生体溶解性繊維を配
合してもよい。
ェットボリュームで100cc/5g以上、好ましくは
400cc/5g以上の長繊維を用いる。100cc/
5gより小さなウェットボリュームの無機繊維を用いる
と、個々の繊維が短すぎ、縫製ピッチ(縫糸31と縫糸
31との間隔)にもよるが、縫製しても縫糸31の隙間
から繊維が零れ落ちやすく、当初の密度及び厚さを維持
できなくなる。また、繊維同士の絡み合いも少なく、ケ
ーシング装着時に層間剥離を起こして、保持性能やシー
ル性能を低下させるおそれもある。尚、ウェットボリュ
ームの上限は特に無いが、400〜1000cc/5g
が一般的である。
縫糸、有機繊維製縫糸を使用できる。各縫糸の好ましい
例としては、SUS繊維製縫糸(ナスロン縫糸等)、ア
ルミナ繊維製縫糸、ムライト繊維製縫糸、シリカアルミ
ナ繊維製縫糸、シリカ繊維製縫糸、ガラス繊維製縫糸、
ロックウール製縫糸、生体溶解性繊維製縫糸、炭素繊維
製縫糸、木綿糸、アクリル繊維製縫糸、ポリエチレン繊
維製縫糸、ポリエチレンテレフタレート繊維製縫糸、ア
ラミド繊維製縫糸、芳香族ポリアミド繊維製縫糸、ポリ
オキシベンゾール繊維製縫糸等を挙げることができる。
また、金属繊維、無機繊維及び有機繊維から選ばれる少
なくとも2種が混在した繊維からなる縫糸も好適に使用
できる。この混在繊維製縫糸は、金属繊維が有する強
度、無機繊維が有する弾性(バネ性)、有機繊維が有す
るしなやかさが相俟って、製造面及び機能面で有利とな
る。
来の保持材に使用されている有機バインダーと同様のガ
スを発生するが、縫製に使用する量はバインダーとして
使用する量と比べて格段に少なく、実用上問題とはなら
ない。また、無機繊維もバインダーを含むが、その量は
更に少なく、後述されるように縫製後に加熱処理するこ
とにより、実質的に有機分を含まない保持材を得ること
ができる。このような有機分を考慮すると、金属繊維製
縫糸が最も好ましいといえる。
機繊維の長さ(ウェットボリューム)や、保持材とした
ときの厚み及び密度等により異なるが、3〜20mmと
することが好ましい。特に、有機繊維製縫糸を用いる場
合には、ピッチが小さくなるのに従い使用量が多くなる
ため、有機分を抑える観点からピッチをある程度大きく
することが好ましくい。
繊維をバインダー類を用いることなく集成して所定厚の
マット材30を作製する。ここで、マット材30には、
従来から保持材に配合されている各種の添加材(但し、
バインダー類は除く)を配合してもよい。次いで、マッ
ト材30を最終的に得られる保持材の厚さに圧縮し、必
要に応じて不織布等で仮止めして圧縮状態を維持し、縫
製することにより保持材が得られる。尚、無機繊維製縫
糸で縫製した場合は、縫製後に全体を加熱して繊維中の
バインダーを除去することが好ましい。
は、図2に示すように、従来と同様に触媒担体1に巻装
されてケーシング2との間隙に介装される。
に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるもの
ではない。
0cc/5gのアルミナ繊維をバインダーを用いること
なく集成して、幅100mm、長さ314mm、厚さ2
0mm、坪量(面密度)1000g/m2のマット材と
した。次いで、このマット材を厚さ7.5mmに圧縮
し、不織布で仮止めしてナスロン縫糸を10mmのピッ
チで縫製し、保持材を得た。
mm、長さ120mmの円筒状ハニカム構造のコージェ
ライト製触媒担体に巻装し、ステンレス製ケーシングに
装着して触媒コンバーターを作製した。そして、作製し
た触媒コンバーターをガソリンエンジンの排気管に接続
し、排気ガスを通過させた。排気ガスの通過中、触媒コ
ンバーターから排出されるガスを分析したところ、通過
直後でもCO2、CO、有機系ガスは検出されず、ま
た、通過期間中でも保持材の漏洩に由来すると思われる
未浄化の排気ガスも検出されず、シール性能も良好であ
った。
有機分を含まない、もしくは含んでいても極く微量であ
る保持材が得られ、従来の有機バインダーを用いた保持
材が抱える諸問題を解消することができる。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 触媒担体と、触媒担体を収容するケーシ
ングと、触媒担体に巻装されて触媒担体とケーシングと
の間隙に介装される保持材とを備えた触媒コンバーター
に用いられる保持材であって、ウェットボリューム10
0cc/5g以上の無機繊維を、バインダーを用いるこ
となく集成したマット材を縫製加工してなることを特徴
とする触媒コンバーター用保持材。 - 【請求項2】 3〜30mmの縫製ピッチで縫製されて
いることを特徴とする請求項1記載の触媒コンバーター
用保持材。 - 【請求項3】 金属繊維製縫糸、無機繊維製縫糸または
有機繊維製縫糸で縫製されていることを特徴とする請求
項1または2記載の触媒コンバーター用保持材。 - 【請求項4】 無機繊維製縫糸が、アルミナ繊維、ムラ
イト繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ガラス繊
維、ロックウール及び生体溶解性繊維から選択される少
なくとも1種からなることを特徴とする請求項3記載の
触媒コンバーター用保持材。 - 【請求項5】 マット材が、金属繊維、無機繊維及び有
機繊維から選ばれる少なくとも2種が混在した繊維から
なる縫糸により縫製加工されていることを特徴とする請
求項1または2記載の触媒コンバーター用保持材。
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A977 | Report on retrieval |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
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A02 | Decision of refusal |
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