JP2019081156A - 汚染コントロール要素用保持材、その製造方法及び汚染コントロール装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、第1無機繊維及び第2無機繊維の「直径」とは繊維断面の平均直径をいうものとし、「長さ」とは、繊維長手方向の平均長さ(平均繊維長)をいうものとする。また、第1無機繊維及び第2無機繊維のアスペクト比とは、繊維の長さを直径で割った比をいうものとする。本明細書において、無機繊維はアスペクト比が5以上の無機材料をいう。
(a)第1無機繊維からなるシートに、第2無機微粒子及び有機バインダを含有するコロイド溶液を含浸させる工程。
(b)コロイド溶液が含浸されたシートを乾燥することによって本体部1を得る工程。
<本体部の作製>
攪拌されている10Lの水に、以下の薬品を1分間隔で投入し、有機バインダ及び第2無機微粒子を含むコロイド溶液を調製した。
(1)硫酸アルミニウム(固形分濃度40%水溶液):6g
(2)有機バインダ(アクリル系ラテックスLX874(商品名)、日本ゼオン株式会社製):2.6g
(3)コロイダルシリカ(スノーテックスO(商品名)、日産化学工業株式会社製):10g
(4)液体アルミン酸ナトリウム(固形分40%):3.5g
第2無機繊維を含むコロイド溶液として、アルミゾルF−3000(川研ファインケミカル株式会社製、固形分濃度:5質量%)を準備した。この第2無機繊維の平均直径は4nm、平均長さは3000nmであり、アスペクト比(長さ/直径)は、750であった。このアルミナゾル40質量部に対して水72質量部を加えた後、1分間攪拌することにより、表面層形成用のコロイド溶液を調製した。スプレーガンPS−9513(商品名、アネスト岩田株式会社製)を用いて、このコロイド溶液を本体部の表面に塗布した。塗布量は単位面積当たりの固形分の質量が16g/m2となるように調整した。これを温度170℃に設定した温風乾燥機で45分間にわたって乾燥処理することによって、本体部の一方の面上に表面層を形成した。本体部の他方の面上にも同様にして表面層(固形分の質量:16g/m2と)を形成することにより、本例に係る保持材を得た。なお、得られた保持材の加熱減量(LOI)は1.1質量%であった。この量を保持材に含まれる有機バインダの含有量とした。
本体部の両面にそれぞれ塗布する表面層形成用のコロイド溶液の量(固形分)を16g/m2とする代わりに、8g/m2としたことの他は、実施例1と同様にして本例に係る保持材を得た。
本体部の両面にそれぞれ塗布する表面層形成用のコロイド溶液の量(固形分)を16g/m2とする代わりに、0.8g/m2としたことの他は、実施例1と同様にして本例に係る保持材を得た。
本体部の両面にそれぞれ塗布する表面層形成用のコロイド溶液の量(固形分)を16g/m2とする代わりに、0.4g/m2としたことの他は、実施例1と同様にして本例に係る保持材を得た。
第2無機繊維を含むコロイド溶液として、アルミゾルF−3000を使用する代わりに、アルミゾルF−1000(川研ファインケミカル株式会社製、固形分濃度:5質量%)を使用したことの他は、実施例1と同様にして本例に係る保持材を得た。この第2無機繊維の平均直径は4nm、平均長さは1400nmであり、アスペクト比(長さ/直径)は、350であった。
第2無機繊維を含むコロイド溶液として、アルミゾルF−3000を使用する代わりに、アルミゾルF−1000(川研ファインケミカル株式会社製、繊維サイズ4nm×1400nm)を使用したことの他は、実施例2と同様にして本例に係る保持材を得た。
第2無機繊維を含むコロイド溶液として、アルミゾルF−3000を使用する代わりに、アルミゾルF−1000(川研ファインケミカル株式会社製、繊維サイズ4nm×1400nm)を使用したことの他は、実施例3と同様にして本例に係る保持材を得た。
実施例1と同様にして作製した本体部(表面層なし)を本例に係る保持材とした。
アルミゾルF−3000を使用する代わりに、粒状微粒子であるアルミナゾルAS520(日産化学工業株式会社製、固形分濃度:20質量%)を使用して表面層形成用のコロイド溶液の量(固形分)を16g/m2としたことの他は、実施例1と同様にして本例に係る保持材を得た。なお、アルミゾルF−3000は固形分濃度が5質量%であるのに対し、アルミナゾルAS520は固形分濃度が20質量%であるため、この固形分濃度が5質量%となるように希釈して用いた。アルミナゾルAS520の平均粒径は、10〜20nmであった。
本体部の両面にそれぞれ塗布する表面層形成用のコロイド溶液の量(固形分)を16g/m2とする代わりに、8g/m2としたことの他は、比較例2と同様にして本例に係る保持材を得た。
本体部の両面にそれぞれ塗布する表面層形成用のコロイド溶液の量(固形分)を16g/m2とする代わりに、0.8g/m2としたことの他は、比較例2と同様にして本例に係る保持材を得た。
本体部の両面にそれぞれ塗布する表面層形成用のコロイド溶液の量(固形分)を16g/m2とする代わりに、0.4g/m2としたことの他は、比較例2と同様にして本例に係る保持材を得た。
第2無機繊維を含むコロイド溶液として、アルミゾルF−3000を使用する代わりに、アルミゾルF−3000(75体積部)と、固形分濃度5質量%に希釈したアルミナゾルAS520(25体積部、第1無機微粒子)とを混合したコロイド溶液を使用し、当該コロイド溶液の塗布量(固形分)を8g/m2としたことの他は、実施例1と同様にして本例に係る保持材を得た。
アルミゾルF−3000(75体積部)と、固形分濃度5質量%に希釈したアルミナゾルAS520(25体積部、第1無機微粒子)とを混合したコロイド溶液の塗布量(固形分)を8g/m2とする代わりに0.8g/m2したことの他は、実施例8と同様にして本例に係る保持材を得た。
第2無機繊維を含むコロイド溶液として、アルミゾルF−3000を使用する代わりに、アルミゾルF−3000(50体積部)と、固形分濃度5質量%に希釈したアルミナゾルAS520(50体積部、第1無機微粒子)とを混合したコロイド溶液を使用し、当該コロイド溶液の塗布量(固形分)を16g/m2としたことの他は、実施例1と同様にして本例に係る保持材を得た。
アルミゾルF−3000(50体積部)と、固形分濃度5質量%に希釈したアルミナゾルAS520(50体積部、第1無機微粒子)とを混合したコロイド溶液の塗布量(固形分)を16g/m2とする代わりに8g/m2したことの他は、実施例8と同様にして本例に係る保持材を得た。
アルミゾルF−3000(50体積部)と、固形分濃度5質量%に希釈したアルミナゾルAS520(50体積部、第1無機微粒子)とを混合したコロイド溶液の塗布量(固形分)を16g/m2とする代わりに0.8g/m2したことの他は、実施例8と同様にして本例に係る保持材を得た。
第2無機繊維を含むコロイド溶液として、アルミゾルF−3000を使用する代わりに、アルミゾルF−1000(75体積部)と、固形分濃度5質量%に希釈したアルミナゾルAS520(25体積部、第1無機微粒子)とを混合したコロイド溶液を使用し、当該コロイド溶液の塗布量(固形分)を18g/m2としたことの他は、実施例1と同様にして本例に係る保持材を得た。なお、アルミゾルF−1000は固形分濃度が5質量%であるのに対し、アルミナゾルAS520は固形分濃度が20質量%であるため、この固形分濃度が5質量%となるように希釈して用いた。
アルミゾルF−1000(75体積部)と、固形分濃度5質量%に希釈したアルミナゾルAS520(25体積部、第1無機微粒子)とを混合したコロイド溶液の塗布量(固形分)を16g/m2とする代わりに8g/m2したことの他は、実施例13と同様にして本例に係る保持材を得た。
アルミゾルF−1000(75体積部)と、固形分濃度5質量%に希釈したアルミナゾルAS520(25体積部、第1無機微粒子)とを混合したコロイド溶液の塗布量(固形分)を16g/m2とする代わりに0.8g/m2したことの他は、実施例13と同様にして本例に係る保持材を得た。
日本工業規格(JIS K−6830)に記載の衝撃試験機を用意し、同規格に記載される指針に従って衝撃試験を実施した。
(1)保持材(サイズ:15cm×40cm)から、試験片(サイズ:10cm×10cm)を打ち抜き型にて作製し、その質量を測定した。
(2)試験片をJIS K−6830に記載の衝撃試験機にセットし、60°の角度から衝撃を加えた。
(3)試験後の試験片を衝撃試験機から取り外し、その質量を再び測定した。
(4)試験の前後における試験片の質量変化からファイバ片の飛散量(質量%)を計算した。
ステンレススチール(SS)プレートと保持材との間の静止摩擦係数は、オートグラフAGS100D(登録商標、株式会社島津製作所製)を用いて、下記の手順により測定した。すなわち、実施例及び比較例に係る各保持材を50mm角となるように切り出し、試験片を調製した。図4に示されるように、静止摩擦係数を測定する表面12の反対側の試験片11の表面を、両面接着テープ62を介してSSプレート66に接着することで、試験片11を固定した。
触媒コンバータで使用される触媒担体と保持材との間の静止摩擦係数は、オートグラフAGS100D(登録商標、株式会社島津製作所製)を用いて、下記の手順により測定した。すなわち、実施例及び比較例に係る各保持材を50mm×25mmとなるように切り出し、試験片を調製した。図4に示すように、静止摩擦係数を測定する表面12の反対側の試験片11の表面を、両面接着テープ62を介してSSプレート66に接着することで、試験片11を固定した。
Claims (16)
- 直径が3〜10μmの第1無機繊維からなるシート状の本体部と、
前記本体部の少なくとも一方の表面上に設けられており、直径が1〜15nmの第2無機繊維を含む表面層と、
を備える、汚染コントロール要素を汚染コントロール装置のケーシング中に保持する保持材。 - 前記第2無機繊維のアスペクト比が60〜2000である、請求項1に記載の保持材。
- 前記第2無機繊維の材質がアルミナである、請求項1又は2に記載の保持材。
- 前記表面層は、第1無機微粒子、又は、第3無機繊維を含み、
前記3無機繊維は、前記第2無機繊維のアスペクト比よりも小さいアスペクト比を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の保持材。 - 前記第1無機微粒子の平均粒径が1μm以下である、請求項4に記載の保持材。
- 前記第1無機微粒子の材質がアルミナである、請求項4又は5に記載の保持材。
- 前記第2無機繊維及び前記第1無機微粒子の合計質量(W2+Wp1)に対する前記第1無機微粒子の質量(Wp1)の比率(Wp1/W2+Wp1)が0.1〜0.9の範囲である、請求項4〜6のいずれか一項に記載の保持材。
- 前記本体部の内部に分散している第2無機微粒子を更に備え、
前記第2無機微粒子は、前記第1無機微粒子と同一又は異なる、請求項4〜7のいずれか一項に記載の保持材。 - 前記第2無機微粒子の平均粒径は1μm以下である、請求項8に記載の保持材。
- 前記本体部の内部に分散している有機バインダを更に備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載の保持材。
- 前記有機バインダの量は、当該保持材の全質量基準で3質量%以下である、請求項10に記載の保持材。
- 前記有機バインダは、アクリル系ラテックスである、請求項10又は11に記載の保持材。
- 前記本体部は、ニードルパンチされた成形物である、請求項1〜12のいずれか一項に記載の保持材。
- ケーシングと、
前記ケーシング内に設置された汚染コントロール要素と、
前記ケーシングと前記汚染コントロール要素との間に配置された請求項1〜13のいずれか一項に記載の保持材と、
を備える汚染コントロール装置。 - 直径が3〜10μmの第1無機繊維からなるシート状の本体部の表面に、直径が1〜15nmの第2無機繊維を含むコロイド溶液を塗布する工程と、
前記本体部の表面に塗布された前記コロイド溶液を乾燥する工程と、
を含む、保持材の製造方法。 - スプレーコート、ロールコート又はカーテンコートによって、前記本体部の表面に前記コロイド溶液を塗布する、請求項15に記載の保持材の製造方法。
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