JPH0791124B2 - 熱膨脹性セラミック繊維複合材 - Google Patents
熱膨脹性セラミック繊維複合材Info
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- JPH0791124B2 JPH0791124B2 JP4027949A JP2794992A JPH0791124B2 JP H0791124 B2 JPH0791124 B2 JP H0791124B2 JP 4027949 A JP4027949 A JP 4027949A JP 2794992 A JP2794992 A JP 2794992A JP H0791124 B2 JPH0791124 B2 JP H0791124B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バーミキュライト鉱物
を主構成材料とする自動車用セラミックフィルタあるい
はセラミック触媒の保持材等に使用される熱膨脹性セラ
ミック繊維複合材に関するものである。
を主構成材料とする自動車用セラミックフィルタあるい
はセラミック触媒の保持材等に使用される熱膨脹性セラ
ミック繊維複合材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、自動車の排気管では、排ガス
中の窒素酸化物の還元等の浄化のためにセラミックフィ
ルタあるいはセラミック触媒が使用される。このセラミ
ック触媒等を排気管に保持させるために、従来では、セ
ラミック繊維を繊維基材とし、熱膨脹層としてバーミキ
ュライト鉱物と少量の有機結合材を抄造したマット状の
熱膨脹性セラミック繊維複合材からなる保持材が用いら
れていた。
中の窒素酸化物の還元等の浄化のためにセラミックフィ
ルタあるいはセラミック触媒が使用される。このセラミ
ック触媒等を排気管に保持させるために、従来では、セ
ラミック繊維を繊維基材とし、熱膨脹層としてバーミキ
ュライト鉱物と少量の有機結合材を抄造したマット状の
熱膨脹性セラミック繊維複合材からなる保持材が用いら
れていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記セラミ
ックフィルタやセラミック触媒内で排気ガスを再燃焼さ
せる際、反応熱によりセラミックフィルタやセラミック
触媒は８００〜１０００℃の高温になる。バーミキュラ
イト鉱物を主構成材料とする上記した従来の保持材にお
いては、加熱されると膨脹するバーミキュライト鉱物が
８００〜１０００℃の高温に晒されると、収縮する特性
を示し、高温領域でのセラミック触媒等に対する保持性
能が劣化する傾向にあり、その状態で振動や摩擦を受け
ると、層状の形態から粉状に粉砕され易く、その結果、
上記セラミックフィルタあるいはセラミック触媒にがた
つきを招いたり、保持材に吹き抜けが生じるおそれがあ
った。
ックフィルタやセラミック触媒内で排気ガスを再燃焼さ
せる際、反応熱によりセラミックフィルタやセラミック
触媒は８００〜１０００℃の高温になる。バーミキュラ
イト鉱物を主構成材料とする上記した従来の保持材にお
いては、加熱されると膨脹するバーミキュライト鉱物が
８００〜１０００℃の高温に晒されると、収縮する特性
を示し、高温領域でのセラミック触媒等に対する保持性
能が劣化する傾向にあり、その状態で振動や摩擦を受け
ると、層状の形態から粉状に粉砕され易く、その結果、
上記セラミックフィルタあるいはセラミック触媒にがた
つきを招いたり、保持材に吹き抜けが生じるおそれがあ
った。
【０００４】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、バーミキュライト鉱物の配合層が
８００℃以上の高温に晒されることを防止して、高温領
域での使用に際しても、セラミックフィルタあるいはセ
ラミック触媒に対して安定した保持力を確保することが
できる熱膨脹性セラミック繊維複合材を提供することを
目的としている。
めになされたもので、バーミキュライト鉱物の配合層が
８００℃以上の高温に晒されることを防止して、高温領
域での使用に際しても、セラミックフィルタあるいはセ
ラミック触媒に対して安定した保持力を確保することが
できる熱膨脹性セラミック繊維複合材を提供することを
目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る熱膨脹性セラミック繊維複合材は、熱
膨脹材としてバーミキュライト鉱物を主体とする熱膨脹
層と、セラミック繊維を主体として上記熱膨脹層におけ
る少なくともセラミックフィルタあるいはセラミック触
媒接触面側に積重される断熱層とを備え、かつ、上記断
熱層の厚さを全体の厚さに対して２０％〜７０％に設定
したものである。
め、本発明に係る熱膨脹性セラミック繊維複合材は、熱
膨脹材としてバーミキュライト鉱物を主体とする熱膨脹
層と、セラミック繊維を主体として上記熱膨脹層におけ
る少なくともセラミックフィルタあるいはセラミック触
媒接触面側に積重される断熱層とを備え、かつ、上記断
熱層の厚さを全体の厚さに対して２０％〜７０％に設定
したものである。
【０００６】上記の熱膨脹性セラミック繊維複合材にお
いて、上記熱膨脹層の厚さを全体の厚さに対して３０〜
８０％に設定するのが好ましい。
いて、上記熱膨脹層の厚さを全体の厚さに対して３０〜
８０％に設定するのが好ましい。
【０００７】
【作用】本発明によれば、熱膨脹層における少なくとも
セラミックフィルタあるいはセラミック触媒に接する側
に設けられるセラミック繊維を主体とした断熱層の複合
材全体の厚さに対する割合を、８００〜１４００℃の範
囲の使用温度を想定して８００℃で２０％、１０００℃
で３０％、１２００℃で５０％、１４００℃で７０％と
いった具合に、使用温度に対応させて設定することによ
って、セラミックフィルタやセラミック触媒が反応熱で
８００〜１４００℃の高温になっても、上記バーミキュ
ライト鉱物を主体とする熱膨脹層が晒される温度を８０
０℃未満に抑えることができる。したがって、上記熱膨
脹層の主構成材料であるバーミキュライト鉱物が８００
℃以上の高温に晒されて収縮する特性に伴う上記セラミ
ックフィルタあるいはセラミック触媒に対する保持力の
低下を防止して、高温領域での使用に際しても、セラミ
ック触媒等をがたつかせたり、吹き抜けなどを生じるこ
となく、安定よく保持させることができる。
セラミックフィルタあるいはセラミック触媒に接する側
に設けられるセラミック繊維を主体とした断熱層の複合
材全体の厚さに対する割合を、８００〜１４００℃の範
囲の使用温度を想定して８００℃で２０％、１０００℃
で３０％、１２００℃で５０％、１４００℃で７０％と
いった具合に、使用温度に対応させて設定することによ
って、セラミックフィルタやセラミック触媒が反応熱で
８００〜１４００℃の高温になっても、上記バーミキュ
ライト鉱物を主体とする熱膨脹層が晒される温度を８０
０℃未満に抑えることができる。したがって、上記熱膨
脹層の主構成材料であるバーミキュライト鉱物が８００
℃以上の高温に晒されて収縮する特性に伴う上記セラミ
ックフィルタあるいはセラミック触媒に対する保持力の
低下を防止して、高温領域での使用に際しても、セラミ
ック触媒等をがたつかせたり、吹き抜けなどを生じるこ
となく、安定よく保持させることができる。
【０００８】特に、上記熱膨脹層の厚さを全体の厚さに
対して３０〜８０％に設定すれば、一定の保持力を確実
に得ることができる。
対して３０〜８０％に設定すれば、一定の保持力を確実
に得ることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１は本発明の一実施例による熱膨脹性セラミ
ック繊維複合材を自動車用セラミックフィルタあるいは
セラミック触媒の保持材に適用したものを示す一部の断
面図である。
明する。図１は本発明の一実施例による熱膨脹性セラミ
ック繊維複合材を自動車用セラミックフィルタあるいは
セラミック触媒の保持材に適用したものを示す一部の断
面図である。
【００１０】図１において、１は熱膨脹層、２はセラミ
ック繊維を主体とする断熱層であり、両者１，２によ
り、２層構造の熱膨脹性セラミック繊維複合材３を構成
している。上記断熱層２は熱膨脹層１における少なくと
もセラミックフィルタあるいはセラミック触媒４との接
触面側に積重されている。
ック繊維を主体とする断熱層であり、両者１，２によ
り、２層構造の熱膨脹性セラミック繊維複合材３を構成
している。上記断熱層２は熱膨脹層１における少なくと
もセラミックフィルタあるいはセラミック触媒４との接
触面側に積重されている。
【００１１】上記熱膨脹層１および断熱層２の構成を、
図２を参照しつつ説明する。まず、セラミック繊維を８
３ｗｔ％、セピオライト鉱物を５ｗｔ％、有機結合材を
１２ｗｔ％の配合比率で混合した濃度１．５ｗｔ％の抄
造液Ａを断熱層用として用意する。また、セラミック繊
維を３０ｗｔ％、セピオライト鉱物を４ｗｔ％、バーミ
キュライト鉱物５４ｗｔ％の配合比率で混合した濃度
１．５ｗｔ％の抄造液Ｂを熱膨脹層用として用意する。
図２を参照しつつ説明する。まず、セラミック繊維を８
３ｗｔ％、セピオライト鉱物を５ｗｔ％、有機結合材を
１２ｗｔ％の配合比率で混合した濃度１．５ｗｔ％の抄
造液Ａを断熱層用として用意する。また、セラミック繊
維を３０ｗｔ％、セピオライト鉱物を４ｗｔ％、バーミ
キュライト鉱物５４ｗｔ％の配合比率で混合した濃度
１．５ｗｔ％の抄造液Ｂを熱膨脹層用として用意する。
【００１２】ここで、上記断熱層２、熱膨脹層１を構成
する材料の好ましい配合比率は、図２に示す通りであ
る。断熱層２においては、耐熱性や断熱性を有するセラ
ミック繊維を主体とするため、セラミック繊維が６０ｗ
ｔ％未満では耐熱性、断熱性が不十分であり、９５ｗｔ
％を越えると、有機結合材の配合量が少量となり、シー
ト状にすることが不可能となる。セピオライト鉱物は添
加されなくとも断熱層の主たる効果は失われないが、い
わゆる無機結合材であり、少量の添加で耐熱補強効果を
向上させることができる。しかし、配合量が１０ｗｔ％
を越えると、セラミック繊維の配合比率が減少し、材質
的にマットの断熱性が劣るとともに、セピオライト鉱物
は高温時に他の繊維材料と絡み合い一種の結合材として
作用するために、マットの密度を上げ空隙率を減少させ
る。従って、熱伝導を妨げるマットの中の空隙が減少し
て、断熱性を損なう。
する材料の好ましい配合比率は、図２に示す通りであ
る。断熱層２においては、耐熱性や断熱性を有するセラ
ミック繊維を主体とするため、セラミック繊維が６０ｗ
ｔ％未満では耐熱性、断熱性が不十分であり、９５ｗｔ
％を越えると、有機結合材の配合量が少量となり、シー
ト状にすることが不可能となる。セピオライト鉱物は添
加されなくとも断熱層の主たる効果は失われないが、い
わゆる無機結合材であり、少量の添加で耐熱補強効果を
向上させることができる。しかし、配合量が１０ｗｔ％
を越えると、セラミック繊維の配合比率が減少し、材質
的にマットの断熱性が劣るとともに、セピオライト鉱物
は高温時に他の繊維材料と絡み合い一種の結合材として
作用するために、マットの密度を上げ空隙率を減少させ
る。従って、熱伝導を妨げるマットの中の空隙が減少し
て、断熱性を損なう。
【００１３】また、断熱層２においては、膨脹特性は主
たる目的ではないため、バーミキュライト鉱物は使用し
ない時もあるが、マット全体として低温時から大きな膨
脹量を要求される場合には、バーミキュライト鉱物を３
０ｗｔ％まで添加し、初期膨脹特性を向上させることが
できる。しかし、バーミキュライト鉱物の配合量が３０
ｗｔ％を越えた場合は、断熱層の熱劣化比率が大きくな
り、セラミック触媒等の保持力が低下する。有機結合材
は抄造後のマットの取扱いのために、最低１〜２ｗｔ％
は必要であるが、２０ｗｔ％を越えると、マットの耐熱
性が低下する。
たる目的ではないため、バーミキュライト鉱物は使用し
ない時もあるが、マット全体として低温時から大きな膨
脹量を要求される場合には、バーミキュライト鉱物を３
０ｗｔ％まで添加し、初期膨脹特性を向上させることが
できる。しかし、バーミキュライト鉱物の配合量が３０
ｗｔ％を越えた場合は、断熱層の熱劣化比率が大きくな
り、セラミック触媒等の保持力が低下する。有機結合材
は抄造後のマットの取扱いのために、最低１〜２ｗｔ％
は必要であるが、２０ｗｔ％を越えると、マットの耐熱
性が低下する。
【００１４】さらに、断熱層２の厚さは、図３に示すよ
うに、触媒使用温度に従い、熱膨脹層１の温度を８００
℃未満におさえるために２０〜７０％の範囲で対応す
る。すなわち、断熱層２の熱膨脹性セラミック繊維複合
材３全体の厚さに対する割合を、８００〜１４００℃の
範囲の使用温度を想定して８００℃で２０％、１０００
℃で３０％、１２００℃で５０％、１４００℃で７０％
といった具合に、使用温度に対応させて設定している。
また、熱膨脹層１の厚さはセラミック触媒に対して要求
される保持力により熱膨脹性セラミック繊維複合材３全
体の厚さに対して３０〜８０％の範囲で設定している。
うに、触媒使用温度に従い、熱膨脹層１の温度を８００
℃未満におさえるために２０〜７０％の範囲で対応す
る。すなわち、断熱層２の熱膨脹性セラミック繊維複合
材３全体の厚さに対する割合を、８００〜１４００℃の
範囲の使用温度を想定して８００℃で２０％、１０００
℃で３０％、１２００℃で５０％、１４００℃で７０％
といった具合に、使用温度に対応させて設定している。
また、熱膨脹層１の厚さはセラミック触媒に対して要求
される保持力により熱膨脹性セラミック繊維複合材３全
体の厚さに対して３０〜８０％の範囲で設定している。
【００１５】熱膨脹層１においては、加熱膨脹特性を示
すバーミキュライト鉱物の配合比率を高めるために繊維
基材は１０〜６０ｗｔ％を用いるのが良い。１０ｗｔ％
未満では基材としての耐熱性が低下しすぎ、６０ｗｔ％
を越えると、膨脹特性を低下させる。セピオライト鉱物
は少量の添加で耐熱補強効果を向上させることができる
が、配合量が１０ｗｔ％を越えると、セラミック繊維の
配合比率が減少し、材質的にマットの断熱性が劣るとと
もに、セピオライト鉱物は高温時に他の繊維材料と絡み
合い一種の結合材として作用するために、マットの密度
を上げ空隙率を減少させる。従って、熱伝導を妨げるマ
ットの中の空隙が減少して、断熱性を損なう。
すバーミキュライト鉱物の配合比率を高めるために繊維
基材は１０〜６０ｗｔ％を用いるのが良い。１０ｗｔ％
未満では基材としての耐熱性が低下しすぎ、６０ｗｔ％
を越えると、膨脹特性を低下させる。セピオライト鉱物
は少量の添加で耐熱補強効果を向上させることができる
が、配合量が１０ｗｔ％を越えると、セラミック繊維の
配合比率が減少し、材質的にマットの断熱性が劣るとと
もに、セピオライト鉱物は高温時に他の繊維材料と絡み
合い一種の結合材として作用するために、マットの密度
を上げ空隙率を減少させる。従って、熱伝導を妨げるマ
ットの中の空隙が減少して、断熱性を損なう。
【００１６】バーミキュライト鉱物の配合量は３０ｗｔ
％未満では膨脹特性が不足し、９０ｗｔ％を越えると、
繊維基材や結合材などの配合量が減少し、マットの抄造
に支障をきたすと共に、高温時にはすべての有機結合材
が焼失するため、初期の形状を留めないほど著しい強度
低下を招く。有機結合材は抄造後のマットの取扱い性を
向上させるために、最低１〜２ｗｔ％は必要であるが、
２０ｗｔ％を越えると、マットの耐熱性が低下する。
％未満では膨脹特性が不足し、９０ｗｔ％を越えると、
繊維基材や結合材などの配合量が減少し、マットの抄造
に支障をきたすと共に、高温時にはすべての有機結合材
が焼失するため、初期の形状を留めないほど著しい強度
低下を招く。有機結合材は抄造後のマットの取扱い性を
向上させるために、最低１〜２ｗｔ％は必要であるが、
２０ｗｔ％を越えると、マットの耐熱性が低下する。
【００１７】一方、セラミック繊維を１９ｗｔ％、バー
ミキュライト鉱物を７１ｗｔ％、有機結合材を１０ｗｔ
％の配合比率で混合した濃度１．５ｗｔ％の抄造液Ｃを
熱膨脹層用として用意し、さらに、セラミック繊維７０
ｗｔ％、バーミキュライト鉱物２０ｗｔ％、有機結合材
を１０ｗｔ％の配合比率で混合した濃度１．５ｗｔ％の
抄造液Ｄを断熱層用として用意する。
ミキュライト鉱物を７１ｗｔ％、有機結合材を１０ｗｔ
％の配合比率で混合した濃度１．５ｗｔ％の抄造液Ｃを
熱膨脹層用として用意し、さらに、セラミック繊維７０
ｗｔ％、バーミキュライト鉱物２０ｗｔ％、有機結合材
を１０ｗｔ％の配合比率で混合した濃度１．５ｗｔ％の
抄造液Ｄを断熱層用として用意する。
【００１８】上記セラミック繊維として、アルミノ珪酸
塩、たとえばＳＣ１２６ＯＤ２（商品名，新日鉄化学
製）、バーミキュライト鉱物として、リン酸水素アンモ
ニウムナトリウムで処理した処理未膨脹バーミキュライ
ト０号、セピオライト鉱物として、ミルコンＭＳ−２−
２（商品名，昭和鉱業製）、有機結合材として、スミカ
フレックス９００（商品名、住友化学製）をそれぞれ使
用した。
塩、たとえばＳＣ１２６ＯＤ２（商品名，新日鉄化学
製）、バーミキュライト鉱物として、リン酸水素アンモ
ニウムナトリウムで処理した処理未膨脹バーミキュライ
ト０号、セピオライト鉱物として、ミルコンＭＳ−２−
２（商品名，昭和鉱業製）、有機結合材として、スミカ
フレックス９００（商品名、住友化学製）をそれぞれ使
用した。
【００１９】上記抄造液Ａ，Ｂを用いて、実施例１とし
ての熱膨脹性セラミック繊維複合材を製作する方法を説
明する。まず、図４に示すように抄造網１１とその上方
に位置して抜き差し可能な邪魔板１２を有する下端開口
の抄造桶１３を用意し、この抄造桶１３内に上記抄造液
Ａの２５ｌを注入したのち、邪魔板１２を介して抄造液
Ａの水面が乱されないように抄造液Ｂの５０ｌを注入す
る。この後、上記邪魔板１２を静かに引き抜いてから搾
水して上記抄造液Ａに対応した断熱層２と上記抄造液Ｂ
に対応する熱膨脹層１を抄き合わせた抄造物を得る。つ
いで、この抄造物を乾燥・プレスして厚さ５ｍｍ、坪量
５０００ｇ／ｍ2 の熱膨脹性セラミック繊維複合材３を
製作する。
ての熱膨脹性セラミック繊維複合材を製作する方法を説
明する。まず、図４に示すように抄造網１１とその上方
に位置して抜き差し可能な邪魔板１２を有する下端開口
の抄造桶１３を用意し、この抄造桶１３内に上記抄造液
Ａの２５ｌを注入したのち、邪魔板１２を介して抄造液
Ａの水面が乱されないように抄造液Ｂの５０ｌを注入す
る。この後、上記邪魔板１２を静かに引き抜いてから搾
水して上記抄造液Ａに対応した断熱層２と上記抄造液Ｂ
に対応する熱膨脹層１を抄き合わせた抄造物を得る。つ
いで、この抄造物を乾燥・プレスして厚さ５ｍｍ、坪量
５０００ｇ／ｍ2 の熱膨脹性セラミック繊維複合材３を
製作する。
【００２０】上記抄造液Ｃ，Ｄを用いて、実施例２とし
ての熱膨脹性セラミック繊維複合材を製作する方法を説
明する。まず、抄造液Ｄの２５ｌを上記抄造桶１３に注
入した後、邪魔板１２を介して抄造液Ｃの水面が乱れな
いように抄造液Ｄの５０ｌを注入した後、上記邪魔板１
２を引き抜いてから搾水し、抄造液Ｄに対応する断熱層
２と、抄造液Ｃに対応する熱膨脹層１を抄き合わせた抄
造物を得る。ついで、この抄造物を乾燥・プレスして厚
さ５ｍｍ、坪量５０００ｇ／ｍ2 の熱膨脹性セラミック
繊維複合材３を製作する。
ての熱膨脹性セラミック繊維複合材を製作する方法を説
明する。まず、抄造液Ｄの２５ｌを上記抄造桶１３に注
入した後、邪魔板１２を介して抄造液Ｃの水面が乱れな
いように抄造液Ｄの５０ｌを注入した後、上記邪魔板１
２を引き抜いてから搾水し、抄造液Ｄに対応する断熱層
２と、抄造液Ｃに対応する熱膨脹層１を抄き合わせた抄
造物を得る。ついで、この抄造物を乾燥・プレスして厚
さ５ｍｍ、坪量５０００ｇ／ｍ2 の熱膨脹性セラミック
繊維複合材３を製作する。
【００２１】さらに、上記抄造液Ｂを用いて、比較例と
しての熱膨脹性セラミック繊維複合材を製作する。つま
り、上記抄造液Ｂの７５ｌを上記抄造桶１３に注入した
後、搾水して熱膨脹性材を得る。これを乾燥・プレスし
て厚さ５ｍｍ、坪量５０００ｇ／ｍ2 の熱膨脹性セラミ
ック繊維複合材を製作する。
しての熱膨脹性セラミック繊維複合材を製作する。つま
り、上記抄造液Ｂの７５ｌを上記抄造桶１３に注入した
後、搾水して熱膨脹性材を得る。これを乾燥・プレスし
て厚さ５ｍｍ、坪量５０００ｇ／ｍ2 の熱膨脹性セラミ
ック繊維複合材を製作する。
【００２２】上記実施例１，２の各熱膨脹性セラミック
繊維複合材をそれぞれ断熱層２側を内側にしてセラミッ
ク触媒４に巻き付けてから、図５に示すように、これら
にＳＵＳ３０４製のケーシング１４を被せて触媒組立品
を作製した。同様に、比較例の熱膨脹性セラミック繊維
複合材をセラミック触媒に巻き付けてから、ケーシング
１４を被せて触媒組立品を作成した。
繊維複合材をそれぞれ断熱層２側を内側にしてセラミッ
ク触媒４に巻き付けてから、図５に示すように、これら
にＳＵＳ３０４製のケーシング１４を被せて触媒組立品
を作製した。同様に、比較例の熱膨脹性セラミック繊維
複合材をセラミック触媒に巻き付けてから、ケーシング
１４を被せて触媒組立品を作成した。
【００２３】ついで、上記実施例１，２の各触媒組立品
ならびに比較例の触媒組立品について、図６に示すよう
に熱電対１５とガスバーナ１６，１７を備えた加熱試験
装置で加熱試験を行なった。すなわち、各触媒組立品に
おけるセラミック触媒４の外周側の温度が１０００°Ｃ
程度になるようにガスバーナ１６，１７で加熱し、この
加熱状態を３Ｈｒに保持させた。
ならびに比較例の触媒組立品について、図６に示すよう
に熱電対１５とガスバーナ１６，１７を備えた加熱試験
装置で加熱試験を行なった。すなわち、各触媒組立品に
おけるセラミック触媒４の外周側の温度が１０００°Ｃ
程度になるようにガスバーナ１６，１７で加熱し、この
加熱状態を３Ｈｒに保持させた。
【００２４】上記３Ｈｒの加熱後、冷却させてから図７
に示す保持力測定装置によりセラミック触媒４に対する
保持力を測定した。つまり、上記各触媒組立品を抜きパ
イプ１８に支持させた状態でロードセル１９を介してセ
ラミック触媒４に対して圧縮速度５０ｍｍ／分の圧縮力
を付与して保持力を測定した。
に示す保持力測定装置によりセラミック触媒４に対する
保持力を測定した。つまり、上記各触媒組立品を抜きパ
イプ１８に支持させた状態でロードセル１９を介してセ
ラミック触媒４に対して圧縮速度５０ｍｍ／分の圧縮力
を付与して保持力を測定した。
【００２５】その後、上記各触媒組立品を図８に示す振
動試験装置の振動容器２０に保持させてから、振幅２０
ｍｍ、振動数２９０往復／分の振動を与え、これを３Ｈ
ｒ続行させた後、再び、上記と同様にして保持力を測定
した。加熱後の保持力を１００とした時の振動試験後の
保持力を図９に示す。
動試験装置の振動容器２０に保持させてから、振幅２０
ｍｍ、振動数２９０往復／分の振動を与え、これを３Ｈ
ｒ続行させた後、再び、上記と同様にして保持力を測定
した。加熱後の保持力を１００とした時の振動試験後の
保持力を図９に示す。
【００２６】図９の保持力指数からも明らかなように、
比較例のものは、熱膨脹層におけるバーミキュライト鉱
物が収縮する比率が高く、振動試験によって層状の形態
が崩れて粉状に粉砕されて保持力の低下度合が著しい。
これに対して、実施例１および２のものは、セラミック
繊維を主体とする断熱層２を有しているので、熱膨脹層
１におけるバーミキュライト鉱物の収縮による膨脹力の
減少が抑制され、このため、振動試験後も層状の形態が
有効に維持されていることが分かる。
比較例のものは、熱膨脹層におけるバーミキュライト鉱
物が収縮する比率が高く、振動試験によって層状の形態
が崩れて粉状に粉砕されて保持力の低下度合が著しい。
これに対して、実施例１および２のものは、セラミック
繊維を主体とする断熱層２を有しているので、熱膨脹層
１におけるバーミキュライト鉱物の収縮による膨脹力の
減少が抑制され、このため、振動試験後も層状の形態が
有効に維持されていることが分かる。
【００２７】なお、上記熱膨脹性セラミック繊維複合材
３は熱膨脹層１と断熱層２とを抄造液の抄き合わせによ
って一体化させたものであるので、組立上の手間が増え
ることもなく、製造の簡易化も進め易い。しかし、熱膨
脹層１と断熱層２とを別々に抄造し乾燥させた後、プレ
スして両者の圧着を行なっても複合体を構成することが
できる。
３は熱膨脹層１と断熱層２とを抄造液の抄き合わせによ
って一体化させたものであるので、組立上の手間が増え
ることもなく、製造の簡易化も進め易い。しかし、熱膨
脹層１と断熱層２とを別々に抄造し乾燥させた後、プレ
スして両者の圧着を行なっても複合体を構成することが
できる。
【００２８】また、上記断熱層２は、熱膨脹層１におけ
るセラミックフィルタあるいはセラミック触媒４との接
触面側のみならず、図１０に示すように、反対面側にも
設けてもよい。
るセラミックフィルタあるいはセラミック触媒４との接
触面側のみならず、図１０に示すように、反対面側にも
設けてもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、バーミキ
ュライト鉱物を主構成材料とする熱膨脹層と、セラミッ
ク繊維を主体として上記熱膨脹層の少なくともセラミッ
クフィルタあるいはセラミック触媒との接触側面に積重
される断熱層とを備え、かつ、上記断熱層の厚さを全体
の厚さに対して２０％〜７０％に設定した２層構造の複
合材とすることにより、セラミックフィルタやセラミッ
ク触媒が反応熱で８００〜１４００℃の高温になって
も、上記バーミキュライト鉱物を主体とする熱膨脹層が
晒される温度を８００℃未満に抑えることができる。し
たがって、熱膨脹層の主構成材料であるバーミキュライ
ト鉱物の収縮特性に起因する熱膨脹層の膨脹力の減少を
防止することができ、８００°Ｃ以上の高温領域での使
用に際しても、セラミック触媒等に対する保持力を安定
よく確保することができる。
ュライト鉱物を主構成材料とする熱膨脹層と、セラミッ
ク繊維を主体として上記熱膨脹層の少なくともセラミッ
クフィルタあるいはセラミック触媒との接触側面に積重
される断熱層とを備え、かつ、上記断熱層の厚さを全体
の厚さに対して２０％〜７０％に設定した２層構造の複
合材とすることにより、セラミックフィルタやセラミッ
ク触媒が反応熱で８００〜１４００℃の高温になって
も、上記バーミキュライト鉱物を主体とする熱膨脹層が
晒される温度を８００℃未満に抑えることができる。し
たがって、熱膨脹層の主構成材料であるバーミキュライ
ト鉱物の収縮特性に起因する熱膨脹層の膨脹力の減少を
防止することができ、８００°Ｃ以上の高温領域での使
用に際しても、セラミック触媒等に対する保持力を安定
よく確保することができる。
【００３０】特に、請求項２のように、熱膨脹層の厚さ
を全体の厚さに対して３０〜８０％に設定することによ
って、高温領域での使用に際してセラミック触媒等に対
する保持力を一層安定よく確実に発揮させることができ
る。
を全体の厚さに対して３０〜８０％に設定することによ
って、高温領域での使用に際してセラミック触媒等に対
する保持力を一層安定よく確実に発揮させることができ
る。
【図１】本発明の実施例における熱膨脹性セラミック繊
維複合材を自動車用セラミックフィルタあるいはセラミ
ック触媒の保持材に適用したものを示す一部の断面図で
ある。
維複合材を自動車用セラミックフィルタあるいはセラミ
ック触媒の保持材に適用したものを示す一部の断面図で
ある。
【図２】熱膨脹性セラミック繊維複合材の抄造液の配合
を示す表図である。
を示す表図である。
【図３】触媒使用温度に対する断熱層の厚さ範囲を示す
表図である。
表図である。
【図４】熱膨脹性セラミック繊維複合材を製造する際に
用いられる抄造桶の構成図である。
用いられる抄造桶の構成図である。
【図５】触媒組立品を示す外観図である。
【図６】触媒組立品に対する加熱試験装置を示す構成図
である。
である。
【図７】触媒組立品に対する保持力測定装置を示す構成
図である。
図である。
【図８】触媒組立品に対する振動試験装置を示す構成図
である。
である。
【図９】振動試験後の保持力指数を示す表図である。
【図１０】熱膨脹性セラミック繊維複合材の他の構成を
示す図である。
示す図である。
１ 熱膨脹層 ２ 断熱層 ４ セラミックフィルタないしはセラミック触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３１１ Ｎ
Claims (2)
- 【請求項１】 熱膨脹材としてバーミキュライト鉱物を
主体とする熱膨脹層と、セラミック繊維を主体として上
記熱膨脹層における少なくともセラミックフィルタある
いはセラミック触媒接触面側に積重される断熱層とを備
え、かつ、上記断熱層の厚さを全体の厚さに対して２０
％〜７０％に設定したことを特徴とする熱膨脹性セラミ
ック繊維複合材。 - 【請求項２】 上記熱膨脹層の厚さが全体の厚さに対し
て３０％〜８０％に設定されている請求項１の熱膨脹性
セラミック繊維複合材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027949A JPH0791124B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 熱膨脹性セラミック繊維複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027949A JPH0791124B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 熱膨脹性セラミック繊維複合材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05221741A JPH05221741A (ja) | 1993-08-31 |
| JPH0791124B2 true JPH0791124B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=12235150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4027949A Expired - Lifetime JPH0791124B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 熱膨脹性セラミック繊維複合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791124B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1486648B1 (en) * | 2003-06-10 | 2006-02-15 | 3M Innovative Properties Company | Mounting mat for a catalytic converter |
| US7854904B2 (en) | 2003-06-10 | 2010-12-21 | 3M Innovative Properties Company | Mounting mat for a catalytic converter |
| DE102005002929A1 (de) * | 2005-01-21 | 2006-07-27 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Faservlies zum Lagern eines Wabenkörpers in einer Abgasleitung |
| JP5154023B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2013-02-27 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 触媒担体保持材及び触媒コンバータ |
| JP5077659B2 (ja) * | 2007-07-20 | 2012-11-21 | ニチアス株式会社 | 触媒コンバーター及び触媒コンバーター用保持材 |
| WO2009032147A2 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-12 | Unifrax I Llc | Substrate mounting system |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5910973B2 (ja) * | 1980-03-31 | 1984-03-13 | 日本鋼管株式会社 | 熱風炉の壁構造 |
| DE3105595C2 (de) * | 1981-02-16 | 1985-06-20 | Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden | Feuerfestes oder feuerbeständiges Verbundbauteil mit einem Formteil aus beliebigem, feuerfesten oder feuerbeständigen Werkstoff und einer Isolierschicht mit höherer Wärmedämmung bzw. einer Dehnungsausgleichsschicht und Verfahren zur Herstellung dieses Verbundbauteils |
| JPS57209618A (en) * | 1981-07-24 | 1982-12-23 | Tsuchiya Mfg Co Ltd | Foamed ceramic support |
| JPS58208179A (ja) * | 1982-05-24 | 1983-12-03 | イビデン株式会社 | 耐熱膨張性シ−ト状物 |
| JPH03105014A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-05-01 | Asahi Glass Co Ltd | 断熱排気マフラ |
-
1992
- 1992-02-14 JP JP4027949A patent/JPH0791124B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05221741A (ja) | 1993-08-31 |
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