JP2020133553A - Mat material, exhaust emission control device and exhaust pipe with heat insulating material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マット材、排ガス浄化装置及び断熱材付き排気管に関する。 The present invention relates to a mat material, an exhaust gas purifying device, and an exhaust pipe with a heat insulating material.
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 causes harm to the environment and the human body. .. In addition, since the exhaust gas also 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気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 purification device that collects PM in the exhaust gas and purifies harmful gas components, an exhaust gas treatment body made of porous ceramics such as silicon carbide and cordierite, and a casing that houses the exhaust gas treatment body. And various exhaust gas purification devices composed of a holding material disposed between the exhaust gas treatment body and the casing have been proposed. This holding material prevents the exhaust gas treatment body from coming into contact with the casing covering the outer periphery of the casing due to vibration or impact generated by the running of an automobile or the like, and prevents exhaust gas from being damaged between the exhaust gas treatment body and the casing. It is arranged mainly for the purpose of preventing leakage.
このような用途で用いられる保持材としては、無機繊維からなるマット材が用いられる。 As the holding material used in such applications, a mat material made of inorganic fibers is used.
特許文献１には、無機繊維からなるマット材の表面に可撓性シートを貼り付けることによってマット表面の裂けを防止することを開示している。 Patent Document 1 discloses that a flexible sheet is attached to the surface of a mat material made of an inorganic fiber to prevent tearing of the mat surface.
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、マット表面に可撓性シートを添付するという工程が生じるため、製造効率の観点から可撓性シートを添付しないでも表面の裂けが防止できるマット材が求められている。
一方で、マット裂けを防止するための方法としてマットに含有させる有機バインダの量を増加させる方法があるが、マット材に含まれる有機バインダは排気ガスとともに排気されるため、環境への負荷を低減する観点から、有機バインダ量を増加させることは好ましくない。
However, in the method described in Patent Document 1, since a step of attaching a flexible sheet to the mat surface occurs, a mat material capable of preventing surface tearing without attaching the flexible sheet is available from the viewpoint of manufacturing efficiency. It has been demanded.
On the other hand, as a method for preventing the mat from tearing, there is a method of increasing the amount of the organic binder contained in the mat, but since the organic binder contained in the mat material is exhausted together with the exhaust gas, the burden on the environment is reduced. From this point of view, it is not preferable to increase the amount of organic binder.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、有機バインダ量を増加させることなくマット裂けを防止することができるマット材を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a mat material capable of preventing mat tearing without increasing the amount of organic binder.
本発明のマット材は、有機バインダと無機繊維とを含み、巻付対象物に巻きつけるためのマット材であって、上記マット材は、第１主面と、上記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、上記マット材を厚さ方向に３分割し、第１主面側層、中間層、第２主面側層とした際の、上記第１主面側層の引張強度に対する上記第２主面側層の引張強度の比が１．２〜２．２であり、上記第１主面側層の破断伸度に対する上記第２主面側層の破断伸度の比が１．１〜１．３であることを特徴とする。 The mat material of the present invention contains an organic binder and an inorganic fiber and is a mat material for winding around an object to be wound, and the mat material is the first main surface and the opposite side of the first main surface. The first main surface when the mat material is divided into three in the thickness direction to form a first main surface side layer, an intermediate layer, and a second main surface side layer. The ratio of the tensile strength of the second main surface side layer to the tensile strength of the side layer is 1.2 to 2.2, and the fracture of the second main surface side layer with respect to the fracture elongation of the first main surface side layer. It is characterized in that the elongation ratio is 1.1 to 1.3.
本発明のマット材は、第１主面側層の引張強度に対する上記第２主面側層の引張強度の比が１．２〜２．２であるため、第２主面が第１主面よりも割れにくい。
第１主面側層の引張強度に対する第２主面側層の引張強度の比が１．２〜２．２、かつ、第１主面側層の破断伸度に対する第２主面側層の破断伸度の比が１．１〜１．３であると、第１主面側層と比較して第２主面側層の機械的強度及び可撓性が高くなるため、第２主面側層が外側となるように巻きつけた際に、マット材を割れにくくすることができる。
In the mat material of the present invention, the ratio of the tensile strength of the second main surface side layer to the tensile strength of the first main surface side layer is 1.2 to 2.2, so that the second main surface is the first main surface. Harder to crack than.
The ratio of the tensile strength of the second main surface side layer to the tensile strength of the first main surface side layer is 1.2 to 2.2, and the ratio of the second main surface side layer to the breaking elongation of the first main surface side layer is When the ratio of elongation at break is 1.1 to 1.3, the mechanical strength and flexibility of the second main surface side layer are higher than those of the first main surface side layer, so that the second main surface is higher. When wrapped so that the side layer is on the outside, the mat material can be made hard to crack.
本発明のマット材において、上記有機バインダの含有量は、上記マット材の全量に対して固形分換算で４〜１０重量％であることが好ましい。
有機バインダの含有量が上記範囲であると、マット材の可撓性と機械的強度とを両立させることができる。
有機バインダの含有量が４重量％未満である場合には、マット材を排ガス処理体に巻きつけた際に、マット材が割れてしまうことがあり、１０重量％を超える場合には、排ガスの熱によって発生する分解ガスの量が多くなり、周囲の環境に悪影響を与える可能性がある。
In the mat material of the present invention, the content of the organic binder is preferably 4 to 10% by weight in terms of solid content with respect to the total amount of the mat material.
When the content of the organic binder is in the above range, both the flexibility of the mat material and the mechanical strength can be achieved at the same time.
If the content of the organic binder is less than 4% by weight, the mat material may crack when the mat material is wound around the exhaust gas treatment body, and if it exceeds 10% by weight, the exhaust gas The amount of decomposition gas generated by heat increases, which may adversely affect the surrounding environment.
本発明のマット材において、上記有機バインダのガラス転移温度Ｔｇは、５℃以下であることが好ましい。
有機バインダのガラス転移温度Ｔｇが５℃以下であると、有機バインダにより形成される有機バインダ皮膜の強度を高くしつつ、皮膜伸度が高くて可撓性に優れたマット材とすることができる。そのため、マット材を排ガス処理体に巻きつける際等にマット材が割れにくくなる。また、有機バインダ皮膜が硬くなり過ぎないため、無機繊維が破断した際に、無機繊維同士を繋ぎ止める効果を発揮し、無機繊維の飛散を抑制することができる。一方、有機バインダのガラス転移温度Ｔｇが５℃を超える場合、マット材の可撓性が低下し、破断伸度が低下してしまうことがある。
In the mat material of the present invention, the glass transition temperature Tg of the organic binder is preferably 5 ° C. or lower.
When the glass transition temperature Tg of the organic binder is 5 ° C. or lower, a mat material having high film elongation and excellent flexibility can be obtained while increasing the strength of the organic binder film formed by the organic binder. .. Therefore, the mat material is less likely to crack when the mat material is wound around the exhaust gas treatment body. Further, since the organic binder film does not become too hard, when the inorganic fibers are broken, the effect of holding the inorganic fibers together can be exerted, and the scattering of the inorganic fibers can be suppressed. On the other hand, when the glass transition temperature Tg of the organic binder exceeds 5 ° C., the flexibility of the mat material may decrease and the elongation at break may decrease.
本発明のマット材において、上記無機繊維は、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ−シリカ繊維、ムライト繊維、ガラス繊維及び生体溶解性繊維からなる群から選択される少なくとも１種から構成されていることが好ましい。
無機繊維が、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ−シリカ繊維、ムライト繊維、ガラス繊維及び生体溶解性繊維からなる群から選択された少なくとも１種から構成されていると、耐熱性、耐風食性等、本発明のマット材に要求される特性を充分に満足することができる。
In the mat material of the present invention, the inorganic fiber is composed of at least one selected from the group consisting of alumina fiber, silica fiber, alumina-silica fiber, mulite fiber, glass fiber and biosoluble fiber. preferable.
When the inorganic fiber is composed of at least one selected from the group consisting of alumina fiber, silica fiber, alumina-silica fiber, mullite fiber, glass fiber and biosoluble fiber, heat resistance, wind corrosion resistance, etc. The characteristics required for the mat material of the present invention can be fully satisfied.
本発明のマット材は、抄造により無機繊維を積層したマット材であることが好ましい。
抄造により無機繊維を積層したマット材は、マット材表面の摩擦が大きいため高い保持力を発揮することができる。また、高坪量のマット材を容易に作製することができる。
The mat material of the present invention is preferably a mat material in which inorganic fibers are laminated by papermaking.
A mat material in which inorganic fibers are laminated by papermaking can exhibit high holding power because the friction on the surface of the mat material is large. Moreover, a mat material having a high basis weight can be easily produced.
本発明の第１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ケーシングと、上記排ガス処理体と上記ケーシングとの間に配設され、上記排ガス処理体を保持する保持材とを備える排ガス浄化装置であって、上記保持材は本発明のマット材であることを特徴とする。
本発明の第１の排ガス浄化装置は、保持材として本発明のマット材を備えるため、排ガス浄化触媒を安定的に保持し、脱落を防止することができる。
The first exhaust gas purification device of the present invention is disposed between the exhaust gas treatment body, the casing accommodating the exhaust gas treatment body, and the exhaust gas treatment body and the casing, and is a holding material for holding the exhaust gas treatment body. It is an exhaust gas purification device including the above, and the holding material is the mat material of the present invention.
Since the first exhaust gas purification device of the present invention includes the mat material of the present invention as a holding material, the exhaust gas purification catalyst can be stably held and can be prevented from falling off.
本発明の第２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ケーシングと、上記排ガス処理体と上記ケーシングとの間に配設され、上記排ガス処理体を保持する保持材と、上記ケーシングを覆うように配置された断熱材と、上記断熱材の外側に配置された金属カバーとを備える排ガス浄化装置であって、上記保持材及び／又は上記断熱材は、本発明のマット材であることを特徴とする。
本発明の第２の排ガス浄化装置は、保持材及び／又は断熱材として本発明のマット材を備える。
本発明のマット材が、保持材として用いられる場合には、巻きつけ時のマット裂け等が発生しにくく、排ガス浄化装置への組み付け後において排ガス処理体を安定的に保持することができる。
本発明のマット材が、断熱材として用いられる場合には、マット裂け等が発生しにくい。
The second exhaust gas purification device of the present invention is disposed between the exhaust gas treatment body, the casing accommodating the exhaust gas treatment body, and the exhaust gas treatment body and the casing, and is a holding material for holding the exhaust gas treatment body. An exhaust gas purification device including a heat insulating material arranged so as to cover the casing and a metal cover arranged outside the heat insulating material, wherein the holding material and / or the heat insulating material is the present invention. It is characterized by being a mat material.
The second exhaust gas purification device of the present invention includes the mat material of the present invention as a holding material and / or a heat insulating material.
When the mat material of the present invention is used as a holding material, the mat is less likely to be torn during winding, and the exhaust gas treated body can be stably held after being assembled to the exhaust gas purification device.
When the mat material of the present invention is used as a heat insulating material, mat tearing and the like are unlikely to occur.
本発明の断熱材付き排気管は、排気管と、上記排気管を覆うように配置された断熱材と、上記断熱材の外側に配置された金属カバーとを備える断熱材付き排気管であって、上記断熱材は、本発明のマット材であることを特徴とする。
本発明の断熱材付き排気管は、断熱材として本発明のマット材を備えるため、排気管にマット材を巻きつける際のマット裂け等が発生しにくく、好適に断熱することができる。
The exhaust pipe with a heat insulating material of the present invention is an exhaust pipe with a heat insulating material including an exhaust pipe, a heat insulating material arranged so as to cover the exhaust pipe, and a metal cover arranged outside the heat insulating material. The heat insulating material is the matte material of the present invention.
Since the exhaust pipe with a heat insulating material of the present invention includes the mat material of the present invention as a heat insulating material, the mat tearing or the like when the mat material is wound around the exhaust pipe is unlikely to occur, and heat insulation can be preferably performed.
（発明の詳細な説明）
以下、本発明のマット材、排ガス浄化装置及び断熱材付き排気管について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
(Detailed description of the invention)
Hereinafter, the mat material, the exhaust gas purifying device, and the exhaust pipe with the heat insulating material of the present invention will be specifically described. However, the present invention is not limited to the following configurations, and can be appropriately modified and applied without changing the gist of the present invention. It should be noted that a combination of two or more individual desirable configurations of the present invention described below is also the present invention.
本発明のマット材は、有機バインダと無機繊維とを含み、巻付対象物に巻きつけるためのマット材であって、上記マット材は、第１主面と、上記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、上記マット材を厚さ方向に３分割し、第１主面側層、中間層、第２主面側層とした際の、上記第１主面側層の引張強度に対する上記第２主面側層の引張強度の比が１．２〜２．２であり、上記第１主面側層の破断伸度に対する上記第２主面側層の破断伸度の比が１．１〜１．３であることを特徴とする。 The mat material of the present invention contains an organic binder and an inorganic fiber and is a mat material for winding around an object to be wound, and the mat material is the first main surface and the opposite side of the first main surface. The first main surface when the mat material is divided into three in the thickness direction to form a first main surface side layer, an intermediate layer, and a second main surface side layer. The ratio of the tensile strength of the second main surface side layer to the tensile strength of the side layer is 1.2 to 2.2, and the fracture of the second main surface side layer with respect to the fracture elongation of the first main surface side layer. It is characterized in that the elongation ratio is 1.1 to 1.3.
図１は、本発明のマット材の一例を模式的に示す斜視図である。
マット材１は、有機バインダと無機繊維とを含み、第１主面１０と、第１主面の反対側に位置する第２主面２０と、巻きつけ方向となる長手方向Ｌと、長手方向に直交する短手方向Ｗと、所定の厚さＴを有する。
マット材１の一方の端部である第１端部には凹部３０が形成されており、他方の端部である第２端部には凸部４０が形成されており、凹部３０と凸部４０は、外周が円柱状の排ガス浄化装置、排ガス処理体や排気管等にマット材１を巻きつける際に、丁度互いに嵌合するような形状となっている。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the mat material of the present invention.
The mat material 1 contains an organic binder and an inorganic fiber, and has a first
A
本発明のマット材は、マット材を厚さ方向に３分割し、第１主面側層、中間層、第２主面側層とした際の、第１主面側層の引張強度に対する上記第２主面側層の引張強度の比が１．２〜２．２であり、第１主面側層の破断伸度に対する上記第２主面側層の破断伸度の比が１．１〜１．３である。
第１主面側層の引張強度に対する第２主面側層の引張強度の比が１．２〜２．２、かつ、第１主面側層の破断伸度に対する第２主面側層の破断伸度の比が１．１〜１．３であると、第１主面側層と比較して第２主面側層の機械的強度及び可撓性が高くなるため、第２主面側層が外側となるように巻きつけた際に、マット裂けを防止することができる。
The mat material of the present invention is described above with respect to the tensile strength of the first main surface side layer when the mat material is divided into three in the thickness direction to form a first main surface side layer, an intermediate layer, and a second main surface side layer. The ratio of the tensile strength of the second main surface side layer is 1.2 to 2.2, and the ratio of the breaking elongation of the second main surface side layer to the breaking elongation of the first main surface side layer is 1.1. ~ 1.3.
The ratio of the tensile strength of the second main surface side layer to the tensile strength of the first main surface side layer is 1.2 to 2.2, and the ratio of the second main surface side layer to the breaking elongation of the first main surface side layer is When the ratio of elongation at break is 1.1 to 1.3, the mechanical strength and flexibility of the second main surface side layer are higher than those of the first main surface side layer, so that the second main surface is higher. It is possible to prevent the mat from tearing when the side layer is wound so as to be on the outside.
本発明のマット材において、マット材を厚さ方向に３分割し、第１主面側層、中間層、第２主面側層とした際の、第１主面側層の引張強度は、１００〜１８０ｋＰａであることが好ましい。
また、上記第１主面側層の破断伸度は、３．０％以上であることが好ましい。
In the mat material of the present invention, when the mat material is divided into three in the thickness direction to form a first main surface side layer, an intermediate layer, and a second main surface side layer, the tensile strength of the first main surface side layer is It is preferably 100 to 180 kPa.
Further, the breaking elongation of the first main surface side layer is preferably 3.0% or more.
本発明のマット材において、マット材を厚さ方向に３分割し、第１主面側層、中間層、第２主面側層とした際の、第２主面側層の引張強度は、１８０〜３００ｋＰａであることが好ましい。
また、上記第２主面側層の破断伸度は、５．０％以上であることが好ましい。
In the mat material of the present invention, when the mat material is divided into three in the thickness direction to form a first main surface side layer, an intermediate layer, and a second main surface side layer, the tensile strength of the second main surface side layer is It is preferably 180 to 300 kPa.
The elongation at break of the second main surface side layer is preferably 5.0% or more.
マット材を厚さ方向に３分割し、第１主面側層、中間層、第２主面側層とした際の、第１主面側層の引張強度及び破断伸度、並びに、第２主面側層の引張強度及び破断伸度は、マット材を厚さ方向に３分割して得られる第１主面側層及び第２主面側層を、引張試験用のつかみ治具を備える万能材料試験機を用いて１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張った際の、破断時の荷重及び長さから求めることができる。 When the mat material is divided into three in the thickness direction to form the first main surface side layer, the intermediate layer, and the second main surface side layer, the tensile strength and breaking elongation of the first main surface side layer, and the second Regarding the tensile strength and breaking elongation of the main surface side layer, the first main surface side layer and the second main surface side layer obtained by dividing the mat material into three in the thickness direction are provided with a gripping tool for a tensile test. It can be obtained from the load and length at break when pulled at a speed of 100 mm / min using a universal material tester.
本発明のマット材において、マット材を厚さ方向に３分割し、第１主面側層、中間層、第２主面側層とした際の、第１主面側層における有機バインダの含有量が、第２主面側層における有機バインダの含有量よりも少ないことが好ましい。 In the mat material of the present invention, the content of the organic binder in the first main surface side layer when the mat material is divided into three in the thickness direction to form the first main surface side layer, the intermediate layer, and the second main surface side layer. The amount is preferably smaller than the content of the organic binder in the second main surface side layer.
本発明のマット材においては、マット材を厚さ方向に１０分割し、第１主面側から第１層、第２層、第３層、・・・第１０層とした際の、第１層における有機バインダの含有量が、その他の層（第２層〜第１０層）よりも少ないことが好ましい。
上記第１層における有機バインダの含有量は、その他の層（第２〜第１０層）における有機バインダの含有量の、５０〜７０ｗｔ％であることがより好ましい。
In the mat material of the present invention, the first layer is obtained when the mat material is divided into 10 layers in the thickness direction to form the first layer, the second layer, the third layer, ... The tenth layer from the first main surface side. It is preferable that the content of the organic binder in the layer is smaller than that in the other layers (second to tenth layers).
The content of the organic binder in the first layer is more preferably 50 to 70 wt% of the content of the organic binder in the other layers (second to tenth layers).
本発明のマット材は有機バインダと無機繊維とを含む。
無機繊維は、特に限定されず、アルミナ−シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維等であってもよい。また、ガラス繊維や生体溶解性繊維であってもよい。耐熱性や耐風蝕性等、マット材に要求される特性等に応じて変更すればよく、各国の環境規制に適合できるような太径繊維や繊維長のものを使用するのが好ましい。
The mat material of the present invention contains an organic binder and an inorganic fiber.
The inorganic fiber is not particularly limited, and may be alumina-silica fiber, alumina fiber, silica fiber or the like. Further, it may be glass fiber or biosoluble fiber. It may be changed according to the characteristics required for the mat material such as heat resistance and wind corrosion resistance, and it is preferable to use a large diameter fiber or a fiber length that can comply with the environmental regulations of each country.
この中でも、低結晶性アルミナ質の無機繊維が好ましく、ムライト組成の低結晶性アルミナ質の無機繊維がより好ましい。 Among these, low crystalline alumina-based inorganic fibers are preferable, and low-crystalline alumina-based inorganic fibers having a mullite composition are more preferable.
無機繊維の平均繊維長は、２００μｍ〜２００００μｍであることが好ましく、３００〜１００００μｍであることがより好ましく、５００〜１５００μｍであることがさらに好ましく、７００〜１１００μｍであることが特に好ましい。
無機繊維の平均繊維長が２００μｍ未満である場合、このような場合、無機繊維同士が充分に絡み合わずに、充分な面圧及び引張強さを発揮できないことや、無機繊維が排ガスの風圧により飛散しやすくなることがある。一方、無機繊維の平均繊維長が２００００μｍを超える場合、マット材を構成する無機繊維の密度にムラが発生することがある。
繊維長の測定は、ピンセットを使用して、マット材から無機繊維が破断しないように抜き取り、光学顕微鏡を使用して繊維長を測定する。本明細書では、無機繊維３００本を抜き取り、平均繊維長を求める。
マット材から無機繊維を採取する際には、必要に応じてマット材を脱脂処理して水の中へ投入し、無機繊維同士の絡みをほぐしながら無機繊維が破断しないように採取してもよい。
The average fiber length of the inorganic fiber is preferably 200 μm to 20000 μm, more preferably 300 to 10000 μm, further preferably 500 to 1500 μm, and particularly preferably 700 to 1100 μm.
When the average fiber length of the inorganic fibers is less than 200 μm, in such a case, the inorganic fibers are not sufficiently entangled with each other and cannot exhibit sufficient surface pressure and tensile strength, or the inorganic fibers are caused by the wind pressure of the exhaust gas. It may be easy to scatter. On the other hand, when the average fiber length of the inorganic fibers exceeds 20000 μm, the density of the inorganic fibers constituting the mat material may be uneven.
To measure the fiber length, tweezers are used to remove the inorganic fibers from the mat material so as not to break, and the fiber length is measured using an optical microscope. In this specification, 300 inorganic fibers are extracted to obtain the average fiber length.
When collecting the inorganic fibers from the mat material, if necessary, the mat material may be degreased and put into water to loosen the entanglement between the inorganic fibers and collect the inorganic fibers so as not to break. ..
無機繊維の平均繊維径は、３〜１０μｍであり、かつ、繊維径が３μｍ未満の無機繊維を含まないことが好ましい。
無機繊維の平均繊維径は、３〜７μｍであることがより好ましい。
無機繊維の平均繊維径が３μｍ未満の場合、無機繊維の変形に対する復元力が低下し、充分な面圧を発揮しにくくなる。一方、無機繊維の平均繊維径が１０μｍを超える場合、無機繊維の柔軟性が失われ、変形時に折れやすくなることがある。
It is preferable that the average fiber diameter of the inorganic fibers is 3 to 10 μm and does not contain inorganic fibers having a fiber diameter of less than 3 μm.
The average fiber diameter of the inorganic fibers is more preferably 3 to 7 μm.
When the average fiber diameter of the inorganic fiber is less than 3 μm, the restoring force against deformation of the inorganic fiber is reduced, and it becomes difficult to exert sufficient surface pressure. On the other hand, when the average fiber diameter of the inorganic fiber exceeds 10 μm, the flexibility of the inorganic fiber is lost and it may be easily broken at the time of deformation.
マット材を構成する有機バインダは特に限定されないが、例えば、ゴム系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
高分子樹脂成分として、アクリル系樹脂やゴム系樹脂等を含んだエマルジョン液を無機繊維に付着させて溶媒を除去することで、無機繊維に有機バインダを含有させることができる。
The organic binder constituting the mat material is not particularly limited, and examples thereof include rubber-based resins, styrene-based resins, silicone-based resins, acrylic-based resins, polyester-based resins, and polyurethane resins.
An organic binder can be contained in the inorganic fiber by adhering an emulsion liquid containing an acrylic resin, a rubber resin, or the like as a polymer resin component to the inorganic fiber to remove the solvent.
本発明のマット材は、有機バインダをマット材の全量に対して固形分換算で４〜１０重量％含有していることが好ましく、４〜８重量％含有していることがより好ましい。
有機バインダの含有量が４重量％未満の場合、マット材に充分な可撓性を付与することができないことがあり、マット材を構造体に巻きつける際に、割れが発生することがある。一方、有機バインダの含有量が１０重量％を超える場合、排ガスの熱によって発生するバインダ樹脂の分解ガスの量が多くなり、排ガスに含まれる成分に影響を与える可能性がある。
The mat material of the present invention preferably contains an organic binder in an amount of 4 to 10% by weight in terms of solid content with respect to the total amount of the mat material, and more preferably 4 to 8% by weight.
If the content of the organic binder is less than 4% by weight, it may not be possible to impart sufficient flexibility to the mat material, and cracks may occur when the mat material is wound around the structure. On the other hand, when the content of the organic binder exceeds 10% by weight, the amount of the decomposed gas of the binder resin generated by the heat of the exhaust gas increases, which may affect the components contained in the exhaust gas.
有機バインダのガラス転移温度は、５℃以下であることが好ましく、−５℃以下であることがより好ましく、−１０℃以下であることがさらに好ましく、−３０℃以下であることが特に好ましい。
有機バインダのガラス転移温度Ｔｇが５℃以下であると、有機バインダにより形成される有機バインダ皮膜の強度を高くしつつ、皮膜伸度が高くて可撓性に優れたマット材とすることができる。そのため、マット材を排ガス処理体に巻きつける際等にマット裂けが発生しにくくなる。また、有機バインダ皮膜が硬くなり過ぎないため、無機繊維が破断した際に、無機繊維同士を繋ぎ止める効果を発揮し、無機繊維の飛散を抑制することができる。一方、有機バインダのガラス転移温度Ｔｇが５℃を超える場合、マット材の可撓性が低下し、破断伸度が低下してしまうことがある。
The glass transition temperature of the organic binder is preferably 5 ° C. or lower, more preferably −5 ° C. or lower, further preferably −10 ° C. or lower, and particularly preferably −30 ° C. or lower.
When the glass transition temperature Tg of the organic binder is 5 ° C. or lower, a mat material having high film elongation and excellent flexibility can be obtained while increasing the strength of the organic binder film formed by the organic binder. .. Therefore, the mat is less likely to be torn when the mat material is wound around the exhaust gas treatment body. Further, since the organic binder film does not become too hard, when the inorganic fibers are broken, the effect of holding the inorganic fibers together can be exerted, and the scattering of the inorganic fibers can be suppressed. On the other hand, when the glass transition temperature Tg of the organic binder exceeds 5 ° C., the flexibility of the mat material may decrease and the elongation at break may decrease.
本発明のマット材はさらに、無機バインダを含有することが好ましい。 The matte material of the present invention preferably further contains an inorganic binder.
無機バインダとしては、特に限定されず、アルミナゾル、シリカゾル等が挙げられる。 The inorganic binder is not particularly limited, and examples thereof include alumina sol and silica sol.
本発明のマット材は、無機バインダをマット材の全量に対して固形分換算で０．１〜３重量％含有していることが好ましく、０．３〜２．５重量％含有していることがより好ましい。 The mat material of the present invention preferably contains an inorganic binder in an amount of 0.1 to 3% by weight, preferably 0.3 to 2.5% by weight, in terms of solid content, based on the total amount of the mat material. Is more preferable.
本発明のマット材中に含まれる有機バインダは、例えば以下の方法により測定することができる。
まず、マット材を一定重量サンプルとして採取する。続いて、サンプルをるつぼに入れて加熱して有機バインダを燃焼除去し、加熱により減少した重量を有機バインダの重量とみなし、マット材の重量に対する含有量（重量％）を算出する。
一方、マット材中に有機バインダ及び無機バインダが含まれる場合、これらの含有量は、例えば以下の方法により測定することができる。
まず、マット材を一定重量サンプルとして採取する。続いて、サンプル中に含まれる有機バインダが溶解する有機溶媒（例えばテトラヒドロフラン）を選び、ソックスレー抽出器にて上記有機バインダを溶解し、サンプルから分離する。溶解した上記有機バインダに含まれる無機バインダもサンプルから分離され、有機溶媒中に上記有機バインダと上記無機バインダとが回収されることとなる。
次に、上記有機バインダと上記無機バインダからなる有機溶媒をるつぼに入れ、加熱により有機溶剤を蒸発除去する。るつぼに残った残渣を、マット材に対する上記有機バインダと上記無機バインダの合計重量とみなし、マット材の重量に対する含有量（重量％）を算出する。
さらに、るつぼを６００℃で１時間加熱処理し、有機バインダを焼失させる。るつぼ中には、無機バインダが残留しているので、これを有機バインダと無機バインダの合計に対する無機バインダの含有量（重量％）とみなし、その含有量を算出する。残りが有機バインダの含有量（重量％）となる。
The organic binder contained in the mat material of the present invention can be measured by, for example, the following method.
First, the mat material is collected as a constant weight sample. Subsequently, the sample is placed in a crucible and heated to burn and remove the organic binder, and the weight reduced by heating is regarded as the weight of the organic binder, and the content (% by weight) with respect to the weight of the mat material is calculated.
On the other hand, when the mat material contains an organic binder and an inorganic binder, their contents can be measured by, for example, the following method.
First, the mat material is collected as a constant weight sample. Subsequently, an organic solvent (for example, tetrahydrofuran) in which the organic binder contained in the sample is dissolved is selected, the organic binder is dissolved in a Soxhlet extractor, and the sample is separated from the sample. The inorganic binder contained in the dissolved organic binder is also separated from the sample, and the organic binder and the inorganic binder are recovered in the organic solvent.
Next, an organic solvent composed of the organic binder and the inorganic binder is placed in a crucible, and the organic solvent is evaporated and removed by heating. The residue remaining in the crucible is regarded as the total weight of the organic binder and the inorganic binder with respect to the mat material, and the content (% by weight) with respect to the weight of the mat material is calculated.
Further, the crucible is heat-treated at 600 ° C. for 1 hour to burn out the organic binder. Since the inorganic binder remains in the crucible, this is regarded as the content (% by weight) of the inorganic binder with respect to the total of the organic binder and the inorganic binder, and the content is calculated. The rest is the content (% by weight) of the organic binder.
本発明のマット材は、巻きつけ方向となる長手方向と、長手方向に直交する短手方向を有する。
マット材の形状は特に限定されず、例えば、略矩形形状で、長手方向側の端部のうち、一方の端部である第１の端部に凸部が形成されており、他方の端部である第２の端部に凹部が形成されている形状であってもよいし、該凹部や凸部が形成されていない略矩形形状であってもよい。
The mat material of the present invention has a longitudinal direction which is a winding direction and a lateral direction orthogonal to the longitudinal direction.
The shape of the mat material is not particularly limited, and for example, it has a substantially rectangular shape, and a convex portion is formed at the first end portion which is one end portion of the end portions on the longitudinal direction side, and the other end portion is formed. It may have a shape in which a concave portion is formed at the second end portion, or a substantially rectangular shape in which the concave portion or the convex portion is not formed.
マット材の厚さは、２〜３０ｍｍであることが望ましい。
マット材の厚さが２ｍｍ未満であると、その厚さが薄すぎるため、断熱性能や防音性能が低下してしまう。一方、マット材の厚さが３０ｍｍを超えると、柔軟性が低下し、装着対象となる部材への装着性が低下する。
The thickness of the mat material is preferably 2 to 30 mm.
If the thickness of the mat material is less than 2 mm, the thickness is too thin, and the heat insulating performance and the soundproofing performance are deteriorated. On the other hand, if the thickness of the mat material exceeds 30 mm, the flexibility is lowered and the mountability to the member to be mounted is lowered.
マット材のかさ密度は、特に限定されるものではないが、０．０５〜０．３０ｇ／ｃｍ３であることが望ましい。マット材のかさ密度が０．０５ｇ／ｃｍ３未満であると、無機繊維のからみ合いが弱く、無機繊維が剥離しやすいため、マット材の形状を所定の形状に保ちにくくなる。一方、マット材のかさ密度が０．３０ｇ／ｃｍ３を超えると、マット材が硬くなり、装着対象となる部材への装着性が低下し、マット材が割れやすくなる。 The bulk density of the mat material is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 0.30 g / cm 3 . When the bulk density of the mat material is less than 0.05 g / cm 3 , the entanglement of the inorganic fibers is weak and the inorganic fibers are easily peeled off, so that it is difficult to keep the shape of the mat material in a predetermined shape. On the other hand, when the bulk density of the mat material exceeds 0.30 g / cm 3 , the mat material becomes hard, the mountability to the member to be mounted is lowered, and the mat material is easily cracked.
本発明のマット材は、抄造により無機繊維を積層したマット材であることが好ましい。
抄造により無機繊維を積層したマット材は、マット材表面の摩擦が大きいため高い保持力を発揮することができる。また、高坪量のマット材を容易に作製することができる。
The mat material of the present invention is preferably a mat material in which inorganic fibers are laminated by papermaking.
A mat material in which inorganic fibers are laminated by papermaking can exhibit high holding power because the friction on the surface of the mat material is large. Moreover, a mat material having a high basis weight can be easily produced.
本発明のマット材を巻きつける巻付対象物は特に限定されず、例えば、排ガス処理体、排ガス浄化装置、排気管等が挙げられる。
本発明のマット材を円柱状の排ガス処理体の側面に巻きつけてケーシング内に収容することで排ガス浄化装置が得られる。従って、本発明のマット材は保持材として使用することもできる。
また、本発明のマット材を排ガス浄化装置の外周部や周囲に巻きつけて配置することによって、断熱材、防音材、吸音材等の用途に使用することができる。
The object to be wound around the mat material of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include an exhaust gas treatment body, an exhaust gas purification device, and an exhaust pipe.
An exhaust gas purification device can be obtained by winding the mat material of the present invention around a side surface of a columnar exhaust gas treatment body and accommodating it in a casing. Therefore, the mat material of the present invention can also be used as a holding material.
Further, by wrapping the mat material of the present invention around or around the outer peripheral portion of the exhaust gas purification device and arranging it, it can be used for applications such as a heat insulating material, a soundproofing material, and a sound absorbing material.
本発明のマット材を製造する方法としては、例えば、無機繊維を含む溶液を抄造して上記無機繊維の集合体である繊維集合体を作製する抄造工程と、上記繊維集合体を脱水する脱水工程と、上記繊維集合体を予備乾燥させる予備乾燥工程と、上記繊維集合体を本乾燥させる本乾燥工程とを含み、上記予備乾燥工程では、脱水した上記繊維集合体を上面が露出するように載置して、上記上面を乾燥させ、上記本乾燥工程では、上記繊維集合体を圧縮しながら内部まで乾燥させる方法が挙げられる。 As a method for producing the mat material of the present invention, for example, a fabrication step of making a solution containing inorganic fibers to prepare a fiber aggregate which is an aggregate of the inorganic fibers, and a dehydration step of dehydrating the fiber aggregate. The pre-drying step of pre-drying the fiber aggregate and the main drying step of main-drying the fiber aggregate are included. In the pre-drying step, the dehydrated fiber aggregate is placed so that the upper surface is exposed. In the main drying step, a method of placing and drying the upper surface and drying the inside while compressing the fiber aggregate can be mentioned.
予備乾燥工程において、脱水した繊維集合体を上面が露出するように載置して該上面を乾燥させ、その後本乾燥工程によって、繊維集合体を圧縮しながら内部まで乾燥させることで、繊維集合体の表面のうち、上面とは反対側の面に多くの有機バインダが存在することとなる。
相対的に有機バインダの量が多い側の表面（上面とは反対側の面であり、下面ともいう）は、相対的に有機バインダの量が少ない側の表面（上面）よりも引張強度及び破断伸度が高くなるため、マット材を厚さ方向に３分割し、有機バインダの量が多い側の表面（下面）を含む層、中間層、有機バインダの量が少ない側の表面（上面）を含む層とした際に、上面を含む層の引張強度に対する下面を含む層の引張強度の比が１．２〜２．２であり、上面を含む層の破断伸度に対する下面を含む層の破断伸度の比が１．１〜１．３である本発明のマット材を得ることができる。
In the pre-drying step, the dehydrated fiber aggregate is placed so that the upper surface is exposed to dry the upper surface, and then in the main drying step, the fiber aggregate is dried to the inside while being compressed, thereby causing the fiber aggregate to dry. Many organic binders are present on the surface of the surface opposite to the upper surface.
The surface on the side with a relatively large amount of organic binder (the surface opposite to the upper surface, also called the lower surface) has higher tensile strength and fracture than the surface on the side with a relatively smaller amount of organic binder (upper surface). Since the elongation is high, the matte material is divided into three in the thickness direction, and the layer including the surface (lower surface) on the side with a large amount of organic binder, the intermediate layer, and the surface (upper surface) on the side with a small amount of organic binder are separated. When the layer contains the upper surface, the ratio of the tensile strength of the layer including the lower surface to the tensile strength of the layer including the upper surface is 1.2 to 2.2, and the fracture of the layer including the lower surface with respect to the fracture elongation of the layer including the upper surface. The matte material of the present invention having an elongation ratio of 1.1 to 1.3 can be obtained.
［抄造工程］
抄造工程では、無機繊維及び有機バインダを含む溶液を抄造して上記無機繊維の集合体である繊維集合体を作製する。
無機繊維及び有機バインダを含む溶液を準備する方法としては、例えば、無機繊維を開繊し、開繊した無機溶液を溶媒中に分散させた後、有機バインダを添加して混合する方法等が挙げられる。
無機繊維及び有機バインダを含む溶液を抄造する方法としては、連続式抄造法やバッチ式抄造法が挙げられる。
[Papering process]
In the making process, a solution containing an inorganic fiber and an organic binder is made by making a fiber aggregate which is an aggregate of the inorganic fibers.
Examples of the method for preparing the solution containing the inorganic fiber and the organic binder include a method in which the inorganic fiber is opened, the opened inorganic solution is dispersed in a solvent, and then the organic binder is added and mixed. Be done.
Examples of the method for making a solution containing an inorganic fiber and an organic binder include a continuous papermaking method and a batch papermaking method.
［脱水工程］
脱水工程では、抄造工程により得られた繊維集合体を脱水する。
脱水の方法は特に限定されないが、抄造後の繊維集合体を下面から吸引する方法などが挙げられる。
[Dehydration process]
In the dehydration step, the fiber aggregate obtained in the papermaking step is dehydrated.
The method of dehydration is not particularly limited, and examples thereof include a method of sucking the fiber aggregate after papermaking from the lower surface.
［予備乾燥工程］
予備乾燥工程では、脱水した繊維集合体を上面が露出するように載置して、繊維集合体の上面を乾燥させる。
繊維集合体の上面を乾燥させる方法としては、繊維集合体の上面に熱風を吹き付ける方法や、繊維集合体の上面を露出させた状態で放置する方法などが挙げられる。
繊維集合体の上面に熱風を吹き付ける場合、７０〜２００℃の熱風を１〜１０分間吹き付けることが好ましい。このとき、繊維集合体の下面に熱風が到達しないことが好ましい。
繊維集合体の上面を露出させた状態で放置する場合、室温で８〜４８時間放置することが好ましい。
[Preliminary drying process]
In the pre-drying step, the dehydrated fiber aggregate is placed so that the upper surface is exposed, and the upper surface of the fiber aggregate is dried.
Examples of the method of drying the upper surface of the fiber aggregate include a method of blowing hot air on the upper surface of the fiber aggregate and a method of leaving the upper surface of the fiber aggregate exposed.
When blowing hot air onto the upper surface of the fiber aggregate, it is preferable to blow hot air at 70 to 200 ° C. for 1 to 10 minutes. At this time, it is preferable that the hot air does not reach the lower surface of the fiber aggregate.
When the upper surface of the fiber aggregate is left exposed, it is preferably left at room temperature for 8 to 48 hours.
［本乾燥工程］
本乾燥工程では、繊維集合体を圧縮しながら内部まで乾燥させる。
繊維集合体を圧縮しながら内部まで乾燥させる方法としては、ヒータを備えたプレス機を用いて繊維集合体を圧縮しながら加熱する方法や、プレス機を用いて繊維集合体を圧縮しながら、繊維集合体に対して熱風を吹き付ける方法などが挙げられる。
[Main drying process]
In this drying step, the fiber aggregate is compressed and dried to the inside.
As a method of drying the fiber aggregate to the inside while compressing it, a method of heating the fiber aggregate while compressing it using a press machine equipped with a heater, or a method of compressing the fiber aggregate using a press machine and drying the fiber. Examples include a method of blowing hot air on the aggregate.
続いて、本発明のマット材が用いられた第１の排ガス浄化装置について説明する。なお、本発明のマット材が用いられた第１の排ガス浄化装置は、本発明の排ガス浄化装置でもある。 Subsequently, the first exhaust gas purification device using the mat material of the present invention will be described. The first exhaust gas purification device using the mat material of the present invention is also the exhaust gas purification device of the present invention.
本発明の第１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ケーシングと、上記排ガス処理体と上記ケーシングとの間に配設され、上記排ガス処理体を保持する保持材とを備える排ガス浄化装置であって、上記保持材は本発明のマット材であることを特徴とする。
本発明の排ガス浄化装置は、保持材として本発明のマット材を備えるため、マット裂け等が発生しにくく、排ガス処理体を安定的に保持することができる。
The first exhaust gas purification device of the present invention is disposed between the exhaust gas treatment body, the casing accommodating the exhaust gas treatment body, and the exhaust gas treatment body and the casing, and is a holding material for holding the exhaust gas treatment body. It is an exhaust gas purification device including the above, and the holding material is the mat material of the present invention.
Since the exhaust gas purification device of the present invention includes the mat material of the present invention as a holding material, it is difficult for mat tears and the like to occur, and the exhaust gas treated body can be stably held.
排ガス処理体としては、金属ハニカム体や、セラミックハニカム体を用いることができる。これらの中では、セラミックハニカム体を用いることが望ましい。 As the exhaust gas treatment body, a metal honeycomb body or a ceramic honeycomb body can be used. Among these, it is desirable to use a ceramic honeycomb body.
排ガス処理体が、セラミックハニカム体の場合、その素材は、炭化ケイ素質及び窒化ケイ素質等の非酸化物、並びに、コージェライト及びチタン酸アルミニウム等の酸化物を用いることができる。これらのうち、特に、炭化ケイ素質又は窒化ケイ素質等の非酸化物多孔質焼成体であることが好ましい。
またその形状としては、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のものであってもよい。
When the exhaust gas treated body is a ceramic honeycomb body, non-oxides such as silicon carbide and silicon nitride, and oxides such as cordierite and aluminum titanate can be used as the material. Of these, a non-oxide porous calcined product such as silicon carbide or silicon nitride is particularly preferable.
Further, the shape may be a columnar shape in which a large number of cells are arranged side by side in the longitudinal direction across the cell wall.
排ガス処理体は、セルのいずれかの端部が、封止材により封止されていてもよい。セルのいずれかの端部が封止材により封止されていると、排ガス処理体はフィルタとして機能するのでＰＭを捕集するのに適した形状となる。 In the exhaust gas treatment body, any end of the cell may be sealed with a sealing material. When any end of the cell is sealed with a sealing material, the exhaust gas treatment body functions as a filter and thus has a shape suitable for collecting PM.
排ガス処理体には、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、単独で用いても良いし、２種以上併用しても良い。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。 A catalyst for purifying the exhaust gas may be supported on the exhaust gas treated body, and the catalyst to be supported is preferably a noble metal such as platinum, palladium or rhodium, and among these, platinum is more preferable. Further, as other catalysts, for example, alkali metals such as potassium and sodium and alkaline earth metals such as barium can be used. These catalysts may be used alone or in combination of two or more. When these catalysts are supported, PM can be easily burned and removed, and toxic exhaust gas can be purified.
排ガス処理体は、コージェライト等からなり、一体的に形成された一体型ハニカム構造体であってもよく、あるいは、炭化ケイ素等からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム焼成体を主にセラミックを含むペーストを介して複数個結束してなる集合型ハニカム構造体であってもよい。 The exhaust gas treatment body may be an integrally formed honeycomb structure made of corgerite or the like, or may be made of silicon carbide or the like, and a large number of through holes are arranged side by side in the longitudinal direction across the partition wall. It may be an aggregate type honeycomb structure in which a plurality of columnar honeycomb fired bodies are bound together mainly via a paste containing ceramics.
ケーシングは、ステンレス等の金属からなることが望ましい。
ケーシングの形状は、両端部の内径が中央部の内径よりも小さい略円筒状であってもよいし、内径が一定である略円筒状であってもよい。
ケーシングの内径は、排ガス処理体にマット材を巻きつけた巻付体の直径より若干短くなっていることが望ましい。ケーシングの内径が、巻付体の直径より若干短いと、巻付体はしっかりと押さえつけられるので、排ガス浄化装置の使用時に、排ガス処理体が脱落しにくくなる。
The casing is preferably made of a metal such as stainless steel.
The shape of the casing may be substantially cylindrical in which the inner diameters of both ends are smaller than the inner diameter of the central portion, or may be substantially cylindrical in which the inner diameter is constant.
It is desirable that the inner diameter of the casing is slightly shorter than the diameter of the winding body in which the mat material is wound around the exhaust gas treated body. If the inner diameter of the casing is slightly shorter than the diameter of the wrapping body, the wrapping body is firmly pressed down, so that the exhaust gas treatment body is less likely to fall off when the exhaust gas purification device is used.
続いて、本発明のマット材が用いられた第２の排ガス浄化装置について説明する。なお、本発明のマット材が用いられた第２の排ガス浄化装置は、本発明の排ガス浄化装置でもある。 Subsequently, a second exhaust gas purification device using the mat material of the present invention will be described. The second exhaust gas purification device using the mat material of the present invention is also the exhaust gas purification device of the present invention.
本発明の第２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ケーシングと、上記排ガス処理体と上記ケーシングとの間に配設され、上記排ガス処理体を保持する保持材と、上記ケーシングを覆うように配置された断熱材と、上記断熱材の外側に配置された金属カバーとを備える排ガス浄化装置であって、上記保持材及び／又は上記断熱材は、本発明のマット材であることを特徴とする。 The second exhaust gas purification device of the present invention is disposed between the exhaust gas treatment body, the casing accommodating the exhaust gas treatment body, and the exhaust gas treatment body and the casing, and is a holding material for holding the exhaust gas treatment body. An exhaust gas purification device including a heat insulating material arranged so as to cover the casing and a metal cover arranged outside the heat insulating material, wherein the holding material and / or the heat insulating material is the present invention. It is characterized by being a mat material.
本発明の第２の排ガス浄化装置は、保持材及び／又は断熱材として本発明のマット材を備える。
本発明のマット材が、保持材として用いられる場合には、マット裂け等が発生しにくく、排ガス処理体を安定的に保持することができる。
本発明のマット材が、断熱材として用いられる場合には、マット裂け等が発生しにくい。
The second exhaust gas purification device of the present invention includes the mat material of the present invention as a holding material and / or a heat insulating material.
When the mat material of the present invention is used as a holding material, mat tearing and the like are unlikely to occur, and the exhaust gas treated body can be stably held.
When the mat material of the present invention is used as a heat insulating material, mat tearing and the like are unlikely to occur.
本発明の第２の排ガス浄化装置における排ガス処理体及びケーシングの好ましい態様は、上記本発明の第１の排ガス浄化装置における排ガス処理体及びケーシングの好ましい態様と同じである。 The preferred embodiment of the exhaust gas treatment body and the casing in the second exhaust gas purification device of the present invention is the same as the preferred embodiment of the exhaust gas treatment body and the casing in the first exhaust gas purification device of the present invention.
本発明の第２の排ガス浄化装置における金属カバーは、ステンレス等の金属からなることが好ましい。 The metal cover in the second exhaust gas purification device of the present invention is preferably made of a metal such as stainless steel.
次に、本発明のマット材が用いられた断熱材付き排気管について説明する。なお、本発明のマット材が用いられた断熱材付き排気管は、本発明の断熱材付き排気管でもある。
本発明の断熱材付き排気管は、排気管と、上記排気管を覆うように配置された断熱材と、上記断熱材の外側に配置された金属カバーとを備える断熱材付き排気管であって、上記断熱材は、本発明のマット材であることを特徴とする。
Next, an exhaust pipe with a heat insulating material using the mat material of the present invention will be described. The exhaust pipe with a heat insulating material using the mat material of the present invention is also the exhaust pipe with a heat insulating material of the present invention.
The exhaust pipe with a heat insulating material of the present invention is an exhaust pipe with a heat insulating material including an exhaust pipe, a heat insulating material arranged so as to cover the exhaust pipe, and a metal cover arranged outside the heat insulating material. The heat insulating material is the matte material of the present invention.
本発明の断熱材付き排気管は、断熱材として本発明のマット材を備えるため、マット裂けが発生しにくく、好適に断熱することができる。 Since the exhaust pipe with the heat insulating material of the present invention includes the mat material of the present invention as the heat insulating material, the mat is less likely to tear and can be suitably heat-insulated.
本発明の断熱材付き排気管において、排気管は、ステンレス等の金属からなることが好ましい。
また、本発明の断熱材付き排気管において、金属カバーは、ステンレス等の金属からなることが好ましい。
In the exhaust pipe with a heat insulating material of the present invention, the exhaust pipe is preferably made of a metal such as stainless steel.
Further, in the exhaust pipe with a heat insulating material of the present invention, the metal cover is preferably made of a metal such as stainless steel.
（実施例）
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。
(Example)
Hereinafter, examples in which the present invention is disclosed more specifically will be shown. The present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
［無機繊維の作製］
Ａｌ含有量が７０ｇ／Ｌであり、Ａｌ：Ｃｌ＝１：１．８（原子比）となるように調製した塩基性塩化アルミニウム水溶液に対して、焼成後の無機繊維における組成比が、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８（重量比）となるようにシリカゾルを配合し、さらに、有機重合体（ポリビニルアルコール）を適量添加して混合液を調製した。
得られた混合液を濃縮して紡糸用混合物とし、この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した。続いてこの無機繊維前駆体を圧縮して、長方形のシート状物を作製した。圧縮したシート状物を最高温度１２５０℃で焼成し、アルミナとシリカとを７２重量部：２８重量部で含む無機繊維（平均繊維径５μｍ）を作製した。
(Example 1)
[Making inorganic fibers]
The composition ratio of the inorganic fibers after firing is Al 2 with respect to the basic aluminum chloride aqueous solution prepared so that the Al content is 70 g / L and Al: Cl = 1: 1.8 (atomic ratio). A silica sol was blended so that O 3 : SiO 2 = 72: 28 (weight ratio), and an appropriate amount of an organic polymer (polyvinyl alcohol) was further added to prepare a mixed solution.
The obtained mixture was concentrated to prepare a mixture for spinning, and this mixture for spinning was spun by a blowing method to prepare an inorganic fiber precursor. Subsequently, the inorganic fiber precursor was compressed to prepare a rectangular sheet-like material. The compressed sheet-like material was fired at a maximum temperature of 1250 ° C. to prepare an inorganic fiber (average fiber diameter 5 μm) containing alumina and silica in 72 parts by weight: 28 parts by weight.
［無機繊維の開繊］
上記無機繊維１０ｋｇを水１５００Ｌに投入し、６５０ｒｐｍで２０分間、市販のパルパー（容量２０００Ｌ程度）を用いて撹拌することで、無機繊維を破砕し、短繊維化することで、開繊された無機繊維の溶液を得た。
この開繊された無機繊維の溶液を光学顕微鏡で観察し、無機繊維の平均繊維長を求めた。
無機繊維の平均繊維長は、９００μｍであった。
[Opening of inorganic fibers]
10 kg of the above-mentioned inorganic fiber is put into 1500 L of water and stirred at 650 rpm for 20 minutes using a commercially available pulper (capacity of about 2000 L) to crush the inorganic fiber and shorten it to shorten the fiber, thereby opening the inorganic fiber. A solution of fibers was obtained.
The solution of the opened inorganic fibers was observed with an optical microscope, and the average fiber length of the inorganic fibers was determined.
The average fiber length of the inorganic fiber was 900 μm.
［スラリーの調製］
工程により得た開繊された上記無機繊維の溶液の一部を、繊維分が１７０ｇ、水が７５Ｌとなるように取り出し、ここにアクリル系樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ：−１５℃）を水に分散させた市販のアクリルラテックス溶液（固形分重量５０重量％）を２１．７ｇ投入し、６５０ｒｐｍで１分間撹拌することにより、スラリーを調製した。
なお、開繊工程で得られた溶液から特定量の繊維及び水を取り出す場合、あらかじめ乾燥状態の無機繊維の重量及び水分を含んだ状態の無機繊維の重量を測定して、無機繊維がどの程度の水分を含有できるのかを求めておくことにより、必要量を逆算することができる。
[Preparation of slurry]
A part of the solution of the above-mentioned inorganic fibers obtained by the step was taken out so that the fiber content was 170 g and the water content was 75 L, and an acrylic resin (glass transition temperature Tg: -15 ° C.) was added thereto. A slurry was prepared by adding 21.7 g of a dispersed commercially available acrylic latex solution (solid content weight: 50% by weight) and stirring at 650 rpm for 1 minute.
When a specific amount of fibers and water are taken out from the solution obtained in the fiber opening step, the weight of the dry inorganic fibers and the weight of the inorganic fibers containing water are measured in advance to determine how much the inorganic fibers are. The required amount can be calculated back by finding out whether or not the water content of the fiber can be contained.
［抄造工程］
上記スラリーを、連続抄造機を用いて連続式抄造法により抄造し、繊維集合体を得た。
[Papering process]
The above slurry was made by a continuous papermaking method using a continuous paper machine to obtain a fiber aggregate.
［脱水工程］
得られた繊維集合体を下側から吸引することにより脱水した。
[Dehydration process]
The obtained fiber aggregate was dehydrated by suction from below.
［予備乾燥工程］
脱水した繊維集合体の上面に向かって室温下で風を６０分間吹き付けて、予備乾燥を行った。
[Preliminary drying process]
Pre-drying was performed by blowing air toward the upper surface of the dehydrated fiber aggregate at room temperature for 60 minutes.
［本乾燥工程］
繊維集合体をプレス機を用いて厚さ７．０ｍｍに圧縮しながら１４０℃で１５分間加熱して本乾燥を行い、実施例１に係るマット材（目付量１５００ｇ／ｍ２、厚さ１０．０ｍｍ）を得た。
[Main drying process]
The fiber aggregate was compressed to a thickness of 7.0 mm using a press and heated at 140 ° C. for 15 minutes to perform main drying, and the mat material according to Example 1 (weight: 1500 g / m 2 ,
（比較例１）
抄造工程において、抄造方法をバッチ式に変更し、アクリルラテックス溶液の添加量を２５．６ｇに変更し、予備乾燥工程を行わなかったほかは、実施例１と同様の方法で、比較例１に係るマット材を得た。
(Comparative Example 1)
In the papermaking process, the papermaking method was changed to a batch type, the amount of the acrylic latex solution added was changed to 25.6 g, and the pre-drying step was not performed. The mat material was obtained.
（比較例２）
予備乾燥工程を行わなかったほかは、実施例１と同様の手順で、比較例２に係るマット材を得た。
(Comparative Example 2)
A mat material according to Comparative Example 2 was obtained in the same procedure as in Example 1 except that the pre-drying step was not performed.
［有機バインダ含有量の測定（３分割）］
実施例１及び比較例１〜２に係るマット材を厚さ方向に３分割し、それぞれの層における有機バインダの含有量を測定した。結果を表１に示す。なお、上面に近い層が第１層、下面に最も近い層が第３層である。
[Measurement of organic binder content (3 divisions)]
The mat material according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was divided into three in the thickness direction, and the content of the organic binder in each layer was measured. The results are shown in Table 1. The layer closest to the upper surface is the first layer, and the layer closest to the lower surface is the third layer.
［有機バインダ含有量の測定（１０分割）］
実施例１及び比較例１〜２に係るマット材を厚さ方向に１０分割し、それぞれの層における有機バインダの含有量を測定した。結果を表２に示す。なお、上面に近い層が第１層、下面に最も近い層が第１０層である。
[Measurement of organic binder content (10 divisions)]
The mat material according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was divided into 10 parts in the thickness direction, and the content of the organic binder in each layer was measured. The results are shown in Table 2. The layer closest to the upper surface is the first layer, and the layer closest to the lower surface is the tenth layer.
表２の結果より、本発明のマット材ではマット材を厚さ方向に１０分割した際の、上面に最も近い第１層だけ有機バインダ含有量が低くなっていることを確認した。
また、バッチ式抄造法の比較例１及び予備乾燥工程を行わなかった比較例２では、有機バインダ含有量がばらついていないことを確認した。
From the results in Table 2, it was confirmed that in the mat material of the present invention, the organic binder content was low only in the first layer closest to the upper surface when the mat material was divided into 10 in the thickness direction.
Further, it was confirmed that the organic binder content did not vary in Comparative Example 1 of the batch papermaking method and Comparative Example 2 in which the pre-drying step was not performed.
［引張強度及び破断伸度の測定］
実施例１及び比較例１〜２に係るマット材を厚さ方向に３等分して上面側の層、中間層、下面側の層に分離した。
その後、上面側の層（表３中、上面と略記）及び下面側の層（表３中、下面と略記）を長さ１００ｍｍ×幅５０ｍｍに切り出して試験片とした後、引張試験用のつかみ治具を装着した万能材料試験機で試験片を１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、破断した際の荷重から引張強度を、破断した際の試験片の長さから破断伸度を求めた。結果を表３に示す。
[Measurement of tensile strength and elongation at break]
The mat material according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was divided into three equal parts in the thickness direction and separated into an upper surface side layer, an intermediate layer, and a lower surface side layer.
After that, the upper surface side layer (abbreviated as upper surface in Table 3) and the lower surface side layer (abbreviated as lower surface in Table 3) are cut out to a length of 100 mm × width of 50 mm to form a test piece, and then a grip for a tensile test. The test piece was pulled at a speed of 100 mm / min with a universal material tester equipped with a jig, and the tensile strength was obtained from the load at the time of breaking and the elongation at break was obtained from the length of the test piece at the time of breaking. The results are shown in Table 3.
（参考例１）
比較例１に係るマット材の下面側の表面に、ＰＥＴ繊維からなる有機シートを熱圧着して参考例１に係るマット材を得た。
(Reference example 1)
An organic sheet made of PET fiber was thermocompression bonded to the lower surface of the mat material according to Comparative Example 1 to obtain the mat material according to Reference Example 1.
［巻きつけ性の確認］
実施例１、比較例１〜２及び参考例１に係るマット材を長さ１９０ｍｍ×幅３０ｍｍの矩形形状に打ち抜いて試験片を作製した。この試験片を、直径５５ｍｍの筒状体に巻きつけて、固定した状態で５分間静置し、表面にマット裂けが発生していないかどうかを確認した。巻きつけは、抄造時に上面であった面（表３中、上面と略記）が内側に下面であった面（表３中、下面と略記）が外側に配置される状態で行った。マット裂けが発生しなかったものを○、マット裂けが発生したものを×と評価し、結果を表３に示す。
[Confirmation of wrapping property]
A test piece was prepared by punching the mat material according to Example 1, Comparative Examples 1 and 2 and Reference Example 1 into a rectangular shape having a length of 190 mm and a width of 30 mm. This test piece was wrapped around a tubular body having a diameter of 55 mm and allowed to stand for 5 minutes in a fixed state, and it was confirmed whether or not mat tears were generated on the surface. The winding was performed in a state where the surface that was the upper surface at the time of papermaking (abbreviated as the upper surface in Table 3) was arranged on the inside and the surface that was the lower surface (abbreviated as the lower surface in Table 3) was arranged on the outside. Those without mat tears were evaluated as ◯, those with mat tears were evaluated as ×, and the results are shown in Table 3.
表３の結果より、本発明のマット材は、下面が外側となるように巻きつけた際に、マット裂けが発生しにくい。
これに対して、比較例１〜２に係るマット材では、マット裂けが生じることがわかった。また、マット材の表面に有機シートを貼り付けた参考例１も、実施例１と同様にマット裂けが生じにくいことがわかった。
From the results shown in Table 3, the mat material of the present invention is less likely to tear when wound so that the lower surface is on the outside.
On the other hand, it was found that the mat material according to Comparative Examples 1 and 2 caused mat tearing. Further, it was found that in Reference Example 1 in which the organic sheet was attached to the surface of the mat material, mat tearing was unlikely to occur as in Example 1.
１ マット材
１０ 第１主面
２０ 第２主面
３０ 凹部
４０ 凸部
Ｌ 長手方向
Ｗ 短手方向
Ｔ 厚さ
1
Claims (8)
前記マット材は、第１主面と、前記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、前記マット材を厚さ方向に３分割し、第１主面側層、中間層、第２主面側層とした際の、前記第１主面側層の引張強度に対する前記第２主面側層の引張強度の比が１．２〜２．２であり、前記第１主面側層の破断伸度に対する前記第２主面側層の破断伸度の比が１．１〜１．３であることを特徴とするマット材。 A mat material that contains an organic binder and inorganic fibers and is used to wrap around an object to be wound.
The mat material has a first main surface and a second main surface located on the opposite side of the first main surface, and the mat material is divided into three in the thickness direction to form a first main surface side layer. The ratio of the tensile strength of the second main surface side layer to the tensile strength of the first main surface side layer when the intermediate layer and the second main surface side layer are used is 1.2 to 2.2, and the first 1 A mat material characterized in that the ratio of the breaking elongation of the second main surface side layer to the breaking elongation of the main surface side layer is 1.1 to 1.3.
前記排ガス処理体を収容するケーシングと、
前記排ガス処理体と前記ケーシングとの間に配設され、前記排ガス処理体を保持する保持材と、
前記ケーシングを覆うように配置された断熱材と、
前記断熱材の外側に配置された金属カバーとを備える排ガス浄化装置であって、
前記保持材及び／又は前記断熱材は、請求項１〜５のいずれかに記載のマット材であることを特徴とする排ガス浄化装置。 Exhaust gas treatment body and
A casing that houses the exhaust gas treatment body and
A holding material disposed between the exhaust gas treatment body and the casing and holding the exhaust gas treatment body,
Insulation material arranged to cover the casing and
An exhaust gas purification device including a metal cover arranged on the outside of the heat insulating material.
The exhaust gas purifying device, wherein the holding material and / or the heat insulating material is the mat material according to any one of claims 1 to 5.
前記排気管を覆うように配置された断熱材と、
前記断熱材の外側に配置された金属カバーとを備える断熱材付き排気管であって、
前記断熱材は、請求項１〜５のいずれかに記載のマット材であることを特徴とする断熱材付き排気管。 Exhaust pipe and
A heat insulating material arranged so as to cover the exhaust pipe and
An exhaust pipe with a heat insulating material having a metal cover arranged on the outside of the heat insulating material.
The exhaust pipe with a heat insulating material, wherein the heat insulating material is the mat material according to any one of claims 1 to 5.
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