JP6294148B2 - Manufacturing method of holding sealing material - Google Patents
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Description
本発明は、保持シール材の製造方法に関する。
The present invention relates to the production how the retained sealing member.
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、スス等の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。 The exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine contains particulate matter (hereinafter also referred to as PM) such as soot. In recent years, this PM has a problem that it causes harm to the environment and the human body. It has become. Further, since the exhaust gas contains harmful gas components such as CO, HC and NOx, there is a concern about the influence of the 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無機繊維集合体からなる保持シール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。この保持シール材は、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。そのため、保持シール材には、圧縮されることによる反発力で発生する面圧を高め、排ガス処理体を確実に保持する機能が求められている。さらに、排ガス処理体をケーシングに収容する際には、保持シール材を構成する無機繊維が破断し、大気中に飛散することが知られている。このような無機繊維の飛散によって、大気中に飛散した無機繊維が保持シール材を取り扱う作業者の作業環境に悪影響を及ぼすという問題が存在する。 Therefore, as an exhaust gas purification device that collects PM in exhaust gas or purifies harmful gas components, an exhaust gas treatment body made of a porous ceramic such as silicon carbide or cordierite, and a casing that houses the exhaust gas treatment body Various types of exhaust gas purifying apparatuses have been proposed, which are composed of an inorganic fiber aggregate disposed between an exhaust gas treating body and a casing. This holding sealing material prevents the exhaust gas treating body from being damaged by contact with the casing covering the outer periphery due to vibrations or impacts caused by traveling of an automobile or the like, or exhaust gas from between the exhaust gas treating body and the casing. The main purpose is to prevent leakage and the like. Therefore, the holding sealing material is required to have a function of increasing the surface pressure generated by the repulsive force caused by being compressed and holding the exhaust gas treating body reliably. Furthermore, it is known that when the exhaust gas treating body is accommodated in the casing, the inorganic fibers constituting the holding sealing material are broken and scattered in the atmosphere. Due to such scattering of the inorganic fibers, there is a problem that the inorganic fibers scattered in the atmosphere adversely affect the working environment of the worker handling the holding sealing material.
従来、このような問題を解決するために、有機結合剤と無機結合剤からなる凝集物を保持シール材に含浸する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in order to solve such a problem, a method of impregnating a holding sealing material with an aggregate composed of an organic binder and an inorganic binder is known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示された方法は、有機結合剤と無機結合剤としての無機粒子からなる凝集物のみを用いており、無機繊維の飛散を抑止する効果は、凝集物が付着した部分に限定される。そのため、凝集物が存在しない部分で無機繊維が破断した場合には、無機繊維の飛散を抑止することができない。また、排ガスの熱により有機結合剤が焼失した後には、無機繊維の表面に残存する無機結合剤が繊維同士の滑りを防止することで面圧を向上させているが、残存する無機結合剤は無機繊維の表面の一部にしか存在しないため、面圧を向上させる効果は小さい。そのため、面圧向上効果と無機繊維の飛散抑制効果を充分に達成できていないという問題があった。 However, the method disclosed in Patent Document 1 uses only an aggregate composed of an organic binder and inorganic particles as an inorganic binder, and the effect of suppressing the scattering of inorganic fibers is applied to the portion where the aggregate is attached. Limited. Therefore, when the inorganic fiber is broken at a portion where no aggregate is present, the scattering of the inorganic fiber cannot be suppressed. In addition, after the organic binder is burned down by the heat of the exhaust gas, the inorganic binder remaining on the surface of the inorganic fibers improves the surface pressure by preventing the fibers from slipping, but the remaining inorganic binder is Since it exists only on a part of the surface of the inorganic fiber, the effect of improving the surface pressure is small. Therefore, there has been a problem that the effect of improving the surface pressure and the effect of suppressing the scattering of inorganic fibers have not been sufficiently achieved.
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、無機繊維の飛散量を効果的に抑制することができるとともに、保持シール材に要求される面圧特性を充分に満足できる保持シール材及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、上記保持シール材を備えた排ガス浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and can effectively suppress the scattering amount of the inorganic fibers and can sufficiently satisfy the surface pressure characteristics required for the holding sealing material. It aims at providing a sealing material and its manufacturing method. Moreover, an object of this invention is to provide the exhaust gas purification apparatus provided with the said holding sealing material.
上記目的を達成するために、本発明の保持シール材は、無機繊維からなる保持シール材であって、上記無機繊維の表面には第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜が形成されており、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤からなる凝集体が上記結合剤皮膜から突出して、複数の凸部を形成していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the holding sealing material of the present invention is a holding sealing material made of inorganic fibers, and the surface of the inorganic fibers is bonded to the first organic binder and the first inorganic binder. A binder film is formed, and an aggregate composed of a second organic binder and a second inorganic binder protrudes from the binder film to form a plurality of convex portions.
本発明の保持シール材は、無機繊維の表面に第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜が形成されているので、無機繊維が破断した場合であっても、結合剤皮膜により無機繊維の飛散を抑制することができる。そのため、本発明の保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を金属ケーシングに圧入等して排ガス浄化装置を製造する際、無機繊維の飛散を抑制することができる。
また、結合剤皮膜には第1の無機結合剤が含まれているため、結合剤皮膜の皮膜強度が高くなることにより、無機繊維同士が接触した際に結合剤皮膜が剥がれにくくなる。そのため、無機繊維は結合剤皮膜が剥がれると同時に滑ることが起こりにくくなる。その結果、保持シール材の面圧を向上させることができる。
In the holding sealing material of the present invention, since the binder film composed of the first organic binder and the first inorganic binder is formed on the surface of the inorganic fiber, it is bonded even when the inorganic fiber is broken. The scattering of inorganic fibers can be suppressed by the agent film. Therefore, when manufacturing the exhaust gas purification device by press-fitting the exhaust gas treating body around which the holding sealing material of the present invention is wound into a metal casing, scattering of inorganic fibers can be suppressed.
Moreover, since the 1st inorganic binder is contained in the binder film | membrane, when the film | membrane intensity | strength of a binder film | membrane becomes high, when inorganic fiber contacts, it becomes difficult to peel a binder film | membrane. Therefore, it becomes difficult for the inorganic fiber to slip at the same time as the binder film is peeled off. As a result, the surface pressure of the holding sealing material can be improved.
また、結合剤皮膜には、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤からなる凝集体が結合剤皮膜から突出して凸部が形成されている。そのため、無機繊維同士が接触した場合に、上記凸部が引っ掛かることにより摩擦抵抗となり、無機繊維同士が滑ることが起こりにくくなる。その結果、保持シール材の面圧が向上する。 In the binder film, an agglomerate composed of the second organic binder and the second inorganic binder protrudes from the binder film to form a convex portion. For this reason, when the inorganic fibers are in contact with each other, the protrusions are hooked to cause frictional resistance, and the inorganic fibers are less likely to slip. As a result, the surface pressure of the holding sealing material is improved.
さらに、本発明の保持シール材は、排ガス浄化装置に排ガスが流入し、第1の有機結合剤及び第2の有機結合剤が焼失した場合であっても、保持シール材の面圧を高く保つことができる。
結合剤皮膜中の第1の有機結合剤が焼失した場合であっても結合剤皮膜中の第1の無機結合剤は焼失しないため、無機繊維の表面に微細な凸部を形成する。そのため、無機繊維同士の摩擦抵抗を増加することができ、保持シール材の面圧を向上させることができる。
また、凝集体中の第2の有機結合剤が焼失した場合であっても凝集体中の第2の無機結合剤は焼失しないため、凝集体により形成されていた凸部は第2の有機結合剤の焼失後も維持される。これは、高温下で凝集体中の第2の有機結合剤が焼失する際、第2の無機結合剤としての無機粒子が無機繊維表面に付着、結合して凸部として維持されるためである。
そのため、上記凸部が引っ掛かることにより摩擦抵抗となり、無機繊維同士が滑ることが起こりにくくなる。その結果、保持シール材の面圧が向上し、排ガス処理体を安定的に保持することができる。
Furthermore, the holding sealing material of the present invention keeps the surface pressure of the holding sealing material high even when the exhaust gas flows into the exhaust gas purification device and the first organic binder and the second organic binder are burned out. be able to.
Even when the first organic binder in the binder film is burned out, the first inorganic binder in the binder film is not burned out, so that fine convex portions are formed on the surface of the inorganic fiber. Therefore, the frictional resistance between the inorganic fibers can be increased, and the surface pressure of the holding sealing material can be improved.
In addition, even if the second organic binder in the aggregate is burned out, the second inorganic binder in the aggregate is not burned out, so that the convex portion formed by the aggregate is the second organic bond. It is maintained after burnout of the agent. This is because when the second organic binder in the aggregate is burned off at a high temperature, the inorganic particles as the second inorganic binder adhere to and bind to the surface of the inorganic fibers and are maintained as convex portions. .
Therefore, when the said convex part is caught, it becomes frictional resistance and it becomes difficult to occur that inorganic fiber slips. As a result, the surface pressure of the holding sealing material is improved, and the exhaust gas treating body can be stably held.
本発明の保持シール材において、上記凝集体は、上記第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分中に上記第2の無機結合剤としての無機粒子が分散することにより構成されていることが好ましい。第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分中に第2の無機結合剤としての無機粒子が分散することで、凝集体の機械的強度が向上し、面圧の向上に寄与する。 In the holding sealing material of the present invention, the aggregate is configured by dispersing inorganic particles as the second inorganic binder in a polymer resin component as the second organic binder. preferable. Dispersing the inorganic particles as the second inorganic binder in the polymer resin component as the second organic binder improves the mechanical strength of the aggregate and contributes to the improvement of the surface pressure.
本発明の保持シール材において、上記結合剤皮膜は、上記第1の有機結合剤としての高分子樹脂成分中に上記第1の無機結合剤としての無機粒子が分散することにより構成されていることが好ましい。第1の有機結合剤としての高分子樹脂成分中に第1の無機結合剤としての無機粒子が分散することにより結合剤皮膜が構成されていることで、結合剤皮膜の機械的強度が高くなりやすい。そのため、無機繊維同士が接触した場合に、結合剤皮膜が剥離して無機繊維同士が滑ることが起こりにくく、面圧を向上させやすくなる。 In the holding sealing material of the present invention, the binder film is configured by dispersing inorganic particles as the first inorganic binder in a polymer resin component as the first organic binder. Is preferred. Since the binder film is formed by dispersing inorganic particles as the first inorganic binder in the polymer resin component as the first organic binder, the mechanical strength of the binder film is increased. Cheap. Therefore, when the inorganic fibers are in contact with each other, it is difficult for the binder film to peel and the inorganic fibers to slip, and the surface pressure is easily improved.
本発明の保持シール材では、上記凸部の平均高さが、上記結合剤皮膜を含んだ上記無機繊維の平均繊維径よりも小さいことが好ましい。
凸部の平均高さが結合剤皮膜を含んだ無機繊維の平均繊維径以上である場合、凸部の引っ掛かりが強すぎる場合があり、結合剤皮膜が無機繊維から剥離したり、凸部を形成している凝集体が結合剤皮膜から脱落したりすることがある。
In the holding sealing material of the present invention, it is preferable that the average height of the convex portions is smaller than the average fiber diameter of the inorganic fibers including the binder film.
If the average height of the protrusions is equal to or greater than the average fiber diameter of the inorganic fibers including the binder film, the protrusions may be caught too strongly, and the binder film may peel from the inorganic fibers or form protrusions. In some cases, the agglomerated particles may fall off the binder film.
本発明の保持シール材において、上記第1の有機結合剤及び上記第2の有機結合剤の含有量の合計は、保持シール材全体の2重量%以下であることが好ましい。
第1の有機結合剤及び第2の有機結合剤の含有量の合計が保持シール材全体の2重量%を超えた場合、無機繊維の飛散を抑制する効果、及び、面圧の向上という効果はほとんど変わらず、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 holding sealing material of the present invention, the total content of the first organic binder and the second organic binder is preferably 2% by weight or less of the entire holding sealing material.
When the total content of the first organic binder and the second organic binder exceeds 2% by weight of the entire holding sealing material, the effect of suppressing the scattering of inorganic fibers and the effect of improving the surface pressure are Almost the same, the amount of cracked gas generated by the heat of the exhaust gas increases, which may adversely affect the surrounding environment.
本発明の保持シール材において、上記第1の無機結合剤及び上記第2の無機結合剤の含有量の合計は、保持シール材全体の2重量%以下であることが好ましい。
本発明の保持シール材では、第1の無機結合剤及び第2の無機結合剤の含有量が2重量%を超えた場合、無機繊維の飛散抑制及び面圧の向上という効果はほとんど変わらない。そのため、第1の無機結合剤及び第2の無機結合剤の過剰な使用は、製造コストの観点から好ましくない。
In the holding sealing material of the present invention, the total content of the first inorganic binder and the second inorganic binder is preferably 2% by weight or less of the entire holding sealing material.
In the holding sealing material of the present invention, when the contents of the first inorganic binder and the second inorganic binder exceed 2% by weight, the effects of suppressing scattering of inorganic fibers and improving the surface pressure are hardly changed. Therefore, excessive use of the first inorganic binder and the second inorganic binder is not preferable from the viewpoint of manufacturing cost.
本発明の保持シール材において、上記第1の有機結合剤としての高分子樹脂成分及び上記第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分は、アクリル系樹脂であることが好ましい。
第1の有機結合剤としての高分子樹脂成分及び第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分がアクリル系樹脂であると、結合剤皮膜の強度を向上させやすくなる。
In the holding sealing material of the present invention, the polymer resin component as the first organic binder and the polymer resin component as the second organic binder are preferably acrylic resins.
When the polymer resin component as the first organic binder and the polymer resin component as the second organic binder are acrylic resins, it is easy to improve the strength of the binder film.
本発明の保持シール材において、上記第1の有機結合剤としての高分子樹脂成分及び上記第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分のガラス転移点(Tg)は、5℃以下であることが好ましい。
第1の有機結合剤としての高分子樹脂成分のガラス転移点が5℃以下であると、無機繊維の表面を覆う結合剤皮膜が硬くなりすぎず、可撓性に富むので、保持シール材を排ガス処理体に巻きつける際などに保持シール材が曲げやすくなる。
また、第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分のガラス転移点が5℃以下であると、無機粒子が加わった凝集体の柔軟性を維持しながら強度を高くすることができる。そのため、保持シール材の可撓性を維持するとともに、無機繊維同士が接触した場合に、凝集体が脱落して無機繊維同士が滑ることが起こりにくく、面圧を向上させやすくなる。
In the holding sealing material of the present invention, the glass transition point (T g ) of the polymer resin component as the first organic binder and the polymer resin component as the second organic binder is 5 ° C. or less. It is preferable.
When the glass transition point of the polymer resin component as the first organic binder is 5 ° C. or less, the binder film covering the surface of the inorganic fiber does not become too hard and is highly flexible. The holding sealing material is easily bent when wound around the exhaust gas treatment body.
Further, when the glass transition point of the polymer resin component as the second organic binder is 5 ° C. or less, the strength can be increased while maintaining the flexibility of the aggregate to which the inorganic particles are added. Therefore, while maintaining the flexibility of the holding sealing material, when the inorganic fibers are in contact with each other, the aggregates are less likely to fall off and the inorganic fibers are less likely to slip, and the surface pressure is easily improved.
本発明の保持シール材は、上記結合剤皮膜における上記第1の無機結合剤としての無機粒子の割合は、上記結合剤皮膜の全体の体積に対して20〜60体積%であることが好ましい。第1の無機結合剤としての無機粒子の割合が結合剤皮膜の全体の体積に対して20〜60体積%であると、結合剤皮膜の強度が高くなりやすい。そのため、無機繊維同士が接触した場合に、結合剤皮膜が剥離して無機繊維同士が滑ることが起こりにくく、面圧を向上させやすくなる。 In the holding sealing material of the present invention, the ratio of the inorganic particles as the first inorganic binder in the binder film is preferably 20 to 60% by volume with respect to the total volume of the binder film. When the ratio of the inorganic particles as the first inorganic binder is 20 to 60% by volume with respect to the total volume of the binder film, the strength of the binder film tends to be high. Therefore, when the inorganic fibers are in contact with each other, it is difficult for the binder film to peel and the inorganic fibers to slip, and the surface pressure is easily improved.
本発明の保持シール材は、ニードルパンチング処理が施されていることが好ましい。ニードルパンチング処理によって無機繊維を交絡させることで、無機繊維同士の絡み合いを強固にし、面圧を向上させやすくなる。 The holding sealing material of the present invention is preferably subjected to needle punching treatment. By entanglement of the inorganic fibers by the needle punching process, the entanglement between the inorganic fibers is strengthened and the surface pressure is easily improved.
本発明の保持シール材は、上記結合剤皮膜の皮膜強度は、5MPa以上であることが好ましい。結合剤皮膜の引っ張り強度が5MPa未満である場合には、無機繊維同士が接触した際に結合剤皮膜が剥離して無機繊維が滑ることがあり、面圧を向上させにくくなる。 In the holding sealing material of the present invention, the binder film preferably has a film strength of 5 MPa or more. When the tensile strength of the binder film is less than 5 MPa, when the inorganic fibers come into contact with each other, the binder film may be peeled off and the inorganic fibers may slip, making it difficult to improve the surface pressure.
本発明の保持シール材の製造方法の一の態様は、無機繊維からなるマットを準備するマット準備工程と、第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜を上記無機繊維の表面に形成するための結合剤溶液を準備する結合剤溶液準備工程と、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤を混合して上記第2の有機結合剤と上記第2の無機結合剤からなる凝集体を形成する凝集体溶液準備工程と、上記結合剤溶液及び上記凝集体溶液を上記マットに接触させることで、上記無機繊維の表面に上記第1の有機結合剤と上記第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜を形成し、かつ、上記結合剤皮膜に上記凝集体からなる凸部を形成する溶液接触工程と、上記結合剤溶液及び上記凝集体溶液を接触させた上記マットを乾燥する乾燥工程とからなることを特徴とする。 One aspect of the method for producing a holding sealing material of the present invention includes a mat preparation step of preparing a mat made of inorganic fibers, and a binder film made of a first organic binder and a first inorganic binder. A binder solution preparing step of preparing a binder solution for forming on the surface of the liquid, and mixing the second organic binder and the second inorganic binder to mix the second organic binder and the second inorganic An aggregate solution preparation step for forming an aggregate composed of a binder, and bringing the binder solution and the aggregate solution into contact with the mat, thereby allowing the first organic binder and the first to be formed on the surface of the inorganic fiber. A solution contact step of forming a binder film made of one inorganic binder and forming a convex part made of the aggregate on the binder film, and the above-mentioned binder solution and the aggregate solution in contact with each other A drying process for drying the mat And features.
本発明の保持シール材の製造方法の一の態様では、第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤溶液を準備する結合剤溶液準備工程と、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤を混合して第2の有機結合剤と第2の無機結合剤からなる凝集体を形成する凝集体溶液準備工程を行う。結合剤溶液をマットに接触させた後、乾燥させることにより、第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜が、無機繊維の表面に形成されることとなる。一方、凝集体溶液をマットに接触させた後、乾燥させることにより、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤が凝集した凝集体からなる凸部が形成されることとなる。従って、本発明の保持シール材を製造する方法として適している。 In one aspect of the method for producing a holding sealing material of the present invention, a binder solution preparing step of preparing a binder solution comprising a first organic binder and a first inorganic binder, a second organic binder, An aggregate solution preparation step is performed in which the second inorganic binder is mixed to form an aggregate composed of the second organic binder and the second inorganic binder. By bringing the binder solution into contact with the mat and then drying it, a binder film composed of the first organic binder and the first inorganic binder is formed on the surface of the inorganic fibers. On the other hand, by bringing the aggregate solution into contact with the mat and then drying, a convex portion made of an aggregate in which the second organic binder and the second inorganic binder are aggregated is formed. Therefore, it is suitable as a method for producing the holding sealing material of the present invention.
本発明の保持シール材の製造方法の別の態様は、無機繊維からなるマットを準備するマット準備工程と、有機結合剤からなる有機結合剤溶液を準備する有機結合剤溶液準備工程と、無機結合剤からなる無機結合剤溶液を準備する無機結合剤溶液準備工程と、上記有機結合剤溶液を上記マットに接触させる工程と上記無機結合剤溶液を上記マットに接触させる工程とをそれぞれ行うことで、上記無機繊維の表面に上記有機結合剤溶液に由来する第1の有機結合剤と上記無機結合剤溶液に由来する第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜を形成し、かつ、上記結合剤皮膜上で上記有機結合剤溶液に由来する第2の有機結合剤と上記無機結合剤溶液に由来する第2の無機結合剤を凝集させて凝集体を形成し、上記結合剤皮膜上に上記凝集体からなる凸部を形成する溶液接触工程と、上記有機結合剤溶液及び上記無機結合剤溶液を接触させた上記マットを乾燥する乾燥工程とからなることを特徴とする。 Another aspect of the manufacturing method of the holding sealing material of the present invention includes a mat preparing step of preparing a mat made of inorganic fibers, an organic binder solution preparing step of preparing an organic binder solution consisting of an organic binder, and an inorganic bond An inorganic binder solution preparing step of preparing an inorganic binder solution made of an agent, a step of bringing the organic binder solution into contact with the mat, and a step of bringing the inorganic binder solution into contact with the mat are performed. Forming a binder film composed of a first organic binder derived from the organic binder solution and a first inorganic binder derived from the inorganic binder solution on a surface of the inorganic fiber, and the binder film On the above, the second organic binder derived from the organic binder solution and the second inorganic binder derived from the inorganic binder solution are aggregated to form an aggregate, and the aggregate is formed on the binder film. Convex consisting of A solution contacting step of forming a, characterized in that it consists of a drying step of drying the mat contacting the above organic binder solution and the inorganic binder solution.
本発明の保持シール材の製造方法の別の態様では、有機結合剤溶液及び無機結合剤溶液中が無機繊維の表面で接触することにより、有機結合剤溶液に由来する第1の有機結合剤中に無機結合剤溶液に由来する第1の無機結合剤が分散することで結合剤皮膜を形成する。さらに、有機結合剤溶液に由来する第2の有機結合剤と無機結合剤溶液に由来する第2の無機結合剤とが凝集して凝集体を形成する。
すなわち、有機結合剤溶液中の成分の一部である第2の有機結合剤と無機結合剤溶液中の成分の一部である第2の無機結合剤が凝集して凝集体を形成し、凝集体を形成しなかった有機結合剤溶液中の成分である第1の有機結合剤中に、凝集体を形成しなかった無機結合剤溶液中の成分である第1の無機結合剤が分散することにより結合剤皮膜を形成する。
従って、本発明の保持シール材を製造する方法として適している。
In another aspect of the method for producing a holding sealing material of the present invention, the organic binder solution and the inorganic binder solution are brought into contact with each other on the surface of the inorganic fiber, whereby the first organic binder derived from the organic binder solution. A binder film is formed by dispersing the first inorganic binder derived from the inorganic binder solution. Furthermore, the second organic binder derived from the organic binder solution and the second inorganic binder derived from the inorganic binder solution aggregate to form an aggregate.
That is, the second organic binder, which is a part of the components in the organic binder solution, and the second inorganic binder, which is a part of the components in the inorganic binder solution, aggregate to form an aggregate, and agglomerate. The first inorganic binder which is a component in the inorganic binder solution which has not formed an aggregate is dispersed in the first organic binder which is a component in the organic binder solution which has not formed an aggregate. To form a binder film.
Therefore, it is suitable as a method for producing the holding sealing material of the present invention.
本発明の排ガス浄化装置は、金属ケーシングと、上記金属ケーシングに収容された排ガス処理体と、上記排ガス処理体の周囲に巻きつけられ、上記排ガス処理体及び上記金属ケーシングの間に配設された保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材は本発明の保持シール材であることを特徴とする。 The exhaust gas purification apparatus of the present invention is wound around a metal casing, an exhaust gas treatment body accommodated in the metal casing, and the exhaust gas treatment body, and is disposed between the exhaust gas treatment body and the metal casing. An exhaust gas purification apparatus comprising a holding sealing material, wherein the holding sealing material is the holding sealing material of the present invention.
本発明の排ガス浄化装置では、保持シール材として、上記製造方法により製造された保持シール材が用いられているので、排ガスの導入等による加熱で第1の有機結合剤及び第2の有機結合剤が分解、焼失した後には、第1の無機結合剤により無機繊維の表面に微細な凸部を形成し、さらに、凝集体を形成していた第2の無機結合剤がしっかりと無機繊維の表面に結合して無機繊維の表面に多数の大きな凹凸が形成されるため、無機繊維同士が接触した際の引っ掛かりを強め、保持シール材の面圧を向上させることができる。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the holding sealing material manufactured by the above manufacturing method is used as the holding sealing material. Therefore, the first organic binder and the second organic binder are heated by introducing exhaust gas or the like. After decomposition and burning, the first inorganic binder forms fine protrusions on the surface of the inorganic fibers, and the second inorganic binder that has formed aggregates firmly adheres to the surface of the inorganic fibers. Since many large unevenness | corrugations are formed in the surface of an inorganic fiber by couple | bonding together, the catch at the time of inorganic fiber contacting can be strengthened, and the surface pressure of a holding sealing material can be improved.
(発明の詳細な説明)
以下、本発明の保持シール材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。
(Detailed description of the invention)
Hereinafter, the holding sealing material of the present invention will be specifically described. However, the present invention is not limited to the following configurations, and can be applied with appropriate modifications without departing from the scope of the present invention.
以下、本発明の保持シール材について説明する。 Hereinafter, the holding sealing material of the present invention will be described.
本発明の保持シール材では、無機繊維の表面が第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜で覆われており、さらに、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤からなる凝集体が上記結合剤皮膜から突出している。 In the holding sealing material of the present invention, the surface of the inorganic fiber is covered with a binder film composed of the first organic binder and the first inorganic binder, and further, the second organic binder and the second inorganic binder. Aggregates made of the binder protrude from the binder film.
図1(a)は、本発明の保持シール材を構成する無機繊維、無機繊維表面を覆う結合剤皮膜及び結合剤皮膜から突出する凝集体の一例を模式的に示した斜視図であり、図1(b)は、図1(a)におけるA−A線断面図であり、図1(c)は、図1(b)における凝集体の拡大断面図であり、図1(d)は、図1(b)における結合剤皮膜の拡大断面図である。
図1(a)に示すように、本発明の保持シール材は、保持シール材を構成する無機繊維10の表面が、結合剤皮膜20で覆われている。さらに、図1(b)に示すように、結合剤皮膜20から凝集体30が突出している。
Fig.1 (a) is the perspective view which showed typically an example of the aggregate which protrudes from the inorganic fiber which comprises the holding | maintenance sealing material of this invention, the binder membrane | film | coat which covers an inorganic fiber surface, and a binder membrane | film | coat. 1 (b) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 (a), FIG. 1 (c) is an enlarged cross-sectional view of the aggregate in FIG. 1 (b), and FIG. It is an expanded sectional view of the binder membrane | film | coat in FIG.1 (b).
As shown in FIG. 1A, in the holding sealing material of the present invention, the surface of the inorganic fiber 10 constituting the holding sealing material is covered with a binder film 20. Further, as shown in FIG. 1B, the aggregate 30 protrudes from the binder film 20.
また、図1(b)に示すように、本発明の保持シール材を構成する無機繊維において、凝集体30は無機繊維10に接触していてもよく、無機繊維10に接触していなくてもよい。
凝集体が結合剤皮膜から突出していることによって、無機繊維の表面には凸部が形成されることとなる。この凸部によって無機繊維同士の摩擦抵抗が増加し、保持シール材の面圧を向上させることができる。
Moreover, as shown in FIG.1 (b), in the inorganic fiber which comprises the holding | maintenance sealing material of this invention, even if the aggregate 30 may be contacting the inorganic fiber 10, it may not be contacting the inorganic fiber 10 Good.
When the aggregate protrudes from the binder film, a convex portion is formed on the surface of the inorganic fiber. By this convex part, the frictional resistance between inorganic fibers increases, and the surface pressure of the holding sealing material can be improved.
図1(c)は、凝集体30において、第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分31中に第2の無機結合剤としての無機粒子32が分散していることを模式的に示した断面図である。
第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分中に第2の無機結合剤としての無機粒子が分散していることで、凝集体の機械的強度が向上する。そのため、無機繊維同士が接触した場合に、凝集体が脱落して無機繊維同士が滑ることが起こりにくく、面圧を向上させやすくなる。
FIG. 1C schematically shows that in the aggregate 30, the inorganic particles 32 as the second inorganic binder are dispersed in the polymer resin component 31 as the second organic binder. It is sectional drawing.
When the inorganic particles as the second inorganic binder are dispersed in the polymer resin component as the second organic binder, the mechanical strength of the aggregate is improved. Therefore, when the inorganic fibers are in contact with each other, it is difficult for the aggregates to drop and the inorganic fibers to slip, and the surface pressure is easily improved.
また、図1(c)に示すように、凝集体30は結合剤皮膜20から突出しているが、その高さ(図1(c)中、両矢印aで示す距離)の平均値(以降、凸部の平均高さともいう)は、結合剤皮膜20を含んだ無機繊維10の繊維径(図1(b)中、両矢印bで示す長さ)の平均値よりも小さいことが好ましい。凸部の平均高さが結合剤皮膜を含んだ無機繊維の平均繊維径以上である場合、凸部の引っ掛かりが強すぎる場合があり、結合剤皮膜が無機繊維から剥離したり、凸部を形成している凝集体が結合剤皮膜から脱落したりすることがある。
なお、凸部の平均高さは、保持シール材のSEM画像からランダムで選択した10個の凸部の高さの平均値とする。
Moreover, as shown in FIG.1 (c), although the aggregate 30 protrudes from the binder membrane | film | coat 20, the average value (henceforth, hereinafter, the distance shown by the double arrow a in FIG.1 (c)). The average height of the protrusions is preferably smaller than the average value of the fiber diameters of the inorganic fibers 10 including the binder film 20 (the length indicated by the double arrow b in FIG. 1B). If the average height of the protrusions is equal to or greater than the average fiber diameter of the inorganic fibers including the binder film, the protrusions may be caught too strongly, and the binder film may peel from the inorganic fibers or form protrusions. In some cases, the agglomerated particles may fall off the binder film.
In addition, let the average height of a convex part be an average value of the height of ten convex parts selected at random from the SEM image of a holding sealing material.
さらに、図1(d)に示すように、結合剤皮膜20は、第1の有機結合剤としての高分子樹脂成分21中に第1の無機結合剤としての無機粒子22が分散して形成されている。
第1の有機結合剤としての高分子樹脂成分中に第1の無機結合剤としての無機粒子が分散していることで、結合剤皮膜の皮膜強度が向上して無機繊維の飛散を抑制できるとともに、結合剤皮膜の剥離が起こりにくくなり、面圧の向上にも寄与する。
Further, as shown in FIG. 1D, the binder film 20 is formed by dispersing inorganic particles 22 as the first inorganic binder in the polymer resin component 21 as the first organic binder. ing.
While the inorganic particles as the first inorganic binder are dispersed in the polymer resin component as the first organic binder, the film strength of the binder film is improved and the scattering of inorganic fibers can be suppressed. , The peeling of the binder film is less likely to occur and contributes to the improvement of the surface pressure.
図2(a)は、本発明の保持シール材を構成する凝集体の別の一例を模式的に示した断面図であり、図2(b)は本発明の保持シール材を構成する凝集体のさらに別の一例を模式的に示した断面図であり、図2(c)は本発明の保持シール材を構成する凝集体のさらに別の一例を模式的に示した断面図である。
本発明の保持シール材を構成する凝集体では、第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分と第2の無機結合剤としての無機粒子との凝集形態は特に限定されず、例えば、図2(a)に示すように、少なくとも1つ以上の第2の無機結合剤としての無機粒子32の周囲を第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分31が取り囲むように凝集体35を形成していてもよく、その逆に、図2(b)に示すように、第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分31の周囲を第2の無機結合剤としての無機粒子32が取り囲むように凝集体36を形成していてもよい。
また、図2(c)に示すように、第2の無機結合剤としての無機粒子32が1つの大きな粒子であって、その周囲を第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分31が取り囲むように凝集体37を形成していてもよい。
なお、図1(c)、図2(a)、図2(b)及び図2(c)に示した凝集体の断面図は、第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分(例えばラテックス粒子)と第2の無機結合剤としての無機粒子が凝集体を形成する様子を模式的に示しており、凝集体を構成する第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分の形状、第2の無機結合剤としての無機粒子の形状及び凝集体の形状は特に限定されない。また凝集体は、例えば、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤とを溶媒中で凝集させることにより形成することができるが、溶媒中における第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分の形状、及び、第2の無機結合剤としての無機粒子の形状は特に限定されない。
FIG. 2A is a cross-sectional view schematically showing another example of an aggregate constituting the holding sealing material of the present invention, and FIG. 2B is an aggregate constituting the holding sealing material of the present invention. FIG. 2 (c) is a cross-sectional view schematically showing yet another example of the aggregate constituting the holding sealing material of the present invention.
In the aggregate constituting the holding sealing material of the present invention, the aggregation form of the polymer resin component as the second organic binder and the inorganic particles as the second inorganic binder is not particularly limited. For example, FIG. As shown to (a), the aggregate 35 is formed so that the polymeric resin component 31 as a 2nd organic binder may surround the circumference | surroundings of the inorganic particle 32 as at least 1 or more 2nd inorganic binder. On the contrary, as shown in FIG. 2B, the polymer resin component 31 as the second organic binder is surrounded by the inorganic particles 32 as the second inorganic binder. Aggregates 36 may be formed.
Further, as shown in FIG. 2C, the inorganic particles 32 as the second inorganic binder are one large particle, and the periphery thereof is surrounded by the polymer resin component 31 as the second organic binder. Thus, the aggregate 37 may be formed.
1C, FIG. 2A, FIG. 2B, and FIG. 2C are cross-sectional views of the polymer resin component (for example, latex) as the second organic binder. Particle) and inorganic particles as the second inorganic binder schematically show the formation of aggregates, the shape of the polymer resin component as the second organic binder constituting the aggregates, the second The shape of the inorganic particles as the inorganic binder and the shape of the aggregate are not particularly limited. The aggregate can be formed, for example, by aggregating a second organic binder and a second inorganic binder in a solvent, and the polymer resin as the second organic binder in the solvent. The shape of the component and the shape of the inorganic particles as the second inorganic binder are not particularly limited.
以下、本発明の保持シール材を構成する各種材料について説明する。 Hereinafter, various materials constituting the holding sealing material of the present invention will be described.
本発明の保持シール材を構成する結合剤皮膜は、溶媒中に分散させた第1の有機結合剤と第1の無機結合剤を含む溶液(結合剤溶液)が乾燥されることによって得られる。 The binder film constituting the holding sealing material of the present invention is obtained by drying a solution (binder solution) containing the first organic binder and the first inorganic binder dispersed in a solvent.
本発明における結合剤皮膜を構成する第1の有機結合剤としての高分子樹脂成分は特に限定されず、アクリル系樹脂、アクリレート系ラテックス、ゴム系ラテックス、カルボキシメチルセルロース又はポリビニルアルコール等の水溶性有機重合体、スチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられ、アクリル樹脂が特に好ましく、これらを2種以上併用してもよい。 The polymer resin component as the first organic binder constituting the binder film in the present invention is not particularly limited, and a water-soluble organic polymer such as acrylic resin, acrylate latex, rubber latex, carboxymethyl cellulose, or polyvinyl alcohol. Examples thereof include thermoplastic resins such as coalescence, styrene resin, and thermosetting resins such as epoxy resin. Acrylic resins are particularly preferable, and two or more of these may be used in combination.
本発明における第1の有機結合剤としての高分子樹脂成分のガラス転移点は、5℃以下であることが好ましく、−10℃以下であることがより好ましく、−30℃以下であることがさらに好ましい。上記第1の有機結合剤のガラス転移点が5℃以下であると、無機繊維の表面を覆う第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜は柔らかくなり、可撓性に優れた保持シール材とすることができる。そのため、保持シール材を排ガス処理体に巻き付ける際等に保持シール材が曲げやすくなる。また、無機繊維の表面に第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜が形成されているので、無機繊維が破断した場合であっても、結合剤皮膜により無機繊維の飛散を抑制することができる。 The glass transition point of the polymer resin component as the first organic binder in the present invention is preferably 5 ° C. or lower, more preferably −10 ° C. or lower, and further preferably −30 ° C. or lower. preferable. When the glass transition point of the first organic binder is 5 ° C. or less, the binder film composed of the first organic binder and the first inorganic binder covering the surface of the inorganic fiber becomes soft and flexible. It is possible to make a holding sealing material excellent in the above. Therefore, the holding sealing material is easily bent when the holding sealing material is wound around the exhaust gas treating body. Moreover, since the binder film | membrane which consists of a 1st organic binder and a 1st inorganic binder is formed in the surface of an inorganic fiber, even if it is a case where an inorganic fiber fractures | ruptures, a binder film | membrane makes an inorganic fiber Scattering can be suppressed.
結合剤皮膜を構成する第1の無機結合剤とは、無機ゾル分散溶液等の無機粒子溶液から溶媒を取り除いた固形成分を指す。
上記無機ゾル分散溶液(無機粒子溶液)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、これらを2種以上併用してもよい。
上記無機粒子としては、アルミナゾルに由来するアルミナ粒子、シリカゾルに由来するシリカ粒子が好ましい。
The 1st inorganic binder which comprises a binder membrane | film | coat refers to the solid component which remove | eliminated the solvent from inorganic particle solutions, such as an inorganic sol dispersion solution.
The inorganic sol dispersion solution (inorganic particle solution) is not particularly limited, and examples thereof include alumina sol and silica sol. Two or more of these may be used in combination.
As the inorganic particles, alumina particles derived from alumina sol and silica particles derived from silica sol are preferable.
第1の無機結合剤を構成する無機粒子の粒子径及び粒子径分布については、特に限定されないが、無機粒子の粒子径が無機繊維の繊維径よりも小さいことが好ましい。具体的には、無機粒子の平均粒子径が0.005〜10μmであることが好ましく、0.01〜5μmであることがより好ましく、0.01〜1μmであることがさらに好ましい。 Although it does not specifically limit about the particle diameter and particle diameter distribution of the inorganic particle which comprises a 1st inorganic binder, It is preferable that the particle diameter of an inorganic particle is smaller than the fiber diameter of an inorganic fiber. Specifically, the average particle diameter of the inorganic particles is preferably 0.005 to 10 μm, more preferably 0.01 to 5 μm, and still more preferably 0.01 to 1 μm.
本発明の保持シール材において、結合剤皮膜の皮膜強度は5MPa以上であることが好ましい。結合剤皮膜の皮膜強度が5MPa以上であると、無機繊維同士が接触した際に結合剤皮膜が剥がれにくくなるため、保持シール材の面圧を高く保つことができる。 In the holding sealing material of the present invention, the film strength of the binder film is preferably 5 MPa or more. When the film strength of the binder film is 5 MPa or more, the binder film is difficult to peel off when the inorganic fibers come into contact with each other, so that the surface pressure of the holding sealing material can be kept high.
本発明の保持シール材を構成する凝集体は、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤が凝集することによって得られる。 The aggregate constituting the holding sealing material of the present invention can be obtained by aggregating the second organic binder and the second inorganic binder.
凝集体を構成する第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分は特に限定されず、第1の有機結合剤としての高分子樹脂成分と同様のものを好適に用いることができる。
また、第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分のガラス転移点は、5℃以下であることが好ましく、−10℃以下であることがより好ましく、−30℃以下であることがさらに好ましい。上記第2の有機結合剤のガラス転移点が5℃以下であると、第2の無機結合剤としての無機粒子が加わった凝集体の柔軟性を維持しながら強度を高くすることができる。そのため、無機繊維同士が接触した場合に、凝集体が脱落して無機繊維同士が滑ることが起こりにくく、面圧を向上させやすくなる。
The polymer resin component as a 2nd organic binder which comprises an aggregate is not specifically limited, The thing similar to the polymer resin component as a 1st organic binder can be used suitably.
The glass transition point of the polymer resin component as the second organic binder is preferably 5 ° C. or less, more preferably −10 ° C. or less, and further preferably −30 ° C. or less. . When the glass transition point of the second organic binder is 5 ° C. or lower, the strength can be increased while maintaining the flexibility of the aggregate to which the inorganic particles as the second inorganic binder are added. Therefore, when the inorganic fibers are in contact with each other, it is difficult for the aggregates to drop and the inorganic fibers to slip, and the surface pressure is easily improved.
本発明における凝集体を構成する第2の無機結合剤とは、無機ゾル分散溶液等の無機粒子溶液から溶媒を取り除いた固形成分を指す。
上記無機ゾル分散溶液(無機粒子溶液)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、これら2種以上を併用してもよい。
上記無機粒子としては、アルミナゾルに由来するアルミナ粒子、シリカゾルに由来するシリカ粒子が好ましい。
The 2nd inorganic binder which comprises the aggregate in this invention points out the solid component which remove | eliminated the solvent from inorganic particle solutions, such as an inorganic sol dispersion solution.
The inorganic sol dispersion solution (inorganic particle solution) is not particularly limited, and examples thereof include alumina sol and silica sol. Two or more of these may be used in combination.
As the inorganic particles, alumina particles derived from alumina sol and silica particles derived from silica sol are preferable.
第2の無機結合剤を構成する無機粒子の粒子径及び粒子径分布については、特に限定されないが、無機粒子の粒子系が無機繊維の繊維径よりも小さいことが好ましい。具体的には、平均粒子径が0.005〜10μmであることが好ましく、0.01〜5μmであることがより好ましく、0.01〜1μmであることがさらに好ましい。 The particle size and particle size distribution of the inorganic particles constituting the second inorganic binder are not particularly limited, but the particle system of the inorganic particles is preferably smaller than the fiber diameter of the inorganic fibers. Specifically, the average particle size is preferably 0.005 to 10 μm, more preferably 0.01 to 5 μm, and still more preferably 0.01 to 1 μm.
第1の有機結合剤及び第2の有機結合剤の含有量の合計は、保持シール材全体の2重量%以下であることが好ましく、0.1〜2重量%であることがより好ましい。
第1の有機結合剤及び第2の有機結合剤の含有量の合計が保持シール材全体の2重量%を超える場合、面圧の向上、繊維飛散の抑制という効果はほとんど変わらず、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。
The total content of the first organic binder and the second organic binder is preferably 2% by weight or less, and more preferably 0.1 to 2% by weight of the entire holding sealing material.
When the total content of the first organic binder and the second organic binder exceeds 2% by weight of the entire holding sealing material, the effect of improving the surface pressure and suppressing fiber scattering is almost unchanged, and the heat of exhaust gas The amount of cracked gas generated by the gas increases, which may adversely affect the surrounding environment.
第1の無機結合剤及び第2の無機結合剤の含有量の合計は、保持シール材全体の2重量%以下であることが好ましく、0.1〜2重量%であることがより好ましい。
第1の無機結合剤及び第2の無機結合剤の含有量の合計が保持シール材全体の2重量%を超えた場合、保持シール材が徐々に硬くなり柔軟性が低下する。保持シール材を曲げて排ガス処理体に巻き付ける際には、保持シール材が折れ曲がり、排ガス処理体の外周に沿って巻き付けができなかったり、保持シール材の表面に亀裂が入るといった巻き付け性の悪化が懸念される。一方、第1の無機結合剤及び第2の無機結合剤の含有量の合計が保持シール材全体の2重量%を超えたとしても、面圧の向上という効果はほとんどみられない。また、第1の無機結合剤及び第2の無機結合剤の過剰な使用は、製造コストの観点からも好ましくない。
The total content of the first inorganic binder and the second inorganic binder is preferably 2% by weight or less, more preferably 0.1 to 2% by weight, based on the entire holding sealing material.
When the total content of the first inorganic binder and the second inorganic binder exceeds 2% by weight of the entire holding sealing material, the holding sealing material is gradually hardened and the flexibility is lowered. When the holding sealing material is bent and wound around the exhaust gas treatment body, the holding sealing material is bent, so that the winding property cannot be wound along the outer periphery of the exhaust gas treatment body or the surface of the holding sealing material is cracked. Concerned. On the other hand, even if the total content of the first inorganic binder and the second inorganic binder exceeds 2% by weight of the entire holding sealing material, the effect of improving the surface pressure is hardly observed. Further, excessive use of the first inorganic binder and the second inorganic binder is not preferable from the viewpoint of manufacturing cost.
本発明の保持シール材を構成する凝集体によって形成された凸部の平均高さは、結合剤皮膜を含んだ無機繊維の平均繊維径よりも小さいことが好ましい。具体的には、凸部の平均高さが0.05〜11μmであることが好ましく、0.1〜6μmであることがより好ましく、0.2〜4μmであることがさらに好ましい。 The average height of the convex portions formed by the aggregates constituting the holding sealing material of the present invention is preferably smaller than the average fiber diameter of the inorganic fibers including the binder film. Specifically, the average height of the convex portions is preferably 0.05 to 11 μm, more preferably 0.1 to 6 μm, and further preferably 0.2 to 4 μm.
本発明の保持シール材を構成する凝集体の凝集体溶液中における大きさは、0.1〜11μmであることが好ましく、0.2〜6μmであることがより好ましく、0.2〜4μmであることがさらに好ましい。
凝集体の大きさが11μmを越えるような場合、凝集体をマットに付与する工程において、凝集体溶液をマット表面に接触させた場合、凝集体が大きすぎてマット表面で詰まってしまい、マットの厚み方向に存在する各繊維表面に均等に凝集体を接触させることが難しくなる。さらに、凝集体が大きすぎると凝集体の数が減ることになり、無機繊維表面に形成される凝集体による凸部が繊維表面のごく一部に形成されやすくなる。その結果、保持シール材の面圧向上効果が不足することがある。また、凝集体の大きさが0.1μm未満の場合、凝集体が小さすぎて、無機繊維同士の引っ掛かりが弱くなり、保持シール材の面圧を向上させられないことがある。
The size of the aggregate constituting the holding sealing material of the present invention in the aggregate solution is preferably 0.1 to 11 μm, more preferably 0.2 to 6 μm, and 0.2 to 4 μm. More preferably it is.
When the size of the aggregate exceeds 11 μm, when the aggregate solution is brought into contact with the mat surface in the step of applying the aggregate to the mat, the aggregate is too large and clogs the mat surface. It becomes difficult to make the aggregate contact evenly on the surface of each fiber present in the thickness direction. Furthermore, if the aggregate is too large, the number of aggregates is reduced, and convex portions due to the aggregate formed on the surface of the inorganic fibers are likely to be formed on a very small part of the fiber surface. As a result, the effect of improving the surface pressure of the holding sealing material may be insufficient. Moreover, when the size of the aggregate is less than 0.1 μm, the aggregate is too small, the catch between the inorganic fibers becomes weak, and the surface pressure of the holding sealing material may not be improved.
本発明の保持シール材を構成する無機繊維は、特に限定されないが、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、生体溶解性繊維及びガラス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く、耐熱性や耐風蝕性等、マット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。
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、及び、ムライト繊維の少なくとも1種である場合には、耐熱性に優れているので、排ガス処理体が充分な高温に晒された場合であっても、変質等が発生することはなく、保持シール材としての機能を充分に維持することができる。また、無機繊維が生体溶解性繊維である場合には、保持シール材を用いて排ガス浄化装置を作製する際に、飛散した無機繊維を吸入等しても、生体内で溶解するため、作業員の健康に害を及ぼすことがない。
The inorganic fiber constituting the holding sealing material of the present invention is not particularly limited, but is composed of at least one selected from the group consisting of alumina fiber, silica fiber, alumina silica fiber, mullite fiber, biosoluble fiber, and glass fiber. It is preferable that it be changed according to the characteristics required for the mat, such as heat resistance and wind erosion resistance, and use large diameter fibers or fiber lengths that can meet the environmental regulations of each country. Is preferred.
In the case where the inorganic fiber is at least one of alumina fiber, silica fiber, alumina silica fiber, and mullite fiber, the heat resistance is excellent, and therefore the exhaust gas treating body is exposed to a sufficiently high temperature. However, no alteration or the like occurs, and the function as the holding sealing material can be sufficiently maintained. In addition, when the inorganic fiber is a biosoluble fiber, when producing an exhaust gas purification device using a holding sealing material, even if the scattered inorganic fiber is inhaled, it is dissolved in the living body. Will not harm your health.
この中でも、低結晶性アルミナ質の無機繊維が望ましく、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。加えて、スピネル型化合物を含む無機繊維がさらに好ましい。高結晶性アルミナ質であると、硬く脆いため、クッション材として用いられるマットには不向きである。 Among these, low crystalline alumina inorganic fibers are desirable, and low crystalline alumina inorganic fibers having a mullite composition are more preferable. In addition, inorganic fibers containing a spinel compound are more preferable. A highly crystalline alumina material is hard and brittle, so it is not suitable for a mat used as a cushioning material.
さらに低結晶性アルミナ質かつスピネル型化合物を含む無機繊維の場合、結晶化比率は0.1〜30%の範囲が望ましく、さらには結晶化率0.4〜20%の範囲がさらに好ましい。この範囲の無機繊維で製作されたマットの反発力及び耐久試験後の復元面圧は高く、性能が良い。しかし、結晶化比率が0.1%未満または30%を超えると、急激に反発力や復元面圧は急激に低下してしまう。結晶化率の測定方法は、ムライト回折線(2θ=26.4°)とγアルミナ回折線(2θ=45.4°)の積分強度比より算出することができる。 Further, in the case of inorganic fibers containing a low crystalline alumina and spinel type compound, the crystallization ratio is preferably in the range of 0.1 to 30%, and more preferably in the range of crystallization rate of 0.4 to 20%. Mats made of inorganic fibers in this range have a high rebound force and a high restoration surface pressure after a durability test. However, when the crystallization ratio is less than 0.1% or exceeds 30%, the repulsive force and the restoring surface pressure are rapidly decreased. The method for measuring the crystallization rate can be calculated from the integral intensity ratio of the mullite diffraction line (2θ = 26.4 °) and the γ-alumina diffraction line (2θ = 45.4 °).
保持シール材を構成するマットは、種々の方法により得ることができるが、例えば、ニードリング法又は抄造法により製造することができる。 The mat constituting the holding sealing material can be obtained by various methods. For example, the mat can be produced by a needling method or a papermaking method.
交絡構造を呈するために、ニードリング法により得られるマットを構成する無機繊維はある程度の平均繊維長を有しており、例えば、無機繊維の平均繊維長は、1〜150mmであることが好ましく、10〜80mmであることがより好ましい。
無機繊維の平均繊維長が1mm未満であると、無機繊維の繊維長が短すぎるため、無機繊維同士の交絡が不充分となり、排ガス処理体への巻き付け性が低下し、保持シール材が割れやすくなる。また、無機繊維の平均繊維長が150mmを超えると、無機繊維の繊維長が長すぎるため、保持シール材を構成する繊維本数が減少するため、マットの緻密性が低下する。その結果、保持シール材のせん断強度が低くなる。
In order to exhibit the entangled structure, the inorganic fibers constituting the mat obtained by the needling method have a certain average fiber length, for example, the average fiber length of the inorganic fibers is preferably 1 to 150 mm, More preferably, it is 10-80 mm.
If the average fiber length of the inorganic fiber is less than 1 mm, the fiber length of the inorganic fiber is too short, so that the entanglement between the inorganic fibers becomes insufficient, the wrapping property to the exhaust gas treating body is lowered, and the holding sealing material is easily broken. Become. On the other hand, if the average fiber length of the inorganic fibers exceeds 150 mm, the fiber length of the inorganic fibers is too long, so the number of fibers constituting the holding sealing material is reduced, and the denseness of the mat is lowered. As a result, the shear strength of the holding sealing material is lowered.
抄造法により得られるマットを構成する無機繊維の平均繊維長は、0.1〜20mmであることが好ましい。
無機繊維の平均繊維長が0.1mm未満であると、無機繊維の繊維長が短すぎるため、もはや繊維としての特徴を実質上示さなくなり、マット状繊維集合体にしたときに繊維同士に好適な絡み合いが起こらず、充分な面圧を得ることが困難になる。また、無機繊維の平均繊維長が20mmを超えると、無機繊維の繊維長が長すぎるため、抄造工程で水に無機繊維を分散したスラリー溶液中の無機繊維同士の絡み合いが強くなりすぎるため、マット状繊維集合体としたときに無機繊維が不均一に集積しやすくなる。
繊維長の測定は、ニードリング法や抄造法ともにピンセットを使用して、マット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。ここでは、無機繊維300本を抜き取り、繊維長を計測した平均を平均繊維長とした。マットから無機繊維を破断せずに抜き取れない場合、マットを脱脂処理して、脱脂済みマットを水の中へ投入し、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すると良い。
The average fiber length of the inorganic fibers constituting the mat obtained by the papermaking method is preferably 0.1 to 20 mm.
When the average fiber length of the inorganic fiber is less than 0.1 mm, the fiber length of the inorganic fiber is too short, so that the characteristics as a fiber are no longer substantially exhibited. Entanglement does not occur and it becomes difficult to obtain sufficient surface pressure. Further, if the average fiber length of the inorganic fibers exceeds 20 mm, the fiber length of the inorganic fibers is too long, so that the entanglement between the inorganic fibers in the slurry solution in which the inorganic fibers are dispersed in the water in the paper making process becomes too strong. Inorganic fiber tends to accumulate non-uniformly when formed into a fiber-like aggregate.
The fiber length is measured by using tweezers for both the needling method and the papermaking method so that the inorganic fiber is not broken from the mat, and the fiber length is measured using an optical microscope. Here, the average fiber length was determined by extracting 300 inorganic fibers and measuring the fiber length. If the inorganic fibers cannot be removed from the mat without breaking, the mat is degreased, the degreased mat is put into water, and the inorganic fibers are collected so as not to break while loosening the entanglement between the inorganic fibers. .
本発明の保持シール材としては、無機繊維として生体溶解性繊維を用いてもよい。生体溶解性繊維は、例えば、シリカ等のほかに、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、及び、ホウ素化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物からなる無機繊維である。
これらの化合物からなる生体溶解性繊維は、人体に取り込まれても溶解しやすいので、これらの無機繊維を含んでなるマットは人体に対する安全性に優れている。
As the holding sealing material of the present invention, a biosoluble fiber may be used as the inorganic fiber. The biosoluble fiber is, for example, an inorganic fiber made of at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, and a boron compound in addition to silica and the like.
Since the biosoluble fiber made of these compounds is easily dissolved even when taken into the human body, the mat containing these inorganic fibers is excellent in safety to the human body.
生体溶解性繊維の具体的な組成としては、シリカ60〜85重量%、並びに、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を15〜40重量%含む組成が挙げられる。上記シリカとは、SiO又はSiO2のことをいう。 The specific composition of the biosoluble fiber is 60 to 85% by weight of silica and 15 to 40% by weight of at least one compound selected from the group consisting of alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds and boron compounds. % Composition. The silica refers to SiO or SiO 2 .
上記アルカリ金属化合物としては、例えば、ナトリウム、カリウムの酸化物等が挙げられ、上記アルカリ土類金属化合物としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの酸化物等が挙げられる。上記ホウ素化合物としては、ホウ素の酸化物等が挙げられる。 Examples of the alkali metal compound include sodium and potassium oxides, and examples of the alkaline earth metal compound include magnesium, calcium, strontium, and barium oxides. Examples of the boron compound include boron oxide.
生体溶解性繊維の組成において、シリカの含有量が、60重量%未満では、ガラス溶融法で作製しにくく、繊維化しにくい。
また、シリカの含有量が60重量%未満では、柔軟性を有するシリカの含有量が少ないため構造的にもろく、また、生理食塩水に溶けやすい、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、及び、ホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物の割合が相対的に高くなるので生体溶解性繊維が生理食塩水に溶けやすくなりすぎる傾向にある。
In the composition of the biosoluble fiber, when the silica content is less than 60% by weight, it is difficult to produce by a glass melting method, and it is difficult to fiberize.
In addition, when the content of silica is less than 60% by weight, the content of flexible silica is small, so that it is structurally fragile, and is easily soluble in physiological saline, an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, and Since the ratio of at least one compound selected from the group consisting of boron compounds is relatively high, the biosoluble fiber tends to be too soluble in physiological saline.
一方、シリカの含有量が85重量%を超えると、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物の割合が相対的に低くなるので生体溶解性繊維が生理食塩水に溶けにくくなりすぎる傾向にある。
なお、シリカの含有量は、SiO及びSiO2の量をSiO2に換算して算出したものである。
On the other hand, when the content of silica exceeds 85% by weight, the ratio of at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, and a boron compound is relatively low, so that it is biosoluble. Fibers tend to be too difficult to dissolve in saline.
The silica content is calculated by converting the amounts of SiO and SiO 2 into SiO 2 .
また、生体溶解性繊維の組成においてアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物の含有量が40重量%を超えると、ガラス溶融法では作製しにくく、繊維化しにくい。また、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物の含有量が40重量%を超えると、構造的にもろく、生体溶解性繊維が生理食塩水に溶けやすくなりすぎる。 Further, when the content of at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound and a boron compound exceeds 40% by weight in the composition of the biosoluble fiber, it is produced by the glass melting method. Difficult to fiberize. Further, when the content of at least one compound selected from the group consisting of an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound and a boron compound exceeds 40% by weight, it is structurally fragile and the biosoluble fiber becomes physiological saline. It becomes too easy to dissolve.
本発明における生体溶解性繊維の生理食塩水に対する溶解度は、30ppm以上であることが好ましい。生体溶解性繊維の溶解度が30ppm未満では、無機繊維が体内に取り込まれた場合に、体外へ排出されにくく、健康上好ましくないからである。 The solubility of the biosoluble fiber in the present invention in physiological saline is preferably 30 ppm or more. This is because if the solubility of the biosoluble fiber is less than 30 ppm, it is difficult for the fiber to be discharged from the body when the inorganic fiber is taken into the body, which is not preferable for health.
本発明の保持シール材を構成する無機繊維のうち、ガラス繊維は、シリカとアルミナとを主成分とし、アルカリ金属のほかに、カルシア、チタニア、酸化亜鉛等からなるガラス状の繊維である。 Among the inorganic fibers constituting the holding sealing material of the present invention, the glass fibers are glassy fibers mainly composed of silica and alumina and made of calcia, titania, zinc oxide or the like in addition to alkali metals.
本発明の保持シール材では、第1の有機結合剤及び第2の有機結合剤を熱で焼失させた場合、無機繊維のおおよそ表面全体に渡って第1の無機結合剤及び第2の無機結合剤による凸部が形成される。
図3(a)は、本発明の保持シール材の焼成前のSEM写真であり、図3(b)は、本発明の保持シール材の焼成後のSEM写真である。
本明細書において結合剤皮膜を焼失させる場合、特筆しない限り600℃で1時間、大気中で加熱することを指す。
In the holding sealing material of the present invention, when the first organic binder and the second organic binder are burned off by heat, the first inorganic binder and the second inorganic bond are spread over almost the entire surface of the inorganic fiber. The convex part by an agent is formed.
FIG. 3A is an SEM photograph before firing of the holding sealing material of the present invention, and FIG. 3B is an SEM photograph after firing of the holding sealing material of the present invention.
In this specification, when the binder film is burned out, it means heating in the atmosphere at 600 ° C. for 1 hour unless otherwise specified.
図3(a)に示すように、本発明の保持シール材を構成する無機繊維の表面には結合剤皮膜及び凝集体が形成されており、凝集体によって凸部が形成されている。無機繊維の表面に結合剤皮膜が形成されているため、無機繊維が破断した場合であっても、結合剤皮膜が無機繊維の飛散を食い止めることができる。さらに、結合剤皮膜からは、凝集体が突出している。そのため、無機繊維同士が接触した場合に、凝集体による凸部が引っ掛かり、無機繊維同士の摩擦抵抗を増加させることにより、保持シール材の面圧を向上させることができる。 As shown to Fig.3 (a), the binder membrane | film | coat and the aggregate are formed in the surface of the inorganic fiber which comprises the holding sealing material of this invention, and the convex part is formed with the aggregate. Since the binder film is formed on the surface of the inorganic fiber, the binder film can prevent scattering of the inorganic fiber even when the inorganic fiber is broken. Furthermore, aggregates protrude from the binder film. Therefore, when the inorganic fibers are in contact with each other, the convex portions due to the aggregates are caught, and the surface pressure of the holding sealing material can be improved by increasing the frictional resistance between the inorganic fibers.
図3(a)に示した凸部を有する構造は、図3(b)に示すように、第1の有機結合剤及び第2の有機結合剤の焼失後においても維持されている。図3(b)では、無機繊維のおおよそ表面全体に凸部が形成されているが、この凸部は、凝集体を構成する第2の無機結合剤が焼成により分解せずに残存したものである。従って、第1の有機結合剤及び第2の有機結合剤が焼失した後であっても、凝集体中の第2の無機結合剤によって無機繊維の表面の凸部が維持され、無機繊維同士が滑ることが防止されるので、面圧を向上させやすくなる。
さらに、第1の有機結合剤が焼失したことにより、結合剤皮膜中に分散していた第1の無機結合剤が無機繊維表面に露出して、上記凝集体による凸部よりも小さな凹凸を形成する。そのため、無機繊維同士の接触の際の摩擦抵抗がさらに増加し、面圧を向上させやすくなる。
すなわち、本発明の保持シール材においては、第1の有機結合剤及び第2の有機結合剤が焼失した場合であっても、第1の無機結合剤及び第2の無機結合剤により無機繊維同士が滑ることが防止されるので、高い面圧を発揮することができる。
The structure having the convex portion shown in FIG. 3A is maintained even after the first organic binder and the second organic binder are burned out, as shown in FIG. 3B. In FIG. 3B, a convex portion is formed on almost the entire surface of the inorganic fiber, and this convex portion is the one in which the second inorganic binder constituting the aggregate remains without being decomposed by firing. is there. Therefore, even after the first organic binder and the second organic binder are burned out, the convex portions on the surface of the inorganic fibers are maintained by the second inorganic binder in the aggregate, and the inorganic fibers are Since sliding is prevented, it becomes easy to improve surface pressure.
Furthermore, when the first organic binder is burned out, the first inorganic binder dispersed in the binder film is exposed on the surface of the inorganic fiber, forming irregularities smaller than the convex portions due to the aggregates. To do. Therefore, the frictional resistance at the time of contact between inorganic fibers further increases, and the surface pressure is easily improved.
That is, in the holding sealing material of the present invention, even when the first organic binder and the second organic binder are burned out, the first inorganic binder and the second inorganic binder are used to form inorganic fibers. Therefore, it is possible to exert a high surface pressure.
本発明の保持シール材の形状等について説明する。
図4は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示した斜視図である。図4に示すように、本発明の保持シール材は、所定の長手方向の長さ(以下、図4中、矢印Lで示す)、幅(図4中、矢印Wで示す)及び厚さ(図4中、矢印Tで示す)を有する平面視略矩形の平板形状のマットから構成されていてもよい。
The shape and the like of the holding sealing material of the present invention will be described.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of the holding sealing material of the present invention. As shown in FIG. 4, the holding sealing material of the present invention has a predetermined longitudinal length (hereinafter, indicated by an arrow L in FIG. 4), a width (indicated by an arrow W in FIG. 4), and a thickness ( In FIG. 4, it may be composed of a flat plate-like mat having a substantially rectangular shape in plan view having an arrow T).
図4に示す保持シール材では、保持シール材の長さ方向側の端部のうち、一方の端部である第1の端部には凸部111が形成されており、他方の端部である第2の端部には凹部112が形成されている。保持シール材の凸部111及び凹部112は、後述する排ガス浄化装置を組み立てるために排ガス処理体に保持シール材を巻き付けた際に、ちょうど互いに嵌合するような形状となっている。
なお、「平面視略矩形」とは、凸部及び凹部を含む概念である。また、平面視略矩形には、角部が90°以外の角度を有する形状も含まれる。
In the holding sealing material shown in FIG. 4, the convex portion 111 is formed on the first end which is one of the end portions on the length direction side of the holding sealing material, and the other end A recess 112 is formed at a certain second end. The convex portion 111 and the concave portion 112 of the holding sealing material are shaped so as to be fitted to each other when the holding sealing material is wound around the exhaust gas treatment body in order to assemble an exhaust gas purification device to be described later.
Note that “substantially rectangular in plan view” is a concept including a convex portion and a concave portion. In addition, the substantially rectangular shape in plan view includes a shape whose corners have an angle other than 90 °.
本発明の保持シール材は、ニードルパンチング処理が施されていることが好ましい。ニードルパンチング処理によって無機繊維を交絡させることで、無機繊維同士の絡み合いを強固にし、面圧を向上させやすくなる。 The holding sealing material of the present invention is preferably subjected to needle punching treatment. By entanglement of the inorganic fibers by the needle punching process, the entanglement between the inorganic fibers is strengthened and the surface pressure is easily improved.
ニードルパンチング処理は、ニードルパンチング装置を用いて行うことができる。ニードルパンチング装置は、無機繊維前駆体のシート状物を支持する支持板と、この支持板の上方に設けられ、突き刺し方向(素地マットの厚さ方向)に往復移動可能なニードルボードとで構成されている。ニードルボードには、多数のニードルが取り付けられている。このニードルボードを支持板に載せた無機繊維前駆体のシート状物に対して移動させ、多数のニードルを無機繊維前駆体のシート状物に対して抜き差しすることで、無機繊維前駆体を構成する繊維を複雑に交絡させることができる。ニードルパンチング処理の回数やニードル数は、目的とする嵩密度や目付量に応じて変更すればよい。 The needle punching process can be performed using a needle punching apparatus. The needle punching device is composed of a support plate that supports a sheet of inorganic fiber precursor, and a needle board that is provided above the support plate and can reciprocate in the piercing direction (thickness direction of the base mat). ing. A large number of needles are attached to the needle board. The inorganic fiber precursor is configured by moving the needle board with respect to the sheet-like material of the inorganic fiber precursor placed on the support plate, and inserting and removing a large number of needles with respect to the sheet-like material of the inorganic fiber precursor. The fibers can be intertwined in a complex manner. The number of needle punching processes and the number of needles may be changed according to the target bulk density and the basis weight.
保持シール材の厚さは特に限定されないが、2〜20mmであることが好ましい。保持シール材の厚さが20mmを超えると、保持シール材の柔軟性が失われるので、保持シール材を排ガス処理体に巻き付ける際に扱いづらくなる。また、保持シール材に巻きじわや割れが生じやすくなる。
保持シール材の厚さが2mm未満であると、保持シール材の面圧が排ガス処理体を保持するのに充分でなくなる。そのため、排ガス処理体が抜け落ちやすくなる。また、排ガス処理体に体積変化が生じた場合、保持シール材は排ガス処理体の体積変化を吸収しにくくなる。そのため、排ガス処理体にクラック等が発生しやすくなる。
The thickness of the holding sealing material is not particularly limited, but is preferably 2 to 20 mm. When the thickness of the holding sealing material exceeds 20 mm, the flexibility of the holding sealing material is lost, so that it becomes difficult to handle the holding sealing material when it is wound around the exhaust gas treating body. Further, the holding sealing material is likely to cause creases and cracks.
When the thickness of the holding sealing material is less than 2 mm, the surface pressure of the holding sealing material is not sufficient to hold the exhaust gas treating body. For this reason, the exhaust gas treating body is easily dropped off. Further, when a volume change occurs in the exhaust gas treating body, the holding sealing material is difficult to absorb the volume change of the exhaust gas treating body. Therefore, cracks and the like are likely to occur in the exhaust gas treating body.
本発明の保持シール材の面圧は、面圧測定装置を用いて、以下の方法により測定することができる。
面圧の測定には、マットを圧縮する板の部分に加熱ヒーターを備えた熱間面圧測定装置を使用し、室温状態で、サンプルの嵩密度(GBD)が0.3g/cm3となるまで圧縮する。そのときの面圧を焼成前面圧とする。その後、10分間保持した。なお、サンプルの嵩密度は、「嵩密度=サンプル重量/(サンプルの面積×サンプルの厚さ)」で求められる値である。
次に、サンプルを圧縮した状態で40℃/minの昇温速度で片面900℃、片面650℃まで昇温しながら、嵩密度が0.273g/cm3となるまで圧縮を開放する。そして、サンプルを温度片面900℃、片面650℃、嵩密度0.273g/cm3の状態で5分間保持する。
その後、1inch(25.4mm)/minの速度で嵩密度が0.3g/cm3となるまで圧縮する。嵩密度0.273g/cm3となるまでの圧縮の開放と、嵩密度0.3g/cm3となるまでの圧縮を1000回繰り返した後の嵩密度0.273g/cm3時の荷重を測定する。得られた荷重をサンプルの面積で除算することにより、面圧(kPa)を求め、焼成後面圧とする。
The surface pressure of the holding sealing material of the present invention can be measured by the following method using a surface pressure measuring device.
For the measurement of the surface pressure, a hot surface pressure measuring device provided with a heater on the portion of the plate that compresses the mat is used, and the bulk density (GBD) of the sample becomes 0.3 g / cm 3 at room temperature. Compress until The contact pressure at that time is defined as the firing front pressure. Thereafter, it was held for 10 minutes. The bulk density of the sample is a value determined by “bulk density = sample weight / (sample area × sample thickness)”.
Next, while the sample is compressed, the compression is released until the bulk density becomes 0.273 g / cm 3 while raising the temperature to 900 ° C. on one side and 650 ° C. on one side at a rate of 40 ° C./min. And a sample is hold | maintained for 5 minutes in the state of temperature single side 900 degreeC, single side 650 degreeC, and bulk density 0.273g / cm < 3 >.
Thereafter, compression is performed at a rate of 1 inch (25.4 mm) / min until the bulk density becomes 0.3 g / cm 3 . Measurement of the load at a bulk density of 0.273 g / cm 3 after 1000 times of releasing the compression until the bulk density becomes 0.273 g / cm 3 and compressing the bulk density to 0.3 g / cm 3. To do. By dividing the obtained load by the area of the sample, the surface pressure (kPa) is obtained and set as the surface pressure after firing.
本発明の保持シール材を構成する無機繊維の飛散性については、以下の手順によって測定することができる。
まず、保持シール材を100mm×100mmに切り出し、飛散試験用サンプル210とする。この飛散試験用サンプルについて、図5(a)及び(b)に示す測定装置を用いて、無機繊維の飛散率を測定することができる。
図5(a)は、無機繊維の飛散性を測定するための測定装置の一例を模式的に示す側面図であり、図5(b)は、無機繊維の飛散性を測定するための測定装置を構成するサンプル支持アームの一部を模式的に示した平面図である。図5(a)に示すように、試験装置200は、基台250上に垂直に設けられた2本の支柱260の上端部にサンプル支持アーム270が所定の範囲内で回転可能となるよう接続されている。さらに、2本の支柱間には、上記サンプル支持アームと衝突可能な位置に、垂直壁部材290が固定されている。
また、図5(b)は、無機繊維の飛散性を測定するための測定装置のサンプル支持アーム部の一例を模式的に示した平面図である。図5(b)に示すように、サンプル支持アーム270のもう一方の端部はサンプル支持アーム270の端部同士を接続するサンプル固定部材280によって固定されている。サンプル支持アーム270の端部に接続されるサンプル固定部材280から支柱260方向に一定距離離れた位置には、もう一本のサンプル固定部材280が存在し、2本のサンプル支持アーム270は、少なくとも2箇所でサンプル固定部材によって接続されている。
The scattering property of the inorganic fibers constituting the holding sealing material of the present invention can be measured by the following procedure.
First, the holding sealing material is cut out to 100 mm × 100 mm to obtain a scattering test sample 210. About this sample for a scattering test, the scattering rate of an inorganic fiber can be measured using the measuring apparatus shown to Fig.5 (a) and (b).
Fig.5 (a) is a side view which shows typically an example of the measuring apparatus for measuring the dispersibility of an inorganic fiber, FIG.5 (b) is a measuring apparatus for measuring the dispersibility of an inorganic fiber. FIG. 6 is a plan view schematically showing a part of a sample support arm that constitutes the structure. As shown in FIG. 5A, the test apparatus 200 is connected to the upper ends of two support columns 260 provided vertically on a base 250 so that the sample support arm 270 can rotate within a predetermined range. Has been. Further, a vertical wall member 290 is fixed between the two support columns at a position where it can collide with the sample support arm.
Moreover, FIG.5 (b) is the top view which showed typically an example of the sample support arm part of the measuring apparatus for measuring the scattering property of inorganic fiber. As shown in FIG. 5B, the other end of the sample support arm 270 is fixed by a sample fixing member 280 that connects the ends of the sample support arm 270 to each other. There is another sample fixing member 280 at a position away from the sample fixing member 280 connected to the end of the sample supporting arm 270 in the direction of the support 260, and the two sample supporting arms 270 are at least Connected by sample fixing members at two locations.
サンプル支持アーム270と支柱260との角度が90°となる位置で、サンプル支持アーム270を所定のロック機構によりロックし、飛散試験用サンプル210をクリップ220でサンプル固定部材280に固定する。サンプル支持アーム270のロックを解除すると、サンプル支持アーム270と飛散試験用サンプル210は支柱260を固定している基台250に向かう方向に落下を開始する、サンプル支持アーム270と支柱260との接続部を中心に回転するように向きを変え、サンプル支持アーム270と支柱260とが平行となる時点で、サンプル支持アーム270が垂直壁部材290に衝突する。この衝突により、飛散試験用サンプル210を構成する無機繊維の一部が破断し、飛散する。そのため、衝突前後の飛散試験用サンプルの重量を計測し、以下の式(1)を用いて、繊維飛散率を求めることができる。:
繊維飛散率(重量%)=(試験前の飛散試験用サンプルの重量−試験後の飛散試験用サンプルの重量)/(試験前の飛散試験用サンプルの重量)×100 (1)
At a position where the angle between the sample support arm 270 and the column 260 becomes 90 °, the sample support arm 270 is locked by a predetermined locking mechanism, and the scattering test sample 210 is fixed to the sample fixing member 280 by the clip 220. When the lock of the sample support arm 270 is released, the sample support arm 270 and the scattering test sample 210 start dropping in the direction toward the base 250 to which the support column 260 is fixed. Connection between the sample support arm 270 and the support column 260 When the sample support arm 270 and the column 260 become parallel, the sample support arm 270 collides with the vertical wall member 290. Due to this collision, a part of the inorganic fibers constituting the scattering test sample 210 is broken and scattered. Therefore, the weight of the scattering test sample before and after the collision is measured, and the fiber scattering rate can be obtained using the following formula (1). :
Fiber scattering rate (% by weight) = (weight of sample for scattering test before test−weight of sample for scattering test after test) / (weight of sample for scattering test before test) × 100 (1)
本発明の保持シール材の目付量(単位面積当たりの重量)は、特に限定されないが、200〜4000g/m2であることが好ましく、1000〜3000g/m2であることがより好ましい。保持シール材の目付量が200g/m2未満であると、保持力が充分ではなく、保持シール材の目付量が4000g/m2を超えると、保持シール材の嵩が低くなりにくい。そのため、このような保持シール材を用いて排ガス浄化装置を製造する場合、排ガス処理体が脱落しやすくなる。 Weight per unit area of the holding sealing material of the present invention (weight per unit area) is not particularly limited, is preferably 200~4000g / m 2, and more preferably 1000 to 3000 g / m 2. When the basis weight of the holding sealing material is less than 200 g / m 2 , the holding force is not sufficient, and when the basis weight of the holding sealing material exceeds 4000 g / m 2 , the bulk of the holding sealing material is difficult to decrease. Therefore, when manufacturing an exhaust gas purification apparatus using such a holding sealing material, the exhaust gas treating body is likely to drop off.
また、本発明の保持シール材の嵩密度(巻き付ける前の保持シール材の嵩密度)についても、特に限定されないが、0.1〜0.3g/cm3であることが好ましい。保持シール材の嵩密度が0.1g/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、保持シール材の形状を所定の形状に保ちにくくなる。
また、保持シール材の嵩密度が0.3g/cm3を超えると、保持シール材が硬くなるため、排ガス処理体への巻き付け性が低下し、保持シール材が割れやすくなる。
Further, the bulk density of the holding sealing material of the present invention (the bulk density of the holding sealing material before winding) is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 0.3 g / cm 3 . When the bulk density of the holding sealing material is less than 0.1 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 holding sealing material in a predetermined shape.
On the other hand, when the bulk density of the holding sealing material exceeds 0.3 g / cm 3 , the holding sealing material becomes hard, so that the winding property around the exhaust gas treating body is lowered and the holding sealing material is easily broken.
本発明の保持シール材には、さらに膨張材が含有されていてもよい。膨張材は、400〜800℃の範囲で膨張する特性を有するものが好ましい。
保持シール材に膨張材が含有されていると、400〜800℃の範囲で保持シール材が膨張するようになるため、ガラス繊維の強度が低下する700℃を超えるような高温域においても、保持シール材として使用する際の保持力を向上させることができる。
The holding sealing material of the present invention may further contain an expansion material. The expansion material preferably has a characteristic of expanding in the range of 400 to 800 ° C.
When the holding sealing material contains an expanding material, the holding sealing material expands in the range of 400 to 800 ° C., so that the holding strength is maintained even in a high temperature range exceeding 700 ° C. where the strength of the glass fiber is lowered. The holding force at the time of using as a sealing material can be improved.
膨張材としては、例えば、バーミキュライト、ベントナイト、金雲母、パーライト、膨張性黒鉛、及び、膨張性フッ化雲母等が挙げられる。これらの膨張材は単独で用いても良いし、2種以上を併用してもよい。
膨張材の添加量は、特に限定されないが、保持シール材の全重量に対して10〜50重量%であることが好ましく、20〜30重量%であることが好ましい。
Examples of the expanding material include vermiculite, bentonite, phlogopite, pearlite, expandable graphite, and expandable fluoride mica. These expanding materials may be used alone or in combination of two or more.
Although the addition amount of an expansion material is not specifically limited, It is preferable that it is 10-50 weight% with respect to the total weight of a holding sealing material, and it is preferable that it is 20-30 weight%.
本発明の保持シール材を排ガス浄化装置の保持シール材として用いる場合、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の枚数は特に限定されず、一枚の保持シール材であってもよいし、互いに結合された複数枚の保持シール材であってもよい。複数枚の保持シール材を結合する方法としては、特に限定されず、例えば、ミシン縫いで保持シール材同士を結合する方法、粘着テープ又は接着剤で保持シール材同士を接着する方法等が挙げられる。 When the holding sealing material of the present invention is used as a holding sealing material for an exhaust gas purification device, the number of holding sealing materials constituting the exhaust gas purification device is not particularly limited, and may be a single holding sealing material or coupled to each other. A plurality of holding sealing materials may be used. The method for bonding a plurality of holding sealing materials is not particularly limited, and examples thereof include a method for bonding holding sealing materials by sewing and a method for bonding holding sealing materials with an adhesive tape or an adhesive. .
次に、本発明の保持シール材の製造方法について説明する。
まず、本発明の保持シール材の製造方法の一の態様を説明する。
Next, the manufacturing method of the holding sealing material of this invention is demonstrated.
First, one aspect of the method for producing the holding sealing material of the present invention will be described.
本発明の保持シール材の製造方法の一の態様は、無機繊維からなるマットを準備するマット準備工程と、第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜を上記無機繊維の表面に形成するための結合剤溶液を準備する結合剤溶液準備工程と、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤を混合して上記第2の有機結合剤と上記第2の無機結合剤からなる凝集体を形成する凝集体溶液準備工程と、上記結合剤溶液及び上記凝集体溶液を上記マットに接触させることで、上記無機繊維の表面に上記第1の有機結合剤と上記第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜を形成し、かつ、上記結合剤皮膜に上記凝集体からなる凸部を形成する溶液接触工程と、上記結合剤溶液及び上記凝集体溶液を接触させた上記マットを乾燥する乾燥工程からなることを特徴とする。 One aspect of the method for producing a holding sealing material of the present invention includes a mat preparation step of preparing a mat made of inorganic fibers, and a binder film made of a first organic binder and a first inorganic binder. A binder solution preparing step of preparing a binder solution for forming on the surface of the liquid, and mixing the second organic binder and the second inorganic binder to mix the second organic binder and the second inorganic An aggregate solution preparation step for forming an aggregate composed of a binder, and bringing the binder solution and the aggregate solution into contact with the mat, thereby allowing the first organic binder and the first to be formed on the surface of the inorganic fiber. A solution contact step of forming a binder film made of one inorganic binder and forming a convex part made of the aggregate on the binder film, and the above-mentioned binder solution and the aggregate solution in contact with each other It consists of a drying process to dry the mat And butterflies.
本発明の保持シール材の製造方法の一の態様を構成する各工程について説明する。 Each process which comprises one aspect | mode of the manufacturing method of the holding sealing material of this invention is demonstrated.
(a)マット準備工程
本発明の保持シール材の製造方法では、まず、無機繊維からなるマットを準備するマット準備工程を行う。
保持シール材を構成するマットは、種々の方法により得ることができるが、例えば、ニードリング法又は抄造法により製造することができる。
ニードリング法の場合、例えば、以下の方法により製造することができる。すなわち、まず、例えば、塩基性塩化アルミニウム水溶液とシリカゾル等とを原料とする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する。続いて、上記無機繊維前駆体を圧縮して所定の大きさの連続したシート状物を作製し、これにニードルパンチング処理を施し、その後、焼成処理を施すことにより3〜10μmの平均繊維経を有するアルミナシリカ繊維からなるマットの準備が完了する。
(A) Mat Preparation Step In the method for manufacturing a holding sealing material of the present invention, first, a mat preparation step for preparing a mat made of inorganic fibers is performed.
The mat constituting the holding sealing material can be obtained by various methods. For example, the mat can be produced by a needling method or a papermaking method.
In the case of the needling method, for example, it can be produced by the following method. That is, first, for example, an inorganic fiber precursor is prepared by spinning a spinning mixture using a basic aluminum chloride aqueous solution and silica sol as raw materials by a blowing method. Subsequently, the inorganic fiber precursor is compressed to produce a continuous sheet-like material having a predetermined size, subjected to a needle punching process, and then subjected to a firing process to obtain an average fiber diameter of 3 to 10 μm. The preparation of the mat made of the alumina silica fiber is completed.
抄造法の場合、アルミナ繊維、シリカ繊維等の無機繊維と、無機粒子と、水とを原料液中の無機繊維の含有量が所定の値となるように混合し、攪拌機で攪拌することで混合液を調製する。混合液には、必要に応じて、高分子化合物や樹脂からなるコロイド溶液が含まれていてもよい。続いて、底面にろ過用のメッシュが形成された成形器に混合液を流し込んだ後に、メッシュを介して混合液中の水を脱水することにより原料シートを作製する。その後、原料シートを所定の条件で加熱圧縮乾燥することによりマットの準備が完了する。
なお、抄造法の場合、ニードリング法と比較して無機繊維の繊維長が短いため、無機結合剤や有機結合剤等の結合剤にてシート強度を維持する必要がある。排ガス処理体に巻き付けたり、排ガス浄化装置を組み立てたりする際に必要なシート強度を維持するために、成形前の混合液に対して、有機結合剤、無機結合剤等を適宜添加してもよい。
In the case of the paper making method, inorganic fibers such as alumina fibers and silica fibers, inorganic particles, and water are mixed so that the content of the inorganic fibers in the raw material liquid becomes a predetermined value, and mixed by stirring with a stirrer. Prepare the solution. The mixed solution may contain a colloidal solution made of a polymer compound or a resin as necessary. Then, after pouring a liquid mixture into the molding machine in which the mesh for filtration was formed in the bottom face, the raw material sheet | seat is produced by dehydrating the water in a liquid mixture through a mesh. Thereafter, the preparation of the mat is completed by heat-compressing and drying the raw material sheet under predetermined conditions.
In the case of the papermaking method, the fiber length of the inorganic fiber is shorter than that of the needling method, and therefore it is necessary to maintain the sheet strength with a binder such as an inorganic binder or an organic binder. In order to maintain the sheet strength necessary for winding around the exhaust gas treatment body or assembling the exhaust gas purification device, an organic binder, an inorganic binder, or the like may be appropriately added to the mixed liquid before molding. .
(b)結合剤溶液準備工程
次に、第1の有機結合剤と第1の無機結合剤を溶媒中に分散させることにより結合剤溶液を準備する工程を行う。第1の有機結合剤及び第1の無機結合剤を溶媒中に添加し、必要に応じて分散剤等を加え、充分に撹拌することで、第1の有機結合剤と第1の無機結合剤が溶媒に分散した結合剤溶液を調製することができる。
(B) Binder solution preparation step Next, a step of preparing a binder solution by dispersing the first organic binder and the first inorganic binder in a solvent is performed. The first organic binder and the first inorganic binder are added to the solvent by adding the first organic binder and the first inorganic binder to the solvent, if necessary, and sufficiently stirring. A binder solution in which is dispersed in a solvent can be prepared.
上記(b)結合剤溶液準備工程において用いる第1の有機結合剤及び第1の無機結合剤としては、特に限定されず、本発明の保持シール材の説明において述べたものを使用することができるため、その詳細な説明は省略する。 The first organic binder and the first inorganic binder used in the (b) binder solution preparation step are not particularly limited, and those described in the explanation of the holding sealing material of the present invention can be used. Therefore, the detailed description is abbreviate | omitted.
上記(b)結合剤溶液準備工程において用いる溶媒としては、特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール等の水性有機溶媒や水等が挙げられ、製造コストの観点からは、水を使用することが好ましい。 The solvent used in the above (b) binder solution preparation step is not particularly limited, and examples thereof include aqueous organic solvents such as methanol and ethanol, water, and the like. From the viewpoint of production cost, water may be used. preferable.
上記(b)結合剤溶液準備工程における第1の有機結合剤の濃度は、特に限定されないが、固形分換算で0.2〜20重量%程度に薄めた液を用いることが好ましい。 Although the density | concentration of the 1st organic binder in the said (b) binder solution preparation process is not specifically limited, It is preferable to use the liquid diluted to about 0.2 to 20 weight% in conversion of solid content.
上記(b)結合剤溶液準備工程において、第1の有機結合剤のガラス転移点は、特に限定されないが、5℃以下であることが好ましく、−10℃以下であることがより好ましく、−30℃以下であることがさらに好ましい。 In the (b) binder solution preparation step, the glass transition point of the first organic binder is not particularly limited, but is preferably 5 ° C. or lower, more preferably −10 ° C. or lower, and −30 More preferably, it is not higher than ° C.
上記(b)結合剤溶液準備工程における第1の無機結合剤溶液の濃度は、特に限定されず、固形分換算で0.2〜20重量%程度に薄めた液を用いることが好ましい。 The density | concentration of the 1st inorganic binder solution in the said (b) binder solution preparatory process is not specifically limited, It is preferable to use the liquid diluted about 0.2-20 weight% in conversion of solid content.
上記(b)結合剤溶液準備工程では、必要に応じて、結合剤溶液のpHを調整するためのpH調整剤を添加してもよい。 In the (b) binder solution preparation step, a pH adjuster for adjusting the pH of the binder solution may be added as necessary.
上記(b)結合剤溶液準備工程では、第1の有機結合剤と第1の無機結合剤とを溶液中に分散させるため、必要に応じて、高分子系分散剤を添加してもよい。 In the above-mentioned (b) binder solution preparation step, the first organic binder and the first inorganic binder are dispersed in the solution. Therefore, a polymer dispersant may be added as necessary.
上記(b)結合剤溶液準備工程において用いる高分子系分散剤の種類は特に限定されないが、ポリカルボン酸及び/又はその塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物及び/又はその塩、ポリアクリル酸及び/又はその塩、ポリメタクリル酸及び/又はその塩、ポリビニルスルホン酸及び/又はその塩、等のアニオン性高分子系分散剤、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール等のノニオン性高分子系分散剤、などの親水性合成高分子物質;ゼラチン、カゼイン、水溶性でんぷん等の天然親水性高分子物質;カルボキシメチルセルロース等の親水性半合成高分子物質等が挙げられる。
これらの中では、親水性合成高分子物質が好ましく、アニオン性高分子系分散剤がより好ましい。例えば、無機粒子としてアルミナゾル由来のアルミナ粒子を使用した場合、上記アルミナ粒子の表面は分散溶液中でカチオン性となる。そのため、アニオン性高分子系分散剤は静電引力によりアルミナ粒子に吸着しやすい。さらに、高分子系分散剤が極性を有する場合は、第1の有機結合剤も例えばアクリル系樹脂のように極性を有するものが好ましい。これは結合剤皮膜中で第1の有機結合剤と高分子系分散剤の相溶性が高まることで、アンカー効果により結合剤皮膜の強度が向上するためである。
また、これらの高分子系分散剤は、1種類のみ用いられていてもよく、複数種類が併用されていてもよい。また、アニオン性高分子系分散剤としての性質を示す構造とノニオン性高分子系分散剤としての性質を示す構造を共に有する高分子系分散剤であってもよい。
The type of the polymeric dispersant used in the above (b) binder solution preparation step is not particularly limited, but polycarboxylic acid and / or a salt thereof, naphthalenesulfonate formalin condensate and / or a salt thereof, polyacrylic acid and Anionic polymer dispersants such as / or salts thereof, polymethacrylic acid and / or salts thereof, polyvinyl sulfonic acid and / or salts thereof, and nonionic polymer dispersants such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone and polyethylene glycol And the like; natural hydrophilic polymer materials such as gelatin, casein and water-soluble starch; hydrophilic semi-synthetic polymer materials such as carboxymethyl cellulose and the like.
Of these, hydrophilic synthetic polymer substances are preferable, and anionic polymer dispersants are more preferable. For example, when alumina particles derived from alumina sol are used as the inorganic particles, the surface of the alumina particles becomes cationic in the dispersion solution. Therefore, the anionic polymer dispersant is easily adsorbed on the alumina particles by electrostatic attraction. Furthermore, when the polymer dispersant has polarity, the first organic binder is also preferably polar, such as an acrylic resin. This is because the compatibility of the first organic binder and the polymer dispersant is increased in the binder film, so that the strength of the binder film is improved by the anchor effect.
Moreover, only one type of these polymer dispersants may be used, or a plurality of types may be used in combination. Further, it may be a polymer dispersant having both a structure showing properties as an anionic polymer dispersant and a structure showing properties as a nonionic polymer dispersant.
上記(b)結合剤溶液準備工程において用いる高分子系分散剤としては、数平均分子量が500〜100000であるアニオン性高分子系分散剤も特に好ましい。 As the polymer dispersant used in the above (b) binder solution preparation step, an anionic polymer dispersant having a number average molecular weight of 500 to 100,000 is particularly preferable.
上記(b)結合剤溶液準備工程における結合剤溶液中の高分子系分散剤の濃度は、特に限定されないが、50〜1000ppmであることが好ましい。高分子系分散剤の濃度が50ppm未満の場合には、高分子系分散剤の量が不足するために結合剤溶液中で第1の有機結合剤と第1の無機結合剤とが凝集してしまうことがあり、1000ppmを越える場合は、分散させる効果が変わらないため、過剰な添加は好ましくない。 The concentration of the polymer dispersant in the binder solution in the (b) binder solution preparation step is not particularly limited, but is preferably 50 to 1000 ppm. When the concentration of the polymeric dispersant is less than 50 ppm, the amount of the polymeric dispersant is insufficient, and the first organic binder and the first inorganic binder aggregate in the binder solution. If it exceeds 1000 ppm, the effect of dispersing does not change, so excessive addition is not preferable.
(c)凝集体溶液準備工程
次に、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤を混合して第2の有機結合剤と第2の無機結合剤が凝集した凝集体を含む溶液を作製する凝集体溶液準備工程を行う。
凝集体溶液を準備する方法は、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤を凝集させることができれば特に限定されないが、例えば、第2の有機結合剤を溶媒中に分散させた溶液(第2の有機結合剤溶液)中に、第2の無機結合剤を溶媒中に分散させた溶液(第2の無機結合剤溶液)を添加し、必要に応じて凝集剤を添加することにより調製することができる。
(C) Aggregate solution preparation step Next, a solution containing an aggregate in which the second organic binder and the second inorganic binder are aggregated by mixing the second organic binder and the second inorganic binder. The aggregate solution preparation process to produce is performed.
The method for preparing the aggregate solution is not particularly limited as long as the second organic binder and the second inorganic binder can be aggregated. For example, a solution in which the second organic binder is dispersed in a solvent ( Prepared by adding a solution (second inorganic binder solution) in which the second inorganic binder is dispersed in a solvent to the second organic binder solution) and adding a flocculant as necessary. can do.
上記(c)凝集体溶液準備工程で用いる第2の有機結合剤及び第2の無機結合剤としては、特に限定されず、本発明の保持シール材の説明において述べたものを使用することができるため、その詳細な説明は省略する。 The second organic binder and the second inorganic binder used in the (c) aggregate solution preparation step are not particularly limited, and those described in the explanation of the holding sealing material of the present invention can be used. Therefore, the detailed description is abbreviate | omitted.
上記(c)凝集体溶液準備工程で用いる第2の無機結合剤の濃度は、特に限定されないが、第2の無機結合剤の濃度を固形分換算で0.2〜20重量%程度に薄めた溶液を用いることが好ましい。 Although the density | concentration of the 2nd inorganic binder used at the said (c) aggregate solution preparatory process is not specifically limited, The density | concentration of the 2nd inorganic binder was thinned to about 0.2 to 20 weight% in conversion of solid content. It is preferable to use a solution.
上記(c)凝集体溶液準備工程で用いる第2の有機結合剤としては、特に限定されず、本発明の保持シール材の説明において述べたものを使用することができるため、その詳細な説明は省略する。 The second organic binder used in the above (c) aggregate solution preparation step is not particularly limited, and since the one described in the explanation of the holding sealing material of the present invention can be used, the detailed explanation thereof is as follows. Omitted.
上記(c)凝集体溶液準備工程で用いる第2の有機結合剤の濃度は、特に限定されないが、第2の有機結合剤の濃度を固形分換算で0.2〜20重量%程度に薄めた溶液を用いることが好ましい。 Although the density | concentration of the 2nd organic binder used at the said (c) aggregate solution preparatory process is not specifically limited, The density | concentration of the 2nd organic binder was thinned to about 0.2 to 20 weight% in conversion of solid content. It is preferable to use a solution.
上記(c)凝集体溶液準備工程で用いる溶媒としては、特に限定されず、例えば、上記(b)結合剤溶液準備工程で用いた溶媒と同様のものを用いることができる。 It does not specifically limit as a solvent used at the said (c) aggregate solution preparation process, For example, the thing similar to the solvent used at the said (b) binder solution preparation process can be used.
上記(c)凝集体溶液準備工程において、第2の有機結合剤のガラス転移点は、特に限定されないが、5℃以下であることが好ましく、−10℃以下であることがより好ましく、−30℃以下であることがさらに好ましい。 In the (c) aggregate solution preparation step, the glass transition point of the second organic binder is not particularly limited, but is preferably 5 ° C. or lower, more preferably −10 ° C. or lower, and −30 More preferably, it is not higher than ° C.
上記(c)凝集体溶液準備工程では、必要に応じて、凝集体溶液のpHを調整するためのpH調整剤を添加してもよい。 In the (c) aggregate solution preparation step, a pH adjuster for adjusting the pH of the aggregate solution may be added as necessary.
上記(c)凝集体溶液準備工程では、必要に応じて、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤の凝集を促進させる凝集剤を添加してもよく、例えば、ポリアクリルアミド、アクリル系共重合体等の有機凝集剤やアルミン酸塩等の無機凝集剤等が挙げられ、2種類以上を併用してもよい。 In the above (c) aggregate solution preparation step, an aggregating agent that promotes aggregation of the second organic binder and the second inorganic binder may be added as necessary, for example, polyacrylamide, acrylic An organic flocculant such as a copolymer, an inorganic flocculant such as aluminate, etc. may be mentioned, and two or more kinds may be used in combination.
凝集剤の添加量は、凝集体溶液の全量に対して、0.5重量%以下であることが好ましく、0.2〜0.4重量%であることがより好ましい。 The addition amount of the flocculant is preferably 0.5% by weight or less, more preferably 0.2 to 0.4% by weight, based on the total amount of the aggregate solution.
(d)溶液接触工程
次に、上記結合剤溶液及び上記凝集体溶液を上記マットと接触させる溶液接触工程を行う。
この溶液接触工程において、マットを結合剤溶液及び凝集体溶液と接触させる方法は、特に限定されず、例えば、マットを結合剤溶液及び凝集体溶液に含浸することにより、マット中の無機繊維に結合剤溶液及び凝集体溶液を接触させてもよく、カーテンコート法等の方法で結合剤溶液及び凝集体溶液をマット上に落下させることにより、マット中の無機繊維に結合剤溶液及び凝集体溶液を接触させてもよく、スプレーコーティングのように結合剤溶液及び凝集体溶液を噴霧してマットに吹き付けてもよい。
結合剤溶液及び凝集体溶液を接触させる順番は、特に限定されず、結合剤溶液を接触させ、無機繊維を乾燥させた後に凝集体溶液を接触させてもよいし、無機繊維を乾燥させず、結合剤溶液との接触後、引き続いて凝集体溶液と接触させてもよい。
結合剤溶液及び凝集体溶液を接触させたマットを脱溶媒処理することにより、上記マットを構成する無機繊維に結合剤皮膜及び凝集体を形成することができる。
上記脱溶媒処理においては、上記マットを構成する無機繊維100重量部に対する上記結合剤溶液の付与量が50〜200重量部となるように調整することが好ましい。
(D) Solution contact step Next, a solution contact step is performed in which the binder solution and the aggregate solution are brought into contact with the mat.
In this solution contact step, the method of bringing the mat into contact with the binder solution and the aggregate solution is not particularly limited. For example, the mat is bonded to the inorganic fibers in the mat by impregnating the mat with the binder solution and the aggregate solution. The binder solution and the aggregate solution may be contacted, and the binder solution and the aggregate solution are dropped onto the inorganic fibers in the mat by dropping the binder solution and the aggregate solution on the mat by a method such as curtain coating. They may be contacted, and the binder solution and the agglomerate solution may be sprayed and sprayed onto the mat as in spray coating.
The order in which the binder solution and the aggregate solution are contacted is not particularly limited, and the aggregate solution may be contacted after contacting the binder solution and drying the inorganic fiber, or without drying the inorganic fiber, Following contact with the binder solution, it may subsequently be contacted with the aggregate solution.
By removing the solvent from the mat in contact with the binder solution and the aggregate solution, the binder film and the aggregate can be formed on the inorganic fibers constituting the mat.
In the desolvation treatment, it is preferable to adjust the amount of the binder solution applied to 100 parts by weight of the inorganic fibers constituting the mat to be 50 to 200 parts by weight.
なお、凝集体溶液を接触させる際には、凝集体溶液を撹拌等を行うことで、凝集体を溶液中に分散しながら無機繊維と接触させることが好ましい。凝集体溶液を撹拌しながら無機繊維と接触させることで、凝集体の沈殿を防止し、さらに、凝集体の大きさが大きくなりすぎることを抑制することができる。 When contacting the aggregate solution, it is preferable to contact the inorganic fibers while dispersing the aggregate in the solution by stirring the aggregate solution. By bringing the aggregate solution into contact with the inorganic fibers while stirring, precipitation of the aggregate can be prevented, and further, the size of the aggregate can be suppressed from becoming too large.
上記(d)溶媒接触工程では、結合剤溶液をマットと接触させた際及び凝集体溶液をマットと接触させた際に、結合剤溶液及び凝集体溶液中の溶媒を除去する脱溶媒処理を行ってもよい。
脱溶媒処理としては、マットに含まれる溶媒を除去することができれば特に限定されないが、例えば、圧縮、回転、吸引、減圧等の手段により溶媒を除去することができる。
In the above (d) solvent contact step, when the binder solution is brought into contact with the mat and when the aggregate solution is brought into contact with the mat, a solvent removal treatment for removing the solvent in the binder solution and the aggregate solution is performed. May be.
The solvent removal treatment is not particularly limited as long as the solvent contained in the mat can be removed. For example, the solvent can be removed by means such as compression, rotation, suction, and reduced pressure.
(e)乾燥工程
この後、上記結合剤溶液及び上記凝集体溶液を接触させた上記マットを、110〜140℃程度の温度で乾燥させる乾燥工程を行い、溶媒を除去する。上記乾燥工程によって、無機繊維の表面に第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜が形成され、さらに、上記結合剤皮膜に第2の有機結合剤及び第2の無機結合剤からなる凝集体が突出することで凸部が形成される。
乾燥工程においては、加熱熱風乾燥、通気乾燥、熱板による圧縮乾燥等の方法を用いてマットを乾燥させることができる。
もし、熱板による乾燥を行うとマット内に含浸された結合剤溶液及び凝集体溶液の分布が厚み方向に均一となるため、厚みの成形性が悪い抄造法のマットには有利となる。
(E) Drying step Thereafter, a drying step is performed in which the mat with which the binder solution and the aggregate solution are brought into contact is dried at a temperature of about 110 to 140 ° C. to remove the solvent. By the drying step, a binder film composed of the first organic binder and the first inorganic binder is formed on the surface of the inorganic fiber, and the second organic binder and the second inorganic film are further formed on the binder film. Protrusions are formed by protruding aggregates made of a binder.
In the drying step, the mat can be dried using a method such as hot air drying, ventilation drying, or compression drying with a hot plate.
If drying with a hot plate is performed, the distribution of the binder solution and the aggregate solution impregnated in the mat becomes uniform in the thickness direction, which is advantageous for a mat for papermaking with poor thickness formability.
本発明の保持シール材の製造方法では、第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤溶液と、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤からなる凝集体を含む凝集体溶液をマットに接触させる。第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤溶液をマットに接触させることによって、無機繊維表面には第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜が形成される。さらに、凝集体溶液をマットに接触させることによって、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤からなる凝集体が結合剤皮膜から突出するように形成されることとなる。
そのため、無機繊維が破断した場合であっても、結合剤皮膜により無機繊維の飛散を抑制することができる。さらに、結合剤皮膜には、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤からなる凝集体が結合剤皮膜から突出することで凸部を形成している。そのため、無機繊維同士が接触した場合に、上記凸部が引っ掛かることにより摩擦抵抗となり、無機繊維が滑ることが起こりにくくなる。その結果、保持シール材の面圧が向上する。
The method for producing a holding sealing material of the present invention includes a binder solution composed of a first organic binder and a first inorganic binder, and an aggregate composed of a second organic binder and a second inorganic binder. The agglomerate solution is brought into contact with the mat. By bringing the binder solution made of the first organic binder and the first inorganic binder into contact with the mat, the binder film made of the first organic binder and the first inorganic binder is formed on the surface of the inorganic fiber. It is formed. Furthermore, by bringing the aggregate solution into contact with the mat, an aggregate composed of the second organic binder and the second inorganic binder is formed so as to protrude from the binder film.
Therefore, even if the inorganic fiber is broken, the scattering of the inorganic fiber can be suppressed by the binder film. Furthermore, a convex part is formed in the binder film | membrane by the aggregate which consists of a 2nd organic binder and a 2nd inorganic binder protruding from a binder film | membrane. For this reason, when the inorganic fibers are in contact with each other, the protrusions are hooked to cause frictional resistance, and the inorganic fibers are less likely to slip. As a result, the surface pressure of the holding sealing material is improved.
以上説明したように、本発明の保持シール材の製造方法の一の態様によって、本発明の保持シール材を容易に製造することができる。
一方、本発明の保持シール材は、上記の方法以外によっても容易に製造することができる。その方法を、本発明の保持シール材の製造方法の別の態様として、以下に説明する。
As described above, the holding sealing material of the present invention can be easily manufactured by one aspect of the method of manufacturing the holding sealing material of the present invention.
On the other hand, the holding sealing material of the present invention can be easily produced by methods other than those described above. The method will be described below as another embodiment of the method for producing the holding sealing material of the present invention.
本発明の保持シール材の製造方法の別の態様は、無機繊維からなるマットを準備するマット準備工程と、有機結合剤からなる有機結合剤溶液を準備する有機結合剤溶液準備工程と、
無機結合剤からなる無機結合剤溶液を準備する無機結合剤溶液準備工程と、上記有機結合剤溶液を上記マットに接触させる工程と上記無機結合剤溶液を上記マットに接触させる工程とをそれぞれ行うことで、上記無機繊維の表面に上記有機結合剤溶液に由来する第1の有機結合剤と上記無機結合剤溶液に由来する第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜を形成し、かつ、上記結合剤皮膜上で上記有機結合剤溶液に由来する第2の有機結合剤と上記無機結合剤溶液に由来する第2の無機結合剤を凝集させて凝集体を形成し、上記結合剤皮膜上に上記凝集体からなる凸部を形成する溶液接触工程と、上記有機結合剤溶液及び上記無機結合剤溶液を接触させた上記マットを乾燥する乾燥工程からなることを特徴とする。
Another aspect of the manufacturing method of the holding sealing material of the present invention includes a mat preparing step of preparing a mat made of inorganic fibers, an organic binder solution preparing step of preparing an organic binder solution consisting of an organic binder,
Performing an inorganic binder solution preparing step of preparing an inorganic binder solution comprising an inorganic binder, a step of bringing the organic binder solution into contact with the mat, and a step of bringing the inorganic binder solution into contact with the mat. And forming a binder film composed of the first organic binder derived from the organic binder solution and the first inorganic binder derived from the inorganic binder solution on the surface of the inorganic fiber, and the bonding On the binder film, the second organic binder derived from the organic binder solution and the second inorganic binder derived from the inorganic binder solution are aggregated to form an aggregate, and the above-described binder film is It is characterized by comprising a solution contact step for forming a convex portion comprising an aggregate and a drying step for drying the mat in contact with the organic binder solution and the inorganic binder solution.
以下に、本発明の保持シール材の製造方法の別の態様を構成する各工程について説明する。 Below, each process which comprises another aspect of the manufacturing method of the holding sealing material of this invention is demonstrated.
(a)マット準備工程
本発明の保持シール材の製造方法の別の態様では、まず、無機繊維からなるマットを準備するマット準備工程を行う。
マット準備工程は、既に説明した本発明の保持シール材の製造方法の一の態様と同じであるため、説明を省略する。
(A) Mat Preparation Step In another aspect of the method for manufacturing the holding sealing material of the present invention, first, a mat preparation step for preparing a mat made of inorganic fibers is performed.
Since the mat preparation step is the same as the one aspect of the method for manufacturing the holding sealing material of the present invention described above, the description thereof is omitted.
(b)有機結合剤溶液準備工程
次に、有機結合剤を溶媒中に分散させることにより有機結合剤溶液を準備する工程を行う。
有機結合剤を溶媒中に添加し、充分に撹拌することで、有機結合剤が溶媒に分散した有機結合剤溶液を調製することができる。
(B) Organic Binder Solution Preparation Step Next, a step of preparing an organic binder solution by dispersing the organic binder in a solvent is performed.
An organic binder solution in which the organic binder is dispersed in the solvent can be prepared by adding the organic binder to the solvent and stirring sufficiently.
上記(b)有機結合剤溶液準備工程において用いる有機結合剤としては、特に限定されず、本発明の保持シール材で説明した第1の有機結合剤及び第2の有機結合剤として記載された化合物を好適に用いることができ、アクリル系樹脂、アクリレート系ラテックス、ゴム系ラテックス、カルボキシメチルセルロース又はポリビニルアルコール等の水溶性有機重合体、スチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられ、アクリル樹脂が特に好ましく、2種以上を併用してもよい。 The organic binder used in the organic binder solution preparation step (b) is not particularly limited, and the compounds described as the first organic binder and the second organic binder described in the holding sealing material of the present invention. Can be suitably used, such as acrylic resin, acrylate latex, rubber latex, water-soluble organic polymer such as carboxymethyl cellulose or polyvinyl alcohol, thermoplastic resin such as styrene resin, thermosetting resin such as epoxy resin, etc. An acrylic resin is particularly preferable, and two or more kinds may be used in combination.
上記(b)有機結合剤溶液準備工程において用いる溶媒としては、特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール等の水性有機溶媒や水等が挙げられ、製造コストの観点からは、水を使用することが好ましい。 The solvent used in the organic binder solution preparation step (b) is not particularly limited, and examples thereof include aqueous organic solvents such as methanol and ethanol, water, and the like. From the viewpoint of production cost, water is used. Is preferred.
上記(b)有機結合剤溶液準備工程において、有機結合剤溶液の濃度は、特に限定されないが、固形分換算で0.2〜20重量%程度に薄めた液を用いることが好ましい。 In the (b) organic binder solution preparation step, the concentration of the organic binder solution is not particularly limited, but it is preferable to use a solution diluted to about 0.2 to 20% by weight in terms of solid content.
上記(b)有機結合剤溶液準備工程において用いる有機結合剤のガラス転移点は、特に限定されないが、5℃以下であることが好ましく、−10℃以下であることがより好ましく、−30℃以下であることがさらに好ましい。
上記(b)有機結合剤溶液準備工程において用いる有機結合剤のガラス転移点を5℃以下とすることで、無機繊維の表面に形成される結合剤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保持シール材を製造することができる。このような保持シール材は、排ガス処理体に巻き付ける際に保持シール材が折れにくくなる。また、結合剤皮膜が硬くなり過ぎないため、無機繊維の飛散を抑制しやすくなる。
The glass transition point of the organic binder used in the (b) organic binder solution preparation step is not particularly limited, but is preferably 5 ° C. or lower, more preferably −10 ° C. or lower, and −30 ° C. or lower. More preferably.
(B) By making the glass transition point of the organic binder used in the organic binder solution preparation step 5 ° C. or less, the film elongation is increased while increasing the strength of the binder film formed on the surface of the inorganic fiber. A high and flexible holding sealing material can be produced. Such a holding sealing material is difficult to break when it is wound around the exhaust gas treating body. Moreover, since the binder film does not become too hard, it becomes easy to suppress scattering of inorganic fibers.
上記(b)有機結合剤溶液準備工程では、必要に応じて、有機結合剤溶液のpHを調整するためのpH調整剤を添加してもよい。 In the (b) organic binder solution preparation step, a pH adjuster for adjusting the pH of the organic binder solution may be added as necessary.
(c)無機結合剤溶液準備工程
次に、無機結合剤を溶媒中に分散させることで、無機結合剤溶液を準備する無機結合剤溶液準備工程を行う。
無機結合剤を溶媒中に添加し、充分に撹拌することで、無機結合剤が溶媒に分散した無機結合剤溶液を調製することができる。
(C) Inorganic binder solution preparation step Next, an inorganic binder solution preparation step of preparing an inorganic binder solution by dispersing the inorganic binder in a solvent is performed.
An inorganic binder solution in which the inorganic binder is dispersed in the solvent can be prepared by adding the inorganic binder to the solvent and stirring sufficiently.
上記(c)無機結合剤溶液準備工程で用いる無機結合剤としては、特に限定されず、本発明の保持シール材で説明した第1の無機結合剤及び第2の無機結合剤として記載された化合物を好適に用いることができる。 The inorganic binder used in the (c) inorganic binder solution preparation step is not particularly limited, and the compounds described as the first inorganic binder and the second inorganic binder described in the holding sealing material of the present invention. Can be suitably used.
上記(c)無機結合剤溶液準備工程において、無機結合剤溶液の濃度は特に限定されないが、無機結合剤の濃度を固形分換算で0.2〜20重量%程度に薄めた溶液を用いることが好ましい。 In the above (c) inorganic binder solution preparation step, the concentration of the inorganic binder solution is not particularly limited, but it is preferable to use a solution in which the concentration of the inorganic binder is diluted to about 0.2 to 20% by weight in terms of solid content. preferable.
上記(c)無機結合剤溶液準備工程で用いる溶媒としては、特に限定されず、例えば、上記有機結合剤溶液準備工程で用いた溶媒と同様のものを用いることができる。 It does not specifically limit as a solvent used at the said (c) inorganic binder solution preparatory process, For example, the thing similar to the solvent used at the said organic binder solution preparatory process can be used.
上記(c)無機結合剤溶液準備工程では、無機結合剤溶液のpHを調整するためのpH調整剤を添加してもよい。 In the (c) inorganic binder solution preparation step, a pH adjuster for adjusting the pH of the inorganic binder solution may be added.
(d)溶液接触工程
この溶液接触工程では、無機繊維に対して有機結合剤溶液と無機結合剤溶液を別々に接触させる。先にマットと有機結合剤溶液とを接触させた場合、無機繊維の表面にはまず有機結合剤が付着する。続いて、マットを無機結合剤溶液と接触させると、無機繊維の表面に存在する有機結合剤と、無機結合剤溶液中に含まれる無機結合剤が凝集して凝集体を形成する。さらに、上記凝集体を形成しなかった有機結合剤と無機結合剤は凝集せずに、有機結合剤としての高分子樹脂成分中に無機結合剤としての無機粒子が分散する。そのため、無機繊維の表面には有機結合剤と無機結合剤からなる結合剤皮膜が形成され、かつ、上記結合剤皮膜から有機結合剤と無機結合剤からなる凝集体が突出して凸部を形成することとなる。
すなわち、無機繊維の表面に有機結合剤溶液に由来する第1の有機結合剤と無機結合剤溶液に由来する第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜を形成し、かつ、結合剤皮膜上で有機結合剤溶液に由来する第2の有機結合剤と無機結合剤溶液に由来する第2の無機結合剤を凝集させて凝集体を形成、結合剤皮膜上に凝集体からなる凸部を形成することとなる。
(D) Solution contact process In this solution contact process, an organic binder solution and an inorganic binder solution are separately brought into contact with inorganic fibers. When the mat and the organic binder solution are first contacted, the organic binder first adheres to the surface of the inorganic fiber. Subsequently, when the mat is brought into contact with the inorganic binder solution, the organic binder present on the surface of the inorganic fibers and the inorganic binder contained in the inorganic binder solution aggregate to form an aggregate. Further, the organic binder and the inorganic binder that did not form the aggregate are not aggregated, and the inorganic particles as the inorganic binder are dispersed in the polymer resin component as the organic binder. Therefore, a binder film made of an organic binder and an inorganic binder is formed on the surface of the inorganic fiber, and an aggregate made of the organic binder and the inorganic binder protrudes from the binder film to form a convex portion. It will be.
That is, a binder film composed of a first organic binder derived from the organic binder solution and a first inorganic binder derived from the inorganic binder solution is formed on the surface of the inorganic fiber, and on the binder film The second organic binder derived from the organic binder solution and the second inorganic binder derived from the inorganic binder solution are aggregated to form an aggregate, and a convex portion made of the aggregate is formed on the binder film. It will be.
上記(d)溶液接触工程において有機結合剤溶液と無機結合剤をマットに接触させる順序は特に限定されないが、まず有機結合剤溶液をマットに接触させ、その後無機結合剤溶液をマットに接触させることが好ましい。
まず有機結合剤溶液をマットに接触させることによって、無機繊維の表面に結合剤皮膜を形成することができるため、続く無機結合剤溶液との接触において、有機結合剤溶液と無機結合剤溶液とが接触しやすくなる。
The order in which the organic binder solution and the inorganic binder are brought into contact with the mat is not particularly limited in the above (d) solution contact step. First, the organic binder solution is brought into contact with the mat, and then the inorganic binder solution is brought into contact with the mat. Is preferred.
First, by bringing the organic binder solution into contact with the mat, a binder film can be formed on the surface of the inorganic fiber. Therefore, in the subsequent contact with the inorganic binder solution, the organic binder solution and the inorganic binder solution are separated from each other. Easy to touch.
上記(d)溶媒接触工程では、有機結合剤溶液をマットと接触させた際及び無機結合剤溶液をマットと接触させた際に、溶媒を除去する脱溶媒処理を行ってもよい。
脱溶媒処理としては、マットに含まれる溶媒を除去することができれば特に限定されないが、例えば、圧縮、回転、吸引、減圧等の手段により溶媒を除去することができる。
In the above (d) solvent contact step, when the organic binder solution is brought into contact with the mat and when the inorganic binder solution is brought into contact with the mat, a solvent removal treatment for removing the solvent may be performed.
The solvent removal treatment is not particularly limited as long as the solvent contained in the mat can be removed. For example, the solvent can be removed by means such as compression, rotation, suction, and reduced pressure.
なお、本発明の保持シール材の製造方法の別の態様において、有機結合剤は第1の有機結合剤と第2の有機結合剤の混合物ではなく、単に、上記(d)溶液接触工程において、有機結合剤のうち、凝集体を形成するものを第2の有機結合剤、結合剤皮膜を形成するものを第1の有機結合剤と区別しているものである。 In another aspect of the method for producing the holding sealing material of the present invention, the organic binder is not a mixture of the first organic binder and the second organic binder, but simply in the above (d) solution contact step. Among the organic binders, those that form aggregates are distinguished from the second organic binder, and those that form the binder film are distinguished from the first organic binder.
(e)乾燥工程
続いて、上記(e)溶液接触工程を終えたマットを乾燥する乾燥工程を行うが、本発明の保持シール材の製造方法の別の態様を構成する乾燥工程は、本発明の保持シール材の製造方法の一の態様を構成する乾燥工程と同じであるため、説明を省略する。
乾燥工程によって、無機繊維の表面に第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜が形成され、さらに、上記結合剤皮膜に第2の有機結合剤と第2の無機結合剤からなる凝集体が突出することで凸部が形成される。
(E) Drying step Subsequently, the drying step of drying the mat after the above (e) solution contact step is performed. The drying step constituting another aspect of the method for producing the holding sealing material of the present invention is the present invention. Since it is the same as the drying process which comprises the one aspect | mode of the manufacturing method of this holding sealing material, description is abbreviate | omitted.
By the drying step, a binder film composed of the first organic binder and the first inorganic binder is formed on the surface of the inorganic fiber, and further, the second organic binder and the second inorganic bond are formed on the binder film. A convex part is formed because the aggregate which consists of an agent protrudes.
このような製造方法によって製造された保持シール材は、無機繊維の表面に第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜を有しており、さらに、上記結合剤皮膜から上記第2の有機結合剤と上記第2の無機結合剤からなる凝集体が突出して凸部を形成している。
従って、本発明の保持シール材の製造方法の別の態様では、本発明の保持シール材を容易に製造することができる。
The holding sealing material manufactured by such a manufacturing method has a binder film composed of the first organic binder and the first inorganic binder on the surface of the inorganic fiber, and further from the binder film. Aggregates made of the second organic binder and the second inorganic binder protrude to form a convex portion.
Therefore, in another aspect of the manufacturing method of the holding sealing material of the present invention, the holding sealing material of the present invention can be easily manufactured.
以上説明したように、本発明の保持シール材の製造方法の一の態様と本発明の保持シール材の製造方法の別の態様とでは、結合剤皮膜及び凝集体が形成される場所が異なる。すなわち、本発明の保持シール材の製造方法の一の態様では、第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤溶液と、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤からなる凝集体溶液とが無機繊維の表面にそれぞれ接触する。これに対して、本発明の保持シール材の製造方法の別の態様では、有機結合剤溶液と無機結合剤溶液がそれぞれ個別に無機繊維の表面と接触する。無機繊維の表面で有機結合剤と無機結合剤が接触することで、初めて結合剤皮膜と凝集体が形成される。それ以外の点、例えば、マット準備工程、乾燥工程は共通している。 As described above, the place where the binder film and the aggregate are formed is different between one aspect of the method for manufacturing the holding sealing material of the present invention and another aspect of the method for manufacturing the holding sealing material of the present invention. That is, in one aspect of the method for producing a holding sealing material of the present invention, a binder solution composed of a first organic binder and a first inorganic binder, a second organic binder, and a second inorganic binder. The agglomerate solution consisting of each comes into contact with the surface of the inorganic fiber. On the other hand, in another aspect of the manufacturing method of the holding sealing material of the present invention, the organic binder solution and the inorganic binder solution are individually in contact with the surface of the inorganic fiber. Only when the organic binder and the inorganic binder come into contact with each other on the surface of the inorganic fiber, a binder film and an aggregate are formed. Other points, for example, the mat preparation process and the drying process are common.
本発明の保持シール材の製造方法により製造した保持シール材を図4に示すような凸部と凹部を備えた形状の保持シール材とするためには、保持シール材を所定の形状に裁断する裁断工程をさらに行えばよい。 In order to make the holding sealing material manufactured by the method for manufacturing the holding sealing material of the present invention into a holding sealing material having a shape having convex portions and concave portions as shown in FIG. 4, the holding sealing material is cut into a predetermined shape. What is necessary is just to perform a cutting process further.
保持シール材の裁断は、トムソン刃、ギロチン刃、レーザー、ウォータジェット等により行うことができる。適宜、状況に応じて上記裁断方法を用いればよいが、大量加工を重視するのではあればトムソン刃やギロチン刃が好ましく、裁断精度を重視するのであればレーザーやウォータジェットが好ましい。 The holding sealing material can be cut using a Thomson blade, a guillotine blade, a laser, a water jet, or the like. The above cutting method may be used as appropriate depending on the situation, but a Thomson blade or a guillotine blade is preferable if mass processing is important, and a laser or a water jet is preferable if cutting accuracy is important.
本発明の保持シール材は、排ガス浄化装置の保持シール材として使用することができる。 The holding sealing material of the present invention can be used as a holding sealing material for an exhaust gas purification device.
以下、本発明の排ガス浄化装置について説明する。
本発明の排ガス浄化装置は、金属ケーシングと、上記金属ケーシングに収容された排ガス処理体と、上記排ガス処理体の周囲に巻き付けられ、上記排ガス処理体及び上記金属ケーシングの間に配設された保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材は、本発明の保持シール材又は本発明の保持シール材の製造方法により製造された保持シール材である。
Hereinafter, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention will be described.
The exhaust gas purifying apparatus of the present invention includes a metal casing, an exhaust gas treatment body accommodated in the metal casing, and a holding member that is wound around the exhaust gas treatment body and disposed between the exhaust gas treatment body and the metal casing. An exhaust gas purifying apparatus including a sealing material, wherein the holding sealing material is a holding sealing material manufactured by the holding sealing material of the present invention or the manufacturing method of the holding sealing material of the present invention.
図6は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。
図6に示すように、本発明の排ガス浄化装置100は、金属ケーシング130と、金属ケーシング130に収容された排ガス処理体120と、排ガス処理体120及び金属ケーシング130の間に配設された保持シール材110とを備えている。
排ガス処理体120は、多数のセル125がセル壁126を隔てて長手方向に並設された柱状のものである。なお、金属ケーシング130の端部には、必要に応じて、内燃機関から排出された排ガスを導入する導入管と、排ガス浄化装置を通過した排ガスが外部に排出される排出管とが接続されることとなる。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 6, the exhaust gas purification apparatus 100 of the present invention includes a metal casing 130, an exhaust gas treatment body 120 accommodated in the metal casing 130, and a holding disposed between the exhaust gas treatment body 120 and the metal casing 130. And a sealing material 110.
The exhaust gas treatment body 120 has a columnar shape in which a large number of cells 125 are arranged in parallel in the longitudinal direction with a cell wall 126 therebetween. Note that an end of the metal casing 130 is connected to an introduction pipe for introducing the exhaust gas discharged from the internal combustion engine and an exhaust pipe for discharging the exhaust gas that has passed through the exhaust gas purification device to the outside, if necessary. It will be.
次に、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体(ハニカムフィルタ)及び金属ケーシングについて説明する。
なお、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の構成については、本発明の保持シール材としてすでに説明しているので省略する。
Next, the exhaust gas treatment body (honeycomb filter) and the metal casing constituting the exhaust gas purification apparatus of the present invention will be described.
In addition, about the structure of the holding sealing material which comprises an exhaust gas purification apparatus, since it has already demonstrated as the holding sealing material of this invention, it abbreviate | omits.
本発明の排ガス浄化装置を構成する金属ケーシングの材質は、耐熱性を有する金属であれば特に限定されず、具体的には、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属類が挙げられる。 The material of the metal casing constituting the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is not particularly limited as long as it is a metal having heat resistance, and specifically, metals such as stainless steel, aluminum, iron and the like can be mentioned.
本発明の排ガス浄化装置を構成する金属ケーシングの形状は、略円筒型形状のほか、クラムシェル型形状等を好適に用いることができる。 As the shape of the metal casing constituting the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, a clamshell shape or the like can be suitably used in addition to a substantially cylindrical shape.
続いて、排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体について説明する。
図7は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。
Subsequently, the exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus will be described.
FIG. 7 is a perspective view schematically showing an example of the exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
図6に示す排ガス処理体120は、多数のセル125がセル壁126を隔てて長手方向に併設される柱状のセラミック質からなるハニカム構造体である。また、セル125のいずれかの端部は、封止材128で封止されている。 An exhaust gas treatment body 120 shown in FIG. 6 is a honeycomb structure made of a columnar ceramic material in which a large number of cells 125 are provided side by side with cell walls 126 therebetween. One end of each cell 125 is sealed with a sealing material 128.
セル125のいずれかの端部が封止されている場合、排ガス処理体120の一方の端部からみたときに、端部が封止されたセルと封止されていないセルとが交互に配置されていることが好ましい。 When either end of the cell 125 is sealed, when viewed from one end of the exhaust gas treating body 120, the cells whose end are sealed and the cells that are not sealed are alternately arranged. It is preferable that
排ガス処理体120を長手方向に垂直な方向に切断した断面形状は、特に限定されず、略円形、略楕円形でもよく、略三角形、略四角形、略五角形、略六角形等の略多角形であってもよい。 The cross-sectional shape obtained by cutting the exhaust gas treatment body 120 in a direction perpendicular to the longitudinal direction is not particularly limited, and may be a substantially circular shape or a substantially elliptical shape, or a substantially polygonal shape such as a substantially triangular shape, a substantially rectangular shape, a substantially pentagonal shape, or a substantially hexagonal shape. There may be.
排ガス処理体120を構成するセル125の断面形状は、略三角形、略四角形、略五角形、略六角形等の略多角形でもよく、また、略円形、略楕円形であってもよい。また、排ガス処理体120は、複数の断面形状のセルが組み合わされたものであってもよい。 The cross-sectional shape of the cells 125 constituting the exhaust gas treating body 120 may be a substantially triangular shape, a substantially quadrangular shape, a substantially pentagonal shape, a substantially hexagonal shape or the like, or may be a substantially circular shape or a substantially elliptical shape. Further, the exhaust gas treating body 120 may be a combination of cells having a plurality of cross-sectional shapes.
排ガス処理体120を構成する素材は特に限定されないが、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。
これら多孔質焼成体は、脆性材料であるので、機械的な衝撃等により破壊されやすい。しかし、本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体120の側面の周囲には保持シール材110が介在し、衝撃を吸収するので、機械的な衝撃や熱衝撃により排ガス処理体120にクラック等が発生するのを防止することができる。
The material constituting the exhaust gas treatment body 120 is not particularly limited, and non-oxides such as silicon carbide and silicon nitride, and oxides such as cordierite and aluminum titanate can be used. Of these, non-oxide porous fired bodies such as silicon carbide or silicon nitride are particularly preferable.
Since these porous fired bodies are brittle materials, they are easily broken by a mechanical impact or the like. However, in the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the holding sealing material 110 is interposed around the side surface of the exhaust gas treatment body 120 to absorb the impact, so that the exhaust gas treatment body 120 is cracked by a mechanical impact or a thermal shock. It can be prevented from occurring.
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体には、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事もできる。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。 The exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus of the present invention may carry a catalyst for purifying exhaust gas, and the supported catalyst is preferably a noble metal such as platinum, palladium, rhodium, etc. Then, platinum is more preferable. In addition, 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, it is easy to burn and remove PM, and toxic exhaust gas can be purified.
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体としては、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 constituting the exhaust gas purification apparatus of the present invention may be an integrally formed honeycomb structure made of cordierite or the like, or may be made of silicon carbide or the like, and has a large number of through holes. May be a collective honeycomb structure in which a plurality of columnar honeycomb fired bodies arranged in parallel in the longitudinal direction with partition walls are bundled together through a paste mainly containing ceramic.
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、セルに封止材が設けられずに、セルの端部が封止されていなくてもよい。この場合、排ガス処理体は、白金等の触媒を担持させることによって、排ガス中に含まれるCO、HC又はNOx等の有害なガス成分を浄化する触媒担体として機能する。 In the exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the end of the cell may not be sealed without providing the cell with the sealing material. In this case, the exhaust gas treating body functions as a catalyst carrier that purifies harmful gas components such as CO, HC, or NOx contained in the exhaust gas by supporting a catalyst such as platinum.
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、外周面に外周コート層が形成されていてもよい。排ガス処理体の外周面に外周コート層が形成されていると、排ガス処理体の外周部を補強したり、形状を整えたり、断熱性を向上させることができる。なお、排ガス処理体の外周面とは、柱状である排ガス処理体の側面部分を指す。 In the exhaust gas treating body constituting the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, an outer peripheral coat layer may be formed on the outer peripheral surface. When the outer peripheral coating layer is formed on the outer peripheral surface of the exhaust gas treating body, the outer peripheral portion of the exhaust gas treating body can be reinforced, the shape can be adjusted, and the heat insulation can be improved. In addition, the outer peripheral surface of the exhaust gas treatment body refers to a side surface portion of the exhaust gas treatment body that is columnar.
上述した構成を有する排ガス浄化装置100を排ガスが通過する場合について、図6を参照して以下に説明する。
図6に示すように、内燃機関から排出され、排ガス浄化装置100に流入した排ガス(図6中、排ガスをGで示し、排ガスの流れを矢印で示す)は、排ガス処理体(ハニカムフィルタ)120の排ガス流入型端面120aに開口した一のセル125に流入し、セル125を隔てるセル壁126を通過する。この際、排ガス中のPMがセル壁126で捕集され、排ガスが浄化されることとなる。浄化された排ガスは、排ガス処理側端面120bに開口した他のセル125から流出し、外部に排出される。
A case where the exhaust gas passes through the exhaust gas purification apparatus 100 having the above-described configuration will be described below with reference to FIG.
As shown in FIG. 6, the exhaust gas discharged from the internal combustion engine and flowing into the exhaust gas purification device 100 (in FIG. 6, the exhaust gas is indicated by G and the flow of the exhaust gas is indicated by an arrow) is an exhaust gas treatment body (honeycomb filter) 120. Flows into one cell 125 opened in the exhaust gas inflow end face 120a and passes through the cell wall 126 separating the cells 125. At this time, PM in the exhaust gas is collected by the cell wall 126, and the exhaust gas is purified. The purified exhaust gas flows out from another cell 125 opened in the exhaust gas treatment side end face 120b and is discharged to the outside.
次に、本発明の排ガス浄化装置の製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the exhaust gas purification apparatus of the present invention will be described.
図8は、本発明の排ガス浄化装置の製造方法の一例を模式的に示した斜視図である。
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体及び保持シール材は、図8に示すように排ガス処理体120の周囲に沿って保持シール材110を巻き付け、巻付体140とする。次に、この巻付体140を金属ケーシング130に収容することで、本発明の排ガス浄化装置となる。
FIG. 8 is a perspective view schematically showing an example of the manufacturing method of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 8, the exhaust gas treating body and the holding sealing material constituting the exhaust gas purifying apparatus of the present invention are wound around the exhaust gas treating body 120 to form a wound body 140. Next, by accommodating the wound body 140 in the metal casing 130, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is obtained.
次に、巻付体140を金属ケーシング130に収容する方法としては、例えば、金属ケーシング130内部の所定の位置まで周囲に保持シール材110が配設された排ガス処理体120を圧入する圧入方式(スタッフィング方式)、金属ケーシング130の内径を縮めるように外周側から圧縮するサイジング方式(スウェージング形式)、並びに、金属ケーシングを第1のケーシング及び第2のケーシングの部品に分離可能な形状としておき、巻付体140を第1のケーシング上に載置した後に第2のケーシングをかぶせて密封するクラムシェル方式等が挙げられる。
圧入方式(スタッフィング方式)によって巻付体を金属ケーシングに収容する場合、金属ケーシングの内径(排ガス処理体を収容する部分の内径)は、上記巻付体の外径より若干小さくなっていることが好ましい。
Next, as a method of accommodating the wound body 140 in the metal casing 130, for example, a press-fitting method in which the exhaust gas treatment body 120 having the holding sealing material 110 disposed around the predetermined position inside the metal casing 130 is press-fitted ( Stuffing method), sizing method (swaging type) that compresses from the outer peripheral side so as to reduce the inner diameter of the metal casing 130, and the metal casing in a shape that can be separated into parts of the first casing and the second casing, For example, a clamshell method in which the wound body 140 is placed on the first casing and then covered with the second casing and sealed.
When the wound body is accommodated in the metal casing by the press-fitting method (stuffing method), the inner diameter of the metal casing (the inner diameter of the portion accommodating the exhaust gas treating body) may be slightly smaller than the outer diameter of the wound body. preferable.
本発明の排ガス浄化装置は、互いに結合された2層以上の複数枚の保持シール材から構成されていてもよい。複数枚の保持シール材を結合する方法としては、特に限定されず、例えば、ミシン縫いで保持シール材同士を結合する方法、粘着テープ又は接着剤で保持シール材同士を接着する方法等が挙げられる。 The exhaust gas purifying apparatus of the present invention may be composed of a plurality of holding sealing materials of two or more layers joined together. The method for bonding a plurality of holding sealing materials is not particularly limited, and examples thereof include a method for bonding holding sealing materials by sewing and a method for bonding holding sealing materials with an adhesive tape or an adhesive. .
これらの工程を経て、本発明の排ガス浄化装置が製造される。 Through these steps, the exhaust gas purification apparatus of the present invention is manufactured.
本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体と金属ケーシングとの間に、保持シール材が介在しており、上記保持シール材は、本発明の保持シール材、本発明の保持シール材の別の態様、又は、本発明の保持シール材の製造方法により製造された保持シール材である。
本発明の保持シール材の製造方法により製造された保持シール材は、無機繊維の表面に第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜が形成されている。無機繊維の表面に結合剤皮膜が形成されているため、無機繊維が破断した場合であっても、結合剤皮膜により無機繊維の飛散を抑制することができる。さらに、結合剤皮膜からは、凝集体が突出している。そのため、無機繊維同士が接触した場合に、凝集体による凸部が引っ掛かり、無機繊維同士の摩擦抵抗を増加させる。その結果、保持シール材の面圧を向上させることができる。また、排ガスの熱によって結合剤皮膜及び凝集体中の有機結合剤が焼失した場合、無機繊維のおおよそ表面全体には結合剤皮膜中の第1の無機結合剤による微細な凸部と、凝集体中の第2の無機結合剤に由来する大きな凸部が形成される。これらの無機結合剤に由来する凸部が無機繊維のおおよそ表面全体に形成されていることで、繊維同士が滑りにくくなり、高い面圧を保持することができ、排ガス処理体の破損を抑制することができる。
In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, a holding sealing material is interposed between the exhaust gas treating body and the metal casing, and the holding sealing material is different from the holding sealing material of the present invention and the holding sealing material of the present invention. It is the holding sealing material manufactured by the manufacturing method of the aspect or this invention.
In the holding sealing material manufactured by the method for manufacturing a holding sealing material of the present invention, a binder film composed of the first organic binder and the first inorganic binder is formed on the surface of the inorganic fiber. Since the binder film is formed on the surface of the inorganic fiber, even when the inorganic fiber is broken, the scattering of the inorganic fiber can be suppressed by the binder film. Furthermore, aggregates protrude from the binder film. Therefore, when inorganic fiber contacts, the convex part by an aggregate catches and increases the frictional resistance of inorganic fiber. As a result, the surface pressure of the holding sealing material can be improved. Further, when the binder film and the organic binder in the aggregate are burned out due to the heat of the exhaust gas, the fine projections of the first inorganic binder in the binder film and the aggregate are formed on the entire surface of the inorganic fiber. Large protrusions derived from the second inorganic binder in the middle are formed. Since the convex portions derived from these inorganic binders are formed on almost the entire surface of the inorganic fibers, the fibers are less likely to slip, can maintain a high surface pressure, and suppress damage to the exhaust gas treating body. be able to.
以下に、本発明の保持シール材、保持シール材の製造方法及び排ガス浄化装置の作用効果について説明する。 Hereinafter, the operation and effect of the holding sealing material, the manufacturing method of the holding sealing material, and the exhaust gas purification apparatus of the present invention will be described.
(1)本発明の保持シール材では、無機繊維の表面に第1の有機結合剤と第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜が形成されている。そのため、無機繊維が破断した場合であっても、結合剤皮膜により無機繊維の飛散を抑制することができる。従って、本発明の保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を金属ケーシングに圧入等して排ガス浄化装置を製造する際、無機繊維の飛散を抑制することができる。 (1) In the holding sealing material of the present invention, a binder film composed of the first organic binder and the first inorganic binder is formed on the surface of the inorganic fiber. Therefore, even if the inorganic fiber is broken, the scattering of the inorganic fiber can be suppressed by the binder film. Therefore, when manufacturing the exhaust gas purification device by press-fitting the exhaust gas treatment body around which the holding sealing material of the present invention is wound into a metal casing, scattering of inorganic fibers can be suppressed.
(2)本発明の保持シール材では、結合剤皮膜から第2の有機結合剤と第2の無機結合剤からなる凝集体が突出して、複数の凸部を形成している。そのため、無機繊維同士が接触した場合に、上記凸部が引っ掛かることにより摩擦抵抗となり、無機繊維同士が滑りにくくなる。その結果、保持シール材の面圧が向上する。 (2) In the holding sealing material of the present invention, an aggregate composed of the second organic binder and the second inorganic binder protrudes from the binder film to form a plurality of convex portions. For this reason, when the inorganic fibers come into contact with each other, the convex portions are hooked to cause frictional resistance, and the inorganic fibers are difficult to slip. As a result, the surface pressure of the holding sealing material is improved.
(3)本発明の保持シール材の製造方法では、上記構成の保持シール材を容易に製造することができる。 (3) In the manufacturing method of the holding sealing material of the present invention, the holding sealing material having the above configuration can be easily manufactured.
(4)本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体と金属ケーシングとの間に、保持シール材が介在しているので、排ガスが漏れるのを防ぐことができるとともに、保持シール材を構成する無機繊維表面に第2の有機結合剤と第2の無機結合剤からなる凝集体が突出して、複数の凸部を形成しているので、保持シール材の面圧が高く、排ガス処理体を安定的に保持することができる。 (4) In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, since the holding sealing material is interposed between the exhaust gas treating body and the metal casing, it is possible to prevent the exhaust gas from leaking and to form the holding sealing material. Aggregates composed of the second organic binder and the second inorganic binder protrude from the fiber surface to form a plurality of convex portions, so that the surface pressure of the holding sealing material is high and the exhaust gas treating body is stable. Can be held in.
(5)さらに、本発明の排ガス浄化装置では、排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体に高温の排ガスが流通すること等により、結合剤皮膜中の第1の有機結合剤及び凝集体中の第2の有機結合剤が焼失する。結合剤皮膜中の第1の有機結合剤及び凝集体中の第2の有機結合剤が焼失したとしても、結合剤皮膜中の第1の無機結合剤及び凝集体中の第2の無機結合剤は焼失しないため、無機繊維の表面には第1の無機結合剤に由来する微細な凸部と、第2の無機結合剤に由来する大きな凸部が形成され、無機繊維同士の摩擦抵抗を増加させるため、面圧を高く保つことができる。 (5) Further, in the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the first organic binder in the binder film and the first in the aggregate are obtained by circulating high-temperature exhaust gas through the exhaust gas treatment body constituting the exhaust gas purification apparatus. 2 organic binder burns out. Even if the first organic binder in the binder film and the second organic binder in the aggregate are burned out, the first inorganic binder in the binder film and the second inorganic binder in the aggregate Does not burn out, the surface of the inorganic fiber is formed with fine protrusions derived from the first inorganic binder and large protrusions derived from the second inorganic binder to increase the frictional resistance between the inorganic fibers. Therefore, the surface pressure can be kept high.
(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)
Examples in which the present invention is disclosed more specifically are shown below. In addition, this invention is not limited only to these Examples.
(実施例1)
(a)マット準備工程
まず、以下の手順により無機繊維からなるマットを準備した。
Example 1
(A) Mat preparation step First, a mat made of inorganic fibers was prepared by the following procedure.
(a−1)紡糸工程
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。
(A-1) Spinning Step Inorganic fibers after firing with respect to a 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 the composition ratio in Al 2 O 3 : SiO 2 = 72: 28 (weight ratio) was added, and an organic polymer (polyvinyl alcohol) was added in an appropriate amount to prepare a mixed solution.
The obtained mixed solution was concentrated to obtain a spinning mixture, and the spinning mixture was spun by a blowing method to prepare an inorganic fiber precursor.
(a−2)圧縮工程
上記工程(a−1)で得られた無機繊維前駆体を圧縮して、連続したシート状物を作製した。
(A-2) Compression step The inorganic fiber precursor obtained in the step (a-1) was compressed to produce a continuous sheet-like material.
(a−3)ニードルパンチング工程
上記工程(a−2)で得られたシート状物に対して、以下に示す条件を用いて連続的にニードルパンチング処理を行ってニードルパンチング処理体を作製した。
まず、ニードルが21個/cm2の密度で取り付けられたニードルボードを準備した。次に、このニードルボードをシート状物の一方の表面の上方に配設し、ニードルボードをシート状物の厚さ方向に沿って一回上下させることによりニードルパンチング処理を行い、ニードルパンチング処理体を作製した。この際、ニードルの先端部分に形成されたバーブがシート状物の反対側の表面に完全に貫出するまでニードルを貫通させた。
(A-3) Needle punching process The needle punching process body was produced by performing a needle punching process continuously on the sheet-like material obtained in the above-mentioned process (a-2) under the following conditions.
First, a needle board to which needles were attached at a density of 21 pieces / cm 2 was prepared. Next, the needle board is disposed above the one surface of the sheet-like material, and the needle board is moved up and down once along the thickness direction of the sheet-like material to perform needle punching treatment. Was made. At this time, the needle was penetrated until the barb formed at the tip of the needle completely penetrated the surface on the opposite side of the sheet-like material.
(a−4)焼成工程
上記工程(a−3)で得られたニードルパンチング処理体を最高温度1250℃で連続して焼成し、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からなる焼成シート状物を製造した。無機繊維の平均繊維径は、5.1μmであり、無機繊維径の最小値は、3.2μmであった。このようにして得られた焼成シート状物は、嵩密度が0.15g/cm3であり、目付量が1500g/m2である。
(A-4) Firing step Inorganic fiber containing 72 parts by weight and 28 parts by weight of alumina and silica by continuously firing the needle punched body obtained in the step (a-3) at a maximum temperature of 1250 ° C. The baked sheet-like material which consists of was manufactured. The average fiber diameter of the inorganic fibers was 5.1 μm, and the minimum value of the inorganic fiber diameter was 3.2 μm. The fired sheet material thus obtained has a bulk density of 0.15 g / cm 3 and a basis weight of 1500 g / m 2 .
(a−5)裁断工程
上記工程(a−4)で得られた焼成シート状物を裁断して、無機繊維からなるマットを作製した。
(A-5) Cutting step The fired sheet-like material obtained in the step (a-4) was cut to produce a mat made of inorganic fibers.
(b)結合剤溶液準備工程
(b−1)第1の有機結合剤溶液準備工程
第1の有機結合剤溶液としてガラス転移点が−10℃であるアクリルゴムを水に分散させたアクリレート系ラテックス(日本ゼオン社製 Nipol LX854E(固形分濃度:45wt%))を用い、水で希釈することにより、固形分濃度が2重量%の第1の有機結合剤溶液を調製した。
(B) Binder solution preparation step (b-1) First organic binder solution preparation step An acrylate latex in which acrylic rubber having a glass transition point of −10 ° C. is dispersed in water as the first organic binder solution. (Nipol LX854E (solid content concentration: 45 wt%) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was used to prepare a first organic binder solution having a solid content concentration of 2 wt% by dilution with water.
(b−2)第1の無機結合剤溶液準備工程
第1の無機結合剤としてアルミナコロイド溶液(アルミナゾル)(日産化学工業社製 アルミナゾル550(固形分濃度:15wt%))を水で希釈し、アニオン性高分子系分散剤(サンノプコ社製 ノプコサントRFA)を添加して充分攪拌することで、無機粒子の固形分濃度が2重量%であり、上記アニオン性高分子系分散剤の濃度が500ppmである無機結合剤溶液を調製した。
(B-2) First inorganic binder solution preparation step As a first inorganic binder, an alumina colloid solution (alumina sol) (Alumina sol 550 (solid content concentration: 15 wt%) manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) is diluted with water, By adding an anionic polymer dispersant (Nopco Santo RFA manufactured by San Nopco) and stirring sufficiently, the solid content concentration of the inorganic particles is 2% by weight, and the concentration of the anionic polymer dispersant is 500 ppm. An inorganic binder solution was prepared.
(b−3)結合剤溶液調製工程
上記工程(b−2)で得られた第1の無機結合剤溶液に上記工程(b−1)で得られた第1の有機結合剤溶液を、第1の有機結合剤溶液:第1の無機結合剤溶液=1:1の重量比になるよう加え充分攪拌することで、第1の有機結合剤が固形分濃度で1重量%、第1の無機結合剤が固形分濃度で1重量%、上記アニオン性高分子系分散剤の濃度が250ppmである結合剤溶液を調製した。
(B-3) Binder solution preparation step The first organic binder solution obtained in the step (b-1) is added to the first inorganic binder solution obtained in the step (b-2). 1 organic binder solution: 1st inorganic binder solution = 1% by weight of the first organic binder in terms of solid content concentration by adding and stirring sufficiently so that the weight ratio is 1: 1. A binder solution having a solid content concentration of 1% by weight and a concentration of the anionic polymer dispersant of 250 ppm was prepared.
(c)凝集体溶液準備工程
(c−1)第2の有機結合剤溶液準備工程
第2の有機結合剤溶液としてガラス転移点が−10℃であるアクリルゴムを水に分散させたアクリレート系ラテックス(日本ゼオン社製 Nipol LX854E(固形分濃度:45wt%))を用い、水で希釈することにより、固形分濃度が2重量%の第2の有機結合剤溶液を調製した。
(c−2)第2の無機結合剤溶液準備工程
第2の無機結合剤としてアルミナコロイド溶液(アルミナゾル)(日産化学工業社製 アルミナゾル550(固形分濃度:15wt%))を水で希釈し、固形分濃度が2重量%の第2の無機結合剤溶液を調製した。
(c−3)凝集体溶液調製工程
上記(c−1)第2の有機結合剤溶液準備工程で得られた第2の有機結合剤溶液に上記(c−2)第2の無機結合剤溶液準備工程で得られた第2の無機結合剤溶液を、第2の有機結合剤溶液:第2の無機結合剤溶液=1:1の重量比になるよう加え充分攪拌し、その後静置することで、第2の有機結合剤と第2の無機結合剤が凝集した凝集体溶液を調製した。
(C) Aggregate solution preparation step (c-1) Second organic binder solution preparation step An acrylate latex in which acrylic rubber having a glass transition point of −10 ° C. is dispersed in water as the second organic binder solution. (Nipol LX854E (solid content concentration: 45 wt%) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was used and diluted with water to prepare a second organic binder solution having a solid content concentration of 2% by weight.
(C-2) Second inorganic binder solution preparation step As a second inorganic binder, an alumina colloid solution (alumina sol) (Alumina sol 550 (solid content concentration: 15 wt%) manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) is diluted with water, A second inorganic binder solution having a solid concentration of 2% by weight was prepared.
(C-3) Aggregate solution preparation step The above (c-2) second inorganic binder solution is added to the second organic binder solution obtained in the above (c-1) second organic binder solution preparation step. Add the second inorganic binder solution obtained in the preparation step to a weight ratio of second organic binder solution: second inorganic binder solution = 1: 1, stir well, and then let stand. Thus, an aggregate solution in which the second organic binder and the second inorganic binder were aggregated was prepared.
(d)溶液接触工程
上記(b)結合剤溶液準備工程で得られた結合剤溶液と上記(c)凝集体溶液準備工程で得られた凝集体溶液を1:1の重量比で混合し、充分に撹拌させながら、カーテンコート法により(a)マット準備工程で得られたマットに接触させた。さらに、凝集体溶液及び結合剤溶液が付与されたマットを吸引脱水機によって吸引脱水することにより、結合剤皮膜と該結合剤皮膜から突出する凝集体を形成した。
(D) Solution contact step The binder solution obtained in the above (b) binder solution preparation step and the aggregate solution obtained in the above (c) aggregate solution preparation step are mixed at a weight ratio of 1: 1, While sufficiently stirring, the mat obtained in the mat preparing step (a) was brought into contact with the mat by the curtain coating method. Further, the mat provided with the aggregate solution and the binder solution was sucked and dehydrated by a suction dehydrator to form a binder film and an aggregate protruding from the binder film.
(e)乾燥工程
上記(d)溶液接触工程により得られたマットを、温度130℃、風速2m/sの熱風を吹き付けることにより加熱熱風乾燥して、第1の有機結合剤及び第2の有機結合剤の合計量と、第1の無機結合剤及び第2の無機結合剤の含有量が、それぞれ、保持シール材全体の1重量%である保持シール材とした。
(E) Drying step The mat obtained in the above (d) solution contact step is dried with hot air by blowing hot air at a temperature of 130 ° C. and a wind speed of 2 m / s to obtain the first organic binder and the second organic The total amount of the binder and the contents of the first inorganic binder and the second inorganic binder were each 1% by weight of the entire holding sealing material.
(実施例2)
(a)マット準備工程
実施例1に記載のマット準備工程と同様の手順により無機繊維からなるマットを準備した。
(Example 2)
(A) Mat Preparation Step A mat made of inorganic fibers was prepared by the same procedure as the mat preparation step described in Example 1.
(b)有機結合剤溶液準備工程
有機結合剤として、ガラス転移点が−10℃であるアクリルゴムを水に分散させたアクリレート系ラテックス(日本ゼオン社製 Nipol LX854E(固形分濃度:45重量%))を、溶液全体に対して固形分換算で有機結合剤濃度が1重量%となるように水に添加し、充分に撹拌することで有機結合剤からなる有機結合剤溶液を調製した。
(B) Organic binder solution preparation step As an organic binder, an acrylate latex in which an acrylic rubber having a glass transition point of −10 ° C. is dispersed in water (Nipol LX854E manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. (solid content concentration: 45% by weight)) ) Was added to water such that the organic binder concentration was 1% by weight in terms of solid content with respect to the entire solution, and the mixture was sufficiently stirred to prepare an organic binder solution composed of the organic binder.
(c)無機結合剤溶液準備工程
無機結合剤として、アルミナコロイド溶液(アルミナゾル)(日産化学工業社製 アルミナゾル550(固形分濃度:15重量%))を、溶液全体に対して固形分換算で無機結合剤濃度が1重量%となるように水に添加し、充分に撹拌することで無機結合剤からなる無機結合剤溶液を調製した。
(C) Inorganic binder solution preparation step As an inorganic binder, an alumina colloid solution (alumina sol) (Alumina sol 550 (solid content concentration: 15 wt%) manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) is inorganic in terms of solid content with respect to the entire solution. It added to water so that binder concentration might be 1 weight%, and prepared the inorganic binder solution which consists of an inorganic binder by fully stirring.
(d)溶液接触工程
まず、上記(b)有機結合剤溶液準備工程で作製した有機結合剤溶液をカーテンコート法により、上記(a)マット準備工程で得られたマットに接触させた。続いて、有機結合剤溶液と接触させたマットを吸引脱水機によって吸引脱水することにより、有機結合剤の合計が、後述する(e)乾燥工程終了後に、保持シール材全体の1重量%となるように調製した。
さらに、有機結合剤溶液を接触させて吸引脱水を行ったマットに対して、上記(c)無機結合剤溶液準備工程で作製した無機結合剤溶液を、カーテンコート法により接触させた。続いて、無機結合剤溶液と接触させたマットを吸引脱水機によって吸引脱水することにより、結合剤皮膜と該結合剤皮膜から突出する凝集体を形成した。
(D) Solution contact step First, the organic binder solution prepared in the above (b) organic binder solution preparation step was brought into contact with the mat obtained in the above (a) mat preparation step by a curtain coating method. Subsequently, the mat brought into contact with the organic binder solution is sucked and dehydrated by a suction dehydrator, so that the total amount of the organic binder becomes 1% by weight of the entire holding sealing material after the completion of the drying step (e) described later. It was prepared as follows.
Furthermore, the inorganic binder solution produced in the above (c) inorganic binder solution preparation step was brought into contact with the mat that had been subjected to suction dehydration by bringing the organic binder solution into contact therewith by a curtain coating method. Subsequently, the mat brought into contact with the inorganic binder solution was sucked and dehydrated by a suction dehydrator to form a binder film and an aggregate protruding from the binder film.
(e)乾燥工程
上記(d)溶液接触工程により得られたマットを、温度130℃、風速2m/sの熱風を吹き付けることにより加熱熱風乾燥して、有機結合剤及び無機結合剤の重量が保持シール材全量に対して、それぞれ1重量%である保持シール材とした。
(E) Drying step The mat obtained in the above (d) solution contact step is dried with hot air by blowing hot air at a temperature of 130 ° C. and a wind speed of 2 m / s to maintain the weight of the organic binder and the inorganic binder. The holding sealing material was 1% by weight with respect to the total amount of the sealing material.
(比較例1)
実施例1における(b)結合剤溶液準備工程を行わず、(c)凝集体溶液準備工程において、第2の有機結合剤及び第2の無機結合剤を、溶液全体に対して固形分換算で、第2の有機結合剤:第2の無機結合剤=1重量%:1重量%となるように準備し、凝集体溶液を撹拌せずにマットと接触させたほかは、実施例1と同様の方法で、比較例1に係る保持シール材を製造した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, (b) the binder solution preparation step is not performed, and (c) in the aggregate solution preparation step, the second organic binder and the second inorganic binder are converted into solid content with respect to the entire solution. , Second organic binder: second inorganic binder = 1% by weight: 1% by weight The same as in Example 1 except that the aggregate solution was brought into contact with the mat without stirring. The holding sealing material according to Comparative Example 1 was manufactured by this method.
(比較例2)
実施例2における(c)無機結合剤溶液準備工程を行わず、無機結合剤溶液とマットを接触させないほかは、実施例2と同様の方法で、比較例2に係る保持シール材を製造した。
(Comparative Example 2)
A holding sealing material according to Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 2 except that (c) the inorganic binder solution preparation step in Example 2 was not performed and the inorganic binder solution and the mat were not contacted.
(有機結合剤及び無機結合剤の含有量(重量%)の測定)
各実施例及び各比較例で得られた保持シール材を一定重量サンプルとして採取し、サンプル中に含まれる有機結合剤が溶解する有機溶媒(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結合剤を溶解し、サンプルから分離した。この時、溶解した上記有機結合剤に含まれる無機結合剤もサンプルから分離され、有機溶媒中に上記有機結合剤と上記無機結合剤とが回収される。
この上記有機結合剤と上記無機結合剤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した。
るつぼに残った残渣を、保持シール材に対する上記有機結合剤と上記無機結合剤の合計重量とみなし、保持シール材の重量に対する含有量(重量%)を算出した。
さらに、るつぼを600℃で1時間加熱処理し、有機結合剤を焼失させた。るつぼ中には、無機結合剤が残留しているので、これを有機結合剤と無機結合剤の合計に対する無機結合剤の含有量(重量%)とみなし、その含有量を算出した。残りが有機結合剤の含有量(重量%)となる。
各実施例及び各比較例に係る保持シール材については、第1の有機結合剤及び第2の有機結合剤の含有量の合計と、第1の無機結合剤及び第2の無機結合剤の含有量の合計を測定した。結果を表1に示す。
(Measurement of organic binder and inorganic binder content (% by weight))
The holding sealing material obtained in each example and each comparative example was collected as a constant weight sample, an organic solvent (tetrahydrofuran) in which the organic binder contained in the sample was dissolved was selected, and the above organic binder was extracted using a Soxhlet extractor. Was dissolved and separated from the sample. At this time, 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 an organic solvent.
The organic solvent composed of the organic binder and the inorganic binder was placed in a crucible, and the organic solvent was evaporated and removed by heating.
The residue remaining in the crucible was regarded as the total weight of the organic binder and the inorganic binder relative to the holding sealing material, and the content (% by weight) relative to the weight of the holding sealing material was calculated.
Furthermore, the crucible was heat-treated at 600 ° C. for 1 hour to burn off the organic binder. Since the inorganic binder remained in the crucible, this was 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 was calculated. The remainder is the organic binder content (% by weight).
About the holding sealing material which concerns on each Example and each comparative example, the sum total of content of a 1st organic binder and a 2nd organic binder, and content of a 1st inorganic binder and a 2nd inorganic binder The total amount was measured. The results are shown in Table 1.
本実施例及び本比較例では、上記方法により、有機結合剤及び無機結合剤の含有量の測定が可能であるが、有機結合剤が架橋性樹脂の場合、架橋性樹脂を有機溶剤により全て溶出することが困難である。そこで、その場合には、マットを構成する無機繊維(結合剤皮膜及び凝集体が形成されていないもの)を採取して重量(A1)を測定し、本実施例及び本比較例と同様の条件で有機結合剤と無機結合剤とを無機繊維に付着させた後、充分に乾燥させ、重量を測定する(A2)。この後、600℃で1時間加熱処理し、さらに重量を測定する(A3)。A2−A3が有機結合剤の重量であり、A3−A1が無機結合剤の重量となるので、サンプルの重量に対する有機結合剤及び無機結合剤の含有量(重量%)を算出することができる。 In this example and this comparative example, the content of the organic binder and the inorganic binder can be measured by the above method. However, when the organic binder is a crosslinkable resin, all the crosslinkable resin is eluted with an organic solvent. Difficult to do. Therefore, in that case, the inorganic fibers constituting the mat (those in which the binder film and aggregates are not formed) are collected and the weight (A1) is measured, and the same conditions as in this example and this comparative example are obtained. After adhering the organic binder and the inorganic binder to the inorganic fiber, it is sufficiently dried and the weight is measured (A2). Thereafter, heat treatment is performed at 600 ° C. for 1 hour, and the weight is further measured (A3). Since A2-A3 is the weight of the organic binder and A3-A1 is the weight of the inorganic binder, the content (% by weight) of the organic binder and the inorganic binder relative to the weight of the sample can be calculated.
(結合剤皮膜の確認)
各実施例及び各比較例について、焼成前の保持シール材を構成する無機繊維の表面を蛍光X線分析装置により観察し、無機繊維表面の大部分からカーボンが検出されたものを、結合剤皮膜が形成されていると判断した。結果を表1に示す。なお表1では、結合剤皮膜が形成されていると判断したものを○、そうでないものを×と示している。
(Confirmation of binder film)
For each example and each comparative example, the surface of the inorganic fiber constituting the holding sealing material before firing was observed with a fluorescent X-ray analyzer, and the binder film in which carbon was detected from most of the surface of the inorganic fiber Was determined to be formed. The results are shown in Table 1. In Table 1, the case where it was determined that the binder film was formed was indicated by ◯, and the case where it was not formed was indicated by ×.
(凝集体の確認)
各実施例及び各比較例について、焼成前の保持シール材を構成する無機繊維を走査型電子顕微鏡により観察し、凝集体によって凸部が形成されているかどうかを確認した。結果を表1に示す。なお表1では、凝集体によって凸部が形成されているものを○、そうでないものを×と示している。
(Confirmation of aggregates)
About each Example and each comparative example, the inorganic fiber which comprises the holding sealing material before baking was observed with the scanning electron microscope, and it was confirmed whether the convex part was formed with the aggregate. The results are shown in Table 1. In Table 1, the case where the convex portion is formed by the aggregate is indicated by ◯, and the case where the convex portion is not formed is indicated by ×.
(面圧試験)
各実施例及び比較例の保持シール材について面圧試験を行った。
面圧測定装置による面圧試験の方法は、本発明の保持シール材の説明で説明したとおりである。結果を表1に示す。
(Surface pressure test)
A surface pressure test was performed on the holding sealing materials of the examples and comparative examples.
The surface pressure test method using the surface pressure measuring device is as described in the description of the holding sealing material of the present invention. The results are shown in Table 1.
(無機繊維の飛散性試験)
各実施例及び比較例で製造した保持シール材を用いて、無機繊維の飛散性試験を行った。
無機繊維の飛散性試験の方法は、本発明の説明で説明したとおりである。結果を表1に示す。
(Inorganic fiber scattering test)
Using the holding sealing material produced in each example and comparative example, the inorganic fiber scattering test was performed.
The method of the inorganic fiber scattering test is as described in the description of the present invention. The results are shown in Table 1.
表1に示すように、実施例1及び実施例2に係る保持シール材を用いると、焼成前で170kPa以上、焼成後で30kPa以上の高い面圧を確保することができ、さらに無機繊維の飛散を0.1重量%以下に抑制することができた。
一方、比較例1に係る保持シール材では、結合剤皮膜が形成されておらず、無機繊維の飛散を充分に抑制できなかった。さらに、凝集体が無機繊維同士の接近箇所を接続するように付着しており、実施例1及び実施例2に係る保持シール材のような凸部はみられず、焼成前後の面圧も低下していた。
比較例2の保持シール材では、無機結合剤を添加していないため、凝集体が形成されていなかった。そのため、無機繊維の飛散は充分に抑制できたが、焼成後の面圧が大きく低下していた。
以上のことから、結合剤皮膜と、上記結合剤皮膜から凝集体が突出した凸部を有している本発明の保持シール材は、繊維飛散の飛散抑制、及び、焼成前後の面圧に優れていることがわかった。
As shown in Table 1, when the holding sealing material according to Example 1 and Example 2 is used, a high surface pressure of 170 kPa or more before firing and 30 kPa or more after firing can be secured, and further scattering of inorganic fibers. Can be suppressed to 0.1 wt% or less.
On the other hand, in the holding sealing material according to Comparative Example 1, a binder film was not formed, and scattering of inorganic fibers could not be sufficiently suppressed. Furthermore, the agglomerates are attached so as to connect the close locations of the inorganic fibers, the convex portions as in the holding seal material according to Example 1 and Example 2 are not seen, and the surface pressure before and after firing is also reduced. Was.
In the holding sealing material of Comparative Example 2, since no inorganic binder was added, aggregates were not formed. Therefore, the scattering of inorganic fibers could be sufficiently suppressed, but the surface pressure after firing was greatly reduced.
From the above, the holding sealing material of the present invention having the binder film and the protrusions from which the aggregates protruded from the binder film is excellent in suppressing the scattering of fibers and in the surface pressure before and after firing. I found out.
10 無機繊維
20 結合剤皮膜
21 第1の有機結合剤としての高分子樹脂成分
22 第1の無機結合剤としての無機粒子
30、35、36、37 凝集体
31 第2の有機結合剤としての高分子樹脂成分
32 第2の無機結合剤としての無機粒子
100 排ガス浄化装置
110 保持シール材
120 排ガス処理体
130 金属ケーシング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Inorganic fiber 20 Binder film | membrane 21 The polymer resin component 22 as a 1st organic binder Inorganic particle | grains 30, 35, 36, 37 as a 1st inorganic binder Aggregate 31 High as a 2nd organic binder Molecular resin component 32 Inorganic particles 100 as second inorganic binder Exhaust gas purification device 110 Holding seal material 120 Exhaust gas treatment body 130 Metal casing
Claims (1)
無機繊維からなるマットを準備するマット準備工程と、
有機結合剤からなる有機結合剤溶液を準備する有機結合剤溶液準備工程と、
無機結合剤からなる無機結合剤溶液を準備する無機結合剤溶液準備工程と、
前記有機結合剤溶液を前記マットに接触させる工程と前記無機結合剤溶液を前記マットに接触させる工程とをそれぞれ行うことで、前記無機繊維の表面に前記有機結合剤溶液に由来する第1の有機結合剤と前記無機結合剤溶液に由来する第1の無機結合剤からなる結合剤皮膜を形成し、かつ、前記結合剤皮膜上で前記有機結合剤溶液に由来する第2の有機結合剤と前記無機結合剤溶液に由来する第2の無機結合剤を凝集させて凝集体を形成し、前記結合剤皮膜上に前記凝集体からなる凸部を形成する溶液接触工程と、
前記有機結合剤溶液及び前記無機結合剤溶液を接触させた前記マットを乾燥する乾燥工程とからなることを特徴とする保持シール材の製造方法。 A binder film composed of a first organic binder and a first inorganic binder is composed of inorganic fibers formed on the surface, and an aggregate composed of a second organic binder and a second inorganic binder is the binder. A method for producing a holding sealing material that protrudes from a film and forms a plurality of convex portions,
A mat preparation step of preparing a mat made of inorganic fibers;
An organic binder solution preparation step of preparing an organic binder solution comprising an organic binder;
An inorganic binder solution preparation step of preparing an inorganic binder solution comprising an inorganic binder;
A first organic derived from the organic binder solution on the surface of the inorganic fiber by performing a step of bringing the organic binder solution into contact with the mat and a step of bringing the inorganic binder solution into contact with the mat. Forming a binder film composed of a first inorganic binder derived from the binder and the inorganic binder solution, and a second organic binder derived from the organic binder solution on the binder film and the A solution contact step of aggregating a second inorganic binder derived from the inorganic binder solution to form an aggregate, and forming a convex portion comprising the aggregate on the binder film;
Manufacturing method of the organic binder solution and the inorganic binder solution retained sealant said mat contacted you characterized by comprising the step of drying the.
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