氣體處理裝置用保持材料、氣體處理裝置及它們的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供廉價(jià)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)揮高保持力的氣體處理裝置用保持材料、氣體處理裝置及它們的制造方法。本發(fā)明的氣體處理裝置用保持材料是在具備處理結(jié)構(gòu)體(20)和收納所述處理結(jié)構(gòu)體(20)的殼體(40)的氣體處理裝置(1)中配置在所述處理結(jié)構(gòu)體(20)與所述殼體(40)之間的保持材料(10)，其為二氧化硅纖維制，且含有相對(duì)于所述二氧化硅纖維100質(zhì)量份以換算成固體成分計(jì)為3質(zhì)量份以上的氧化鋁溶膠。
【專利說明】氣體處理裝置用保持材料、氣體處理裝置及它們的制造方 法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氣體處理裝置用保持材料、氣體處理裝置及它們的制造方法，特別是 涉及保持材料的保持力的提1?。

【背景技術(shù)】
[0002] 汽車等車輛中具備用于將尾氣中含有的一氧化碳、烴、氮氧化物等有害物質(zhì)除去 的催化凈化器。作為該催化凈化器，例如有具備筒狀的催化劑載體、收納該催化劑載體的筒 狀金屬制殼體和配置于該催化劑載體與該殼體之間的墊狀的無機(jī)纖維制保持材料的催化 凈化器。
[0003] 而且，以往在這種催化凈化器中，為了將催化劑載體穩(wěn)定地保持在金屬制殼體內(nèi)， 還進(jìn)行了使由保持材料產(chǎn)生的保持力提高的嘗試（例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2005-194904號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0008] 但是，以往在想要提高保持材料的保持力時(shí)，具有其成本增加的問題和/或其結(jié) 構(gòu)變得復(fù)雜的問題。
[0009] 本發(fā)明鑒于上述課題而完成，其目的之一在于提供廉價(jià)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)揮高保持力 的氣體處理裝置用保持材料、氣體處理裝置及它們的制造方法。
[0010] 用于解決技術(shù)問題的方法
[0011] 用于解決上述技術(shù)問題的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氣體處理裝置用保持材料是 在具備處理結(jié)構(gòu)體和收納所述處理結(jié)構(gòu)體的殼體的氣體處理裝置中配置在所述處理結(jié)構(gòu) 體與所述殼體之間的保持材料，其特征在于，其為二氧化硅纖維制，且含有相對(duì)于所述二氧 化硅纖維100質(zhì)量份以換算成固體成分計(jì)為3質(zhì)量份以上的氧化鋁溶膠。根據(jù)本發(fā)明，可 以提供廉價(jià)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)揮高保持力的氣體處理裝置用保持材料。
[0012] 用于解決上述技術(shù)問題的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氣體處理裝置用保持材料是 在具備處理結(jié)構(gòu)體和收納所述處理結(jié)構(gòu)體的殼體的氣體處理裝置中配置在所述處理結(jié)構(gòu) 體與所述殼體之間的保持材料，其特征在于，其為二氧化硅纖維制，且含有氧化鋁溶膠，在 初始的體積密度為0. 3?0. 5g/cm3、溫度為700?900°C、沖程量為0. 2mm的膨脹/壓縮 試驗(yàn)中，1000次循環(huán)的膨脹時(shí)的面壓相對(duì)于不含所述氧化鋁溶膠時(shí)的所述面壓為1. 2倍以 上。根據(jù)本發(fā)明，可以提供廉價(jià)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)揮高保持力的氣體處理裝置用保持材料。
[0013] 用于解決上述技術(shù)問題的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氣體處理裝置用保持材料是 在具備處理結(jié)構(gòu)體和收納所述處理結(jié)構(gòu)體的殼體的氣體處理裝置中配置在所述處理結(jié)構(gòu) 體與所述殼體之間的保持材料，其特征在于，其為二氧化硅纖維制，且含有氧化鋁溶膠，在 初始的體積密度為0. 3?0. 5g/cm3、溫度為240?300°C、沖程量為0. 08mm的膨脹/壓縮 試驗(yàn)中，1000次循環(huán)的膨脹時(shí)的面壓相對(duì)于不含所述氧化鋁溶膠時(shí)的所述面壓為1. 5倍以 上。根據(jù)本發(fā)明，可以提供廉價(jià)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)揮高保持力的氣體處理裝置用保持材料。
[0014] 用于解決上述技術(shù)問題的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氣體處理裝置的特征在于，具 備處理結(jié)構(gòu)體、收納所述處理結(jié)構(gòu)體的殼體以及配置在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體之間的 上述任一種保持材料。根據(jù)本發(fā)明，可以提供廉價(jià)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)揮高保持力的氣體處理裝 置。
[0015] 用于解決上述技術(shù)問題的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氣體處理裝置用保持材料的 制造方法是制造在具備處理結(jié)構(gòu)體和收納所述處理結(jié)構(gòu)體的殼體的氣體處理裝置中配置 在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體之間的保持材料的方法，其特征在于，通過漿料的濕式成型 來制造所述保持材料，所述漿料含有二氧化硅纖維、和相對(duì)于所述二氧化硅纖維100質(zhì)量 份以換算成固體成分計(jì)為3質(zhì)量份以上的氧化鋁溶膠。根據(jù)本發(fā)明，可以提供廉價(jià)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、發(fā)揮高保持力的氣體處理裝置用保持材料的制造方法。
[0016] 用于解決上述技術(shù)問題的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氣體處理裝置用保持材料的 制造方法是制造在具備處理結(jié)構(gòu)體和收納所述處理結(jié)構(gòu)體的殼體的氣體處理裝置中配置 在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體之間的保持材料的方法，其特征在于，通過漿料的濕式成型 來制造所述保持材料，所述漿料含有二氧化硅纖維和氧化鋁溶膠，所述氧化鋁溶膠的量是 使得在初始的體積密度為〇. 3?0. 5g/cm3、溫度為700?900°C、沖程量為0. 2mm的膨脹/ 壓縮試驗(yàn)中的1000次循環(huán)膨脹時(shí)的所述保持材料的面壓相對(duì)于不含所述氧化鋁溶膠時(shí)的 所述面壓達(dá)到1.2倍以上的量。根據(jù)本發(fā)明，可以提供廉價(jià)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)揮高保持力的氣 體處理裝置用保持材料的制造方法。
[0017] 用于解決上述技術(shù)問題的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氣體處理裝置用保持材料的 制造方法是制造在具備處理結(jié)構(gòu)體和收納所述處理結(jié)構(gòu)體的殼體的氣體處理裝置中配置 在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體之間的保持材料的方法，其特征在于，通過漿料的濕式成型 來制造所述保持材料，所述漿料含有二氧化硅纖維和氧化鋁溶膠，所述氧化鋁溶膠的量是 使得在初始的體積密度為〇. 3?0. 5g/cm3、溫度為240?300°C、沖程量為0. 08mm的膨脹/ 壓縮試驗(yàn)中的1000次循環(huán)膨脹時(shí)的所述保持材料的面壓相對(duì)于不含所述氧化鋁溶膠時(shí)的 所述面壓達(dá)到1.5倍以上的量。通過本發(fā)明，可以提供廉價(jià)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)揮高保持力的氣 體處理裝置用保持材料的制造方法。
[0018] 用于解決上述技術(shù)問題的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氣體處理裝置的制造方法是 制造具備處理結(jié)構(gòu)體、收納所述處理結(jié)構(gòu)體的殼體以及配置在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體 之間的保持材料的氣體處理裝置的方法，其特征在于，包括將上述任一種保持材料配置在 所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體之間。根據(jù)本發(fā)明，可以提供廉價(jià)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)揮高保持力的 氣體處理裝置的制造方法。
[0019] 發(fā)明效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，可以提供廉價(jià)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、發(fā)揮高保持力的氣體處理裝置用保持材 料、氣體處理裝置及它們的制造方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氣體處理裝置之一例的說明圖。
[0022] 圖2為表示沿長(zhǎng)度方向截?cái)啾景l(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的氣體處理裝置的截面之一 例的說明圖。
[0023] 圖3為用俯視圖表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保持材料之一例的說明圖。
[0024] 圖4為表示以圖3所示的IV-IV線截?cái)嗟谋３植牧系慕孛嬷焕恼f明圖。
[0025] 圖5為表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的實(shí)施例中使用的試驗(yàn)裝置的概要的說明 圖。
[0026] 圖6為表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的實(shí)施例1中評(píng)價(jià)保持材料的面壓的結(jié)果之 一例的說明圖。
[0027] 圖7為表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的實(shí)施例2中評(píng)價(jià)保持材料的面壓的結(jié)果之 一例的說明圖。
[0028] 圖8為表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的比較例中評(píng)價(jià)保持材料的面壓的結(jié)果之 一例的說明圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。需要說明的是，本發(fā)明并非限定于本實(shí) 施方式。
[0030] 圖1為表示本實(shí)施方式的氣體處理裝置1之一例的說明圖。圖1中，為了說明上 的方便，將殼體40的一部分省略以使收納在該殼體40中的處理結(jié)構(gòu)體20及保持材料10 露出來進(jìn)行顯示。
[0031] 圖2為表示沿長(zhǎng)度方向（圖1及圖2中所示箭頭X所指的方向）截?cái)鄽怏w處理裝 置1的截面之一例的說明圖。圖1及圖2中，箭頭X表示氣體在氣體處理裝置1內(nèi)流通的 方向。
[0032] 圖3為用俯視圖表示本實(shí)施方式的氣體處理裝置用保持材料10之一例的說明圖。 圖4為表示以圖3所示的IV-IV線截?cái)嗟谋３植牧?0的截面之一例的說明圖。
[0033] 如圖1及圖2所示，氣體處理裝置1具備處理結(jié)構(gòu)體20、收納該處理結(jié)構(gòu)體20的 殼體40、以及配置在該處理結(jié)構(gòu)體20與該殼體40之間的保持材料10。
[0034] 氣體處理裝置1用于氣體的凈化等對(duì)氣體進(jìn)行處理。即，氣體處理裝置1例如是 在廢氣的凈化中使用的廢氣處理裝置。具體地說，氣體處理裝置1例如在汽車等車輛中是 為了對(duì)由內(nèi)燃機(jī)（汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等）排出的廢氣中含有的有害物質(zhì)和/或粒子 進(jìn)行處理而設(shè)置的。此時(shí)，在氣體處理裝置1中流通的氣體的溫度并無特別限定，例如為 200 ?950。。。
[0035] 在圖1及圖2所示的例子中，氣體處理裝置1是在汽車等車輛中為了將汽油發(fā)動(dòng) 機(jī)的廢氣中含有的有害物質(zhì)除去而使用的催化凈化器。另外，氣體處理裝置1例如還可以 是為了將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中含有的粒子除去而使用的DPF (Diesel particulate filter， 柴油機(jī)微粒過濾器）。
[0036] 處理結(jié)構(gòu)體20是具有對(duì)氣體進(jìn)行處理的功能的結(jié)構(gòu)體。即，如圖1及圖2的例子 所示，當(dāng)氣體處理裝置1為催化凈化器時(shí)，處理結(jié)構(gòu)體20是具有用于對(duì)氣體進(jìn)行凈化的催 化劑和擔(dān)載該催化劑的載體的催化劑載體。
[0037] 此時(shí)，催化劑例如是用于將廢氣等氣體中含有的有害物質(zhì)（一氧化碳、烴、氮氧化 物等）除去的催化劑。更具體地說，催化劑例如是貴金屬催化劑等金屬催化劑。擔(dān)載催化 劑的載體例如是陶瓷（堇青石等）等無機(jī)材料制的筒狀成型體（例如圓筒狀的蜂窩狀成型 體）。
[0038] 另外，例如當(dāng)氣體處理裝置1是將DPF等用于將氣體中所含的粒子除去的裝置時(shí)， 處理結(jié)構(gòu)體20是具有對(duì)該氣體中的該粒子進(jìn)行捕獲的過濾器的結(jié)構(gòu)體。此時(shí)，處理結(jié)構(gòu)體 20還可不具有催化劑。
[0039] 殼體40是在其內(nèi)部形成有能夠收納處理結(jié)構(gòu)體20的空間的筒狀體。殼體40例 如為金屬制。構(gòu)成殼體40的金屬并無特別限定，例如可從不銹鋼、鐵及鋁中選擇。
[0040] 殼體40可以是沿著氣體處理裝置1的長(zhǎng)度方向能夠分割成2個(gè)的筒狀體，或者也 可以是不能被分割的一體型的筒狀體。在圖1及圖2所示的例子中，殼體40是一體型的筒 狀體。
[0041] 保持材料10是為了將處理結(jié)構(gòu)體20保持在殼體40內(nèi)而使用的。即，保持材料10 通過被壓入到殼體40與處理結(jié)構(gòu)體20的間隙中而將該處理結(jié)構(gòu)體20穩(wěn)定地保持在該殼 體40內(nèi)。
[0042] 對(duì)保持材料10要求兼具例如以下功能：在氣體處理裝置1中避免因振動(dòng)等而使處 理結(jié)構(gòu)體20撞擊于殼體40上發(fā)生破損這樣的穩(wěn)定保持該處理結(jié)構(gòu)體20的功能；和不使仍 未被凈化的氣體從該處理結(jié)構(gòu)體20與殼體40的間隙漏出至下游側(cè)這樣的密封該間隙的功 能。
[0043] 保持材料10例如在為了對(duì)從汽車等車輛的內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣中含有的有害物質(zhì) 進(jìn)行處理而設(shè)置的氣體處理裝置1中使用。具體地說，保持材料10例如可以在汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 等較高溫（800?950°C )的環(huán)境下使用，也可在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)（例如DPF)等較低溫（500? 700°C )的環(huán)境下使用。
[0044] 這里，本實(shí)施方式的特征之一在于，保持材料10為二氧化硅纖維制。即，保持材料 10是主要由二氧化硅纖維構(gòu)成的成型體。具體地說，保持材料10例如可以是含有85質(zhì)量％ 以上的二氧化硅纖維的成型體，也可以是含有90質(zhì)量％以上的二氧化硅纖維的成型體，還 可以是含有95質(zhì)量％以上的二氧化硅纖維的成型體。保持材料10中的二氧化硅纖維的含 量的上限值只要是在該保持材料10含有后述的量的氧化鋁溶膠時(shí)的范圍內(nèi)，則無特別限 定，但該二氧化硅纖維的含量例如也可以是97質(zhì)量％以下。
[0045] 二氧化硅纖維是以二氧化硅（Si02)為主成分的無機(jī)纖維。二氧化硅纖維可以是非 晶質(zhì)纖維或結(jié)晶質(zhì)纖維，特別是從柔軟性優(yōu)異的方面出發(fā)優(yōu)選為非晶質(zhì)纖維。二氧化硅纖 維例如可以含有90質(zhì)量％以上的二氧化硅、也可以含有95質(zhì)量％以上、還可以含有97質(zhì) 量％以上。二氧化硅纖維中的二氧化硅的含量的上限值并無特別限定，該二氧化硅的含量 例如也可以是99質(zhì)量％以下。
[0046] 二氧化硅纖維還可以進(jìn)一步含有除二氧化硅以外的成分。即，二氧化硅纖維例如 還可以進(jìn)一步含有氧化鋁（A1 203)。此時(shí)，二氧化硅纖維例如可以含有3質(zhì)量％以下的氧化 鋁。即，二氧化硅纖維中的氧化鋁的含量例如可以是0?3質(zhì)量％、也可以是1?3質(zhì)量％。
[0047] 作為二氧化硅纖維，還可以使用預(yù)先經(jīng)過了加熱處理（燒成處理）的二氧化硅纖 維。通過預(yù)先對(duì)二氧化硅纖維進(jìn)行加熱處理，可以提高該二氧化硅纖維的耐熱性。
[0048] 具體地說，例如二氧化硅纖維可以通過對(duì)玻璃纖維實(shí)施酸處理而將堿成分除去、 從而提高二氧化硅成分。通過對(duì)實(shí)施了這種酸處理的二氧化硅纖維預(yù)先進(jìn)行加熱處理，在 該二氧化硅纖維的制造工序中因該酸處理而生成的微細(xì)的空隙通過該二氧化硅纖維的熱 收縮而被掩埋，從而可以提高其耐熱性。
[0049] 二氧化硅纖維的平均纖維徑例如優(yōu)選為5?8 μ m。二氧化硅纖維的平均纖維長(zhǎng)例 如優(yōu)選為4?15mm。
[0050] 這里，本實(shí)施方式的另一特征之一在于，保持材料10含有較多量的氧化鋁溶膠。 艮P，本發(fā)明的發(fā)明人們對(duì)提高無機(jī)纖維制的保持材料的保持力的技術(shù)手段反復(fù)進(jìn)行深入研 究的結(jié)果是獨(dú)自地獲得了下述意外的發(fā)現(xiàn)：即作為該無機(jī)纖維，通過使用以往在保持材料 中不怎么被使用的二氧化硅纖維、且在該二氧化硅纖維中使用較多量（例如以往在作為無 機(jī)粘合劑使用時(shí)不會(huì)采用的量）的氧化鋁溶膠，由此能顯著地提高保持材料的保持力，從 而完成了本發(fā)明。
[0051] 即，保持材料10例如為二氧化硅纖維制，且含有氧化鋁溶膠，在初始的體積密度 為0. 3?0. 5g/cm3、溫度為700?900°C、沖程量為0. 2mm的膨脹/壓縮試驗(yàn)中、1000次循 環(huán)的膨脹時(shí)面壓相對(duì)于不含該氧化鋁溶膠時(shí)的所述面壓可以為1. 2倍以上、也可以為1. 3 倍以上。
[0052] 另外，保持材料10例如在初始的體積密度為0. 3?0. 5g/cm3、溫度為240? 300°C、沖程量為0. 08mm的膨脹/壓縮試驗(yàn)中、1000次循環(huán)的膨脹時(shí)面壓相對(duì)于不含該氧化 鋁溶膠時(shí)的所述面壓可以為1. 5倍以上、也可以為2倍以上。
[0053] 此外，在這些膨脹/壓縮試驗(yàn)中，供至該試驗(yàn)前的保持材料10的體積密度比該試 驗(yàn)中的初始體積密度小。即，在膨脹/壓縮試驗(yàn)中，例如還可以將體積密度為〇. 1?〇. 2g/ cm3的保持材料10按照初始的體積密度（該試驗(yàn)的第1次循環(huán)開始時(shí)刻的體積密度）達(dá)到 0. 3?0. 5g/cm3的方式壓縮后進(jìn)行使用。
[0054] 保持材料10含有發(fā)揮上述面壓的量的氧化鋁溶膠。該保持材料10中含有的氧化 鋁溶膠的量例如可以如下確定：制作氧化鋁溶膠的含量互不相同的多個(gè)候補(bǔ)保持材料（除 氧化鋁溶膠的含量不同之外、具有相同結(jié)構(gòu)的多個(gè)保持材料），對(duì)各候補(bǔ)保持材料評(píng)價(jià)上述 的膨脹/壓縮試驗(yàn)中的面壓，基于該評(píng)價(jià)的結(jié)果，根據(jù)1000次循環(huán)的膨脹時(shí)的面壓為不含 氧化鋁溶膠的比較保持材料（除不含氧化鋁溶膠以外、具有與上述候補(bǔ)保持材料相同結(jié)構(gòu) 的保持材料）的所述面壓的規(guī)定倍以上的該候補(bǔ)保持材料的氧化鋁溶膠含量來確定該保 持材料10中含有的氧化鋁溶膠的量。
[0055] 具體地說，保持材料10例如可以含有相對(duì)于二氧化硅纖維100質(zhì)量份以換算成固 體成分計(jì)為3質(zhì)量份以上的氧化鋁溶膠、也可以含有以換算成固體成分計(jì)為4質(zhì)量份以上 的氧化鋁溶膠。
[0056] 氧化鋁溶膠的含量的上限值只要是保持材料10具備所需特性的范圍（例如保持 材料10顯示上述面壓的范圍）則無特別限定，保持材料10例如可以含有相對(duì)于二氧化硅 纖維100質(zhì)量份以換算成固體成分計(jì)為15質(zhì)量份以下的氧化鋁溶膠、也可以含有10質(zhì)量 份以下的氧化鋁溶膠。
[0057] S卩，保持材料10例如可以含有相對(duì)于二氧化硅纖維100質(zhì)量份以換算成固體成分 計(jì)為3?15質(zhì)量份或3?10質(zhì)量份的氧化錯(cuò)溶膠。另外，保持材料10例如可以含有相對(duì) 于二氧化硅纖維100質(zhì)量份以換算成固體成分計(jì)為4?15質(zhì)量份或4?10質(zhì)量份的氧化 鋁溶膠。
[0058] 氧化鋁溶膠只要是含有分散于溶劑（例如含水的溶劑）中的氧化鋁微粒且具有流 動(dòng)性的液體，則無特別限定。氧化鋁溶膠例如如下制造：在鋁酸鈉的水溶液中添加硫酸鋁水 溶液進(jìn)行中和，在所得凝集物中加入酸使該凝集物分散，從而制造。
[0059] 保持材料10還可進(jìn)一步含有除二氧化硅纖維及氧化鋁溶膠以外的成分。即，保持 材料10例如還可進(jìn)一步含有有機(jī)粘合劑。有機(jī)粘合劑并無特別限定，例如還可使用選自橡 膠、水溶性有機(jī)高分子化合物、熱塑性樹脂及熱固化性樹脂中的1種以上。
[0060] 保持材料10中的有機(jī)粘合劑的含量并無特別限定，例如相對(duì)于二氧化硅纖維100 質(zhì)量份以換算成固體成分計(jì)可以為10質(zhì)量％以下（0?10質(zhì)量％ )。
[0061] 保持材料10的體積密度按照在將該保持材料10組裝在氣體處理裝置1的狀態(tài) (即保持材料10被壓入到處理結(jié)構(gòu)體20與殼體40之間的狀態(tài)）下達(dá)到所需范圍的方式進(jìn) 行適當(dāng)設(shè)定即可，并無特別限定。
[0062] 即，保持材料10的體積密度例如可根據(jù)處理結(jié)構(gòu)體20與殼體40的間隙來適當(dāng)設(shè) 定。具體地說，保持材料10的體積密度例如可以是0.1?〇.2g/cm 3。另外，組裝到氣體處 理裝置1之后的保持材料10的體積密度例如可以為0. 2?0. 7g/cm3。
[0063] 保持材料10的單位面積質(zhì)量也同樣，按照在將該保持材料10組裝在氣體處理裝 置1的狀態(tài)下達(dá)到所需范圍的方式進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定即可，并無特別限定。具體地說，保持材料 10的單位面積質(zhì)量例如可以為1000?3400g/m 2。
[0064] 保持材料10的形狀只要是能夠?qū)⑻幚斫Y(jié)構(gòu)體20保持在殼體40內(nèi)的范圍則無特 別限定，該保持材料10例如可以為板狀體（膜、片、氈、墊等），也可以是筒狀體。在圖1? 圖4所示的例子中，保持材料10為板狀體。
[0065] 保持材料10為板狀體時(shí)，還可以該板狀體的一端與另一端形成能夠嵌合的相對(duì) 應(yīng)的形狀。即，圖3所示的例子中，保持材料10的一端和另一端分別形成相對(duì)應(yīng)的凸?fàn)詈?凹狀。而且，如圖1所示，將配置于處理結(jié)構(gòu)體20的外周的保持材料10的一端與另一端嵌 合。
[0066] 保持材料10可更優(yōu)選地通過含有二氧化硅纖維和上述量的氧化鋁溶膠的漿料的 濕式成型來進(jìn)行制造。
[0067] S卩，保持材料10例如還可通過下述漿料的濕式成型來進(jìn)行制造，所述漿料含有二 氧化硅纖維和氧化鋁溶膠，所述氧化鋁溶膠的量是使得在初始的體積密度為0. 3?0. 5g/ cm3、溫度為700?900°C、沖程量為0. 2mm的膨脹/壓縮試驗(yàn)中的1000次循環(huán)的膨脹時(shí)的 該保持材料10的面壓相對(duì)于不含氧化鋁溶膠時(shí)的所述面壓達(dá)到1. 2倍以上或1. 3倍以上 的量。
[0068] 另外，保持材料10例如還可通過下述漿料的濕式成型來進(jìn)行制造，所述漿料含 有二氧化硅纖維和氧化鋁溶膠，所述氧化鋁溶膠的量是使得在初始的體積密度為0. 3? 0. 5g/cm3、溫度為240?300°C、沖程量為0. 08mm的膨脹/壓縮試驗(yàn)中的1000次循環(huán)的膨 脹時(shí)的該保持材料10的面壓相對(duì)于不含氧化鋁溶膠時(shí)的所述面壓達(dá)到1. 5倍以上或2倍 以上的量。
[0069] 另外，保持材料10例如還可通過下述漿料的濕式成型來進(jìn)行制造，所述漿料含有 二氧化硅纖維和氧化鋁溶膠，所述氧化鋁溶膠相對(duì)于該二氧化硅纖維100質(zhì)量份以換算成 固體成分計(jì)為3質(zhì)量份以上或4重量份以上。
[0070] 此時(shí)，漿料中的氧化鋁溶膠的含量的上限值只要是保持材料10具備所需特性的 范圍（例如保持材料10顯示上述面壓的范圍）則無特別限定，漿料例如可以含有相對(duì)于二 氧化硅纖維100質(zhì)量份以換算成固體成分計(jì)為15質(zhì)量份以下的氧化鋁溶膠、還可以含有10 質(zhì)量份以下的氧化鋁溶膠。
[0071] 即，漿料例如可以含有相對(duì)于二氧化硅纖維100質(zhì)量份以換算成固體成分計(jì)為 3?15質(zhì)量份或3?10質(zhì)量份的氧化鋁溶膠。另外，漿料例如還可以含有相對(duì)于二氧化硅 纖維100質(zhì)量份以換算成固體成分計(jì)為4?15質(zhì)量份或4?10質(zhì)量份的氧化鋁溶膠。
[0072] 在漿料的濕式成型中，首先在具有規(guī)定形狀的脫水成型用模具內(nèi)流入至少含有構(gòu) 成保持材料10的二氧化硅纖維和氧化鋁溶膠的水性漿料。然后通過進(jìn)行脫水成型，獲得與 模具形狀相對(duì)應(yīng)的形狀的二氧化硅纖維制的成型體（濕式成型體）。進(jìn)而，對(duì)該濕式成型體 進(jìn)行壓縮、干燥以使得其體積密度和/或單位面積質(zhì)量等特性達(dá)到所需范圍，由此最終獲 得二氧化硅纖維制的保持材料10。
[0073] 另外，脫水成型用模具只要是具有水性漿料中的水分會(huì)透過、而二氧化硅纖維及 氧化鋁溶膠等構(gòu)成保持材料10的材料能夠殘留在該模具內(nèi)的結(jié)構(gòu)，則無特別限定，例如可 優(yōu)選使用具有金屬網(wǎng)或形成有大量微細(xì)孔穴的平板的模具。
[0074] 氣體處理裝置1通過將處理結(jié)構(gòu)體20及保持材料10配置在殼體40內(nèi)來進(jìn)行組 裝。即，氣體處理裝置1可通過包括將上述保持材料10配置在處理結(jié)構(gòu)體20與殼體40之 間的方法來制造。
[0075] 具體地說，例如首先在處理結(jié)構(gòu)體20的外周配置保持材料10,制作含有該處理結(jié) 構(gòu)體20及保持材料10的組裝體30 (參照?qǐng)D1及圖2)。然后，將該組裝體30配置在殼體 40內(nèi)。
[0076] 此外，當(dāng)保持材料10為板狀時(shí)，通過將該保持材料10卷繞在處理結(jié)構(gòu)體20的外 周來制作組裝體30。另外，當(dāng)保持材料10為筒狀時(shí)，通過將處理結(jié)構(gòu)體20插入到該保持材 料10的內(nèi)部空間中來制作組裝體30。
[0077] 另外，當(dāng)殼體40為無法分割的一體型時(shí)，將組裝體30從該殼體40的長(zhǎng)度方向的 一端的開口部分壓入到該殼體40內(nèi)（所謂的填充方式）。
[0078] 另一方面，當(dāng)殼體40能夠分割時(shí)，用所分割的該殼體40的一部分與另一部分將組 裝體30夾持，接著將該殼體40-體化（所謂的蛤殼方式）。該一體化例如可通過螺栓及螺 母等緊固構(gòu)件的使用和/或焊接來進(jìn)行。
[0079] 進(jìn)而，在氣體處理裝置1的使用中，使氣體在其內(nèi)部流通，對(duì)該氣體進(jìn)行凈化。艮P， 在氣體處理裝置1中，氣體從其長(zhǎng)度方向的一端流入，在通過處理結(jié)構(gòu)體20內(nèi)的期間被凈 化，最終從該長(zhǎng)度方向的另一端流出。
[0080] 更具體地說，在作為圖1及圖2所示的催化凈化器的氣體處理裝置1中，廢氣等氣 體沿箭頭X所示的方向從殼體40的一端流入，該氣體被作為催化劑載體的處理結(jié)構(gòu)體20 中含有的催化劑凈化，凈化后的氣體從該殼體40的另一端流出至該氣體處理裝置1外。
[0081] 此外，在配置于汽車等車輛的氣體處理裝置1的一端及另一端上，分別連接有將 廢氣等氣體從上游側(cè)導(dǎo)入至該氣體處理裝置1的配管以及將凈化后的氣體從該氣體處理 裝置1導(dǎo)入至下游側(cè)的配管。
[0082] 下面，對(duì)本實(shí)施方式的具體實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0083] 實(shí)施例1
[0084] [保持材料的制造]
[0085] 利用濕式成型（脫水成型）來制造含有氧化鋁溶膠的二氧化硅纖維制的保持材料 10。即，首先制備了含有二氧化硅纖維（二氧化硅為97質(zhì)量％、氧化鋁為3質(zhì)量％ ) 100質(zhì) 量份、以換算成固體成分計(jì)為6質(zhì)量份的氧化鋁溶膠（固體成分的含量為20質(zhì)量％的市 售氧化鋁溶膠（AS520、日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制）30質(zhì)量份）以及有機(jī)粘合劑（丙烯酸樹 脂）〇. 6質(zhì)量份、通過用水進(jìn)行稀釋而將固體成分濃度調(diào)節(jié)至0. 8質(zhì)量％的水性漿料。
[0086] 接著，向具有金屬網(wǎng)的脫水成型模具中流入水性漿料進(jìn)行脫水成型，從而獲得濕 潤(rùn)成型體。然后，將濕潤(rùn)成型體的整體按照其厚度變得均勻的方式進(jìn)行壓縮，同時(shí)在100°c 下進(jìn)行干燥。這樣分別獲得了含有相對(duì)于二氧化硅纖維100質(zhì)量份以換算成固體成分 計(jì)為6質(zhì)量份的氧化鋁溶膠、單位面積質(zhì)量為1200g/m 2、體積密度為0. 126g/cm3的墊狀 (1200mmX700mmX9. 5mm)的第一保持材料10、和含有相對(duì)于二氧化硅纖維100質(zhì)量份以換 算成固體成分計(jì)為6質(zhì)量份的氧化鋁溶膠、單位面積質(zhì)量為2000g/m 2、體積密度為0. 130g/ cm3的墊狀（1200_Χ700_Χ15· 4謹(jǐn)）的第二保持材料10。
[0087][面壓的評(píng)價(jià)]
[0088] 使用圖5所示的試驗(yàn)裝置50,對(duì)上述2種保持材料10的面壓進(jìn)行評(píng)價(jià)。即，該試 驗(yàn)裝置50具備作為Inconel (注冊(cè)商標(biāo)）制圓板（直徑為100mm、厚度為30mm)的第一壓縮 夾具51 (相當(dāng)于催化劑載體等處理結(jié)構(gòu)體20的構(gòu)件）和與該第一壓縮夾具51相向配置的 作為Inconel (注冊(cè)商標(biāo)）制圓板（直徑為100mm、厚度為30mm)的第二壓縮夾具52 (相當(dāng) 于殼體40的構(gòu)件）。
[0089] 然后，如圖5所示，用第一壓縮夾具51和第二壓縮夾具52將上述2種保持材料10 的任1種夾持進(jìn)行保持。此時(shí)，將第一壓縮夾具51與第二壓縮夾具52的距離調(diào)整至4mm。 艮P，對(duì)第一保持材料10進(jìn)行壓縮，將其體積密度調(diào)整至〇. 3g/cm3,或者對(duì)第二保持材料10 進(jìn)行壓縮，將其體積密度調(diào)整至〇. 5g/cm3。
[0090] 作為實(shí)施例1-1，進(jìn)行相當(dāng)于在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的使用時(shí)金屬制殼體以5%的熱膨脹 率反復(fù)進(jìn)行膨脹及收縮的情形的在溫度為700?900°C、沖程量為0. 2_下的膨脹/壓縮試 驗(yàn)。
[0091] 即，一邊分別將第一壓縮夾具51的溫度維持在900°C、將第二壓縮夾具52的溫度 維持在700°C，一邊反復(fù)進(jìn)行1000次以下的循環(huán)：使該第一壓縮夾具51與第二壓縮夾具 52的距離增加0. 2mm(膨脹）、接著使該第一壓縮夾具51與第二壓縮夾具52的距離減少 0. 2_(壓縮）。此外，在該1000次循環(huán)的期間，將第一壓縮夾具51的溫度及第二壓縮夾具 52的溫度分別維持在900°C及700°C。
[0092] 然后，在各循環(huán)中的壓縮時(shí)及膨脹時(shí)，將第一壓縮夾具51受到的來自被試驗(yàn)裝置 50保持的保持材料10的排斥力作為面壓（kPa)進(jìn)行測(cè)定。即，例如利用第一壓縮夾具51 測(cè)得排斥力N(kPa)時(shí)，將該N(kPa)直接作為面壓獲得。
[0093] 另外，作為實(shí)施例1-2,進(jìn)行相當(dāng)于在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的使用時(shí)金屬制殼體以2%的熱 膨脹率反復(fù)進(jìn)行膨脹及收縮的情形的在溫度為240?300°C、沖程量為0. 08mm下的膨脹/ 壓縮試驗(yàn)。
[0094] S卩，一邊分別將第一壓縮夾具51的溫度維持在300°C、將第二壓縮夾具52的溫度 維持在240°C，一邊反復(fù)進(jìn)行1000次以下的循環(huán)：使該第一壓縮夾具51與第二壓縮夾具 52的距離增加0. 08mm(膨脹）、接著使該第一壓縮夾具51與第二壓縮夾具52的距離減少 0· 08mm (壓縮）。
[0095] 然后，在各循環(huán)中的壓縮時(shí)及膨脹時(shí)，將第一壓縮夾具51受到的來自被試驗(yàn)裝置 50保持的保持材料10的排斥力作為面壓（kPa)進(jìn)行測(cè)定。即，例如利用第一壓縮夾具51 測(cè)得排斥力N(kPa)時(shí)，將該N(kPa)直接作為面壓獲得。
[0096] 另外，為了進(jìn)行比較，除了水性漿料不含氧化鋁溶膠以外與上述情況同樣地操作， 并進(jìn)行該水性漿料的濕式成型，制造了單位面積質(zhì)量為1200g/m2、體積密度為0. 126g/cm3 的墊狀（1200mmX700mmX9.5mm)的第一比較保持材料、和單位面積質(zhì)量為2000g/m2、體積 密度為〇. 130g/cm3的墊狀（1200mmX700mmX15. 4mm)的第二比較保持材料。然后，代替上 述保持材料10使用該比較保持材料，除此之外與上述情況同樣地評(píng)價(jià)了該比較保持材料 的面壓。
[0097][結(jié)果]
[0098] 圖6表示對(duì)面壓進(jìn)行評(píng)價(jià)所得到的結(jié)果。即，圖6示出在實(shí)施例1-1及實(shí)施例1-2 中含有氧化鋁溶膠的保持材料10 ( "添加6質(zhì)量份"）及不含氧化鋁溶膠的比較保持材料 ("無添加"）的各自的在初始體積密度（"初始密度"）為〇. 3g/cm3或0. 5g/cm3時(shí)、在1次 循環(huán)、100次循環(huán)、500次循環(huán)及1000次循環(huán)的膨脹時(shí)及壓縮時(shí)所顯示的面壓（kPa)。
[0099] 如圖6所示，在實(shí)施例1-1及實(shí)施例1-2的任一種情況中，在1次循環(huán)、100次循 環(huán)、500次循環(huán)及1000次循環(huán)的膨脹時(shí)及壓縮時(shí)的所有時(shí)刻、含有氧化鋁溶膠的保持材料 10的面壓與不含氧化鋁溶膠的比較保持材料的所述面壓相比都顯著地高。進(jìn)而，該含氧化 鋁溶膠的保持材料10的高面壓在1?1000次循環(huán)的期間都得以維持。
[0100] 實(shí)施例2
[0101][保持材料的制造]
[0102] 除了氧化鋁溶膠的含量為10質(zhì)量份或15質(zhì)量份以外，與上述實(shí)施例1的第一保 持材料10的情況同樣地制造了含有氧化鋁溶膠的二氧化硅纖維制的保持材料10。
[0103] S卩，通過與上述第一保持材料10的情況同樣的濕式成型，制造了含有相對(duì)于二氧 化硅纖維100質(zhì)量份以換算成固體成分計(jì)為10質(zhì)量份或15質(zhì)量份的氧化鋁溶膠、單位面 積質(zhì)量為1200g/m 2、體積密度為0· 126g/cm3的墊狀（1200mmX700mmX9· 5mm)的保持材料 10。
[0104] [面壓的評(píng)價(jià)]
[0105] 與上述實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了面壓的評(píng)價(jià)。即，如圖5所示，利用第一壓縮夾具51 和第二壓縮夾具52夾持氧化鋁溶膠的含量不同的上述2種保持材料10中的任一種進(jìn)行保 持。此時(shí)，通過將第一壓縮夾具51與第二壓縮夾具52的距離調(diào)整至4_，對(duì)保持材料10進(jìn) 行壓縮，將其體積密度調(diào)整至〇. 3g/cm3。
[0106] 然后，進(jìn)行相當(dāng)于在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的使用時(shí)金屬制殼體以5%的熱膨脹率反復(fù)進(jìn)行 膨脹及收縮的情形的在溫度為700?900°C、沖程量為0. 2mm下的膨脹/壓縮試驗(yàn)的1000 次循環(huán)。
[0107] [結(jié)果]
[0108] 圖7表示對(duì)面壓進(jìn)行評(píng)價(jià)所得到的結(jié)果。即，圖7示出含有10質(zhì)量份或15質(zhì)量 份的氧化鋁溶膠的保持材料10的各自的在1000次循環(huán)的膨脹時(shí)及壓縮時(shí)所顯示的面壓 (kPa)。此外，圖7中還一并示出了在上述實(shí)施例1-1中測(cè)得的含有6質(zhì)量份的氧化鋁溶膠 的保持材料10及不含氧化鋁溶膠的比較保持材料的結(jié)果（圖6所示實(shí)施例1-1中初始密 度為0. 3g/cm3時(shí)的1000次循環(huán)時(shí)的結(jié)果）。
[0109] 如圖7所示，含有10質(zhì)量份的氧化鋁溶膠的保持材料10的面壓及含有15質(zhì)量份 的氧化鋁溶膠的保持材料10的面壓與不含氧化鋁溶膠的比較保持材料的所述面壓相比均 顯著地高。
[0110] 比較例
[0111] 除了代替二氧化硅纖維而使用氧化鋁纖維以外，與上述實(shí)施例1及實(shí)施例2同樣 地制造了含有氧化鋁溶膠的氧化鋁纖維制的保持材料，并評(píng)價(jià)了該保持材料的面壓。
[0112] 即，通過與上述實(shí)施例1及實(shí)施例2同樣的濕式成型，制造了含有相對(duì)于氧化鋁纖 維（氧化鋁為96質(zhì)量％、二氧化硅為4質(zhì)量％ ) 100質(zhì)量份以換算成固體成分計(jì)為6質(zhì)量 份、10質(zhì)量份或15質(zhì)量份的氧化鋁溶膠、單位面積質(zhì)量為1200g/m2、體積密度為0. 130g/ cm3的墊狀（1200_X700_X9. 2mm)的保持材料。另外，除了不含氧化鋁溶膠以外同樣地 操作，還制造了不含氧化鋁溶膠的氧化鋁纖維制的保持材料。然后，與上述實(shí)施例1及實(shí)施 例2同樣地進(jìn)行了面壓的評(píng)價(jià)。
[0113] 圖8表示對(duì)面壓進(jìn)行評(píng)價(jià)所得到的結(jié)果。如圖8所示，含有氧化鋁溶膠的氧化鋁纖 維制的保持材料的面壓與不含氧化鋁溶膠的氧化鋁纖維制的保持材料的面壓為同等程度。
【權(quán)利要求】
1. 一種氣體處理裝置用保持材料，其是在具備處理結(jié)構(gòu)體和收納所述處理結(jié)構(gòu)體的殼 體的氣體處理裝置中配置在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體之間的保持材料，其特征在于，其 為二氧化硅纖維制，且其含有相對(duì)于所述二氧化硅纖維100質(zhì)量份以換算成固體成分計(jì)為 3質(zhì)量份以上的氧化鋁溶膠。
2. -種氣體處理裝置用保持材料，其是在具備處理結(jié)構(gòu)體和收納所述處理結(jié)構(gòu)體的 殼體的氣體處理裝置中配置在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體之間的保持材料，其特征在于， 其為二氧化硅纖維制，且含有氧化鋁溶膠，在初始的體積密度為0. 3?0. 5g/cm3、溫度為 700?900°C、沖程量為0. 2mm的膨脹/壓縮試驗(yàn)中，1000次循環(huán)的膨脹時(shí)的面壓相對(duì)于不 含所述氧化鋁溶膠時(shí)的所述面壓為1. 2倍以上。
3. -種氣體處理裝置用保持材料，其是在具備處理結(jié)構(gòu)體和收納所述處理結(jié)構(gòu)體的 殼體的氣體處理裝置中配置在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體之間的保持材料，其特征在于， 其為二氧化硅纖維制，且含有氧化鋁溶膠，在初始的體積密度為0. 3?0. 5g/cm3、溫度為 240?300°C、沖程量為0. 08mm的膨脹/壓縮試驗(yàn)中，1000次循環(huán)的膨脹時(shí)的面壓相對(duì)于不 含所述氧化鋁溶膠時(shí)的所述面壓為1. 5倍以上。
4. 一種氣體處理裝置，其特征在于，具備處理結(jié)構(gòu)體、收納所述處理結(jié)構(gòu)體的殼體、以 及配置在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體之間的權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的保持材料。
5. -種氣體處理裝置用保持材料的制造方法，其是制造在具備處理結(jié)構(gòu)體和收納所述 處理結(jié)構(gòu)體的殼體的氣體處理裝置中配置在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體之間的保持材料 的方法，其特征在于，通過漿料的濕式成型來制造所述保持材料，所述漿料含有二氧化硅纖 維、和相對(duì)于所述二氧化硅纖維100質(zhì)量份以換算成固體成分計(jì)為3質(zhì)量份以上的氧化鋁 溶膠。
6. -種氣體處理裝置用保持材料的制造方法，其是制造在具備處理結(jié)構(gòu)體和收納所述 處理結(jié)構(gòu)體的殼體的氣體處理裝置中配置在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體之間的保持材料 的方法，其特征在于，通過漿料的濕式成型來制造所述保持材料，所述漿料含有二氧化硅纖 維和氧化鋁溶膠，所述氧化鋁溶膠的量是使得在初始體積密度為〇. 3?0. 5g/cm3、溫度為 700?900°C、沖程量為0. 2mm的膨脹/壓縮試驗(yàn)中的1000次循環(huán)膨脹時(shí)的所述保持材料 的面壓相對(duì)于不含所述氧化鋁溶膠時(shí)的所述面壓達(dá)到1. 2倍以上的量。
7. -種氣體處理裝置用保持材料的制造方法，其是制造在具備處理結(jié)構(gòu)體和收納所述 處理結(jié)構(gòu)體的殼體的氣體處理裝置中配置在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體之間的保持材料 的方法，其特征在于，通過漿料的濕式成型來制造所述保持材料，所述漿料含有二氧化硅纖 維和氧化鋁溶膠，所述氧化鋁溶膠的量是使得在初始體積密度為〇. 3?0. 5g/cm3、溫度為 240?300°C、沖程量為0. 08mm的膨脹/壓縮試驗(yàn)中的1000次循環(huán)膨脹時(shí)的所述保持材料 的面壓相對(duì)于不含所述氧化鋁溶膠時(shí)的所述面壓達(dá)到1. 5倍以上的量。
8. -種氣體處理裝置的制造方法，其是制造具備處理結(jié)構(gòu)體、收納所述處理結(jié)構(gòu)體的 殼體以及配置在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼體之間的保持材料的氣體處理裝置的方法，其特 征在于，包括將權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的保持材料配置在所述處理結(jié)構(gòu)體與所述殼 體之間。
【文檔編號(hào)】D21H13/38GK104066947SQ201280067953
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月23日
【發(fā)明者】佐藤絢也, 友末信也, 磯村和俊, 佐藤清, 坂根忠司, 中村大毅 申請(qǐng)人:霓佳斯株式會(huì)社