JPH06238129A - 触媒コンバーター取り付けマット - Google Patents

触媒コンバーター取り付けマット

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JPH06238129A
JPH06238129A JP5353542A JP35354293A JPH06238129A JP H06238129 A JPH06238129 A JP H06238129A JP 5353542 A JP5353542 A JP 5353542A JP 35354293 A JP35354293 A JP 35354293A JP H06238129 A JPH06238129 A JP H06238129A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 触媒コンバーターを提供する。 【構成】 ショットフリーの高強度マグネシウムアルミ
ノシリケートガラス繊維を含む不織マット（３０）を含
む触媒コンバーター（１０）である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はショットフリーマグネシ
ウムアルミノシリケートガラス繊維を含む不織布取り付
けマットを含む触媒コンバーターに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】セラ
ミック繊維を含む触媒コンバーター取り付けマットは当
業界で知られる。セラミックモノリスを有する触媒コン
バーターは、通常、モノリスと金属ケーシングの間にギ
ャップを有する。このギャップサイズは、モノリス材料
とケーシング材料の間の熱膨張の違いにより加熱の間に
変化する。例えば、もしモノリスがセラミックであると
きは、ギャップは通常、加熱の間に増加する。コンバー
ターが低温および高温の間を循環するので（例えば、自
動車エンジンの運転の際に出くわす温度（通常、常温〜
約８７０℃））、取り付け材料はモノリスが支持できる
ように弾性を必要とある。このようなマットは温度循環
に耐え、モノリスコンバーターボディーと金属ケーシン
グの間のギャップの変化に応答することができなければ
ならない。それゆえ、マットは温度循環を通して圧縮さ
れ、膨張させられることができなければならない。
【０００３】通常、触媒コンバーターの使用として適切
であり、取扱いが容易で、脆くないマットを得ることは
困難である。この問題に対する解決は、繊維をともに縫
い合わせること、または繊維マットを保持するためにス
クリムを用いることを含む。
【０００４】別に、触媒コンバーター取り付けマット
は、緩い繊維、または「バッグド」繊維を用いるものを
含む。例えば、繊維はプラスティックバッグ中に置か
れ、触媒コンバーターの周りに取り付けられて必要なク
ッション性を与える。プラスティックは使用の際に燃焼
させられ、緩い繊維はモノリスの周りに残される。この
方法に関する問題はコストと加工性の困難さである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属ケーシン
グ、ケーシング中に配置された単一の固体触媒要素、お
よび触媒要素と金属ケーシングの間に位置する不織マッ
トを含む触媒コンバーターであって、不織マットは、シ
ョットフリーの高強度マグネシウムアルミノシリケート
ガラス繊維を含み、ガラス繊維は５μｍより大きい直
径、約０．５ｃｍより長い長さを有し、約４〜約２０重
量％のマグネシウム酸化物、約１２．６〜約３２重量％
のアルミニウム酸化物、約７９．９〜約５５重量％のシ
リコン酸化物を繊維の総重量基準で含む（ここで、マグ
ネシウム酸化物、アルミニウム酸化物およびシリコン酸
化物の重量％は、それぞれ、ＭｇＯ、Ａｌ2 Ｏ3 および
ＳｉＯ2 を理論的な酸化物の基準として計算する。）触
媒コンバーターを提供する。好ましくは、不織マット
は、３μｍより小さい、より好ましくは５μｍより小さ
い直径を有するセラミック繊維を含まない。もう一つの
態様において、不織マットは好ましくはショットフリー
である。
【０００６】不織マットは、通常、少なくとも６０重量
％の、好ましくは少なくとも９０重量％のショットフリ
ーの高強度マグネシウムアルミニウムシリケートガラス
繊維をマットの総重量基準で含む。
【０００７】好ましくは、本発明の不織マットは縫い合
わされるか、またはニードルパンチされる。
【０００８】不織マットは、更に、炭素繊維、炭化珪素
繊維、窒化珪素繊維、マグネシウムアルミノシリケート
以外のセラミック酸化物繊維、金属繊維（例えばステン
レススチール繊維、銅繊維および黄銅繊維）およびそれ
らの混合物からなる群より選ばれる高強度繊維を含んで
もよい。
【０００９】本明細書において、ここで用いる「高強度
繊維」とは約７００ＭＰａ（１００，０００ｐｓｉ）よ
り大きい平均の引張強度を有する繊維を意味し、繊維の
「引張強度」とは、繊維が破損する荷重を繊維の断面積
により除算したものであり、ここで用いる「ショットフ
リー」とは、繊維製造工程からの粒状セラミック（即
ち、結晶性セラミック、ガラス、またはガラスセラミッ
ク）がないことを意味し、ここで用いる「個体化」と
は、マルチフィランメント糸から分離された繊維、また
は個々の繊維を与えるように分離された繊維群（例え
ば、トウ）を意味し、「不安定繊維」とは、加熱された
ときに分解し、または蒸発する繊維（例えば有機繊維）
または溶解されうる繊維（例えば水溶性繊維）を意味
し、ここで用いる「結合剤」とは、コロイドシリコンの
ような高温（即ち、約４００℃より高い、好ましくは約
５００℃より高い）結合剤、低融点（即ち、約１１５０
℃まで、好ましくは約４００℃〜約８００℃）のガラ
ス、およびガラス融剤を意味し、「弾性」とは、圧縮応
力により引き起こされる変形の後にサイズおよび形状を
回復するマットの能力を意味する。
【００１０】従来のガラス繊維の不織マットは、自動車
エンジンの運転で出くわす温度に加熱されるとき、通常
収縮する。このように、このような不織マットは適切な
低温保持性能を有するが（即ち、室温において金属ケー
シング中に触媒コンバーターを保持することができ
る。）、実際の使用温度に加熱されたときにそれらは必
ずしも保持能力を維持することができない。驚くべきこ
とに、ここに記載するマグネシウムアルミノシリケート
を含む本発明の不織マットは、良好な低温保持能力およ
び高温保持能力（即ち、８７０℃まで）の両方を有す
る。
【００１１】ニードルパンチされたマットは、縫い合わ
されたマットより好ましい。触媒コンバーター保持マッ
トは、２０００ｇ／ｍ2 以上の単位面積当たりの重量を
有する必要がある。加工限界により、縫い合わせ結合さ
れた不織マットの単位面積当たりの重量は、通常約１５
００ｇ／ｍ2 を越えない。縫い合わせ結合された不織マ
ットが触媒コンバーターを保持するのに用いられると
き、２枚以上のマットを接着剤により結合して、適切な
厚さおよび単位面積当たりの重量を与える。しかし、本
発明のニードルパンチされた不織マットは、約２０００
ｇ／ｍ2 より大きい単位面積当たりの重量を有すること
ができる。このように、ニードルパンチされた不織マッ
トの使用は、より便利な解決を与え、このことはより安
価であり（例えばより低い加工費）、有機材料燃焼時に
放出される有機材料の量を減じることになる。
【００１２】図１を参照して、触媒コンバーター１０は
円錐台の入口および出口末端それぞれ、１２および１３
を有する金属ケーシングを含む。複数のガス流チャンネ
ル（示していない）を有するハニカムモノリスボディー
を形成するモノリス触媒要素２０は、ケーシング１１内
部に配置される。触媒要素を取り巻いているのは、ケー
シング中に触媒要素をしっかりと、しかし弾性的に支持
するのに用いられる、ショットフリーの高強度マグネシ
ウムアルミノシリケートガラス繊維３１を含む取り付け
マット３０である。取り付けマット３０は触媒要素２０
をケーシング内部に保持し、触媒要素２０とケーシング
１１の間のギャップを密閉し、このようにして、排気ガ
スが触媒要素２０をバイパスすることを防ぐ、または最
小にする。
【００１３】金属ケーシングはステンレススチールを含
む当業界で公知の材料から製造されうる。
【００１４】適切な触媒コンバーター要素は当業界に知
られ、金属またはセラミックから製造されるものを含
む。有用な触媒コンバーター要素は、例えば米国再発行
特許第27,747号(Johnsonによる) に開示される。更に、
セラミック触媒コンバーター要素はCorning,NYのCornin
g Inc.から市販されている。例えば、ハニカムセラミッ
ク触媒支持体は、Corning Inc.から"CELCOR"の商品名
で、およびNGK InsulatedLtd.から"HONEYCERAM"の商品
名で市販されている。金属触媒コンバーター要素はドイ
ツのBehr GmbH and Co. から市販されている。触媒モノ
リスに関する更なる詳細には、例えばSAE 技術書の文献
第900500号のStroomらの「Systems Approachto Packagi
ng Design for Automotive Catalystic Converters
」、SAE 技術書の文献第800082号のHowittの「Thin Wa
ll Ceramics as Monolithic Catalyst Support 」およ
びSAE 技術書の文献第740244号のHowittらの「Flow Eff
ect in Monolithic Honeycomb Automotive Catalystic
Converter 」を参照されたい。
【００１５】このような触媒コンバーター要素に使用さ
れる触媒は、通常、金属（例えば、ルテニウム、オスミ
ウム、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウムお
よび白金）および金属酸化物（例えば、五酸化バナジウ
ム、二酸化チタン）である。触媒コーティングに関する
更なる詳細については、例えば、米国特許第3,441,381
号(Keithらによる) を参照されたい。
【００１６】ショットフリーの高強度マグネシウムアル
ミノシリケートガラス繊維は、好ましくは５μｍより大
きく、約２０μｍより小さい範囲の直径を有する。約２
０μｍより大きい直径を有する繊維は有用であるが、こ
こに開示した方法を用いて不織マットを形成するのは困
難な傾向がある。
【００１７】ショットフリーのマグネシウムアルミノボ
ロシリケートガラス繊維は、通常、約２８００ＭＰａ
（４００，０００ｐｓｉ）〜約４２００ＭＰａ（６０
０，０００ｐｓｉ）の範囲の平均引張強度を有する。理
論に束縛されたくはないが、より高い引張強度は、繊維
を自発的に粉末に微粉砕することなく切断され、分離さ
れた繊維を形成することを可能にすると信じられてい
る。
【００１８】高強度繊維は、通常、連続トウ（ロービン
グとしても参照される）または糸で入手可能である。
【００１９】不織マットの製造に用いる連続繊維は、サ
イジングされていても、またはさなくてもよい（即ち、
サイズがない。）が、繊維は好ましくはサイジングされ
ている。通常、連続繊維はその製造の間に有機サイジン
グにより処理され、潤滑性を与え、取扱い時に繊維スト
ランド保護する。サイジングは繊維の破断を減じ、個々
の繊維をトウにまとめて保持し、ニードルパンチ、また
は不織マットの製造に係わる他の取扱い工程の間に作ら
れるほこりの量を減じると信じられている。
【００２０】従来のサイジング材料は、デキストリン化
したスターチガム、ゼラチン、ポリビニルアルコール、
水素化野菜油および非イオン性洗剤を含む。
【００２１】適切なショットフリーの、高強度マグネシ
ウムアルミノシリケートガラス繊維は当業界で知られ、
例えばGranville,OHのOwens Cornig Fiberglass Corp.
から商品名"S2-GLASS"で市販されるものを含む。
【００２２】不織マットは、更に高強度の（即ち、７０
０ＭＰａ（１００，０００ｐｓｉ）より大きい、好まし
くは約１２００ＭＰａ（２００，０００ｐｓｉ）より大
きい、より好ましくは約１８００ＭＰａ（３００，００
０ｐｓｉ）より大きい、最も好ましくは約２１００ＭＰ
ａ（３５０，０００ｐｓｉ）より大きい平均の引張強
度）マグネシウムアルミノシリケートガラス繊維以外の
セラミック酸化物繊維（例えば、アルミノシリケート繊
維（アルミノボロシリケート繊維を含む）および水晶繊
維（結晶性水晶繊維を含む））、アルミナ繊維、炭素繊
維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維および金属繊維からな
る繊維の群より選択される（好ましくは、サイジングさ
れた）繊維を含んでもよい。
【００２３】サイジングされたアルミノボロシリケート
繊維は、例えば、3M Companyから商品名"NEXTEL 312"、
"NEXTEL 440"および"NEXTEL 480"で市販されている。更
に、適切なアルミノボロシリケート繊維は、例えば米国
特許第3,795,524 号(Sowman)に開示されるように製造さ
れうる。
【００２４】サイジングされたアルミノシリケート繊維
は、例えば、3M Companyから商品名"NEXTEL 550"で市販
されている。更に、適切なアルミノシリケート繊維は、
例えば米国特許第4,047,965 号(Karstら) に開示される
ように製造されうる。
【００２５】サイジングされた水晶繊維は、例えば、Sl
ater,NY のJ.P.Stevens,Inc.から商品名"ASTROQUARTZ"
で市販されている。
【００２６】炭化珪素繊維は、例えば、Tokyo,Japan の
Nippon Carbon から商品名"NICALON" 、Midland,MIのDo
w Corning から商品名"NICALON" 、およびLowell,MA の
Textron Speciality Materialsから商品名"TYRANNO" で
市販されている。
【００２７】窒化珪素繊維は、例えば、New York,NY の
Toren Energy International Corp.から市販されてい
る。
【００２８】炭素（例えばグラファイト）繊維は、例え
ば、Magna,UTのHercules AdvancedMaterial &Systems
から商品名"IM7" で市販されている。
【００２９】ステンレススチール繊維は、例えば、Zwer
egan,BergiumのBekarertから商品名"BEKINOX" で市販さ
れている。
【００３０】不織マットは、更に不安定材料（例えば、
熱可塑性プラスティック、ナイロンおよびレーヨン繊
維、粉末、フィルムおよびウェッブのような熱不安定材
料、並びに、ポリビニルアルコールのような水溶性材
料）を含んでもよい。好ましくは、不織マットは、不織
マットの総重量基準で１５重量％より少ない（好ましく
は、１０重量％より少ない）不安定材料を含む。熱可塑
性プラスティック繊維は、例えば，当業界に知られてお
り、例えば、Summit,NJ のHoechst-Celaneseから市販さ
れている。熱可塑性プラスティック繊維は、例えば、十
分に加熱されたときにマットをともに保持するのを助
け、マットの取扱い性を増加するようにセラミック繊維
に結合するのに有用である。更に、熱不安定繊維は望ま
しい構造および孔質を与えるためにマットから燃焼させ
られてもよい。
【００３１】個体化された（即ち、各々の繊維を互いに
分離する）繊維を与えるために、繊維のトウまたは糸
は、例えば、ガラスロービングカッター（Pacoma,CA の
Finn &Fram,Inc. から商品名"MODEL 90 GLASS ROVING C
UTTER"で市販) を用いて、望ましい長さ（通常、約０．
５ｃｍ〜約１５ｃｍの範囲）に切断されてもよい。
【００３２】不織マットを製造する好ましい方法におい
て、切断または分断された繊維は従来のハンマーミル、
好ましくはブローディスチャージハンマーミル（例え
ば、Tiffin,OH のC.S. Bell Co. から商品名"BLOWER DI
SCHARGE MODEL 20 HAMMER MILL" で市販) に通すことに
より分離されてもよい。効率が悪いが、Chicago,ILのW.
W. Grainger から商品名"DAYTON RADIAL BLOWER"Model
3C 539,31.1cm(12.25 インチ),3 馬力で市販) を用い
て、繊維は個体化されることもできる。通常、切断され
た繊維はハンマーミルを少なくとも２回通る。もしブロ
アーが単独で運転されるならば、少なくとも２回それを
通る。好ましくは、不織マットに形成される前に少なく
とも５０重量％の繊維は個体化される。
【００３３】約１５ｃｍより長い切断または分断された
繊維も不織マットの製造に有用であるが、加工がより困
難になる傾向がある。繊維の分離は、製造される不織マ
ット繊維のロフトネスを増加する（即ち、バルク密度を
減少する）傾向があり、それにより得られるマットの密
度を低くする。
【００３４】最小の破壊を伴う切断または分断された繊
維の加工および分離を容易にするために、繊維が分離さ
れているときに、静電気防止潤滑剤（例えば、Hatfiel
d,NJのSimco Co.Inc. から商品名"NEUTROSTAT"で市販)
がハンマーミル中に噴霧されてもよい。
【００３５】不織マットを製造するための好ましい方法
において、個体化された繊維（好ましくは、約５ｃｍの
長さ）は従来のウェッブ形成機（Macedon,NYのRando Ma
chine Corp. から商品名"RANDO WEBBER"、またはデンマ
ークのScanWeb Co. から商品名"DAN WEB" で市販) にフ
ィードされ、ここで、ウェッブは、ワイヤースクリーン
またはメッシュベルト( 例えば、金属またはナイロンベ
ルト) 上を成形される。もし、"DAN WEB" 型ウェッブ形
成機が用いられるならば、繊維は好ましくはハンマーミ
ル、その後ブロアーを用いて個体化される。約２．５ｃ
ｍより長い繊維はウェッブ形成過程の間に絡まる傾向が
ある。マットの取扱性を容易にするために、マットはス
クリム上に形成され、または置かれてもよい。繊維の長
さに依存して、得られるマットは、通常、支持体（例え
ば、スクリム）の必要なくニードルパンチ機に輸送され
るのに十分な取扱性を有する。
【００３６】不織マットは、従来のウェッブ形成または
繊維梳線を用いて製造されてもよい。ウェッブ形成方法
には、繊維長さは好ましくは約０．５ｃｍ〜６ｃｍであ
る。繊維繊維梳線方法には、繊維長さは好ましくは約５
ｃｍ〜１０ｃｍである。
【００３７】ニードルパンチされた不織マットとは、例
えば、有刺針による全部のまたは部分的な（好ましくは
全部）突き抜けを与えられた繊維の物理的な絡みがある
マットを意味する。不織マットは、従来のニードルパン
チ装置（例えば、有刺針（例えば、Manitowoc,WIのFost
er Needle Company,Inc.から市販) を有するドイツのDi
loから商品名"DILO"で市販のニードルパンチ機) を用い
てニードルパンチされ、ニードルパンチされた不織マッ
トを与えうる。繊維の絡みを与えるニードルパンチング
は、通常、マットを圧縮し、それからマットを通して有
刺針をパンチングして成形する。マットの単位面積当た
りのニードルパンチの最適数は特定の用途により変化す
る。通常、不織マットは約５〜約６０パンチ／ｃｍ2 を
与えるようにニードルパンチされる。好ましくは、不織
マットは約１０〜約２０パンチ／ｃｍ2 を与えるように
ニードルパンチされる。
【００３８】好ましくは、ニードルパンチされた不織マ
ットは約１０００〜約３０００ｇ／ｍ2 の範囲の単位面
積当たりの重量、もう一つの態様において、約０．５〜
約３ｃｍの範囲の厚さを有する。
【００３９】不織マットは、従来の技術（米国特許第4,
181,514 号(Lefkowitzら))を用いて縫い合わせ結合され
てもよい。通常、マットは有機糸で縫い合わせ結合され
る。有機または無機シート材料の薄い層は、糸がマット
を切断することを防ぐ、または最小限にするために、縫
い合わせ結合の間にマットの片面または両面に置かれて
もよい。使用の際に縫い糸が分解されないことが望まし
ければ、セラミックまたは金属( 例えば、ステンレスス
チール) の糸が用いられうる。ステッチの間隔はマット
全体を通して均一に圧縮されるように、通常約３〜３０
ｍｍである。
【００４０】本発明の目的および利点は、次の実施例に
更に例示されるが、これらの実施例に用いられる特定の
材料およびその量並びに他の条件および詳細は本発明を
過度に制限するものと解釈されるべきではない。
【００４１】
【実施例】実施例１ 実施例１は、ショットフリーの高強度マグネシウムアル
ミノシリケートガラス繊維(Owens Cornig Fiberglass C
orp.から商品名"S2-GLASS"で市販) の直径９μｍのトウ
を、従来のガラスロービングカッター（Finn &Fram,In
c. から商品名"MODEL 90 GLASS ROVING CUTTER"で市販)
を用いて、２．５ｍｍ（１インチ）長さに切断するこ
とにより製造された。この長さの繊維を従来のハンマー
ミル（C.S.Bell Co. から商品名"BLOWER DISCHARGE MOD
EL 20 HAMMER MILL" で市販) に二回通した。ハンマー
ミルチャンバー中に位置するスクリーンは取り除かれ
た。ハンマーミル速度は約１８５０ｒｐｍであった。こ
の長さの繊維は、それから従来のウェッブ形成機（Mace
don,NYのRando Machine Corp. から商品名"RANDO WEBBE
R"で市販) にフィードされ、ここで、繊維は、有孔金属
( ワイヤースクリーン)コンデンサー上を吹き付けられ
た。マットの厚さは約０．３３ｃｍ（１／８インチ）で
あった。
【００４２】マットは、それから従来のニードルパンチ
装置（#15x18x36x3.5 RB型有刺針（Manitowoc,WIのFost
er Needle Company,Inc.から市販) を有するドイツのDi
loから商品名"DILO"で市販のニードルパンチ機) を用い
て、約１５パンチ／ｃｍ2 を与えるようにニードルパン
チされた。有刺針はマットの全厚さを通してパンチされ
た。ニードルパンチされた不織マットの厚さは約０．１
６ｃｍ（１／１６インチ）であった。
【００４３】実施例２は、ショットフリーの高強度マグ
ネシウムアルミノシリケートガラス繊維("S2-GLASS" )
の直径９μｍのトウを、従来のガラスロービングカッタ
ー（"MODEL 90 GLASS ROVING CUTTER") を用いて、０．
６５ｍｍ（１／４インチ）長さに切断することにより製
造された。約７００℃に約３０分間加熱することにより
繊維からサイズを除去した。
【００４４】高剪断で高容量の混合機に、約２１１０リ
ットル（５００ガロン）の水および約５．４ｋｇ（１２
ｌｂｓ）のデサイジングされ、切断された繊維を入れ
た。繊維を個体化するように、繊維は高剪断混合機中で
約３０分間混合された。
【００４５】次に約８６２ｇ（１．９ｌｂｓ）の３２％
のアルミン酸ナトリウム（Ｎａ2 Ａｌ2 Ｏ3 ）水溶液
（Naperville,IL のNalco Chemical Co.から商品名"NAL
CO 2372"で市販) を加え、繊維および水とともに高剪断
混合機中で攪拌した。この混合物を、タンクに移送し、
５９０８リットル（１４００ガロン）の水により希釈し
た。
【００４６】約４．５ｋｇ（１０ｌｂｓ）の４６％アク
リル酸ラテックス水溶液（Philadelphia,PA のRohm and
Haas から商品名"RHOMPLEX HA8"で市販) を希釈された
混合液に加え、攪拌した。
【００４７】約６．８ｋｇ（１５ｌｂｓ）の４７〜４９
％の硫酸アルミニウム（Ａｌ2 （ＳＯ4 ）3 ・０．１４
Ｈ2 Ｏ）を希釈された溶液に加え、攪拌した。
【００４８】この混合物を、蒸気およびドラム乾燥機を
用いる従来のフォルジニアー（Fourdinier) 紙製造機を
用いて、マット中にキャスティングした。マット中にキ
ャスティングする間に発泡を最小にするために、約２５
ｍｌの消泡剤（Ambler,PA のHenkelから商品名"FOAMAST
ER" で市販) をキャスティングの直前に混合物中に加
え、攪拌した。キャスティングされた不織マットは、約
２００〜３００ｇ／ｃｍ2 の単位面積当たりの重量およ
び約０．３３ｃｍ（１／８インチ）の厚さを有した。
【００４９】実施例３は、実施例２に記載のように製造
されたが、但し、高剪断混合機に、約２１１０リットル
（５００ガロン）の水、約２．７ｋｇ（６ｌｂｓ）の切
断された繊維および５７０ｇ（１．２５ｌｂｓ）の１．
２５ｃｍ長さの３デニールの熱可塑性プラスティック繊
維（Summit,NJ のHoechst-Celanese Corp.からのHC106
型、ポリエステル/ ポリエチレン繊維) を入れた。
【００５０】キャスティングされた不織マットは、約
０．３３ｃｍ（１／８インチ）の厚さおよび約２００〜
３００ｇ／ｃｍ2 の単位面積当たりの重量を有した。
【００５１】各々のマットの弾性を、垂直に心合わせさ
れた２．５ｃｍ直径の面を有するステンレススチールア
ンビル２つを有するように改造された圧縮試験機（Cant
on,MA のInstron Corp. から商品名"INSTRON TESTER"で
市販) を用いて測定した。高めの温度のシミュレーショ
ンが可能なように、各々のアンビルはカートリッジヒー
ターを含んだ。更に、アンビルの面の間隔は調整可能で
あった。マットの弾性は、各々の試料を二つの向かい合
ったアンビルの面の間に置き、表１に示すようにアンビ
ル面間の隙間を閉じることにより測定した。アンビルに
よりマットに掛けた圧力を記録した。表１（下記）に示
すようにアンビルの間の隙間を減少させながら、上部の
アンビルは室温（即ち、２５℃）から下記の表１に示す
温度に加熱され、下部のアンビルは室温から下記の表１
に示す温度に加熱された。アンビルによりマットに掛け
た圧力をそのとき記録した。下記の表１に示すようにア
ンビル間の間隔を調整しながら、最後にヒーターを消
し、アンビル（およびマット）を室温に冷却した。取り
付け物の密度は、隙間幅並びにマットの元の厚さおよび
密度を基礎に決定された。試験結果を下記の表１に示
す。
【００５２】
【表１】
【００５３】通常、より高い圧力がこの試験で記録され
たものは、触媒コンバーター取り付けマットとしての使
用のためのマットの保持性能が良好であると期待され
る。実施例１Ｃの取り付け物の密度は触媒コンバーター
取り付けるのに用いられるよりも低い傾向がある。通
常、取り付け物の密度は少なくとも０．３ｇ／ｃｍ3 、
より好ましくは約０．３５ｇ／ｃｍ3 以上である。
【００５４】比較例Ｉ 比較例Ｉは溶融紡糸された、抽出されたガラス繊維（２
１０〜４２０ＭＰａの引張強度、約１０μｍの直径を有
する繊維であって、Niagara Falls,NYのCarborundum C
o. から商品名"RAEFRASIL" で市販) を含む不織マット
である。
【００５５】更に触媒コンバーター取り付けマットとし
ての不織マットの適切さを評価するために、ホットシェ
イク試験を用いた。ホットシェイク試験は、金属ケーシ
ング中に各々の不織マットを取り付けた触媒コンバータ
ー要素を排気ガスが通過することを含み、一方、同時に
触媒コンバーター組み立て品は１００Ｈｚの周期で、４
０ｇまでの加速度を与えるのに十分な物理的振動を受け
ていた。振動は従来の振動機（Wallingford,CTのUnholt
z-Dickie Corp.から市販) により供給された。熱源は、
約８００〜９００℃のガス入口温度をコンバーターに供
給することができる天然ガスのバーナーであった。排気
ガス温度を循環させ、マットが占める空間が変化する一
方で、マットの弾性を保持する能力および対応する保持
力を試験した。各々の循環は高温で１０分間、および１
０分間のガスを遮断を含んだ。振動は熱サイクルの間を
通して維持した。試験の長さは２０回のサイクルであっ
た。１２．７ｃｍ直径のセラミックハニカムモノリス
（Corning,NYのCorning Inc.から商品名"CELCOR"で市
販) を実施例１を試験するために用いた。１２．７ｃｍ
直径の波形金属モノリスを実施例２および３並びに比較
例Ｉを試験するために用いた。結果を下記の表２に示
す。
【００５６】
【表２】
【００５７】実施例１、３および４の結果は驚くべきで
ある。というのは、Owens-CorningFiberglas Corp. の
商品文献による"S2 GLASS"繊維の最大使用温度は約７６
０℃であるからである。
【図面の簡単な説明】
本発明を理解するのは、添付の図を参照することにより
容易になるであろう。全ての図は図式である。
【図１】本発明の触媒コンバーターの分解した透視図で
ある。
【符号の説明】
１０…触媒コンバーター １１…金属ケーシング １２…円錐台入口末端 １３…円錐台出口末端 ２０…触媒要素 ３０…不織マット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ローレンス エリクソン アメリカ合衆国，ミネソタ 55144−1000, セント ポール，スリーエム センター （番地なし) (72)発明者 スティーブン マーク サノキ アメリカ合衆国，ミネソタ 55144−1000, セント ポール，スリーエム センター （番地なし)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属ケーシング（１１）、前記のケーシ
    ング中に配置された単一の固体触媒要素（２０）、およ
    び前記の触媒要素（２０）と前記の金属ケーシング（１
    １）の間に位置する不織マット（３０）を含む触媒コン
    バーター（１０）であって、前記の不織マット（３０）
    は、前記のマット（３０）の総重量基準で少なくとも６
    ０重量％のショットフリーの高強度マグネシウムアルミ
    ノシリケートガラス繊維を含み、前記のガラス繊維は５
    μｍより大きい直径、約０．５ｃｍより長い長さを有
    し、約４〜約２０重量％のマグネシウム酸化物、約１
    ２．６〜約３２重量％のアルミニウム酸化物、約７９．
    ９〜約５５重量％のシリコン酸化物を前記の繊維の総重
    量基準で含む（ここで、マグネシウム酸化物、アルミニ
    ウム酸化物およびシリコン酸化物の重量％は、それぞ
    れ、ＭｇＯ、Ａｌ2 Ｏ3およびＳｉＯ2 を理論的な酸化
    物の基準として計算する。）触媒コンバーター。
  2. 【請求項２】 前記の不織マット（３０）が少なくとも
    ０．３ｇ／ｃｍ3 の取り付け密度を有する請求項１に記
    載の触媒コンバーター。
  3. 【請求項３】 前記の不織マット（３０）が、前記のマ
    ット（３０）の総重量基準で少なくとも９０重量％の前
    記のショットフリーの高強度マグネシウムアルミノシリ
    ケートガラス繊維を含み、少なくとも０．３ｇ／ｃｍ3
    の取り付け密度を有する請求項１に記載の触媒コンバー
    ター。
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