垫材和尾气净化装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种保持力难以降低的垫材。本发明的垫材的特征在于，其为含有玻璃纤维的垫材，上述玻璃纤维含有52重量%～66重量%的SiO2、9重量%～26重量%的Al2O3、15重量%～27重量%的CaO、0重量%～9重量%的MgO、0重量%～4重量%的TiO2、0重量%～5重量%的ZnO、以及总和为0重量%～2重量%的Na2O和K2O，上述玻璃纤维实质上不含有B2O3。
【专利说明】垫材和尾气净化装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及垫材和尾气净化装置。
【背景技术】
[0002]由柴油发动机等内燃机排出的尾气中含有煤烟等颗粒(下文中也称为PM)，近年来，该PM有害于环境或人体成为问题。另外，尾气中还含有CO、HC或NOx等有害气体成分，因而还担忧该有害气体成分对环境或人体所产生的影响。
[0003]于是，作为通过与内燃机联结而捕集尾气中的PM、净化尾气所含有的CO、HC或NOx等尾气中的有害气体成分的尾气净化装置，提出了各种尾气净化装置，该尾气净化装置具备由堇青石或碳化硅等多孔质陶瓷构成的尾气处理体、将尾气处理体容纳于内部的外壳(金属容器)、以及配置于尾气处理体和外壳之间的保持密封材料。
[0004]尾气净化装置中，保持密封材料防止尾气处理体和外壳因接触而破损、以及尾气从外壳和尾气处理体的间隙漏出。另外，保持密封材料防止尾气处理体因尾气的排压而脱落。此外，尾气净化装置中，为了维持反应性而需要将尾气处理体保持为高温，因此还要求保持密封材料具有绝热性。
[0005]作为满足上述条件的保持密封材料的部件，可以举出包含氧化铝纤维等无机纤维的垫材。
[0006]另外，还提出了代替氧化铝纤维而包含玻璃纤维的垫材。例如，专利文献I中公开了包含E-玻璃等玻璃纤维的垫材。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特表2006-516043号公报
【发明内容】
[0010]发明所要解决的课题
[0011]近年来，为了净化尾气中的NOx，提出了作为尾气净化装置的一种的尿素SCR(Selective Catalytic Reduction、选择性催化还原)装置。
[0012]尿素SCR装置中，可以利用下述方法净化NOx。首先，向尾气净化装置内喷雾尿素水，该尾气净化装置具备负载有沸石等催化剂的尾气处理体。然后，通过尿素的热分解而产生氨，利用沸石的作用使氨和NOx还原而形成N2。
[0013]但是，作为尿素SCR装置的保持密封材料，在使用专利文献I所记载的现有垫材的情况下，随着尿素SCR装置的使用时间的经过，保持密封材料的面压(在保持密封材料的保持面所负载的压力)降低，结果可知会产生保持密封材料的保持力降低的问题。
[0014]本发明是为了解决上述课题而进行的，其目的在于提供一种保持力难以降低的垫材。另外，本发明的目的在于提供具备上述垫材作为保持密封材料的尾气净化装置。
[0015]需要说明的是，本发明的垫材在作为尾气净化装置的保持密封材料使用时，特别适合于作为尿素SCR装置的保持密封材料进行使用的情况。
[0016]用于解决课题的方案
[0017]本发明人对于在使用专利文献I所记载的现有垫材作为尿素SCR装置的保持密封材料的情况下保持力降低的原因进行了研究。
[0018]本发明人认为有可能是构成专利文献I所记载的现有垫材的玻璃纤维与存在于尿素SCR装置内的尿素和氨等碱性成分发生反应，其结果，玻璃纤维发生劣化。
[0019]根据上述研究结果，本发明人发现:通过使用具有特定组成的玻璃纤维，可得到保持力难以降低的垫材，由此完成了本发明。
[0020]S卩，方案I所述的垫材为含有玻璃纤维的垫材，该垫材的特征在于，
[0021]上述玻璃纤维含有52重量％?66重量％的Si02、9重量％?26重量％的A1203、15重量％?27重量％的Ca0、0重量％?9重量％的Mg0、0重量％?4重量％的Ti02、0重量％?5重量％的ZnO、以及总和为O重量％?2重量％的Na2O和K2O,上述玻璃纤维实质上不含有B203。
[0022]若将方案I所述的垫材用作尾气净化装置、特别是尿素SCR装置的保持密封材料，则即使经过使用时间，保持密封材料的面压也难以降低，因此能够防止保持密封材料的保持力降低。
[0023]虽然其原因尚不明确，但是认为:方案I所述的垫材中，构成垫材的玻璃纤维实质上不含有B2O3，这点产生了影响。
[0024]方案2所述的垫材中，上述玻璃纤维的平均纤维径为9 μ m?15 μ m。
[0025]若玻璃纤维的平均纤维径为9 μ m?15 μ m，则玻璃纤维的强度和柔软性足够高，能够提高作为保持密封材料使用时的剪切强度。
[0026]方案3所述的垫材中，进一步含有有机粘结剂。
[0027]若垫材中含有有机粘结剂，则在作为保持密封材料使用时，能够抑制保持密封材料的大体积、提高组装尾气净化装置前的作业性。
[0028]方案4所述的垫材中，进一步含有膨胀材。
[0029]另外，方案5所述的垫材中，上述膨胀材包含选自由蛭石、膨润土、金云母、珍珠岩、膨胀性石墨和膨胀性氟化云母组成的组中的至少一种材料。
[0030]若垫材中含有膨胀材，则垫材在400°C?800°C的范围会膨胀，因而即使在超过玻璃纤维的强度会降低的700°C这样的高温区域，也能够提高作为保持密封材料使用时的保持力。
[0031]方案6所述的垫材被用作尾气净化装置的保持密封材料，上述尾气净化装置具备外壳、容纳于上述外壳中的尾气处理体、以及卷绕于上述尾气处理体的周围并配设于上述尾气处理体和上述外壳之间的上述保持密封材料。
[0032]另外，方案7所述的垫材中，上述尾气净化装置作为尿素SCR装置发挥作用。
[0033]如上所述，通过将方案I?5的任一项所述的垫材作为尾气净化装置、特别是尿素SCR装置的保持密封材料使用，能够防止保持密封材料的保持力降低。
[0034]方案8所述的尾气净化装置为具备外壳、容纳于上述外壳中的尾气处理体、以及卷绕于上述尾气处理体的周围并配设于上述尾气处理体和上述外壳之间的保持密封材料的尾气净化装置，[0035]该尾气净化装置的特征在于，上述保持密封材料为方案I?5的任一项所述的垫材。
[0036]方案9所述的尾气净化装置作为尿素SCR装置发挥作用。
[0037]方案10所述的尾气净化装置中，上述尾气处理体为催化剂载体或尾气过滤器。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1是示意性示出本发明的第一实施方式的垫材的一例的立体图。
[0039]图2是示出本发明的第一实施方式的垫材的制造方法的一例的工艺图。
[0040]图3是示出本发明的第一实施方式的垫材的制造方法的另一例的工艺图。
[0041]图4是示意性示出本发明的第一实施方式的尾气净化装置的一例的截面图。
[0042]图5是示意性示出构成本发明的第一实施方式的尾气净化装置的尾气处理体的一例的立体图。
[0043]图6是示意性示出本发明的第一实施方式的尾气净化装置的制造方法的一例的立体图。
[0044]图7是示意性示出本发明的第一实施方式的尾气净化装置的另一例的截面图。
[0045]图8是示出实施例1和比较例I中的面压和面压的减少率的图。
【具体实施方式】
[0046]下面，对本发明的实施方式进行具体说明。但是，本发明不限定于以下的实施方式，可以在不改变本发明的要点的范围内适宜变更来进行适用。
[0047](第一实施方式)
[0048]下面，参照附图对作为本发明的垫材和尾气净化装置的一个实施方式的第一实施方式进行说明。
[0049](垫材)
[0050]首先，对本发明的第一实施方式的垫材进行说明。
[0051]图1是示意性示出本发明的第一实施方式的垫材的一例的立体图。
[0052]如图1所示，本发明的第一实施方式的垫材10的形状是俯视图大致为矩形的平板状，具有特定的长度(以下，图1中箭头L所示)、宽度(图1中箭头W所示)和厚度(图1中箭头T所示)。
[0053]图1所示的垫材10中，在垫材10的长度方向侧的端部之中，在一个端部形成有凸部11，在另一个端部形成有凹部12。垫材10的凸部11和凹部12在为了组装后述尾气净化装置而将垫材10卷绕到尾气处理体上时形成正好相嵌合的形状。
[0054]本发明的第一实施方式的垫材含有玻璃纤维。这样的垫材可以通过使玻璃纤维缠结来进行制造。
[0055]上述玻璃纤维的特征在于，其含有52重量％?66重量％的SiO2、9重量％?26重量％的A1203、15重量％?27重量％的Ca0、0重量％?9重量％的Mg0、0重量％?4重量％的Ti02、0重量％?5重量％的ZnO、以及总和为O重量％?2重量％的Na2O和K2O,实质上不含有B2O30
[0056]本说明书中，“实质上不含有B2O3”是指利用ICP质谱分析测得的玻璃纤维中的B2O3含量小于I重量％。
[0057]需要说明的是，Na2O和K2O在玻璃纤维中以总和计含有O重量％?2重量％即可。因此，可以是玻璃纤维中含有Na2O和K2O两者的情况、含有Na2O和K2O中任一者的情况以及Na2O和K2O均不含有的情况中的任意一种。
[0058]本发明的第一实施方式的垫材中，只要玻璃纤维的组成在上述数值范围内，则对具体的玻璃纤维的组成没有限定。
[0059]例如，玻璃纤维可以含有52重量％?62重量％的SiO2,也可以含有超过62重量% (即，62.1重量%?66重量%)的SiO2。
[0060]另外，玻璃纤维可以含有9重量％?17重量％的Al2O3，也可以含有超过17重量％ (即，17.1重量％?26重量％)的Al2O3。
[0061]玻璃纤维可以含有17重量％?27重量％的CaO，也可以含有小于17重量％(即，15重量％?16.9重量％)的CaO。
[0062]此外，玻璃纤维可以实质上不含有MgO、TiO2和ZnO的至少一种。需要说明的是，“实质上不含有MgO”是指利用ICP质谱分析测得的玻璃纤维中的MgO含量小于I重量％。关于TiO2和ZnO也同样。另外，利用ICP质谱分析测得的玻璃纤维中的Na2O和K2O的总和的含量可以小于I重量％。
[0063]这样，MgO、TiO2、ZnO、Na2O和 K2O 为可选成分。
[0064]本发明的第一实施方式的垫材中，玻璃纤维实质上由上述成分构成，但是也可以含有合计为5重量％以下的上述成分以外的其它成分。
[0065]作为其它成分没有特别限定，可以举出例如Sr0、Ba0、Sn0、Zr02、Fe203、Ce02或SO3
坐寸ο
[0066]并且，本发明的第一实施方式的垫材中，玻璃纤维以包括其它成分在内的各成分的合计为100重量％的方式构成。
[0067]作为构成本发明的第一实施方式的垫材的玻璃纤维的具体例，可以举出例如Owens Corning社制造的ADVANTEX玻璃等。
[0068]除了玻璃纤维以外，本发明的第一实施方式的垫材中可以含有有机粘结剂等粘结剂。
[0069]若垫材中含有有机粘结剂等粘结剂，则在作为保持密封材料使用时，能够抑制保持密封材料的大体积、提高组装尾气净化装置前的作业性。
[0070]作为有机粘结剂，可以使用例如环氧树脂、丙烯酸类树脂、橡胶系树脂、苯乙烯系树脂等。
[0071]有机粘结剂的含量(相对于垫材总重量的有机粘结剂的重量)优选为20重量％以下、更优选为0.5重量％?10重量％、进一步优选为0.5重量％?2.0重量％。
[0072]但是，在使用具备这样的垫材的尾气处理装置时，垫材所含有的有机粘结剂会成为使由尾气处理装置排出的有机成分量增加的原因之一。因此，有机粘结剂的含量优选尽量少，例如可以在垫材中完全不含有有机粘结剂。
[0073]作为赋予垫材粘结剂的方法，例如可以举出下述方法:使用喷雾等对垫材喷射预定量的粘结剂溶液，从而使粘结剂附着于垫材的方法；以及使垫材浸渗粘结剂溶液的方法；
坐坐寸寸ο[0074]作为上述粘结剂溶液，可以使用将丙烯酸系树脂等有机粘结剂分散于水中而制备的乳液。另外，上述粘结剂溶液中可以适宜包含氧化铝溶胶等无机粘结剂。
[0075]本发明的第一实施方式的垫材中还可以进一步含有膨胀材。膨胀材优选具有在400 V?800 V的范围发生膨胀的特性的材料。
[0076]若垫材中含有膨胀材，则垫材在400°C?800°C的范围会膨胀，因而即使在超过玻璃纤维的强度会降低的700°C这样的高温区域，也能够提高作为保持密封材料使用时的保持力。
[0077]作为膨胀材，可以举出例如蛭石、膨润土、金云母、珍珠岩、膨胀性石墨和膨胀性氟化云母等。这些膨胀材可以单独使用，也可以合用两种以上。
[0078]对膨胀材的添加量没有特别限定，相对于垫材的总重量优选为5重量％?50重量％、更优选为10重量％?30重量％。
[0079](垫材的制造方法)
[0080]对本发明的第一实施方式的垫材的制造方法的一例(下文中也称为第I垫材的制造方法)进行说明。
[0081]图2是示出本发明的第一实施方式的垫材的制造方法的一例的工艺图。
[0082]本发明的第一实施方式的第I垫材的制造方法包括下述步骤:
[0083](A)准备具有上述组成的玻璃纤维的步骤(SllO)；
[0084](B)使用上述玻璃纤维制备层积片的步骤(S120);和
[0085](C)利用针刺法由上述层积片形成垫材的步骤(S130)。
[0086]第I垫材的制造方法中，利用所谓“针刺法”来制作垫材。“针刺法”是指通过对包含无机纤维的层积片进行针的插入和抽出而制作垫材的方法的统称。
[0087]下面，对各步骤进行详细说明。
[0088](步骤S110)
[0089]步骤SllO中，准备具有上述组成的玻璃纤维。
[0090]对玻璃纤维的纤维径没有特别限定。玻璃纤维的平均纤维径优选为9μπι?15 μ m(例如11 μ m)、更优选为9 μ m?13 μ m。
[0091]若玻璃纤维的平均纤维径为9 μ m?15 μ m，则玻璃纤维的强度和柔软性足够高，能够提高作为保持密封材料使用时的剪切强度。
[0092]需要说明的是，“纤维的平均纤维径”是指利用SEM(扫描型电子显微镜)对随机选取的300根纤维的直径进行测定并对它们的直径进行平均而得到的值。
[0093](步骤S120)
[0094]步骤S120中，使用步骤SllO中得到的玻璃纤维，进行开纤处理，从而形成棉状的层积片。
[0095]开纤处理例如可以通过梳棉法进行。梳棉法中，形成被称为纤维幅(web)的无纺布，并对该无纺布进行多层层积，由此能够形成层积片。
[0096](步骤S130)
[0097]步骤S130中，利用针刺法由上述层积片制作垫材。
[0098]针刺法中可以使用针刺装置。
[0099]针刺装置由可沿针刺方向(通常为上下方向)往返移动的针板、及设置于层积片的表面和背面的两面侧的一对支撑板构成。在针板上以例如约25个/IOOcm2?5000个/IOOcm2的密度装有用于刺入层积片的多个针。另外，各支撑板上设置有针用的多个贯通孔。因此，在用一对支撑板将层积片从两面压住的状态下，通过使针板靠近或远离层积片，从而对层积片进行针的插入和抽出，形成玻璃纤维交织的垫材。
[0100]此外，作为另一种结构，针刺装置也可以具备两组针板。各针板分别具有各自的支撑板。将两组针板分别配设于层积片的表面和背面，用各支撑板将层积片从两面进行固定。此处，在一个针板上，以针刺处理时不会与另一个针板的针群发生位置重合的方式配置针。另外，在各支撑板上，考虑到两个针板的针配置情况，以从层积片的两面侧进行针刺处理时针不会与支撑板抵接的方式设置多个贯通孔。可以使用这样的针刺装置，用两组支撑板将层积片从两面侧夹住，并使用两组针板从层积片的两侧进行针刺处理。通过用上述方法进行针刺处理，能够缩短处理时间。
[0101]接着，对玻璃纤维进行热处理。
[0102]热处理温度优选为600°C?800°C (例如700°C )。另外，热处理时间优选为10分钟?24小时(例如20分钟)。
[0103]最后，将如上制造的垫材剪裁成预定的形状(例如图1所示的形状)，由此能够制造本发明的第一实施方式的垫材。
[0104]接着，对本发明的第一实施方式的垫材的制造方法的另一例(下文中也称为第2垫材的制造方法)进行说明。
[0105]图3是示出本发明的第一实施方式的垫材的制造方法的另一例的工艺图。
[0106]本发明的第一实施方式的第2垫材的制造方法包括下述步骤:
[0107](A)准备具有上述组成的玻璃纤维的步骤(S210)；
[0108](B)使用上述玻璃纤维制备浆料的步骤(S220);和
[0109](C)利用抄制法由上述浆料形成垫材的步骤(S230)。
[0110]第2垫材的制造方法中，利用所谓“抄制法”来制作垫材。“抄制法”是指通过向抄制模具中流入无机纤维的浆料并对该抄制模具进行吸引脱水而得到垫材的方法的统称。
[0111]下面，对各步骤进行详细说明。
[0112](步骤S210)
[0113]由于步骤S210与第I垫材的制造方法中的步骤SllO的工序实质上相同，因此省略其说明。
[0114]对玻璃纤维的纤维径没有特别限定。玻璃纤维的平均纤维径与第I垫材的制造方法同样地优选为9 μ m?15 μ m(例如11 μ m)、更优选为9 μ m?13 μ m。
[0115](步骤S22O)
[0116]步骤S220中，使用步骤S210中得到的玻璃纤维，通过下述方法制备浆料。
[0117]首先，将预定量的玻璃纤维与有机粘结剂放入水中，进行混合。此时，也可以进一步添加无机粘结剂和/或凝聚剂。另外，也可以添加由上述材料构成的膨胀材。
[0118]作为无机粘结剂，可以使用例如氧化铝溶胶和硅溶胶等。
[0119]另外，作为有机粘结剂，可以使用乳胶等。有机粘结剂的含量优选为20重量％以下。若有机粘结剂的含量比20重量％多，则从尾气处理装置排出的有机成分的量显著增加。
[0120]接着，将所得到的混合物在抄纸器等混合器内搅拌，制备被开纤的浆料。通常，搅拌优选进行20秒?120秒左右。
[0121](步骤S230)
[0122]步骤S230中，使用所得到的浆料，通过抄制法来制作垫材。
[0123]首先，将浆料导入例如在底部开有微小的孔的成型器中。进而，通过例如从成型器的下侧利用吸引装置等来吸引水份进行脱水处理，从而得到预定的形状的原料垫。
[0124]接着，使用压力器等将上述原料垫压缩，并以预定的温度加热、干燥，从而制作垫材。
[0125]优选将原料垫设置于烘箱等热处理器内，以例如90°C?180°C的温度进行5分钟?60分钟左右的加热干燥处理。
[0126]通过上述步骤，能够制造本发明的第一实施方式的垫材。
[0127](尾气净化装置)
[0128]本发明的第一实施方式的垫材优选作为尾气净化装置的保持密封材料使用，特别优选作为尿素SCR装置的保持密封材料使用。
[0129]下面，对本发明的第一实施方式的尾气净化装置进行说明。
[0130]图4是示意性示出本发明的第一实施方式的尾气净化装置的一例的截面图。
[0131]如图4所示，本发明的第一实施方式的尾气净化装置100由隔着孔道壁132在长度方向上并列设置有多个孔道131的柱状的尾气处理体130 ;容纳尾气处理体130的外壳120 ;以及配设于尾气处理体130和外壳120之间、用于保持尾气处理体130的保持密封材料110构成。
[0132]在外壳120的端部，可根据需要连接用于导入由内燃机排出的尾气的导入管以及将通过了尾气净化装置的尾气排出到外部的排出管。
[0133]需要说明的是，图4所示的尾气净化装置100中，作为尾气处理体130，使用了各孔道中的任意一侧被密封材133封孔的尾气过滤器(蜂窝过滤器)。
[0134]图4所示的尾气净化装置100中，作为保持密封材料110，使用了图1所示的垫材10。
[0135]关于尾气通过具有上述结构的尾气净化装置100的情况，下面参照图4进行说明。
[0136]如图4所示，由内燃机排出并流入尾气净化装置100的尾气(图4中，尾气以G表示，尾气的流动如箭头所示。)向尾气处理体(蜂窝过滤器)130的在尾气流入侧端面130a开口的一孔道131中流入，通过隔开孔道131的孔道壁132。此时，尾气中的PM被孔道壁132所捕集，使得尾气得以净化。净化后的尾气从在尾气流出侧端面130b开口的其它孔道131流出，排出到外部。
[0137]接着，对构成本发明的第一实施方式的尾气净化装置的尾气处理体(蜂窝过滤器)和外壳进行说明。
[0138]需要说明的是，关于构成尾气净化装置的保持密封材料的结构，已经以本发明的第一实施方式的垫材的形式进行了说明，因而省略其说明。
[0139]首先，对构成尾气净化装置的尾气处理体进行说明。
[0140]图5是示意性示出构成本发明的第一实施方式的尾气净化装置的尾气处理体的一例的立体图。
[0141]如图5所示，尾气处理体(蜂窝过滤器)130主要由多孔质陶瓷构成，其形状为近圆柱状。另外，出于增强蜂窝过滤器130的外周部、调整形状、提高蜂窝过滤器130的绝热性的目的，在蜂窝过滤器130的外周设置有外周涂层134。
[0142]需要说明的是，关于蜂窝过滤器130的内部结构，如在上述本发明的第一实施方式的尾气净化装置的说明中已记载的那样(参照图4)。
[0143]接着，对构成尾气净化装置的外壳进行说明。
[0144]外壳主要由不锈钢等金属构成，其形状如图4所示可以是两端部的内径比中央部的内径小的近圆筒状，并且也可以是内径固定的近圆筒状。
[0145]外壳的内径(容纳尾气处理体的部分的内径)优选比尾气处理体的端面的直径和在尾气处理体上卷绕的状态的保持密封材料(垫材)的厚度的合计长度略短。
[0146]接下来，对本发明的第一实施方式的尾气净化装置的制造方法进行说明。
[0147]图6是示意性示出本发明的第一实施方式的尾气净化装置的制造方法的一例的立体图。图6中，示出了使用内径固定的近圆筒状的外壳的例子。
[0148]首先，进行卷绕工序:将图1所示的垫材10卷绕到尾气处理体(蜂窝过滤器)130的周围，从而制作卷绕体(卷绕有保持密封材料的尾气处理体)150。
[0149]卷绕工序中，在利用现有公知的方法制作的近圆柱形状的尾气处理体130的外周以凸部11与凹部12嵌合的方式卷绕垫材10。
[0150]其结果，能够制作作为卷绕有保持密封材料110的尾气处理体130的卷绕体150。
[0151]接着，进行容纳工序:将所制作的卷绕体150容纳于外壳140中，该外壳140为具有预定尺寸的近圆筒状，主要由金属等构成。
[0152]为了在容纳后通过保持密封材料被压缩而发挥特定的回弹力(即保持尾气处理体的力)，外壳140的内径稍小于卷绕有保持密封材料110的尾气处理体130的包括保持密封材料110的厚度在内的最外径。
[0153]通过以上方法，可以制造本发明的第一实施方式的尾气净化装置。
[0154]容纳工序中，作为将卷绕体容纳于外壳中的方法，可以举出例如压入方式(填塞方式)、定径方式(挤锻方式)和蛤壳方式等。
[0155]压入方式(填塞方式)中，使用压入夹具等将卷绕体压入至外壳的内部的特定位置。定径方式(挤锻方式)中，将卷绕体插入外壳的内部后，从外周侧进行压缩以缩小外壳的内径。蛤壳方式中，使外壳预先为能够分离成第I外壳和第2外壳这两个部件的形状,在将卷绕体放置于第I外壳上后再盖上第2外壳进行密封。
[0156]在将卷绕体容纳于外壳中的方法之中，理想的是压入方式(填塞方式)或定径方式(挤锻方式)。这是因为，在压入方式(填塞方式)或定径方式(挤锻方式)中不需要使用两个部件作为外壳，因此能够减少制造工序的数量。
[0157]接下来，作为本发明的第一实施方式的尾气净化装置的另一例，对尿素SCR装置进行说明。
[0158]图7是示意性示出本发明的第一实施方式的尾气净化装置的另一例的截面图。
[0159]图7所示的尿素SCR装置200除了设置有尿素喷雾口 210以外，与图4所示的尾气净化装置100具有同样的结构。
[0160]尿素SCR装置200中，尿素喷雾口 210设置于尾气G流入尾气处理体130内的前段部分(尾气G的上游侧)，从尿素喷雾口 210喷雾尿素水220。[0161]关于使用这样的尿素SCR装置200来净化尾气的方法，下面参照图7进行说明。
[0162]需要说明的是，关于捕集尾气中的PM的方法，与使用图4所示的尾气净化装置100的情况相同，因而省略其说明。
[0163]接着，对净化尾气中的NOx的方法进行说明。
[0164]尿素SCR装置200中，向尾气处理体(蜂窝过滤器)130喷雾尿素水220。于是，尿素水220所含有的尿素因尾气的热而热分解，生成氨(未图示)。
[0165]该氨与导入到尿素SCR装置200中的尾气G—起通过尾气处理体130。并且，在氨和尾气中的NOx通过负载有沸石等催化剂的孔道壁132时，通过沸石等的作用而被还原，形成N2。其结果，达到了 NOx的净化。
[0166]其后，NOx被净化的尾气G从尿素SCR装置200中被排出。
[0167]上述尿素SCR装置除了在尾气流入蜂窝过滤器内的前段部分(尾气的上游侧)设置尿素喷雾口以外，可以利用与上述尾气净化装置相同的方法进行制造。
[0168]下面，列举本发明的第一实施方式的垫材和尾气净化装置的作用效果。
[0169](I)若将本实施方式的垫材作为尾气净化装置、特别是尿素SCR装置的保持密封材料使用，则即使经过使用时间，保持密封材料的面压也难以降低，因此能够防止保持密封材料的保持力降低。
[0170]虽然其原因尚不明确，但是认为:本实施方式的垫材中，构成垫材的玻璃纤维实质上不含有B2O3这点产生了影响。
[0171](2)本实施方式的尾气净化装置中，通过将本实施方式的垫材作为尾气净化装置、特别是尿素SCR装置的保持密封材料使用，能够防止保持密封材料的保持力降低。
[0172]实施例
[0173]下面，示出更具体地公开本发明的第一实施方式的实施例。需要说明的是，本发明并不仅限定于这些实施例。
[0174](垫材的制作)
[0175](实施例1)
[0176]首先，准备玻璃纤维(Owens Corning社制造、ADVANTEX玻璃、平均纤维长:6mm、平均纤维径:12μL?)。
[0177]上述玻璃纤维在740°C下加热10分钟后使用。
[0178]接着，将上述玻璃纤维134.7g投入水60L中，以60Hz搅拌30分钟。向搅拌后的包含玻璃纤维的水中投入乳胶(日本Zeon社制造、LX852) 15.0g,以60Hz搅拌I分钟。接下来，投入氧化铝溶胶(日产化学社制造，AL520)5.4g，以60Hz搅拌I分钟。此外，作为高分子凝聚剂，投入非离子性聚丙烯酰胺(Allied Colloids社制造、Percol47)的0.5重量％水溶液269.3g，以60Hz搅拌I分钟。
[0179]通过上述方法制备浆料。
[0180]使用335mmX 335mm的挺杆(TAPPI)式抄制机对上述浆料进行抄制，由此得到基重(单位面积的重量)为1200g/m2的原料垫。
[0181]使用压制式干燥机，在将所得到的原料垫压缩为厚度4.8mm的状态下，在150°C下干燥15分钟，由此制作实施例1的垫材。
[0182](比较例I)[0183]利用与实施例1相同的方法制作了比较例I的垫材。
[0184]但是，比较例I中，使用了 E-玻璃(Owens Corning社制造,平均纤维长:6mm、平均纤维径:12μπι)作为玻璃纤维。
[0185]比较例I中使用的玻璃纤维的标称组成含有SiO2:52重量％~62重量％、A1203:12重量％~16重量％、CaO: 16重量％~25重量％、MgO:0重量％~5重量％、B203:5重量％~10重量％、TiO2:0重量％~1.5重量％、Na2O和K2O的总和:0重量％~2重量％。
[0186](耐碱试验)
[0187]为了评价将垫材作为尿素SCR装置的保持密封材料使用时的保持力，对实施例1和比较例I的垫材进行耐碱试验。
[0188]首先，利用直径为50mm的汤姆森刀模具(卜^ 〃 >刃型)对实施例1的垫材进行冲切，由此制作垫材的样品(下文中称为实施例1的样品)。
[0189]同样地，对比较例I的垫材进行冲切，由此制作垫材`的样品(下文中称为比较例I的样品)。
[0190]使实施例1和比较例I的样品中浸渗30mL水18小时。
[0191]使实施例1和比较例I的其它样品中浸渗30mL尿素水溶液(AdBlue(注册商标))18小时。
[0192]利用温度调节为105°C的干燥机将各样品干燥2小时。其后，利用温度调节为400°C的电炉将各样品烧制2小时。
[0193]对于各样品，利用下述方法测定面压。
[0194]需要说明的是，面压的测定使用MTS社制造的热面压测定装置。
[0195]首先，在室温状态下压缩至样品的堆积密度(GBD)为0.4g/cm3为止，并保持5分钟。
[0196]需要说明的是，样品的堆积密度是通过“堆积密度=样品的重量/(样品的面积X样品的厚度)”求出的值。
[0197]在压缩的状态下将样品以50°C /分钟升温至500°C，同时将堆积密度开放至
0.364g/cm3。
[0198]然后，将样品以温度500°C、堆积密度0.364g/cm3的状态保持5分钟。
[0199]其后，以I英寸(25.4mm)/分钟压缩至堆积密度为0.4g/cm3，测定此时的负荷。
[0200]将所得到的负荷除以样品的面积，由此求出面压(kPa)。
[0201]实施例1中，浸渗了水的样品的面压为271.3kPa，浸渗了尿素水溶液的样品的面压为 254.6kPa。
[0202]比较例I中，浸渗了水的样品的面压为306.0kPa，浸渗了尿素水溶液的样品的面压为 283.1kPa0
[0203]另外，实施例1和比较例I中，计算浸渗了尿素水溶液的样品的面压相对于浸渗了水的样品的面压的比例，由此计算出面压的减少率(%)。
[0204]实施例1中的面压的减少率为6.1%，比较例I中的面压的减少率为7.5%。
[0205]对于实施例1和比较例I，将各样品的面压和面压的减少率归纳示于表1中。
[0206]另外，将实施例1和比较例I中的面压和面压的减少率示于图8的图中。
[0207][表1]
【权利要求】
1.一种垫材，其为含有玻璃纤维的垫材，该垫材的特征在于， 所述玻璃纤维含有52重量％?66重量％的Si02、9重量％?26重量％的A1203、15重量％?27重量％的Ca0、0重量％?9重量％的Mg0、0重量％?4重量％的TiO2、O重量％?5重量％的ZnO、以及总和为O重量％?2重量％的Na2O和K2O,所述玻璃纤维实质上不含有 B2O3。
2.如权利要求1所述的垫材，其中，所述玻璃纤维的平均纤维径为9μπι?15μπι。
3.如权利要求1或2所述的垫材，其中，该垫材进一步含有有机粘结剂。
4.如权利要求1?3的任一项所述的垫材，其中，该垫材进一步含有膨胀材。
5.如权利要求4所述的垫材，其中，所述膨胀材包含选自由蛭石、膨润土、金云母、珍珠岩、膨胀性石墨和膨胀性氟化云母组成的组中的至少一种材料。
6.如权利要求1?5的任一项所述的垫材，其中，该垫材被用作尾气净化装置的保持密封材料，所述尾气净化装置具备外壳、容纳于所述外壳中的尾气处理体、以及卷绕于所述尾气处理体的周围并配设于所述尾气处理体和所述外壳之间的所述保持密封材料。
7.如权利要求6所述的垫材，其中，所述尾气净化装置作为尿素SCR装置发挥作用。
8.一种尾气净化装置，其为具备外壳、容纳于所述外壳中的尾气处理体、以及卷绕于所述尾气处理体的周围并配设于所述尾气处理体和所述外壳之间的保持密封材料的尾气净化装置，该尾气净化装置的特征在于，所述保持密封材料为权利要求1?5的任一项所述的垫材。
9.如权利要求8所述的尾气净化装置，其中，该尾气净化装置作为尿素SCR装置发挥作用。
10.如权利要求8或9所述的尾气净化装置，其中，所述尾气处理体为催化剂载体或尾气过滤器。
【文档编号】F01N3/28GK103890339SQ201280051377
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月3日 优先权日:2011年10月21日
【发明者】西章人 申请人:揖斐电株式会社