[发明专利]保持密封材料和废气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及保持密封材料和废气净化装置。

背景技术

以往，从柴油发动机等内燃机排出的废气中含有颗粒物质(以下，也 称为PM)，该PM对环境和人体的危害已成为了问题。此外，废气中还 含有CO、HC或NOx等有害气体成分，这些有害气体成分对环境和人体 的危害也成为了问题。

于是，作为通过与内燃机连接来捕集废气中的PM或净化废气中所 含有的CO、HC或NOx等有害气体成分的废气净化装置，已经提出了各 种由废气处理体(由堇青石、碳化硅等多孔质陶瓷构成)、外壳(废气处理 体配置在其内部)和保持密封材料(配置在废气处理体和外壳之间)构成的 废气净化装置。这些保持密封材料主要由无机纤维构成，利用该无机纤 维具有的弹性来保持废气处理体，由此防止因废气的压力导致的废气处 理体的脱落。

在此，近年来，对于内燃机来说，由于为了改善油耗而在接近理论 空燃比的条件下运转，导致废气的温度趋于高温化。特别是，在使内燃 机在高转速区域工作的情况下，有时刚从内燃机排出的废气温度会达到 1000℃左右的高温。因此，到达废气净化装置的高温废气有时会导致废 气净化装置也处于高温。

因此，作为构成上述的废气净化装置的保持密封材料，要求即使在 1000℃左右的高温条件下，也不发生熔损等破损。

至今，作为以在高温条件下使用为目的的保持密封材料，已经提出 了使用主要包含氧化铝的无机纤维(以下，也简称为氧化铝纤维)的保持密 封材料。

一般而言，氧化铝纤维在无机纤维中耐热性比较高，并且耐风蚀性 高，但是弹性低。因此，对于仅由氧化铝纤维构成的保持密封材料而言， 其保持废气处理体的特性(以下，有时也简称为保持特性)较低。因而，为 了赋予仅由氧化铝纤维构成的保持密封材料以高保持特性，需要使用大 量的氧化铝纤维。

在此，在无机纤维之中，氧化铝纤维比较昂贵。因此，对于使用大 量的氧化铝纤维的保持密封材料而言，存在不仅保持密封材料本身变得 昂贵，而且使用了该保持密封材料的废气净化装置也变得昂贵这样的问 题。

针对这样的问题，有文献提出了例如，由经热处理的主要包含二氧 化硅的无机纤维(以下，也简称为二氧化硅纤维)构成的保持密封材料(专 利文献1)。

此外，还有文献提出了由如下两层无机纤维层构成的保持密封材料： 由氧化铝纤维构成的层和由主要包含氧化铝和二氧化硅的无机纤维(以 下，也简称为陶瓷纤维)构成的层(专利文献2)。

专利文献1：日本特表2006-501402号公报

专利文献2：日本特开2004-204819号公报

专利文献1记载的保持密封材料由通过对在无机纤维之中价格较低 的二氧化硅纤维进行热处理而使弹性得到提高的二氧化硅纤维构成。因 此认为，即使构成保持密封材料的二氧化硅纤维的量较少，也能够发挥 高保持特性。此外还认为，能够制成低成本的保持密封材料和废气净化 装置。

但是，在将专利文献1记载的保持密封材料以废气净化装置的形式 进行使用的情况下，尽管被认为具有高保持特性，可是废气处理体有可 能脱落。

本发明人对专利文献1记载的保持密封材料进行了研究，由研究结 果可知，虽然在无机纤维之中二氧化硅纤维的弹性比较高，但是其耐风 蚀性较低。

因此可以认为，对于仅由二氧化硅纤维构成的专利文献1记载的保 持密封材料，随着废气的流动，保持密封材料易发生风蚀，从而保持特 性降低。此外可以认为，这种情况是将专利文献1记载的保持密封材料 用于废气净化装置中时废气处理体脱落的原因。

专利文献2记载的保持密封材料由氧化铝纤维层和陶瓷纤维层这两 层无机纤维层形成，该保持密封材料被认为与仅由氧化铝纤维构成的保 持密封材料同样地具有耐风蚀性。

但是，本发明人对专利文献2记载的保持密封材料进行了研究，结 果发现，与二氧化硅纤维等相比，陶瓷纤维的弹性比较低，保持密封材 料的保持特性不能认为已足够高。因此，为了赋予专利文献2记载的保 持密封材料以高保持特性，与仅由氧化铝纤维构成的保持密封材料同样， 需要使用大量的氧化铝纤维和陶瓷纤维，因此可以认为保持密封材料和 废气净化装置变得昂贵。

即，在发挥高保持特性的同时且为低成本的保持密封材料的方面， 专利文献2记载的保持密封材料与现有的保持密封材料同样不能认为是 充分的。

发明内容