JP4663341B2

JP4663341B2 - 排気ガス浄化装置のエンドコーン部用断熱材

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Publication number: JP4663341B2
Application number: JP2005016907A
Authority: JP
Inventors: 光哲吉見; 康仁土本
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2025-01-25
Also published as: EP1696110B1; EP1696110A1; CN100410506C; DE602006000431D1; TW200628689A; TWI290189B; CN1811141A; KR100786048B1; KR20060086282A; US7442347B2; JP2006207393A; US20060166584A1; DE602006000431T2

Description

本発明は、排気ガス浄化装置のエンドコーン部用断熱材、とくに排気ガスを排気管から該排気ガス浄化装置の触媒コンバータ本体に導入しまたは排出する部分であるエンドコーンに装着して用いる断熱材に関するものである。

従来、アウターコーン１とインアーコーン２とからなるエンドコーンｅ（図１参照）部用断熱材としては、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）−シリカ（ＳｉＯ_２）の組成比が５０：５０からなるアルミナ−シリカ系セラミックファイバーのシートを積層してなる断熱材３（図２参照）が用いられてきた。例えば、特許文献１、特許文献２などに開示されているような断熱材である。しかし、これらの文献に示された断熱材は、高熱伝導性で８５０℃以上という高温での耐熱性が悪いという問題があった。また、エンドコーン部に装着した場合に、排気ガスによる熱暴露、風蝕に対する耐久性にも問題があったし、さらにはエンドコーン部の構造によく適合するように成形することも難しく、組み付けなどのハンドリングにも問題があった。
特開平１１−１１７７３１号公報ＵＳＮｏ．５２５０２６９

その上、近年では、エンジンの高出力化によるエンジン回転数の増加傾向があり、また、エンジンの省燃費化に伴うエンジンの小排気量化のために回転数を増やして出力を上げる傾向がある。このような状況の下で、エンジン駆動時の排気ガス温度は上昇しており、従来は７００〜９００℃程度であった排気ガスの温度が、近年では９００〜１０００℃にもなっている。そこで最近では、エンドコーン部用断熱材については、従来よりもより高温の排気ガスにもよく耐えられるように設計する必要性が生じてきている。
しかも、このような高温環境下では、エンドコーン部用断熱材は、よけいに風蝕されやすく、このとき発生するパーティクルにより触媒層が目詰まりを起こすことがある。また、断熱材の風蝕によりエンドコーン部の断熱能力が損なわれたり、触媒活性が失われたり、排気管が損傷したりする。
さらに、上記組成からなる従来のアルミナ−シリカ系のセラミックファイバーは、排気管への組み付けが難しいだけでなく、この組み付け時に断熱材の剥離などが起こるという問題もあった。

そこで、本発明の目的は、従来品よりも高い断熱性を示すと共に、高温の排気ガスによる熱と風圧によく耐えうる高耐風蝕性を有するエンドコーン部用断熱材を提案することにある。
また、本発明の他の目的は、組み付け時の作業性に優れ、かつ組み付け時の耐剥離強度の高いエンドコーン部用断熱材を提供することにある。

従来技術が抱えている上述した課題を解消し、上記目的を実現するための方法について検討を重ねた結果、発明者らは、アルミナとシリカの比率が６０〜８０：４０〜２０であり、ゾルゲル法により繊維化されたアルミナ−シリカ系セラミックファイバーの積層シートからなるマットに対し、このマットのシート積層方向にニードリングを施してなる排気ガス浄化装置のエンドコーン部に装着される断熱材において、ニードリングによって前記マットの積層シート厚み方向である縦方向を指向する向きに導入されるアルミナ質繊維は、ニードリング配向長さをＳとし、マットの厚みをｈとしたとき、Ｓとｈの比で示されるニードリング配向角度Ａ（ｈ／Ｓ）が０．５〜０．８７となるような角度でニードリングされたものであることを特徴とする排気ガス浄化装置のエンドコーン部用断熱材が有効であることを突き止めた。

本発明において、アルミナとシリカの組成比はさらに、７０〜７４：３０〜２６とすることが好ましく、また、前記セラミックファイバーの平均繊維長は、５０μｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましく、また、前記ニードリングにおける、マット面に施された隣接する各ニードル相互間の距離は１〜１００ｍｍ程度とすることが好ましい。

本発明によれば、高い断熱性を具え、かつ高温の排気ガスに対する熱と風圧によく耐えうる高耐風蝕性を有するエンドコーン部用断熱材を提供することができる。
また、本発明によれば、組み付け作業性に優れると共に、その組み付け時の耐剥離強度の高いエンドコーン部用断熱材を提供することができる。

本発明は、アルミナーシリカ系セラミックファイバーをゾルゲル法にてブローイングして得られる連続シートを所定の長さ毎に折り畳んで積層するか、切断した複数枚のシートを重畳して積層することによりマットを作製し、このマットのシート積層厚み方向である縦方向を指向する向きにニードリングを施してなるエンドコーン部用断熱材である。その特徴は、前記マットの組成が、アルミナ：シリカ＝６０〜８０：４０〜２０からなり、該マットの積層シートの厚み方向に導入されるアルミナ質繊維は、ニードリング配向長さをＳとし、マットの厚みをｈとしたとき、Ｓとｈの比で示されるニードリング配向角度Ａ（ｈ／Ｓ）が０．５〜０．８７となるような角度でニードリングされたものであることにある。

本発明において、前記アルミナーシリカ系セラミックファイバーは、たとえば、Ａｌ／Ｃｌ＝１．８（原子比）の塩基性塩化アルミニウム水溶液（アルミニウム含有量７０ｇ／ｌ）に対し、シリカゾルを、アルミナとシリカとの組成比で６０〜８０：４０〜２０となるように加えて、アルミナ−シリカ系セラミックファイバー（以下、単に「アルミナ質繊維」という）の前駆体を利用することが望ましい。このアルミナ質繊維の前駆体の組成を上記のように限定した理由は、アルミナの含有量およびシリカの含有量がそれぞれ６０ｍａｓｓ％未満または２０ｍａｓｓ％未満だと、シリカリッチとなって耐熱性が不足し、熱間での反発力が低下する。
一方、アルミナの含有量およびシリカの含有量がそれぞれ８０ｍａｓｓ％または４０ｍａｓｓ％を超えると、アルミナリッチとなり脆性が高くなって靭性が低下し、自動車による振動、排ガス衝撃に対する繊維強度が得られないからである。
なお、上記の組成は、７０〜７４：３０〜２６とすることが好ましい。

そして、前記アルミナ質繊維の前駆体には、さらに、ポリビニルアルコールなどの有機重合体を加えて濃縮し、紡糸液を調整した後、その紡糸液を用いてブローイング法によって紡糸しアルミナ質繊維を得る。このようにして製造されるアルミナ質繊維は、平均繊維長が５０μｍ以上１００ｍｍ以下の長さになるようにブローイング時の風口径を調整することによって得られる。それは、このアルミナ質繊維の長さが５０μｍ未満では、ニードリング時に繊維どうしがうまく絡み合わず、単に強度が不足するだけでなく、排気ガスに接したときに風蝕され易くなるためである。一方、１００ｍｍを超えると、繊維長さが長すぎるためニードリングでのマット厚み拘束力が低下し、マットが嵩高くなり、組み付け難くなる。なお、この繊維の平均繊維長は１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下であることがより好ましい。

次に、上述のようにして得たアルミナ質繊維をゾルゲル法にてブローイングし繊維化しそれを積層して、アルミナ質繊維の積層シート、即ちマットを製造する。このようにして製造されたアルミナ質繊維からなるマットに、ニードリング処理を施す。
なお、このニードリング処理とは、アルミナ質繊維からなるシートを折り畳み、または積み重ねたものの嵩高さを抑え、薄くかつ硬くして取り扱いやすくすると共に、シート積層間強化のために行う処理である。この処理により、アルミナ質繊維シートの積層厚み方向である縦方向を指向する向きにアルミナ質繊維が導入され、これが三次元方向に複雑に絡み合って配向する因となり、ひいてはアルミナ質繊維のマットを形造る積層シートの積層間の強化をもたらす。

こうしたニードルリング処理に当たって、積層シートの厚み方向に導入されるニードルの水平方向（ＸＹ方向）における隣接相互間の距離は１〜１００ｍｍ、好ましくは２〜１０ｍｍとする。それは、この距離が１ｍｍ未満だと十分な積層間強化が得られず、排気管エンドコーン部への組み付け時に積層間の剥離を引き起こすおそれがある。一方で１０ｍｍ超だとニードリングによるシート厚み方向に導入された繊維の配向によってもなお十分な弾力が得られず、排気管エンドコーン部に装着したときに、脱落するおそれがあるからである。また、図２に示すように、ニードリング配向長さｓ、マットの厚みをｈとしたとき、ｓとｈによって作られる角度をニードリング配向角度Ａとした時に、Ａ（ｈ／ｓ）＝０．５〜０．８７となるような角度でニードリングを行う。

次に、上記のようにニードリング処理を施したアルミナ質繊維のマット（積層シート）を常温から昇温し、最高温度１２５０±５０℃で連続焼成し、所定の厚みと組成を有するアルミナ質繊維の積層シートからなるマットを得る。

このようにして得られたアルミナ質繊維のマット（連続積層シート）について、後工程における取扱い作業を容易にするために裁断を行う。この時注意すべきことは、アルミナ質繊維のマットに含まれるショットと呼ばれるアルミナの球状固形物を管理することが有効になることがある。このショットは、紡糸液をブローイングする過程で生成するものであり、これが７mass％以上になると、エンドコーン部への装着時に、アルミナ質繊維の損傷を招くことがある。とくに、このような現象は、ニードリング処理後のマットの嵩密度（ＧＢＤ）０．２〜０．５５g／cm³のときに顕著である。もし、上述した繊維の損傷が起こると、高温の排気ガスに接触したときに風蝕され易くなり、このときに発生する繊維屑のため、触媒層が目詰まりを起こすからである。

次に、裁断したマット（連続積層シート）は、有機バインダーによる含浸処理が施される。この処理は、断熱材をエンドコーン部へ組み付けするときに、その作業が容易になるのを助けるために行う。上記有機バインダーとしては、各種のゴム、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを使用できる。そのゴム類としては、天然ゴム：エチルアクリレートとクロロエチルビニルエーテルの共重合体、ｎ−ブチルアクリレートとアクリロニトリルの共重合体、エチルアクリレートとアクリロニトリルの共重合体などのアルクリゴム：ブタジエンとアクリロニトリルの共重合体のニトリルゴム：ブタジエンゴムなどを使用することができる。熱可塑性樹脂としては、アルクリ酸、アクリル酸エステル、アルクルアミド、アクリロニトリル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル等の単独重合体および共重合体であるアルクル系樹脂：アクリロニトリル・スチレン共重合体：アルクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体などをあげることができる。また、熱硬化性樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂などを使用することができる。上記の有機バインダーの中ではアクリルまたはマタクリル系のポリマーであるアクリル系樹脂などが有効である。

この含浸処理は、具体的には、上述したアクリル系樹脂と水とで水分散液を作成し、この分散液をマット面に含浸させる。また、この含浸処理では、一般に、前記アルミナ質繊維のマットは、必要量以上の樹脂（固形分）を水分と共に含有していることが多く、そのために過剰な固形分は除去しなければならない。この固形分の除去の方法としは、１〜５０ｋＰａ程度の吸引力にて１秒以上の条件で吸引することにより行うことができる。

なお、この段階では、前記アルミナ質繊維の積層シート中にはなお、固形分以外に水分をも含有した状態にあり、この水分をも取り除く必要がある。この水分の除去は、加熱加圧乾燥によって行うことができる。この工程において余分な水分の除去と共に、有機バインダーを含む該アルミナ質繊維のマット自体を圧縮しておくと、排気管のエンコード部への組み付け作業が容易になるだけでなく、高温の排気ガスが供給された時に該有機バインダーが燃焼消失するため、圧縮されていたアルミナ質繊維のマットが膨満復元し、アウターコーンとインナーコーンとの間に強固に保持されることにつながる。

前記圧縮乾燥の温度は、９５〜１５５℃程度で行うことが好ましい。乾燥温度が９５℃より低いと乾燥時間が長くなり、生産の効率が悪くなる。一方、乾燥温度が１５５℃より高いと有機バインダーの分解が始まり、有機バインダーの粘着能力が損なわれることになる。乾燥の時間は１００秒以上行うことが好ましく、この時間より短いと十分に乾燥しない。また、この乾燥時に行う加圧については、圧縮後の厚みを４〜１５ｍｍ、５〜３０Ｍｐａの加熱したの条件で行うが、例えば、圧縮幅が４ｍｍよりも小さく、圧力が３０Ｍｐａより高いと、アルミナ質繊維等のセラミックファイバーの損傷を招くことになる。一方、圧縮幅が１５ｍｍよりも大きく、かつ圧力が５Ｍｐａより低いと、必要な圧縮効果が得られない。
その後、前記加熱加圧乾燥したアルミナ質繊維等のセラミックファイバーのマット（積層シート）は、切断し、エンドコーン部用断熱材とする。

実施例１
（マット：積層シートの製造）
アルミニウム含有量７０ｇ／ｌ、Ａｌ／Ｃｌ＝１．８（原子比）の塩基性塩化アルミニウム水溶液に、シリカゾルを、アルミナ質繊維の組成がＡｌ_２Ｏ_３：ＳｉＯ_２＝７２±２：２８±２となるように加え、セラミックファイバーとしてのアルミナ質繊維の前駆体を得た。次に、このアルミナ質繊維の前駆体に対し、ポリビニルアルコールなどの有機重合体を加えて、濃縮した紡糸液を調整し、その紡糸液を用いてブローイング法にて紡糸時にブローを行う風口径を調整することにより平均繊維長が６０ｍｍとなるようにアルミナ繊維の連続シートを作製し、積層することにより、アルミナ質繊維の連続シートを製造した。
このようにして製造されたアルミナ質繊維の積層シートに、ニードリング相互間距離２ｍｍ、ニードリング配向角度Ａ＝０．７となるニードリング処理を行った。次いで、この連続積層シートを常温から昇温し、最高温度１２５０±５０℃で連続焼成し、１０５０g／cm²のアルミナ質繊維の連続積層シートを得た。

（積層シートの裁断）
上記のようにして作成されたアルミナ質繊維の連続積層シートを、縦：５００〜１４００ｍｍ×横５００００〜５５０００ｍｍ、厚みが１０ｍｍの大きさに裁断してマットとした。
このマット中に含まれるショットについて、篩と秤量計を用い、該マット中に４５μｍ以上のショットが７mass％以下となるようにに調整されている。

（樹脂含浸）
前工程で得たアルミナ質繊維の連続積層シートからなるマットに、有機樹脂の含浸を行うために、樹脂濃度が０．５〜３０mass％になるように調整したアルクリル系樹脂水分散液（固形分濃度５０±１０mass％、ｐＨ：５．５〜７．０）を得て、このアクリル系樹脂水分散液を、コンベアー上において、１２８０ｍｍに裁断された前記マットの表面に樹脂含浸処理を行った。なお、この段階では、アルミナ質繊維の連続積層シートからなるマットには、多量の固形分が付着していた。

（固形分の吸引）
樹脂含浸処理後の前記マットに付着した過剰の固形分を取り除くために、吸引を行った。この処理は、前記マットを５〜５０ｋＰａの吸引力にて１秒以上の条件で吸引を行うことにより固形分を除去した。この処理により、秤量計にて測定したマット重量に対する樹脂含浸率は５５mass％であった。

（乾燥）
吸引工程を終えたアルミナ質繊維のマットに乾燥温度９５〜１５５℃、乾燥時間１００秒以上、乾燥時の圧縮幅４〜１５ｍｍの条件で加熱加圧乾燥を行った。
このようにして得られたアルミナ質繊維のマットの秤量計にて測定したマット重量に対する樹脂添着率は１０mass％、厚み３〜１５ｍｍのアルミナ質繊維マットとなった。なお、必要に応じて、マットの型打ち抜きを行った。

実施例２
（マット：積層シートの製造）
アルミニウム含有量７０ｇ／ｌ、Ａｌ／Ｃｌ＝１．８（原子比）の塩基性塩化アルミニウム水溶液に、シリカゾルを、アルミナ質繊維の組成がＡｌ_２Ｏ_３：ＳｉＯ_２＝７２±２：２８±２となるように加え、セラミックファイバーとしてのアルミナ質繊維の前駆体を得た。次に、このアルミナ質繊維の前駆体に対し、ポリビニルアルコールなどの有機重合体を加えて、濃縮した紡糸液を調整し、その紡糸液を用いてブローイング法にて紡糸を行った。
この時、ブローイング時の風口径はアルミナ質繊維の平均繊維長が１２ｍｍとなるように調整され平均繊維長が１２ｍｍとなるようなアルミナ質繊維が得られる。その後、積層してアルミナ繊維の連続シートを作製し、アルミナ質繊維の連続シートを製造した。
このようにして製造されたアルミナ質繊維の積層シートに、ニードリング相互間距離：２ｍｍ、ニードリング配向角度Ａ＝０．７となるニードリング処理を行った。次いで、この連続積層シートを常温から昇温し、最高温度１２５０±５０℃で連続焼成し、１０５０g／cm²のアルミナ質繊維の連続積層シートを得た。

（積層シートの裁断）
上記のようにして作成されたアルミナ質繊維の連続積層シートを、縦：５００〜１４００ｍｍ×横５１０００〜５２５００ｍｍ、厚みが１０ｍｍの大きさに裁断してマットとした。
このマット中に含まれるショットについて、篩と秤量計を用い、該マット中に４５μｍ以上のショットが７mass％以下となるように調整した。

（樹脂含浸）
前工程で得たアルミナ質繊維の連続積層シートからなるマットに、有機樹脂の含浸を行うために、樹脂濃度が０．５〜３０mass％になるように調整したアルクリル系樹脂水分散液（固形分濃度５０±１０mass％、ｐＨ：５．５〜７．０）を得て、このアクリル系樹脂水分散液を、コンベアー上において、５００〜１４００ｍｍに裁断された前記マットの表面にかけ流し方式にて、樹脂含浸処理を行った。なお、この段階では、アルミナ質繊維の連続積層シートからなるマットには、多量の固形分が付着していた。

（固形分の吸引）
樹脂含浸処理後の前記マットに付着した過剰の固形分を取り除くために、吸引を行った。この処理では、前記マットを５〜５０ｋＰａの吸引力にて１秒以上の条件の吸引を行うことにより固形分を除去した。この処理により、秤量計にて測定した樹脂含浸率は５５mass％であった。

参考例１
実施例１において、アルミニウム含有量７０ｇ／ｌ、Ａｌ／Ｃｌ＝１．８（原子比）の塩基性塩化アルミニウム水溶液にシリカゾルを、アルミナ質繊維の組成がＡｌ_２Ｏ_３：ＳｉＯ_２＝８０±２：２０±２となるように加えたこと以外は、実施例１と同様にしてアルミナ質繊維のマットを得た。

参考例２
実施例１において、アルミニウム含有量７０ｇ／ｌ、Ａｌ／Ｃｌ＝１．８（原子比）の塩基性塩化アルミニウム水溶液にシリカゾルを、アルミナ質繊維の組成がＡｌ_２Ｏ_３：ＳｉＯ_２＝６０±２：４０±２となるように加えたこと以外は、実施例１と同様にしてアルミナ質繊維のマットを得た。

参考例３
実施例１において、ブローイング法で紡糸した後、紡糸が完了したアルミナ質繊維を平均繊維長が０．２５ｍｍとなるように切断を行ったこと以外は、実施例１と同様にしてアルミナ質繊維のマットを得た。

参考例４
実施例１において、ニードリング間距離を１０ｍｍで施したこと以外は、実施例１と同様にしてアルミナ質繊維のマットを得た。

比較例１
組成がＡｌ_２Ｏ_３：ＳｉＯ_２＝５０±２：５０±２となるように加えた原料を電気溶解し、高圧の空気流で吹き飛ばして繊維化した、平均繊維長２ｍｍのアルミナ質繊維１００質量部に対し、有機バインダー（アクリルエマルジョン）８質量部の割合で含有するマット層用水性スラリーを調製した。そして、先ず、２００メッシュのステンレス製の平面状網型の表面にマット層用水性スラリーを付着させ、吸引脱水して厚さ８ｍｍの湿潤成形体を得た。この湿潤成形体をプレスに加圧し、厚さ５ｍｍの湿潤成形体を得た。引続き、この湿潤成形体を１００〜１４０℃、１時間乾燥し、組成がＡｌ_２Ｏ_３：ＳｉＯ_２＝５０±２：５０±２のセラミックファイバー断熱材を得た。

比較例２
実施例１において、アルミニウム含有量７０ｇ／ｌ、Ａｌ／Ｃｌ＝１．８（原子比）の塩基性塩化アルミニウム水溶液にシリカゾルを配合し、アルミナ質繊維の組成がＡｌ_２Ｏ_３：ＳｉＯ_２＝８５±２：１５±２となるように加えたこと以外は、実施例１と同様にしてアルミナ質繊維のマットを得た。

比較例３
実施例１において、アルミニウム含有量７０ｇ／ｌ、Ａｌ／Ｃｌ＝１．８（原子比）の塩基性塩化アルミニウム水溶液にシリカゾルを配合し、アルミナ質繊維の組成がＡｌ_２Ｏ_３：ＳｉＯ_２＝５５±２：４５±２となるように加えたこと以外は、実施例１と同様にしてアルミナ質繊維のマットを得た。

比較例４
実施例１において、ブローイング法で紡糸した後、紡糸が完了した繊維を平均繊維長が０．２ｍｍとなるように切断を行ったこと以外は、実施例１と同様にしてアルミナ質繊維のマットを得た。

比較例５
実施例１において、ニードリング配向角度Ａ＝０．４２°となるような角度でニードリングを施したこと以外は、実施例１と同様にしてアルミナ質繊維のマットを得た。

比較例６
実施例１において、ニードリング間距離を１２ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にしてアルミナ質繊維のマットを得た。

なお、上記実施例、比較例、参考例のマットの特性試験は下記の条件で行なった。
（平均繊維長測定）
ピンセットにてサンプルから繊維を摘み取り、スライドガラス上に乗せ、対物レンズ４０×１０、偏向顕微鏡を用いて、顕微鏡上に映し出された任意の１００点の繊維長をスケールにて測長した。
この試験の結果から、アルミナ質繊維の平均繊維長は５０μｍ以上であることが必要になることがわかった。また、この平均繊維長の上限は１００ｍｍ以上であることがわかった。

（熱伝導率）
サンプルを１００×１００ｍｍにカットし、一定の嵩密度０．３g／cm³になるようにサンプルを重ね合わせて圧縮し、重量調整を行なった。次いで、このマットの中心付近に熱線および熱電対を挟み、さらにサンプルを圧縮板で挟み厚みを１００ｍｍになるように調整した。その後、このサンプルを電気炉内に入れ、温度（６００〜１０００℃）が安定した後に測定を行った。この測定は、１０分以上の間隔をおいて、同じ温度で３回以上の測定を繰り返した平均値を熱伝導率とし、温度と熱伝導率でグラフを作成する。
この試験の結果、嵩密度（ＧＢＤ）：０．２〜０．４g／cm³において、熱伝導率は０．２Ｗ／ｍ^＊Ｋ以下にすることが必要であることがわかった。また、温度６００〜８００℃での熱伝導率は、０．１５Ｗ／ｍ^＊Ｋ以下、温度８００〜１０００℃での熱伝導率が０．１８Ｗ／ｍ^＊Ｋにする必要のあることがわかった。

（風蝕性）
サンプルを４０×２５ｍｍにカットし、一定の嵩密度０．３g／cm³になるように、スペーサーと共にＳＵＳ製治具を用いて、圧縮し、８００℃に加熱した風蝕試験炉にセットし、１時間放置した。エアーノズルより１．５kg／cm²の圧力で３時間暴露し、試験後の風蝕距離を測定した。そして、３時間当たりの風蝕距離を算出し、ＧＢＤ−風蝕距離のグラフを作成し、３時間以内でサンプルが貫通してしまう場合は、温度が急変したところを貫通点とし、その試験時間を算出した。
この試験の結果、嵩密度（ＧＢＤ）０．３g／cm³において、風蝕距離は８ｍｍ以下にする必要のあることがわかった。嵩密度（ＧＢＤ）０．３g／cm³において、風蝕距離４ｍｍ以下であることが望ましいことがわかった。

（引張り強度）
サンプルを２００×５０ｍｍにカットし、このサンプルの上下各５０×３０ｍｍを持ちしろとして固定し、上方へ速度１０ｍｍ／ｍｉｎにてサンプルを引張って、引張り時荷重の最大値を測定した。その荷重をサンプル厚み×サンプル幅５０ｍｍにて算出される断面積を用い、下式によって単位面積当たりの引張り荷重として算出する。
引張り強度［ｋＰａ］＝荷重［Ｎ］／断面積［ｍｍ^２］
（サンプル厚み［ｍｍ］×サンプル幅［ｍｍ］／１０

本発明は、ジーゼルエンジンなどの内燃機関の排ガス浄化装置、タービンのエンジンなどの排気管系に接続される装置のエンドコーン部に装着する断熱材として使われるものである。その他、本発明は、エンドコーン部以外の排気管系に関する断熱材、排気管系に関する吸音、防音材の分野にも使用可能である。

排気ガス浄化装置の一例を示す断面図である。マットの斜視図とマット構造の詳細を説明する略線図である。

符号の説明

１アウターコーン
２インナーコーン
３マット
４ニードル

Claims

アルミナとシリカの比率が６０〜８０：４０〜２０であり、ゾルゲル法により繊維化されたアルミナ−シリカ系セラミックファイバーの積層シートからなるマットに対し、このマットのシート積層方向にニードリングを施してなる排気ガス浄化装置のエンドコーン部に装着される断熱材において、
ニードリングによって前記マットの積層シート厚み方向である縦方向を指向する向きに導入されるアルミナ質繊維は、ニードリング配向長さをＳとし、マットの厚みをｈとしたとき、Ｓとｈの比で示されるニードリング配向角度Ａ（ｈ／Ｓ）が０．５〜０．８７となるような角度でニードリングされたものであることを特徴とする排気ガス浄化装置のエンドコーン部用断熱材。
アルミナとシリカの組成比が、７０〜７４：３０〜２６であることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置のエンドコーン部用断熱材。
前記セラミックファイバーの平均繊維長が、５０μｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置のエンドコーン部用断熱材。
前記ニードリングにおける、マット面に施された隣接する各ニードル相互間の距離が、１〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置のエンドコーン部用断熱材。