(57)【要約】  本発明は成形絶縁部品（１）を製造するための方法に関連し、当該方法は以下の方法工程：‐水（３）、ガラス繊維（４）及びフィロケイ酸塩（５）から成る無機パルプ（２）を製造する工程、‐製造する成形絶縁部品（１）のネガティブ形状を少なくとも片側に有し、壁が少なくとも部分的に透水性である、鋳型（７）の空洞部（６）へパルプ（２）を導入する工程、‐パルプ（２）中に存在する水分を排出する工程、‐鋳型（７）を開いた後、製造した成形絶縁部品（１）を取り出す工程、を特徴とする。本発明はまた、ガラス繊維‐フィロケイ酸塩混合物から成る成形絶縁部品（１）を製造するために水（３）を使用して製造したパルプ（２）では合成のみのフィロケイ酸塩（５）の割合は０．５％〜２．５％の範囲であり、ガラス繊維（４）の割合は０．３％〜１．５％であることを特徴とする前記方法で製造した成形絶縁部品に関する。本発明は更に、鋳型（７）が下部型（８）及び前記下部型を閉じる上部型（９）から構成され、鋳型（７）に存在する空洞部（６）の少なくとも片側は製造する成形絶縁部品（１）のネガティブ形状に対応し、鋳型（７）の少なくとも１つの内面は複数の個別の孔（１４．１、１４．２）を有することを特徴とする、前記方法を利用して成形絶縁部品を製造するための鋳型に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形絶縁部品を製造するためのプロセスであって、以下のプロセス工程：
‐水（３）、ガラス繊維及び／又は鉱物繊維（４）ならびに層状ケイ酸塩（５）から成る無機パルプ（２）を製造する工程、
‐壁が少なくとも部分的に透水性であり、製造する成形絶縁部品（１）のネガティブ形状が空洞部（６）の少なくとも片側に備えられる鋳造器（７）の空洞部（６）へ前記パルプ（２）を導入する工程、
‐前記パルプ（２）中に存在する水分を除去する工程、
‐前記鋳造器（７）を開いた後、製造した前記成形絶縁部品（１）を取り出す工程
を特徴とするプロセス。
【請求項２】
前記パルプ（２）からの水の除去は、通常の大気圧に相対した前記鋳造器（７）内発生超大気圧又は亜大気圧を利用して実行することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
水の除去は、前記鋳造器（７）において温度を室温より高い値に上昇させることで実行又は促進することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセス。
【請求項４】
各場合で前記鋳造器（７）の前記空洞部（６）内に前記パルプ（２）を連続的に複数回導入し、そこから前記水（３）を除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５】
異なる材料、性質又は組成を有する複数の前記パルプ（２）を前記鋳造器（７）の前記空洞部（６）に連続的に導入することを特徴とする請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
製造する前記成形絶縁部品（１）の特定の場所で境界付けした領域においてのみ、前記パルプ（２）を前記鋳造器（７）の前記空洞部（６）内に複数回導入することを特徴とする請求項４又は５に記載のプロセス。
【請求項７】
下部器（８）及びこれを閉じる上部器（９）から構成される前記鋳造器（７）は、前記上部器（９）に接続又は一体化した吸引装置（１０．２）を備え、それにより前記成形絶縁部品（１）は製造後に引き寄せられ、前記下部器（８）から取り外され、このようにして前記部品は開いた前記鋳造器（７）から取り出すことが可能になることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８】
前記成形絶縁部品（１）を取り外すために、前記下部器（８）は加圧装置（１１．２）を有するか、又はそれに接続し、それにより前記成形絶縁部品（１）は製造後に前記下部器（８）から離型されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９】
前記鋳造器（７）から取り出した前記成形絶縁部品（１）は乾燥ユニットに移し、ここで残留水分を２００℃〜２５０℃の熱処理により前記成形絶縁部品（１）から除去することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記鋳造器（７）から取り出した前記成形絶縁部品（１）は焼成装置に移し、結晶水を、次の焼成手順により前記成形絶縁部品（１）から除去することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記成形絶縁部品（１）を取り出した後、前記鋳造器（７）を洗浄することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１２】
洗浄はウォータージェット、圧縮空気洗浄、又はパルプから除去した水分を利用して実行することを特徴とする請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記鋳造器（７）において、製造後に前記鋳造器を調整し、多数の貫通孔（１２）を備える外壁（１３）内に前記成形絶縁部品（１）を直接注入し、その前記貫通孔（１２）は前記パルプ（２）から前記水（３）を除去するために利用することを特徴とする請求項１〜１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
ガラス繊維／層状ケイ酸塩混合物又は鉱物繊維／層状ケイ酸塩混合物から成る前記成形絶縁部品（１）を製造するために前記水（３）を使用して製造した前記パルプ（２）では合成のみの前記層状ケイ酸塩（５）の割合は０．５％〜２．５％の範囲であり、前記ガラス繊維及び／又は鉱物繊維（４）の割合は０．３％〜１．５％であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のプロセスにより製造した成形絶縁部品。
【請求項１５】
前記層状ケイ酸塩（５）は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の成分を含む粉末であることを特徴とする請求項１４に記載の成形絶縁部品。
【請求項１６】
前記層状ケイ酸塩（５）中の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の割合は５５％〜６５％の範囲であり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の割合は２５％〜３０％の範囲であり、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の割合は０．７％〜０．９％の範囲であり、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）の割合は２．５％〜３％の範囲内であることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の成形絶縁部品。
【請求項１７】
前記パルプ（２）を製造するための前記ガラス繊維及び／又は鉱物繊維（４）は非晶質繊維又は結晶繊維であることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の成形絶縁部品。
【請求項１８】
前記鋳造器（７）は前記下部器（８）及びこれを閉じる前記上部器（９）から構成され、前記鋳造器（７）に存在する前記空洞部（６）は製造する前記成形絶縁部品（１）のネガティブ形状に少なくとも片側で対応し、前記鋳造器（７）の少なくとも１つの内面は複数の個別の孔（１４．１、１４．２）を有することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のプロセスを利用して、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の成形絶縁部品を製造するための鋳造器。
【請求項１９】
前記孔（１４．１、１４．２）を覆う微細メッシュガーゼは前記鋳造器（７）の前記空洞部（６）内に敷設していることを特徴とする請求項１９に記載の鋳造器。
【請求項２０】
前記孔（１４．１、１４．２）の少なくとも一部は流体力学的に吸引装置（１０．１、１０．２）に連通させることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の鋳造器。
【請求項２１】
存在する前記孔（１４．１、１４．２）の一部は空気式加圧装置（１１．１、１１．２）に連通させ、前記孔（１４．１、１４．２）の残りの孔は水分の除去に利用可能であることを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の鋳造器。
【請求項２２】
前記空気式加圧装置（１１．１）に連通した前記孔（１４．２）は前記上部器（９）に存在し、水を除去するための前記孔（１４．１）は前記下部器（８）に存在することを特徴とする請求項２２に記載の鋳造器。
【請求項２３】
電子ビーム穿孔装置、レーザ切断装置又はレーザウォータジェット切断装置を用いて形成した孔（１４．１、１４．２）は微小孔であり、その直径は３０μｍ〜１００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の鋳造器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形絶縁部品を製造するプロセス、このプロセスにより製造される成形絶縁部品、及び当該プロセスを利用する成形絶縁部品を製造するための鋳造器に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁対象物へ密接させて接合した成形絶縁部品は、様々な実施形態で公知であり、既に利用されている。従って例えば、自動車内のエンジンルームの個々の要素又は排気ガス輸送部を絶縁するためのこのような成形絶縁部品の使用がますます重要になっている。自動車に使用する触媒は特に、非常に短時間で作動温度に達してこの温度で作動しなければならず、従って複雑な絶縁が必要となる。これを使用するために、例えば６００℃〜約１０００℃の温度に耐えることが可能で、触媒の表面とその外壁とを最適に適合させることが可能な成形絶縁部品を設けることが必要である。熱遮蔽及び音響遮蔽として働く触媒の外壁は通常、複雑な形状を有し、寸法に合わせて切断したガラス繊維マットが敷設されている有孔金属シートから形成されている。当然ながら、ここでかなりの量の廃物が発生し、これらは複雑な方式で処分しなければならない。ガラス繊維マットの廃物は通常再利用する。また、このような絶縁体の製造には、作業の点で相当な支出が伴い、最終的には製造コストも上昇する。更なる欠点は、ガラス繊維マットを触媒の壁の複雑な幾何学形状に最適に一致させることができず、例えば結果的に望ましくない折り畳みが必要になり、最終的に成形絶縁部品が早期に摩耗し、触媒の絶縁が局所的に制限されることである。
【０００３】
上記のガラス繊維マットを絶縁体製造に使用すること以外に、繊維成分が入った水溶液から成形絶縁部品を製造することも知られている。様々な添加剤を用いた繊維成分と水との混合物は「パルプ」とも称する。成形絶縁部品のこのような製造プロセスは例えば特許文献１から公知であり、ここでは各場合のパルプは一定量の有機化合物を有する。パルプ中の有機成分の欠点は、加熱時にこれらの成分が損傷するか、又は少なくとも厄介な、もしくは不都合な放出が起こることであり、このことは特に、自動車内のエンジンルームの個々の要素又は排気ガス輸送部を絶縁するためのこのような成形絶縁部品を上述のように使用する場合にかなり重要である。    
【０００４】
また、特許文献２は寸法安定的であり脆性ではない成形絶縁部品を繊維状絶縁材料から製造するプロセスを開示しており、当該方法では、ガラス繊維及び／又はケイ酸塩繊維を含む織物シートを溶液形態又は固体の少なくとも１種のシラザンで処理する。これは例えば含浸によって実行できる。織物シートは不織布、編地又は織布とすることが可能である。本目的のために、シラザンはモノマー、オリゴマー又はポリマーシラザンである。シラザンを硬化させるためには、例えばＮ‐複素環化合物、モノアルキルアミン、ジアルキルアミン、トリアルキルアミン、有機酸及び類似の有機物質又は化合物を開示する文献から、更に触媒を使用することが必要である。これらの有機添加剤のいくつかは、同様に上記の欠点を有する。また例えば、有機溶媒の取り扱いは、それに伴う健康上のリスク及びその可燃性により困難である。有機成分を除去するために通常、後に燃焼が必要となることから、追加の製造コストも上昇する。
【０００５】
特許文献３は、セラミックスラリーを吸水成形型又は取水成形型に導入するセラミックライニングの製造プロセスに関するものであり、ここでは成形型はライニング製造後に弁孔を形成する領域に少なくとも１つの不透水性シールを有する。セラミックスラリーから水を吸収又は摂水すると、結果的にセラミックスラリー中に存在するセラミック原料が堆積する。しかし、このように製造したライニングの周縁は、その後に必ず修正している。
【０００６】
更に特許文献４は、パルプから製造する物品の製造工程を開示しており、ここでは、特定の組成を有し、当該文献でより詳細に定義しているパルプスラリーを成形型の中空空間に導入し、好ましくは、成形型の中空空間の内壁にパルプ堆積体を押圧するために液体流動媒体を追加的に使用する。このプロセスは、異なる組成を有するパルプを用いて再利用することが可能であり、それにより多層体が形成される。
【０００７】
最後に、特許文献５は煙突構造物のための一体型セラミック成形鋳造物及び圧力鋳造物、ならびにその製造に対応するプロセスを開示している。ここでは、ケイ酸懸濁液を鋳込又は加圧鋳込により多孔質面を有する鋳型に導入し、素地を形成し、製造後に鋳型から離型し、乾燥させた後に炉内で焼成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】旧東ドイツ専用経済特許第２９２２３０号
【特許文献２】国際公開特許第２０１１／０１８４５７号
【特許文献３】ドイツ特許第３８８８２７９号（ＥＰ特許の翻訳）
【特許文献４】欧州公開特許第１０８１２８５号（サーチレポート付き）
【特許文献５】欧州公開特許第１９２７４４７号（サーチレポート無し）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、成形絶縁部品を製造するプロセス、及びそれにより製造し、少数の簡単なプロセス工程を利用して非常に高い寸法精度で製造することが可能な成形絶縁部品を提供することである。本発明の更なる目的は、本プロセスの利用に適した鋳造器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、独立請求項１、１４及び１８の特徴によりこれらの目的を達成する。本発明の更なる実施形態はそれぞれの従属請求項の対象物である。
【００１１】
成形絶縁部品を製造するための本発明のプロセスは以下のプロセス工程を特徴とする：
‐水、ガラス繊維及び／又は鉱物繊維ならびに層状ケイ酸塩から成る無機パルプを製造する工程、
‐壁が少なくとも部分的に透水性であり、製造する成形絶縁部品のネガティブ形状が空洞部の少なくとも片側に備えられる鋳造器の空洞部へ上記パルプを導入する工程、
‐パルプ中に存在する水分を除去する工程、
‐鋳造器を開いた後、製造した成形絶縁部品を取り出す工程。
【００１２】
用語層状ケイ酸塩は通常、例えば雲母群、緑泥石群、カオリン及び蛇紋石群などの岩石形成鉱物を含むケイ酸塩を指すために使用される。堆積岩に広く分布している工業的に重要な粘土鉱物も同様に層状ケイ酸塩である。しかし本発明の目的にとって、より高品質で、かつ再現性を有することから水溶性合成ケイ酸塩が好ましい。層状ケイ酸塩のシート状構造又はカードタワー状構造はその形態及び特性を決定する。層に沿った並進能が良好であると、付加的に層状ケイ酸塩の変形性が高まる。水分子及びカチオンは例えば、層間にインターカレートすることが可能である。層状ケイ酸塩は膨潤性でもあり、カチオン交換能も有する。
【００１３】
更に、合成層状ケイ酸塩は、強いレオロジー効果及びゲル形成などの特定の特性を示し得る。比較的重いガラス及び／又は鉱物繊維の沈降防止の結果として、パルプのゲル状態は初めに良好な繊維分布を確実に示す。
【００１４】
更に、結合剤としての合成層状ケイ酸塩がゲル状であると、成形絶縁部品の乾燥中に強度及び剛性が確実に高まる。ゲル状態においてカードタワー構造が形成されると、恐らく無機繊維への結合が良好になり、成形絶縁部品に三次元架橋が形成され、次に振動に対する高い耐性が得られる。成形絶縁部品の曲げ剛性は、ゲル化した層状ケイ酸塩の濃度段階調節により、成形絶縁部品の脆弱性又は崩壊傾向がもたらされることなく制御することが可能である。
【００１５】
層状ケイ酸塩は製造時及び使用時の両方で放出のない成形絶縁部品を形成する純粋な無機材料であるという事実のとおり、これらの特性を本発明に利用している。このように、本発明は、成形絶縁部品を製造するための繊維鋳造プロセスの提供を初めて可能にし、このプロセスにより従来技術の欠点が回避される。
【００１６】
壁が少なくとも部分的に透水性である空洞部を有する鋳造器を使用することにより付加的に、空洞部に導入されたパルプ中に存在する水を簡単な方法で上記パルプから除去することが可能になり、それにより成形絶縁部品のみが残る 。
【００１７】
水を除去すると、ガラス繊維及び／又は鉱物繊維ならびに層状ケイ酸塩が圧縮され、これらの成分が接着結合し、それにより成形絶縁部品が形成される。また空洞部は、例えば成形絶縁部品のネガティブ形状が片側のみに形成されるような簡単な構造にすることも可能である。これは好ましくは追加成分と接合する面にすることも可能である。自動車の排気ガス触媒について冒頭で言及した例に続けて述べると、この面は外壁に挿入すべき成形絶縁部品の面となる。
【００１８】
本発明の第１の実施形態では、パルプからの水の除去は、通常の大気圧に相対した鋳造器内発生超大気圧又は亜大気圧を利用して実行する。パルプ中に存在する水はこのようにして、空洞部の透水性壁を介して加速方式で除去することが可能であり、吸引、又は空洞部内で誘引した圧力上昇のいずれかにより達成することが可能となる。このような圧力上昇は、例えば鋳造器が閉じているときに上部器と下部器が互いに近づくように徐々に押しつけることにより発生可能になる。他方、亜大気圧は例えば真空吸引により可能にできる。圧力増加は特に、成形絶縁部品の安定性又は絶縁効果を得るために有効に利用できる空洞部内に形成された成形絶縁部品の圧縮を付加的に高める。本発明のプロセスは、特に空洞部内の上記圧力差の形成によりサイクル時間を短縮し、ほぼ労力を要せずに実施することが可能である。
【００１９】
パルプからの水の除去は、鋳造器の空洞部内の圧力変化の代わりに、又はそれに加えて鋳造器において温度を室温より高い値に上昇させることでも達成できる。温度の上昇はパルプからの水の除去を促進する。温度上昇の更なる利点は、鋳造器から取り出されるときに製造した成形絶縁部品の残留水分割合が少なくなることである。従って、このように製造した成形絶縁部品はこの時点強度が高くなる。
【００２０】
製造する成形絶縁部品は、その断熱性、場合によってはその遮音性の両方に関して特性を定義しなければならないことから、本発明に従った解決策の実施形態によれば、各場合で鋳造器の空洞部内にパルプを連続的に複数回導入し、そこから水を除去することは有利である。これにより、少なくとも特定の領域で強化した壁断面を有する成形絶縁部品を製造することが可能となり、成形絶縁部品の壁の強度及び構造を、成分が満たすべき要件に適合させることが可能になる。
【００２１】
また別の提案は、異なる材料、性質又は組成を有する複数のパルプを鋳造器の空洞部に連続的に導入することである。この手段により、特性が設置状況に適合している異なる場所の複数の領域を有する成形絶縁部品を得ることが可能になる。従って、例えば熱抵抗が異なる複数の繊維領域が交互の層に存在することが可能になる。耐熱性は、絶縁層内で生じる温度勾配と一致しなければならない。このように、例えば、耐熱性が１０００℃までの繊維から成る層に、それに続いて耐熱性が６００℃までの層を組み合わせることが可能となる。この最適化により製造コストが削減される。これは、例えば成形絶縁部品が絶縁効果の低い部位及び絶縁効果の高い部位を有することをも意味し得る。この最適化は絶縁効果を最適化しながら材料を節約する製造につながる。同様に、例えばパルプ導入前に空洞部の対応する領域を覆うことにより、ホットスポットとして知られる熱的臨界点にある高温耐性繊維の挿入物を空洞部内に組み込むことが可能となる。
【００２２】
更に、例えば異なる繊維配向、繊維構造又は繊維長の複数のガラス繊維及び／又は鉱物繊維を交互に配置することが可能である。
【００２３】
同様に、製造する成形絶縁部品の特定の場所で境界付けした領域においてのみ、パルプを鋳造器の空洞部内に複数回導入することも可能であり、同様に上述の効果がもたらされる。
【００２４】
成形絶縁部品を製造する全プロセスの非常に高度な自動化を達成するため、下部器及びこれを閉じる上部器から構成される鋳造器は上部器に接続又は一体化した吸引装置を備えることは有利であり、それにより成形絶縁部品は製造後に引き寄せられ、鋳造器から取り外され、このようにして成形絶縁部品は開いた鋳造器から取り出すことが可能となる。上述した吸引装置は例えば成形絶縁部品を引き寄せるのに十分な真空を形成することが可能であり、このようにして当該部品は下部器から離型し、そうすることでその後、当該部品は鋳造器から取り出すか、あるいは次の処理ユニットに移送することが可能となる。
【００２５】
本発明のプロセスの１実施形態に対応して、下部器が加圧装置を有するか、又は加圧装置に接続されると、下部器からの成形絶縁部品の取り外しが簡素化又は改善できる。加圧装置として本明細書では、例えば下部器から機械的に成形絶縁部品を取り外す穿孔器、又は空気式吹き込み装置、すなわち圧縮空気を利用して操作する吹き込み装置を使用することが可能である。よって、上部器の上記吸引装置に連動して、下部器において空気式加圧装置を使用する場合には逆流の原理に従った気流が発生し、初めに上部器の成形絶縁部品が亜大気圧により引き寄せられ、次に、下部器の圧縮気流により成型絶縁部品の取り外しが実行され、かつ促進される。
【００２６】
成形絶縁部品を鋳造器から取り外した後、これを上記方法で次の処理ユニットに移し、ここで更に処理することが可能となる。本発明のプロセスの１実施形態では、この処理ユニットは乾燥ユニットとすることも可能であり、当該ユニットでは成形絶縁部品の残留水分を２００℃〜２５０℃の熱処理によりそこから除去する。鋳造器で製造した成形絶縁部品内の残留水分の割合は最大７０％になり得る。
【００２７】
その後、成形絶縁部品は、本発明の更なる提案に従って、焼成装置、乾燥機領域又は別個に加熱可能な好適な装置に移し、更に成形絶縁部品に依然として存在する結晶水を、次の焼成手順によりそこから除去することが可能である。ここで利用する温度は２８０℃〜約４００℃である。この手段により、成形絶縁部品の寸法安定性が付加的に改善される。更に、湿潤空気中での成形絶縁部品の吸水が抑制され、それにより成形絶縁部品の保存安定性が高まる。
【００２８】
成形絶縁部品を鋳造器から取り出した後、次の製造作業用に準備するために鋳造器を洗浄する。ここでは空洞部の洗浄が特に重要である。本明細書では自体公知の洗浄方法を利用することが可能であり、有効で所要時間が短いことからウォータージェット又は圧縮空気による洗浄を行うことが特に有利である。更に、洗浄のためにパルプから除去したパルプの水分を利用することも可能である。
【００２９】
後の設置工程を簡略化するために、本発明に従った更なる提案は、鋳造器において、製造後に鋳造器を調整し、多数の貫通孔を備える外壁内に成形絶縁部品を直接注入することである。本明細書では、外壁に存在する貫通孔はパルプから水を除去するために利用可能である。このような手順は自動車について冒頭で述べたような触媒に使用される成形絶縁部品の場合に特に有利である。
【００３０】
上記プロセスにより製造され、ガラス繊維／層状ケイ酸塩混合物から成る成形絶縁部品は、本発明によれば、成形絶縁部品を製造するために水を使用して製造されるパルプでは合成のみの層状ケイ酸塩の割合は０．５％〜２．５％の範囲であり、ガラス繊維及び／又は鉱物繊維の割合は０．３％〜１．５％の範囲であることを特徴とする。層状ケイ酸塩の割合は、好ましくは２％未満であり、この場合、ガラス繊維及び／又は鉱物繊維の割合は約１％を占める。
【００３１】
また、層状ケイ酸塩は粉末であることが好ましく、水溶液でも一般に使用することが可能である。層状ケイ酸塩は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の成分から構成されることが好ましい。
【００３２】
層状ケイ酸塩の好ましい組成では、層状ケイ酸塩中の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の割合は５５％〜６５％の範囲であり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の割合は２５％〜３０％の範囲であり、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の割合は０．７％〜０．９％の範囲であり、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）の割合は２．５％〜３％の範囲内である。
【００３３】
本発明の更なる実施形態では、パルプを製造するために使用するガラス繊維及び／又は鉱物繊維は非晶質繊維又は結晶繊維である。本明細書では、非晶質繊維としては例えばガラスステープル繊維、チョップド連続ガラス繊維、ＡＥＳ高温ウール、生体溶解性ミネラルウール又はチョップドケイ酸塩繊維が挙げられ、一方、結晶性繊維の例には多結晶ウール又は単結晶繊維が挙げられる。同様に短繊維と長繊維も同様に区別する。短繊維は表面品質が高く、パルプ内分布が非常に均質である。またそれらは、製造する成形絶縁部品において非常に小さい公差をもたらす。比較すると、長繊維の強度及び剛性は比較的高く、更に破断傾向は低い。
【００３４】
上記タイプの異なる繊維を互いに混合することも本発明の範囲内である。
【００３５】
成形絶縁部品を製造するための本発明に従った鋳造器は上述したプロセスの利用を可能にし、鋳造器は下部器及びこれを閉じる上部器から構成され、鋳造器に存在する空洞部は製造する成形絶縁部品のネガティブ形状に少なくとも片側で対応し、鋳造器の少なくとも１つの内面は複数の個別の孔を有することを特徴とする。
【００３６】
鋳造器に存在する孔は、パルプ中に存在するガラス繊維及び／もしくは鉱物繊維又は発生する層状ケイ酸塩を除去することなく、パルプ中に存在する水の除去を可能にする。言い換えれば、孔はパルプの水分を除去するのに適した直径を有するが、他の材料は通さず、このことはパルプ中に存在する繊維が空洞部内に留まることを意味する。本発明によれば、下部器及び／又は上部器に直接、孔を開けることが可能である。
【００３７】
別の可能性としては、下部器及び／又は上部器に孔を開け、次いで、例えば鋳造器の空洞部に一種の微細メッシュガーゼを置き、ガーゼの細孔により鋳造器の空洞部に透水性表面を形成する。
【００３８】
パルプ中に存在する水分の除去を向上させるために、孔の少なくとも一部を流体力学的に吸引装置に連通させることが有利である。吸引装置により生じた亜大気圧により成形絶縁部品の製造プロセスが促進可能となる。
【００３９】
また、本発明に従った更なる提案は、存在する孔の一部を空気式加圧装置に連通させ、孔の残りの部分はパルプの水分を除去するために利用可能にすることである。当然ながら吸引装置と加圧装置との組み合わせもまた本発明の範囲内であり、この場合、空洞部内圧の増加を利用してパルプ中の水を排出し、同時に違う場所では吸引装置により水を吸い出す。
【００４０】
この場合、空気式加圧装置に連通した孔は上部器に存在し、水を除去するための孔は下部器に存在することが有利である。
【００４１】
孔は異なる方法で鋳造器に導入され得る微小孔であることが好ましい。従って、電子ビーム穿孔装置、レーザ切断装置又はレーザウォータジェット切断装置を用いて微小孔を形成することが可能である。本発明によれば、微小孔の直径は３０μｍ〜１００μｍの範囲であることが好ましい。
【００４２】
添付図面を参照して本発明を以下に説明する。示した例は、図示した変形例に対して何ら制限を構成するものではなく、むしろ単に本発明の原理を説明するためのものである。同一又は類似の構成要素は常に同じ参照符号で示している。本発明に従った動作モードを説明できるように、図面は原理上非常に簡略化した描写のみを示しており、本発明に必須ではない構成要素は省略している。しかし、このことはそのような構成要素が本発明に従った解決策には存在しないことを意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】パルプ製造の簡略化した原則的フロー図である。
【図２】鋳造器の非常に簡略化した概略図である。
【図３】成形絶縁部品が挿入された自動車の排気ガス触媒の外壁内の図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１に簡略化した形式で示すパルプ２の製造は容器１６内の基本成分を混合することによって実行する。ここでは、水３、高温ウール及び層状ケイ酸塩５の形態のガラス繊維及び／又は鉱物繊維４を容器１６に導入し、均質なパルプ２が形成されるまで攪拌装置１５を用いて混合する。まず、塊の形成を避けるために、合成層状ケイ酸塩５を冷水にゆっくりと導入する。その後、混合物を高速で約１時間撹拌する。これは例えばロータ／ステータシステムにより行うことが可能である。次いで、ガラス繊維及び／又は鉱物繊維４をできるだけ損傷させないために、ガラス繊維及び／又は鉱物繊維４を低せん断作用の低回転攪拌装置１５を用いて混合する。
【００４５】
このようにして製造したパルプ２はその後、鋳造器７に注入することが可能である。鋳造器７はこの目的に適しており、図１に概略的に示しており、下部器８及びこれを閉じる上部器９から構成される。
【００４６】
図２は同様に、このような鋳造器７の図示をかなり概略的な形態で示している。この鋳造器７は、まず下部器８及び上部器９から構成される。上部器９は、図２の例では、双方向矢印Ａの方向に可動であり、従って下部器８の開閉に適している。鋳造器７が閉鎖状態であると、鋳造器７は製造する成形絶縁部品１のネガティブ形状に相当する幾何学的形状の空洞部６を有する。本明細書に示す鋳造器７の実施形態の特別な特徴は、空洞部６の壁の少なくとも一部が透水性であることである。このために、絶縁対象の自動車用排気ガス触媒の外壁１３は図２に示す例では下部器８の空洞部６内に配置する。この外壁１３には複数の貫通孔１２が設けられ、これら貫通孔１２はそれらが備えられている排気ガス触媒の断熱及び遮音をもたらし、本発明の目的のためにパルプ２から水を除去するために利用する。下部器８に挿入した外壁１３の下方では、下部器８が複数の孔１４．１を有し、ここを経て水３をパルプ２から除去する。水３の除去の有効性を向上させるために、吸引装置１０．１は図示した変形例の孔１４．１に流体力学的に連通している。吸引装置１０．１は亜大気圧を発生させ、水３はパルプ２から矢印Ｅの方向に引き出される。
【００４７】
図２の鋳造器７の上部器９をここで考えると、孔１４．２もここに設け、孔１４．２はこの場合では製造対象の成形絶縁部品１で圧力を増加させるように働くことは明らかであり、この目的のため、例えば圧縮空気を上部器９に矢印Ｂの方向に送ることができるように上部器９の孔１４．２は加圧装置１１．１に流体力学的に連通させる。
【００４８】
このように製造した成形絶縁部品１が完成すると、鋳造器７を開けることが可能になる。この目的のために吸引装置１０．１及び加圧装置１１．１は好適な制御弁により閉じる。この時点では下部器８の加圧装置１１．２を用い、圧縮空気の導入により矢印Ｄ方向に成形絶縁部品１への圧力を高めることが可能であり、これにより成形絶縁部品１は下部器８から取り外せるようになる。同時に、成形絶縁部品１は吸引装置１０．２により鋳造器７の上部器９内に引き込まれ、その吸引装置は矢印Ｃの方向に真空を発生させる。それにより固定した成形絶縁部品１はこのように離型可能に固定され、後続の処理ユニットに移すことが可能になる。従って、下部器８の孔１４．１及び上部器９の孔１４．２は、成形絶縁部位１の製造後、すなわち成形絶縁部品１の固定及び移送後に更なる使用に利用することが可能となる。
【００４９】
図３から、成形絶縁部品１が中に挿入されている排気ガス触媒の外壁１３が検討できる。外壁１３は複数の貫通孔１２、及び成形絶縁部品１が最適な絶縁作用を達成するために一致する必要がある複雑な内部幾何学形状を有する。
【符号の説明】
【００５０】
１  成形絶縁部品
２  パルプ
３  水
４  ガラス繊維及び／又は鉱物繊維
５  層状ケイ酸塩
６  空洞部
７  鋳造器
８  下部器
９  上部器
１０．１  吸引装置
１０．２  吸引装置
１１．１  空気式加圧装置
１１．２  空気式加圧装置
１２  貫通孔
１３  外壁
１４．１  孔／微小孔
１４．２  孔／微小孔
１５  攪拌装置
１６  容器
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ  移動方向
【図１】
2017536996.tif 000003
【図２】
2017536996.tif 000004
【図３】
2017536996.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月7日(2016.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形絶縁部品を製造するためのプロセスであって、以下のプロセス工程：
‐水（３）、ガラス繊維及び／又は鉱物繊維（４）ならびに層状ケイ酸塩（５）から成る無機パルプ（２）を製造する工程、
‐壁が少なくとも部分的に透水性であり、製造する成形絶縁部品（１）のネガティブ形状が空洞部（６）の少なくとも片側に備えられる鋳造器（７）の空洞部（６）へ前記パルプ（２）を導入する工程、
‐前記パルプ（２）中に存在する水分を除去する工程、
‐前記鋳造器（７）を開いた後、製造した前記成形絶縁部品（１）を取り出す工程
を特徴とするプロセス。
【請求項２】
前記パルプ（２）からの水の除去は、通常の大気圧に相対した前記鋳造器（７）内発生超大気圧又は亜大気圧を利用して実行することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
水の除去は、前記鋳造器（７）において温度を室温より高い値に上昇させることで実行又は促進することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセス。
【請求項４】
各場合で前記鋳造器（７）の前記空洞部（６）内に前記パルプ（２）を連続的に複数回導入し、そこから前記水（３）を除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５】
異なる材料、性質又は組成を有する複数の前記パルプ（２）を前記鋳造器（７）の前記空洞部（６）に連続的に導入することを特徴とする請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
製造する前記成形絶縁部品（１）の特定の場所で境界付けした領域においてのみ、前記パルプ（２）を前記鋳造器（７）の前記空洞部（６）内に複数回導入することを特徴とする請求項４又は５に記載のプロセス。
【請求項７】
下部器（８）及びこれを閉じる上部器（９）から構成される前記鋳造器（７）は、前記上部器（９）に接続又は一体化した吸引装置（１０．２）を備え、それにより前記成形絶縁部品（１）は製造後に引き寄せられ、前記下部器（８）から取り外され、このようにして前記部品は開いた前記鋳造器（７）から取り出すことが可能になることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８】
前記成形絶縁部品（１）を取り外すために、前記下部器（８）は加圧装置（１１．２）を有するか、又はそれに接続し、それにより前記成形絶縁部品（１）は製造後に前記下部器（８）から離型されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９】
前記鋳造器（７）から取り出した前記成形絶縁部品（１）は乾燥ユニットに移し、ここで残留水分を２００℃〜２５０℃の熱処理により前記成形絶縁部品（１）から除去することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記鋳造器（７）から取り出した前記成形絶縁部品（１）は焼成装置に移し、結晶水を、次の焼成手順により前記成形絶縁部品（１）から除去することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記成形絶縁部品（１）を取り出した後、前記鋳造器（７）を洗浄することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１２】
洗浄はウォータージェット、圧縮空気洗浄、又はパルプから除去した水分を利用して実行することを特徴とする請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記鋳造器（７）において、製造後に前記鋳造器を調整し、多数の貫通孔（１２）を備える外壁（１３）内に前記成形絶縁部品（１）を直接注入し、その前記貫通孔（１２）は前記パルプ（２）から前記水（３）を除去するために利用することを特徴とする請求項１〜１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
ガラス繊維／層状ケイ酸塩混合物又は鉱物繊維／層状ケイ酸塩混合物から成る前記成形絶縁部品（１）を製造するために前記水（３）を使用して製造した前記パルプ（２）では合成のみの前記層状ケイ酸塩（５）の割合は０．５％〜２．５％の範囲であり、前記ガラス繊維及び／又は鉱物繊維（４）の割合は０．３％〜１．５％であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のプロセスにより製造した成形絶縁部品。
【請求項１５】
前記層状ケイ酸塩（５）は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の成分を含む粉末であることを特徴とする請求項１４に記載の成形絶縁部品。
【請求項１６】
前記層状ケイ酸塩（５）中の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の割合は５５％〜６５％の範囲であり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の割合は２５％〜３０％の範囲であり、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の割合は０．７％〜０．９％の範囲であり、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）の割合は２．５％〜３％の範囲内であることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の成形絶縁部品。
【請求項１７】
前記パルプ（２）を製造するための前記ガラス繊維及び／又は鉱物繊維（４）は非晶質繊維又は結晶繊維であることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の成形絶縁部品。
【請求項１８】
前記鋳造器（７）は前記下部器（８）及びこれを閉じる前記上部器（９）から構成され、前記鋳造器（７）に存在する前記空洞部（６）は製造する前記成形絶縁部品（１）のネガティブ形状に少なくとも片側で対応し、前記鋳造器（７）の少なくとも１つの内面は複数の個別の孔（１４．１、１４．２）を有することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のプロセスを利用して、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の成形絶縁部品を製造するための鋳造器。
【請求項１９】
前記孔（１４．１、１４．２）を覆う微細メッシュガーゼは前記鋳造器（７）の前記空洞部（６）内に敷設していることを特徴とする請求項１８に記載の鋳造器。
【請求項２０】
前記孔（１４．１、１４．２）の少なくとも一部は流体力学的に吸引装置（１０．１、１０．２）に連通させることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の鋳造器。
【請求項２１】
存在する前記孔（１４．１、１４．２）の一部は空気式加圧装置（１１．１、１１．２）に連通させ、前記孔（１４．１、１４．２）の残りの孔は水分の除去に利用可能であることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の鋳造器。
【請求項２２】
前記空気式加圧装置（１１．１）に連通した前記孔（１４．２）は前記上部器（９）に存在し、水を除去するための前記孔（１４．１）は前記下部器（８）に存在することを特徴とする請求項２１に記載の鋳造器。
【請求項２３】
電子ビーム穿孔装置、レーザ切断装置又はレーザウォータジェット切断装置を用いて形成した孔（１４．１、１４．２）は微小孔であり、その直径は３０μｍ〜１００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１８〜２２のいずれか１項に記載の鋳造器。
【国際調査報告】
2017536996.tif 000006
2017536996.tif 000007
2017536996.tif 000008
2017536996.tif 000009