(57)【要約】  無機繊維紙は無機繊維、チョップトガラス繊維およびバインダ系を含み、該バインダ系は、無機および有機バインダ成分両者を含む。該バインダ系は、低含有率の該有機バインダを含み、該有機バインダは、要求される高温環境内で使用された場合に、該無機繊維紙に火炎を発生させることなしに、該繊維紙に適切な取扱適性および引張強さを付与する。該無機繊維紙は、様々な自動車および工業的断熱用途に対して使用することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維紙であって、
複数の無機繊維、
複数のチョップトガラス繊維、
有機強化繊維、及び
有機バインダ
を含み、前記紙が、少なくとも150kPaの引張強さを有し、且つ400℃以上の温度に暴露された際に火炎を発しない、前記無機繊維紙。
【請求項２】
約90〜約98.5質量％の前記無機繊維、
約1〜約10質量％の前記複数のガラス繊維、
約0.1〜約5質量％の前記有機強化繊維、及び
約0.25〜約5質量％の前記有機バインダ
を含む、請求項1に記載の無機繊維紙。
【請求項３】
約90〜約98質量％の前記無機繊維、
約1〜約6質量％の前記複数のガラス繊維、
約0.25〜約5質量％の前記有機強化繊維、及び
約0.5〜約5質量％の前記有機バインダ
を含む、請求項2に記載の無機繊維紙。
【請求項４】
約90.5〜約97.5質量％の前記無機繊維、
約1〜約6質量％の前記複数のガラス繊維、
約0.25〜約1質量％の前記有機強化繊維、及び
約0.5〜約3.25質量％の前記有機バインダ
を含む、請求項3に記載の無機繊維紙。
【請求項５】
前記無機繊維が、セラミック繊維、高アルミナ多結晶繊維、ムライト繊維、生体溶解性無機繊維、カルシア-アルミナ繊維、石英繊維、シリカ繊維、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項1に記載の無機繊維紙。
【請求項６】
前記高アルミナ多結晶繊維が、約72〜約100質量％のアルミナ及び約0〜約28質量％のシリカの繊維化生成物を含む、請求項5に記載の無機繊維紙。
【請求項７】
前記セラミック繊維が、約45〜約72質量％のアルミナ及び約28〜約55質量％のシリカの繊維化生成物を含むアルミノ-シリケート繊維を含む、請求項5に記載の無機繊維紙。
【請求項８】
前記生体溶解性繊維が、
(i) 約65〜約86質量％のシリカ、約14〜約35質量％のマグネシア及び約5質量％のより少量の不純物の繊維化生成物、
(ii) 約70〜約86質量％のシリカ、約14〜約30質量％のマグネシア及び約5質量％以下の不純物の繊維化生成物、又は
(iii) 約70〜約80質量％のシリカ、約18〜約27質量％のマグネシア及び0〜4質量％の不純物の繊維化生成物
を含むマグネシア-シリカ繊維を含む、請求項5に記載の無機繊維紙。
【請求項９】
前記生体溶解性繊維が、
(i) 約45〜約90質量％のシリカ、0質量％を超え約45質量％までのカルシア及び0質量％を超え約35質量％までのマグネシアの繊維化生成物、
(ii) 約60〜約70質量％のシリカ、約16〜約35質量％のカルシア及び約4〜約19質量％のマグネシアの繊維化生成物、又は
(iii) 約61〜約67質量％のシリカ、約27〜約33質量％のカルシア及び約2〜約7質量％のマグネシアの繊維化生成物
を含むカルシア-マグネシア-シリカ繊維を含む、請求項5に記載の無機繊維紙。
【請求項１０】
前記チョップトガラス繊維が、チョップトS-ガラス繊維を含む、請求項1に記載の無機繊維紙。
【請求項１１】
前記チョップトS-ガラス繊維の長さが、約1.27cm(約1/2in)である、請求項10に記載の無機繊維紙。
【請求項１２】
前記有機強化繊維が、ポリビニルアルコール(PVA)繊維を含む、請求項1に記載の無機繊維紙。
【請求項１３】
前記有機バインダが、アクリルラテックスを含む、請求項1に記載の無機繊維紙。
【請求項１４】
前記無機繊維が、アルミノ-シリケートセラミック繊維を含み、前記チョップトガラス繊維が、約1.27cm(約1/2in)の長さを有するチョップトS-ガラス繊維を含み、前記有機強化繊維が、ポリビニルアルコール(PVA)繊維を含み、且つ前記有機バインダが、アクリルラテックスを含む、請求項1に記載の無機繊維。
【請求項１５】
第一及び第二外側層、並びに
請求項1〜14のいずれか1項に記載の無機繊維紙を含む少なくとも一つの内側層、
を含む、熱シールド。
【請求項１６】
前記第一及び第二層が、金属、金属合金、金属-マトリックス複合材、金属合金-マトリックス複合材又はこれらの組合せの層又はシートを含む、請求項15に記載の熱シールド。
【請求項１７】
前記金属合金がステンレススチールを含む、請求項16に記載の熱シールド。
【請求項１８】
自動車であって、
排気ガスを発生するエンジン、
発生する排気ガスを前記自動車から排出するための、前記エンジンと連通している排気ガス処理デバイス、及び
前記エンジン又は排気ガス処理デバイスに、その近傍に、又はこれと隣接して据えられた、請求項15〜17のいずれか1項に記載の熱シールド、
を含む、前記自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願との相互引照］
本件特許出願は、2013年8月26日付で出願された米国仮特許出願第61/870,014号に対して、35 U.S.C. 119(e)に基く出願日に関する利益を主張するものである。
【０００２】
本件開示は、高耐熱性無機繊維紙および様々な高温断熱用途に対して有用な、該紙を組込んだ断熱材製品に関する。
【背景技術】
【０００３】
無機繊維ベースの断熱材料は、通常は様々な自動車用途において直面する高温環境に対して使用されている。該無機繊維断熱材料は、典型的には処理されて紙とされ、該紙は、該断熱材料を組込んだ市販製品の製造を可能とすべく、適切な取扱適性を持たなければならない。即ち、該無機繊維紙は、その構造を維持し、かつ一定レベルの柔軟性を持つことができなければならない。
現在の製造方法、例えば自動車熱シールドを製造するのに使用されるそれら方法は、上記無機繊維ベースの断熱材料が、一定の最小引張強さを持つことを要求する。
有機バインダは、柔軟性および取扱適性を改善し、かつ上記無機繊維紙に引張強さを付与するために使用されている。しかし、一般に使用される有機バインダは、過酷な高温自動車環境において使用された場合に、火炎を発することが分かっている。自動車におけるエンジン室内の該無機繊維紙からの開放火炎の放出は、自動車用途において使用される絶縁紙（insulation paper）中に高レベルの有機バインダを含むための、危険かつ望ましからぬ結果である。
当分野において依然として必要とされているものは、良好な柔軟性、良好な取扱適性、引張強さおよび耐燃性を持つ、自動車および工業用断熱材において使用するための、無機繊維ベースの断熱材料である。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の無機繊維紙は、複数の無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のガラス繊維、有機繊維強化材および有機バインダを含む。該無機繊維断熱紙は良好な柔軟性、良好な取扱適性、および良好な引張強さを示す。該無機繊維紙は、400℃またはこれを超える温度に暴露された際に火炎を発することがない。従って、該無機繊維紙は耐燃性を示すが、その理由は、新規な自動車の正常運転中に経験する最初の熱サイクルに際して、該有機バインダが火炎を発することがないからである。該無機繊維紙は、また150kPaまたはこれを超える引張強さをも示す。実例となる態様によれば、該紙の引張強さは200kPaまたはこれを超え、あるいは300kPaまたはこれを超え、あるいは400kPaまたはこれを超える。
特定の実例となる態様によれば、無機繊維紙は、複数のセラミック繊維、該セラミック繊維とは化学的組成において異なっている複数のガラス繊維、有機バインダ繊維および有機液状バインダを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記無機繊維紙は、複数のシリカ繊維、該シリカ繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記無機繊維紙は、複数のシリカ繊維、該シリカ繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
【０００５】
特定の態様によれば、無機繊維紙は、複数の生体溶解性無機繊維、該生体溶解性繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
特定の実例となる態様によれば、無機繊維紙は、複数の生体溶解性無機繊維、該生体溶解性繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
同様に、高温断熱用途用の熱シールド(heat shield)も開示される。該熱シールドは、少なくとも一つの支持体層および複数の無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化繊維および有機バインダを含有する、該支持体層に付着された少なくとも一つの層を含み、ここで、該紙は、少なくとも150kPaの引張強さを有し、かつ400℃またはこれを超える温度に暴露された際に火炎を発することがない。
特定の態様によれば、上記熱シールドは、少なくとも一つの支持体層と、複数の無機繊維、複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含有する少なくとも一枚の無機繊維紙とを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記熱シールドは、少なくとも一つの支持体層と、複数のセラミック繊維、複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含有する少なくとも一枚のセラミック繊維紙とを含む。
【０００６】
特定の実例となる態様によれば、上記熱シールドは、少なくとも一つの支持体層と、複数のセラミック繊維、複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含有する少なくとも一枚のセラミック繊維紙とを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記熱シールドは、少なくとも一つの支持体層と、複数のシリカ繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含有する少なくとも一枚のシリカ繊維紙とを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記熱シールドは、少なくとも一つの支持体層と、複数のシリカ繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含有する少なくとも一枚のシリカ繊維紙とを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記熱シールドは、少なくとも一つの支持体層と、複数の生体溶解性無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機液状バインダを含有する少なくとも一枚の生体溶解性無機繊維紙とを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記熱シールドは、少なくとも一つの支持体層と、複数の生体溶解性無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機液状バインダを含有する少なくとも一枚の生体溶解性無機繊維紙とを含む。
【０００７】
上記熱シールドは、第一および第二外側層および少なくとも一つの内側層を含むことができ、該内側層は複数の無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含有し、該紙は、少なくとも150kPaの引張強さを有し、かつ400℃またはこれを超える温度に暴露された際に火炎を発することがない。
上記熱シールドは、一般的に第一および第二外側層と、該第一および第二外側層間に挟まれた少なくとも一つの内側無機繊維断熱層を含む。該内側無機繊維断熱層は、複数の無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む無機繊維紙を含有する。該第一および第二外側層および該内側無機繊維断熱層の構成は、柔軟性サンドイッチ構造である。
特定の実例となる態様によれば、上記熱シールドは、第一および第二外側層と、該第一および第二外側層間に挟まれた少なくとも一つの内側セラミック繊維断熱層とを含む。該内側セラミック繊維断熱層は、複数のセラミック繊維、該セラミック繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含むセラミック繊維紙を含有する。
特定の実例となる態様によれば、上記熱シールドは、第一および第二外側層と、該第一および第二外側層間に挟まれた少なくとも一つの内側セラミック繊維断熱層とを含む。該内側セラミック繊維断熱層は、複数のセラミック繊維、該セラミック繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含有するセラミック繊維紙を含む。
【０００８】
更なる実例となる態様によれば、上記熱シールドは、第一および第二外側層と、該第一および第二外側層間に挟まれた少なくとも一つの内側シリカ繊維断熱層とを含む。該内側シリカ繊維断熱層は、複数のシリカ繊維、該シリカ繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含有するシリカ繊維紙を含む。
更なる実例となる態様によれば、上記熱シールドは、第一および第二外側層と、該第一および第二外側層間に挟まれた少なくとも一つの内側シリカ繊維断熱層とを含む。該内側シリカ繊維断熱層は、複数のシリカ繊維、該シリカ繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含有するシリカ繊維紙を含む。
更なる実例となる態様によれば、上記熱シールドは、第一および第二外側層と、該第一および第二外側層間に挟まれた少なくとも一つの内側生体溶解性無機繊維断熱層とを含んでいる。該内側生体溶解性無機繊維断熱層は、複数の生体溶解性無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含有する生体溶解性無機繊維紙を含む。
更なる実例となる態様によれば、上記熱シールドは、第一および第二外側層と、該第一および第二外側層間に挟まれた少なくとも一つの内側生体溶解性無機繊維断熱層とを含んでいる。該内側生体溶解性無機繊維断熱層は、複数の生体溶解性無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含有する生体溶解性無機繊維紙を含む。
【０００９】
上記熱シールドの第一および第二外側層は、金属、金属合金、金属-マトリックス複合材、金属合金-マトリックス複合材またはこれらの組合せを含むことができる。特定の実例となる態様によれば、該熱シールドサンドイッチ構造の第一および第二外側層は、ステンレススチール製の層またはシートを含む。
同様に提供されるのは、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および熱シールドを含む自動車であり、該熱シールドは、少なくとも一つの支持体層と、複数の無機繊維、複数のチョップトガラス繊維、有機バインダ繊維および有機バインダを含む少なくとも一枚の無機繊維紙とを含有する。該熱シールドは、該自動車からの排気ガスを排出するための該システムの少なくとも一部を熱的に絶縁する。
特定の態様によれば、上記自動車は、上記排気ガスシステムを通過する熱から、その客室を保護するために、熱シールドを含むことができる。熱シールドは、エンジン、エンジン排気ガスマニホルド、触媒コンバータ、ディーゼル微粒子フィルタ、配管またはマフラーに、その近傍に、またはそれに隣接して取付けることができる。熱シールドを含めることにより、自動車排気からの熱損失が減じられ、かつ他の自動車部品およびシステムが、熱損傷および分解から保護される。該熱シールドが排気ガスシステムの熱損失を減じることから、該エンジン室およびエンジンインテークマニホルド温度は減じられる。この減じられたエンジン室温度およびエンジンインテークマニホルド温度に係る結果は、高められたエンジン出力および性能である。更に、該熱シールドは、より高い排気ガス温度を維持し、このことは、該排気ガスシステムを介する該排気ガスのより迅速な流動を可能とすることによって、エンジン性能を改善する。高められた排気ガス温度は、結果としてより効率的な触媒反応をもたらす。
【００１０】
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および熱シールドを含み、該熱シールドは、少なくとも一つの支持体層と、複数のセラミック繊維、該セラミック繊維とは化学的組成において異なる複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む少なくとも一枚のセラミック繊維紙とを含有する。
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および熱シールドを含み、該熱シールドは少なくとも一つの支持体層と、複数のセラミック繊維、該セラミック繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む少なくとも一枚のセラミック繊維紙とを含有する。
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および熱シールドを含み、該熱シールドは、少なくとも一つの支持体層と、複数のシリカ繊維、該シリカ繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む少なくとも一枚のシリカ繊維紙とを含有する。
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および熱シールドを含み、該熱シールドは少なくとも一つの支持体層と、複数のシリカ繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む少なくとも一枚のシリカ繊維紙とを含有する。
【００１１】
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および熱シールドを含み、該熱シールドは少なくとも一つの支持体層と、少なくとも一枚の生体溶解性無機繊維紙とを含有し、該幹繊維紙は、複数の生体溶解性無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および熱シールドを含み、該熱シールドは、少なくとも一つの支持体層と、少なくとも一枚の生体溶解性無機繊維紙とを含有し、該無機繊維紙は、複数の生体溶解性無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および少なくとも第一および第二外側層および該第一および第二外側層間に挟まれている少なくとも一つの内側無機繊維断熱層を含有する熱シールド含み、該断熱層は、無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および少なくとも第一および第二外側層および該第一および第二外側層間に挟まれている少なくとも一つの内側無機繊維断熱層を含有する熱シールド含み、該断熱層は、無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
【００１２】
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および少なくとも第一および第二外側層および該第一および第二外側層間に挟まれている少なくとも一つの内側セラミック繊維断熱層を含有する熱シールド含み、該断熱層は、セラミック繊維、該セラミック繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および少なくとも第一および第二外側層および該第一および第二外側層間に挟まれている少なくとも一つの内側セラミック繊維断熱層を含有する熱シールド含み、該断熱層は、セラミック繊維、該セラミック繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および少なくとも第一および第二外側層および該第一および第二外側層間に挟まれている少なくとも一つの内側無機繊維断熱層を含有する熱シールド含み、該断熱層は、シリカ繊維、該シリカ繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
【００１３】
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および少なくとも第一および第二外側層および該第一および第二外側層間に挟まれている少なくとも一つの内側無機繊維断熱層を含有する熱シールド含み、該断熱層は、シリカ繊維、該シリカ繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および少なくとも第一および第二外側層および該第一および第二外側層間に挟まれている少なくとも一つの内側無機繊維断熱層を含有する熱シールド含み、該断熱層は、生体溶解性無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
特定の実例となる態様によれば、上記自動車は、排気ガスを発生するエンジン；該エンジンにより発生される排気ガスを排出するための排気ガスシステム；および少なくとも第一および第二外側層および該第一および第二外側層間に挟まれている少なくとも一つの内側無機繊維断熱層を含有する熱シールド含み、該断熱層は、生体溶解性無機繊維、該無機繊維とは化学的組成において異なっている複数のチョップトS-ガラス繊維、有機強化バインダ繊維および有機バインダを含む。
【００１４】
上記無機繊維紙は、約90〜約98.5質量％の上記無機繊維、または約90〜約98質量％の該無機繊維、または約90〜約97.5質量％の該無機繊維を含むことができる。
上記無機繊維紙は、約90〜約98.5質量％の上記セラミック繊維、または約90〜約98質量％の該セラミック繊維、または約90〜約97.5質量％の該セラミック繊維を含むことができる。
上記無機繊維紙は、約90〜約98.5質量％の上記シリカ繊維、または約90〜約98質量％の該シリカ繊維、または約90〜約97.5質量％の該シリカ繊維を含むことができる。
上記無機繊維紙は、約90〜約98.5質量％の上記生体溶解性無機繊維、または約90〜約98質量％の該生体溶解性無機繊維、または約90〜約97.5質量％の該生体溶解性無機繊維を含むことができる。
上記無機繊維紙は約1〜約10質量％の上記複数のガラス繊維、または約1〜約6質量％の該複数のガラス繊維、または約1〜約5質量％の該複数のガラス繊維を含むことができる。
上記無機繊維紙は、約1〜約10質量％の上記複数のチョップトガラス繊維、または約1〜約6質量％の該複数のチョップトガラス繊維、または約1〜約5質量％の該複数のチョップトガラス繊維を含むことができる。
上記無機繊維紙は、約1〜約10質量％の上記複数のチョップトS-ガラス繊維、または約1〜約6質量％の該複数のチョップトS-ガラス繊維、または約1〜約5質量％の該複数のチョップトS-ガラス繊維を含むことができる。
【００１５】
上記無機繊維紙は、約0.1〜約5質量％の上記有機強化繊維、または約0.25〜約5質量％の該有機強化繊維、または約0.25〜約1質量％の該有機強化繊維を含むことができる。
上記無機繊維紙は、約0.25〜約5質量％の上記有機バインダ、または約0.5〜約5質量％の該有機バインダ、または約0.5〜約3.25質量％の該有機バインダを含むことができる。
更なる実例となる態様によれば、上記無機繊維紙は、約90〜約97.5質量％の上記無機繊維、約1〜約6質量％の上記複数のガラス繊維、約0.25〜約1質量％の上記有機強化繊維、および約0.5〜約3.25質量％の上記有機バインダを含む。
更なる実例となる態様によれば、上記無機繊維紙は、約90〜約97.5質量％の上記セラミック繊維、約1〜約6質量％の上記複数のチョップトS-ガラス繊維、約0.25〜約1質量％の上記ポリビニルアルコール有機強化繊維、および約0.5〜約3.25質量％の上記アクリルラテックスバインダを含む。
更なる実例となる態様によれば、上記無機繊維紙は、約90〜約97.5質量％の上記アルミノ-シリケートセラミック繊維、約1〜約6質量％の上記複数のチョップトS-ガラス繊維、約0.25〜約1質量％の上記ポリビニルアルコール有機強化繊維、および約0.5〜約3.25質量％の上記アクリルラテックスバインダを含む。
更なる実例となる態様によれば、上記無機繊維紙は、約90〜約97.5質量％の上記アルミノ-シリケートセラミック繊維、約1〜約6質量％の、約1.27cm(約1/2in)の平均長さを持つ上記複数のチョップトS-ガラス繊維、約0.25〜約1質量％の上記ポリビニルアルコール有機強化繊維、および約0.5〜約3.25質量％の上記アクリルラテックスバインダを含む。
【００１６】
任意の耐熱性無機繊維は、該繊維が上記抄紙工程に堪え得る限りにおいて、上記無機繊維紙における無機繊維成分として使用することができ、その他の完成製品(例えば、自動車の熱シールド)に組入れるのに十分な柔軟性を持つ紙の形成を可能とし、また該絶縁紙が取付けられる環境内で経験する使用温度に耐えることができる。制限なしに、該紙を製造するのに使用し得る適当な無機繊維は、高アルミナ多結晶繊維、耐火セラミック繊維、例えばアルミノ-シリケート繊維、アルミナ-マグネシア-シリカ繊維、カオリン繊維、生体溶解性無機繊維、例えばカルシア-マグネシア-シリカ繊維およびマグネシア-シリカ繊維を包含するアルカリ土類金属シリケート繊維等、カルシア-アルミナ繊維、石英繊維、シリカ繊維、およびこれらの組合せを含む。
特定の態様によれば、上記紙を製造するのに使用される上記耐熱性無機繊維は、セラミック繊維を含む。制限なしに、適当なセラミック繊維はアルミナ繊維、アルミナ-シリカ繊維(アルミノ-シリケートとしても知られている)、アルミナ-ジルコニア-シリカ繊維、ジルコニア-シリカ繊維、ジルコニア繊維、および同様な繊維を含む。有用なアルミナ-シリカセラミック繊維は、登録商標ファイバーフラックス(FIBERFRAXTM)の下に、ユニフラックス(Unifrax) I LLC(NY州トナワンダ(Tonawanda, New York))から市販品として入手できる。該ファイバーフラックスセラミック繊維は、約45〜約75質量％のアルミナおよび約25〜約55質量％のシリカでできた繊維化生成物を含む。該ファイバーフラックス繊維は、約1,540℃までの使用温度および約1,870℃までの融点を示す。該ファイバーフラックス繊維は、容易に高耐熱性シートおよび紙に形成し得る。
【００１７】
特定の態様によれば、上記アルミナ-シリカ繊維は、約40質量％〜約60質量％のAl2O3および約60質量％〜約40質量％のSiO2を含むことができる。該繊維は、約50質量％のAl2O3および約50質量％のSiO2を含むことができる。
上記アルミナ/シリカ/マグネシアガラス繊維は、典型的に約64質量％〜約66質量％のSiO2、約24質量％〜約25質量％のAl2O3、および約9質量％〜約10質量％のMgOを含む。
E-ガラス繊維は、典型的に約52質量％〜約56質量％のSiO2、約16質量％〜約25質量％のCaO、約12質量％〜約16質量％のAl2O3、約5質量％〜約10質量％のB2O3、約5質量％までのMgO、約2質量％までの酸化ナトリウムおよび酸化カリウムおよび痕跡量の酸化鉄およびフッ化物を含み、55質量％のSiO2、15質量％のAl2O3、7質量％のB2O3、3質量％のMgO、19質量％のCaO、および痕跡量の上記物質という典型的な組成を持つ。
上記用語「生体溶解性」無機繊維とは、生理的媒体においてまたは模擬生理的媒体、例えば模擬肺液において分解性である繊維を言う。該繊維の溶解度は、経時の模擬生理的媒体に対する該繊維の溶解度を測定することにより評価することができる。生理的媒体に対する該繊維の生体溶解度(即ち、非耐久性)を測定するための方法は、ユニフラックス(Unifrax) I LLCに譲渡された米国特許第5,874,375号に記載されているが、その他の方法も無機繊維の生体溶解度を評価するのに適している。これらの繊維は、また当分野において非耐久性繊維または低生体内持続性繊維とも呼ばれている。
制限することなしに、断熱紙を製造するのに使用し得る生体溶解性無機繊維の適当な例は、米国特許第6,953,757号、同第6,030,910号、同第6,025,288号、同第5,874,375号、同第5,585,312号、同第5,332,699号、同第5,714,421号、同第7,259,118号、同第7,153,796号、同第6,861,381号、同第5,955,389号、同第5,928,075号、同第5,821,183号、および同第5,811,360号において開示されている、生体溶解性アルカリ土類金属シリケートを包含する。これら特許を、言及することによりここに組入れる。
【００１８】
特定の態様によれば、上記生体溶解性アルカリ土類金属シリケート繊維は、マグネシウム酸化物とシリカとの混合物の繊維化生成物を含むことができる。これら繊維は、一般的にマグネシウム-シリケート繊維と呼ばれている。該マグネシウム-シリケート繊維は、一般的に約60〜約90質量％のシリカ、0を超え約35質量％までのマグネシア、および5質量％またはそれ未満の不純物の繊維化生成物を含む。特定の態様によれば、該アルカリ土類金属シリケート繊維は、約65〜約86質量％のシリカ、約14〜約35質量％のマグネシアおよび5質量％またはそれ未満の不純物の繊維化生成物を含む。他の態様によれば、該アルカリ土類金属シリケート繊維は、約70〜約86質量％のシリカ、約14〜約30質量％のマグネシア、および5質量％またはそれ未満の不純物の繊維化生成物を含む。適当なマグネシウムシリケート繊維は、登録商標イソフラックス(ISOFRAXTM)の下に、ユニフラックス(Unifrax) I LLC(NY州トナワンダ(Tonawanda, New York))から市販品として入手できる。市販品として入手できるイソフラックス繊維は、一般的に約70〜約80質量％のシリカ、約18〜約27質量％のマグネシア、および4質量％またはそれ未満の不純物の繊維化生成物を含む。
【００１９】
特定の態様によれば、上記生体溶解性アルカリ土類金属シリケート繊維はカルシウム、マグネシウムの酸化物とシリカとの混合物の繊維化生成物を含むことができる。これら繊維は、一般的にカルシア-マグネシア-シリカ繊維と呼ばれている。特定の態様によれば、該カルシア-マグネシア-シリケート繊維は、約45〜約90質量％のシリカ、0を超え約45質量％までのカルシア、0を超え約35質量％のマグネシア、および10質量％またはそれ未満の不純物の繊維化生成物を含む。有用なカルシア-マグネシア-シリケート繊維は、登録商標インサルフラックス(INSULFRAXTM)の下に、ユニフラックスI LLC(NY州トナワンダ)から市販品として入手できる。インサルフラックス繊維は、一般的に約61〜約67質量％のシリカ、約27〜約33質量％のカルシア、および約2〜約7質量％のマグネシアの繊維化生成物を含む。他の適当なカルシア-マグネシア-シリケート繊維は、商品名スーパーウール(SUPERWOOL) 607、スーパーウール(SUPERWOOL) 607 MAXおよびスーパーウール(SUPERWOOL) HTの下に、サーマルセラミックス(Thermal Ceramics)(ジョージア州オーガスタ(Augusta, Georgia))から市販品として入手できる。スーパーウール607繊維は、約60〜約70質量％のシリカ、約25〜約35質量％のカルシア、および約4〜約7質量％のマグネシア、および痕跡量のアルミナを含む。スーパーウール607 MAX繊維は、約60〜約70質量％のシリカ、約16〜約22質量％のカルシア、および約12〜約19質量％のマグネシア、および痕跡量のアルミナを含む。スーパーウールHT繊維は、約74質量％のシリカ、約24質量％のカルシア、および痕跡量のマグネシア、アルミナおよび酸化鉄を含む。
【００２０】
上記断熱紙の製造において使用される適当なシリカ繊維は、商標ベルコテックス(BELCOTEXTM)の下にドイツのベルケムファイバーマテリアルズ社(BelChem Fiber Materials GmbH, Germany)から；登録商標リフラシル(REFRASILTM)の下にカリフォルニア州ガルデナ(Gardena California)のハイトコカーボンコンポジッツ社(Hitco Carbon Composites, Inc.)から；および名称PS-23(R)の下にベラルーシ共和国のポロックシュテクロボロクノ(Polotsk-Steklovolokno)から入手できる浸出ガラス繊維(leached glass fibers)を含む。
上記ベルコテックス繊維は、標準型のステープル繊維プリ-糸(pre-yarns)である。これらの繊維は、約550テックスの平均繊度を有し、また一般的にアルミナによって変性されたケイ酸から製造される。該ベルコテックス繊維は、アモルファスであり、また一般的に約94.5のシリカ、約4.5％のアルミナ、0.5％未満の酸化ナトリウム、および0.5％未満のその他の成分を含む。これら繊維は、約9μmという平均繊維径および1,500℃〜1,550℃の範囲の融点を持つ。これら繊維は、1,100℃までの温度に対して耐熱性であり、かつ典型的にはショット(shot)を含まず、またバインダを含まない。
上記リフラシル繊維は、上記ベルコテックス繊維と同様に、1,000℃〜1,100℃の温度範囲における用途用の断熱材を提供するための、シリカ含有率の高いアモルファス浸出ガラス繊維である。これら繊維は、その径において約6〜約13μmであり、かつ約1,700℃の融点を有している。該繊維は、浸出後に、典型的には約95質量％のシリカ含有率を持つ。アルミナは約4質量％の量で存在でき、その他の成分は1％またはそれ未満の量で存在する。
【００２１】
ポロックシュテクロボロクノからの上記PS-23(R)繊維は、シリカ含有率の高いアモルファスガラス繊維であり、また少なくとも約1,000℃までの耐性を要求する用途用の、断熱材にとって適している。これら繊維は、約5〜約20mmの範囲の繊維長さおよび約9μmの繊維径を持つ。これら繊維は、上記リフラシル繊維と同様に、約1,700℃の融点を持つ。
特定の実例となる態様によれば、上記無機繊維紙は、その無機繊維成分として、セラミック繊維製の不織マトリックスを含む。該セラミック繊維は、高耐熱性断熱材用途に適した、当分野において公知の任意のアルミノ-シリケート耐火セラミック繊維であり得る。制限なしに、かつ単なる例として、適当なアルミノ-シリケート耐火セラミック繊維は、ユニフラックスI LLC(米国NY州トナワンダ)から登録商標ファイバーフラックス(FIBERFRAXTM)の下に市販品として入手できる。該繊維は、約50〜約100μm(約0.002〜約0.004in)という平均の長さを持つことができる。
【００２２】
上記繊維紙用のバインダ系は、無機バインダおよび有機バインダ成分両者を含むことができる。該バインダ系の無機バインダ成分は、チョップトガラス繊維を含む。該チョップトガラス繊維は、該紙のその他の無機繊維とは異なる化学的組成を持つ。特定の態様によれば、該チョップトガラス繊維は、チョップトS-ガラス繊維を含む。該チョップトS-ガラス繊維ストランドは、該紙に含まれているその他の無機繊維ストランド、例えばセラミック繊維ストランドよりも長く、また該紙を一緒に保持するために、上記無機繊維マトリックスを縫うように編込むことができる。特定の態様によれば、チョップトS-ガラス繊維の平均長さは、約2.54mm〜約3.81cm(約0.1in〜約1.5in)である。特定の態様によれば、該チョップトS-ガラス繊維の平均長さは、約6.35mm〜約2.54cm(約0.25in〜約1.0in)である。特定の態様によれば、該チョップトS-ガラス繊維の平均長さは、約1.02〜約1.91cm(約0.4〜約0.75in)である。特定の態様によれば、該チョップトS-ガラス繊維の平均長さは、約1.27cm(約1/2in)である。該紙のバインダ系の一成分としてのチョップトS-ガラス繊維の使用は、該紙に対して強度を付与し、かつ大量の有機バインダを含める必要性なしに、標準的な湿式抄紙工程による紙の製造を可能とする。該チョップトS-ガラスストランドは、また最終的な紙製品の引張強さを増大させ、これは該紙製品を、その製造環境に耐えるのに十分に耐久性あるものとする。チョップトS-ガラスの適当な源は、商品名401 S-2ガラスの下に、AGY(米国南カリフォルニア州エイキン(Aiken, South Carolina, USA))から市販品として入手できる。
【００２３】
上記バインダ系は、また有機バインダ成分をも含む。該バインダ系の有機成分の少なくとも一部は、有機強化繊維を含む。特定の実例となる態様によれば、上記紙用のバインダに含まれる該有機強化繊維は、ポリビニルアルコール(PVA)繊維を含む。極めて低い濃度にて該PVAバインダ繊維を含めることにより、低い有機含有率を持つ該紙に強度が付与される。PVA繊維の適当な源は、クラレ(Kuraray)社(日本)から市販品として入手し得るクラロン(KURALON) VPB105-2グレードのPVA繊維である。このVPB105-2グレードのPVA繊維は、約4mmという切断長さを持ち、かつ1.0のデニール、11μmの平均径を示し、また60℃にて水に対して溶解性である。他の補強用の有機強化繊維は、芳香族ポリアミド、例えばアラミド繊維またはフィブリド、例えばケブラー(KEVLARTM)繊維またはフィブリド、ノメックス(NOMEXTM)繊維またはフィブリド、およびポリアクリロニトリル繊維またはフィブリドを含むことができるが、これらに限定されない。
上記バインダ系は、上記有機強化繊維とは異なるもう一つの有機バインダ成分を含む。該有機バインダ材料は、有機ポリマーラテックスを含むことができる。該ラテックスは、上記紙の柔軟性、亀裂抵抗、および全体としての取扱適性を改善し、かつ該無機繊維由来の繊維化されなかった微粒子の混入により生じる、該生成物の埃っぽさを減じるために、該バインダ系に含められる。制限なしに、該紙用のバインダ系に含めるのに適したラテックスは、ラブリゾールアドバンストマテリアルズ社[Lubrizol Advanced Materials, Inc.(米国オハイオ州クリーブランド(Cleveland, Ohio, USA))]から市販品として入手し得るハイカール(HYCAR) 26083である。該ハイカール26083ラテックスは、カルボキシル化されたアクリルコポリマーラテックスである。使用可能な他の有機バインダは、アクリル系、スチレン-ブタジエン、ニトリル、ポリ塩化ビニル、シリコーン、ポリ酢酸ビニル、またはポリビニルブチレートラテックスを含むことができるが、これらに限定されない。
【００２４】
上記抄紙工程において普通に使用されるその他の成分を、本発明の紙の製造において含めることができる。これら付随的な処理成分は、得られる最終的な紙製品中に存在することはない。これら付随的な製品は、綿状物(flocculent)、例えばミョウバン(硫酸アルミニウム)、排水保持助剤(drainage retention aids)、および分散剤を含むことができる。綿状物は、上記無機繊維表面上に上記有機ラテックスバインダを沈殿させるために使用される。排水保持助剤は、該被覆繊維を一緒に引揚げ、かつあらゆる自由水を除去するために使用される。分散剤は、一般的に該無機繊維の均一混合を支援する。適当な綿状物は、ナルコ[Nalco(米国イリノイ州ネイパービル(Naperville, Illinois, USA))])社から、商品名ナルコ(Nalco) 7530の下に市販品として入手し得るジアルミニウムトリサルフェートである。
本発明の無機繊維紙は、シート-様材料を形成するための当分野において公知の任意の方法で製造し得る。例えば、従来の抄紙工程は、ハンドレイド(hand laid)またはマシーンレイド(machine laid)の何れであれ、本発明の無機繊維紙材料を製造するのに使用することができる。ハンドシート金型、フォードリニア(Fourdrinier)抄紙機、またはロトフォーマー(rotoformer)抄紙機を、該紙の製造のために使用し得る。
例えば、抄紙法を利用して、上記無機繊維紙、チョップトS-ガラス繊維、有機バインダ繊維、および液状有機バインダを一緒に混合して、混合物またはスラリーを形成することができる。これら成分のスラリーは、該スラリーに凝集剤を添加することにより凝集させることができる。該凝集された混合物またはスラリーを抄紙機上に配置して、繊維含有紙の層またはシートに成形する。該シートを、風乾またはオーブン乾燥により乾燥させる。使用される標準的な抄紙技術に関するより詳しい説明については、米国特許第3,458,329号を参照のこと。この米国特許の開示を、言及することによりここに組入れる。
【００２５】
代替的実施態様によれば、上記紙の層またはシートは、上記スラリーを減圧注型することにより形成し得る。この方法によれば、該成分を持つスラリーは、前のウエブ上にウエットレイドされる(wet laid)。該ウエブに減圧を適用して、該スラリーから水分の大部分を抜取り、それによって湿潤シートを形成する。次いで、該湿潤層またはシートは、典型的にはオーブン内で乾燥される。乾燥に先立って、該シートを一組のローラーに通して、該シートを圧搾することができる。
上記技術の何れを使用するかとは無関係に、上記繊維紙を、例えばダイスタンプ法により裁断して、再現性ある許容誤差で、正確な形状および寸法を持つ紙を形成し得る。該紙は、適切な取扱適性を示し、このことは割れまたは崩れを生じることなしに、該紙が容易に取扱うことができ、かつその紙としての形状(paper shape)を維持し得ることを意味する。該紙は、2つの構造体間に容易かつ柔軟に適合させ、あるいは熱から絶縁すべき構造体に巻付けることができる。
【実施例】
【００２６】
以下の実施例は、本発明の無機繊維紙および該無機繊維紙を組込んだ本発明の熱シールドを、更に例示するためにのみ述べられる。これらの説明に役立つ実施例は、本発明の無機繊維紙、熱シールド、該紙または熱シールドを組込んだデバイス、またはあらゆる様式における、該紙または熱シールドを製造しまたは使用する方法を限定するものと解釈すべきではない。
引張試験
本発明の無機繊維紙に係る引張試験は、長さ約15.2cm(約6in)で、幅約2.54cm(1in)のストリップを使用した。該テスト紙は、引張試験について一般的である如く、各端部において伝統的な「ドッグボーン」形状を含んでいた。テンプレートを製造し、かつ該サンプルを該テンプレートに沿って、ナイフを用いて材料シートから切出して、各サンプルを確実に同一の寸法とし、かつ同一の方法で製造した。これらサンプルを、小型空気圧式クランプを用いてインストロン装置上の所定位置に保持した。一旦該クランプを閉じて、該サンプルが破壊されるまで、該インストロン装置により該サンプルを徐々に引延ばした。該装置は測定した最大の力を記録したが、これを、該サンプルに関する破断点であるものと規定した。
【００２７】
燃焼試験(Flame Testing)
この燃焼試験は、セラミック支持体から構成された装置上で行われ、該支持体はその外側層を介して織込まれた加熱ワイヤを含んでいた。この支持体をタック溶接された金属シート内に包んだ。熱シールドを、2つのステンレススチールホイル製の特別なサイズで作られた小片および本発明の無機繊維紙の部分を用いて形成した。該ホイルは、該紙の何れかの側に配置され、かつその端部は折り重ねられ、クリンプ処理されて、できる限り生産品に近い部品を作った。これらの熱シールドは、上記加熱装置の周りに形成され、かつステンレススチールホースクリンプで所定位置にしっかりと維持された。該加熱ワイヤは、所望の如くこれらワイヤを加熱しかつ保持させるコントローラーに接続された。制御熱電対は、該熱シールドが位置している場所とは反対側の、該加熱装置のシェル上に設けられており、またこれは該バンドクランプによって所定位置に保持された。該装置は、5分以内に700℃まで加熱され、次いでそこにおいて10分間保持された。該装置は、このテスト中の任意の点において、該無機繊維紙サンプルによって放出されるあらゆる火炎について観察された。
無機繊維紙を、93.5質量％の、繊維指数(fiber index)70を持つファイバーフラックス(FIBERFRAXTM)アルミノ-シリケートセラミック繊維、2質量％のハイカール(HYCAR) 26083アクリルラテックス、0.5質量％のPVV繊維(クラロン(KURALON) VPB105-2グレード)、4質量％のチョップトS-ガラス繊維、ミョウバン、(ナルコ(NALCO) 7530)および水を含有するスラリーから製造した。この無機繊維紙を、LOI、引張強さ、および火炎発生につき評価した。
以下の表IAおよびIBは上記LOIテスト結果を示す。
【００２８】
2016534246.tif 000002
【００２９】
2016534246.tif 000003
【００３０】
以下の表IIは、上記引張強さテスト結果を示す。
【００３１】
2016534246.tif 000004
【００３２】
以下の表IIIは、上記燃焼試験結果を示す。
【００３３】
2016534246.tif 000005
【００３４】
熱伝導率試験
熱伝導率は、定常状態条件下で、ある材料本体を通して熱を伝導する、該材料の能力を表す一材料特性である。熱伝導率値は、例えば「熱流量計装置による定常熱貫流特性の標準的測定法(Standard Test Method for Steady-State Thermal Transmission Properties by Means of the Heat Flow Meter Apparatus)」と題するASTM C518 (2004)に記載されている構成(set up)等の実験室内テストを通して得ることができる。ASTM C518は、熱流量計装置を用いた、スラブ検体を介する定常熱貫流を測定するためのテスト手順を記載している。
ASTM C518によれば、上記テストは、2つの等温プレートアセンブリー(一つは高温で、一つは低温)、1またはそれ以上の熱流束トランスデューサ、温度を制御しかつ測定する装置、および与えられた厚みを持つサンプルを使用する。目下特許請求されている態様に従う、0.84cm(0.33in)の厚みを持つ3つのテストサンプルを、ASTM C518の手順によりテストした。これらテストの結果を以下の表IVに示す。
【００３５】
2016534246.tif 000006
【００３６】
ASTM C518は、ある材料が、0.2W/m-K以下の熱伝導率を持つことを要求する。テストサンプル1、2および3は、全て0.0344という熱伝導率値を示したが、これは該標準的な要求値以下である。それ故に、実例となる態様に従って製造されたテストサンプルは、該ASTM C518熱伝導率テストの要求値以下の熱伝導率レベルを示しており、かつ該基準に合格している。
材料燃焼試験
材料の燃焼性は、ある材料が燃焼または燃える速度に関連する。このテスト法は、自動車の運転室または客室において使用されたポリマー材料の燃焼速度測定を意図している。適用し得るテスト法は、「ポリマー製内装材料の燃焼性-水平テスト法(Flammability of Polymeric Interior Materials - Horizontal Test Method)」と題するSAE J369において記載されている。
上記実例となる態様に従って製造した、5個の厚み0.32cm(1/8in)を持つサンプルを、SAE J369に従ってテストした。これらのサンプルは、水平配向で火炎上に維持された。これらテスト結果を以下の表Vに示す。
【００３７】
2016534246.tif 000007
【００３８】
SAE J369は、材料が約10.2cm/分(4in/分)未満の燃焼速度を示すことを要求している。テストサンプル1、2、3、4、および5は、全て0.00cm/分(0.00in/分)という燃焼速度を示し、かつ全く燃焼しなかった。故に、上記実例となる態様に従って製造した該テストサンプルは、SAE J369による材料の燃焼性基準を満たしている。
ガス燃焼性テスト
ガス燃焼性テストは、材料の燃焼特性を決定するための一実験室内テスト法である。サンプルを、大気炉内に配置し、次いで数百℃に加熱して、該サンプル材料の火炎災害および火災リスクを観測する。ガス燃焼性テストは、「750℃における垂直管状炉における材料の挙動に関する標準的方法(Standard Test Method for Behavior of Materials in a Vertical Tube Furnace at 750℃)」と題するASTM E316に従って行うことができる。
しかし、ASTM E316は、テストサンプルが厚みにおいて5.1cm(2in)であることを必要とする。厚み0.32cm(約1/8in)の、特許請求された態様に従う無機繊維紙および熱シールドのサンプルをテストした。従って、該ASTM E316基準は、排気ガス処理デバイスに関する運転条件を反映するように変更された。該実例となる態様をテストする目的で、僅かに厚み0.32cm(1/8in)×長さ3.8cm(1.5in)×幅3.8cm(1.5in)のサンプルを使用した。更に、該テストの温度を、750℃から850℃まで高め、かつ該炉への空気の供給を止めた。
上記垂直管状炉を、850℃まで加熱する。その加熱された耐火物近傍にある第一の熱電対は、一組の読みを記録し、次いで該炉の体積中心に配置された第二の熱電対は、第二組の読みを記録する。850℃という該設定温度に達した際に、該第二熱電対はテストサンプルで置換えられ、該サンプルは、それ自身の熱電対2つ(全体で第三および第四熱電対)を持つ。該第三熱電対は、該テストサンプルの表面における温度データを測定し、かつ該第四熱電対は、該テストサンプルの体積中心からの温度データを測定する。
【００３９】
テストサンプルは、該4つのテスト検体の内の3つが以下の条件を満たす場合には、上記ASTM E316の基準を満足するものと見做される：1) 上記第三および第四熱電対の温度が、上記第二熱電対により確立された設定点温度を、30℃よりも超えることはなく；2) 30秒後に、如何なる火炎も該テスト検体から生じることがなく；および3) 該テスト検体の減量が50％を超える場合に、該第三および第四熱電対の記録された温度が、該テストの開始時点における該炉の空気温度以上に上昇せず、かつ如何なる該テスト検体の発炎もない。上記実例となる態様について行われた独立のテストは、該4つのテストされたサンプルの内の3つが、ASTM E316の要求する基準を満たすことを裏付けた。
本発明の無機繊維紙および熱シールドを、様々な実例となる態様との関連で説明してきたが、他の同様な態様を使用することができ、あるいは本明細書に開示したものから逸脱することなしに、そこに記載されたものと同様な機能を果たすべく、該記載された態様に変更および付加を施すことができるものと理解すべきである。上述の態様は、必ずしも選択的である必要はない。その理由は、様々な態様を、所望の特性を与えるように組み合わせることができることにある。従って、取付けマットおよび排気ガス処理デバイスは、任意の単一の態様に限定されるべきではなく、寧ろ添付された特許請求の範囲の記述に従う広さおよび範囲内にあるものと解釈すべきである。
【国際調査報告】
2016534246.tif 000008
2016534246.tif 000009
2016534246.tif 000010