(57)【要約】【課題】  簡便な方法で製造することができ、組み付け後の保持シール材の嵩密度を増加させたり、保持シール材への無理な外力を負荷させたりしなくても排ガス処理体を保持固定することができる排ガス浄化装置を提供すること。【解決手段】  多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状の排ガス処理体と、上記排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、上記排ガス処理体と上記金属ケーシングとの間に配設され、上記排ガス処理体を保持する無機繊維集合体からなる保持シール材とで構成された排ガス浄化装置であって、上記金属ケーシングの上記保持シール材と対向する対向面の少なくとも一部には、上記金属ケーシングの基材が腐食した腐食領域が存在することを特徴とする排ガス浄化装置。【選択図】  図２
2010223083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状の排ガス処理体と、
前記排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、
前記排ガス処理体と前記金属ケーシングとの間に配設され、前記排ガス処理体を保持する無機繊維集合体からなる保持シール材とで構成された排ガス浄化装置であって、
前記金属ケーシングの前記保持シール材と対向する対向面の少なくとも一部には、前記金属ケーシングの基材が腐食した腐食領域が存在することを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記腐食領域は、腐食剤により形成された領域である請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記腐食領域は、前記対向面の全内周にわたり、かつ、前記金属ケーシングの一方の端部から他方の端部に向かって前記長手方向に沿った前記対向面の全長の１０〜７０％の範囲にわたって存在する請求項１又は２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
排ガス処理体に保持シール材を巻き付けて巻付け体を作製する巻付け工程と、
前記巻付け体をケーシング基材に収容する収容工程と、
前記収容工程後に、前記保持シール材の一方又は両方の端部から、前記保持シール材に腐食剤を導入して前記ケーシング基材の内周面を腐食させる腐食工程とを含むことを特徴とする排ガス浄化装置の製造方法。
【請求項５】
前記腐食剤は、酸溶液、酸化剤溶液及び塩化物溶液からなる群より選択される少なくとも１種である請求項４に記載の排ガス浄化装置の製造方法。
【請求項６】
前記酸溶液に含まれる酸は、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、フッ化水素酸、スルホン酸、酢酸、蟻酸、炭酸及びホウ酸からなる群より選択される少なくとも１種の酸である請求項５に記載の排ガス浄化装置の製造方法。
【請求項７】
前記酸化剤溶液に含まれる酸化剤は、過酸及びこの塩、過酸化水素及びこの塩、過マンガン酸及びこの塩、過塩素酸及びこの塩、並びに、次亜塩素酸及びこの塩からなる群より選択される少なくとも１種の酸化剤である請求項５に記載の排ガス浄化装置の製造方法。
【請求項８】
前記塩化物溶液に含まれる塩化物は、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化ルビジウム、塩化セシウム、塩化ベリリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウム、及び、塩化ラジウムからなる群より選択される少なくとも１種の塩化物である請求項５に記載の排ガス浄化装置の製造方法。
【請求項９】
前記腐食剤は、酸化剤溶液又は塩化物溶液である請求項５に記載の排ガス浄化装置の製造方法。
【請求項１０】
前記腐食工程後に、さらに保持シール材を乾燥させる乾燥工程を含む請求項５〜９のいずれかに記載の排ガス浄化装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化装置、及び、排ガス浄化装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、パティキュレートマター（以下、ＰＭともいう）が含まれており、近年、このＰＭが環境や人体に害を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、ＣＯやＨＣ、ＮＯｘ等の有害なガス成分も含まれていることから、この有害なガス成分が環境や人体に及ぼす影響についても懸念されている。
【０００３】
そこで、排ガス中のＰＭを捕集したり、有害なガス成分を浄化したりする排ガス浄化装置として、炭化ケイ素やコージェライトなどの多孔質セラミックからなる排ガス処理体と、排ガス処理体を収容するケーシングと、排ガス処理体とケーシングとの間に配設される無機繊維集合体からなる保持シール材とからなる排ガス浄化装置が種々提案されている。この保持シール材は、自動車の走行等により生じる振動や衝撃により、排ガス処理体がその外周を覆うケーシングと接触して破損するのを防止することや、排ガス処理体とケーシングとの間から排ガスが漏れることを防止すること等を主な目的として配設されている。
【０００４】
ここで、内燃機関については、燃費の向上を目的として理論空燃比に近い条件で運転することから、排ガスが高温化、高圧化している傾向にある。排ガス浄化装置に高温、高圧の排ガスが到達すると、排ガス処理体とケーシングとの熱膨張率の差によってこれらの間の間隔が変動することもあることから、保持シール材には多少の間隔の変動によっても変化しない排ガス処理体の保持力が要求される。
【０００５】
こうした要求を満たすために、ケーシングへの組み付け時には嵩高さは抑えられており、高温にすると膨張する膨張剤と無機繊維を用いた膨張性保持シール材を用い、高温時に膨張剤が膨張することを利用して保持力を向上させようとする設計手法をとっている。
【０００６】
しかし、膨張性の保持シール材では、膨張時における排ガス処理体の圧壊という問題から、自ずと膨張剤の量には限界がある。また、低温時の保持力の低さを補うために、排ガス浄化装置の実際の組み付け前に予め保持シール材に熱を負荷する焼き入れを行ったり、金属ケーシングに留め具を取り付けて機械的に保持シール材の脱落を防止するようにしたりする必要がある。
【０００７】
他方、無膨張性の無機繊維からなる無膨張性保持シール材において、保持力の要因たる無機繊維の反発力を確保するために、保持シール材の単位面積当たりの重量を高くし、保持シール材の保持面に負荷される単位面積あたりの圧力（以下、面圧ともいう）を高めることで、保持力を高めようとする設計手法もとられている。
【０００８】
しかし、この手法では、高温の排ガスにより金属ケーシングが熱膨張を起こしてしまうと、無膨張性保持シール材であるがゆえに、結果的に保持シール材の面圧の低下、すなわち保持力の低下が生じてしまう。また、金属ケーシングの熱膨張を見越して保持シール材の単位面積当たりの重量を高めようとすると、相当量の無機繊維が必要となり、不経済でもあった。この傾向は、大型の内燃機関からの排ガス処理に対応させるべく大型にした排ガス浄化装置において顕著であり、必要最小限の量で充分な保持力を発揮する保持シール材の開発という経済的な面からの要請もあった。
【０００９】
上述のような要請に対し、保持シール材の単位面積あたりの重量を増加させるのではなく、従来品と同等の重量を有する保持シール材を用いつつ、金属ケーシングに排ガス処理体の脱落防止機構を設けた排ガス浄化装置も提案されている。このような排ガス浄化装置としては、モノリス型触媒担体を収容した収容部に凹状のビードが形成された触媒コンバータが開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−９７９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、ビードの形成方法としては、緩衝材を巻回した楕円形状の触媒担体を外筒素材の中央部の所定位置に挿入した後に、触媒担体を収容した外筒素材の中央部を楕円外周に沿ってローラで押圧することにより、緩衝材の厚さより浅い凹状のビードを形成するという手順を採用している。そして、このように形成されたビードが収容部の内周方向に突出し、緩衝材を介して触媒担体を全周押圧して固定作用を行うことが記載されている。
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の触媒担体の固定方法では、触媒担体の損傷を防止するために、凹状のビードの陥没深さを緩衝材の厚さよりも確実に小さくなるように押圧治具の形状や位置、押圧力を調整する必要がある。これにより、触媒担体を収容する収容部の形状に応じて押圧治具を変更したり、外筒素材の楕円外周に沿うように押圧治具を移動させるための治具を別途用意したりする必要が生じることから、触媒コンバータの製造費用が高くなり、製造手順も煩雑なものとなっていた。
【００１３】
また、特許文献１に記載の固定方法によると、収容部と触媒担体との間に配置されて、ある程度圧縮状態となった緩衝材に対し、さらにビードを内周側に突出させて緩衝材に食い込ませることにより触媒担体を固定していることから、緩衝材に過剰な外力（圧力）が負荷されることになる。そうすると、緩衝材を構成する無機繊維集合体にも過剰な外力が負荷されることになって、ビードが形成された箇所に位置する無機繊維がその外力によって折れてしまう等の損傷が生じることがあった。無機繊維の損傷が生じてしまうと、それ以降、無機繊維自体の反発力が失われることになるので、収容部が熱膨張した際には、もはや熱膨張前の保持力を維持することができず、やはり触媒担体のずれや脱落が生じるという問題があった。
【００１４】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、簡便な方法で製造することができ、組み付け後の保持シール材の嵩密度を増加させたり、保持シール材への無理な外力を負荷させたりしなくても排ガス処理体を保持固定することができる排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記目的を達成するべく鋭意検討した結果、排ガス処理体のずれや脱落が、保持シール材の金属ケーシングに対するずれに起因するのではないかとの認識に至った。このような知見のもと、本発明者らは、金属ケーシングの内周面において人為的に腐食状態を作り出すことで、腐食した内周面と保持シール材との間の摩擦抵抗を増加させることができ、組み付け後の保持シール材の嵩密度を増加させなくても排ガス処理体をしっかりと保持固定することができることを見出し、本発明を完成した。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る排ガス浄化装置は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状の排ガス処理体と、排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、排ガス処理体と金属ケーシングとの間に配設され、排ガス処理体を保持する無機繊維集合体からなる保持シール材とで構成された排ガス浄化装置であって、金属ケーシングの保持シール材と対向する対向面の少なくとも一部には、金属ケーシングの基材が腐食した腐食領域が存在することを特徴とする。
【００１７】
請求項１に記載の排ガス浄化装置では、金属ケーシングの内周面に基材が腐食した腐食領域が存在するので、上記内周面は、いわばランダムな形状の凹凸（例えば、単純な凸形状や凹形状、ささくれ状や針山形状等）が形成された状態となっている。このような腐食領域と保持シール材を構成する無機繊維とが引っ掛かり合ったり絡み合ったりすることで、保持シール材と金属ケーシングとの間の摩擦抵抗が大幅に増加する。これにより、組み付け後の保持シール材の嵩密度を増加させずとも、排ガス処理体を保持した保持シール材の金属ケーシングに対するずれが防止され、排ガス処理体のずれや脱落が防止されることになる。
【００１８】
また、保持シール材と金属ケーシングとが接触している限り、金属ケーシングと保持シール材との間に摩擦抵抗は生じる。金属ケーシングが高温の排ガスにより熱膨張したとしても、その時点で保持シール材は反発力を全く失っているわけではないので、金属ケーシングと保持シール材との間の接触状態は維持される。このように、金属ケーシングの熱膨張時であっても金属ケーシングと保持シール材との間の摩擦抵抗が生じていることから、本発明の排ガス浄化装置では排ガス処理体をしっかりと保持固定し、排ガス処理体のずれや脱落を防止することができる。
【００１９】
請求項２に記載の排ガス浄化装置では、腐食剤により腐食領域を形成している。金属ケーシングの内周面を腐食剤を用いて人為的に腐食させているので、腐食領域の範囲を任意に調整することができ、金属ケーシングと保持シール材との間の摩擦抵抗を排ガス処理体の保持固定に充分な値とすることができる。
【００２０】
また、金属ケーシングへの腐食剤の接触という簡易な方法で腐食領域を形成していることから、排ガス浄化装置の製造に高価な装置や煩雑な手順等を必要とすることなく、簡便に排ガス浄化装置を製造することができる。
【００２１】
請求項３に記載の排ガス浄化装置によると、腐食領域は、対向面の全内周にわたり、かつ、金属ケーシングの一方の端部から他方の端部に向かって長手方向に沿った対向面の全長の１０〜７０％の範囲にわたって存在する。このような範囲で腐食領域を形成することで、金属ケーシングと保持シール材との間において、排ガス処理体を固定するのに充分な摩擦抵抗を確保することができる。また、用いられる排ガス処理体のサイズ等に応じて必要な摩擦抵抗も変化することから、従来であれば、保持シール材の厚さを変更したり、金属ケーシングの保持シール材への嵌入の度合いを変更したりする必要があった。しかし、本発明の排ガス浄化装置によると、摩擦抵抗の値を変化させるのに腐食領域の範囲を変更すればよいだけであるので、サイズごとの特別な治具等が必要でなくなり、簡便かつ効率的に排ガス浄化装置を製造することができる。
【００２２】
請求項４に記載の排ガス浄化装置の製造方法は、排ガス処理体に保持シール材を巻き付けて巻付け体を作製する巻付け工程と、巻付け体をケーシング基材に収容する収容工程と、収容工程後に、保持シール材の一方又は両方の端部から、保持シール材に腐食剤を導入してケーシング基材の内周面を腐食させる腐食工程とを含むことを特徴とする。
請求項４に記載の排ガス浄化装置の製造方法によると、ケーシング基材の内周面への腐食領域の形成手順として、ケーシング基材内に保持シール材を介して排ガス処理体を通常の手順により収容した後に、保持シール材の端部から腐食剤を導入するという簡易な手法を採用しているので、金属ケーシングの内周面に腐食領域が形成された本発明の排ガス処理体を簡便かつ効率的に製造することができる。
【００２３】
また、腐食剤の種類や導入量を変化させることにより、腐食領域の腐食量や腐食面積を所望の値とすることができるので、排ガス処理体のサイズ等規格の変更により実際の使用の場面で必要な摩擦抵抗を変更する必要が生じても、特別な器具を用意したり大幅に手順を変更したりすることなく、簡便に排ガス処理体を製造することができる。
【００２４】
請求項５に記載の排ガス処理体の製造方法では、腐食剤として、酸溶液、酸化剤溶液及び塩化物溶液からなる群より選択される少なくとも１種を用いている。これらの腐食剤の金属ケーシングの腐食作用は大きいことから、腐食剤の使用量の低減や腐食時間の短縮等の点を満足しつつ、必要な腐食量を得ることができる。また、上記列挙した腐食剤は、よく知られた腐食剤であるから、作業上の安全をも確保することができる。
【００２５】
請求項６に記載の排ガス処理体の製造方法のように、酸溶液に含まれる酸は、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、フッ化水素酸、スルホン酸、酢酸、蟻酸、炭酸及びホウ酸からなる群より選択される少なくとも１種の酸であってもよい。
【００２６】
請求項７に記載の排ガス処理体の製造方法においては、酸化剤溶液に含まれる酸化剤は、過酸及びこの塩、過酸化水素及びこの塩、過マンガン酸及びこの塩、過塩素酸及びこの塩、並びに、次亜塩素酸及びこの塩からなる群より選択される少なくとも１種の酸化剤を好適に用いることができる。
【００２７】
請求項８に記載の排ガス処理体の製造方法のように、塩化物溶液に含まれる塩化物は、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化ルビジウム、塩化セシウム、塩化ベリリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウム、及び、塩化ラジウムからなる群より選択される少なくとも１種の塩化物であってもよい。
【００２８】
請求項９に記載の排ガス処理体の製造方法では、腐食剤は、酸化剤溶液又は塩化物溶液である。酸溶液によりケーシング基材を腐食させた後、排ガス等により排ガス処理装置が熱せられると、酸溶液を組成していた酸成分のガス化が生じることがある。そのようなガスの発生は微量であり、排ガス処理装置としての使用には特に問題は生じないものの、酸化剤溶液又は塩化物溶液では、これらの溶液を組成している成分の分解物（例えば、過酸化水素では水、塩化物では塩化ナトリウム等）が生じるだけであるから、環境に対する安全性の面で酸化剤溶液又は塩化物溶液を好適に用いることができる。
【００２９】
請求項１０に記載の排ガス浄化装置の製造方法では、腐食工程後に、さらに保持シール材を乾燥させる乾燥工程を含むことで、速やかに次工程（例えば、最終仕上げ、検査、車体への組み付け等）の作業を開始することができ、排ガス浄化装置の製造効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した排ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】（ａ）は、排ガス処理体を配置する前の金属ケーシングを構成するケーシング基材の外形を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置を構成する金属ケーシングの一部を切り欠いた一部切り欠き斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る保持シール材を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置を構成するハニカムフィルタを模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置を製造する手順を模式的に示した斜視図である。
【図６】保持シール材に腐食剤を導入する腐食工程を模式的に示した工程図である。
【図７】（ａ）は、押し抜き強度試験の手順を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、押し抜き強度試験機を模式的に示した正面図である。
【図８】第一実施形態に係る実施例での押し抜き強度試験の結果のグラフを示す。
【図９】（ａ）に、実施例１での金属ケーシングの内周面の概観写真を示し、（ｂ）に、実施例１での金属ケーシングの内周面のＳＥＭ写真を示し、（ｃ）に、比較例１での金属ケーシングの内周面の概観写真を示し、（ｄ）に、比較例１での金属ケーシングの内周面のＳＥＭ写真をそれぞれ示す。
【図１０】第二実施形態に係る実施例での押し抜き強度試験の結果のグラフを示す。
【図１１】（ａ）に、実施例２での金属ケーシングの内周面の概観写真を示し、（ｂ）に、実施例２での金属ケーシングの内周面のＳＥＭ写真を示し、（ｃ）に、比較例１での金属ケーシングの内周面の概観写真を示し、（ｄ）に、比較例１での金属ケーシングの内周面のＳＥＭ写真をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第一実施形態）
以下、本発明の排ガス浄化装置及び排ガス浄化装置の製造方法の一実施形態である第一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本実施形態の排ガス浄化装置を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した排ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示したように、排ガス浄化装置１０は、多数のセル４１がセル壁４２を隔てて長手方向に並設された柱状の排ガス処理体４０と、排ガス処理体４０を収容する金属ケーシング２０と、排ガス処理体４０と金属ケーシング２０との間に配設され、排ガス処理体４０を保持する保持シール材３０とから構成されている。
【００３２】
本実施形態の金属ケーシング２０の保持シール材３０と対向する対向面２１には、金属ケーシング２０の基材が腐食した腐食領域が存在する。対向面２１は、金属ケーシング２０の内周面のうち保持シール材３０と対向している面を指し、図１の排ガス浄化装置では、金属ケーシング２０の長手方向の長さと保持シール材の長手方向の長さとがほぼ同一であるので、対向面２１は、金属ケーシング２０の内周面全体に相当する。なお、腐食領域の詳細については後述する。金属ケーシング２０の端部には、必要に応じて、内燃機関から排出された排ガスを導入する導入管と排ガス浄化装置を通過した排ガスが外部に排出される排出管とが接続されることになる。
なお、本実施形態の排ガス浄化装置１０では、図１（ｂ）に示すように、排ガス処理体４０として、各々のセルにおけるいずれか一方が封止材４３によって目封じされたハニカムフィルタを用いている。
【００３３】
上述した構成を有する排ガス浄化装置１０を排ガスが通過する場合について図１（ｂ）を用いて以下に説明する。
図１（ｂ）に示したように、内燃機関から排出され、排ガス浄化装置１０に流入した排ガス（図１（ｂ）中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示す）は、ハニカムフィルタ４０の排ガス流入側端面４０ａに開口した一のセル４１に流入し、セル４１を隔てるセル壁４２を通過する。この際、排ガス中のＰＭがセル壁４２で捕集され、排ガスが浄化されることとなる。浄化された排ガスは、排ガス流出側端面４０ｂに開口した他のセル４１から流出し、外部に排出される。
【００３４】
次いで、本実施形態の排ガス浄化装置を構成する金属ケーシングについて説明する。まず、金属ケーシングの前駆体ともいうべきケーシング基材について説明し、その後本実施形態の金属ケーシングについて説明する。図２（ａ）は、排ガス処理体を配置する前の金属ケーシングを構成するケーシング基材の外形を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、本実施形態の排ガス浄化装置を構成する金属ケーシングの一部を切り欠いた一部切り欠き斜視図である。
【００３５】
図２（ａ）に示すケーシング基材５０は、主にステンレス等の金属からなり、その外形状は、円筒状である。ケーシング基材の内径は、ハニカムフィルタ４０の端面の直径とハニカムフィルタ４０に巻付けられた状態の保持シール材３０の厚さとを合わせた長さより若干短くなっている。また、ケーシング基材５０の長さは、ハニカムフィルタ４０の長手方向（図４中、矢印ａの方向）における長さと略同一となっている。
【００３６】
図２（ａ）に示したケーシング基材５０は、排ガス処理体を配置する前の状態にあり、ケーシング基材５０の内周面には、腐食領域は未だ存在していない。この理由については後述する排ガス浄化装置の製造方法において説明する。
なお、本明細書では、金属ケーシングの長手方向又は保持シール材の長手方向をいうときは、排ガス浄化装置に配置された際のハニカムフィルタ４０の長手方向と同じ方向をいうこととする。
【００３７】
次に、金属ケーシング２０について説明する。図２（ｂ）に示した金属ケーシング２０は、本実施形態の排ガス浄化装置（図１参照）から保持シール材３０と排ガス処理体４０とを取り除いて、金属ケーシング２０のみとした後の状態にある。金属ケーシング２０の排ガス処理体４０（図示せず）と対向する対向面２１には、金属ケーシングの基材（すなわち、ケーシング基材５０）が腐食した腐食領域２２が存在する。腐食領域２２は、金属ケーシング１０の内周面のうち対向面の内周方向（図２（ｂ）に示した矢印ｄの方向）の全周にわたって形成されていると同時に、金属ケーシング１０の一方の端部２３ａから他方の端部２３ｂに向かって対向面２１の全長Ｃ０の７０％に相当する長さＣ１の領域にわたって形成されている。なお、図２（ｂ）では、理解を容易にするために腐食領域２２の端部の境界を明瞭に示しているが、腐食領域２２の端部の境界は図２（ｂ）に示すような明瞭な境界でなくてもよく、例えば、金属ケーシング１０の内周方向に対し金属ケーシング１０の長手方向で一部突出している箇所が存在していてもよく、一部凹んでいる箇所が存在していてもよい（すなわち、内周方向に対して波打っているような境界）。
【００３８】
本実施形態の金属ケーシング２０を構成するケーシング基材５０はステンレスからなることから、腐食領域２２にはステンレスが腐食して生成された腐食生成物（例えば、錆や酸化反応物（例えば、酸化物、水酸化物等）等）が存在している。また、腐食領域２２においては、種々の形態（例えば、単純な凸形状や凹形状、ささくれ形状、針山形状、ジグザグ形状、鉤形形状やある程度の広さでもって表面が一部剥離した状態等）を有する腐食生成物がランダムな配置や方向で存在している。一方で、保持シール材は、所定長さを有する無機繊維集合体からなることから、保持シール材を構成する無機繊維と腐食領域２２に存在する腐食生成物との間で複雑な引っ掛かりが生じ、金属ケーシング２０と保持シール材３０との間に高い摩擦抵抗が生じることになる。また、腐食生成物がランダムな配置や方向で存在していることから、保持シール材の金属ケーシングの長手方向に対するずれや、保持シール材の金属ケーシングの内周方向に対するずれ（保持シール材が長手方向軸を中心に回転するようなずれ）、又はこれらが組み合わさったようなずれに対しても優れた摩擦抵抗を示すことになり、いずれの方向での排ガス処理体のずれをも防止することができる。
【００３９】
排ガス処理体の通常の使用により、経時的又は自然発生的に金属ケーシングの内周面が腐食することもある。このように自然発生した腐食においては、その腐食が進行する速度が遅いことから、排ガス浄化装置の製造直後では金属ケーシングの腐食による金属ケーシングと保持シール材との間の摩擦抵抗の向上効果がほとんど得られない。また、排ガス浄化装置の長期間の使用を経ても、金属ケーシングの腐食の度合いはそれほど大きくなく、少なくとも保持シール材を構成する無機繊維との絡み合い等が生じる程度までには至らないことがほとんどである。
一方で、本実施形態の排ガス処理体を構成する金属ケーシングには、人為的に形成した腐食領域が、例えば、排ガス浄化装置の実際の使用のために車体等へ装備される前から、所定範囲にわたって存在している。これにより、金属ケーシングと保持シール材との間の摩擦抵抗が排ガス浄化装置の組み上げ直後から充分に高くなっているので、排ガス浄化装置の輸送や車体への装備の際等の排ガス浄化装置としての使用前であっても保持シール材が金属ケーシングにしっかりと固定されており、排ガス処理体のずれや脱落を防止することができる。
【００４０】
図３は、本実施形態の保持シール材を模式的に示す斜視図である。図３に示したように、本実施形態の保持シール材３０は、所定の長さ（図３中、矢印Ｌで示す）、幅（図３中、矢印Ｗで示す）及び厚さ（図３中、矢印Ｔで示す）を有する平面視略矩形の平板状の形状を有する。
【００４１】
また、保持シール材３０の端面３５ａ、３５ｂのうち、一方の端面３５ａには、凸部３３が形成されており、他方の端面３５ｂには、凹部３４が形成されている。これらの凸部３３と凹部３４とは、後述する排ガス浄化装置を組み立てるために排ガス処理体に保持シール材３０を巻き付けた際に、ちょうど互いに嵌合するような形状となっている。
【００４２】
保持シール材３０は、無機繊維が絡合して形成された無機繊維集合体からなるニードルマットを有している。ニードルマットは、無機繊維からなる素地マットに対してニードリング処理を施して得られるマットである。なお、ニードリング処理とは、ニードル等の繊維絡合手段を素地マットに対して抜き差しすることをいう。ニードルマットでは、比較的長い無機繊維がニードリング処理により３次元的に絡合しており、無機繊維が絡合した構造中にバインダーが介在して無機繊維の絡合構造を補強している。このようにニードルマットではもともと無機繊維が絡合しており、それ自体の形状を保持することができることから、絡合構造を補強するバインダーの量は少なくて済む。なお、絡合構造を呈するために、無機繊維はある程度の繊維長を有しており、例えば、無機繊維の平均繊維長は、０．５〜１０ｃｍ程度であればよい。
【００４３】
次に、排ガス浄化装置を構成するハニカムフィルタについて図４を用いて説明する。
図４は、第一実施形態の排ガス浄化装置を構成するハニカムフィルタを模式的に示す斜視図である。
【００４４】
図４に示したように、ハニカムフィルタ４０は、主に多孔質セラミックからなり、その形状は円柱状である。また、ハニカムフィルタ４０の外周には、ハニカムフィルタ４０の外周部を補強したり、形状を整えたり、ハニカムフィルタ４０の断熱性を向上させたりする目的で、保持シール材層４４が設けられている。
なお、ハニカムフィルタ４０の内部の構成については、上述した本実施形態の排ガス浄化装置の説明で既に述べたとおりである（図１（ｂ）参照）。
【００４５】
次に、本実施形態の排ガス浄化装置の製造方法を説明する。
本実施形態の排ガス浄化装置の製造方法は、排ガス処理体に保持シール材を巻き付けて巻付け体を作製する巻付け工程と、巻付け体をケーシング基材に収容する収容工程と、収容工程後に、保持シール材の一方又は両方の端部から、保持シール材に腐食剤を導入してケーシング基材の内周面を腐食させる腐食工程とを含んでいる。以下、保持シール材の作製工程も含めて工程ごとに説明する。
【００４６】
（１）保持シール材作製工程
保持シール材はニードルマットからなる。このニードルマットは、ニードリング処理を素地マットに施すことで作製することができる。素地マットでは、所定の平均繊維長を有する無機繊維が紡糸工程を経て緩く絡み合っている。この緩く絡み合った無機繊維に対してニードリング処理を施すことで、より複雑に無機繊維が絡み合い、バインダーが存在しなくてもある程度の形状維持が可能な絡合構造を有するマットとすることができる。
【００４７】
無機繊維としては、特に限定されず、アルミナ繊維であってもよく、セラミック繊維、シリカ繊維等であってもよい。耐熱性や耐風蝕性等、保持シール材に要求される特性等に応じて変更すればよい。アルミナ繊維を無機繊維として用いる場合には、例えば、アルミナとシリカとの組成比が、６０：４０〜９９：１の繊維を用いることができる。
【００４８】
ニードリング処理は、ニードリング装置を用いて行うことができる。ニードリング装置は、素地マットを支持する支持板と、この支持板の上方に設けられ、突き刺し方向（素地マットの厚さ方向）に往復移動可能なニードルボードとで構成されている。ニードルボードには、多数のニードルが取り付けられている。このニードルボードを支持板に載せた素地マットに対して移動させ、多数のニードルを素地マットに対して抜き差しすることで、素地マットを構成する無機繊維を複雑に絡合させることができる。ニードリング処理の回数やニードル数は、目的とする嵩密度や目付量等に応じて変更すればよい。
【００４９】
（２）バインダー付着工程
こうしてニードリング処理を施したニードルマットにバインダーを付着させる。ニードルマットにバインダーを付着させることで、無機繊維同士の絡合構造をより強固なものとすることができるとともに、ニードルマットの嵩高さを押さえることができる。
【００５０】
バインダーとしては、アクリル系ラテックスやゴム系ラテックス等を水に分散させたエマルジョンを用いることができる。このバインダーをスプレー等を用いてニードルマット全体に均一に吹きかけて、バインダーをニードルマットに付着させる。
【００５１】
その後、バインダー中の水分を除去するために、ニードルマットを乾燥させる。このとき必要に応じてニードルマットを圧縮させながら乾燥させてもよい。乾燥圧縮条件としては、例えば、１００〜２００℃で、３０〜２００ｋＰａで圧縮させながら３〜２０分間乾燥させればよい。乾燥工程を経ることで、本実施形態の保持シール材を作製することができる。
【００５２】
こうして作製した保持シール材を用いた排ガス浄化装置の製造方法について図面を参照して説明する。
図５は、本実施形態の排ガス浄化装置を製造する手順を模式的に示した斜視図である。
【００５３】
従来公知の方法により作製した円柱形状のハニカムフィルタ（排ガス処理体）４０の外周に上記工程で製造した保持シール材３０を凸部３３と凹部３４とが嵌合するようにして巻き付ける。そして、図５に示したように、保持シール材３０を巻き付けたハニカムフィルタ４０（すなわち、巻付け体６０）を所定の大きさを有する円筒状であって、主に金属等からなるケーシング基材５０に圧入することで圧入体を製造する。
【００５４】
圧入後に保持シール材が圧縮して所定の反発力（すなわち、ハニカムフィルタを保持する力）を発揮するために、金属ケーシング２０の内径は、保持シール材３０を巻き付けたハニカムフィルタ４０の保持シール材３０の厚さを含めた最外径より少し小さくなっている。
【００５５】
本実施形態の排ガス浄化装置の製造方法では、収容工程後に、保持シール材の一方又は両方の端部から、保持シール材に腐食剤を導入して金属ケーシングの内周面を腐食させる腐食工程を行う。図６は、保持シール材に腐食剤を導入する腐食工程を模式的に示した工程図である。
【００５６】
まず、腐食工程で用いる腐食剤を調製する。本実施形態では、腐食剤として塩酸を含む酸溶液を用いる。酸溶液の溶媒としては水を用い、酸溶液の塩酸濃度としては、１ｍｏｌ／ｌ程度であればよい。また、酸溶液の量としては、要求される摩擦抵抗に応じた腐食領域が形成されるように適宜変更すればよく、例えば、１０〜８０ｍｌ程度であればよい。酸溶液の温度も限定されず、室温でもよく、温めて用いてもよい。
【００５７】
次に、調製した腐食剤を保持シール材の端部から保持シール材へと導入する。本実施形態の腐食剤は酸溶液と溶液状であるので、図６に示したように、圧入体６５の長手方向が鉛直方向となるように圧入体６５を静置して、腐食剤の導入を開始する。こうすることで、腐食剤自体の重みや保持シール材の毛細管現象により、保持シール材の一方の端部に導入した腐食剤が保持シール材の他方の端部に向かって浸透しやすくなるし、保持シール材の端部からの液垂れも圧入体６５の長手方向が水平方向の場合と比較して生じにくくなる。
【００５８】
詳細には、酸溶液７１を、内容物の吐出量の設定を任意に行うことができる充填容器（例えば、注射器等）７０に充填し、そこから保持シール材３０とケーシング基材５０との間に向かって酸溶液７１を徐々に吐出させる。また、腐食剤の吐出と合わせて、充填容器７０を保持シール材３０とケーシング基材５０との境界に沿って保持シール材３０の全周にわたって移動させることにより、保持シール材３０に腐食剤としての酸溶液７１を導入することができる。このとき、腐食剤の導入量が保持シール材３０の内周方向で偏らないように、できる限り腐食剤の吐出量及び充填容器の移動速度を一定に保つことが望ましい。腐食剤の充填容器からの吐出速度は特に限定されず、腐食剤の保持シール材への吸収ないし浸透状態を確認しつつ、吐出した腐食剤が保持シール材に吸収されなくなって保持シール材から溢れ出てくることがないような速度で腐食剤を充填容器から吐出すればよい。酸溶液は液状のまま吐出してもよく、スプレー状にして吐出してもよい。
【００５９】
こうして保持シール材に導入された腐食剤が保持シール材中に浸透していき、浸透して広がった腐食剤がケーシング基材の内周面と接触することにより、ケーシング基材の内周面が腐食される。
【００６０】
その後、酸溶液が導入された保持シール材を充分乾燥させるために乾燥工程を行う。乾燥方法としては、一般的な熱風通気乾燥を採用することができ、乾燥条件としては、保持シール材に導入した腐食剤の量に応じて変更すればよく、例えば、４０ｍｌの腐食剤を保持シール材に導入した場合は、６０〜１５０℃の熱風で２０〜９０分間乾燥工程を行えばよい。
【００６１】
なお、腐食剤としての酸溶液を保持シール材に導入した後は、ケーシング基材の内周面を腐食剤により充分に腐食させる必要がある。このことを鑑みて、本実施形態の排ガス浄化装置の製造方法の腐食工程では、腐食剤の保持シール材への導入後でかつ乾燥工程前に、ケーシング基材の腐食剤による腐食を充分に進行させるために、腐食剤が導入された保持シール材を何らの操作を行うことなく一定時間そのままの状態で維持する維持工程を設けている。腐食剤を導入した保持シール材の乾燥後であっても腐食反応は進行するものの、腐食の進行の度合いとしては低くなってしまい、所望の腐食量を得ることができない場合がある。一方で、溶液状態の腐食剤では、腐食剤とケーシング基材との間の腐食反応（例えば、電気化学的反応等）が進行しやすくなっているので、腐食領域の生成が容易であり、また、腐食領域の生成のための時間を短縮することができる。
【００６２】
上記維持工程の時間は特に限定されず、用いる腐食剤の種類や量に応じて適宜決定すればよい。例えば、１ｍｏｌ／ｌの塩酸を４０ｍｌ用いて直径８０ｍｍのステンレス製のケーシング基材の内周面を腐食させる場合は、６００〜３６００秒維持するという手順を採用することができる。
【００６３】
以上の手順により、本実施形態に係る排ガス浄化装置を好適に製造することができる。本実施形態の排ガス浄化装置の製造方法では、腐食剤の保持シール材への導入を、排ガス処理体をケーシング基材に収容する前に行うのではなく、排ガス処理体を保持シール材へ収容した後に行うことに特徴がある。このような手順を踏むことにより、排ガス処理体のケーシング基材への収容の容易性を保ちつつ、かつ、ケーシング基材への腐食領域の生成を腐食剤の導入のみで達成することができるという簡便性をも達成することができる。
【００６４】
以下に、本実施形態の排ガス浄化装置及び排ガス浄化装置の製造方法の作用効果について列挙する。
（１）本実施形態の排ガス浄化装置では、金属ケーシングの内周面に基材が腐食した腐食領域が存在する。このような腐食領域と保持シール材を構成する無機繊維とが互いに複雑に引っ掛かり合ったり絡み合ったりすることで、保持シール材と金属ケーシングとの間の摩擦抵抗が大幅に増加する。これにより、排ガス処理体を保持した保持シール材の金属ケーシングに対するずれが防止され、排ガス処理体のずれや脱落が防止されることになる。
【００６５】
（２）本実施形態の排ガス浄化装置では、保持シール材と金属ケーシングとが接触している限り、金属ケーシングと保持シール材との間に摩擦抵抗は生じる。金属ケーシングが高温の排ガスにより熱膨張したとしても、金属ケーシングと保持シール材との間の接触状態は維持され、これらの間の摩擦抵抗が生じていることから、排ガス処理体をしっかりと保持固定し、排ガス処理体のずれや脱落を防止することができる。
【００６６】
（３）本実施形態の排ガス浄化装置では、金属ケーシングの内周面を腐食剤を用いて人為的に腐食させて腐食領域を生成しているので、腐食領域の範囲を任意に調整することができ、金属ケーシングと保持シール材との間の摩擦抵抗を排ガス処理体の保持固定に充分な値とすることができる。また、金属ケーシングへの腐食剤の接触という簡易な方法で腐食領域を形成していることから、排ガス浄化装置の製造に高価な装置や煩雑な手順等を必要とすることなく、簡便に排ガス浄化装置を製造することができる。
【００６７】
（４）本実施形態の排ガス浄化装置によると、腐食領域は、対向面の全内周にわたり、かつ、金属ケーシングの一方の端部から他方の端部に向かって長手方向に沿った対向面の全長の１０〜７０％の範囲にわたって存在する。このような範囲で腐食領域を形成することで、金属ケーシングと保持シール材との間において、排ガス処理体を固定するのに充分な摩擦抵抗を確保することができる。また、用いられる排ガス処理体のサイズ等に応じて必要な摩擦抵抗を変化させる場合でも、摩擦抵抗の値を変化させるのに腐食領域の範囲を変更すればよいだけであるので、サイズごとの特別な治具等が必要となくなり、簡便かつ効率的に排ガス浄化装置を製造することができる。
【００６８】
（５）本実施形態の排ガス浄化装置の製造方法によると、金属ケーシングの内周面への腐食領域の形成手順として、金属ケーシング内に保持シール材を介して排ガス処理体を通常の手順により収容した後に、保持シール材の端部から腐食剤を導入するという簡易な手法を採用しているので、金属ケーシングの内周面に腐食領域が形成された本発明の排ガス処理体を簡便かつ効率的に製造することができる。
【００６９】
（６）腐食剤の種類や導入量を変化させることにより、腐食領域の腐食量や腐食面積を所望の値とすることができるので、排ガス処理体のサイズ等規格の変更により実際の使用の場面で必要な摩擦抵抗を変更する必要が生じても、特別な器具を用意したり大幅に手順を変更したりすることなく、簡便に排ガス処理体を製造することができる。
【００７０】
（７）本実施形態の排ガス処理体の製造方法では、腐食剤として、酸溶液を用いている。この腐食剤の金属ケーシングの腐食作用は大きいことから、腐食剤の使用量の低減や腐食時間の短縮等の点を満足しつつ、必要な腐食量を得ることができる。また、上記腐食剤は、よく知られた腐食剤であるから、作業上の安全をも確保することができる。
【００７１】
（８）本実施形態の排ガス浄化装置の製造方法では、腐食工程後に、さらに保持シール材を乾燥させる乾燥工程を含むことで、速やかに次工程（例えば、最終仕上げ、検査、車体への組み付け等）の作業を開始することができ、排ガス浄化装置の製造効率の向上を図ることができる。
【００７２】
以下、本発明の第一実施形態をより具体的に開示した実施例を示すが、本実施形態はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
実施例では、排ガス浄化装置を作製するとともに、作製した排ガス浄化装置について押し抜き強度試験及び金属ケーシング内周面観察を行った。
【００７３】
（実施例１）
（１）保持シール材の作製
アルミナ−シリカ組成を有するアルミナ繊維製の素地マットとして、組成比がＡｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８である素地マットを用意した。この素地マットに対し、ニードリング処理を施すことで、嵩密度が０．１５ｇ／ｃｍ３であり、目付量が１０５０ｇ／ｍ２であるニードル処理マットを作製した。
【００７４】
別途、アクリル系ラテックスが水に分散しているアクリル系ラテックスエマルジョンを調製しておき、これをバインダーとして用いた。
【００７５】
次に、ニードル処理マットを平面視寸法２６５ｍｍ×８３ｍｍに裁断した。裁断したニードル処理マットのアルミナ繊維量に対し１．０重量％となるように、裁断したニードル処理マットに対してスプレーを用いてバインダーを均一に吹き付けた。
【００７６】
その後、バインダーを付着させたニードル処理マットを７０ｋＰａの加圧下、１４０℃の温度で５分間通気乾燥させることにより、図３に示した形状の保持シール材を作製した。
【００７７】
（２）巻付け体の作製
主に多孔質セラミックからなり、直径８０ｍｍで全長９５ｍｍの円柱状の排ガス処理体を用意するとともに、ステンレス製の内径８８ｍｍで全長１１５ｍｍの円筒状のケーシング基材を用意した。
【００７８】
次いで、（１）の工程で作製した保持シール材を、保持シール材の端部の凸部と凹部が互いに勘合し合うように、用意した排ガス処理体の外周に隙間なく巻き付けることにより巻付け体を作製した。
【００７９】
（３）巻付け体のケーシング基材への圧入
巻付け体のケーシング基材への圧入を容易にするために、圧入治具を用いて圧入工程を行った。圧入治具は、その一端がケーシング基材の内径よりわずかに小さな径に相当する外径を有し、その他端が少なくとも巻付け体の外径に相当する内径を有しており、全体として一端から他端に向かってテーパー状に広がった円筒形を有する。そして、圧入治具の短径側端部をケーシング基材へ嵌め込み、両者を固定した。次いで、圧入治具の長径側端部内に巻付け体を押し当て、圧入前の巻付け体の位置が決まった段階で、巻付け体全体がケーシング基材内に位置するように巻付け体を圧入した。
【００８０】
（４）腐食剤の保持シール材への導入
まず、腐食剤として塩酸溶液（１ｍｏｌ／ｌ）を常法により４０ｍｌ程度調製し、この調製した塩酸溶液を一般的なガラス製注射器に充填した。一方、巻付け体の長手方向が鉛直方向となるように巻付け体の端面を基台に接触させて、図６に示したように巻付け体を起立させた状態にした。そして、ケーシング基材と保持シール材との境界付近に注射器の吐出口を位置させ、概ね５ｍｌ／秒の吐出速度で塩酸溶液を吐出させながら、かつ、上記境界に沿って注射器を保持シール材の全周にわたって移動させながら、塩酸溶液を保持シール材に導入した。
【００８１】
腐食剤の保持シール材への導入後に、ケーシング基材の内周面を充分に腐食させるために、何らの操作も行うことなく３６００秒そのままの状態を維持した。
【００８２】
（５）圧入体の乾燥
最後に、腐食処理を行った圧入体を１１０℃の温度に設定された熱風通気乾燥機中に６０分間置き、腐食剤を充分に乾燥させることにより、本実施例の排ガス浄化装置を作製した。
【００８３】
（比較例１）
腐食剤の導入を行わなかったこと以外は、実施例１と同様に排ガス浄化装置を作製した。
【００８４】
（押し抜き強度試験）
実施例１及び比較例１で製造した排ガス浄化装置について押し抜き強度の測定を行った。
具体的には、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、排ガス浄化装置１０を台８５の上に載置した後、排ガス処理体４０に直径３０ｍｍのアルミ製の治具８０で押し抜き荷重（加圧速度１ｍｍ／ｍｉｎ）をかけて、巻付け体（すなわち、保持シール材３０が巻き付けられた排ガス処理体４０）が押し抜かれた時点までの押し抜き荷重（Ｎ）の最大値を測定し、その結果を、保持シール材と金属ケーシングとの間の保持力としての押し抜き強度とした。なお、強度の測定には、インストロン万能試験機（５５８２型）を用いた。
【００８５】
（金属ケーシング内周面観察）
金属ケーシングの内周面を概観写真及びＳＥＭ写真（倍率：５００倍）で観察し、内周面の腐食状態を確認した。
【００８６】
図８に、第一実施形態に係る実施例での押し抜き強度試験の結果のグラフを示し、図９（ａ）及び（ｂ）に、実施例１での金属ケーシングの内周面の概観写真及びＳＥＭ写真をそれぞれ示し、図９（ｃ）及び（ｄ）に、比較例１での金属ケーシングの内周面の概観写真及びＳＥＭ写真をそれぞれ示す。
【００８７】
結果として、実施例１の押し抜き強度は３．５Ｎ／ｃｍ２であったのに対し、比較例１の押し抜き強度は１．９Ｎ／ｃｍ２であった。図８からも明らかなように、実施例１の腐食領域が形成された排ガス浄化装置では、優れた押し抜き強度が達成され、無機繊維集合体への膨張剤の添加や組み付け後の保持シール材の嵩密度を高くすることなく、排ガス処理体を高い保持力で保持することができることが分かった。一方、比較例１では１．９Ｎ／ｃｍ２と低い値であり、上述したような保持シール材の保持力向上の手立てを講じる必要があることが分かった。
【００８８】
また、図９に示したように、金属ケーシング内周面の観察によると、実施例１では概観写真からも内周面の腐食が観察された。また、ＳＥＭ写真をみると、表面に種々の凹凸状や針状の腐食生成物も存在していることも確認され、このことから、実施例１の排ガス浄化装置では、腐食領域におけるこうした腐食生成物と無機繊維との引っ掛かりや絡み合いにより、高い保持力を発揮することが分かった。一方、比較例１では、特段の凹凸や突起状物もなく、金属ケーシングと保持シール材との間の摩擦抵抗向上には何ら寄与していないことが分かった。
【００８９】
（第二実施形態）
本実施形態の排ガス浄化装置では、腐食領域が酸溶液により形成されているのではなく、塩化物溶液により形成されている。以下、塩化物溶液の塩化物として塩化ナトリウムを用いて腐食領域を生成した排ガス浄化装置及び排ガス状装置の製造方法について説明する。
【００９０】
本実施形態の排ガス浄化装置としては、腐食領域の形成が塩化ナトリウム溶液によりなされている点以外は、第一実施形態と同様の構成を有している。ただ、塩化ナトリウム溶液がケーシング基材を腐食させる腐食能力は塩酸溶液より低いことから、ケーシング基材の腐食の度合いは塩化ナトリウム濃度や塩酸濃度によるものの、一般的に同モル濃度の腐食剤を用いる場合は塩化ナトリウム溶液による腐食領域の腐食の度合いは塩酸溶液による腐食の度合いより小さくなっている。
【００９１】
本実施形態の排ガス浄化装置の製造方法では、腐食剤として塩化物溶液を用い、具体的には塩化ナトリウム溶液を用いる。塩化ナトリウム溶液の溶媒を水とし、塩化ナトリウム溶液の濃度を１ｍｏｌ／ｌ程度として塩化ナトリウム溶液を調製する。
【００９２】
第一実施形態と同様に、こうして調製した塩化ナトリウム溶液を保持シール材に導入し、導入後の保持シール材をそのままの状態で所定時間維持する。このとき、塩化ナトリウム溶液の腐食能力を考慮して、維持時間を６００〜３６００秒とすればよい。
【００９３】
その後、腐食剤を導入した保持シール材を６０〜１５０℃で２０〜９０分乾燥させることにより、本実施形態の排ガス浄化装置を製造することができる。
【００９４】
以下に、本実施形態の排ガス浄化装置及び排ガス浄化装置の製造方法の作用効果について列挙する。
（９）本実施形態の排ガス浄化装置及び排ガス浄化装置の製造方法では、上記（１）〜（８）の作用効果が得られるとともに、塩化物溶液では、この溶液を組成している成分の分解物（例えば、塩化ナトリウム等）が生じるだけであるから、環境に対する安全性が高いという利点が得られる。
【００９５】
以下、本発明の第二実施形態をより具体的に開示した実施例を示すが、本実施形態はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００９６】
（実施例２）
腐食剤として塩化ナトリウム濃度が１ｍｏｌ／ｌの塩化ナトリウム溶液を４０ｍｌ用いたこと以外は、第一実施形態に係る実施例１と同様に排ガス浄化装置を作製した。
【００９７】
実施例２で作製した排ガス浄化装置についても実施例１と同様に、押し抜き強度試験及び金属ケーシング内周面観察を行った。
【００９８】
図１０に、第二実施形態に係る実施例２での押し抜き強度試験の結果のグラフを示し、図１１（ａ）及び（ｂ）に、第二実施形態に係る実施例での金属ケーシングの内周面の概観写真及びＳＥＭ写真をそれぞれ示す。なお、参考までに比較例１の結果について、押し抜き強度試験の結果を図１０に、金属ケーシング内周面観察の概観写真及びＳＥＭ写真をそれぞれ図１１（ｃ）及び（ｄ）に併せて示す。
【００９９】
結果として、実施例２の排ガス浄化装置での押し抜き強度は２．９Ｎ／ｃｍ２であった。また、図１０からも明らかなように、実施例２の腐食領域が形成された排ガス浄化装置では、優れた押し抜き強度が達成され、無機繊維集合体への膨張剤の添加や組み付け後の保持シール材の嵩密度を高くすることなく、排ガス処理体を高い保持力で保持することができることが分かった。
【０１００】
さらに、図１１（ａ）、（ｂ）に示したように、金属ケーシング内周面の観察によると、実施例２では概観写真では、比較例１（図１１（ｃ）参照）と大きく変わらないようであったが、金属ケーシング内周面、特に金属ケーシングの溶接部分に腐食が観察された。ＳＥＭ写真をみると、実施例１の排ガス浄化装置ではみられた針状の腐食生成物は存在していないようであったものの、凹凸状の腐食生成物の存在が確認された。このことから、実施例２の排ガス浄化装置でも、腐食領域におけるこうした腐食生成物と無機繊維との引っ掛かりや絡み合いにより、高い保持力を発揮することが分かった。
【０１０１】
（その他の実施形態）
第一実施形態では、腐食剤として酸溶液を用い、酸溶液に含まれる酸として塩酸を用いている。しかし、酸溶液に含まれる酸としては塩酸に限定されず、例えば、硝酸、硫酸、リン酸、フッ化水素酸、スルホン酸、酢酸、蟻酸、炭酸及びホウ酸からなる群より選択される少なくとも１種の酸であってもよい。
【０１０２】
また、第二実施形態では、腐食剤として塩化物溶液を用い、塩化物溶液に含まれる塩化物として塩化ナトリウムを用いている。しかし、塩化物溶液に含まれる塩化物としては塩化ナトリウムに限定されず、例えば、塩化リチウム、塩化カリウム、塩化ルビジウム、塩化セシウム、塩化ベリリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウム、及び、塩化ラジウムからなる群より選択される少なくとも１種の塩化物であってもよい。
【０１０３】
本発明の第一実施形態で採用されている酸溶液及び第二実施形態で採用されている塩化物溶液以外にも、腐食剤として酸化剤溶液も用いることができる。酸化剤溶液に含まれている酸化剤も特に限定されず、過酸及びこの塩、過酸化水素及びこの塩、過マンガン酸及びこの塩、過塩素酸及びこの塩、並びに、次亜塩素酸及びこの塩からなる群より選択される少なくとも１種の酸化剤を好適に用いることができる。上記過酸としては、例えば、過リン酸や過硫酸、過炭酸等が挙げられる。また、塩の形態としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩等が挙げられる。
【０１０４】
腐食領域の範囲は、上述のように金属ケーシングの内周方向全体に広がっていてもよく、内周方向での内周長の一部を占めるように形成されていてもよい。腐食領域が金属ケーシングの内周面の内周方向での一部を占める場合は、内周長の２５〜１００％を占めるように存在すればよい。腐食領域の範囲をこのような範囲とすることにより、金属ケーシングと保持シール材との間で充分な摩擦抵抗を達成することができる。
【０１０５】
また、腐食領域の金属ケーシングの長手方向での範囲は、金属ケーシングの全長にわたって広がっていてもよく、全長に対して一部の範囲で広がっていてもよい。腐食領域が金属ケーシングの全長の一部の範囲を占めるように広がっている場合は、金属ケーシングの全長の１０〜７０％を占めるように存在すればよい。腐食領域の範囲をこのような範囲とすることにより、金属ケーシングと保持シール材との間で充分な摩擦抵抗を達成することができる。
【０１０６】
本発明の排ガス浄化装置を構成する金属ケーシングの材料は、上述したステンレスの他、鋳鉄であってもよい。
【０１０７】
上記ステンレスの種類としては、耐熱性を有し、腐食剤による腐食作用を受ける材料である限り特に限定されず、例えば、マルテンサイト系ステンレス（例えば、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｓ、ＳＵＳ４１０Ｆ２、ＳＵＳ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４１６、ＳＵＳ４２０Ｊ２、ＳＵＳ４２０Ｆ２、ＳＵＳ４２０Ｆ等）、フェライト系ステンレス（例えば、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４０９、ＳＵＨ２１、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４３０Ｆ、ＳＵＳ４３０ＬＸ、ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳＸＭ２７、ＳＵＨ４０９Ｌ等）、オーステナイト系ステンレス（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３０４Ｊ１、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３２１等）等が挙げられる。
【０１０８】
上記鋳鉄の種類としても、耐熱性を有し、腐食剤による腐食作用を受ける材料である限り特に限定されず、例えば、普通鋳鉄や高級鋳鉄、特殊鋳鉄、可鍛鋳鉄等が挙げられる。
【０１０９】
金属ケーシングの形状は、上述したような円筒型ケーシングの他、クラムシェル型ケーシング、ダウンサイジング型ケーシング等を好適に用いることができる。
【０１１０】
本発明の保持シール材の短辺に形成された凹部及び凸部の形状は、凹部と凸部とが嵌合することができる形状であれば特に限定されないが、一組の凹部及び凸部からなる場合には、一方の長辺の一部に幅２０ｍｍ×長さ２０ｍｍ〜幅１００ｍｍ×長さ１００ｍｍの大きさに渡って突出した凸部が形成されており、他方の長辺の一部にそれに嵌合する形状の凹部が形成されていることが望ましい。このような凹部及び凸部の形状を有する保持シール材を用いて排ガス浄化装置を製造する場合には、保持シール材で排ガス処理体を確実に保持することができるので、取り扱い性に優れることとなる。
また、上記保持シール材の短辺には、互いに嵌合する複数の凹部及び凸部が形成されていてもよいし、凹部及び凸部が形成されていなくてもよい。
【０１１１】
本発明の保持シール材において、無機繊維の平均繊維長は、０．５〜１０ｃｍであることが望ましく、１〜８ｃｍであることがより望ましい。
【０１１２】
本発明の保持シール材において、無機繊維の平均繊維径は、１〜２０μｍであることが望ましく、３〜１０μｍであることがより望ましい。
【０１１３】
本発明の保持シール材に含まれるバインダーの量は、０．２〜１５重量％であることが望ましく、０．２〜１２重量％であることがより望ましく、０．２〜２重量％であることがさらに望ましい。有機バインダーの量が０．２重量％未満であると、保持シール材の嵩密度が低くなるので、保持シール材のケーシング基材への圧入性が低下する場合がある。一方、バインダーの量が１５重量％を超えると、無機繊維間に存在するバインダーが毛細管現象による腐食剤の保持シール材への浸透を阻害して、腐食剤が保持シール材に吸収されにくくなるおそれがある。また、バインダー量が多い保持シール材を用いた排ガス浄化装置に高熱が負荷された場合に、排出される排ガス中の有機成分の量が増加することになるので、環境に負荷がかかることになる。
【０１１４】
本発明の保持シール材の目付量は、特に限定されないが、５００〜５０００ｇ／ｍ２であることが望ましく、１０００〜４０００ｇ／ｍ２であることがより望ましい。また、嵩密度についても、特に限定されないが、０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ３であることが望ましい。
【０１１５】
本発明の保持シール材の厚さは、特に限定されないが、６〜２０ｍｍであることが望ましい。
【０１１６】
本発明の保持シール材の製造に用いられる有機バインダーとしては、上述したアクリル系樹脂に限られず、例えば、アクリルゴム等のゴム、カルボキシメチルセルロース又はポリビニルアルコール等の水溶性有機重合体、スチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等であってもよい。これらの中では、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムが特に好ましい。
【０１１７】
上記エマルジョンには、上述した有機バインダーが複数種類含まれていてもよい。
また、上記エマルジョンとしては、上述した有機バインダーを水に分散させたラテックスの他に、上述した有機バインダーを水又は有機溶媒に溶解させた溶液等であってもよい。
【０１１８】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、図４に示したような全体が一の焼結体で構成された一体型排ガス処理体であってもよく、あるいは、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設されたハニカム焼成体が、接着材層を介して複数個結束されて得られる集合型排ガス処理体であってもよい。
【０１１９】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体には触媒を担持させてもよい。このような触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属、又は、金属酸化物等が挙げられる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【０１２０】
また、上記金属酸化物としては、ＰＭの燃焼温度を低下させることができるものであれば特に限定されず、例えば、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＦｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＣｕＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＯ、組成式ＡｎＢ１−ｎＣＯ３（式中、ＡはＬａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ又はＹであり、Ｂはアルカリ金属又はアルカリ土類金属であり、ＣはＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ又はＮｉであり、０≦ｎ≦１である）で表される複合酸化物等が挙げられる。
これらは、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよいが、少なくともＣｅＯ２を含むものであることが望ましい。
このような金属酸化物を担持させることにより、ＰＭの燃焼温度を低下させることができる。
【０１２１】
上記排ガス処理体に触媒を担持させる方法としては、触媒が含まれた溶液を排ガス処理体に含浸させた後に加熱する方法の他に、排ガス処理体の表面にアルミナ膜からなる触媒担持層を形成し、このアルミナ膜に触媒を担持させる方法等が挙げられる。
アルミナ膜を形成する方法としては、例えば、Ａｌ（ＮＯ３）３等のアルミニウムを含有する金属化合物溶液を排ガス処理体に含浸させて加熱する方法、アルミナ粉末を含有する溶液を排ガス処理体に含浸させて加熱する方法等が挙げられる。
また、アルミナ膜に触媒を担持させる方法としては、例えば、貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又は、金属酸化物を含む溶液等をアルミナ膜が形成された排ガス処理体に含浸させて加熱する方法等が挙げられる。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  排ガス浄化装置
２０  金属ケーシング
２１  対向面
２２  腐食領域
３０  保持シール材
４０  排ガス処理体
４１  セル
４２  セル壁
５０  ケーシング基材
６０  巻付け体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図９】
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【図１１】
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