(57)【要約】【課題】  排ガス処理体の周囲に保持シール材を巻きつけて金属ケーシングに挿入する際に、無機繊維が破損しにくく容易に収容が可能であり、排ガス処理体にずれが発生しにくい保持シール材を提供する。【解決手段】  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る無機繊維からなる保持シール材とから構成される排ガス浄化装置に用いられる保持シール材であって、前記保持シール材は、前記金属ケーシングと接する第１の主面と前記排ガス処理体と接する第２の主面とを備え、前記第１の主面及び第２の主面には、有機バインダが含浸されており、前記第１の主面に含浸された有機バインダＡのガラス転移温度は、前記第２の主面に含浸された有機バインダＢのガラス転移温度より高いことを特徴とする保持シール材。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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る無機繊維からなる保持シール材とから構成される排ガス浄化装置に用いられる保持シール材であって、
前記保持シール材は、前記金属ケーシングと接する第１の主面と前記排ガス処理体と接する第２の主面とを備え、
前記第１の主面及び第２の主面には、有機バインダが含浸されており、
前記第１の主面に含浸された有機バインダＡのガラス転移温度は、前記第２の主面に含浸された有機バインダＢのガラス転移温度より高いことを特徴とする保持シール材。
【請求項２】
前記有機バインダＡのガラス転移温度は、５℃以上５０℃以下であり、前記有機バインダＢのガラス転移温度は、−５０℃以上５℃未満である請求項１に記載の保持シール材。
【請求項３】
前記有機バインダＡは、第１の主面を含む所定の領域に含浸されており、前記有機バインダＢは、第２の主面を含む所定の領域に含浸されており、
前記第１の主面を含む所定の領域に含浸された有機バインダＡの含浸量は、前記無機繊維１００重量部に対して０．２〜１２．０重量部であり、前記第２の主面を含む所定の領域に含浸された有機バインダＢの含浸量は、前記無機繊維１００重量部に対して０．２〜１２．０重量部である請求項１又は２に記載の保持シール材。
【請求項４】
前記有機バインダＡ及び前記有機バインダＢの含浸量の合計は、前記無機繊維１００重量部に対して０．５〜３．０重量部である請求項３に記載の保持シール材。
【請求項５】
前記有機バインダＡ及び前記有機バインダＢには、少なくともアクリル系樹脂が含まれている請求項１〜４のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項６】
前記無機繊維は、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナシリカ繊維、ムライト繊維、生体溶解性繊維及びガラス繊維からなる群から選択される少なくとも一種から構成されている請求項１〜５のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項７】
ニードルパンチング処理が施された無機繊維からなる保持シール材用のマットを準備するマット準備工程と、
有機バインダＡを含む有機バインダ含有液の液滴を、前記マットの第１の主面に対して吹き付ける含浸工程と、
有機バインダ含有液を含有したマットを乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の保持シール材の製造方法。
【請求項８】
前記含浸工程において、前記有機バインダＢを含む有機バインダ含有液の液滴を、前記マットの第２の主面に対して吹き付ける工程をさらに備える請求項７に記載の保持シール材の製造方法。
【請求項９】
金属ケーシングと、
前記金属ケーシングに収容された排ガス処理体と、
前記排ガス処理体の周囲に巻き付けられ、前記排ガス処理体及び前記金属ケーシングの間に配設された保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、
前記保持シール材は、請求項１〜６のいずれかに記載の保持シール材であることを特徴とする排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持シール材、保持シール材の製造方法及び排ガス浄化装置に関する。
【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る無機繊維集合体からなる保持シール材とから構成され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金属ケーシングと接触して破損するのを防止することや、排ガス処理体と金属ケーシングとの間から排気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。そのため、保持シール材には、圧縮されることによる反発力で発生する面圧を高め、排ガス処理体を確実に保持する機能が求められている。また、このような保持シール材は排ガス処理体の周囲に巻きつけて金属ケーシングに収容されるが、この時、保持シール材を構成する無機繊維の端部が作業者に直接接触して不快感を与え、作業効率を低下させるという問題があった。
【０００４】
従来、このような問題を解決するために、保持シール材の表面に有機化合物又は無機化合物を含む溶液を用いてコーティングを施すことによって、無機繊維の突出を防止する方法が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された方法により作成した保持シール材を用いて排ガス浄化装置を製造する際には、作業者の不快感を改善することはできたものの、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を金属ケーシングに収容する際の容易さに関する検討はなされていなかった。そのため、含浸する有機バインダによっては収容時に大きな力を加える必要があり、保持シール材を構成する無機繊維が破損したり、排ガス浄化体がずれたりし、収容に時間を要し、生産性が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、排ガス処理体の周囲に保持シール材を巻きつけて金属ケーシングに挿入する際に、容易に収容可能であって、無機繊維が破損しにくく、保持シール材と排ガス処理体とがずれにくい保持シール材、該保持シール材の製造方法及び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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の保持シール材は、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る無機繊維からなる保持シール材とから構成される排ガス浄化装置に用いられる保持シール材であって、上記保持シール材は、上記金属ケーシングと接する第１の主面と上記排ガス処理体と接する第２の主面とを備え、上記第１の主面及び第２の主面には、有機バインダが含浸されており、上記第１の主面に含浸された有機バインダＡのガラス転移温度は、上記第２の主面に含浸された有機バインダＢのガラス転移温度より高いことを特徴とする。
【０００９】
本発明の保持シール材では、有機バインダＡのガラス転移温度の方が、有機バインダＢのガラス転移温度よりも高い。一般に、樹脂のガラス転移温度と、樹脂の硬さ及び滑り易さとは相関する。つまり、第１の主面を含む所定の領域に含浸された有機バインダＡは、第２の主面を含む所定の領域に含浸された有機バインダＢよりも高いガラス転移温度を有するので、有機バインダＡを構成する樹脂は、有機バインダＢを構成する樹脂よりも硬い。そのため、有機バインダＡが含浸されている保持シール材の第１の主面は、有機バインダＢが含浸されている第２の主面よりも相対的に硬く、第１の主面が接している金属ケーシングに対する静止摩擦係数が低く、滑り易い。一方、排ガス処理体と接している第２の主面は、第１の主面に比べて相対的に柔らかいため、排ガス処理体に対する静止摩擦係数が高く、滑りにくくなっている。
このように、保持シール材が巻き付けられた保持シール材を上記金属ケーシングに収容する際に、有機バインダＡが含浸されている保持シール材の第１の主面は、上記金属ケーシングに対して滑りやすくなり、容易に金属ケーシングに収容することができ、生産性が向上する。また、収容時に保持シール材に無理な力が掛からないため、無機繊維やマットが破損すること等を防止することができる。一方、有機バインダＢが含浸されている保持シール材の第２の主面は、排ガス処理体に対して滑りにくくなり、保持シール材が巻き付けられた保持シール材を上記金属ケーシングに収容する際に、排ガス処理体と保持シール材とがずれにくくなる。
【００１０】
本発明の保持シール材では、有機バインダＡのガラス転移温度は５℃以上５０℃以下であり、前記有機バインダＢのガラス転移温度は、−５０℃以上５℃未満であることが望ましい。
有機バインダＡのガラス転移温度は、室温に近いか、室温より高いので、第１の主面は、比較的硬くなり易く、金属ケーシングに対して滑り易い。一方、有機バインダＢのガラス転移温度は、室温より低いので、比較的柔らかく、排ガス処理体に対して滑りにくい。本発明の保持シール材は、そのように構成されているため、保持シール材が巻き付けられた保持シール材を圧入等により上記金属ケーシングに収容する際に、保持シール材の第１の主面は、上記金属ケーシングに対して滑りやすくなり、容易に金属ケーシングに収容することができる。また、保持シール材の第２の主面は、排ガス処理体に対して滑りにくく、保持シール材が巻き付けられた保持シール材を上記金属ケーシングに収容する際に、排ガス処理体と保持シール材とがずれにくくなる。
【００１１】
有機バインダＡのガラス転移温度が５℃未満である場合には、上記排ガス処理体と上記保持シール材とを上記金属ケーシングに収容する際に、収容作業がスムーズに進行しにくいことがあり、一方、有機バインダＡのガラス転移温度が５０℃を超えても、ガラス転移温度が５０℃のものと保持シール材の金属ケーシングに対する滑り易さは殆ど変わらない。
【００１２】
有機バインダＢのガラス転移温度が−５０℃未満である場合には、ガラス転移温度が−５０℃のものと柔らかさは変わらない。一方、有機バインダＢのガラス転移温度が５℃以上であると、ガラス転移温度が室温に近くなり、硬くなるため、保持シール材が排ガス処理体に対して滑り易くなる。
【００１３】
本発明の保持シール材では、上記有機バインダＡは、第１の主面を含む所定の領域に含浸されており、上記有機バインダＢは、第２の主面を含む所定の領域に含浸されており、上記第１の主面を含む所定の領域に含浸された有機バインダＡの含浸量は、上記無機繊維１００重量部に対して０．２〜１２．０重量部であり、上記第２の主面を含む所定の領域に含浸された有機バインダＢの含浸量は、上記無機繊維１００重量部に対して０．２〜１２．０重量部であることが望ましい。有機バインダＡの含浸量が無機繊維１００重量部に対して０．２重量部未満の場合には、保持シール材の第１の主面が余り硬くならないため、収容作業がスムーズにならないことがあり、一方、有機バインダＡの含浸量が１２．０重量部を超える場合には、収容が容易になるという効果は変わらないが、排ガスによって多量の分解ガスが発生することが問題となることがある。有機バインダＢの含浸量が無機繊維１００重量部に対して０．２重量部未満の場合には、保持シール材の滑りにくさが不充分なため、上記排ガス処理体と上記保持シール材とを上記金属ケーシングに収容する際に、排ガス処理体がずれることがあり、一方、有機バインダＢの含浸量が１２．０重量部を超える場合には、収容が容易になるという効果は変わらないが、排ガスによって多量の分解ガスが発生することが問題となることがある。
【００１４】
本発明の保持シール材では、上記有機バインダＡ及び上記有機バインダＢの含浸量の合計は、保持シール材を構成する上記無機繊維１００重量部に対して０．５〜３．０重量部であることが望ましい。有機バインダＡ及び有機バインダＢの含浸量が合計で０．５重量部以上であると、第１の主面及び第２の主面との静止摩擦係数を好適に調整しやすくなる。有機バインダＡ及び有機バインダＢの含浸量が合計で３．０重量部以下であると、排ガスによって多量の分解ガスが発生することを充分に抑制しやすくなる。
【００１５】
本発明の保持シール材において、上記有機バインダＡ及び上記有機バインダＢには、少なくともアクリル系樹脂が含まれていることが望ましい。
アクリル系樹脂は、容易にガラス転移温度を調節することができるので、第１の主面及び第２の主面に含浸される有機バインダＡ及び有機バインダＢのガラス転移温度を調節しやすくなり、滑り易さ、滑りにくさを調節し易くなる。
【００１６】
本発明の保持シール材を構成する無機繊維は、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナシリカ繊維、ムライト繊維、生体溶解性繊維及びガラス繊維からなる群から選択される少なくとも一種から構成されていることが望ましい。
【００１７】
上記保持シール材で、無機繊維が、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、及び、シリカ繊維の少なくとも１種である場合には、耐熱性に優れているので、排ガスが高温になった場合であっても、無機繊維に影響を与えず、保持シール材としての機能を充分に維持することができる。また、無機繊維が生体溶解性繊維である場合には、保持シール材を用いて排ガス浄化装置を作製する際に、飛散した無機繊維を吸入等しても、生体内で溶解するため、作業員の健康に害を及ぼすことがない。
また、上記無機繊維を用い、有機バインダを含浸させることにより、金属ケーシング等に対する滑り易さ等を、比較的容易に調節することができる。
【００１８】
本発明の保持シール材の製造方法は、ニードルパンチング処理が施された無機繊維からなる保持シール材用のマットを準備するマット準備工程と、有機バインダＡを含む有機バインダ含有液の液滴を、上記マットの第１の主面に対して吹き付ける含浸工程と、有機バインダ含有液を含有したマットを乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
上記本発明の保持シール材の製造方法は、上記した本発明の保持シール材を比較的容易に製造することができる。また、本発明の保持シール材の製造方法により製造された保持シール材は、第１の主面に有機バインダＡが含浸されているため、第１の主面が金属ケーシングに対して滑りやすく、上記排ガス処理体と上記保持シール材とを上記金属ケーシングに収容する際の作業が容易となる。
【００２０】
本発明の保持シール材の製造方法では、上記含浸工程は、有機バインダＢを含む有機バインダ含有液の液滴を、上記マットの第２の主面に対して吹き付ける工程を更に備えていることが望ましい。第２の主面に有機バインダＢが含浸されることで、保持シール材の第２の主面は、排ガス処理体に対して滑りにくくなり、上記排ガス処理体と上記保持シール材とを上記金属ケーシングに収容する際の排ガス処理体と保持シール材とのずれを防止することができ、主要作業が容易となる。
【００２１】
本発明の排ガス浄化装置は、金属ケーシングと、上記金属ケーシングに収容された排ガス処理体と、上記排ガス処理体の周囲に巻き付けられ、上記排ガス処理体及び上記金属ケーシングの間に配設された保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材は、上記した保持シール材が用いられている。
【００２２】
本発明の保持シール材は、第１の主面と第２の主面とを備え、上記第１の主面は上記金属ケーシングと接しており、上記第２の主面は上記排ガス処理体と接しており、上記第１の主面及び第２の主面には、２種類の有機バインダが含浸されており、上記第１の主面に含浸された有機バインダＡのガラス転移温度は、上記第２の主面に含浸された有機バインダＢのガラス転移温度より高い。
【００２３】
本発明の排ガス浄化装置では、第１の主面に有機バインダＡが含浸されているので、保持シール材が金属ケーシングに対して滑りやすくなる。そのため、保持シール材及び排ガス処理体を排ガス浄化装置に収容する際に、無機繊維を破損しにくく、しかも容易に収容することが可能となる。従って、また、第２の主面に有機バインダＢが含浸されているので、保持シール材は排ガス処理体に対して滑りにくくなり、保持シール材は排ガス処理体に対してずれにくくなり、保持シール材と排ガス処理体とが適切に配置された排ガス浄化装置となる。
なお、上記排ガス浄化装置は、排ガスが導入されると、有機バインダは分解消失し、保持シール材に膨張しようとする作用が働くため、保持シール材は適切な保持力で保持され、排ガスの圧力等により、排ガス処理体が金属ケーシングから抜けることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１（ａ）は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す保持シール材のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の排ガス浄化装置の製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、静止摩擦係数の測定方法の一例を示した模式図である。
【００２５】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
【００２６】
以下、本発明の保持シール材について説明する。
【００２７】
図１（ａ）は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す保持シール材のＡ−Ａ線断面図である。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、本発明の保持シール材１２０は、所定の長手方向の長さ（以下、図１中、矢印Ｌで示す）、幅（図１中、矢印Ｗで示す）及び厚さ（図１中、矢印Ｔで示す）を有する平面視略矩形の平板状の形状のマットから構成されている。また、図１（ｂ）に示すように、本発明の保持シール材１２０は、第１の主面１２１と、第１の主面１２１と反対側の主面である第２の主面１２２とを備えている。
【００２９】
図１に示す保持シール材１２０では、保持シール材１２０の長さ方向側の端部のうち、一方の端部である第１の端部１２３には凸部が形成されており、他方の端部である第２の端部１２４には凹部が形成されている。保持シール材１２０の凸部及び凹部は、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１２０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。
【００３０】
保持シール材１２０は、無機繊維を主成分として含んでおり、該無機繊維に有機バインダが含浸されている。すなわち、保持シール材１２０の第１の主面に有機バインダＡが含浸され、第２の主面に有機バインダＢが含浸されている。
【００３１】
上記無機繊維は、特に限定されないが、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナシリカ繊維、ムライト繊維、生体溶解性繊維及びガラス繊維からなる群から選択される少なくとも一種から構成されていることが望ましい。
【００３２】
アルミナ繊維には、アルミナ以外に、例えば、カルシア、マグネシア、ジルコニア等の添加剤が含まれていてもよい。
アルミナシリカ繊維の組成比としては、重量比で、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝６０：４０〜８０：２０であることが望ましく、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７０：３０〜７４：２６であることがより望ましい。
生体溶解性繊維は、例えば、シリカ等のほかに、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、及び、ホウ素化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物を含む無機繊維である。
【００３３】
これらの化合物からなる生体溶解性繊維は、人体に取り込まれても溶解しやすいので、これらの無機繊維を含んでなるマットは人体に対する安全性に優れている。
【００３４】
生体溶解性繊維の具体的な組成としては、シリカ６０〜８５重量％、並びに、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物１５〜４０重量％を含む組成が挙げられる。上記シリカとは、ＳｉＯ又はＳｉＯ２のことをいう。
【００３５】
上記アルカリ金属化合物としては、例えば、ナトリウム、カリウムの酸化物等が挙げられ、上記アルカリ土類金属化合物としては、マグネシウム、カルシウム、バリウムの酸化物等が挙げられる。上記ホウ素化合物としては、ホウ素の酸化物等が挙げられる。
【００３６】
生体溶解性繊維の組成において、シリカの含有量が、６０重量％未満では、ガラス溶融法で作製しにくく、繊維化しにくい。
また、シリカの含有量が６０重量％未満では、柔軟性を有するシリカの含有量が少ないために構造的にもろく、また、生理食塩水に溶け易い、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物の割合が相対的に高くなるので生体溶解性繊維が生理食塩水に溶け易くなりすぎる傾向にある。
【００３７】
一方、シリカの含有量が８５重量％を超えると、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物の割合が相対的に低くなるので生体溶解性繊維が生理食塩水に溶けにくくなりすぎる傾向にある。
なお、シリカの含有量は、ＳｉＯ及びＳｉＯ２の量をＳｉＯ２に換算して算出したものである。
【００３８】
また、生体溶解性繊維の組成においてアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物の含有量が、１５〜４０重量％であることが望ましい。アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物の含有量が１５重量％未満であると、生体溶解性繊維が生理食塩水に溶けにくくなる。
【００３９】
一方、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物の含有量が４０重量％を超えると、ガラス溶融法では作製しにくく、繊維化しにくい。また、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物の含有量が４０重量％を超えると構造的にもろく、生体溶解性繊維が生理食塩水に溶け易くなりすぎる。
【００４０】
上記生体溶解性繊維の生理食塩水に対する溶解度は、３０ｐｐｍ以上であることが望ましい。生体溶解性繊維の溶解度が３０ｐｐｍ未満では、無機繊維が体内に取り込まれた場合に、体外へ排出されにくく、健康上望ましくないからである。
【００４１】
ガラス繊維は、シリカとアルミナとを主成分とし、アルカリ金属の他に、カルシア、チタニア、酸化亜鉛等を含むガラス状の繊維である。
【００４２】
保持シール材１２０を構成する無機繊維の平均繊維長は、５〜１５０ｍｍであることが望ましく、１０〜８０ｍｍであることがより望ましい。
無機繊維の平均繊維長が５ｍｍ未満であると、無機繊維の繊維長が短すぎるため、無機繊維同士の交絡が不充分となり、保持シール材のせん断強度が低くなる。また、無機繊維の平均繊維長が１５０ｍｍを超えると、無機繊維の繊維長が長すぎるため、保持シール材の製造時における無機繊維の取り扱い性が低下する。その結果、排ガス処理体への巻き付け性が低下し、保持シール材が割れやすくなる。
【００４３】
本発明の保持シール材１２０を構成する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。
無機繊維の平均繊維径が１〜２０μｍであると、無機繊維の強度及び柔軟性が充分に高くなり、保持シール材のせん断強度を向上させることができる。
無機繊維の平均繊維径が１μｍ未満であると、無機繊維が細く切れやすいので、無機繊維の引っ張り強度が不充分となる。一方、無機繊維の平均繊維径が２０μｍを超えると、無機繊維が曲がりにくいため、柔軟性が不充分となる。
【００４４】
本発明の保持シール材の目付量（単位面積あたりの重量）は、特に限定されないが、２００〜４０００ｇ／ｍ２であることが望ましく、１０００〜３０００ｇ／ｍ２であることがより望ましい。保持シール材の目付量が２００ｇ／ｍ２未満であると、保持力が充分ではなく、排ガス浄化装置を製造する場合に、排ガス処理体が保持シール材から脱落しやすくなることがある。一方、保持シール材の目付量が４０００ｇ／ｍ２を超える場合、保持シール材の嵩が低くなりにくく、排ガス処理体に保持シール材を巻き付けにくくなることがある。
【００４５】
また、本発明の保持シール材の嵩密度（巻き付ける前の保持シール材の嵩密度）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。保持シール材の嵩密度が０．１０ｇ／ｃｍ３未満であると、無機繊維の絡み合いが弱く、無機繊維が剥離しやすいため、保持シール材の形状を所定の形状に保ちにくくなる。
また、保持シール材の嵩密度が０．３０ｇ／ｃｍ３を超えると、保持シール材が硬くなり、排ガス処理体への巻き付け性が低下し、保持シール材が割れやすくなる。
【００４６】
本発明において説明した「平面視略矩形」とは、凸部及び凹部を含む概念である。また、「平面視略矩形」には、角部が９０°以外の角度を有する形状も含まれる。例えば、マットの角部が、鋭角又は鈍角を有する形状であってもよいし、曲率を有する形状であってもよい。
【００４７】
本発明の保持シール材には、さらに膨張材が含有されていてもよい。膨張材は、４００〜８００℃の範囲で膨脹する特性を有するものが望ましい。
マットに膨張材が含有されていると、４００〜８００℃の範囲でマットが膨張するようになるため、ガラス繊維の強度が低下する７００℃を超えるような高温域においても、保持シール材として使用する際の保持力を向上させることができる。
【００４８】
膨張材としては、例えば、バーミキュライト、ベントナイト、金雲母、パーライト、膨脹性黒鉛、及び、膨脹性フッ化雲母等が挙げられる。これらの膨張材は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
膨張材の添加量は、特に限定されないが、マットの全重量に対して１０〜５０重量％であることが望ましく、２０〜３０重量％であることがより望ましい。
【００４９】
本発明の保持シール材を排ガス浄化装置の保持シール材として用いる場合、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の枚数は特に限定されず、１枚の保持シール材であってもよいし、互いに結合された複数枚の保持シール材であってもよいが、１枚の保持シール材であることが特に望ましい。排ガス浄化装置の保持シール材として１枚の保持シール材を用いた場合、保持シール材同士の接触部が存在しないため、保持シール材同士の摩擦による無機繊維の破損をより防ぐことができ、また、収容時に保持シール材同士がずれることを防止できる。
複数枚の保持シール材を結合する方法としては、特に限定されず、例えば、ミシン縫いで保持シール材同士を縫合する方法、粘着テープ又は接着材等で保持シール材同士を接着する方法等が挙げられる。
【００５０】
保持シール材１２０の厚さは特に限定されないが、２．０〜２０ｍｍであることが望ましい。
保持シール材１２０の厚さが２０ｍｍを超えると、保持シール材１２０の柔軟性が失われるので、保持シール材１２０を排ガス処理体１３０に巻き付ける際に扱いづらくなる。また、保持シール材１２０に巻きジワや割れが生じやすくなる。
保持シール材１２０の厚さが２．０ｍｍ未満であると、保持シール材１２０の面圧が排ガス処理体を保持するのに十分でなくなる。そのため、排ガス処理体１３０が抜け落ちやすくなる。また、排ガス処理体１３０に体積変化が生じた場合、保持シール材１２０は排ガス処理体１３０の体積変化を吸収しにくくなる。そのため、排ガス処理体１３０にクラック等が発生しやくすなる。
【００５１】
図１に示す保持シール材１２０の第１の主面１２１には、第２の主面に含浸された有機バインダＢより高いガラス転移温度を有する有機バインダＡが含浸されている。
第１の主面に有機バインダＡが含浸されることで、第１の主面が相対的に硬くなり、保持シール材１２０が金属ケーシング１１０に対して静止摩擦係数が小さくなり、滑りやすくなる。そのため、保持シール材１２０と排ガス処理体１３０とを金属ケーシング１１０に収容する際に、保持シール材１２０と排ガス処理体１３０とをスムーズに金属ケーシングに収容することができ、さらに、収容作業によって保持シール材１２０を構成する無機繊維が破損したり、飛散することを防止できる。
【００５２】
また、保持シール材１２０は、第２の主面１２２に、第１の主面に含浸された有機バインダＡより低いガラス転移温度を有する有機バインダＢが含浸されている。
第２の主面に、有機バインダＢが含浸されることで、第２の主面は柔らかくなり、保持シール材１２０の第２の主面は、排ガス処理体１３０に対して静止摩擦係数が高くなり、滑りにくくなる。そのため、保持シール材１２０と排ガス処理体１３０とを金属ケーシング１１０に収容する際に、保持シール材１２０の排ガス処理体１３０に対するずれが生じにくく、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を金属ケーシングに効率よく収容しやすくなる。
【００５３】
有機バインダＡは、第１の主面から、保持シール材の厚さの２０％の領域に含浸されていればよいが、含浸領域を薄くするのが難しい場合には、保持シール材の厚さの１／２の領域に含浸されていてもよい。有機バインダＡが第１の主面から保持シール材の厚さの２０％の領域に含浸されていれば、第１の主面の柔らかさ（硬さ）を好適に調節することができる。
【００５４】
有機バインダＢは、第２の主面から、保持シール材の厚さの２０％の領域に含浸されていればよいが、含浸領域を薄くするのが難しい場合には、保持シール材の厚さの１／２の領域に含浸されていてもよい。有機バインダＢが第２の主面から保持シール材の厚さの２０％の領域に含まれていると、第２の主面の柔らかさ（硬さ）を好適に調節することができる。
【００５５】
本発明の保持シール材の第１の主面を含む所定の領域に含浸される有機バインダＡの重量は、特に限定されないが、無機繊維１００重量部に対して、固形分換算で、０．２〜１２．０重量部であることが望ましく、０．５〜６．０重量部であることがより望ましく、０．５〜３．０重量部であることがさらに望ましい。
【００５６】
有機バインダＡの重量が無機繊維１００重量部に対して０．２重量部未満であると、有機バインダの含浸量が少なすぎるため保持シール材の第１の主面が硬くならず、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を金属ケーシングに容易に収容することが難しくなる。一方、有機バインダＡの重量が無機繊維１００重量部に対して１２．０重量部を超える場合には、保持シール材及び排ガス処理体を金属ケーシングに容易に収容することができる効果は、殆ど変わらず、有機バインダの含浸量が多すぎるため、排ガスの熱により分解する有機分の量が多くなり、周囲の環境に悪影響を与えることとなる。
【００５７】
上記有機バインダＡ及び上記有機バインダＢとしては、第１の主面や第２の主面の柔らかさ（硬さ）を調節できるものであれば特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂及びゴム系樹脂等が挙げられ、２種以上の樹脂が含まれていてもよい。これらの中では、アクリル系樹脂であることが望ましく、アクリルゴムであることがより望ましい。
【００５８】
本発明の保持シール材の第１の主面に含浸される有機バインダＡは、第１の主面の５０％以上の面積に含浸されていることが望ましく、８０％以上の面積に含浸されていることがより望ましい。
【００５９】
本発明の保持シール材の第２の主面に含浸される有機バインダＢの重量は、特に限定されないが、無機繊維１００重量部に対して、固形分換算で、０．２〜１２．０重量部であることが望ましく、０．５〜６．０重量部であることがより望ましく、０．５〜３．０重量部であることがさらに望ましい。
【００６０】
有機バインダＢの含浸量が無機繊維１００重量部に対して０．２重量部未満であると、有機バインダの含浸量が少なすぎるため第２の主面が柔らかくならず、排ガス処理体に対して保持シール材がずれ易くなる。一方、有機バインダＢの含浸量が無機繊維１００重量部に対して１２．０重量部を超える場合には、保持シール材及び排ガス処理体を金属ケーシングに容易に収容することができる効果は、殆ど変わらず、有機バインダの含浸量が多すぎるため、排ガスの熱により分解する有機分の量が多くなり、周囲の環境に悪影響を与えることとなる。
【００６１】
本発明の保持シール材では、第１の主面に含浸される有機バインダＡ及び第２の主面に含浸される有機バインダＢの合計は、保持シール材を構成する無機繊維１００重量部に対して、固形分換算で、０．５〜３．０重量部であることが望ましい。第１の主面に含浸される有機バインダＡ及び第２の主面に含浸される有機バインダＢの重量の合計が０．５重量部以上であると、第１の主面と金属ケーシングとの静止摩擦係数、及び、第２の主面と排ガス処理体との静止摩擦係数を好適に調整しやすくなる。第１の主面に含浸される有機バインダＡ及び第２の主面に含浸される有機バインダＢの重量の合計が３．０重量部以下であると、排ガスによって多量の分解ガスが発生することを充分に抑制しやすくなる。
【００６２】
本発明の保持シール材の第２の主面に含浸される有機バインダＢは、第２の主面の５０％以上の面積に含浸されていることが望ましく、８０％以上の面積に含浸されていることがより望ましい。
【００６３】
上記有機バインダＡのガラス転移温度（Ｔｇ）としては、５℃以上５０℃以下であることが望ましい。一方、上記有機バインダＢのガラス転移温度（Ｔｇ）としては、−５０℃以上５℃未満であることが望ましい。
【００６４】
本発明の保持シール材１２０はさらに、無機バインダを含んでいてもよい。無機バインダとしては、互いに接近した無機繊維同士に付着することにより無機繊維同士を固定することができるものであれば、特に限定されるものではないが、アルミナゾル、シリカゾル等が望ましい。
【００６５】
次に、保持シール材の製造方法について説明する。
本発明の保持シール材の製造方法は、上述した本発明の保持シール材を製造する方法に好適に適用することができる。
【００６６】
保持シール材の製造方法は、ニードルパンチング処理が施された無機繊維からなる保持シール材用のマットを準備するマット準備工程と、有機バインダＡを含む有機バインダ含有液の液滴を、上記マットの第１の主面に対して吹き付ける含浸工程と、有機バインダ含有液を含有したマットを乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴とする。
【００６７】
（ａ）マット準備工程
保持シール材の製造方法では、まず、ニードルパンチング処理が施された無機繊維からなる保持シール材用のマットを準備するマット準備工程を行う。
保持シール材１２０を構成するマットは、種々の方法により得ることができるが、例えば、以下の方法により製造することができる。すなわち、まず、例えば、塩基性塩化アルミニウム水溶液とシリカゾル等とを原料とする紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して３〜１０μｍの平均繊維径を有する無機繊維前駆体を作成する。続いて、上記無機繊維前駆体を圧縮して所定の大きさの連続したシート状物を作成し、これにニードルパンチング処理を施し、その後、焼成処理を施すことにより保持シール材用のマットの準備が完了する。
【００６８】
（ｂ）含浸工程
次に、上記マットの第１の主面に有機バインダＡを含浸させる含浸工程を行う。有機バインダＡを上記マットの第１の主面に含浸させる方法は、特に限定されないが、有機バインダＡを含む有機バインダ含有液を噴霧して吹き付けるスプレーコーティング法を用いることができる。有機バインダＡの含浸量は、後述する（ｃ）乾燥工程を終えた後に、保持シール材を構成する無機繊維１００重量部に対して、固形分換算で、０．２〜１２．０重量部となるよう調整することが望ましい。
【００６９】
上記含浸工程において、上記有機バインダＡの含浸を終えた後、上記マットの第２の主面に有機バインダＢを含浸させる含浸工程を行ってもよい。有機バインダＢを上記マットの第１の主面に含浸させる方法は、特に限定されないが、有機バインダＢを含む有機バインダ含有液を噴霧して吹き付けるスプレーコーティング法を用いることができる。有機バインダＢの含浸量は、後述する（ｃ）乾燥工程を終えた後に、保持シール材を構成する無機繊維１００重量部に対して、固形分換算で、０．２〜１２．０重量部となるよう調整することが望ましい。
【００７０】
（ｃ）乾燥工程
有機バインダが付着したマットを、１１０〜１４０℃程度の温度で乾燥させる乾燥工程を行い、水分を蒸発させて、有機バインダが付着したマットとする。乾燥方法としては、熱風乾燥を用いることができる。有機バインダＡを含浸させた後に乾燥を行い、その後、有機バインダＢを含浸させて、再度乾燥を行ってもよく、有機バインダＡ及び有機バインダＢを含浸させた後、一度の乾燥で水分を除去してもよい。
【００７１】
（ａ）上記マット準備工程では、無機バインダを無機繊維に含浸させる工程が含まれていてもよい。無機バインダを無機繊維に含浸させる方法及び手順は特に限定されないが、例えば、（ａ）マット準備工程の後に、マットを無機バインダを含む溶液に含浸することにより、マットに無機バインダを含浸させてもよく、カーテンコート法等の方法で無機バインダをマット上に落下させることにより、マットに無機バインダを含浸させてもよい。その後、無機バインダが付着したマットを吸引脱水することにより、無機バインダの付着量を調整することができる。
無機バインダを無機繊維に含浸させる場合には、有機バインダを含浸させる前に、無機バインダの含浸を行うことが望ましい。含浸した有機バインダを金属ケーシングや排ガス処理体と接触させることにより、滑り易さを制御することができるからである。
【００７２】
（排ガス浄化装置）
本発明の保持シール材は、排ガス浄化装置の保持シール材として使用することができる。
【００７３】
以下、本発明の排ガス浄化装置について説明する。
図２は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。図２に示すように、本発明の排ガス浄化装置１００は、金属ケーシング１１０と、金属ケーシング１１０に収容された排ガス処理体１３０と、排ガス処理体１３０及び金属ケーシング１１０の間に配設された保持シール材１２０とを備えている。
排ガス処理体１３０は、多数のセル１５５がセル壁１５６を隔てて長手方向に並設された柱状のものである。なお、金属ケーシング１１０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。
【００７４】
なお、図２に示す排ガス浄化装置１００では、排ガス処理体１３０として、各々のセルにおけるいずれか一方が封止材１５８によって目封じされた排ガスフィルタ（ハニカムフィルタ）を用いているが、いずれの端面にも封止材による目封じがなされていない触媒担体を用いてもよい。
【００７５】
上述した構成を有する排ガス浄化装置１００を排ガスが通過する場合について、図２を参照して以下に説明する。
図２に示すように、内燃機関から排出され、排ガス処理装置１００に流入した排ガス（図２中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示す）は、排ガス処理体（ハニカムフィルタ）１３０の排ガス流入側端面１３０ａに開口した一のセル１５５に流入し、セル１５５を隔てるセル壁１５６を通過する。この際、排ガス中のＰＭがセル壁１５６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１３０ｂに開口した他のセル１５５から流出し、外部に排出される。
【００７６】
次に、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体（ハニカムフィルタ）及び金属ケーシングについて説明する。
なお、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の構成については、本発明の保持シール材として既に説明しているので省略する。
【００７７】
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質は、耐熱性を有する金属であれば特に限定されず、具体的には、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属類が挙げられる。
【００７８】
本発明の排ガス浄化装置を構成する金属ケーシングの形状は、略円筒型形状の他、クラムシェル型形状、ダウンサイジング型形状等を好適に用いることができる。
【００７９】
まず、排ガス処理装置を構成する排ガス処理体について説明する。
図３は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。
【００８０】
図３に示す排ガス処理体１３０は、多数のセル１５５がセル壁１５６を隔てて長手方向に並設される柱状のセラミック質からなるハニカム構造体である。また、セル１５５のいずれかの端部は、封止材１５８で封止されている。
【００８１】
セル１５５のいずれかの端部が封止される場合、排ガス処理体１３０の一方の端部からみたときに、端部が封止されたセルと封止されていないセルとが交互に配置されていることが望ましい。
【００８２】
排ガス処理体１３０を長手方向に垂直な方向に切断した断面形状は、特に限定されず、略円形、略楕円形、でもよく、略三角形、略四角形、略五角形、略六角形等の略多角形であってもよい。また、排ガス処理体１３０は複数の排ガス処理体ユニットが集合したものであってもよく、そのような場合には、排ガス処理体１３０を構成する排ガス処理体ユニットの断面形状は、直線と曲線から構成されていてもよい。
【００８３】
排ガス処理体１３０を構成するセル１５５の断面形状は、略三角形、略四角形、略五角形、略六角形等の略多角形でもよく、また、略円形、略楕円形であってもよい。また、排ガス処理体１３０は、複数の断面形状のセルが組み合わされたものであってもよい。
【００８４】
排ガス処理体１３０を構成する素材は特に限定されないが、炭化ケイ素質及び窒化ケイ素質等の非酸化物、並びに、コージェライト及びチタン酸アルミニウム等の酸化物を用いることができる。
これら多孔質焼成体は、脆性材料であるので、機械的な衝撃等により破壊されやすい。しかし、本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体１３０の側面の周囲には保持シール材１２０が介在し、衝撃を吸収するので、機械的な衝撃や熱衝撃により排ガス処理体１３０にクラック等が発生するのを防止することができる。
【００８５】
上記排ガス処理体１３０は、コージェライト又は炭化ケイ素質の多孔質焼成体であることが望ましい。
コージェライトを用いる場合には、図１に示すように、排ガス処理体１３０は、単一のセラミックにより構成されているが、炭化ケイ素質の材料を用いる場合には、後述するように、排ガス処理体１３０は、単一のセラミックにより構成されておらず、複数の柱状のセラミックが側面に形成された接着剤により接着され、結束されている。
【００８６】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体が多孔質セラミックである場合、多孔質セラミックの気孔率は特に限定されないが、３５〜６０％であることが望ましい。
気孔率が３５％未満であると、排ガス処理体がすぐに目詰りを起こすことがあり、一方、気孔率が６０％を超えると、排ガス処理体の強度が低下して容易に破壊されることがあるからである。
また、上記多孔質セラミックの平均気孔径は５〜３０μｍであることが望ましい。
平均気孔径が５μｍ未満でると、ＰＭが容易に目詰りを起こすことがあり、一方、平均気孔径が３０μｍを超えると、ＰＭが気孔を通り抜けてしまい、ＰＭを補修することができず、フィルタとして機能することができないことがあるからである。
なお、上記気孔率及び気孔径は水銀圧入法及び走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等による従来公知の方法により測定することができる。
【００８７】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の断面におけるセル密度は、特に限定されないが、望ましい下限は、３１．０個／ｃｍ２（２００個／ｉｎｃｈ２）、望ましい上限は、９３．９個／ｃｍ２（６００個／ｉｎｃｈ２）、より望ましい下限は、３８．８個／ｃｍ２（２５０個／ｉｎｃｈ２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎｃｈ２）である。
【００８８】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体には、排ガスを浄化するための触媒を担持させてもよく、担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が望ましく、この中では、白金がより望ましい。また、その他の触媒として、例えば、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を用いる事もできる。これらの触媒は、単独で用いても良いし、２種以上併用しても良い。これら触媒が担持されていると、ＰＭを燃焼除去しやすくなり、有毒な排ガスの浄化も可能になる。
【００８９】
また触媒は、セル１５５の表面に形成された触媒担持層に担持されていてもよい。触媒担持層は、比表面積の大きなものであれば特に限定されず、例えば、γ−アルミナ等が挙げられる。触媒担持層に触媒を担持することで、触媒と排ガスとの接触面積を増加させることができる。
【００９０】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体としては、コージェライト等からなり、一体的に形成された一体型ハニカム構造体であってもよく、あるいは、炭化ケイ素等からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム焼成体を主にセラミックを含む接着材層を介して複数個結束してなる集合型ハニカム構造体であってもよい。
【００９１】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、セルに封止材が設けられずに、セルの端部が封止されていなくてもよい。この場合、排ガス処理体は、白金等の触媒を担持させることによって、排ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の有害なガス成分を浄化する触媒担体として機能する。
【００９２】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、外周面に外周コート層が形成されていてもよい。排ガス処理体の外周面に外周コート層が形成されていると、排ガス処理体の外周部を補強したり、形状を整えたり、断熱性を向上させることができる。なお、排ガス処理体の外周面とは、柱状である排ガス処理体の側面部分を指す。
【００９３】
次に、本発明の排ガス浄化装置の製造方法について説明する。
【００９４】
図４は、本発明の排ガス浄化装置の製造方法の一例を模式的に示した斜視図である。
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体及び保持シール材は、図４に示すように排ガス処理体１３０の周囲に沿って、保持シール材１２０の第２の主面を内側にして、第２の主面１２２と排ガス処理体１３０とが接するように巻き付け、巻付体１４０とする。保持シール材１２０は、図１に示した保持シール材であり、第１の主面に有機バインダＡが含浸され、第２の主面に有機バインダＢが含浸され、保持シール材の第２の主面が排ガス処理体１３０と接触している。
【００９５】
次に、この巻付体１４０を金属ケーシング１１０に収容することで、本発明の排ガス浄化装置となる。金属ケーシング１１０は、主にステンレス等の金属からなり、その形状は、図４に示すように、両端部の内径が中央部の内径よりも小さい略円筒状であってもよいし、また、内径が一定である略円筒状であってもよい。
【００９６】
巻付体１４０を金属ケーシング１１０に収容する方法としては、例えば、金属ケーシング１１０内部の所定の位置まで周囲に保持シール材１２０が配設された排ガス処理体１３０を圧入する圧入方式（スタッフィング方式）、金属ケーシング１１０の内径を縮めるように外周側から圧縮するサイジング方式（スウェージング形式）、並びに、金属ケーシングを第１のケーシング及び第２のケーシングの部品に分離可能な形状としておき、巻付体１４０を第１のケーシング上に載置した後に第２のケーシングをかぶせて密封するクラムシェル方式等が挙げられる。また、内径が一定である略円筒状であってもよい。
【００９７】
金属ケーシング１１０に収容された保持シール材１２０は、第１の主面が金属ケーシング１１０と接触することとなり、一方、第２の主面は、排ガス処理体１３０と接触している。
本発明の排ガス浄化装置の製造方法では、生産性、気密性、耐震性等の観点から、圧入方式（スタッフィング方式）によって収容するのが望ましい。
圧入方式（スタッフィング方式）によって巻付体を金属ケーシングに収容する場合、金属ケーシングの内径（排ガス処理体を収容する部分の内径）は、上記巻付体１４０の外径より若干小さくなっていることが望ましい。
【００９８】
本発明の排ガス浄化装置は、１枚の保持シール材から構成されていてもよく、互いに結合された２層以上の複数枚の保持シール材から構成されていてもよいが、１枚の保持シール材から構成されていることが特に望ましい。排ガス浄化装置の保持シール材として１枚の保持シール材を用いた場合、保持シール材同士の接触部が存在しないため、保持シール材同士の摩擦による無機繊維の破損をより防ぐことができ、また、収容時に保持シール材同士がずれることも防止できる。
複数枚の保持シール材を結合する方法としては、特に限定されず、例えば、ミシン縫いで保持シール材同士を縫合する方法、粘着テープ又は接着材等で保持シール材同士を接着する方法等が挙げられる。
これら工程を経て、本発明の排ガス浄化装置が製造される。
【００９９】
以下に、本発明の保持シール材、該保持シール材の製造方法、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説明する。
【０１００】
（１）本発明の保持シール材では、有機バインダＡが含浸されている保持シール材の第１の主面は、有機バインダＢが含浸されている第２の主面よりも相対的に硬く、第１の主面が接している金属ケーシングに対する静止摩擦係数が低く、滑り易い。一方、排ガス処理体と接している第２の主面は、第１の主面に比べて相対的に柔らかいため、排ガス処理体に対する静止摩擦係数が高く、滑りにくくなっている。このため、この保持シール材が巻き付けられた保持シール材を上記金属ケーシングに収容する際に、有機バインダＡが含浸されている保持シール材の第１の主面は、上記金属ケーシングに対して滑りやすくなり、容易に金属ケーシングに収容することができ、生産性が向上する。一方、有機バインダＢが含浸されている保持シール材の第２の主面は、排ガス処理体に対して滑りにくくなり、保持シール材が巻き付けられた保持シール材を上記金属ケーシングに収容する際に、排ガス処理体と保持シール材とがずれにくくなる。
【０１０１】
（２）本発明の保持シール材の製造方法では、上記構成の保持シール材を容易に製造することができる。
【０１０２】
（３）本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体と金属ケーシングとの間に、無機繊維を含む平面視矩形状のマットからなる保持シール材が介在しているので、排ガスが漏れるのを防ぐことができるとともに、保持シール材の第１の主面に含浸された有機バインダＡによって、保持シール材の第１の主面が金属ケーシングに対して滑り易くなり、有機バインダＢにより第２の主面が排ガス処理体に対して滑りにくくなるため、収容時の作業性が向上し、排ガス処理体がずれにくい。
【０１０３】
（４）さらに、本発明の排ガス浄化装置では、収容時に金属ケーシングと保持シール材との摩擦抵抗が少ないため、収容作業に伴って保持シール材を構成する無機繊維が破損することを防止することができる。
【０１０４】
（５）また、本発明の排ガス浄化装置では、排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体に排ガスが流通すること等により、有機バインダＡが焼失する。有機バインダＡが焼失すると保持シール材は膨張しやすくなり、排ガス処理体を安定的に保持することができる。
【０１０５】
図５（ａ）及び（ｂ）は、静止摩擦係数の測定方法の一例を示した模式図である。
図５（ａ）に示すよう、金属ケーシングに見立てたステンレス板２１０が、第１の主面１２１と接するように２枚の保持シール材１２０で挟み、さらにその両側を固定部材２２０で挟み、いずれか一方の固定部材が垂直壁に接するように配置する。次に、垂直壁と接していない固定部材２２０に対して、垂直壁に向けて垂直方向にＮの力を加える。固定部材にＮの力を加えた状態で、ステンレス板２１０をステンレス板２１０の長手方向に平行な向きに力Ｆで引っ張り、ステンレス板２１０が動き始めた瞬間のＦを測定し、保持シール材１２０の第１の主面１２１と金属ケーシングとの静止摩擦係数を求める。
【０１０６】
図５（ｂ）に示すよう、排ガス処理体に見立てたセラミック板２１１が、第２の主面１２２と接するように２枚の保持シール材１２０で挟み、さらにその両側を固定部材２２０で挟み、いずれか一方の固定部材２２０が垂直壁に接するように配置する。次に、垂直壁と接していない固定部材２２０に対して、垂直壁に向かう方向にＮの力を加える。垂直壁と接していない固定部材２２０にＮの力を加えた状態で、セラミック板２１１をセラミック板２１１の長手方向に平行な向きにＦの力で引っ張り、セラミック板２１１が動き始めた瞬間のＦを測定し、保持シール材１２０の第２の主面１２２と排ガス処理体との静止摩擦係数を求める。
【実施例】
【０１０７】
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１０８】
（実施例１）
（ａ）マット準備工程
まず、以下の手順により保持シール材のマットを準備した。
（ａ−１）紡糸工程
Ａｌ含有量が７０ｇ／ｌであり、Ａｌ：Ｃｌ＝１：１．８（原子比）となるように調製した塩基性塩化アルミニウム水溶液に対して、焼成後の無機繊維における組成比が、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８（重量比）となるようにシリカゾルを配合し、さらに、有機重合体（ポリビニルアルコール）を適量添加して混合液を調製した。
得られた混合液を濃縮して紡糸用混合物とし、この紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して平均繊維径が５．１μｍである無機繊維前駆体を作製した。
【０１０９】
（ａ−２）圧縮工程
上記工程（ａ−１）で得られた無機繊維前駆体を圧縮して、連続したシート状物を作製した。
【０１１０】
（ａ−３）ニードルパンチング工程
上記工程（ａ−２）で得られたシート状物に対して、以下に示す条件を用いて連続的にニードルパンチング処理を行ってニードルパンチング処理体を作製した。
まず、ニードルが２１個／ｃｍ２の密度で取り付けられたニードルボードを準備した。次に、このニードルボードをシート状物の一方の表面の上方に配設し、ニードルボードをシート状物の厚さ方向に沿って一回上下させることによりニードルパンチング処理を行い、ニードルパンチング処理体を作製した。この際、ニードルの先端部分に形成されたバーブがシート状物の反対側の表面に完全に貫出するまでニードルを貫通させた。
【０１１１】
（ａ−４）焼成工程
上記工程（ａ−３）で得られたニードルパンチング処理体を最高温度１２５０℃で連続して焼成し、アルミナとシリカとを７２重量部：２８重量部で含む無機繊維からなる焼成シート状物を製造した。無機繊維の平均繊維径は、５．１μｍであり、無機繊維径の最小値は、３．２μｍであった。このようにして得られたアルミナ繊維製保持シール材は、嵩密度が０．１５ｇ／ｃｍ３であり、目付量が１４００ｇ／ｍ２であった。
【０１１２】
（ａ−５）切断工程
上記工程（ａ−４）で得られた焼成シート状物を切断し、切断シート状物を作製した。
【０１１３】
（ｂ）含浸工程
（ｂ−１）有機バインダ調整工程
ガラス転移温度（Ｔｇ）が２５℃であるアクリルゴムを水に分散させたラテックス（日本ゼオン社製  Ｎｉｐｏｌ  ＬＸ８１４、以下、ラテックス１という）を用い、水で希釈することにより、固形分濃度が１重量％の有機バインダ含有液を調製した。本実施例では、このラテックス１が有機バインダＡである。また、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１℃であるアクリルゴムを水に分散させたラテックス（日本ゼオン社製  Ｎｉｐｏｌ  ＬＸ８１１Ｈ、以下、ラテックス２という）を用い、水で希釈することにより、固形分濃度が１重量％の有機バインダ含有液を調製した。本実施例では、ラテックス２が有機バインダＢである。
（ｂ−２）有機バインダ吹付工程
次に、有機バインダＡの付着量が無機繊維１００重量部当たり１重量部となるように、有機バインダＡ含有液をマットの一方の主面にスプレーコートした。有機バインダＡが含浸された主面が第１の主面となる。
次に、有機バインダＢの付着量が無機繊維１００重量部当たり１重量部となるように、有機バインダＢ含有液を、第１の主面と逆の主面にスプレーコートした。有機バインダＢが含浸された主面が第２の主面となる。
【０１１４】
（ｃ）乾燥工程
次に、有機バインダが付着したマットを１３０℃で加熱熱風乾燥することにより、有機バインダが含浸されたマットを得た。
【０１１５】
（ｄ）裁断処理
このようにして得られたマットを、平面視寸法が全長３０７ｍｍ×１１４ｍｍであって、一旦に、長さＬが２０ｍｍ、幅Ｗが３８ｍｍの凸部が形成され、他端にこの凸部と嵌合する凹部が形成されるように裁断することにより、保持シール材の製造を完了した。
なお、保持シール材の厚さは１７．４ｍｍであった。
【０１１６】
（比較例１）
（ｂ）含浸工程において、有機バインダＢをラテックス１に変更したほかは、実施例１と同様にして、保持シール材を製造した。
【０１１７】
（比較例２）
（ｂ）含浸工程において、有機バインダＡをラテックス２に変更したほかは、実施例１と同様にして、保持シール材を製造した。
【０１１８】
（比較例３）
（ｂ）含浸工程において、有機バインダＢをラテックス１に変更し、有機バインダＡをラテックス２に変更したほかは、実施例１と同様にして、保持シール材を製造した。
【０１１９】
（有機バインダの含浸量の決定）
有機バインダの含浸量については、有機バインダを含浸した実施例１及び比較例１〜３の保持シール材を、１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切断し、切断したサンプルを厚さ方向に２等分した後、酸化性雰囲気、７００℃で加熱して重量減少量を測定し、その結果より、無機繊維１００ｇに対する有機バインダの含浸量（ｇ）を算出した。実施例１及び比較例１〜３の保持シール材の無機繊維１００重量部に対する有機バインダの含浸量は、第１の主面及び第２の主面でそれぞれ１重量部であった。
【０１２０】
実施例１及び比較例１〜３で得られた保持シール材を、第２の主面が排ガス処理体と接触するように排ガス処理体に巻き付け、巻付体とした。この巻付体を、第１の主面が金属ケーシングと接触するように、圧入方式により金属ケーシングに収容し、収容性及び安定性を確認した。
実施例１の保持シール材を巻き付けた巻付体は、第１の主面に含浸された有機バインダＡのガラス転移温度が第２の主面に含浸された有機バインダＢのガラス転移温度よりも高いため、第１の主面は第２の主面と比較して硬くなっていた。そのため、保持シール材とケーシングとの静止摩擦係数が低くなっており、保持シール材が滑りやすく、収容が容易であった。さらに、第２の主面は第１の主面と比較して柔らかくなっており、保持シール材と排ガス処理体との静止摩擦係数が高くなっており、保持シール材が滑りにくく、収容時に保持シール材と排ガス処理体とがずれることがなかった。
比較例１の保持シール材を巻き付けた巻付体は、第１の主面に含浸された有機バインダＡのガラス転移温度が第２の主面に含浸された有機バインダＢのガラス転移温度と同じであるため、第１の主面と第２の主面の硬さは同じであった。さらに、有機バインダＢのガラス転移温度が５℃以上であるため、第２の主面が硬くなりすぎており、収容時に保持シール材と排ガス処理体とがずれやすくなっていた。
比較例２の保持シール材を巻き付けた巻付体は、第１の主面に含浸された有機バインダＡのガラス転移温度が第２の主面に含浸された有機バインダＢのガラス転移温度と同じであるため、第１の主面と第２の主面の硬さは同じであった。さらに、有機バインダＡのガラス転移温度が５℃未満であるため、第１の主面が柔らかくなりすぎており、収容時に大きな力が必要で、収容が容易でなかった。
比較例３の保持シール材を巻きつけた巻付体は、第１の主面に含浸された有機バインダＡのガラス転移温度が第２の主面に含浸された有機バインダＢのガラス転移温度よりも低くなっているため、第１の主面が柔らかくなりすぎており、第２の主面が硬くなりすぎていた。そのため、保持シール材と金属ケーシングとの静止摩擦係数が大きく、収容が容易でなかった。さらに、保持シール材と排ガス処理体との静止摩擦係数が小さく、収容後に保持シール材と排ガス処理体とがずれやすくなっていた。このように、実施例１に係る保持シール材は、収容作業の容易さ及びガス処理体のずれ防止の観点から見て、比較例１〜３に係る保持シール材よりも優れていることが判明した。
【符号の説明】
【０１２１】
１００  排ガス浄化装置
１１０  金属ケーシング
１２０  保持シール材
１２１  第１の主面
１２２  第２の主面
１３０  排ガス処理体
【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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