(57)【要約】【課題】  繊維の表面の少なくとも一部が有機結合剤で覆われていない添着をすることにより、排ガス浄化装置組み付け作業時の繊維飛散を抑制し、安定した触媒担体保持力が得られる保持シール材を提供する。【解決手段】無機繊維から成るマットに、無機粒子及び水を含む無機結合剤を接触させる工程と、前記マットを乾燥させる乾燥工程と、その後、有機結合剤とを接触させる工程と、前記マットを乾燥させる乾燥工程を経て製造することにより、有機結合剤を含有することを特徴とし、且つ前記有機結合剤は前記無機繊維表面に複数の島状に付着されていることを特徴とする無機繊維から成る保持シール材を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維から成る保持シール材であり、有機結合剤を含有することを特徴とし、且つ前記有機結合剤は前記無機繊維表面に複数の島状に付着されていることを特徴とする保持シール材。
【請求項２】
前記有機結合剤が前記無機繊維表面の面積に対して１０〜８０％の面積比率で付着されていることを特徴とする請求項１に記載の保持シール材。
【請求項３】
前記有機結合剤の付着率は、前記保持シール材を構成する繊維重量に対して０．１ｗｔ％〜１．５ｗｔ％で付着されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項４】
前記有機結合剤のガラス転移温度が−２１℃以下であり、且つ、前記有機結合剤のラテックス水溶液での平均粒子径が３２０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の保持シール材。
【請求項５】
前記保持シール材は、前駆体法により得られる無機繊維であり、この前躯体無機繊維にニードルパンチング処理を施した後、焼成して得られる無機繊維からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項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、及び、ムライト繊維、ガラス繊維、生体溶解性繊維からなる群から選択される、少なくとも１種から構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の保持シール材。
【請求項７】
前記無機繊維は、アルミナとシリカの混合物であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の保持シール材。
【請求項８】
前記無機繊維の表面には無機粒子が付着していることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の保持シール材。
【請求項９】
前記無機繊維の表面には無機粒子が付着しており、さらに前記無機粒子の表面に有機結合剤が付着していることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の保持シール材。
【請求項１０】
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から９のいずれか一項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。
【請求項１１】
無機繊維から成るマットに、無機粒子及び水を含む無機結合剤を接触させる工程と、前記マットを乾燥させる乾燥工程と、その後、有機結合剤とを接触させる工程と、前記マットを乾燥させる乾燥工程を経て製造されることを特徴とする請求項９に記載の保持シール材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は保持シール材、及び保持シール材の製造方法、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。
【０００４】
保持シール材は、糸状体で比重が軽いため、保持シール材を触媒担体及びシェルに組み付けて触媒コンバータを作製する際に、保持シール材の表面から無機繊維が空中に飛散してしまうおそれがある。そのため、上記組み付け作業を行う作業場の作業環境を悪化させてしまう可能性があり、作業者は、防塵マスク等を装着して作業を行うことが必要となってくる。
【０００５】
繊維飛散低減に対しては、無機繊維をマット状に配してなるマット状物にガラス転移温度（Ｔｇ）が５℃以下の有機結合剤を使用した保持シール材及びその製造方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３４２７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された技術では、有機結合剤として、５℃ 以下というガラス転移温度（Ｔｇ）が低いものを用いている。そのため、上記保持シール材に付着された上記有機結合剤は、常温（例えば上記有機結合剤のガラス転移点以上の温度）において、運動性の高いゴム状態を示すことができる。それ故、上記保持シール材を上記触媒担体及びシェルに組み付ける際には、上記有機結合剤が上記マット状物の無機繊維同士を結合すると共に優れた伸張性を示し、上記保持シール材に加えられる衝撃等のダメージを吸収することができる。そのため、上記保持シール材の無機繊維の破損を抑制し、上記保持シール材から無機繊維が飛散することを抑制することができる。したがって、作業者は防塵マスク等をつけなくても、快適に作業を行うことができ、上記組み付け作業を行う作業場の作業環境を良好に保つことができる。
しかしながら、有機結合剤が繊維に付着された触媒保持シール材は、エンジンから排出される高温な排気ガスにより加熱された場合、触媒担体の保持力の低下が懸念される。なぜなら、保持シール材に付着した有機結合剤が高熱により熱分解、流動化した際、保持シールを構成する繊維交点の界面に熱分解した有機結合剤が介在するために繊維間の摩擦力が低下する。その結果、繊維交点に作用する応力を緩和する方向に、繊維交点部においてずれが発生し易く、保持シール材の面圧低下を引き起こすおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、
無機繊維から成る保持シール材であり、有機結合剤を含有することを特徴とし、且つ前記有機結合剤は前記無機繊維表面に複数の島状に付着されていることを特徴とする保持シール材であり、無機繊維を飛散することを抑制しながら、エンジンから排出される高温な排気ガスにより加熱された場合でも、触媒担体の保持力の低下を抑え安定に保持することができる保持シール材、及び触媒担体が安定して保持されてな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】
【０００９】
請求項１に記載の保持シール材は、無機繊維から成る触媒保持シール材であり、有機結合剤を含有することを特徴とし、更に繊維の表面の少なくとも一部が有機結合剤で覆われておらず、且つ有機結合剤は少なくとも一本の無機繊維表面に島状に付着されている部分を有することを特徴とする保持シール材である。
上記保持シール材では、保持シール材を構成する無機繊維の表面に島状に有機結合剤が付着されており、これら無機繊維表面においては有機結合剤が付着している部分と付着していない部分が観察されることを特徴とする。このように、有機結合剤が付着している部分は、無機繊維の破損を抑制して、無機繊維の飛散を抑制することができる。一方、有機結合剤が付着していない部分は、排気ガスの高熱により熱分解、流動化した際、保持シールを構成する繊維交点の界面に熱分解した有機結合材が介在しないために繊維間の摩擦力が低下しない。
【００１０】
特に、無機繊維表面への有機結合剤の島状の付着状態とは、無機繊維表面を海面、有機結合剤付着面を島に例えるように繊維表面に有機結合剤が独立して存在することを示す。無機繊維に付着する有機結合剤の付着状態において、有機結合剤が無機繊維表面に点在付着した状態で付着している。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の観察画像にて、繊維を表面視した場合、無機繊維表面に付着した有機結合剤の形状は、例えばほぼ円形状、あるいは楕円形状であるが、これらに限定されなくてもよい。このような有機結合剤の付着状態により、繊維交点部に有機結合材が介在していない部分を増やすことが可能であり、繊維間の摩擦力を低下させない。
また、保持シール材を組み付ける際には繊維飛散を抑制しながら、エンジンから排出される高温な排気ガスにより加熱された場合でも、触媒担体の保持力の低下を抑え安定に保持することができる保持シール材とすることができる。
【００１１】
請求項２に記載の保持シール材は、有機結合剤が無機繊維表面の面積に対して１０〜８０％の比率で付着され、更に好ましくは１３〜５０％の比率で付着さていることを特徴とする保持シール材である。無機繊維に付着する有機結合剤の付着状態において、有機結合剤が無機繊維の表面に付着した面積によって、繊維交点部に有機結合剤が介在する場所の数が変わる。そのため、無機繊維表面の面積に対して有機結合剤の付着面積が１０％未満の場合は、繊維交点部に有機結合剤が介在する交点の数が少なく、排気ガスによる高温下においても有機結合剤の影響が小さくなり、繊維間の摩擦力の総和が大きく保たれるために面圧が大きい状態となる。また、繊維の飛散性においては、有機結合剤付着による衝撃吸収効果が低下して繊維飛散量の増加を招く。一方、無機繊維表面の面積に対して有機結合剤の付着面積が８０％超える場合は、繊維交点部に有機結合剤が介在する交点の数が多く、排気ガスによる高温下において有機結合剤の影響が大きくなり、繊維間の摩擦力の総和が小さくなり面圧の低下を招く。また、繊維の飛散性においては、有機結合剤付着による衝撃吸収効果が大きく繊維飛散量は抑制できている。したがって、高面圧が維持でき、且つ繊維飛散量が両立できるためには、有機結合剤が無機繊維表面の面積に対して１０〜８０％の比率で付着されていることが好ましく、更に好ましくは、１３〜５０％の比率で付着さているのが好ましい。
【００１２】
請求項３に記載の保持シール材は、有機結合剤の付着率は無機繊維重量に対して０．１〜１．５ｗｔ％であり、更に好ましくは、０．２〜０．８ｗｔ％付着されていることを特徴とする保持シール材である。有機結合剤の付着率が０．１ｗｔ％未満の場合は、繊維飛散量の抑制効果が小さくなる。一方、有機結合剤の付着率が１．５ｗｔ％超える場合は、無機繊維表面に有機結合剤で覆われていない付着状態を形成することが困難となり、繊維交点部に有機結合剤が常に介在するために、繊維間の摩擦力を低下させてマット面圧を低下させるのである。
【００１３】
請求項４に記載の保持シール材は、有機結合剤を構成する高分子樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が−２１℃以下であり、且つ、有機結合剤が無機繊維マットに付着する前の材料形態であるエマルジョンとして水に分散された高分子樹脂の平均粒子径が３２０ｎｍ以上であることを特徴とする保持シール材である。
保持シール材に添着された、有機結合剤のガラス転移温度が−２１℃以下である上記有機結合剤は、常温において、運動性の高いゴム状態を示すことができる。それ故、上記保持シール材を上記触媒担体及びシェルに組み付ける際には、上記有機結合剤が上記マット状物の無機繊維同士を結合すると共に優れた伸張性を示し、上記保持シール材に加えられる衝撃等のダメージを吸収することができる。
またガラス転移温度が大変低いことにより、必要最低限の繊維飛散量抑制レベルまで、有機結合剤の添着率を繊維重量に対して０．１ｗｔ％〜１．０ｗｔ％まで低下させることが可能である。
そして無機繊維表面において、有機結合剤が付着している部分と付着していない部分を形成し易い有機結合剤としては、無機繊維マットに付着する前の材料形態として水に高分子樹脂が分散されたエマルジョンが好ましく、高分子樹脂の平均粒子径が３２０ｎｍ以上の有機結合剤を使用することが好ましい。
【００１４】
請求項５に記載の保持シール材は、前駆体法により得られる無機繊維であり、この前躯体においてニードルパンチング処理された後、焼成して得られる無機繊維からなることを特徴とする保持シール材である。
ニードルパンチング処理を行うことによって繊維同士を交絡させ、保持シール材の引張強度を適度に高めて触媒担体に巻きつける際に破損しないための必要な強度をあたえ、嵩を適度に減少させることができる。その結果、キャニングにおける作業効率を上げることができる。更に、無機繊維の絡み合いに起因して保持シール材の面圧を高くすることができる。
【００１５】
請求項６に記載の保持シール材は、無機繊維としては、特に限定されず、アルミナ繊維、アルミナシリカ繊維、シリカ繊維、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の無機繊維であることが望ましい。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、適用することが好ましい。
【００１６】
請求項７に記載の保持シール材は、無機繊維が、アルミナとシリカの混合物であることを特徴とする保持シール材である。特に、低結晶性アルミナ質の無機繊維が望ましく、ムライト組成の低結晶性アルミナ質の無機繊維が好ましい。
【００１７】
請求項８に記載の保持シール材は、無機繊維の表面には無機粒子を付着していることを特徴とする保持シール材である。
無機粒子としては、アルミナ又はシリカが望ましい。アルミナは、いわゆる無機結合剤として無機繊維に付着する。なお、無機結合剤を保持シール材に付着する工程で使用される形態としては、無機粒子が水に分散したコロイド溶液であることが好ましい。
そして、無機繊維に付与された無機結合材は乾燥により水分が蒸発除去されることによりアルミナとなって無機繊維表面に強固に付着、一部の無機繊維同士を強固に接着する。一方、シリカゾルを用いる場合は、カチオン系のシリカゾルを用いることが好ましい。
有機結合剤に加えて、このような無機粒子を無機繊維に付着することにより、繊維交点部の摩擦力を増加させることが可能であり、保持シール材の面圧を更に高くすることができるのである。
【００１８】
請求項９に記載の保持シール材は、無機繊維の表面には無機粒子が付着しており、さらに前記無機粒子の表面に有機結合剤が付着していることを特徴とする保持シール材である。
無機粒子としては、アルミナ又はシリカが望ましい。アルミナは、いわゆる無機結合剤として無機繊維に付着する。なお、無機結合剤を保持シール材に付着する工程で使用される形態としては、無機粒子が水に分散したコロイド溶液であることが好ましい。
そして、無機繊維に付与された無機結合剤は乾燥により水分が蒸発除去されることによりアルミナとなって無機繊維表面に強固に付着、一部の無機繊維同士を強固に接着する。一方、シリカゾルを用いる場合は、カチオン系のシリカゾルを用いることが好ましい。
無機繊維の表面に無機粒子が付着し、更にその表面に、有機結合剤が付着していることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の排ガス浄化装置は、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、本発明の保持シール材であることを特徴とする。
このような構成とした保持シール材を、排ガス処理体に巻きつける際の作業時には繊維飛散量を抑制でき、ケーシング内に収容させて排ガス浄化装置とすると、ケーシング側での保持力が高く、排ガス処理体側での耐熱性及び曲げ易さに優れた排ガス浄化装置となる。
【００２０】
請求項９に記載の保持シール材の製造方法は、無機繊維からなり、上記マットに、無機粒子及び水を含む無機結合剤を接触させる工程と、上記マットを乾燥させる乾燥工程を経た後、有機結合剤を接触させる工程と、上記マットを乾燥させる乾燥工程とを含む保持シール材の製造方法である。
無機繊維表面には無機粒子が付着しており、さらに前記無機粒子の表面に有機結合剤が付着していることを特徴とする保持シール材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、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。
【図２Ａ】図２Ａは無機繊維の表面に島状に有機結合剤が付着されているＳＥＭ画像。
【図２Ｂ】図２Ｂは無機繊維の表面に島状に有機結合剤が付着されているＳＥＭ画像。
【図２Ｃ】図２Ｃは無機繊維の表面に島状に有機結合剤が付着されているＳＥＭ画像。
【図２Ｄ】図２Ｄは無機繊維の表面に島状に有機結合剤が付着されているＳＥＭ画像。
【図３】図３は、無機繊維の表面に無機結合剤が付着、島状に有機結合剤が付着されているＳＥＭ画像。
【図４】図４は、有機結合剤を付着した保持シール材の製造工程。
【図５】図５は、無機結合剤、および有機結合剤を付着した保持シール材の製造工程。
【図６】図６は、排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図。
【図７】図７は、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。
【図８】図８は、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。
【図９】図９は、繊維飛散試験器を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
(実施形態）
以下、本発明の保持シール材、保持シール材の製造方法及び排ガス浄化装置の一実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第一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。
本実施形態の保持シール材１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Ｄで示す）を有する、平面視形状略矩形のマットである。また、保持シール材１は、第１の主面１１と、第１の主面１１と反対側の主面である第２の主面１２を備えている。
【００２４】
図１に示す保持シール材１では、保持シール材１０の長さ方向側の端部のうち、一方の端部には凸部１３ａが形成されており、他方の端部には凹部１３ｂが形成されている。保持シール材１の凸部１３ａ及び凹部１３ｂ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１を巻き付けた際に、互いに嵌合するような形状となっている。
【００２５】
保持シール材１は所定の厚さＤを有する。
保持シール材の厚さＤの向きは第１の主面１１及び第２の主面１２に対して垂直な方向である。
【００２６】
本実施形態の保持シール材１は、有機結合剤を含んでいる。
無機繊維としては、特に限定されず、アルミナ繊維、アルミナシリカ繊維、シリカ繊維、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の無機繊維であることが望ましい。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ることが好ましい。
この中でも、アルミナ質の無機繊維が好ましく、ムライト組成の低結晶性アルミナ質の無機繊維がより好ましい。
【００２７】
アルミナ繊維、アルミナシリカ繊維には、アルミナ、シリカ以外に、例えば、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ２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であることがより好ましい。
【００２８】
シリカ繊維には、シリカ以外に、例えば、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ２等の添加剤が含まれていてもよい。
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た少なくとも一種の化合物を含む無機繊維である。
【００２９】
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。
【００３０】
生体溶解性繊維の具体的な組成としては、シリカ６０〜８５ｗｔ％、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１５〜４０ｗｔ％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。
【００３１】
上記アルカリ金属化合物としては、例えば、Ｎａ、Ｋ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、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａの酸化物等が挙げられる。上記ホウ素化合物としては、Ｂの酸化物等が挙げられる。
【００３２】
本実施形態の保持シール材１では、無機繊維から成る触媒保持シール材であり、有機結合剤を含有することを特徴とし、更に繊維の表面の少なくとも一部が有機結合剤で覆われておらず、且つ有機結合剤は少なくとも一本の無機繊維表面に島状に付着されている部分を有することを特徴とする保持シール材である。
上記保持シール材では、保持シール材を構成する無機繊維の表面に島状に有機結合剤が付着されており、これら無機繊維表面においては有機結合剤が付着している部分と付着していない部分が観察されることを特徴とする。このように、有機結合剤が付着している部分は、無機繊維の破損を抑制して、無機繊維の飛散を抑制することができる。一方、有機結合剤が付着していない部分は、排気ガスの高熱により熱分解、流動化した際、保持シールを構成する繊維交点の界面に熱分解した有機結合剤が介在しないために繊維間の摩擦力が低下しない。
【００３３】
特に、無機繊維表面への有機結合剤の島状の付着状態とは、無機繊維表面を海面、有機結合剤付着面を島に例えるように繊維表面に有機結合剤が独立して存在することを示す。無機繊維に付着する有機結合剤の付着状態において、有機結合剤が無機繊維表面に点在付着した状態で付着している。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の観察画像にて、繊維を表面視した場合、無機繊維表面に付着した有機結合剤の形状は、例えばほぼ円形状、あるいは楕円形状であるが、これらに限定されなくてもよい。図２は、無機繊維１００の表面に島状に有機結合剤１０１が付着されているイメージ図を示すが、必ずしも特定の付着形状に限定されるものではない。無機繊維１００の表面に有機結合剤１０１が付着している部分以外の繊維表面には、微量な有機結合剤が付着していても良く、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の観察画像上において、有機結合剤が無機繊維表面に点在付着した状態に観察できることを判断基準とする。図３は、無機繊維の表面に無機結合剤が付着、島状に有機結合剤が付着されているＳＥＭ画像の事例。このような有機結合剤の付着状態により、繊維交点部に有機結合剤が介在していない部分を増やすことが可能であり、繊維間の摩擦力を低下させない。
また、保持シール材を組み付ける際には繊維飛散を抑制しながら、エンジンから排出される高温な排気ガスにより加熱された場合でも、触媒担体の保持力の低下を抑え安定に保持することができる保持シール材とすることができる。
【００３４】
有機結合剤としては、特定の高分子樹脂に限定されない。エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ゴム系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などが使用できる。例えば、アクリレート系ラテックスやゴム系ラテックス等の水に分散させて調製したエマルジョンを用いることができる。
【００３５】
保持シール材に付着した有機結合剤は、無機繊維表面の面積に対して１０〜８０％の比率で付着され、更に好ましくは１３〜５０％の比率で付着されていることが好ましい。無機繊維に付着する有機結合剤の付着状態において、有機結合剤が無機繊維の表面に付着した面積によって、繊維交点部に有機結合剤が介在する場所の数が変わる。そのため、無機繊維表面の面積に対して有機結合剤の付着面積が１０％未満の場合は、繊維交点部に有機結合剤が介在する交点の数が少なく、排気ガスによる高温下においても有機結合剤の影響が小さくなり、繊維間の摩擦力の総和が大きく保たれるために面圧が大きい状態となる。また、繊維の飛散性においては、有機結合剤付着による衝撃吸収効果が低下して繊維飛散量の増加を招く。一方、無機繊維表面の面積に対して有機結合剤の付着面積が８０％超える場合は、繊維交点部に有機結合剤が介在する交点の数が多く、排気ガスによる高温下において有機結合剤の影響が大きくなり、繊維間の摩擦力の総和が小さくなり面圧の低下を招く。また、繊維の飛散性においては、有機結合剤付着による衝撃吸収効果が大きく繊維飛散量は抑制できている。したがって、高面圧が維持でき、且つ繊維飛散量が両立できるためには、有機結合剤が無機繊維表面の面積に対して１０〜８０％の比率で付着されていることが好ましく、更に好ましくは、１３〜５０％の比率で付着さているのが好ましい。
【００３６】
保持シール材に付着した有機結合材の付着率は、無機繊維重量に対して０．１〜１．５ｗｔ％であり、更に好ましくは、０．２〜０．８ｗｔ％付着されていることが好ましい。有機結合剤の付着率が０．１ｗｔ％未満の場合は、繊維飛散量の抑制効果が小さくなる。一方、有機結合剤の付着率が１．５ｗｔ％超える場合は、無機繊維表面に有機結合剤で覆われていない付着状態を形成することが困難となり、繊維交点部に有機結合剤が常に介在するために、繊維間の摩擦力を低下させてマット面圧を低下させるのである。
【００３７】
保持シール材に付着した有機結合剤を構成する高分子樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−２１℃以下であり、且つ、有機結合剤が無機繊維マットに付着する前の材料形態であるエマルジョンとして水に分散された高分子樹脂の平均粒子径が３２０ｎｍ以上であることが好ましい。
保持シール材に添着された、有機結合剤のガラス転移温度が−２１℃以下である上記有機結合剤は、常温において、運動性の高いゴム状態を示すことができる。それ故、上記保持シール材を上記触媒担体及びシェルに組み付ける際には、上記有機結合剤が上記マット状物の無機繊維同士を結合すると共に優れた伸張性を示し、上記保持シール材に加えられる衝撃等のダメージを吸収することができる。
またガラス転移温度が大変低いことにより、必要最低限の繊維飛散量抑制レベルまで、有機結合剤の添着率を繊維重量に対して０．１ｗｔ％〜１．５ｗｔ％まで低下させることが可能である。
そして無機繊維表面において、有機結合剤が付着している部分と付着していない部分を形成し易い有機結合剤としては、無機繊維マットに付着する前の材料形態として水に分散されたエマルジョンが好ましく、高分子樹脂固形分の平均粒子径が３２０ｎｍ以上の有機結合剤を使用することが好ましい。エマルジョン中の高分子樹脂の平均粒子径は、光散乱回折粒径測定装置により計測される。
【００３８】
無機繊維表面への有機結合剤の島状の付着状態、及び付着率の観察は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の観察画像にて、繊維を表面視した場合の無機繊維表面に付着した有機結合剤の形状、及び繊維表面に占める有機結合剤の面積率から判断することができる。
先ず、図１に示す保持シール材１の主面１１から裏面に向かい、厚さＤを３分割した上層、中層、下層の任意の３箇所から任意の５本の繊維を採取する。
各層について採取した繊維を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて、観察画像を繊維５本確認、合計１５本を確認する。観察画像には繊維1本が収まる拡大倍率とし、各繊維表面の有機結合剤の付着形状を観察する。有機結合剤の特定としては、マットを６００度、１時間電気炉で加熱処理後の無機繊維表面には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて、観察画像を確認した際、有機結合剤と考える付着形状の痕跡が繊維表面から消失していることから有機結合剤の付着物と判断する。
また、無機繊維表面の有機結合剤の付着面積は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の観察画像を紙（２１０×２９７ｍｍ）に印刷。印刷した紙から繊維成分を切り抜く。更に、切り抜かれた繊維成分の紙片重量を測定、次に有機結合剤部分を切り抜き、紙片重量を測定。この操作を同じ拡大倍率の繊維１５本分実施、繊維１５本の有機結合剤付着面積率の平均値を有機結合剤付着面積率とした。
図２において、繊維成分１００、有機結合剤成分１０１。
無機繊維表面に対する有機結合剤付着面積率（％）＝（有機結合剤部分重量（ｇ））／（繊維成分重量（ｇ））×１００          式（１）
【００３９】
無機繊維表面への有機結合剤の付着率の測定は、保持シール材１からサンプルを切り出し（50mm×50mm）、サンプル重量を計量する。その後、このサンプルを電気炉内で600℃、１時間加熱処理して有機バインダーを焼失、除去する。試料を電気炉から取り出し、室温に冷却後、加熱処理後サンプル重量を計量する。
有機結合剤付着率（ｗｔ％）＝｛（試料重量（ｇ））−（加熱処理後試料重量（ｇ））｝／（試料重量（ｇ））×１００          式（２)
【００４０】
保持シール材１には、有機結合剤に加えて、無機結合剤としてはアルミナ又はシリカが付着することが好ましい。なお、無機結合剤は、無機繊維マットに付着する前の材料形態であるコロイド溶液として無機粒子が水に分散されていることが好ましい。
無機繊維に付与された無機結合剤は乾燥により水分が蒸発除去されることによりアルミナとなって無機繊維表面に強固に付着、一部の無機繊維同士を強固に接着する。一方、シリカゾルを用いる場合は、カチオン系のシリカゾルを用いることが好ましい。
【００４１】
また、無機粒子がアルミナ粒子である場合、アルミナ粒子として、水中に分散した状態の二次粒子の形状が鎖状であるものを用いることが好ましい。
形状が鎖状であるアルミナ粒子とは、水に分散した状態で板状アルミナ一次粒子が連なっており、さらに立体的な分岐で連なり凝集した二次粒子（２００〜９００ｎｍ）を形成したアルミナ粒子である。
鎖状のアルミナ粒子を用いると、二次粒子同士の絡みが大きく、粒子同士が接合しながら無機繊維表面に付着した層の厚さの均一性が高まるため、保持シール材の特性が安定して発揮される。
更に、溶液中に分散したアルミナ粒子のゼータ電位は正の電荷を有する一方、無機繊維が負の電荷を有するアルミナ繊維、ガラス繊維が用いられた場合、アルミナ粒子が無機繊維の表面に強固に付着する。スラリー中で攪拌しながら無機繊維の表面に均一に無機粒子を付着させる抄造法と同様に、マットに少量、低濃度の無機粒子を分散した無機コロイド溶液を含浸した含浸法においても無機繊維の表面に均一に無機粒子が付着する。
また、繊維状または柱状のアスペクト比を有する線状形態や、羽毛状に凝集したアルミナ二次粒子も好ましい。
【００４２】
保持シール材１には、無機繊維同士の絡み合いを形成するためのニードルパンチング処理が施されていることが好ましい。
【００４３】
ニードルパンチング処理とは、ニードル等の繊維交絡手段を無機繊維前駆体のシート状物に抜き差しすることをいう。保持シール材１では、比較的、平均繊維長の長い無機繊維がニードルパンチング処理により３次元的に交絡している。すなわち、保持シール材１は、長手方向に概ね垂直な幅方向でニードルパンチング処理され、無機繊維同士が絡み合っている。無機繊維前駆体については、後述する保持シール材の製造方法において説明する。
【００４４】
このニードルパンチング処理により、保持シール材１の嵩を適度に減少させることができ、キャニングにおける作業効率を上げることができるとともに、無機繊維の絡み合いに起因して保持シール材１の面圧を高くすることができる。
なお、無機繊維の平均繊維長は、交絡構造を呈するためにある程度の長さが必要となる。例えば、無機繊維の平均繊維長は、０．５ｍｍ以上が望ましい。平均繊維長は、ニードルパンチされた製品マットを６００℃、１時間、電気炉にて加熱、有機結合剤を除去。そのマットの中間層を指先で裂き、中間層の無機繊維をピンセットにて引張り採取した繊維の繊維長を３０本測定した平均値を平均繊維長とみなす。０．５ｍｍ未満であると繊維の絡み合いが小さくなり、マットの引張り強度、及び面圧が低下する。
また、無機繊維の平均直径は、３〜１０μｍが望ましい。３μｍ未満であると繊維の曲げ応力が低下し面圧が低下する。一方、１０μｍを超えると面圧が経時低下する。触媒コンバータを組み付けた後、高温な排気ガス温度により金属ケースが伸縮する際、金属ケースと排気ガス処理体の間隙に収められたマットに加わる負荷は変化する。１０μｍを超えると、この負荷により繊維が折れやすく面圧が低下する。
【００４５】
次に、本発明の一実施形態に係る保持シール材の製造方法について説明する。
本発明の一実施形態に係る保持シール材の製造方法は、上記した本発明の一実施形態に係る保持シール材を製造する方法に適している。
【００４６】
本実施形態に係る保持シール材の製造方法として、例えば２つ工程順がある。
有機結合剤を付着した保持シール材の場合、図４に示す工程順で製造され、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、上記マットを、有機結合剤と接触させ、上記マットに有機結合剤を含浸させる含浸工程と、上記有機結合剤が付着したマットを脱水処理する脱水工程と、マットに付着した水分を乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴とする。
また、無機結合剤、および有機結合剤を付着した保持シール材の場合は、図５に示す工程順で製造され、保持シール材用のマットを準備するマット準備工程の後、無機結合剤と接触させ、上記マットに無機結合剤を含浸させる含浸工程と、上記無機結合剤が付着したマットを脱水処理する脱水工程と、マットに付着した水分を乾燥させる乾燥工程とを含む。更にその後、有機結合剤と接触させ、上記マットに有機結合剤を含浸させる含浸工程と、上記有機結合剤が付着したマットを脱水処理する脱水工程と、マットに付着した水分を乾燥させる乾燥工程とを組み合わせることを特徴とする。
【００４７】
（ａ）マット準備工程
本実施形態に係る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。
本実施形態の保持シール材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製する。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製し、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。
【００４８】
（ｂ）含浸工程（無機結合剤）
次に、上記マットを、無機粒子及び水を含む無機結合剤と接触させ、上記マットに無機結合剤を含浸させる含浸工程を行う。
無機結合剤としては、アルミナ、シリカ、チタニア等、それらが水中に分散したコロイド溶液等を用いることができるが、市販されている原液では濃度が高すぎることがあるので、無機粒子の濃度が固形分換算で０．５〜５ｗｔ％程度になるように薄めた液を無機結合剤として使用することが望ましい。
この含浸工程において、マットを無機粒子及び水を含む無機結合剤と接触させる方法は、特に限定されない。例えば、マットを無機粒子及び水を含む無機結合剤に浸漬することにより、マットに無機結合剤を含浸させてもよく、カーテンコート法等の方法で無機粒子及び水を含む無機結合剤をマット上に落下させることにより、マットに無機結合剤を含浸させてもよい。
また、無機結合剤としてアルミナを使用する場合、溶液中の二次粒子の形状が鎖状であるアルミナ粒子を含むコロイド溶液（例えば、日産化学工業株式会社製  アルミナゾル５５０）を使用することが望ましい。
【００４９】
（ｃ）脱水工程（無機結合剤）
次に、無機結合剤が付着したマットを脱水処理する。
この工程では、無機結合剤が付着したマットを吸引脱水することにより、無機結合剤の付着量をおおまかに調整することができる。
【００５０】
（ｄ）含浸工程（有機結合剤）
次に、水を含む有機結合剤と接触させ、マットに有機結合剤を含浸させる含浸工程を行う。
有機結合剤としては、アクリレート系ラテックスやゴム系ラテックス等を水に分散させて調製したエマルジョンを用いることができるが、市販されている原液では濃度が高すぎることがあるので、有機固形分の濃度が固形分換算で０．１〜３ｗｔ％程度になるように薄めた液を有機結合剤として使用することが望ましい。
この含浸工程において、マットに水を含む有機結合剤と接触させる方法は、特に限定されない。例えば、マットに水を含む有機結合剤に浸漬することにより、マットに有機結合剤を含浸させてもよく、カーテンコート法等の方法で水を含む有機結合剤をマット上に落下させることにより、マットに有機結合剤を含浸させてもよい。
【００５１】
（ｃ）脱水工程（有機結合剤）
次に、有機結合剤が付着したマットを脱水処理する。
この工程では、有機結合剤が付着したマットを吸引脱水することにより、有機結合剤の付着量をおおまかに調整することができる。
【００５２】
（ｄ）乾燥工程
この後、結合剤を含むマットを、１００〜１５０℃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、結合剤が付着したマットとする。
【００５３】
加熱熱風乾燥における風速は、１．５〜２．５ｍ／ｓであることが望ましい。
加熱熱風乾燥の際には、マットを、通気孔を有する板で上下から挟み、マットに過剰な負荷がかからないようにした状態で、マットの一方の主面（望ましくは第２の主面）側から他方の主面側に向けて熱風を吹き付け、通気孔からマットに熱風を通気することが望ましい。
【００５４】
これまでの工程までを経たマットは、本実施形態の保持シール材となる。
また、図１に示すような凸部と凹部を備えた形状の保持シール材とするためには、保持シール材を所定の形状に切断する裁断処理を更に行えばよい。
【００５５】
（排ガス浄化装置）
本発明の一実施形態に係る保持シール材は、排ガス浄化装置の保持シール材として使用される。
以下、本発明の一実施形態に係る排ガス浄化装置について説明する。
図６は、本発明の一実施形態に係る排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。
図６に示すように、本発明の一実施形態に係る排ガス浄化装置１１０は、ケーシング１２０と、ケーシング１２０に収容された排ガス処理体１３０と、排ガス処理体１３０及びケーシング１２０の間に配設された保持シール材１とを備えている。
排ガス処理体１３０は、多数のセル１３１がセル壁１３２を隔てて長手方向に並設された柱状のものである。なお、ケーシング１２０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。
【００５６】
なお、図６に示す排ガス浄化装置１１０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１３３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。
【００５７】
図６に示す排ガス浄化装置１１０では、保持シール材として、図１に示した保持シール材１が用いられている。
保持シール材１は、第１の主面１１がケーシング側、第２の主面１２が排ガス処理体側になるように配置されていることが好ましい。
保持シール材の第２の主面近傍は相対的に柔らかく曲げやすいため、急な角度で曲がることになる排ガス処理体側に配置されることが好ましいためである。
【００５８】
上述した構成を有する排ガス浄化装置１１０を排ガスが通過する場合について、図６を参照して以下に説明する。
図５に示すように、内燃機関から排出され、排ガス浄化装置１１０に流入した排ガス（図６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１３１に流入し、セル１３１を隔てるセル壁１３２を通過する。この際、排ガス中のＰＭがセル壁１３２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１３１から流出し、外部に排出される。
【００５９】
次に、本発明の一実施形態に係る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、本発明の一実施形態に係る保持シール材として既に説明しているので省略する。
【００６０】
まず、排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体について説明する。
図７は、本発明の第一実施形態に係る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７に示すように、排ガス処理体（ハニカムフィルタ）１３０は、主に多孔質セラミックからなり、その形状は略円柱状である。また、ハニカムフィルタ１３０の外周には、ハニカムフィルタ１３０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１３０の断熱性を向上させたりする目的で、外周コート層１３４が設けられている。
なお、ハニカムフィルタ１３０の内部の構成については、上述した本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置の説明で既に述べた通りである（図６参照）。
【００６１】
次に、排ガス浄化装置を構成するケーシングについて説明する。
ケーシング１２０は、主にステンレス等の金属からなり、その形状は、図６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。
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、排ガス処理体の端面の直径と排ガス処理体に巻付けられた状態の保持シール材の厚さとを合わせた長さより若干短くなっていることが好ましい。
【００６２】
続いて、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置の製造方法について説明する。
図８は、本発明の第一実施形態に係る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８では、内径が一定である略円筒状のケーシングを用いた例を示している。
【００６３】
まず、図１に示した保持シール材１を排ガス処理体（ハニカムフィルタ）１３０の周囲に巻き付けることにより、巻付体（保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体）１５０を作製する巻き付け工程を行う。
巻き付け工程では、従来公知の方法により作製した略円柱形状の排ガス処理体１３０の外周に、保持シール材１を凸部１３ａと凹部１３ｂとが嵌合するようにして巻き付ける。
巻き付け工程においては、保持シール材１の第２の主面１２が排ガス処理体１３０の外周に接するように巻き付けることが好ましい。
その結果、保持シール材１が巻き付けられた排ガス処理体１３０である巻付体１５０を作製することができる。
【００６４】
次に、作製した巻付体１５０を、所定の大きさを有する略円筒状であって、主に金属等からなるケーシング１２０に収容する収容工程を行う。
収容後に保持シール材が圧縮して所定の反発力（すなわち、排ガス処理体を保持する力）を発揮するために、ケーシング１２０の内径は、保持シール材１を巻き付けた排ガス処理体１３０の保持シール材１の厚さを含めた最外径より少し小さくなっている。
以上の方法により、図６に示した排ガス浄化装置１１０を製造することができる。
【００６５】
収容工程に関し、巻付体をケーシングに収容する方法としては、例えば、ケーシングの内部の所定の位置まで巻付体を圧入する圧入方式（スタッフィング方式）、巻付体をケーシングの内部に挿入した後、ケーシング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（スウェージング方式）、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２つの部品に分離可能な形状としておき、巻付体を第１のケーシング上に載置した後に第２のケーシングを被せて密封するクラムシェル方式等が挙げられる。
【００６６】
以下に、本発明の一実施形態に係る保持シール材、該保持シール材の製造方法及び排ガス浄化装置の作用効果について列挙する。
（１）本実施形態の保持シール材では、無機繊維の表面の少なくとも一部が有機結合剤で覆われていない添着をされたことを特徴とする保持シール材。排ガス処理体（ハニカムフィルタ）の周囲に保持シール材を巻き付ける作業時の繊維飛散量を抑制しながら、繊維交点部に有機結合剤が介在していない部分の存在により、繊維間の摩擦力を低下させないのである。
（２）好ましくは、有機結合剤が無機繊維表面に島状に添着されていることを特徴とする保持シール材である。このような付着状態は、繊維交点部に有機結合剤が介在していない部分を増やすことが可能であり、繊維間の摩擦力を低下させないのである。
無機繊維に付着する有機結合剤の付着状態において、有機結合剤がほぼ円形状、あるいは楕円形状に無機繊維表面に点在付着した状態で付着している。（島状とは、無機繊維表面を海面、有機結合剤付着面を島に例える。）
（３）より好ましくは、有機結合剤が無機繊維表面の面積に対して１０〜８０％の比率で添着されていることを特徴とする保持シール材である。
無機繊維に付着する有機結合剤の付着状態において、有機結合材が無機繊維の表面に付着した面積によって、繊維交点部に有機結合剤が介在する場所の数が変わる。そのため、繊維間の摩擦力を低下させないのである。
【００６７】
（４）本実施形態の保持シール材では、有機結合剤の添着量は繊維重量に対して０．１ｗｔ％〜１．５ｗｔ%であり、且つ、そのガラス転移温度が−２１℃以下であり、且つ、有機結合剤が無機繊維マットに付着する前の材料形態であるエマルジョンとして水に分散された高分子樹脂の平均粒子径が３２０ｎｍ以上であることを特徴とする保持シール材である。
シール材に添着された、そのガラス転移温度が−２１℃以下である上記有機結合剤は、常温において、運動性の高いゴム状態を示すことができる。それ故、上記保持シール材を上記触媒担体及びシェルに組み付ける際には、上記有機結合剤が上記マット状物の無機繊維同士を結合すると共に優れた伸張性を示し、上記保持シール材に加えられる衝撃等のダメージを吸収することができる。
またガラス転移温度が大変低いことにより、必要最低限の繊維飛散量抑制レベルまで有機結合剤の添着率として、繊維重量に対して０．２ｗｔ%〜１．５ｗｔ%まで低下することが可能である。
そして、無機繊維表面においては有機結合剤が付着している部分と付着していない部分が形成し易い有機結合剤としては、無機繊維マットに付着する前の材料形態であるエマルジョンとして水に分散された高分子樹脂の平均粒子径が３２０ｎｍ以上の有機結合剤を使用することが好ましい。
【００６８】
（５）本実施形態の保持シール材では、有機結合剤に加えて無機粒子を加えてもよく、保持シール材全体における上記無機結合剤の付着率が０．３〜４．０ｗｔ％であることが望ましい。
無機粒子の付着量が保持シール材全体として０．３ｗｔ％未満であると、繊維交点間に生じる摩擦力の増加が小さく、すなわち保持力向上効果が小さい。
また、無機粒子の付着量が保持シール材全体として４．０ｗｔ％を超えると、保持シール材が硬くなり曲げにくい場合がある。
【００６９】
（６）本実施形態の保持シール材は、ニードルパンチング処理が施された無機繊維からなるマットから得られた保持シール材である。
ニードルパンチング処理を行うことによって繊維同士を交絡させ、保持シール材の嵩を適度に減少させることができ、キャニングにおける作業効率を上げることができるとともに、無機繊維の絡み合いに起因して保持シール材の面圧を高くすることができる。
【００７０】
（７）本実施形態の保持シール材の製造方法では、マット準備工程、含浸工程、脱水工程、乾燥工程を組み合わせ、経て保持シール材を製造することができる。
【００７１】
（８）本実施形態の保持シール材での製造方法では、無機結合材がアルミナ粒子であり、無機結合剤中でのアルミナ粒子の二次粒子の形状が鎖状である。
鎖状のアルミナ粒子を用いると、二次粒子同士の絡みが大きく、粒子同士が接合しながら無機繊維表面に付着するため、無機結合剤厚さの均一性を高めることができる。そのため、保持シール材の特性が安定して発揮される。
【００７２】
（９）本実施形態の排ガス浄化装置は、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、上記排ガス処理体を保持する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、本実施形態の保持シール材である。
保持シール材として本実施形態の保持シール材が用いられていると、保持シール材が排ガス処理体に巻きジワや割れがない状態で巻きつけられており、かつ、排ガス処理体が高い保持力で保持されてなる排ガス浄化装置とすることができる。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明の一実施形態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。
【００７４】
（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用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焼成後の平均繊維径が５．１μｍである無機繊維前駆体を作製した。
【００７５】
（ａ−２）圧縮工程
上記工程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。
【００７６】
（ａ−３）ニードルパンチング工程
上記工程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。
【００７７】
（ａ−４）焼成工程
上記工程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無機繊維は、嵩密度が０．１５ｇ／ｃｍ３であり、目付量が１５００ｇ／ｍ２であった。
【００７８】
（ａ−５）切断工程
上記工程で得られた焼成シート状物を切断し、切断シート状物（マット）を準備した。
【００７９】
（ｂ）含浸工程
市販のアルミナのコロイド溶液（日産化学工業株式会社製  アルミナゾル５５０（固形分濃度：１５ｗｔ％））を水で希釈することにより固形分濃度１ｗｔ％として、無機粒子及び水を含む無機結合剤を調製した。この無機結合剤をカーテンコート法によりマットと接触させ、マットに無機結合剤を含浸させた。
【００８０】
（ｃ）脱水工程
無機結合剤が付着したマットを脱水機で吸引脱水することにより、無機結合剤が無機繊維の重量１００ｗｔ％に対して１００ｗｔ％付着した状態となるように調整した。
無機結合剤中の無機粒子の固形分濃度が１ｗｔ％であるので、無機粒子の無機繊維単位重量当たりの付着量は固形分換算で１．０ｇ／１００ｇとなる。
【００８１】
（ｄ）乾燥工程
次に、無機結合剤が付着したマットを温度１３０℃、風速２ｍ／ｓで加熱熱風乾燥することにより、無機粒子が付着されたマットが得られた。
乾燥工程においては、マットを、通気孔を有する板で上下から挟み、マットに過剰な負荷がかからないようにした状態で、マットの一方の主面（第２の主面となる面）側から他方の主面（第１の主面となる面）側に向けて熱風を吹き付け、通気孔からマットに熱風を通気した。
【００８２】
（ｅ）含浸工程
乾燥したマットに有機結合剤（アクリレート系ラテックス、ガラス転移温度Ｔｇ＝−３１℃、平均粒子径４００ｎｍ）を水で希釈することにより固形分濃度０．３ｗｔ％として濃度調製した。この有機結合剤をカーテンコート法によりマットと接触させ、マットに有機結合剤を含浸させた。
【００８３】
（ｆ）脱水工程
有機結合剤が付着したマットを脱水機で吸引脱水することにより、濃度調整された有機結合剤（アクリレート系ラテックス）が無機繊維の重量１００ｗｔ％に対して１００ｗｔ％付着した状態となるように調整した。
有機結合剤（アクリレート系ラテックス）中の高分子樹脂の濃度が０．３ｗｔ％であるので、有機成分の無機繊維単位重量当たりの付着量は固形分換算で０．３ｇ／１００ｇとなる。
【００８４】
（ｇ）乾燥工程
次に、有機結合剤が付着したマットを温度１３０℃、風速２ｍ／ｓで加熱熱風乾燥する。
乾燥工程においては、マットを、通気孔を有する板で上下から挟み、マットに過剰な負荷がかからないようにした状態で、マットの一方の主面（第２の主面となる面）側から他方の主面（第１の主面となる面）側に向けて熱風を吹き付け、通気孔からマットに熱風を通気した。
【００８５】
（ｅ）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４００ｍｍ×幅１２０ｍｍであって、一端に、長さＬが４０ｍｍ、幅Ｗが４０ｍｍの凸部が形成され、他端にこの凸部と嵌合する凹部が成形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。
【００８６】
（実施例２）
無機結合剤の含浸工程、脱水工程を無しに、及び有機結合剤（アクリレート系ラテックス）の高分子樹脂の平均粒子径を８００ｎｍに変更した他は、実施例１と同様にして保持シール材を作製した。
【００８７】
（比較例１）
有機結合剤の含浸工程において、有機結合剤（アクリレート系ラテックス、ガラス転移温度Ｔｇ＝−３１℃、平均粒子径２００ｎｍ）を水で希釈することにより固形分濃度１．８ｗｔ％として濃度調製した。更に、脱水工程において、有機結合剤が付着したマットを脱水機で吸引脱水することにより、有機結合剤溶液が無機繊維の重量１００ｗｔ％に対して１００ｗｔ％付着した状態となるように調整した。濃度調整された有機結合剤（アクリレート系ラテックス）中の有機成分の固形分濃度が１．８ｗｔ％であるので、有機成分の無機繊維単位重量当たりの付着量は固形分換算で１．８ｇ／１００ｇとなる変更した他は、実施例１と同様にして保持シール材を作製した。
【００８８】
（比較例２）
有機結合剤（アクリレート系ラテックス）の高分子樹脂の平均粒子径１００ｎｍに変更した他は、実施例１と同様にして保持シール材を作製した
【００８９】
各実施例及び比較例において作製した保持シール材について、以下の評価を行った。
【００９０】
（有機結合剤付着状態観察）
本発明の保持シール材の有機結合剤の付着状態をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて観察評価した。マット中間層の繊維を取り出し、繊維表面の状態を観察した。
【００９１】
（面圧評価試験）
各実施例及び比較例で得られた保持シール材について、以下の方法により、面圧を測定した。
なお、面圧の測定には、マットを圧縮する板の部分に加熱ヒーターを備えた熱間面圧測定装置を使用した。
まず、室温状態で、サンプルの嵩密度（ＧＢＤ）が０．３ｇ／ｃｍ３となるまで圧縮し、１０分間保持した。なお、サンプルの嵩密度は、「嵩密度＝サンプルの重量／（サンプルの面積×サンプルの厚さ）」で求められる値である。
次に、サンプルを圧縮した状態で４０℃／ｍｉｎで片面９００℃、片面６５０℃まで昇温しながら、嵩密度を０．２７３ｇ／ｃｍ３まで開放した。そして、サンプルを温度片面９００℃、片面６５０℃、嵩密度０．２７３ｇ／ｃｍ３の状態で５分間保持した。
その後、１ｉｎｃｈ（２５．４ｍｍ）／ｍｉｎで嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ３となるまで圧縮し、その時の荷重を測定した。得られた荷重をサンプルの面積で除算することにより、面圧（ｋＰａ）を求めた。
【００９２】
（繊維飛散試験）
繊維飛散試験は、図９に示す繊維飛散試験器を用いて行った。
保持シール材から打抜いたサンプル６０１（１００ｍｍ×１００ｍｍ）を試験装置７１０から突出したアーム枠７４０（全長９１５ｍｍ、幅３２２ｍｍ）の先端に固定する。
アーム枠７４０は、他方の先端が試験装置７１０の垂直枠７５０と接続されている。垂直枠７５０は、土台枠部分７５１の上に、直立するように設置されている。また、垂直枠７５０は、ＸＺ平面に延伸する主平面（Ｚ方向の高さ（土台枠部分７５１の高さを除く）１０１６ｍｍ×Ｘ方向の長さ３２２ｍｍ）を有する。垂直枠７５０を構成する２本の金属柱７５３のＸ方向の幅は、２５ｍｍで、Ｙ方向の幅は、２５ｍｍである。アーム枠７４０は垂直枠７５０の上端（図示されていない）に接続された先端部を支点として、垂直枠の主表面に対して垂直な平面（ＹＺ平面）上で回転することができる。この回転は、垂直枠の主表面から、少なくとも、この主表面に対して９０゜以下の角度範囲で行うことができる。試験の際に、アーム枠７４０を鉛直方向に対して９０゜の角度（すなわち水平状態）に保持した状態から落下させると、アーム枠７４０は、ＹＺ平面に沿って、矢印の向きに９０゜回転し、これに伴って、サンプル６０１も矢印の向きに回転する。
アーム枠７４０は、最終的に垂直枠７５０の金属柱７５３に衝突する。このときの衝撃によって、サンプル６０１から無機繊維の一部が飛散する。試験後、サンプル６０１をクリップ１３０から静かに取り外す。
その後、以下の式を用いて、無機繊維の飛散率を求めた。
【００９３】
無機繊維の飛散率（ｗｔ％）＝｛（試験前のサンプルの重量（ｇ））−（試験後のサンプルの重量（ｇ））｝／（試験前のサンプルの重量（ｇ））×１００          式（３）
【００９４】
各実施例及び比較例の保持シール材の特性及び評価結果を表にまとめて示した。
表中の「判定」の欄には、保持シール材の面圧、繊維飛散性の評価結果から、排ガス処理体を保持する際の保持力及び排ガス処理体に保持シール材を巻き付ける際の繊維飛散性について評価し、合格する場合に○、不合格の場合に×で示した。
【００９５】
【表１】
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【００９６】
実施例１、２で作製した保持シール材では、繊維飛散量は０．０８％以下であり低く良好、面圧値も３０．０KPa以上と大きく良好であり、両特性が両立できている。
特に、実施例１で作製した保持シール材では、無機結合材を使用することにより、面圧値が最も大きく良好であった。
【００９７】
比較例１で作製した保持シール材では、繊維飛散量は０．０８％以下であり低く良好だが、面圧が３０．０KPaを満たさず低く好ましくない結果であった。
比較例２で作製した保持シール材では、繊維飛散量は０．０８％以下であり低く良好だが、面圧が３０．０KPaを満たさず低く好ましくない結果。
比較例１、２で作製した保持シール材では、繊維飛散量を低く抑えることと、面圧値が大きいという、両特性の両立ができていない結果であった。
【符号の説明】
【００９８】
１  保持シール材
１１  第１の主面
１２  第２の主面
１３ａ  凸部
１３ｂ  凹部
１００  無機繊維
１０１  有機結合剤
１１０  排ガス浄化装置
１２０  ケーシング
１３０  排ガス処理体
１５０  排ガス浄化装置の製造方法
７１０  繊維飛散試験器
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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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９】
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【図３】
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