(57)【要約】【課題】  保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体をケーシングに収容して排ガス浄化装置として使用する際、上記保持シール材がヒータを備えているため、このヒータを用いることにより、任意のタイミングで上記排ガス処理体を加熱することができ、エンジン等の内燃機関を始動した直後の排ガス処理体（触媒担体）の昇温を迅速に行い、触媒としての機能を発揮させることができる保持シール材を提供する。【解決手段】  無機繊維からなるマット状の保持シール材であって、前記保持シール材を構成するマットのいずれかの主面に、ヒータが配設されていることを特徴とする排ガス浄化装置用の保持シール材。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維からなるマット状の保持シール材であって、
前記保持シール材を構成するマットのいずれかの主面に、ヒータが配設されていることを特徴とする排ガス浄化装置用の保持シール材。
【請求項２】
前記保持シール材を構成するマットの表面に有機シートが貼付され、前記有機シートと前記マットとの間にヒータが配設されている請求項１に記載の保持シール材。
【請求項３】
前記有機シートの構成材料は、ポリオレフィン樹脂、ビニル樹脂、スチロール樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１又は２に記載の保持シール材。
【請求項４】
前記ヒータはカンタル線からなる請求項１〜３のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項５】
前記ヒータは、金、銀、白金、パラジウム、鉛、タングステン、モリブデン、クロム、鉄、アルミニウム及びニッケルからなる群から選択される少なくとも１種からなる請求項１〜３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、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維、及び、生体溶解性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請求項１〜５のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項７】
前記ヒータは、前記保持シール材の全体に配設されている請求項１〜６のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項８】
さらに膨張材として、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、および膨脹性フッ化雲母からなる群から選定された少なくとも一種の材料が含まれている請求項１〜７のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項９】
さらに、ニードルパンチング処理が施されている請求項１〜８のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項１０】
請求項１〜９に記載の保持シール材の製造方法であって、
無機繊維からなるマット状の保持シール材を準備する工程と、
前記保持シール材を構成するマットと有機シートとの間にヒータが配設されるように、前記マットの上に前記ヒータと前記有機シートとを配置し、前記有機シートを前記マットに貼付する工程とを含むことを特徴とする排ガス浄化装置用の保持シール材の製造方法。
【請求項１１】
前記有機シートを前記マットに貼付する際、前記有機シートをマットに熱圧着するか、前記有機シートの前記マットに対向している面に接着剤を塗布し、前記有機シートをマットに接着するか、糸を用いて前記有機シートをマットに縫い付ける請求項１０に記載の保持シール材の製造方法。
【請求項１２】
ケーシングと、
前記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ケーシングの間に配設された無機繊維からなるマット状の保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、
前記保持シール材を構成するマットと前記排ガス処理体との間に、ヒータが配設されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項１３】
前記排ガス処理体を構成する材料として、コージェライトが使用されている請求項１２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の排ガス浄化装置の製造方法であって、
無機繊維からなるマット状の保持シール材を準備する工程と、
前記保持シール材を構成するマットと有機シートとの間にヒータが配設されるように、前記マットの上に前記ヒータと前記有機シートとを配置し、前記有機シートを前記マットに貼付する工程と、
作製された前記保持シール材を、前記有機シートが排ガス処理体の側面と接するように、前記排ガス処理体の周囲に巻き付ける工程と、
前記保持シール材がその周囲に巻き付けられた前記排ガス処理体をケーシング内部に収容する収容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１５】
前記収容工程の後、前記ヒータに通電を行い、排ガス浄化装置の内部を加熱する請求項１４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、排ガス浄化装置用の保持シール材、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又は金属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。
【０００４】
上記排ガス浄化装置のなかで、上記した有害なガス成分を浄化する触媒コンバータ装置は、所定の活性化温度に到達した状態でないと排ガス処理体が充分な触媒作用を発揮することができない。しかし、例えば、エンジン等の内燃機関を始動した直後や、ハイブリッドエンジンを搭載した自動車でエンジンが稼働していない場合等においては、排ガス処理体の温度が活性化温度より低い温度となり、有害なガス成分を充分に浄化することができない場合がある。
【０００５】
このため、特許文献１には、金属製触媒担体自身を発熱抵抗体、つまり電熱ヒータとして利用し、上記のような場合であっても、金属製触媒担体を活性化温度以上の温度に昇温させる排気浄化用触媒コンバータが提案されている。
図６は、特許文献１に記載の排気浄化用触媒コンバータを模式的に示す断面図である。
この排気浄化用触媒コンバータ３０１は、図６に示すように、フェールセーフのために金属製触媒担体３０２〜３０４を複数配設しており、電極部材３０５〜３１０を並列で接続するために、電極部材３０５〜３１０同士が＋側、−側のそれぞれにおいて、導電性の放熱板３１１、３１２により連結され、ナット３１３〜３１８で固定されている。
また、多数の電極部材３０５〜３１０をケーシング３２２（金属製シェル）の外から挿入する構造をとっており、ケーシング３２２に設けられた孔と保持シール材３１９〜３２１に設けられた孔とを挿通した電極部材３０５〜３１０が金属製触媒担体３０２〜３０４と接触しており、電源からの電気を電極部材３０５〜３１０を介して金属製触媒担体３０２〜３０４に通電し、金属製触媒担体３０２〜３０４を発熱させる仕組みとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２６９３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
すなわち、上述したように、保持シール材３１９〜３２１に孔を形成し、この孔に電極部材３０５〜３１０を挿入することにより、金属製触媒担体３０２〜３０４と電極部材３０５〜３１０とを接続しているため、金属製触媒担体３０２〜３０４と電極部材３０５〜３１０との接触面積を大きくすると、保持シール材３１９〜３２１の面積が小さくなって、保持シール材の反発力の総和が低下するとともに、金属製触媒担体３０２〜３０４に対する保温効果が低下し、一方、保持シール材３１９〜３２１に形成する孔の大きさを小さくすると金属製触媒担体３０２〜３０４と電極部材３０５〜３１０との接触面積が小さくなってしまい、接続不良が発生し易いという問題がある。
【０００８】
第四の問題として、上記方法では、金属製触媒担体３０２〜３０４自身をヒータとして用い、金属製触媒担体３０２〜３０４を発熱させるので、コージェライト等の絶縁性の材料からなる触媒担体には、上述の特許文献１の方法を用いることができないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、排ガス処理体の保温能力及び保持能力に優れ、接続不良等の問題が発生しにくく、保持シール材に孔等を形成する必要がない排ガス浄化装置及び該排ガス浄化装置の製造方法、並びに、上記排ガス浄化装置用の保持シール材及びその製造方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の排ガス浄化装置用の保持シール材は、無機繊維からなるマット状の保持シール材であって、上記保持シール材を構成するマットのいずれかの主面に、ヒータが配設されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の排ガス浄化装置用の保持シール材は、通常、排ガス処理体に巻き付け、該保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体をケーシングに収容して排ガス浄化装置として使用するが、上記保持シール材がヒータを備えているため、このヒータを用いることにより、任意のタイミングで上記排ガス処理体を加熱することができる。
また、この排ガス浄化装置では、ヒータを排ガス処理体の表面に接触させるように配置することができるため、このヒータを用いることにより、迅速に排ガス処理体を加熱、昇温させることができる。
【００１２】
従って、この保持シール材を使用した排ガス浄化装置では、エンジン等の内燃機関を始動した直後の排ガス処理体（触媒担体）の昇温のみでなく、ハイブリッド車両等のモータ及びエンジンを搭載した車両がモータを稼働させ、エンジンが稼働していない時にも、所定の温度以上の温度を保つように排ガス処理体を加熱することができる。そのため、エンジンが再稼働し始めた際、直ぐに排ガス処理体を排ガス浄化装置として機能させることができる。
【００１３】
本発明の排ガス浄化装置用の保持シール材は、上記保持シール材を構成するマットの表面に有機シートが貼付され、上記有機シートと上記マットとの間にヒータが配設されていることが望ましい。
【００１４】
上記構成の保持シール材では、ヒータが有機シートを介して上記マットの主面に固定されているので、ヒータを備えた上記保持シール材をそのまま排ガス処理体の周囲に巻き付けることにより、上記保持シール材と上記排ガス処理体との間にヒータを狭持することができ、容易にヒータを備えた排ガス浄化装置を作製することができる。なお、有機シートは、排ガスが排ガス浄化装置に導入されると、排ガスの温度により加熱され、分解、消失する。
【００１５】
本発明の保持シール材では、前記有機シートの構成材料は、ポリオレフィン樹脂、ビニル樹脂、スチロール樹脂及びポリエステル樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが望ましい。
これらの樹脂は充分な柔軟性を有するので、上記有機シートと上記マットとの間に配設されたヒータをしっかりと保持することができ、また、外部からの衝撃を吸収することができるので、ヒータの断線等を防止することができる。また、上記構成の保持シール材が用いられた排ガス浄化装置に排ガスが流入した際に、有機シートが熱分解しやすくなる。
【００１６】
本発明の保持シール材では、上記ヒータはカンタル線からなるものであることが望ましい。
カンタル線は、ニッケル、クロム、アルミニウム合金であり、汎用されており、耐熱性、耐久性に優れ、発熱量も大きいので、ヒータとして好適であり、上記保持シール材を用いた排ガス浄化装置では、迅速な昇温が可能で、排ガスの浄化性能に優れた排ガス浄化装置とすることができる。
【００１７】
本発明の保持シール材では、上記ヒータは、金、銀、白金、パラジウム、鉛、タングステン、モリブデン、クロム、鉄、アルミニウム及びニッケルからなる群から選択される少なくとも１種からなるものであることが望ましい。
【００１８】
上記保持シール材では、種々の金属を組み合わせることにより、要求されるヒータの特性に応じて種々の特性を有するヒータとすることができ、この保持シール材を用いることにより排ガスの浄化性能に優れた排ガス浄化装置とすることができる。
【００１９】
本発明の保持シール材では、上記無機繊維は、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維、及び、生体溶解性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。
【００２０】
上記保持シール材で、上記無機繊維が、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、ヒータが充分な高温になった場合であっても、変質等が発生することはなく、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。
【００２１】
本発明の保持シール材では、上記ヒータは、上記保持シール材の全体に配設されていることが望ましい。
ヒータが保持シール材の全体に配設されていると、この保持シール材を用いた排ガス浄化装置では、排ガス処理体の周囲全体に配設されることとなり、上記ヒータにより排ガス処理体の全体が加熱されるので、排ガス処理体の温度が均一になり、排ガスの一部が浄化されないといった事態が発生するのを防止することができる。
【００２２】
本発明の保持シール材では、さらに膨張材として、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、および膨脹性フッ化雲母からなる群から選定された少なくとも一種の材料が含まれていることが望ましい。
【００２３】
上記保持シール材では、該保持シール材が膨張材を含むので、この保持シール材が用いられた排ガス浄化装置では、上記膨張材の作用により、しっかりと排ガス処理体を保持することができ、排ガス処理体がケーシングから抜け落ちるのを防止することができる。
【００２４】
本発明の保持シール材には、ニードルパンチング処理が施されていることが望ましい。上記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素地マットに対して抜き差しすることをいう。
【００２５】
このような処理が施された保持シール材では、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。
このため、上記保持シール材を用いた排ガス浄化装置では、保持シール材を構成する無機繊維同士が充分に絡まり合っており、保持シール材から無機繊維が飛散したり、脱離するのを防止することができる。
【００２６】
本発明の保持シール材の製造方法は、上述した構成の保持シール材の製造方法であって、
無機繊維からなるマット状の保持シール材を準備する工程と、上記保持シール材を構成するマットと有機シートとの間にヒータが配設されるように、上記マットの上に上記ヒータと上記有機シートとを配置し、上記有機シートを上記マットに貼付する工程とを含むことを特徴とする。
【００２７】
上記保持シール材の製造方法によれば、有機シートを利用することにより、簡単にマットの表面にヒータを載置、固定することができるので、得られたマットの表面に有機シートが貼付され、上記有機シートと上記マットとの間にヒータが配設され保持シール材を用いれば、ヒータが保持シール材と排ガス処理体との間に配設された排ガス浄化装置を比較的容易に作製することができる。また、得られた排ガス浄化装置では、任意のタイミングで排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体を加熱することができる。
【００２８】
本発明の保持シール材の製造方法では、前記有機シートを前記マットに貼付する際、前記有機シートをマットに熱圧着するか、前記有機シートの前記マットに対向している面に接着剤を塗布し、前記有機シートをマットに接着するか、糸を用いて前記有機シートをマットに縫い付けることが望ましい。
上記した種々の貼付方法をとることができるので、有機シートの材質やヒータの形状、材質等に応じて最適な方法を選ぶことができ、有機シートとマットとの間にヒータを確実に狭持することができる。
【００２９】
本発明の排ガス浄化装置は、ケーシングと、上記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ケーシングの間に配設された無機繊維からなるマット状の保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材を構成するマットと上記排ガス処理体との間に、ヒータが配設されていることを特徴とする。
【００３０】
本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体を昇温させる手段として、排ガス処理体の周囲に配設されたヒータを用いており、このヒータと電源とは、接続部材等を用いて容易に接続させることができるので、接続不良が発生するおそれが殆どなく、確実に排ガス処理体を加熱することができる。
【００３１】
また、本発明の排ガス浄化装置では、保持シール材に孔を形成して保持シール材の面積を減少させる必要がないので、上記保持シール材により充分に排ガス処理体を保温することが可能であるとともに、保持シール材の反発力を大きく保ち、排ガス処理体をしっかりと保持することが可能な排ガス浄化装置を提供することができる。
【００３２】
また、本発明の排ガス浄化装置では、ヒータに接続した導電線をケーシングの外部に導出するだけでよいので、ケーシングや保持シール材に大きな孔を形成し、外部から電極部材を排ガス処理体に当接させる必要がなく、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体をケーシング内部に収容する方法として、圧入等の種々の方法をとることができ、収容方法の選択の範囲が拡がる。
【００３３】
本発明の排ガス浄化装置では、エンジン等の内燃機関を始動した直後の排ガス処理体（触媒担体）の昇温のみでなく、ハイブリッド車両等のモータ及びエンジンを搭載した車両がモータを稼働させ、エンジンが稼働していない時にも、所定の温度以上の温度を保つように排ガス処理体を加熱することができる。そのため、エンジンが稼働し始めた際、直ぐに排ガス処理体を排ガス浄化装置として機能させることができる。
【００３４】
本発明の排ガス浄化装置では排ガス処理体を構成する材料として、コージェライトが使用されていることが望ましい。
【００３５】
上記構成の排ガス浄化装置では、ヒータが保持シール材を構成するマットと排ガス処理体との間に配設されているので、排ガス処理体がヒータと接触しており、ヒータを発熱体として使用するためには、ヒータと接触しても電流の流れるおそれのない、コージェライト等の絶縁材料からなる排ガス処理体を使用することが望ましい。この場合、ヒータが排ガス処理体に接しているため、昇温速度が速く、迅速に排ガス処理体を昇温させ、触媒を排ガス浄化触媒として機能させることができる。
【００３６】
本発明の排ガス浄化装置の製造方法は、上述した構成の排ガス浄化装置の製造方法であって、
無機繊維からなるマット状の保持シール材を準備する工程と、上記保持シール材を構成するマットと有機シートとの間にヒータが配設されるように、上記マットの上に上記ヒータと上記有機シートとを配置し、上記有機シートを上記マットに貼付する工程と、作製された上記保持シール材を、上記有機シートが排ガス処理体の側面と接するように、上記排ガス処理体の周囲に巻き付ける工程と、上記保持シール材がその周囲に巻き付けられた上記排ガス処理体をケーシング内部に収容する収容工程とを含むことを特徴とする。
【００３７】
本発明の排ガス浄化装置の製造方法では、上述した保持シール材の製造方法を用いてマットと有機シートとの間にヒータが配設された保持シール材を作製した後、作製された上記保持シール材を、上記有機シートが排ガス処理体の側面と接するように、上記排ガス処理体の周囲に巻き付け、圧入等の手段により、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体をケーシングに収容することができる。上記方法により、保持シール材と排ガス処理体との間にヒータが配設された排ガス浄化装置を、比較的容易に作製することができる。
【００３８】
本発明の排ガス浄化装置の製造方法では、上記収容工程の後、上記排ガス浄化装置に排ガスを導入する前に、上記ヒータに通電を行うことが望ましい。
これにより、マットの表面に貼付された有機シートが分解、消失するため、排ガス浄化装置に排ガスが導入されても、有機物が分解してガスを発生することはなく、車両に取り付けられたセンサー等の誤動作を防止することができる。また、これによりヒータが排ガス処理体と接触するようになり、迅速に排ガス処理体を加熱することができる。
【００３９】
保持シール材が膨張材を含んでいる場合、排ガス浄化装置に排ガスを導入する前にヒータに通電することにより、膨張材が膨らむため、保持シール材の保持力を向上させることができ、排ガス処理体の把持を確実なものにすることができる。
また、保持シール材や排ガス処理体が有機バインダ等の有機物を含んでいる場合、上記排ガス浄化装置に排ガスを導入する前にヒータに通電することにより、有機バインダ等の有機物を分解、消失させることができ、車両に取り付けられたセンサー等の誤動作を防止することができる。
この場合、上記排ガス浄化装置を車両等に取り付ける前に、気体等をケーシングの内部に流通させることができ、ヒータに通電させることができる装置を用い、ヒータに通電して保持シール材や排ガス処理体を加熱する処理を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【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）に示した保持シール材の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】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】本発明の排ガス浄化装置の製造方法の一工程を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明の保持シール材に用いられるヒータの別の形状を模式的に示す平面図である。
【図６】図６は、従来の排気浄化用触媒コンバータを模式的に示す断面図である。（発明の詳細な説明）
【００４１】
(発明の詳細な説明）
以下、本発明の排ガス浄化装置用の保持シール材、該保持シール材が用いられた排ガス浄化装置、排ガス浄化装置の製造方法について説明する。
【００４２】
本発明の排ガス浄化装置用の保持シール材は、上記保持シール材を構成するマットのいずれかの主面に、ヒータが配設されていることを特徴とする。
【００４３】
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）に示した保持シール材のＡ−Ａ線断面図である。
【００４４】
図１（ａ）に示すように、本発明の保持シール材１０を構成するマット１１は、所定の長さ（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である。
【００４５】
図１に示すマット１１では、マット１１の長さ方向側の端部のうち、一方の端部には凸部１２が形成されており、他方の端部には凹部１３が形成されている。マット１１の凸部１２及び凹部１３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マット１１を巻き付けた際に、ちょうど互いに嵌合する形状となっている。
【００４６】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、この保持シール材１０を構成するマット１１の表面には有機シート１４が貼付され、有機シート１４とマット１１との間にヒータ１５が配設されている。
【００４７】
また、ヒータ１５の端部には、外部端子１６が接続され、外部端子１６には導電線１７が接続されている。
【００４８】
図１（ａ）及び（ｂ）に示す保持シール材１０では、ヒータ１５として線状のヒータ１５が用いられており、このヒータ１５は、折り曲げる前の部分と折り曲げた後の部分とが屈曲部を介してほぼ平行になるように、一定の短い間隔で繰り返し折り曲げられている。 このように形成されたヒータ１５は、長手方向の端部側から観察すると、その輪郭は、ほぼ長方形の形状をなしており、左右に交互に形成された屈曲部分を介して平行な直線が長手方向に繰り返された形状となっている。ヒータ１５の発熱量の調整は、基本的には、ヒータ１５の抵抗値を調整することにより行うことができるが、単位長さ当たりの平行線の間隔を調整することによっても、発熱量を調整することができる。ただし、ヒータは、排ガス処理体を均一な温度になるように加熱することができる形状（パターン）であれば、図１に示した形状に限定されるものではなく、図５（ａ）及び（ｂ）に示したような他の形状であってもよい。
【００４９】
図５（ａ）に示す保持シール材２０を構成するマット２１では、ヒータ２５が屈曲部を介して長手方法に繰り返し進展する形状を有している。図５（ａ）に示すような形状のヒータ２５であるとヒータがより広い部分をカバーすることができ、効率の良い加熱が可能である。また、マットを排ガス処理体に巻き付ける際の引っ張り力に対しても柔軟に伸展することが可能でありヒータの断線を防止することができる。
【００５０】
図５（ｂ）に示す保持シール材３０を構成するマット３１では、ヒータ３５が短いインターバルで屈曲を繰り返しながら長手方向に垂直（幅方向）に進展するパターンが長手方向に繰り返される形状を有している。図５（ｂ）に示すヒータ３５は、２個のヒータ３５から構成されており、電源と２個のヒータを並列で接続する構成となっている。抵抗パターンの抵抗が大きく、長い抵抗体では充分に加熱を行うことが難しい場合には、図５（ｂ）に示すように抵抗体を幾つかに分割してもよい。
【００５１】
ヒータ１５を構成する材料は、特に限定されるものではないが、例えば、カンタル線、ニクロム線等が挙げられ、また、金、銀、白金、パラジウム、鉛、タングステン、モリブデン、クロム、鉄、アルミニウム及びニッケルからなる群から選択される少なくとも１種からなるヒータ、又は、炭化ケイ素等の導電性セラミック等からなるヒータで、既に販売されているものが挙げられる。ヒータ１５は、市販のものを使用してもよい。所望の材料、形状（パターン）からなるヒータを用いる場合には、ヒータを製造してもよい。
【００５２】
図１（ａ）及び（ｂ）に示したヒータ１５は、線状であるが、ヒータ１５の形状は、線状で線の延びる方向に垂直な断面がほぼ円形のものに限定されるものではなく、上記断面の形状が楕円形状や長方形の形状のものであってもよい。また、平板状の抵抗体が所定のパターンにカットされたものであってもよい。
【００５３】
有機シート１４を構成する材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ブタジエンゴム、ポリイソブチレンゴム等のポリオレフィン樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等のスチロール樹脂、ポリエチレンフタレート、ポリエーテルエステル等のポリエステル樹脂等が挙げられる。有機シートは、フィルム等の不織布であってもよく、上記材料を繊維状にしたものを用いた織布であってもよい。
【００５４】
有機シート１４の厚さは、２０〜２００μｍであることが望ましい。有機シートの厚さが２０μｍ未満であると、有機シートの厚さが薄すぎて貼付する際等に破れるおそれがある。一方、有機シートの厚さが２００μｍを超えると、有機シートの厚さが厚すぎて、無機繊維単位重量当たりの貼付量が多くなりすぎ、ケーシングへの圧入は問題なく行うことができるものの、分解により発生する炭化水素ガス等の量が多くなりすぎ、好ましくない。
【００５５】
上記保持シール材を構成するマットには、有機シートが貼付されているが、保持シール材をケーシングの内部に収容し、排ガス浄化装置を製造し、車両等に配設した後、エンジンを始動する前に内部に配設されたヒータに通電することにより、上記有機シートを分解、消失させることができ、車両に取り付けられたセンサー等の誤動作を防止することができる。
上記排ガス浄化装置を車両等に取り付ける前に、気体等をケーシングの内部に流通させることができ、ヒータに通電させることができる装置を用い、ヒータに通電し有機シートを加熱する処理を行ってもよい。
【００５６】
マット１１は、無機繊維を主成分として含んで構成されている。
上記無機繊維は、アルミナ繊維、アルミナシリカ繊維、シリカ繊維、及び、生体溶解性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から構成されている。
【００５７】
アルミナ繊維には、アルミナ以外に、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であることがより望ましい。なお、アルミナとシリカの割合が上記範囲の繊維をアルミナ繊維ともいう。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、健康上好ましくないからである。
【００６７】
本発明の保持シール材を構成するマットの目付量（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。マットの目付量が２００ｇ／ｍ２未満であると、保持シール材としての保持力が充分ではなく、マットの目付量が４０００ｇ／ｍ２を超えると、マットの嵩が低くなりにくい。そのため、このようなマットを保持シール材として用いて排ガス浄化装置を製造する場合、排ガス処理体がケーシングから脱落しやすくなる。
【００６８】
また、マットの嵩密度（キャニングの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、０．１０〜０．５０ｇ／ｃｍ３であることが望ましい。マットの嵩密度が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、マットの形状を所定の形状に保ちにくくなる。
また、マットの嵩密度が０．５０ｇ／ｃｍ３を超えると、マットが硬くなり、排ガス処理体への巻き付け性が低下し、マットが割れやすくなる。
【００６９】
本発明の保持シール材を構成するマットの厚さは、特に限定されないが、１．５〜５０ｍｍであることが望ましく、６〜２０ｍｍであることがより望ましい。
マットの厚さが１．５ｍｍ未満であると、保持シール材としての保持力が充分ではない。そのため、このようなマットを保持シール材として用いて排ガス浄化装置を製造する場合、排ガス処理体がケーシングから脱落しやすくなる。また、マットの厚さが５０ｍｍを超えると、マットが厚すぎるため、排ガス処理体への巻き付け性が低下し、マットが割れやすくなる。
【００７０】
保持シール材１０を構成するマット１１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望ましい。
【００７１】
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。マット１１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、マット１１は、長手方向に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。
【００７２】
このニードルパンチング処理により、マット１１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マット１１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、５０μｍ〜１００ｍｍが望ましい。また、無機繊維の平均直径は、２〜１０μｍが望ましい。
【００７３】
上記保持シール材は、さらに膨張材として、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、および膨脹性フッ化雲母からなる群から選定された少なくとも一種の材料を含んでいてもよい。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。
【００７４】
保持シール材がこのような膨張材を含んでいる場合、保持シール材をケーシングの内部に収容し、排ガス浄化装置を製造し、車両等に配設した後、エンジンを始動する前に内部に配設されたヒータに通電することにより、保持シール材の内部が加熱され、膨張材が膨らむため、保持シール材の保持力を向上させることができ、排ガス処理体の把持を確実なものにすることができる。
エンジンを始動させ、排ガスを排ガス浄化装置に到達させることにより、膨張材を膨らませようとすると、膨張材が膨らむ前に排ガスの圧力が保持シール材にかかることになり、排ガス処理体の脱落が発生しやすくなる。
上記排ガス浄化装置を車両等に取り付ける前に、気体等をケーシングの内部に流通させることができ、ヒータに通電させることができる装置を用い、ヒータに通電して保持シール材や排ガス処理体を加熱する処理を行ってもよい。
膨張材の添加量は、特に限定されないが、マット材の全重量に対して５〜５０重量％であることが好ましく、１０〜３０重量％であることがより好ましい。
【００７５】
上記保持シール材を構成する無機繊維には、有機バインダが添着されていてもよい。有機バインダを添着させることで、無機繊維同士の交絡構造をより強固なものとすることができるとともに、マット材の嵩高さを抑えることができる。
【００７６】
上記有機バインダの種類は、特に限定されるものではなく、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ゴム系樹脂、スチレン系樹脂等が挙げられる。
上記有機バインダのなかでは、ゴム系樹脂（ラテックス）等が好ましい。有機バインダを含有する有機バインダ含有液としては、例えば、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を溶解させた溶液、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム又はスチレン−ブタジエンゴムを水に分散させたラテックス等が挙げられる。
【００７７】
また、有機バインダの添着量は、マット材の重量を基準として、０．０１〜１０．０重量％が望ましい。０．０５〜３．０重量％がさらに望ましく、０．１〜１．５重量％の範囲がもっとも望ましい。
【００７８】
上記保持シール材を構成する無機繊維に、有機バインダが添着されている場合、保持シール材をケーシングの内部に収容し、排ガス浄化装置を製造し、車両等に配設した後、エンジンを始動する前に内部に配設されたヒータに通電することにより、有機バインダを分解、消失させることができ、車両に取り付けられたセンサー等の誤動作を防止することができる。排ガス処理体が有機成分を含んでいる場合にも、エンジンを始動する前にヒータに通電することにより有機成分を分解、消失させることができる。
上記排ガス浄化装置を車両等に取り付ける前に、気体等をケーシングの内部に流通させることができ、ヒータに通電させることができる装置を用い、ヒータに通電して保持シール材や排ガス処理体を加熱する処理を行ってもよい。
【００７９】
マット１１を構成する無機繊維に無機バインダを添着してもよい。無機バインダとしては、特に限定されるものではないが、アルミナゾル、シリカゾル等が好ましい。無機バインダの添着量は、マット材の重量を基準とし、固形分換算で０．５〜３．０重量％が望ましい。無機バインダを添着することにより、無機繊維の飛散を抑制することができる。
【００８０】
次に、本発明の保持シール材を構成するマットのいずれかの主面に、ヒータが配設された保持シール材の作製方法について説明する。
上記保持シール材の作製方法では、まず、保持シール材を準備する。なお以下の説明では、無機繊維としてアルミナとシリカの混合物を含むシート材を製造する方法を例に説明するが、シート材の繊維材料は、これに限られるものではない。
【００８１】
まず、塩基性塩化アルミニウム水溶液に、例えばアルミナ−シリカ組成比が６０〜８０：４０〜２０となるようにシリカゾルを添加し、アルミナ繊維前駆体用の溶液を調製する。特にアルミナ−シリカ組成比は、７０〜７４：３０〜２６程度であることがより好ましい。
【００８２】
次に、このアルミナ繊維前駆体用の溶液に、ポリビニルアルコール等の有機重合体を加え、この液体を濃縮して紡糸液を調製する。さらにこの紡糸液を使用して、ブローイング法により紡糸を行う。
【００８３】
ブローイング法とは、エアーノズルから吹き出される空気流と紡糸液供給ノズルから押し出される紡糸液流とによって、紡糸を行う方法である。エアーノズルからのスリットあたりのガス流速は、通常４０〜２００ｍ／ｓである。また紡糸ノズルの直径は通常０．１〜０．５ｍｍであり、紡糸液供給ノズル１本あたりの液量は、通常１〜１２０ｍｌ／ｈ程度であるが、３〜５０ｍｌ／ｈ程度であることが好ましい。このような条件では、紡糸液供給ノズルから押し出される紡糸液は、スプレ状（霧状）となることなく十分に延伸され、また、繊維相互で溶着されにくいので、紡糸条件を最適化することにより、繊維径分布の狭い均一なアルミナ繊維前駆体を得ることができる。
【００８４】
紡糸が完了した上記アルミナ繊維前駆体を積層して、積層シートを製作する。さらに積層シートに対してニードリング処理を行う。ニードリング処理には、通常ニードリング装置が用いられる。
【００８５】
通常、ニードリング装置は、突き刺し方向（通常は上下方向）に往復移動可能なニードルボードと、積層シートの表面および裏面の両面側に設置された一対の支持板とで構成される。ニードルボードには、積層シートに突き刺すための多数のニードルが、例えば約２５〜５０００個／１００ｃｍ２の密度で取り付けられている。また各支持板には、ニードル用の多数の貫通孔が設けられている。従って、一対の支持板によって積層シートを両面から押さえつけた状態で、ニードルボードを積層シートの方に近づけたり遠ざけたりすることにより、ニードルが積層シートに抜き差しされ、無機繊維の交絡により形成された多数の交絡点が形成される。このようなニードリング処理によって生じた交絡点では、複雑に絡み合った繊維が積層方向に配向されている。
【００８６】
このようにニードリング処理の施された積層シートを常温から加熱し、最高温度１２５０℃程度で連続焼成することで、焼成シート状物が得られる。
この焼成シート状物に含まれる繊維の平均繊維長は、２０〜１２０ｍｍ程度である。なお無機繊維の平均直径は、特に限られないが、例えば、３〜１０μｍ程度である。
【００８７】
この後、この焼成シート状物を、図１（ａ）及び（ｂ）に示すような形状となるように裁断することにより、図１に示すマット１１を作製することができる。
【００８８】
次に、ヒータ１５が有機シート１４とマット１１との間に配設されるように有機シート１４をマット１１に貼付し、マットのいずれかの主面に、ヒータ１５が配設された保持シール材１０を作製する。
ヒータ１５を間に挟んだ状態で糸等を用いてマット１１に有機シートを縫い付ける等の方法により、マットのいずれかの主面に、ヒータ１５が配設された保持シール材１０を作製してもよい。
【００８９】
また、別工程でカンタル線、ニクロム線、金、銀、白金、パラジウム、鉛、タングステン、モリブデン、クロム、鉄、アルミニウム及びニッケルからなる群から選択される少なくとも１種からなる所定形状のヒータを製造し、そのヒータを有機シートとマットとの間に挟み込んでもよい。
【００９０】
ヒータを製造する際には、上記した種類の金属を少なくとも１種含む導体ペーストを調製し、該導体ペーストを有機シート等の支持体の表面に印刷し、乾燥させることにより、表面に所定パターンの抵抗体パターンが形成された支持体を作製する。
【００９１】
次に、抵抗体パターンが形成された支持体を焼成炉等の加熱炉に搬入し、焼成するか、又は、抵抗体パターンを支持体から剥離し、剥離した抵抗パターンを加熱炉に搬入し、焼成することにより、予め図１（ａ）に示すようなヒータ１５を製造し、得られたヒータ１５を有機シート１４とマット１１との間に挟みこむことが考えられる。
このようにすることにより、ヒータの形状（パターン）を自由に設計することができ、また、ヒータの材料も自由に設定することができるので、排ガス処理体の温度等を良好にコントロールすることができる。
【００９２】
上記導体ペーストとしては特に限定されないが、導電性を確保するため金属粒子が含有されているほか、樹脂、溶剤、増粘剤などを含むものが好ましい。
【００９３】
これら金属粒子の粒径は、０．１〜１００μｍが好ましい。０．１μｍ未満と微細すぎると、酸化されやすく、一方、１００μｍを超えると、焼結しにくくなり、抵抗値が大きくなるからである。
【００９４】
上記金属粒子の形状は、球状であっても、リン片状であってもよい。これらの金属粒子を用いる場合、上記球状物と上記リン片状物との混合物であってよい。
上記金属粒子がリン片状物、または、球状物とリン片状物との混合物の場合は、金属粒子間に金属酸化物等を挿入しやすくなり、抵抗値を大きくすることができるため有利である。
導体ペーストに使用される樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール等が挙げられる。増粘剤としては、セルロース等が挙げられる。
【００９５】
さらに、製造されたヒータや販売されているヒータを、接着剤等を用いて、マット１１の表面に貼り付けてもよく、ヒータを有機シートとマットとの間に挟み込むようにして接着剤等を用いて有機シートをマットに貼り付けてもよい。有機シートをマットに貼り付ける際には、熱等で有機シートを半溶融させ、半溶融状態の有機シートをマットに貼り付けてもよい。すなわち、有機シートを熱圧着してもよい。布等に縫い付ける要領で、糸等を用いてヒータをマットに縫い付けてもよい。
【００９６】
次に、本発明の保持シール材が用いられた排ガス浄化装置について説明する。
本発明の排ガス浄化装置は、ケーシングと、上記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ケーシングの間に配設された無機繊維からなるマット状の保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材を構成するマットと上記排ガス処理体との間に、ヒータが配設されていることを特徴とする。
【００９７】
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、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とケーシング１２０の間に配設された保持シール材１１０（１０）とを備えており、保持シール材１１０（１０）は、排ガス処理体１３０に接するようにその表面にヒータ１５が配設された結果、排ガス処理体１３０とケーシング１２０との間に挟まれるようにヒータ１５が配置されている。なお、ヒータ１５の端部には外部端子１６が接続され、外部端子１６を介して導電線１７が外部に導出されているが、ケーシング１２０には、導電線導出用の貫通孔が形成され、貫通孔に絶縁性セラミックからなる外部導出部材１８が配設され、この外部導出部材１８を介して導電線１７が外部に導出されている。また、導電線１７は、断線等を防止するために、ケーシングの内部では、コイル状となっている。
【００９８】
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り、各々のセル１３１におけるいずれ端面にも封止材による目封じがなされておらず、開口している。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。
【００９９】
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いるが、各々のセルにおけるいずれか一方の端面が封止材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）を用いてもよい。
【０１００】
また、図２に示す排ガス浄化装置１００では、保持シール材１１０（１０）として、図１に示したヒータ１５が有機シート１４とマット１１との間に配設された保持シール材が用いられているが、有機シート１４は、排ガスが排ガス浄化装置１００の内部を通過した際の熱により、分解、消失し、ヒータ１５が排ガス処理体１３０と接触する態様で配設されている。また、排ガスが通過する前、ヒータに通電することにより、有機シートを加熱し、分解、消失させてもよい。
【０１０１】
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、排ガス浄化装置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（触媒担体）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に担持された触媒１３６と接触しながら、セル１３１中を通過し、排ガス流出側端面１３０ｂから排出される。この際、排ガス中のＣＯやＨＣ、ＮＯｘ等の有害なガス成分がセル壁１３２に担持された触媒１３６により浄化される。
【０１０２】
本発明の排ガス浄化装置では、保持シール材の内部にヒータ１５が配設されているので、エンジン等の内燃機関を始動した直後や、ハイブリッドエンジンを搭載した自動車でエンジンが稼働していない場合等においても、ヒータ１５により排ガス処理体（触媒担体）１３０の温度を活性化温度より高い温度に保つことが可能であり、有害なガス成分を充分に浄化することができる。
【０１０３】
次に、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体（触媒担体）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、先ほど保持シール材として既に説明しているので省略する。
【０１０４】
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３に示すように、排ガス処理体（触媒担体）１３０は、主に多孔質セラミック等からなり、その形状は略円柱状である。なお、触媒担体１３０の外周には、触媒担体１３０の外周部を補強したり、形状を整えたり、触媒担体１３０の断熱性を向上させたりする目的で、外周コート層１３４が設けられていてもよい。
【０１０５】
上記排ガス処理体に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挙げられる。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等が挙げられ、さらには、ロジウム、鉄、バナジウム、銀、銅、セリウムの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。
【０１０６】
上記排ガス処理体の材料としては、例えば、炭化ケイ素又はケイ素含有炭化ケイ素挙げられるほか、他のセラミックとして、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、コージェライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック等が挙げられる。ただし、これらの材料は絶縁体であることが望ましい。
なお、触媒担体１３０の内部の構成については、上述した本発明の排ガス浄化装置の説明で既に述べた通りである（図２参照）。
【０１０７】
次に、本発明の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、アルミニウム、鉄等の金属からなり、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。
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（マット）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。
【０１０８】
続いて、本発明の排ガス浄化装置の製造方法について説明する。
図４は、本発明の排ガス浄化装置の製造方法の一工程を模式的に示す斜視図である。図４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。
【０１０９】
まず、上述した保持シール材の製造方法により、例えば、図１に示したマット１１と有機シート１４との間にヒータ１５が配設された保持シール材１０を作製する。次に、このようにして作製した図１に示す保持シール材１０を排ガス処理体（触媒担体）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）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、ヒータ１５が配設されたマット１１を凸部１２と凹部１３とが嵌合するようにして巻き付ける。その結果、保持シール材１０が巻き付けられた排ガス処理体１３０である巻付体を作製することができる。
【０１１０】
排ガス処理体１３０へのマット１１の巻き付けを終了した後、接着テープ、紐、ベルト等の適当な手段を用い、マット１１が排ガス処理体１３０の周囲に巻き付けられた状態を維持することができる。例えば、接着テープを用いた場合には、嵌合部分の凸部と凹部の両方にテープが接着されるように接着テープを貼り付け、凸部が凹部に嵌合された状態が確実に維持されるようにする。有機シート１４の表面に接着剤を塗布し、塗付面を排ガス処理体１３０に接すように巻き付けてもよい。これにより、マット１１が排ガス処理体１３０の周囲に巻き付けられた状態を維持することができる。
【０１１１】
次に、作製した巻付体を、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１１０（１０）を巻き付けた排ガス処理体１３０の保持シール材１１０の厚さを含めた最外径より少し小さくなっているが、上記の方法により作製した巻付体を圧力をかけてケーシング１２０の内部に圧入する。以上の方法により、図２に示した排ガス浄化装置１００を製造することができる。
【０１１２】
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、上記した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）のほか、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が、本発明の排ガス浄化装置の製造方法においては、いずれの方法も採用することができる。
【０１１３】
保持シール材が膨張材を含んでいると、この後、エンジンを始動する前に内部に配設されたヒータに通電することにより、膨張材が膨らむため、保持シール材の保持力を向上させることができ、排ガス処理体の把持を確実なものにすることができる。
また、同様に、保持シール材や排ガス処理体が有機バインダ等の有機物を含んでいる場合、エンジンを始動する前に内部に配設されたヒータに通電することにより、有機バインダ等の有機物を分解、消失させることができ、車両に取り付けられたセンサー等の誤動作を防止することができる。排ガス浄化装置を車両等に取り付ける前に、ヒータに通電して加熱する処理を行ってもよい。
【０１１４】
以下に、本発明の排ガス浄化装置用の保持シール材、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列挙する。
（１）本発明の排ガス浄化装置用の保持シール材では、上記保持シール材が表面にヒータを備えているため、このヒータを用いることにより、任意のタイミングで上記排ガス処理体を加熱することができる。
従って、この保持シール材を使用した排ガス浄化装置では、エンジン等の内燃機関を始動した直後の排ガス処理体（触媒担体）の昇温のみでなく、ハイブリッド車両等のモータ及びエンジンを搭載した車両がモータを稼働させ、エンジンが稼働していない時にも、所定の温度以上の温度を保つように排ガス処理体を加熱することができる。そのため、エンジンが稼働し始めた際、直ぐに排ガス処理体を排ガス浄化装置として機能させることができる。
【０１１５】
（２）本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置では、排ガス処理体を昇温させる手段として、排ガス処理体の周囲に配設されたヒータを用いており、このヒータと電源とは、接続部材等を用いて容易に接続させることができるので、接続不良が発生するおそれが殆どなく、確実に排ガス処理体を加熱することができる。
【０１１６】
（３）本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置では、ケーシングや保持シール材に大きな孔を形成し、外部から電極部材を排ガス処理体に当接させる必要がないので、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体をケーシング内部に収容する方法として、圧入等の種々の方法をとることができ、収容方法の選択の範囲が拡がる。
【０１１７】
（４）本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置では、保持シール材に孔を形成して保温面積を減少させる必要がないので、上記保持シール材により充分に排ガス処理体を保温することが可能な排ガス浄化装置を提供することができる。また、保持シール材の面積を減少させないため、保持シール材の反発力が減少することはなく、その結果、排ガス処理体の脱落が発生するおそれがなく、確実に排ガス処理体を保持することができる。
【０１１８】
（５）本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置では、排ガス処理体を発熱させないので、排ガス処理体の材料は、コージェライト等の絶縁製の材料からなる排ガス処理体を使用することができる。
【０１１９】
（６）本発明の排ガス浄化装置では、ヒータが排ガス処理体に接しているため、ヒータの熱を迅速に排ガス処理体に伝えることが可能で、排ガス処理体を短時間で昇温させることができ、触媒を排ガス浄化触媒として機能させることができる。
【実施例】
【０１２０】
以下、本発明の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。
本実施例では、本発明の実施形態をより具体的に開示した排ガス浄化装置用の保持シール材、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について説明する。
（実施例１）
【０１２１】
（ａ）保持シール材作製工程
以下の手順により、マットの表面に有機シートが貼付されるとともに、有機シートとマットとの間にヒータが狭持された保持シール材を作製した。
（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）を適量添加してアルミナ繊維前駆体用の溶液を調製した。
得られた混合液を濃縮して紡糸液とし、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であるアルミナ繊維前駆体を作製した。
【０１２２】
（ａ−２）圧縮工程
上記工程（ａ−１）で得られたアルミナ繊維前駆体を積層、圧縮して、積層シートを作製した。
【０１２３】
（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。
【０１２４】
（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は、嵩密度が０．１５ｇ／ｃｍ３であり、目付量が１４００ｇ／ｍ２であった。
【０１２５】
（ａ−５）切断、裁断工程
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後、さらに平面視寸法が全長３３０ｍｍ×幅１００ｍｍであって、一端に、長さＬが３５ｍｍ、幅Ｗが３３ｍｍの凸部１２が形成され、他端にこの凸部１２と嵌合する凹部１３が成形されるように裁断することにより、保持シール材１０の製造を完了した。
【０１２６】
（ａ−６）有機シートのマットへの貼付
有機シートに接着剤を塗布し、図１（ａ）及び（ｂ）示すように、カンタル線からなるヒータ１５が保持シール材１０を構成するマット１１と有機シート１４との間に位置するように、ヒータ１５を配置し、有機シート１４をマット１１の片面に貼り付けた。
【０１２７】
（ｂ）排ガス浄化装置作製工程
（ｂ−１）保持シール材巻き付け工程
上記工程により作製されたマット１１の表面に有機シート１４が貼付され、有機シート１４とマット１１との間にヒータ１５が配設された保持シール材１０を、直径１００ｍｍ、長さ１００ｍｍの排ガス処理体（コージェライト製触媒担体）１３０の側面に、有機シート１４がコージェライト製触媒担体１３０に接するように巻き付けた。
【０１２８】
（ｂ−２）保持シール材及び排ガス処理体のケーシングへの収容
保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体を圧入方式によりケーシングに収容し、排ガス浄化装置を作製した。
なお、ケーシングには、ヒータからの配線を外部に導出するための貫通孔を形成し、該貫通孔に絶縁性セラミックからなる外部導出部材を配設し、外部端子及び外部導出部材を介してヒータからの導電線を外部に導出した。
【０１２９】
（触媒担体として性能の確認）
このようにして得られた排ガス浄化装置に関し、実験用の内燃機関の排気通路に設置し、ヒータに電圧を印加し、排気ガスを流しながら、排ガス浄化装置を構成する触媒担体の温度を測定したところ、いずれも１５秒以内で、触媒として機能する４００℃に到達し、触媒担体が短時間に迅速に昇温することが確認された。
【符号の説明】
【０１３０】
１０、２０、３０  保持シール材
１１、２１、３１  マット
１２  凸部
１３  凹部
１５、２５、３５  ヒータ
１４、２４、３４  有機シート
１６  外部端子
１７  導電線
１８  外部導出部材
１００  排ガス浄化装置
１１０（１０）  保持シール材
１２０  ケーシング
１３０  排ガス処理体
１３０ａ  排ガス流入側端面
１３０ｂ  排ガス流出側端面
１３１  セル
１３２  セル壁
１３４  外周コート層
１３６  触媒
【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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