(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維及び前記無機繊維の表面に付着した無機粒子を含み、第１の主面及び第２の主面を備える保持シール材であって、
前記保持シール材の厚さ方向中央近傍、前記第１の主面近傍、及び、前記第２の主面近傍では無機繊維の表面に無機粒子が付着しており、
前記保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径は、前記第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径、及び、前記第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の少なくとも一方よりも小さく、
前記第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径、及び、前記第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の少なくとも一方は、０．１〜１μｍであり、
前記無機粒子はアルミナ粒子又はシリカ粒子であることを特徴とする保持シール材。
【請求項２】
前記保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径は、前記第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径、及び、前記第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の両方よりも小さい請求項１に記載の保持シール材。
【請求項３】
前記保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径は、０．００５〜０．１μｍである請求項１又は２に記載の保持シール材。
【請求項４】
さらに有機バインダーを含む請求項１〜３のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項５】
１枚のマットからなり、
前記１枚のマットは、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である請求項１〜４のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項６】
複数枚のマットからなり、
前記複数枚のマットの少なくとも１枚は、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である請求項１〜４のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項７】
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１〜６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、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が環境及び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、ＨＣ又は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及び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、炭化ケイ素又はコージェライト等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又は衝撃により、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、及び、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。
【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ため、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、排ガス処理体と金属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】
保持シール材の保持性能を向上させるため、特許文献１及び特許文献２には、無機繊維の表面に無機粒子を付着させることが記載されている。また、特許文献３及び特許文献４には、保持シール材の表面に無機粒子を付与することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２０６４２１号公報
【特許文献２】特表２００８−５０５２７６号公報
【特許文献３】特表２００９−５０８０４４号公報
【特許文献４】特表２００８−５０６８８６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、保持シール材の面圧の経時劣化が起こりにくくなるように、無機繊維の表面に無機粒子を付着させている。また、特許文献２に記載された技術では、保持シール材の面圧を向上させるために、無機繊維の表面に無機粒子を付着させている。しかしながら、無機繊維の表面に無機粒子を多く付着させた場合、保持シール材が硬くなり、保持シール材を曲げにくくなるため、排ガス処理体の周囲に保持シール材を巻き付ける作業が行いにくくなる。
また、排ガス処理体の周囲に保持シール材を巻き付けた際に、保持シール材の内周側（排ガス処理体側）に巻きジワが発生したり、保持シール材の外周側（金属ケーシング側）に割れが発生したりすることがある。
【０００８】
特許文献３及び特許文献４に記載された技術では、保持シール材の表面の摩擦係数を向上させるために、保持シール材の表面に無機粒子を付与している。しかしながら、特許文献３及び特許文献４では、保持シール材の面圧の向上について言及されておらず、保持シール材の面圧について改良の余地がある。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、保持シール材の面圧の向上効果、及び、保持シール材の表面の摩擦係数の向上効果を有し、かつ、曲げやすい保持シール材を提供することを目的とする。
また、保持シール材が排ガス処理体に巻きジワ又は割れがない状態で巻き付けられており、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】
請求項１に記載の保持シール材は、無機繊維及び上記無機繊維の表面に付着した無機粒子を含み、第１の主面及び第２の主面を備える保持シール材であって、
上記保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径は、上記第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径、及び、上記第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の少なくとも一方よりも小さいことを特徴とする。
【００１１】
まず、請求項１に記載の保持シール材では、無機粒子が無機繊維の表面に付着しているため、保持シール材の面圧を向上させることができる。
【００１２】
また、請求項１に記載の保持シール材では、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が、保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の少なくとも一方よりも小さい。
【００１３】
保持シール材の表面に無機粒子が付着していると、保持シール材の表面の摩擦係数を向上させることができる。
ここで、保持シール材の表面における無機粒子の平均粒子径が大きいと、保持シール材の表面の凹凸が大きくなるため、保持シール材の表面の摩擦係数をより大きくすることができる。
【００１４】
その一方で、平均粒子径の大きい無機粒子が保持シール材全体に付着していると、保持シール材が硬くなり、保持シール材を曲げにくくなる。
そこで、請求項１に記載の保持シール材では、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径を、保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の少なくとも一方よりも小さくすることにより、保持シール材を曲げやすくすることができる。
これは、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が小さいと、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機繊維間の摩擦力が小さくなる結果、無機繊維が折れにくくなり、保持シール材の柔軟性が向上しやすくなるためと考えられる。
【００１５】
このように、保持シール材の厚さ方向にわたって無機粒子の平均粒子径を変化させることによって、保持シール材の面圧の向上効果、及び、保持シール材の表面の摩擦係数の向上効果を有し、かつ、曲げやすい保持シール材とすることができる。
【００１６】
なお、「第１の主面近傍」とは、保持シール材の主面のうちの一方の主面から厚さ方向に１ｍｍの領域を切断した領域を示す。
また、「厚さ方向中央近傍」とは、保持シール材をその厚さが半分になるように切断する線を「厚さ方向の中央線」とし、その中央線の上下０．５ｍｍずつ、計１ｍｍの領域を切断した領域を示す。
また、「第２の主面近傍」とは、保持シール材の主面のうち、第１の主面とは反対の主面から厚さ方向に１ｍｍの領域を切断した領域を示す。
これらの領域の詳細は、図面を用いて追って説明する。
【００１７】
また、無機粒子の粒子径は、以下の方法により計測する。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、上記３つの領域に存在する無機繊維の表面の画像を撮影する。撮影した画像上で、凹凸状態となっている無機繊維の表面において、粒子状に観察される形状物を無機粒子と認定する。上記粒子状に観察される形状物の径を無機粒子の粒子径として計測する。
また、無機粒子の平均粒子径は以下の方法により算出する。
上記３つの領域に存在する無機繊維を５本ずつ抜き取って、無機粒子の粒子径を上記方法により計測する。得られた計測値の平均値（相加平均値）を計算することによって、各領域における無機粒子の平均粒子径を算出する。
無機粒子の粒子径の測定方法の詳細については、図面を用いて追って説明する。
【００１８】
請求項２に記載の保持シール材では、上記保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径は、上記第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径、及び、上記第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の両方よりも小さい。
この場合、保持シール材の第１の主面及び第２の主面の両方において高い摩擦係数を確保しつつ、曲げやすい保持シール材とすることができる。
【００１９】
請求項３に記載の保持シール材では、上記保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径は、０．００５〜０．１μｍである。
保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が０．００５μｍ未満であると、保持シール材を構成する無機繊維間の摩擦力が小さくなりすぎるため、保持シール材の面圧が高くなりにくくなる。
一方、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が０．１μｍを超えると、保持シール材が硬くなりやすくなるため、保持シール材の柔軟性が低下しやすくなる。
【００２０】
請求項４に記載の保持シール材では、上記第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径、及び、上記第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の少なくとも一方は、０．１〜１μｍである。
保持シール材の第１の主面近傍又は第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径が０．１μｍ未満であると、保持シール材の主面の凹凸が小さくなりすぎるため、保持シール材の主面の摩擦係数が高くなりにくくなる。
一方、保持シール材の第１の主面近傍又は第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径が１μｍを超えると、保持シール材が硬くなりやすくなるため、保持シール材の柔軟性が低下しやすくなる。
【００２１】
請求項５に記載の保持シール材は、さらに有機バインダーを含む。
有機バインダーを無機繊維に付着させることによって、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、保持シール材の嵩高さを抑えることができる。
【００２２】
請求項６に記載の保持シール材は、１枚のマットからなり、上記１枚のマットは、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である。
また、請求項７に記載の保持シール材は、複数枚のマットからなり、上記複数枚のマットの少なくとも１枚は、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。
【００２３】
請求項８に記載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、本発明の保持シール材であることを特徴とする。
【００２４】
上述のように、本発明の保持シール材は、保持シール材の面圧の向上効果、及び、保持シール材の表面の摩擦係数の向上効果を有し、かつ、曲げやすいという効果を有している。
そのため、保持シール材が排ガス処理体に巻きジワ又は割れがない状態で巻き付けられており、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。
また、請求項８に記載の排ガス浄化装置では、従来の保持シール材のみでは保持することができなかった大型の排ガス処理体を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、保持シール材に存在する無機繊維を模式的に示す斜視図である。図２（ｂ）は、無機繊維表面の一部を拡大して模式的に示す図である。
【図３】図３は、本発明の第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４】図４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５】図５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６】図６（ａ）は、保持シール材に存在する無機繊維の表面の一部をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて撮影した写真の一例である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の一部を拡大した無機繊維表面の画像である。
【図７】図７は、摩擦係数の測定装置を模式的に示す側面図である。
【図８】図８（ａ）は、押し抜き荷重測定の手順を模式的に示す斜視図である。図８（ｂ）は、押し抜き荷重測定機を模式的に示す正面図である。
【図９】図９は、本発明の第二実施形態に係る保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第一実施形態）
以下、本発明の保持シール材、及び、排ガス浄化装置の一実施形態である第一実施形態について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の第一実施形態に係る保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
図１に示す保持シール材１は、所定の長手方向の長さ（以下、図１中、矢印Ｌで示す）、幅（以下、図１中、矢印Ｗで示す）及び厚さ（以下、図１中、矢印Ｔ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。
【００２８】
図１に示す保持シール材１では、保持シール材１の長さ方向側の端部のうち、一方の端部には凸部１７が形成されており、他方の端部には凹部１８が形成されている。保持シール材１の凸部１７及び凹部１８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、ちょうど互いに嵌合するような形状となっている。
【００２９】
図１に示す保持シール材１は、所定の厚さＴを有する。
保持シール材１の厚さＴ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。
【００３０】
本発明の第一実施形態に係る保持シール材は、保持シール材を所定の厚さになるように切断した領域である、「第１の主面近傍」、「厚さ方向中央近傍」、及び、「第２の主面近傍」の３つの領域を有する。
【００３１】
図１において、「第１の主面近傍」とは、第１の主面１１から厚さ方向に１ｍｍの領域で切断した領域（図１で１４で示す領域）のことを意味する。図１におけるＴａは第１の主面近傍の厚さを示し、Ｔａ＝１ｍｍである。
「厚さ方向中央近傍」とは、保持シール材をその厚さが半分になるように切断する線を「厚さ方向の中央線（図１で１３で示す線）」とし、その中央線の上下０．５ｍｍずつ、計１ｍｍの領域を切断した領域（図１で１５で示す領域）のことを意味する。図１におけるＴｂは厚さ方向中央近傍の厚さを示し、Ｔｂ＝１ｍｍである。
「第２の主面近傍」とは、第２の主面１２から厚さ方向に１ｍｍの領域で切断した領域（図１で１６で示す領域）のことを意味する。図１におけるＴｃは第２の主面近傍の厚さを示し、Ｔｃ＝１ｍｍである。
【００３２】
本発明の第一実施形態に係る保持シール材は、無機繊維及び無機粒子を含んでいる。無機繊維の表面には無機粒子が付着している。
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。耐熱性又は耐風蝕性等、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。
この中でも、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より望ましい。
【００３３】
無機粒子としては、アルミナ粒子又はシリカ粒子が望ましい。保持シール材には、無機粒子として、１種の粒子が含まれていてもよく、２種以上の粒子が含まれていてもよい。
アルミナ粒子は、アルミナゾルの形態で、いわゆる無機バインダーとして無機繊維に付着する。なお、無機バインダーは、無機粒子を含む水溶液である。
そして、無機繊維ごと加熱されることにより、アルミナ粒子となって無機繊維同士を強固に接着する。
一方、シリカ粒子を付着させるためにシリカゾルを用いる場合には、カチオン系のシリカゾルを用いることが好ましい。
【００３４】
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、水溶液中（無機バインダー中）の二次粒子の形状が鎖状であるものを用いることが望ましい。
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（数十ｎｍ）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（数百ｎｍ）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の表面に付着する。そのため、無機粒子が均一に無機繊維の表面に付着しやすくなるため、保持シール材の面圧がより向上すると考えられる。
さらに、水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又は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。その結果、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繊維を付着させる抄造法と同様に、マットに少量かつ低濃度の無機粒子を分散した無機バインダー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、繊維状のアルミナ二次粒子、柱状のアスペクト比を有する線状形態のアルミナ二次粒子、又は、羽毛状に凝集したアルミナ二次粒子も好ましい。
【００３５】
本発明の第一実施形態に係る保持シール材では、第１の主面近傍、第２の主面近傍、及び、厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が異なっている。
具体的には、厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径は、第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径、及び、第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の両方よりも小さくなっている。
第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径と第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
このことを図面を用いて以下に詳しく説明する。
【００３６】
図２（ａ）は、保持シール材に存在する無機繊維を模式的に示す斜視図である。図２（ｂ）は、無機繊維表面の一部を拡大して模式的に示す図である。
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す無機繊維２１の破線で囲まれた無機繊維表面の一部２２の拡大図である。図２（ｂ）に示すように、無機繊維２１の表面には、無機粒子２３が付着している。無機粒子２３の粒子径は、図２（ｂ）におけるＸで表される大きさである。
【００３７】
無機粒子の平均粒子径は、以下の方法により算出する。
保持シール材の第１の主面近傍に存在する無機繊維２１を５本抜き取って、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、無機繊維の表面の画像を撮影する。撮影した画像上で、凹凸状態となっている無機繊維表面の一部２２において、粒子状に観察される形状物を無機粒子２３と認定する。上記粒子状に観察される形状物の径を無機粒子２３の粒子径Ｘとして計測する。１本の無機繊維あたり、無機繊維表面の面積が合計１．１μｍ２となる範囲において無機粒子２３の粒子径Ｘの計測を任意の３０個の無機粒子に対して行う。この作業を５本の無機繊維に対して行う。上記方法により計測された全ての無機粒子２３の粒子径Ｘの平均値（相加平均値）を計算することによって、第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径を算出する。なお、図２（ｂ）には、粒子径を計測する３０個の無機粒子のみを示している。
保持シール材の第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径、及び、厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径についても、上記と同様の方法により算出する。
【００３８】
本発明の第一実施形態に係る保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径は、０．００５〜０．１μｍであることが望ましく、０．０１〜０．０８μｍであることがより望ましい。
保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が０．００５μｍ未満であると、保持シール材を構成する無機繊維間の摩擦力が小さくなりすぎるため、保持シール材の面圧が高くなりにくくなる場合がある。
一方、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が０．１μｍを超えると、保持シール材が硬くなりやすくなるため、保持シール材の柔軟性が低下しやすくなる場合がある。
【００３９】
本発明の第一実施形態に係る保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径は、０．１〜１μｍであることが望ましく、０．１２〜０．８μｍであることがより望ましい。
保持シール材の第１の主面近傍又は第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径が０．１μｍ未満であると、保持シール材の主面の凹凸が小さくなりすぎるため、保持シール材の主面の摩擦係数が高くなりにくくなる場合がある。
一方、保持シール材の第１の主面近傍又は第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径が１μｍを超えると、保持シール材が硬くなりやすくなるため、保持シール材の柔軟性が低下しやすくなる場合がある。
【００４０】
後述するように、本発明の第一実施形態に係る保持シール材は、排ガス浄化装置を構成する保持シール材として使用されることが好ましく、その場合、第１の主面が金属ケーシング側、第２の主面が排ガス処理体側になるように配置されていることがより好ましい。
保持シール材の第１の主面が金属ケーシング側、第２の主面が排ガス処理体側になるように配置されている場合、保持シール材の第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径は、０．１５〜１．０μｍであることが望ましい。また、保持シール材の第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径は、０．１〜０．８μｍであることが望ましい。
なお、保持シール材の第１の主面が金属ケーシング側、第２の主面が排ガス処理体側になるように配置されている場合、保持シール材の第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径は、保持シール材の第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径よりも大きいことが好ましい。
【００４１】
本発明の第一実施形態に係る保持シール材において、無機繊維単位重量当たりの無機粒子の付着量は、固形分換算で０．２〜５重量％であることが望ましく、０．５〜３重量％であることがより望ましい。
【００４２】
本発明の第一実施形態に係る保持シール材において、保持シール材の第１の主面近傍、保持シール材の厚さ方向中央近傍、及び、保持シール材の第２の主面近傍における無機粒子の種類は、各領域で同じであってもよく、それぞれ異なっていてもよい。
【００４３】
本発明の第一実施形態に係る保持シール材には、有機バインダーが含まれていることが望ましい。有機バインダーによって、保持シール材を構成する無機繊維同士を互いに固着することができる。
【００４４】
有機バインダーとしては、アクリル系ラテックス又は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。
【００４５】
本発明の第一実施形態に係る保持シール材において、無機繊維単位重量当たりの有機バインダーの付着量は、固形分換算で０．２〜１２重量％であることが望ましく、０．５〜６重量％であることがより望ましい。
【００４６】
本発明の第一実施形態に係る保持シール材には、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。
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。
【００４７】
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。図１に示す保持シール材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、図１に示す保持シール材１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。
【００４８】
このニードルパンチング処理により、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。
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であることが望ましい。また、無機繊維の平均直径は、２〜１０μｍであることが望ましい。
【００４９】
次に、本発明の第一実施形態に係る保持シール材の製造方法の一例について説明する。
【００５０】
本発明の第一実施形態に係る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、上記マットを、無機粒子を含む無機バインダーと接触させ、上記マットに無機バインダーを含浸させる含浸工程と、上記無機バインダー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、上記水分を乾燥させたマットの表面に、さらに無機粒子を付着させる付着工程とを含むことを特徴とする。
上記の製造方法では、含浸工程及び付着工程における無機粒子の粒子径を変更することによって、本発明の第一実施形態に係る保持シール材を製造することができる。
【００５１】
（ａ）マット準備工程
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。
本発明の第一実施形態に係る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。
【００５２】
（ｂ）含浸工程
次に、上記マットを、無機粒子を含む無機バインダーと接触させ、上記マットに無機バインダーを含浸させる含浸工程を行う。
含浸工程において、マットを無機粒子を含む無機バインダーと接触させる方法は、特に限定されない。例えば、マットを無機粒子を含む無機バインダーに浸漬することにより、マットに無機バインダー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を含む無機バインダー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ーを含浸させてもよい。
【００５３】
上記含浸工程に用いる無機粒子の粒子径については、特に限定されないが、本実施形態の保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が０．００５〜０．１μｍとなるように調整することが望ましい。
【００５４】
無機バインダーとしては、例えば、アルミナゾル、シリカゾル、及び、それらのコロイド分散液等を用いることができる。しかし、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０．５〜５重量％程度になるように薄めた液を無機バインダーとして使用することが望ましい。
また、無機バインダーとしてアルミナゾルを使用する場合、水溶液中（無機バインダー中）の二次粒子の形状が鎖状であるアルミナ粒子を含むアルミナゾル（例えば、日産化学工業株式会社製ＡＳ５５０）を使用することが望ましい。
鎖状のアルミナ粒子を用いると、二次粒子の絡みが大きく、粒子同士が接合しながら無機繊維の表面に付着する。そのため、無機粒子が均一に無機繊維の表面に付着しやすくなるため、保持シール材の面圧がより向上すると考えられる。
【００５５】
（ｃ）脱水工程
次に、無機バインダーが付着したマットを脱水処理する。
この工程では、無機バインダーが付着したマットを吸引脱水することにより、無機バインダーの付着量をおおまかに調整することができる。
【００５６】
（ｄ）乾燥工程
この後、無機バインダー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、無機粒子が付着したマットとする。
乾燥方法としては、加熱熱風乾燥を用いることができる。
【００５７】
（ｅ）付着工程
次に、上記無機粒子が付着したマットの第１の主面及び第２の主面に、さらに無機粒子を付着させる付着工程を行う。
付着工程において、マットの第１の主面及び第２の主面に無機粒子を付着させる方法は、特に限定されない。例えば、マットの第１の主面側及び第２の主面側から、無機粒子を含む無機バインダーを噴霧して吹き付けるスプレーコーティング法が挙げられる。他には、ロールコーティング法、フィルム転写法及びディップコーティング法等が挙げられる。
【００５８】
上記付着工程に用いる無機粒子の粒子径を調整することにより、本実施形態の保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径が０．１〜１μｍとなるように調整することが望ましい。
【００５９】
なお、マットの第１の主面に付着させる無機粒子の粒子径と、第２の主面に付着させる無機粒子の粒子径とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
マットの第１の主面に付着させる無機粒子の粒子径と、第２の主面に付着させる無機粒子の粒子径との間で差を設けることにより、保持シール材の第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径と、第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径との間で差を設けることができる。
【００６０】
無機バインダーとしては、例えば、アルミナゾル、シリカゾル、及び、それらのコロイド分散液等を用いることができる。しかし、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０．５〜５重量％程度になるように薄めた液を無機バインダーとして使用することが望ましい。
また、無機バインダーとしてアルミナゾルを使用する場合、水溶液中（無機バインダー中）の二次粒子の形状が鎖状であるアルミナ粒子を含むアルミナゾル（例えば、日産化学工業株式会社製ＡＳ５５０）を使用することが望ましい。
【００６１】
上記付着工程に用いる無機粒子の種類は、含浸工程に用いる無機粒子と同じ種類であってもよく、異なる種類であってもよい。さらに、マットの第１の主面に付着させる無機粒子の種類と、マットの第２の主面に付着させる無機粒子の種類とは、同じ種類であってもよく、異なる種類であってもよい。
【００６２】
これまでの工程までを経たマットは、本発明の第一実施形態に係る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切断工程を更に行えばよい。
【００６３】
本発明の第一実施形態に係る保持シール材の製造方法には、有機バインダーを無機繊維に付着させる工程が含まれていてもよい。
有機バインダーを無機繊維に付着させる方法及び手順は特に限定されるものではないが、例えば、（ｃ）脱水工程の後に、マットの第１の主面側及び第２の主面側から、有機バインダーを含む液を噴霧して吹き付ける方法が挙げられる。
その後、無機バインダー及び有機バインダーに含まれる水分を乾燥させるための（ｄ）乾燥工程を行えばよい。
【００６４】
（排ガス浄化装置）
本発明の第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、本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置について説明する。
図３は、本発明の第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３に示す排ガス浄化装置１００は、金属ケーシング１２０と、金属ケーシング１２０に収容された排ガス処理体１３０と、排ガス処理体１３０及び金属ケーシング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、金属ケーシング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。
【００６５】
なお、図３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。
【００６６】
図３に示す排ガス浄化装置１００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が金属ケーシング側、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。
【００６７】
保持シール材の第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径が、保持シール材の第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径よりも大きい場合、保持シール材の第２の主面近傍は、第１の主面近傍と比べて柔らかく曲げやすい。そのため、保持シール材の第１の主面が金属ケーシング側、第２の主面が排ガス処理体側になるように配置することにより、保持シール材の第２の主面を、急な角度で曲がることになる排ガス処理体側に配置しやすくなる。
【００６８】
また、保持シール材の第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径が、保持シール材の第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径よりも大きい場合、保持シール材の第１の主面においては、第２の主面よりも表面の凹凸が大きい、すなわち、表面粗さが大きい。ここで、金属ケーシングの表面粗さは、排ガス処理体の表面の表面粗さよりも小さい。そのため、保持シール材の第１の主面が金属ケーシング側、第２の主面が排ガス処理体側になるように配置することにより、保持シール材の第１の主面と金属ケーシングとの摩擦力が向上すると考えられる。その結果、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体は、金属ケーシングから脱落しにくくなる。
【００６９】
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３を参照して以下に説明する。
図３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３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。
【００７０】
次に、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（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、本発明の第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。
【００７１】
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４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４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３参照）。
【００７２】
次に、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。
金属ケーシング１２０は、主にステンレス等の金属からなり、その形状は、図３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、図５に示すように、内径が一定である略円筒状であってもよい。
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、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。
【００７３】
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５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５では、内径が一定である略円筒状の金属ケーシングを用いた例を示している。
【００７４】
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１７と凹部１８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。
【００７５】
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金属ケーシング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、金属ケーシング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３に示した排ガス浄化装置１００を製造することができる。
【００７６】
収容工程に関し、巻付体を金属ケーシングに収容する方法としては、例えば、金属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）、巻付体を金属ケーシングの内部に挿入した後、金属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）、並びに、金属ケーシングを、第１の金属ケーシング及び第２の金属ケーシングの２つの部品に分離可能な形状としておき、巻付体を第１の金属ケーシング上に載置した後に第２の金属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。
【００７７】
以下に、本発明の第一実施形態に係る保持シール材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、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径は、第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径、及び、第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の両方よりも小さい。
まず、本実施形態の保持シール材では、無機粒子が無機繊維の表面に付着しているため、保持シール材の面圧を向上させることができる。
【００７８】
（２）また、本実施形態の保持シール材では、保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径が、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径よりも大きいので、保持シール材の表面の凹凸が大きくなる。従って、保持シール材の表面の摩擦係数が大きくなる。
【００７９】
（３）また、本実施形態の保持シール材では、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が、保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径よりも小さいので、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機繊維間の摩擦力が小さくなる。その結果、無機繊維が折れにくくなり、保持シール材の柔軟性が向上する。
【００８０】
（４）このように、保持シール材の厚さ方向にわたって無機粒子の平均粒子径を変化させることによって、保持シール材の面圧の向上効果、及び、保持シール材の表面の摩擦係数の向上効果を有し、かつ、曲げやすい保持シール材とすることができる。
特に、本実施形態の保持シール材では、保持シール材の第１の主面及び第２の主面の両方において高い摩擦係数を確保しつつ、曲げやすい保持シール材とすることができる。
【００８１】
（５）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又は割れがない状態で巻き付けられており、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。
また、本実施形態の排ガス浄化装置では、従来の保持シール材のみでは保持することができなかった大型の排ガス処理体を保持することができる。
【００８２】
（実施例）
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。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。
【００８３】
（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平均繊維径が５．１μｍである無機繊維前駆体を作製した。
【００８４】
（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。
【００８５】
（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。
【００８６】
（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無機繊維は、嵩密度が０．１５ｇ／ｃｍ３であり、目付量が１４００ｇ／ｍ２であった。
【００８７】
（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（マット）を準備した。
【００８８】
（ｂ）含浸工程
アルミナゾル（日産化学工業株式会社製  アルミナゾル溶液ＡＳ５５０（固形分濃度：１５重量％、粒子径０．０４μｍ））を水で希釈することにより固形分濃度１重量％として、無機粒子を含む無機バインダーを調整した。この無機バインダーをカーテンコート法によりマットと接触させ、マットに無機バインダーを含浸させた。
【００８９】
（ｃ）脱水工程
無機バインダーが付着したマットを脱水機で吸引脱水することにより、無機バインダーが無機繊維の重量１００重量％に対して１００重量％付着した状態となるように調整した。
無機バインダー中の無機粒子の固形分濃度が１重量％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重量％となる。
【００９０】
（ｄ）乾燥工程
次に、無機バインダーが付着したマットを１３０℃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。
【００９１】
（ｅ）付着工程
シリカ粒子（日産化学工業株式会社製、製品名ＭＰ−２０４０、粒子径０．２μｍ）を水で希釈することにより固形分濃度１重量％として、無機粒子を含む無機バインダーを調整した。
この無機バインダーを用いて、無機繊維の単位重量当たりの無機粒子の付着量が固形分換算で１重量％となるように、マットの第１の主面及び第２の主面にスプレーコーティングした。
【００９２】
（ｆ）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７７６ｍｍ×幅２９０ｍｍであって、一端に、長さＬが４０ｍｍ、幅Ｗが１００ｍｍ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。
なお、保持シール材の厚さは、８．２ｍｍであった。
【００９３】
（実施例２）
上述した実施例１における（ａ）マット準備工程、（ｂ）含浸工程、及び、（ｃ）脱水工程までを実施例１と同様に行った。
続いて、アクリルゴムを水に分散させたラテックス（日本ゼオン株式会社製  ＬＸ−８７４）を用い、水で希釈することにより、固形分濃度が１重量％の有機バインダー含有液を調製し、無機繊維の単位重量当たりの有機バインダーの付着量が固形分換算で１重量％となるように、有機バインダー含有液をマットの第１の主面及び第２の主面にスプレーコーティングした。
このようにして得られた、無機バインダーと有機バインダーが付着したマットに対して、実施例１と同様にして（ｄ）乾燥工程、（ｅ）付着工程、及び、（ｆ）裁断処理を行うことにより、保持シール材を作製した。
【００９４】
（比較例１）
上述した実施例１における（ｅ）付着工程を行わない他は実施例１と同様にして保持シール材を作製した。
【００９５】
（比較例２）
上述した実施例１における（ｂ）含浸工程を行わない他は実施例１と同様にして保持シール材を作製した。
【００９６】
（比較例３）
上述した実施例２における（ｂ）含浸工程、及び、（ｅ）付着工程を行わない他は実施例２と同様にして保持シール材を作製した。
【００９７】
各実施例及び各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。
【００９８】
（無機粒子の粒子径の計測）
本発明の第一実施形態の保持シール材の説明において記載したように、保持シール材の第１の主面近傍、保持シール材の厚さ方向中央近傍、及び、保持シール材の第２の主面近傍のそれぞれの領域に存在する無機繊維の表面を観察して無機粒子の粒子径を計測した。
図６（ａ）は、保持シール材に存在する無機繊維の表面の一部をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて撮影した写真の一例である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の一部を拡大した無機繊維表面の画像である。
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す無機繊維２１の破線で囲まれた無機繊維表面の一部２２の拡大図である。図６（ｂ）に示す画像上で、凹凸状態となっている無機繊維表面の一部２２において、粒子状に観察される形状物を無機粒子２３と認定し、無機粒子２３の粒子径Ｘを計測した。次に、図６（ｂ）に示す画像上で、上記無機粒子２３とは別の粒子状に観察される各形状物についても同様の計測を行った。その後、１本の無機繊維あたり、無機繊維表面の面積が合計１．１μｍ２となる範囲において無機粒子２３の粒子径Ｘの計測を任意の３０個の無機粒子に対して行った。各領域において、この作業を５本の無機繊維に対して行った。
上記方法により計測された各領域における全ての無機粒子の粒子径Ｘの平均値（相加平均値）を計算することにより、各領域における無機粒子の平均粒子径を算出した。その結果を下記の表１に示す。
【００９９】
（面圧試験）
各実施例及び各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。
面圧を測定するサンプルとして、保持シール材を５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切断したものを用いた。
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。
【０１００】
まず、室温状態で、サンプルの嵩密度（ＧＢＤ）が０．４ｇ／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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。その結果を下記の表１に示す。
【０１０３】
（摩擦係数の測定）
各実施例及び各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、摩擦係数を測定した。
【０１０４】
図７は、摩擦係数の測定装置を模式的に示す側面図である。
まず、作製した保持シール材を平面視寸法全長３０ｍｍ×幅５０ｍｍに裁断し、摩擦係数測定用サンプル６０とした。次に、常温のホットプレート５０の上に、ステンレス板５１、摩擦係数測定用サンプル６０、及び、重さ５ｋｇの錘５２を順に載せ、この状態で１０分間保持した。
【０１０５】
その後、錘５２に取り付けたワイヤー５３を、滑車５４を経由させて万能試験機５５により１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、そのピーク荷重Ｆを測定した。なお、錘５２と摩擦係数測定用サンプル６０との界面でずれが生じないように、錘５２に突起を設け、両者を固定して測定を行った。得られたピーク荷重Ｆ（Ｎ）と、ステンレス板５１と摩擦係数測定用サンプル６０との接触面で働く垂直方向の力Ｎ（Ｎ）とから、「μ＝Ｆ／Ｎ」の関係式により摩擦係数μを算出した。その結果を下記の表１に示す。
【０１０６】
（押し抜き荷重の測定）
各実施例及び各比較例で得られた保持シール材を用いて以下の手順により排ガス浄化装置を作製し、各排ガス浄化装置の押し抜き荷重を測定した。
【０１０７】
（ａ）巻付体の作製
主に多孔質セラミックからなり、直径９０ｍｍで全長１２０ｍｍ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９８ｍｍで全長１５０ｍｍの円筒状の金属ケーシングを用意した。
【０１０８】
（ｂ）次いで、各実施例及び各比較例の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体を作製した。
【０１０９】
（ｃ）巻付体の金属ケーシングへの圧入
金属ケーシングの内部の所定の位置まで巻付体を圧入することにより、各実施例及び各比較例の保持シール材を用いた排ガス浄化装置を作製した。
【０１１０】
（ｄ）押し抜き荷重の測定
上記手順により得られた各排ガス浄化装置について、以下の方法により押し抜き荷重の測定を行った。
【０１１１】
図８（ａ）は、押し抜き荷重測定の手順を模式的に示す斜視図である。図８（ｂ）は、押し抜き荷重測定機を模式的に示す正面図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、排ガス浄化装置１００を台８１の上に載置した後、排ガス処理体１３０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、巻付体１５０（保持シール材１が巻き付けられた排ガス処理体１３０）が金属ケーシング１２０から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荷重とした。なお、押し抜き荷重の測定には、インストロン万能試験機（５５８２型）を用いた。その結果を下記の表１に示す。
【０１１２】
各実施例及び各比較例の保持シール材の特性及び評価結果を表１にまとめて示した。
【０１１３】
【表１】
0005990393.tif 000002
【０１１４】
実施例１及び実施例２で作製した保持シール材では、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が、保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の両方よりも小さいという関係が成り立っていた。また、面圧、摩擦係数、及び、押し抜き荷重がすべて好適な値であり、排ガス処理体の保持力に優れる保持シール材となっていた。
【０１１５】
比較例１で作製した保持シール材では、（ｅ）付着工程を経ていないので、保持シール材の無機粒子の平均粒子径が各領域で同じ程度の大きさであった。すなわち、保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の粒子径が、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径よりも大きくない。そのため、保持シール材の表面の凹凸が大きくない。その結果、摩擦係数及び押し抜き荷重の値が低く、排ガス処理体の保持力に劣る保持シール材となっていた。
【０１１６】
比較例２で作製した保持シール材では、（ｂ）含浸工程を経ていないので、保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍を除いて、無機繊維に無機粒子が付着していない。そのため、保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍を除いた箇所での無機繊維間の摩擦力が小さくなる。その結果、面圧及び押し抜き荷重の値が低く、排ガス処理体の保持力に劣る保持シール材となっていた。
【０１１７】
比較例３で作製した保持シール材では、（ｂ）含浸工程及び（ｅ）付着工程を経ていないので、無機繊維に無機粒子が付着していない。そのため、面圧、摩擦係数及び押し抜き荷重の値が低く、各実施例及び各比較例の中で最も排ガス処理体の保持力に劣る保持シール材となっていた。
【０１１８】
（第二実施形態）
以下、本発明の保持シール材、及び、排ガス浄化装置の一実施形態である第二実施形態について説明する。
本発明の第二実施形態では、保持シール材が３枚のマットからなる点が本発明の第一実施形態と異なる。
【０１１９】
図９は、本発明の第二実施形態に係る保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
図９に示す保持シール材２は、図１に示した保持シール材１と同様、所定の長手方向の長さ、幅及び厚さを有する、平面視形状略矩形のマットである。また、保持シール材２は、第１の主面２１１と、第１の主面２１１と反対側の主面である第２の主面２１２を備えている。
さらに、保持シール材２では、第１のマット２５０、第２のマット２６０、及び、第３のマット２７０が順に積層されている。
第１のマット２５０は、第１の主面２１１側に位置し、第３のマット２７０は、第２の主面２１２側に位置している。第２のマット２６０は、第１のマット２５０と第３のマット２７０の間に位置している。
【０１２０】
図９に示す保持シール材２は、図１に示した保持シール材１と同様に、保持シール材を所定の厚さになるように切断した領域である、第１の主面近傍２１４、厚さ方向中央近傍２１５及び第２の主面近傍２１６の３つの領域を有する。
なお、図９中、線２１３は、保持シール材２の厚さ方向の中央線である。
【０１２１】
本発明の第二実施形態に係る保持シール材は、無機繊維及び無機粒子を含んでいる。無機繊維の表面には無機粒子が付着している。
本発明の第二実施形態に係る保持シール材では、本発明の第一実施形態に係る保持シール材と同様、第１の主面近傍、第２の主面近傍、及び、厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が異なっている。
具体的には、厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径は、第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径、及び、第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の両方よりも小さくなっている。
第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径と第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
【０１２２】
無機繊維の種類、及び、無機粒子の種類は、本発明の第一実施形態で説明したものと同様である。
また、各領域における無機粒子の平均粒子径の算出方法は、本発明の第一実施形態で説明した方法と同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【０１２３】
本発明の第二実施形態に係る保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径は、０．００５〜０．１μｍであることが望ましく、０．０１〜０．８μｍであることがより望ましい。
【０１２４】
本発明の第二実施形態に係る保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径は、０．１〜１μｍであることが望ましく、０．１２〜０．８μｍであることがより望ましい。
【０１２５】
図９に示す保持シール材２において、第１のマット２５０内、第２のマット２６０内、及び、第３のマット２７０内における無機粒子の平均粒子径は、均一であってもよい。
この場合、第２のマット２６０内における無機粒子の平均粒子径を、第１のマット２５０内における無機粒子の平均粒子径、及び、第３のマット２７０内における無機粒子の平均粒子径の両方よりも小さくすることにより、厚さ方向中央近傍２１５における無機粒子の平均粒子径を、第１の主面近傍２１４における無機粒子の平均粒子径、及び、第２の主面近傍２１６における無機粒子の平均粒子径の両方よりも小さくすることができる。
【０１２６】
本発明の第一実施形態に係る保持シール材と同様、本発明の第二実施形態に係る保持シール材は、排ガス浄化装置を構成する保持シール材として使用されることが好ましく、第１の主面が金属ケーシング側、第２の主面が排ガス処理体側になるように配置されていることがより好ましい。
保持シール材の第１の主面が金属ケーシング側、第２の主面が排ガス処理体側になるように配置されている場合、保持シール材の第１の主面近傍における無機粒子の望ましい平均粒子径、及び、保持シール材の第２の主面近傍における無機粒子の望ましい平均粒子径は、本発明の第一実施形態で説明した通りである。
【０１２７】
本発明の第二実施形態に係る保持シール材において、無機繊維単位重量当たりの無機粒子の付着量は、固形分換算で０．２〜５重量％であることが望ましく、０．５〜３重量％であることがより望ましい。
【０１２８】
本発明の第二実施形態に係る保持シール材では、第１のマット２５０内、第２のマット２６０内、及び、第３のマット２７０内における無機粒子の種類は、各マットで同じであってもよく、それぞれ異なっていてもよい。
【０１２９】
本発明の第一実施形態に係る保持シール材と同様、本発明の第二実施形態に係る保持シール材には、有機バインダーが含まれていることが望ましい。
有機バインダーについては、本発明の第一実施形態で説明した通りである。
【０１３０】
図９に示す保持シール材２を構成する第１のマット２５０、第２のマット２６０、及び、第３のマット２７０には、それぞれ、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。
ニードルパンチング処理については、本発明の第一実施形態で説明した通りである。
【０１３１】
次に、本発明の第二実施形態に係る保持シール材の製造方法の一例である第１の製造方法について説明する。
【０１３２】
本発明の第二実施形態に係る保持シール材の第１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第１のマット、第２のマット、及び、第３のマットを準備するマット準備工程と、上記各マットを、無機粒子を含む無機バインダーと接触させ、上記各マットに無機バインダーを含浸させる含浸工程と、上記無機バインダーが付着した各マットを脱水処理する脱水工程と、各マットに付着した水分を乾燥させる乾燥工程と、上記水分を乾燥させた各マットを積層する積層工程とを含むことを特徴とする。
第１の製造方法では、含浸工程において、各マットに付着させる無機粒子の粒子径を変更する。これにより、第１の主面近傍、第２の主面近傍、及び、厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径を変化させることができるため、本発明の第二実施形態に係る保持シール材を製造することができる。
【０１３３】
（ａ）マット準備工程
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第１のマット、第２のマット、及び、第３のマットを準備するマット準備工程を行う。
各マットは、本発明の第一実施形態で説明した方法と同様の方法により製造することができる。
【０１３４】
（ｂ）含浸工程
次に、上記各マットを、無機粒子を含む無機バインダーと接触させ、上記各マットに無機バインダーを含浸させる含浸工程を行う。
【０１３５】
上記含浸工程に用いる無機粒子の粒子径については、保持シール材の厚さ方向中央近傍が位置する第２のマットに含浸させる無機粒子の粒子径を、保持シール材の第１の主面近傍が位置する第１のマット、及び、第２の主面近傍が位置する第３のマットに含浸させる無機粒子の粒子径よりも小さくなるように調整すればよく、各マットに含浸させる無機粒子の粒子径は特に限定されない。
【０１３６】
なお、第２のマットに含浸させる無機粒子の粒子径を調整することにより、本実施形態の保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が０．００５〜０．１μｍとなるように調整することが望ましい。
また、第１のマット、及び、第３のマットに含浸させる無機粒子の粒子径を調整することにより、本実施形態の保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径が０．１〜１μｍとなるように調整することが望ましい。
なお、第１のマットに含浸させる無機粒子の粒子径と、第３のマットに含浸させる無機粒子の粒子径とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
また、第１のマットに含浸させる無機粒子の種類と、第２のマットに含浸させる無機粒子の種類と、第３のマットに含浸させる無機粒子の種類とは、同じ種類であってもよく、異なる種類であってもよい。
含浸工程における他の条件等は、本発明の第一実施形態で説明した通りである。
【０１３７】
（ｃ）脱水工程
次に、無機バインダーが付着した各マットを脱水処理する。
【０１３８】
（ｄ）乾燥工程
この後、無機バインダーが付着した各マットを、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、無機粒子が付着したマットとする。
【０１３９】
（ｅ）積層工程
第１のマット、第２のマット、及び、第３のマットを順に積層して一体化させ、積層体を作製する。
一体化の方法は特に限定されるものではなく、糸縫い、粘着テープによる接合、又は、接着剤による接着等の方法が挙げられる。
【０１４０】
これまでの工程までを経たマットは、本発明の第二実施形態に係る保持シール材となる。
また、図９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切断工程を更に行えばよい。
【０１４１】
第１の製造方法では、第１のマットに保持シール材の第１の主面近傍が位置し、第２のマットに保持シール材の厚さ方向中央近傍が位置し、第３のマットに保持シール材の第２の主面近傍が位置する。従って、各マットの厚さは、それぞれ１ｍｍ以上であることが望ましいが、各マットの厚さは特に限定されない。
【０１４２】
次に、本発明の第二実施形態に係る保持シール材の製造方法の別の一例である第２の製造方法について説明する。
第２の製造方法では、マット準備工程、含浸工程、脱水工程、乾燥工程及び積層工程を行う点は第１の製造方法と同様である。一方、積層工程の後に、積層されたマット表面にさらに無機粒子を付着させる付着工程を行う点が第１の製造方法と異なる。
また、第２の製造方法では、本発明の第一実施形態に係る保持シール材の製造方法と同様、含浸工程及び付着工程における無機粒子の粒子径を変更することによって、本発明の第二実施形態に係る保持シール材を製造することができる。
【０１４３】
以下に、第２の製造方法における含浸工程及び付着工程について説明する。
【０１４４】
（ｂ）含浸工程
第１の製造方法の含浸工程においては、第２のマットに含浸させる無機粒子の粒子径を、第１のマット及び第３のマットに含浸させる無機粒子の粒子径よりも小さくなるように調整していた。一方、第２の製造方法の含浸工程においては、各マットに含浸させる無機粒子の粒子径は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。ただし、第２の製造方法の含浸工程では、保持シール材の厚さ方向中央近傍が位置するマット（第２のマットに限らない）に含浸させる無機粒子の粒子径は、付着工程における無機粒子の粒子径よりも小さくする必要がある。
上記の他は、第１の製造方法における含浸工程と同様である。
【０１４５】
（ｆ）付着工程
積層工程を経て積層されたマットの第１の主面及び第２の主面に、さらに無機粒子を付着させる付着工程を行う。
付着工程において、マットの第１の主面及び第２の主面に無機粒子を付着させる方法は、本発明の第一実施形態で説明した通りである。
【０１４６】
上記付着工程に用いる無機粒子の粒子径を調整することにより、本実施形態の保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径が０．１〜１μｍとなるように調整することが望ましい。
付着工程における他の条件等は、本発明の第一実施形態で説明した通りである。
【０１４７】
これまでの工程までを経たマットは、本発明の第二実施形態に係る保持シール材となる。
また、図９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切断工程を更に行えばよい。
【０１４８】
第２の方法では、付着工程によって、各領域における無機粒子の平均粒子径を変化させるため、どのマットに保持シール材の厚さ方向中央近傍が位置してもよい。そのため、各マットの厚さは、それぞれ１ｍｍ以上である必要はなく、特に限定されない。
【０１４９】
本発明の第二実施形態に係る排ガス浄化装置は、本発明の第二実施形態に係る保持シール材を使用している他は本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１５０】
本発明の第二実施形態に係る保持シール材及び排ガス浄化装置では、本発明の第一実施形態に記載した（１）〜（５）の効果を奏する。
【０１５１】
（第三実施形態）
以下、本発明の保持シール材、及び、排ガス浄化装置の一実施形態である第三実施形態について説明する。
本発明の第三実施形態では、保持シール材を構成するマットが抄造されたマットである点が本発明の第一実施形態と異なる。
【０１５２】
本発明の第三実施形態に係る保持シール材は、本発明の第一実施形態に係る保持シール材とほぼ同じ構成を有しているため、その詳細な説明は省略する。
【０１５３】
本発明の第三実施形態に係る保持シール材の製造方法の一例について説明する。
【０１５４】
本発明の第三実施形態に係る保持シール材の製造方法は、無機繊維及び上記無機繊維の表面に付着した無機粒子を含むマットを準備するマット準備工程と、上記マットの表面に、さらに無機粒子を付着させる付着工程とを含むことを特徴とする。
上記の製造方法では、後述するマット準備工程における混合液準備工程、及び、付着工程における無機粒子の粒子径を変更することによって、本発明の第三実施形態に係る保持シール材を製造することができる。
【０１５５】
（ａ）マット準備工程
まず、抄造されたマットを準備するマット準備工程を行う。
本発明の第三実施形態に係る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。
（ａ−１）混合液準備工程
アルミナ繊維と、シリカ繊維と、無機粒子を含む無機バインダーと、水とを原料液中の無機繊維（アルミナ繊維及びシリカ繊維）の含有量が所定の値となるように混合し、攪拌機で攪拌することで混合液を調製する。混合液には、必要に応じて、有機バインダーが含まれていてもよい。
なお、上記調整では、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が０．００５〜０．１μｍとなるように調整することが望ましい。
【０１５６】
無機バインダーとしては、例えば、本発明の第一実施形態で説明した含浸工程において用いる無機バインダーを用いることができる。
【０１５７】
（ａ−２）抄造工程
次に、底面にろ過用のメッシュが形成された成形槽に混合液を流し込んだ後に、混合液中の水をメッシュを介して脱水することによりマット前駆体を作製する。
【０１５８】
（ａ−３）加熱圧縮工程
マット前駆体を所定の条件で加熱圧縮して所定の嵩密度を有するマットを作製する。この工程を経ることにより、アルミナ繊維とシリカ繊維とが、無機バインダーを介して互いに固着され、マットの形状が保持されることになる。
このようにして作製されたマットに含まれる無機繊維の表面には、無機バインダー由来の無機粒子が付着している。
【０１５９】
（ｂ）付着工程
次に、上記マット準備工程で準備したマットの第１の主面及び第２の主面に、さらに無機粒子を付着させる付着工程を行う。
付着工程において、マットの第１の主面及び第２の主面に無機粒子を付着させる方法は、本発明の第一実施形態で説明した通りである。
【０１６０】
上記付着工程に用いる無機粒子の粒子径を調整することにより、本実施形態の保持シール材の第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径が０．１〜１μｍとなるように調整することが望ましい。
なお、マットの第１の主面に付着させる無機粒子の粒子径と、第２の主面に付着させる無機粒子の粒子径とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
また、上記付着工程に用いる無機粒子の種類は、混合液準備工程に用いる無機粒子と同じ種類であってもよく、異なる種類であってもよい。さらに、マットの第１の主面に付着させる無機粒子の種類と、マットの第２の主面に付着させる無機粒子の種類とは、同じ種類であってもよく、異なる種類であってもよい。
付着工程における他の条件等は、本発明の第一実施形態で説明した通りである。
【０１６１】
これまでの工程を経たマットは、本発明の第三実施形態に係る保持シール材となる。
また、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切断工程を更に行えばよい。
【０１６２】
本発明の第三実施形態に係る排ガス浄化装置は、本発明の第三実施形態に係る保持シール材を使用している他は本発明の第一実施形態に係る排ガス浄化装置と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１６３】
本発明の第三実施形態に係る保持シール材及び排ガス浄化装置では、本発明の第一実施形態に記載した（１）〜（５）の効果を奏する。
【０１６４】
（その他の実施形態）
本発明の第一実施形態に係る保持シール材において、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径は、第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の両方よりも小さかった。しかし、本発明の保持シール材には、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が、第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径のいずれか一方よりも小さい保持シール材も含まれる。
【０１６５】
上記のような保持シール材は、本発明の第一実施形態で説明した（ａ）マット準備工程、（ｂ）含浸工程、（ｃ）脱水工程、及び、（ｄ）乾燥工程までを同様に行った後、（ｅ）付着工程において、マットの第１の主面及び第２の主面のいずれか一方に無機粒子を付着させることにより製造することができる。
【０１６６】
本発明の保持シール材では、保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が、第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径、及び、第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の少なくとも一方よりも小さい限り、その他の部分における無機粒子の平均粒子径は特に限定されない。
しかし、保持シール材の柔軟性の観点からは、第１の主面近傍及び第２の主面近傍以外の部分における無機粒子の平均粒子径は、第１の主面近傍及び第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径よりも小さいことが望ましい。
【０１６７】
本発明の第二実施形態では、保持シール材は、３枚のマットからなっていたが、本発明の保持シール材には、２枚のマットからなる保持シール材、又は、４枚以上のマットからなる保持シール材も含まれる。
【０１６８】
上記２枚のマットからなる保持シール材は、本発明の第二実施形態における保持シール材の第２の製造方法により製造することができる。
また、上記４枚以上のマットからなる保持シール材は、本発明の第二実施形態における保持シール材の第１の製造方法、又は、第２の製造方法により製造することができる。
【０１６９】
本発明の第二実施形態では、保持シール材を構成するマットは、すべて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であった。しかし、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た無機繊維からなるマットと抄造されたマットとが任意に積層してなる保持シール材も含まれる。
【０１７０】
本発明の第二実施形態では、保持シール材は、第１のマット、第２のマット、及び、第３のマットからなっており、第２のマットに保持シール材の厚さ方向中央近傍が位置していた。しかし、本発明の保持シール材においては、保持シール材の厚さ方向中央近傍は必ずしも第２のマットに位置していなくてもよい。
【０１７１】
本発明の保持シール材において、保持シール材が複数枚のマットからなる場合、各マットの厚さは同じでもよく、互いに異なっていてもよい。
【０１７２】
無機バインダー中での無機粒子の二次粒子の形状は、上述した鎖状のもののほか、繊維状、棒状、数珠状、羽毛状、又は、塊状のものであってもよい。
【０１７３】
アルミナ繊維には、アルミナ以外に、例えば、ＣａＯ、ＭｇＯ、又は、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。
【０１７４】
シリカ繊維には、シリカ以外に、例えば、ＣａＯ、ＭｇＯ、又は、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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
上記アルカリ金属化合物としては、例えば、Ｎａ及び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、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、及び、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。
【０１７８】
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、生理食塩水に溶けやすい、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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
ガラス繊維は、シリカとアルミナとを主成分とし、アルカリ金属のほかに、カルシア、チタニア、及び、酸化亜鉛等含むガラス状の繊維である。
【０１８４】
本発明の実施形態に係る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、保持シール材の目付量が４０００ｇ／ｍ２を超えると、保持シール材の嵩が低くなりにくい。そのため、このような保持シール材を用いて排ガス浄化装置を製造する場合、排ガス処理体が金属ケーシングから脱落しやすくなる。
【０１８５】
また、本発明の実施形態に係る保持シール材の嵩密度（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。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０．５０ｇ／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。
【０１８６】
本発明の実施形態に係る保持シール材の厚さは、特に限定されないが、３．０〜２０ｍｍであることが望ましく、６．０〜２０ｍｍであることがより望ましい。
保持シール材の厚さが３．０ｍｍ未満であると、保持力が充分ではない。そのため、このような保持シール材を用いて排ガス浄化装置を製造する場合、排ガス処理体が金属ケーシングから脱落しやすくなる。また、保持シール材の厚さが２０ｍｍを超えると、保持シール材が厚すぎるため、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。
【０１８７】
有機バインダーを使用する場合、そ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、及び、スチレン系樹脂等が挙げられる。
上記有機バインダーのなかでは、ゴム系樹脂（ラテックス）等が好ましい。有機バインダーを含有する有機バインダー含有液としては、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。
【０１８８】
本発明の保持シール材は、無機繊維及び上記無機繊維の表面に付着した無機粒子を含み、第１の主面及び第２の主面を備えており、
上記保持シール材の厚さ方向中央近傍における無機粒子の平均粒子径が、上記第１の主面近傍における無機粒子の平均粒子径、及び、上記第２の主面近傍における無機粒子の平均粒子径の少なくとも一方よりも小さいことを必須の構成要件としている。
係る必須の構成要素に、本発明の第一実施形態、及び、本発明のその他の実施形態で詳述した種々の構成（例えば、無機粒子の平均粒子径の分布、無機繊維の種類、有機バインダーの有無、マットの製造方法等）を適宜組み合わせることにより所望の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１８９】
１、２  保持シール材
１１、２１１  第１の主面
１２、２１２  第２の主面
１４、２１４  第１の主面近傍
１５、２１５  保持シール材の厚さ方向中央近傍
１６、２１６  第２の主面近傍
２１  無機繊維
２２  無機繊維表面の一部
２３  無機粒子
１００  排ガス浄化装置
１２０  金属ケーシング
１３０  排ガス処理体
２５０  第１のマット
２６０  第２のマット
２７０  第３のマット
【図１】
0005990393.tif 000003
【図２】
0005990393.tif 000004
【図３】
0005990393.tif 000005
【図４】
0005990393.tif 000006
【図５】
0005990393.tif 000007
【図７】
0005990393.tif 000008
【図８】
0005990393.tif 000009
【図９】
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【図６】
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