(57)【要約】【課題】  含浸工程及び含浸工程に続く乾燥工程に供した場合に、乾燥時間を短縮することができるマットを提供すること。【解決手段】  本発明のマットは、無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるマットであって、上記マットには、一方の主面から他方の主面にかけて設けられ、繊維が互いに絡み合わず、繊維同士が互いに平行に配列された非交絡部を有することを特徴とする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるマットであって、
前記マットには、一方の主面から他方の主面にかけて設けられ、繊維が互いに絡み合わず、繊維同士が互いに平行に配列された非交絡部を有するマット。
【請求項２】
無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるマットであって、
無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるシートの少なくとも一方の主面側から他方の主面側に向かってバーブレスニードルが貫通するバーブレスニードリング処理が施されることにより形成された非交絡部を有することを特徴とするマット。
【請求項３】
前記非交絡部の形成密度は、１〜２０個／ｃｍ２である請求項１又は２に記載のマット。
【請求項４】
前記一方の主面から前記他方の主面にかけて設けられた交絡部をさらに有しており、前記交絡部を構成する無機繊維は、前記交絡部以外の部分を構成する無機繊維に比べて互いに緻密に絡み合っている請求項１〜３のいずれかに記載のマット。
【請求項５】
前記交絡部は、前記一方の主面側から前記他方の主面側に向かって配向しつつ、互いに緻密に絡み合った無機繊維からなる第一交絡部と、前記他方の主面側から前記一方の主面側に向かって配向しつつ、互いに緻密に絡み合った無機繊維からなる第二交絡部とから構成されている請求項４に記載のマット。
【請求項６】
前記交絡部の形成密度は、０．５〜３０個／ｃｍ２である請求項４又は５に記載のマット。
【請求項７】
少なくとも一部で前記非交絡部と前記交絡部とが交互に異なる位置に形成されている請求項４〜６のいずれかに記載のマット。
【請求項８】
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、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請求項１〜７のいずれかに記載のマット。
【請求項９】
有機バインダをさらに含む請求項１〜８のいずれかに記載のマット。
【請求項１０】
膨張材をさらに含む請求項１〜９のいずれかに記載のマット。
【請求項１１】
無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるマットの製造方法であって、
無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるシートの少なくとも一方の主面側から他方の主面側に向かってバーブレスニードルを貫通させるバーブレスニードリング工程を含むことを特徴とするマットの製造方法。
【請求項１２】
無機繊維前駆体が互いに絡み合って構成された交絡点からなる前駆体シートの少なくとも一方の主面側から他方の主面側に向かってバーブニードルを貫通させることによりニードリング前駆体シートを作製するバーブニードリング工程と、
前記ニードリング前駆体シートを焼成することにより前記シートを作製する焼成工程とをさらに含む請求項１１に記載のマットの製造方法。
【請求項１３】
前記バーブニードリング工程では、前記前駆体シートの両主面に対してバーブニードリング処理を施す請求項１２に記載のマットの製造方法。
【請求項１４】
前記バーブレスニードリング工程を経てバーブレスニードリングシートを作製し、
前記バーブレスニードリングシートの少なくとも一方の主面側から他方の主面側に向かってバーブニードルを貫通させるバーブニードリング工程をさらに行う請求項１１に記載のマットの製造方法。
【請求項１５】
前記バーブニードリング工程では、前記バーブレスニードリングシートの両主面に対してバーブニードリング処理を施す請求項１４に記載のマットの製造方法。
【請求項１６】
前記バーブレスニードルが貫通する位置と前記バーブニードルが貫通する位置とが、少なくとも一部で交互に異なっている請求項１２〜１５のいずれかに記載のマットの製造方法。
【請求項１７】
有機バインダ溶液を含浸させることにより含浸マットを作製する含浸工程と、
前記含浸マットを乾燥させる乾燥工程とをさらに含む請求項１１〜１６のいずれかに記載のマットの製造方法。
【請求項１８】
無機繊維が含まれたスラリーを抄造することにより抄造シートを作製する抄造工程をさらに含み、
前記抄造シートを前記シートとして使用する請求項１１に記載のマットの製造方法。
【請求項１９】
排ガス処理体と、
前記排ガス処理体を収容するケーシングと、
前記排ガス処理体と前記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からなる排ガス浄化装置であって、
前記保持シール材は、請求項１〜１０のいずれかに記載のマットを使用していることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２０】
排ガス処理体と、
前記排ガス処理体を収容するケーシングと、
前記排ガス処理体と前記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からなる排ガス浄化装置であって、
前記保持シール材は、請求項１１〜１８のいずれかに記載のマットの製造方法で製造されたマットを使用してい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、マット、マットの製造方法、及び、排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリカ繊維やアルミナ繊維等の無機繊維を積層してなる不織布状のマットが知られており、このマットは耐熱性や弾性（反発力）等の特性に優れているため、種々の用途に使用されている。
【０００３】
例えば、マットは、排ガス浄化装置の構成部材として使用されている。
具体的に説明すると、一般的な排ガス浄化装置は、排ガス処理体、排ガス処理体を収容するケーシング、及び、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から構成されており、上述したマットは、この保持シール材を構成する部材として使用されている。なお、保持シール材は、マットを所定形状に切断する切断工程等を経て作製される。
【０００４】
不織布状で反発力を有するマットから構成された保持シール材は、所定の保持力を有している。そのため、上記排ガス浄化装置では、排ガス処理体が保持シール材によりケーシング内の所定の位置にしっかりと保持される。また、保持シール材が排ガス処理体とケーシングとの間に配設されているので、振動等が加えられても排ガス処理体がケーシングと接触しにくく、また、排ガス処理体とケーシングとの間からは排ガスが漏れにくい。
【０００５】
ここで、保持シール材を使用した排ガス浄化装置を製造する方法としては、例えば、保持シール材を巻き付けた排ガス処理体をケーシングへ圧入する方法が挙げられる。
この製造方法では、圧入しやすくするために、排ガス処理体に巻き付けられた保持シール材の嵩を適度に減らす必要がある。
【０００６】
係る保持シール材に用いるマットとして、特許文献１には、アルミナ繊維からなるマットに有機バインダ溶液を含浸させた後、これを乾燥工程に供して圧縮状態で熱風乾燥させることにより製造されるバインダマットが開示されている。
製造されたバインダマットは所定形状に切断され、保持シール材が作製される。
【０００７】
また、特許文献２には、アルミナ繊維からなるマットが開示されている。
このアルミナ繊維からなるマットは、焼成前のアルミナ繊維前駆体を圧縮してなる前駆体シートに、複数のバーブ（返し）が形成されたバーブニードルを前駆体シートの厚み方向に抜き差しするバーブニードリング処理を施すことにより、交絡部が形成されたニードリング前駆体シートを作製し、作製されたニードリング前駆体シートを焼成することにより製造される。
製造されたマットは所定形状に切断され、保持シール材が作製される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−９４６号公報
【特許文献２】特開昭６２−５６３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の従来のバインダマットでは、バインダマットを構成する無機繊維が有機バインダにより接着されているため、その嵩が減るとされている。
従って、この従来のバインダマットを所定形状に切断することにより作製された保持シール材でも、その嵩が減り、保持シール材を巻き付けた排ガス処理体をケーシングへ圧入しやすくなると考えられる。
また、排ガス浄化装置の使用時には、高温の排ガスにより有機バインダが熱分解されて保持シール材の形状が復元し、排ガス処理体を良好に保持することができると考えられる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の従来のバインダマットを製造する場合には、不織布状のマットの吸水性がよく通気性が低いためか、乾燥工程で有機バインダ溶液の分散媒や溶媒を乾燥風を使用して揮発させるのに多大な時間を要し、バインダマットの製造効率が低く、製造コストが高くなるという問題がある。
【００１１】
一方、特許文献２に記載の従来のマットでは、その厚さ方向に沿ってバーブニードルが抜き差しされた箇所（交絡部）で無機繊維が複雑に絡み合っており、交絡部を中心としてマットの嵩が減るとされている。
従って、この従来のマットを所定形状に切断することにより製造された保持シール材でも、その嵩が減り、保持シール材を巻き付けた排ガス処理体をケーシングへ圧入しやすくなると考えられる。
【００１２】
しかしながら、特許文献２の従来のマットでは、嵩高さが充分に抑えられているとはいえない。
そこで、本発明者が特許文献１に記載の技術を応用し、特許文献２に記載のマットに有機バインダ溶液を含浸させた後、乾燥風により乾燥させてバインダマットを製造してみたところ、やはり不織布状のマットの吸水性がよく通気性が低いためか、特許文献１に記載の従来のバインダマットを製造する場合と同様に、マットを乾燥させるのに多大な時間を要し、マットの製造効率が低く、製造コストが高くなるという問題があることが分かった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者が上記課題を解決するために鋭意検討した結果、マットに易通気性の箇所を設ければ、係るマットを乾燥工程に供した場合には、マット内部まで容易に乾燥風が行き渡って乾燥時間を短縮することができるのではないかとの考えに至った。
そして、本発明者が係る考えに基づいてさらに検討を続けた結果、上述した課題を解決することができる本発明のマットを完成させた。
【００１４】
即ち、第一の本発明のマットは、無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるマットであって、上記マットには、一方の主面から他方の主面にかけて設けられ、繊維が互いに絡み合わず、繊維同士が互いに平行に配列された非交絡部を有することを特徴とする。
【００１５】
第一の本発明のマットに有機バインダ溶液を含浸させて含浸マットを作製し、含浸マットを乾燥風等で乾燥させることによりバインダマットを作製する場合には、乾燥時間を大幅に短縮することができる。そのため、バインダマットの製造効率を高め、製造コストを低く抑えることができる。それゆえ、バインダマットを所定形状に切断するなどして保持シール材を作製する場合には、そのコストを低く抑えることができる。
これについて、図面を用いて以下に説明する。
【００１６】
図１（ａ）は、第一の本発明のマットを模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すマットのＡ−Ａ線断面図である。
【００１７】
図１（ａ）に示す第一の本発明のマット１の形状は、平面視略矩形で所定の厚さを有する平板状である。マット１のその他の構成に関しては、後述する本発明の第一実施形態の記載で説明することとして、以下、主に第一の本発明のマット１の内部の構成について詳しく説明する。
【００１８】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す第一の本発明のマット１は、無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなる（以下、無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるマットのことを、単に無機繊維を含んでなるマットともいう）。
【００１９】
第一の本発明のマット１は、一方の主面（以下、第一主面ともいう）１０ａと、第一主面１０ａの反対側に位置する他方の主面（以下、第二主面ともいう）１０ｂとを有している。
後述するバーブレスニードリング処理でバーブレスニードルが貫通した第一主面１０ａ上の箇所には、バーブレスニードル貫通点（以下、第一バーブレスニードル貫通点ともいう）１１ａが形成されており、第二主面１０ｂ上には、別のバーブレスニードル貫通点（以下、第二バーブレスニードル貫通点ともいう）１１ｂが形成されている。
そして、第一バーブレスニードル貫通点１１ａから第二バーブレスニードル貫通点１１ｂにかけてマット１の厚さ方向に沿って非交絡部１２が設けられている。
【００２０】
図１（ｂ）に示すように、非交絡部１２以外の交絡点（非形成領域）１４は、無機繊維１３ｂが互いに緩く絡み合うことにより形成されており、不織布状を呈している。
【００２１】
一方、第一バーブレスニードル貫通点１１ａから第二バーブレスニードル貫通点１１ｂにかけて設けられた非交絡部１２には、互いに絡み合わず、互いに平行に配列された無機繊維１３ａが存在している。そのため、非交絡部１２は、第一バーブレスニードル貫通点１１ａから第二バーブレスニードル貫通点１１ｂまで貫通した通気孔様の機能を有する。
従って、マット１の通気性は、第一バーブレスニードル貫通点１１ａ、第二バーブレスニードル貫通点１１ｂ及び非交絡部１２が形成されていないマットの通気性に比べて高い。
また、非交絡部１２には、互いに絡み合っていない無機繊維１３ａが存在しているので、非交絡部１２が複数設けられていたとしても、マット１の反発力（保持シール材の保持力）が低下しすぎることがない。
なお、本明細書において、繊維同士が互いに平行に配列されているとは、非交絡部を構成する大部分の無機繊維同士が互いに実質的に平行に配列されていることをいい、具体的には、非交絡部が切断面に現れるように厚み方向に沿って略垂直にマットを切断し、得られた切断面を顕微鏡又は肉眼で観察した場合に、非交絡部を構成する複数の無機繊維のうち、任意に選択した一の無機繊維と該無機繊維に隣接する他の無機繊維とが互いに交差することがないか、または、任意に選択した一の無機繊維と該無機繊維に隣接する他の無機繊維とが４５°以下の角度をもって互いに交差していることをいう。
また、第一バーブレスニードル貫通点１１ａ及び第二バーブレスニードル貫通点１１ｂも非交絡部１２に含まれるので、第一バーブレスニードル貫通点１１ａ及び第二バーブレスニードル貫通点１１ｂにも、互いに絡み合わず、互いに平行に配列された無機繊維が存在している。
【００２２】
マット１に有機バインダ溶液を含浸させることにより含浸マットを作製し、含浸マットを乾燥風で乾燥させることにより有機バインダが含まれたマット（以下、単に、バインダマットともいう）を作製する場合について説明する。なお、含浸マットは、有機バインダ溶液が含まれていること以外はマット１と変わるところがないので、以下の説明では、図１（ｂ）を参照しながら説明する。
マット１は不織布状であり吸水性がよいので、有機バインダ溶液を含浸させた直後の状態では、含浸マット１’に多量の有機バインダ溶液が含まれている。
しかしながら、含浸マット１’には、通気孔のように機能する非交絡部１２’、第一バーブレスニードル貫通点１１ａ’及び第二バーブレスニードル貫通点１１ｂ’が形成されているので、含浸マット１’に含まれる過剰な有機バインダ溶液は、非交絡部１２’、第一バーブレスニードル貫通点１１ａ’及び第二バーブレスニードル貫通点１１ｂ’を介して外部にすみやかに排出される。また、有機バインダ溶液に含まれる溶媒や分散媒が揮発すると、非交絡部１２’、第一バーブレスニードル貫通点１１ａ’及び第二バーブレスニードル貫通点１１ｂ’を通過して含浸マット１’の外部に放出されやすい。
そのうえ、含浸マット１’に乾燥風を吹きつけた場合には、第一バーブレスニードル貫通点１１ａ’や第二バーブレスニードル貫通点１１ｂ’から流入した乾燥風が非交絡部１２’を通過することにより、交絡点（非形成領域）１４’を含む含浸マット１’の内部にも充分に乾燥風が行き渡る。
従って、乾燥工程に供された含浸マット１’は、短時間で乾燥することになる。そのため、バインダマットの製造効率を高め、製造コストを低く抑えることができる。
なお、製造されたバインダマットは、必要に応じて所定形状に切断することにより、排ガス浄化装置に使用される保持シール材に加工することができるが、素材であるバインダマットの製造コストが低いので、保持シール材の製造コストも充分低く抑えることができる。
また、バインダマットでは無機繊維が有機バインダで接着されており、バインダマットの嵩が適度に低い。そのため、係るバインダマットを使用した保持シール材も嵩が適度に低く、ケーシングへの圧入性に優れる。
【００２３】
第二の本発明のマットは無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるマットであって、無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるシートの少なくとも一方の主面側から他方の主面側に向かってバーブレスニードルが貫通するバーブレスニードリング処理が施されることにより形成された非交絡部を有することを特徴とする。
【００２４】
第二の本発明におけるバーブレスニードリング処理の一例について、図面を用いて以下に説明する。
【００２５】
図２（ａ）は、第二の本発明に係るバーブレスニードリング処理に使用されるバーブレスニードリング装置とシートとを模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、第二の本発明に係るバーブレスニードルがシートを貫通した場合のバーブレスニードリング装置及びシートを模式的に示す断面図である。
【００２６】
図２（ａ）に示すバーブレスニードリング装置１００は、シート１ｘを支持可能な載置面１１１を有する支持板１１０と、支持板１１０の載置面１１１に対向して設けられており、突き刺し方向（シート１ｘの厚さ方向、図２（ａ）及び図２（ｂ）中、両矢印Ｔ１で示す方向）に往復移動可能なピストン１１２の先端に取り付けられたバーブレスニードル板１２０とから構成されている。なお、ここで使用しているシート１ｘは、平面視略矩形で所定の厚さを有する平板状であり、無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるシート（以下、単に無機繊維を含んでなるシートともいう）である。
バーブレスニードル板１２０には、支持板１１０に対向する対向面１２２から垂直方向に立設した複数のバーブレスニードル１２１が所定の間隔で取り付けられており、剣山様の形状を呈している。バーブレスニードル１２１は、細く先の尖ったニードルであり、該ニードル表面にバーブ（返し）が形成されていないものである。
また、支持板１１０には、バーブレスニードル板１２０のバーブレスニードル１２１が取り付けられた位置に対応する箇所に貫通孔１１３が設けられている。
そのため、バーブレスニードル板１２０が支持板１１０に接近した場合には、バーブレスニードル１２１が貫通孔１１３を貫通するので、載置面１１１と対向面１２２とが接触する程度にまでバーブレスニードル板１２０を支持板１１０に近づけることができる。
【００２７】
係るバーブレスニードリング装置１００を使用してバーブレスニードリング処理を行う場合には、まず、図２（ａ）に示すように、支持板１１０の載置面１１１にシート１ｘを設置する。
次に、バーブレスニードル板１２０をシート１ｘの厚さ方向に沿って上下させる。
すると、図２（ｂ）に示すように、シート１ｘの第一主面１０ｙから第二主面１０ｚまでバーブレスニードル１２１が貫通し、貫通したバーブレスニードル１２１がシート１ｘから引き抜かれることによりバーブレスニードリング処理が完了する。
【００２８】
バーブレスニードル１２１がシート１ｘを貫通する際には、バーブレスニードル１２１にバーブが形成されていないので、バーブレスニードル１２１に無機繊維がほとんど巻き込まれず、バーブレスニードル１２１の貫通箇所に位置する無機繊維の多くが破断されると考えられる。
バーブレスニードル１２１がシート１ｘから引き抜かれる際には、シート１ｘの反発力により互いに絡み合っていない無機繊維が貫通箇所を塞ぐようにして元に戻ろうとするものの、全ての無機繊維が完全には戻りきらないと考えられる。
従って、バーブレスニードル１２１がシート１ｘを貫通した箇所（非交絡部）には、互いに絡み合わず、互いに平行に配列された無機繊維が存在することになると推測される。
本発明者が見出したところによれば、バーブレスニードリング処理により形成された非交絡部を有するマットでは、非交絡部を有していないマットに比べて通気性が高い。
なお、第一主面１０ｙ上のバーブレスニードル１２１が貫通した箇所には、第一バーブレスニードル貫通点が形成される。また、第二主面の１０ｚ上のバーブレスニードル１２１が貫通した箇所には、第一主面１０ｙ上の第一バーブレスニードル貫通点に対応する第二バーブレスニードル貫通点が形成される。
【００２９】
第二の本発明に係る非交絡部は、無機繊維を含んでなるシートにバーブレスニードルを貫通させることにより形成されたものであればよく、その具体的な形状は特に限定されるものではないが、具体的な形状としては、例えば、第一の本発明のマット１に形成された非交絡部１２と同様の形状が挙げられる。
即ち、第二の本発明のマットに係る非交絡部は、マットの一方の主面から他方の主面にかけて設けられ、互いに絡み合わず、互いに平行に配列された無機繊維から構成されていてもよい。言い換えると、第二の本発明のマットは、無機繊維を含んでなるマットであって、マットの一方の主面から他方の主面にかけて設けられた非交絡部を有し、非交絡部には、破断し、互いに絡み合っていない無機繊維が存在していることを特徴とするマットであってもよい。
このような非交絡部の詳細な構成については、図１（ａ）及び図１（ｂ）を用いて既に説明したとおりであるので、説明を省略する。
【００３０】
第二の本発明のマットは通気性が高いので、係るマットに有機バインダ溶液を含浸させて含浸マットを作製し、含浸マットを乾燥風等で乾燥させることによりバインダマットを作製する場合には、乾燥時間を大幅に短縮することができる。そのため、バインダマットの製造効率を高め、製造コストを低く抑えることができる。それゆえ、バインダマットを所定形状に切断する等して保持シール材を製造すると、その製造コストを低く抑えることができる。
【００３１】
第一及び第二の本発明のマット（以下、第一及び第二の本発明のマットをまとめて、本発明のマットともいう）では、上記非交絡部の形成密度が、１〜２０個／ｃｍ２であることが望ましい。なお、本明細書において、非交絡部の形成密度とは、第一主面及び第二主面に略平行な平面に沿ってマットを厚み方向の中間地点で略二等分に切断し、得られた主断面を目視又は顕微鏡で観察した場合に確認される、主断面の１ｃｍ２あたりに形成された非交絡部の個数のことをいう。
非交絡部の形成密度が１〜２０個／ｃｍ２であると、単位面積あたりに形成された非交絡部の数が充分に多く、マットの通気性をより高くすることができる。そのため、係るマットを乾燥工程に供すると、乾燥時間をより短縮することができる。また、単位面積あたりに形成された非交絡部の数が多すぎることもなく、マットの反発力及び強度を適切な値に保つこともできる。
これに対し、非交絡部の形成密度が１個／ｃｍ２未満であると、単位面積あたりに形成された非交絡部の数が少なすぎて、係るマットを乾燥工程に供した場合には乾燥時間が短縮しにくい。一方、非交絡部の形成密度が、２０個／ｃｍ２を超えると、単位面積あたりに形成された非交絡部の数が多すぎ、無機繊維が互いに絡み合っていない箇所が多くなりすぎてマットの反発力及び強度が低下しやすくなる。
【００３２】
本発明のマットは、上記一方の主面から上記他方の主面にかけて設けられた交絡部をさらに有しており、上記交絡部を構成する無機繊維は、上記交絡部以外の部分を構成する無機繊維に比べて互いに緻密に絡み合っていることが望ましい。
交絡部では、交絡部及び非交絡部が形成されていない部分、即ち、交絡点（非形成領域）に比べて無機繊維が互いに緻密に絡み合っている。それゆえ、交絡部を中心として、マットの嵩が適度に低く抑えられている。そのため、製造したマットを所定形状に切断すること等により作製した保持シール材でも、保持シール材の嵩を適度に減らすことができる。
よって、製造した保持シール材を排ガス浄化装置の製造に使用した場合には、保持シール材を巻き付けた排ガス処理体をケーシングへ圧入しやすくなる。
【００３３】
本発明のマットでは、上記交絡部が、上記一方の主面側から上記他方の主面側に向かって配向しつつ、互いに緻密に絡み合った無機繊維からなる第一交絡部と、上記他方の主面側から上記一方の主面側に向かって配向しつつ、互いに緻密に絡み合った無機繊維からなる第二交絡部とから構成されていることが望ましい。
係る構成を有するマットでは、第一交絡部を形成する無機繊維の配向方向と、第二交絡部を形成する無機繊維の配向方向とが対向した関係にあるため、無機繊維がより複雑に絡み合っており、マットの強度がより高い。
【００３４】
本発明のマットでは、上記交絡部の形成密度が０．５〜３０個／ｃｍ２であることが望ましい。なお、本明細書において、交絡部の形成密度とは、第一主面及び第二主面に略平行な平面に沿ってマットを厚み方向の中間地点で略二等分に切断し、得られた主断面を目視又は顕微鏡で観察した場合に確認される、主断面の１ｃｍ２あたりに形成された交絡部の個数のことをいう。
交絡部の形成密度が０．５〜３０個／ｃｍ２であると、嵩が適度に低くなり、マットの強度がより高くなる。
これに対して、交絡部の形成密度が、０．５個／ｃｍ２未満であると、単位面積あたりに形成された交絡部の数が少なすぎて嵩が減りにくい。また、交絡部の形成密度が３０個／ｃｍ２を超えると、マットの嵩が減りすぎて反発力が低下やすくなり、保持シール材の保持力が低下しやすくなる。また、バーブニードリング処理で細かく裁断されてしまった無機繊維が多く含まれることになり、マットの強度が低くなりやすい。
【００３５】
本発明のマットでは、少なくとも一部で上記非交絡部と上記交絡部とが交互に異なる位置に形成されていることが望ましい。
非交絡部のみが偏って形成された箇所があると、無機繊維が互いに絡み合っていない箇所が一定の領域に渡って存在することになるので、その箇所を中心としてマットの強度が低下しやすくなる。一方、交絡部のみが偏って形成された箇所があると、無機繊維が緻密に絡み合っていて嵩が低すぎる箇所が一定の領域に渡って存在することになるので、マット全体で均一な厚さになりにくくなる。マット全体の厚さが均一でないと、このマットから作製された保持シール材では、排ガス処理体を保持しにくくなる。一方、上記非交絡部と上記交絡部とが交互に異なる位置に形成されている本発明のマットでは、上述した不具合が発生しない。また、非交絡部がバランスよく配置されているので、係るマットを乾燥工程に供すると、乾燥時間をより短縮することができる。
【００３６】
本発明のマットでは、上記無機繊維が、アルミナ繊維、アルミナシリカ繊維、シリカ繊維、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。
これらの無機繊維は耐熱性等の特性に優れているので、これらの無機繊維からなるマット及び該マットを使用した保持シール材は耐熱性や保持力等に優れる。
また、マットを構成する無機繊維に溶解性繊維が含まれる場合、マットの取り扱い時に溶解性繊維が飛散して体内に取り込まれたとしても溶解し、体外に排出されることになるため、人体に対する安全性に優れる。
【００３７】
本発明のマットは、有機バインダをさらに含むことが望ましい。
有機バインダが含まれたマットを使用した保持シール材では、排ガス浄化装置の使用時における高温の排ガスにより有機バインダが分解し、無機繊維の接着が解除され、保持シール材が膨張するので、高い保持力を発揮することができる。
【００３８】
本発明のマットは、膨張材をさらに含むことが望ましい。
膨張材が含まれたマットを使用した保持シール材では、排ガス浄化装置の使用時における高温の排ガスにより膨張材が膨張するので、高い保持力を発揮することができる。
【００３９】
本発明のマットの製造方法は、無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるマットの製造方法であって、無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるシートの少なくとも一方の主面側から他方の主面側に向かってバーブレスニードルを貫通させるバーブレスニードリング工程を含むことを特徴とする。
本発明のマットの製造方法では、上述した本発明のマットを好適に製造することができる。
バーブレスニードリング工程の詳細は、第二の本発明のマットの構成及び効果の説明で既に述べているので、説明を省略する。
【００４０】
本発明のマットの製造方法では、無機繊維前駆体が互いに絡み合って構成された交絡点からなる前駆体シートの少なくとも一方の主面側から他方の主面側に向かってバーブニードルを貫通させることによりニードリング前駆体シートを作製するバーブニードリング工程と、
上記ニードリング前駆体シートを焼成することにより上記シートを作製する焼成工程とをさらに含むことが望ましい。
【００４１】
バーブニードリング処理について、以下に詳しく説明する。
まず、バーブニードリング処理で使用するバーブニードリング装置を説明する。
バーブニードリング装置は、上述した図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すバーブレスニードリング装置と略同様の構成を有しているが、バーブレスニードルが取り付けられたバーブレスニードル板の代わりに、バーブニードルが取り付けられたバーブニードル板を使用する点が異なる。
バーブニードルは、細く先の尖ったニードルであり、該ニードル表面にニードルの先端方向に向かって突出した複数の刺状のバーブ（返し）が形成されたニードルである。
【００４２】
バーブニードリング処理を行う場合には、無機繊維前駆体が互いに絡み合って構成された交絡点からなる前駆体シートを支持板の載置面に設置した後、バーブニードル板を前駆体シートの厚み方向に沿って上下させる。
すると、前駆体シートの第一主面から第二主面までバーブニードルが貫通し、貫通したバーブニードルが前駆体シートから引き抜かれてバーブニードリング処理が完了する。
【００４３】
係るバーブニードリング処理では、バーブに無機繊維前駆体が巻き付いた状態でバーブニードルが前駆体シート内部を移動していくので、バーブに巻き付いた無機繊維前駆体が前駆体シート内部に引き込まれていく。
そのため、バーブニードルの貫通箇所に位置する無機繊維前駆体は、互いに緻密に絡み合い、バーブニードルが貫通していく方向に向かって（即ち、第二主面側に）配向する。
【００４４】
バーブニードルが前駆体シートから引き抜かれる際には、逆に無機繊維前駆体がバーブに引っ掛かりにくいので、多くの無機繊維前駆体は、その配向状態及び交絡状態が維持される。
そのため、バーブニードルが前駆体シートから完全に引き抜かれると、バーブニードルが貫通した第一主面上のバーブニードル貫通点から第二主面上のバーブニードル貫通点にかけて厚み方向に交絡部が形成されたニードリング前駆体シートを作製することができる。
作製したニードリング前駆体シートは、焼成工程を経ることにより無機繊維前駆体を無機繊維に転換した後、上述したバーブレスニードリング工程にシートとして供することにより、交絡部及び非交絡部を有するマットを製造することができる。
【００４５】
本発明のマットの製造方法では、上記バーブニードリング工程で、上記前駆体シートの両主面に対してバーブニードリング処理を施すことが望ましい。
係るバーブニードリング工程を行った場合には、無機繊維前駆体の交絡方向が互いに対向する第一交絡部と第二交絡部とが形成されたニードリング前駆体シートを作製することができる。
そのため、このニードリング前駆体シートを焼成工程及び続くバーブレスニードリング工程に供することにより、非交絡部の他に、無機繊維の交絡方向が互いに対向する第一交絡部と第二交絡部とが形成されたマットを製造することができる。
【００４６】
本発明のマットの製造方法では、上記バーブレスニードリング工程を経てバーブレスニードリングシートを作製し、上記バーブレスニードリングシートの少なくとも一方の主面側から他方の主面側に向かってバーブニードルを貫通させるバーブニードリング工程をさらに含むことが望ましい。
係るマットの製造方法では、上述したバーブレスニードリング工程及びバーブニードリング工程を行う場合と同様に、非交絡部の他に、第一主面上のバーブニードル貫通点から第二主面上のバーブニードル貫通点にかけて厚み方向に交絡部が設けられたマットを好適に製造することができる。
【００４７】
本発明のマットの製造方法では、上記バーブニードリング工程で、上記バーブレスニードリングシートの両主面に対してバーブニードリング処理を施すことが望ましい。
係るバーブニードリング工程を行った場合には、非交絡部の他に、無機繊維の交絡方向が互いに対向する第一交絡部と第二交絡部とが形成されたマットを製造することができる。
【００４８】
本発明のマットの製造方法では、上記バーブレスニードルが貫通する位置と、上記バーブニードルが貫通する位置とが少なくとも一部で交互に異なっていることが望ましい。
係るマットの製造方法では、少なくとも一部で非交絡部と交絡部とが交互に異なる位置に形成されたマットを好適に製造することができる。
【００４９】
本発明のマットの製造方法では、有機バインダ溶液を含浸させることにより含浸マットを作製する含浸工程と、上記含浸マットを乾燥させる乾燥工程とをさらに含むことが望ましい。
係るマットの製造方法では、有機バインダが含まれたマットを好適に製造することができる。
【００５０】
本発明のマットの製造方法では、無機繊維が含まれたスラリーを抄造することにより抄造シートを作製する抄造工程をさらに含み、上記抄造シートを上記シートとして使用することが望ましい。
【００５１】
本発明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ケーシングと、
上記排ガス処理体と上記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からなる排ガス浄化装置であって、
上記保持シール材は、本発明のいずれかのマットを使用していることを特徴とする。
【００５２】
本発明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ケーシングと、
上記排ガス処理体と上記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からなる排ガス浄化装置であって、
上記保持シール材は、本発明のマットの製造方法で製造されたいずれかのマットを使用していることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１（ａ）は、第一の本発明のマットを模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すマットのＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２（ａ）は、第二の本発明に係るバーブレスニードリング処理に使用されるバーブレスニードリング装置とシートとを模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、第二の本発明に係るバーブレスニードルがシートを貫通した場合のバーブレスニードリング装置及びシートを模式的に示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第一実施形態のマットを模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すマットのＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るマットの一例として作製した断面観察用サンプルを、非交絡部及び交絡部が切断面に現れるように厚み方向に沿って略垂直に切断した場合の切断面を２５倍に拡大した顕微鏡写真である。
【図５】本発明の第一実施形態のマットを使用した保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化装置を模式的に示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す排ガス浄化装置のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図７（ａ）は、図６（ａ）に示した排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体を模式的に示す斜視図であり、図７（ｂ）は、図６（ａ）に示した排ガス浄化装置を構成するケーシングを模式的に示す斜視図である。
【図８】本発明に係る乾燥工程で使用する熱風乾燥機と含浸マットとを模式的に示す斜視図である。
【図９】本発明の第一実施形態の排ガス浄化装置を構成する保持シール材、排ガス処理体及びケーシングを用いて排ガス浄化装置を製造する様子を模式的に説明する斜視図である。
【図１０】実施例１〜７及び比較例１における非交絡部の形成密度と乾燥時間との関係、並びに、実施例１〜７及び比較例２における非交絡部の形成密度と面圧との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１（ａ）は、本発明の第二実施形態のマットを模式的に示す斜視図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すマットのＤ−Ｄ線断面図である。
【図１２】実施例８〜１４及び比較例３について、非交絡部の形成密度と乾燥時間との関係、及び、非交絡部の形成密度と面圧との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
（第一実施形態）
以下、本発明のマット、マットの製造方法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図面を参照しながら説明する。
【００５５】
図３（ａ）は、本発明の第一実施形態のマットを模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すマットのＢ−Ｂ線断面図である。
図４は、本発明の第一実施形態に係るマットの一例として作製した断面観察用サンプルを、非交絡部及び交絡部が切断面に現れるように厚み方向に沿って略垂直に切断した場合の切断面を２５倍に拡大した顕微鏡写真である。
【００５６】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、本実施形態のマット２は、所定の長さ（図３（ａ）中、両矢印Ｌ２で示す）、幅（図３（ａ）中、両矢印Ｗ２で示す）及び厚さ（図３（ａ）中、両矢印Ｔ２で示す）を有する平面視矩形状である。
そして、マット２の表面のうち、最も面積の大きい主面である第一主面２０ａと、第一主面２０ａの反対側に位置する第二主面２０ｂとを有している。
【００５７】
マット２の大きさについては、特に限定されないが、例えば、長さ１００〜１００００ｍｍ×幅１００〜１５００ｍｍ×厚さ５〜３０ｍｍである。
【００５８】
マット２の目付量（単位面積あたりの重量）は、９００〜３０００ｇ／ｍ２であることが望ましい。マット２の目付量は、１５００〜２８００ｇ／ｍ２であることがより望ましい。
また、マット２の密度は、０．０８〜０．２０ｇ／ｃｍ３であることが望ましい。マット２の密度は、０．１０〜０．１５ｇ／ｃｍ３であることがより望ましい。
【００５９】
マット２は、無機繊維が互いに絡み合って構成されている。
図３（ｂ）及び図４に示すように、マット２を厚み方向に沿って略垂直に切断した切断面を観察すると、後述する非交絡部２２、第一交絡部２６ａ及び第二交絡部２６ｂを除いた交絡点（非形成領域）２４では、大部分の無機繊維がマット２の第一主面２０ａ及び第二主面２０ｂに略平行な方向に沿って配列しており、互いに緩く絡み合っている。
【００６０】
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、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から構成されている。
なお、マット２は、紡糸法（ブローイング法）により作製された無機繊維前駆体をクロスレイヤー法により積層することにより前駆体シートを作製し、作製した前駆体シートを焼成等することにより作製されている。紡糸法及びクロスレイヤー法については、マット２の製造方法の説明にて後述することとする。
【００６１】
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。
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。
溶解性繊維は、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からなる無機繊維である。
これらの化合物からなる溶解性繊維は、いわゆる生体溶解性の無機繊維であり、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。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】
図３（ａ）、図３（ｂ）及び図４に示すように、第一主面２０ａ上の略全面には、複数の第一バーブレスニードル貫通点２１ａが所定の間隔で形成されており、第二主面２０ｂ上の略全面には、複数の第二バーブレスニードル貫通点２１ｂが所定の間隔で形成されている。
そして、第一バーブレスニードル貫通点２１ａから第二バーブレスニードル貫通点２１ｂにかけて非交絡部２２が設けられている。即ち、非交絡部２２がマット２の略全体に渡って所定の間隔で形成されている。
非交絡部２２には、互いに絡み合わず、互いに平行に配列された無機繊維２３ａが存在している。
非交絡部２２の形成密度は、０．５〜２５個／ｃｍ２であることが望ましく、１〜２０個／ｃｍ２であることがより望ましい。
【００６３】
一の第一バーブレスニードル貫通点２１ａ（一の第二バーブレスニードル貫通点２１ｂ）と、それに最近接する他の第一バーブレスニードル貫通点２１ａ（他の第二バーブレスニードル貫通点２１ｂ）との最短距離（図３（ａ）中、両矢印Ｏで示す距離）は、１〜２０ｍｍである。
そのため、互いに絡み合っていない無機繊維を含む非交絡部２２が密に集まりすぎておらず、マット２の強度が充分に高い。また、通気孔として機能するバーブレスニードル貫通点間（非交絡部間）の距離が長すぎることがなく、係るマット２を含浸工程及び続く乾燥工程に供した場合、交絡点（非形成領域）２４を含めたマット２全体をまんべんなく乾燥させることが可能となり、乾燥時間をより短縮することができる。
【００６４】
第一バーブレスニードル貫通点２１ａ及び第二バーブレスニードル貫通点２１ｂの直径は、０．１〜３ｍｍである。
そのため、第一バーブレスニードル貫通点２１ａ及び第二バーブレスニードル貫通点２１ｂの直径（非交絡部２２の直径）が大きすぎず、マット２の強度が充分に高い。また、第一バーブレスニードル貫通点２１ａ及び第二バーブレスニードル貫通点２１ｂの直径（非交絡部２２の直径）が小さすぎることもなく、非交絡部２２が通気孔としての機能を充分に発揮することができるので、係るマット２を含浸工程及び続く乾燥工程に供した場合には、交絡点（非形成領域）２４を含めたマット２全体をまんべんなく乾燥させることが可能となり、乾燥時間をより短縮することができる。
【００６５】
第一主面２０ａ上の略全面には、複数の第一バーブニードル貫通点２５ａが所定の間隔で形成されており、第二主面２０ｂ上の略全面には、複数の第二バーブニードル貫通点２５ｂが所定の間隔で形成されている。そして、第一バーブニードル貫通点２５ａから第二バーブニードル貫通点２５ｂにかけて第一交絡部２６ａが設けられている。即ち、第一交絡部２６ａがマット２の略全体に所定の間隔で形成されている。
第一交絡部２６ａを構成する無機繊維２７ａは、第二主面２０ｂ側に配向しており、互いに緻密に絡み合っている。
【００６６】
また、第一主面２０ａ上の略全面には、複数の第三バーブニードル貫通点２５ｃが所定の間隔で形成されており、第二主面２０ｂ上の略全面には、複数の第四バーブニードル貫通点２５ｄが所定の間隔で形成されている。そして、第三バーブニードル貫通点２５ｃから第四バーブニードル貫通点２５ｄにかけて第二交絡部２６ｂが形成されている。即ち、第二交絡部２６ｂがマット２の略全体に渡って所定の間隔で形成されている。
第二交絡部２６ｂを構成する無機繊維２７ｂは、第一主面２０ａ側に配向しており、互いに緻密に絡み合っている。
【００６７】
第一交絡部２６ａと第二交絡部２６ｂの合計の形成密度（以下の説明では、単に、交絡部の形成密度ともいう）は、０．５〜３０個／ｃｍ２であることが望ましい。
【００６８】
また、第一バーブニードル貫通点２５ａ（第二バーブニードル貫通点２５ｂ）と、それに最近接する第三バーブニードル貫通点２５ｃ（第四バーブニードル貫通点２５ｄ）との最短距離（図３（ａ）中、両矢印Ｐで示す距離）は、１〜１０ｍｍである。
そのため、第一交絡部２６ａ及び第二交絡部２６ｂが適度に離れており、密に集まりすぎておらず、マット２の強度が充分に高い。
【００６９】
第一バーブニードル貫通点２５ａ、第二バーブニードル貫通点２５ｂ、第三バーブニードル貫通点２５ｃ及び第四バーブニードル貫通点２５ｄの直径は、０．１〜２ｍｍである。
そのため、第一バーブニードル貫通点２５ａ、第二バーブニードル貫通点２５ｂ、第三バーブニードル貫通点２５ｃ及び第四バーブニードル貫通点２５ｄの直径が大きすぎず、マット２の強度を充分に確保することができる。
【００７０】
第一バーブレスニードル貫通点２１ａ（第二バーブレスニードル貫通点２１ｂ）と、それに最近接する第一バーブニードル貫通点２５ａ又は第三バーブニードル貫通点２５ｃ（第二バーブニードル貫通点２５ｂ又は第四バーブニードル貫通点２５ｄ）との最短距離（図３（ａ）中、両矢印Ｑで示す距離）は、１〜１０ｍｍである。
そのため、非交絡部２２、第一交絡部２６ａ及び第二交絡部２６ｂが適度に離れており、密に集まりすぎておらず、マット２の強度が充分に高い。
【００７１】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、マット２の幅方向に沿って非交絡部２２（第一バーブレスニードル貫通点２１ａ及び第二バーブレスニードル貫通点２１ｂ）、第一交絡部２６ａ（第一バーブニードル貫通点２５ａ及び第二バーブニードル貫通点２５ｂ）、及び、第二交絡部２６ｂ（第三バーブニードル貫通点２５ｃ及び第四バーブニードル貫通点２５ｄ）が一列に形成された箇所では、非交絡部２２、第一交絡部２６ａ及び第二交絡部２６ｂが略等間隔で交互に異なる位置に形成されている。マット２の幅方向に沿って第一交絡部２６ａ及び第二交絡部２６ｂが一列に形成された箇所では、第一交絡部２６ａと第二交絡部２６ｂとが略等間隔で交互に整列している。
また、マット２の長さ方向に沿って非交絡部２２のみが一列に形成された箇所では、各々の非交絡部２２が、略等間隔で整列している。
マット２の長さ方向に沿って第一交絡部２６ａ及び第二交絡部２６ｂが一列に形成された箇所では、第一交絡部２６ａと第二交絡部２６ｂとが、略等間隔で交互に整列している。
ここで説明したように、マット２の少なくとも一部において、非交絡部２２、第一交絡部２６ａ及び第二交絡部２６ｂが交互に異なる位置に形成されていることが好ましい。
なお、マットの長さ方向に沿って非交絡部、第一交絡部及び第二交絡部が略等間隔で交互に整列しているとともに、マットの幅方向に沿って非交絡部、第一交絡部及び第二交絡部が略等間隔で交互に整列していることにより、マット全体で非交絡部、第一交絡部及び第二交絡部が交互に異なる位置に形成されていてもよい。
【００７２】
非交絡部２２、第一交絡部２６ａ及び第二交絡部２６ｂの合計の形成密度は、５〜３５個／ｃｍ２であることが望ましい。乾燥工程での乾燥時間がより短縮するし、マット２の反発力が低下しすぎることがないからである。
【００７３】
次に、本実施形態のマットを使用した保持シール材及び排ガス浄化装置の構成について、図面を用いて説明する。
【００７４】
図５は、本発明の第一実施形態のマットを使用した保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
【００７５】
図５に示す保持シール材２００は、上述した本実施形態のマット２に有機バインダ溶液を含浸させることにより含浸マットを作製し、含浸マットを乾燥風で乾燥させることによりバインダマットを作製し、作製されたバインダマットを所定形状に切断することにより製造される。
【００７６】
図５に示す保持シール材２００の形状は、所定の長さ（図５中、矢印Ｌ’で示す）、幅（図５中、矢印Ｗ’で示す）及び厚さ（図５中、矢印Ｔ’で示す）を有する平面視矩形状である。
また、保持シール材２００の幅方向に平行な端面２３３ａ、２３３ｂのうち、一方の端面２３３ａには、凸部２３４ａが形成されており、他方の端面２３３ｂには、保持シール材２００を丸めて端面２３３ａと端面２３３ｂとを当接させた際に凸部２３４ａと嵌合する形状の凹部２３４ｂが形成されている。
なお、製造された保持シール材２００全体に含まれる有機バインダの合計量は、保持シール材２００全体の重量の０．５〜２０重量％以下であることが望ましい。
【００７７】
保持シール材２００の大きさについては、特に限定されないが、例えば、長さ２００〜１０００ｍｍ×幅５０〜５００ｍｍ×厚さ５〜３０ｍｍである。
【００７８】
この保持シール材２００は、例えば、排ガス浄化装置に好適に使用することができる。
保持シール材２００を用いた排ガス浄化装置の構成について、図面を用いて説明する。
【００７９】
図６（ａ）は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化装置を模式的に示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す排ガス浄化装置のＣ−Ｃ線断面図である。
図７（ａ）は、図６（ａ）に示した排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体を模式的に示す斜視図であり、図７（ｂ）は、図６（ａ）に示した排ガス浄化装置を構成するケーシングを模式的に示す斜視図である。
【００８０】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、排ガス浄化装置６０は、多数のセル４１がセル壁４２を隔てて長手方向に並設された柱状の排ガス処理体４０と、排ガス処理体４０を収容するケーシング５０と、排ガス処理体４０とケーシング５０との間に配設され、排ガス処理体４０を保持する本実施形態に係るマットを使用した保持シール材２００とから構成されている。
なお、保持シール材２００の構成については、既に述べているので省略する。
また、ケーシング５０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ていてもよい。
【００８１】
図７（ａ）に示すように、排ガス処理体４０は、主に多孔質セラミックからなり、その形状は円柱状である。また、排ガス処理体４０の外周には、排ガス処理体４０の外周部を補強したり、形状を整えたり、排ガス処理体４０の断熱性を向上させたりする目的で、シール材層４４が設けられている。
また、排ガス処理体４０の各々のセルにおけるいずれか一方の端部は、封止材４３によって目封じされている。
なお、排ガス処理体４０としては、コージェライト又はチタン酸アルミニウム等からなり、図７（ａ）に示したように一体的に形成されたものであってもよい。また、炭化ケイ素又はケイ素含有炭化ケイ素等からなり、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状の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ものであってもよい。
【００８２】
ケーシング５０について説明する。図７（ｂ）に示すケーシング５０は、主にステンレス等の金属からなり、その形状は、円筒状である。また、その内径は、排ガス処理体４０に保持シール材２００が巻き付けられた状態の直径より若干短くなっており、その長さは、排ガス処理体４０の長手方向における長さと略同一となっている。
【００８３】
なお、ケーシングの材質は、耐熱性を有する金属であれば、上述したステンレスに限られず、アルミニウム、鉄等の金属類であってもよい。
また、上記ケーシングとしては、円筒状のケーシングを長手方向に沿って複数のケーシング片に分割したケーシング（即ちクラムシェル）、長手方向に沿って延びるスリット（開口部）を１箇所にのみ有する断面Ｃ字状又はＵ字状の円筒状のケーシング、排ガス処理体に巻き付けられた保持シール材の外周に巻き締められることにより円筒状のケーシングとなる金属板等であってもよい。
【００８４】
上述した構成を有する排ガス浄化装置６０で排ガスが浄化される理由について、図６（ｂ）を用いて以下に説明する。
図６（ｂ）に示したように、内燃機関から排出され、排ガス浄化装置６０に流入した排ガス（図６（ｂ）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４０の排ガス流入側端面４０ａに開口した一のセル４１に流入し、セル４１を隔てるセル壁４２を通過する。この際、排ガス中のパティキュレートマター（以下、単にＰＭともいう）がセル壁４２で捕集され、排ガスが浄化されることとなる。浄化された排ガスは、排ガス流出側端面４０ｂに開口した他のセル４１から流出し、外部に排出される。
【００８５】
次に、本実施形態のマットを製造する方法と、製造したマットを使用してバインダマットを作製する方法と、バインダマットを使用して保持シール材を作製する方法と、作製した保持シール材を使用して排ガス浄化装置を製造する方法について説明する。
【００８６】
本実施形態のマットは、以下の工程（１）〜（５）を経て製造する。
ここでは、アルミナシリカ繊維を含んでなるマットを製造する場合について説明するが、本実施形態のマットを構成する無機繊維については、アルミナシリカ繊維に限られるものではなく、上述したアルミナ繊維等の種々の組成の無機繊維を使用してもよい。
【００８７】
（１）紡糸工程
Ａｌ含有量、及び、ＡｌとＣｌとの原子比が所定の値となるように調製された塩基性塩化アルミニウム水溶液に、焼成後の無機繊維における組成比が、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝６０：４０〜８０：２０（重量比）となるようにシリカゾルを添加する。さらに、成形性向上を目的として有機重合体を適量添加して混合液を調製する。
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所定の平均繊維径を有する無機繊維前駆体を作製する。
ブローイング法とは、エアーノズルから吹き出す高速のガス流（空気流）の中に、紡糸用混合物供給用ノズルから押し出される紡糸用混合物を供給することによって無機繊維前駆体の紡糸を行う方法のことをいう。
【００８８】
（２）圧縮工程
次に、無機繊維前駆体をクロスレイヤー法により積層して所定の大きさの前駆体シートを作製する。
クロスレイヤー法では、一定方向に搬送駆動するベルトコンベアと、ベルトコンベアの搬送駆動方向に対して直交する方向にベルトコンベア上を往復移動可能であって、薄層シート状に圧縮された無機繊維前駆体（前駆体ウェブ）を供給するアームとから構成された積層装置を使用する。
この積層装置を使用してクロスレイヤー法により前駆体シートを作製する場合には、まず、ベルトコンベアを搬送駆動させる。この状態で、ベルトコンベアの搬送駆動方向に対して直交する方向にアームを往復移動させながら、前駆体ウェブをアームからベルトコンベア上に連続して供給する。そうすると、前駆体ウェブは、ベルトコンベア上で複数回折り畳まれて積層されながら、ベルトコンベアにより一定の方向に連続して搬送される。積層された前駆体ウェブの長さが取り扱いに適した適当な長さになったところで切断し、所定の大きさの前駆体シートを作製する。
クロスレイヤー法により作製された前駆体シートでは、大部分の無機繊維前駆体が第一主面及び第二主面に略平行な方向に沿って配列し、互いに緩く絡み合うことになる。
【００８９】
（３）バーブニードリング工程
バーブニードリング工程では、バーブニードリング装置を使用してバーブニードリング処理を行う。
バーブニードリング装置としては、図２（ａ）に示したバーブレスニードリング装置と略同様の構成を有しており、バーブレスニードル板の代わりに、バーブニードル板を備えるバーブニードリング装置を使用してもよい。
この場合、後の工程を経て作製されるマットに形成された交絡部の形成密度が０．５〜３０個／ｃｍ２となり、一の第一バーブニードル貫通点（一の第二バーブニードル貫通点）とそれに最近接する他の第一バーブニードル貫通点（他の第二バーブニードル貫通点）との最短距離が１〜１０ｍｍとなり、第一バーブニードル貫通点及び第二バーブニードル貫通点の直径が０．１〜２ｍｍとなるように、バーブニードル板の対向面の単位面積あたりに所定の数のバーブニードル（所定の直径を有するバーブニードル）が、所定の間隔で取り付けられたニードル板を使用する。なお、交絡部の形成密度を変更するには、バーブニードリング処理を行う回数を適宜変えてもよい。
【００９０】
バーブニードリング処理を行う場合には、まず、支持板の載置面と前駆体シートの第二主面（下側の主面）とが接するように、上記工程（２）で作製した前駆体シートを載置面に設置し、支持板及び前駆体シートの上方に位置するバーブニードル板を前駆体シートの厚さ方向に沿って下降させることにより、複数のバーブニードルを第一主面（上側の主面）側から第二主面側に向かって貫通させる。その後、バーブニードルを前駆体シートから引き抜くことにより、一回目のバーブニードリング処理を行う。
【００９１】
次に、上記バーブニードリング処理後の前駆体シートの第一主面と第二主面とを上下反対にする。
即ち、支持板の載置面と上記前駆体シートの第一主面とが接するように、一回目のバーブニードリング処理を施した前駆体シートを載置面に設置する。
そして、支持板及び前駆体シートの上方に位置するバーブニードル板を前駆体シートの厚さ方向に沿って下降させることにより、複数のバーブニードルを第二主面側から第一主面側に向かって貫通させる。これにより、二回目のバーブニードリング処理を行う。このとき、一回目にバーブニードルが貫通した箇所と、二回目にバーブニードルが貫通する位置とが交互に異なるようにバーブニードルを前駆体シートに貫通させる。
その後、バーブニードルを前駆体シートから引き抜くことにより、未焼成の無機繊維前駆体を含んでなるニードリング前駆体シートを作製する。
なお、支持板及び前駆体シートを挟んで対向する２つのバーブニードル板を備えるバーブニードリング装置を使用し、前駆体シートの両主面側からバーブニードルを略同時に貫通させることにより、前駆体シートの両主面にバーブニードリング処理を施してもよい。
【００９２】
（４）焼成工程
続いて、ニードリング前駆体シートを、最高温度約１０００〜約１６００℃で焼成することにより無機繊維前駆体を無機繊維に転換し、シート（ニードリングシート）を作製する。
【００９３】
（５）バーブレスニードリング工程
次に、工程（４）で作製したシートをバーブレスニードリング工程に供する。
バーブレスニードリング工程では、例えば、図２（ａ）に示すバーブレスニードリング装置を使用してバーブレスニードリング処理を行う。
この際、後の工程を経て作製されるマットに形成された非交絡部の形成密度が０．５〜２５個／ｃｍ２となり、一の第一バーブレスニードル貫通点（一の第二バーブレスニードル貫通点）とそれに最近接する他の第一バーブレスニードル貫通点（他の第二バーブレスニードル貫通点）との最短距離が１〜２０ｍｍとなり、第一バーブレスニードル貫通点及び第二バーブレスニードル貫通点の直径が０．１〜３ｍｍとなり、一の第一バーブレスニードル貫通点（一の第二バーブレスニードル貫通点）と、それに最近接する一の第一バーブニードル貫通点（他の第二バーブニードル貫通点）との最短距離が１〜１０ｍｍとなり、マットの少なくとも一部で非交絡部と交絡部とが交互に異なる位置に形成されるように、バーブレスニードル板の対向面の単位面積あたりに所定の数のバーブレスニードル（所定の直径を有するバーブレスニードル）が、所定の間隔で取り付けられたバーブレスニードル板を使用する。
【００９４】
まず、支持板の載置面とシートの第二主面（下側の主面）とが接するように載置面にシートを設置し、支持板及びシートの上方に位置するバーブレスニードル板をシートの厚さ方向に沿って下降させることにより、複数のバーブレスニードルを第一主面（上側の主面）側から第二主面側に向かって貫通させる。このとき、一回目にバーブニードルが貫通した箇所と、二回目にバーブニードルが貫通した箇所と、バーブレスニードルが貫通する位置とが、少なくとも一部で交互に異なるようにバーブレスニードルをシートに貫通させる。
その後、バーブレスニードルをシートから引き抜く。
係るバーブレスニードリング処理を経ることにより、本実施形態のマットを製造する。
なお、支持板の下方にバーブレスニードル板を備えるバーブレスニードリング装置を使用し、上記シートの第二主面側から第一主面側に向かってバーブレスニードルを貫通させてもよいし、支持板及びシートを挟んで対向する２つのバーブレスニードル板を備えるバーブレスニードリング装置を使用し、シートの両主面側からバーブレスニードルを貫通させることにより、シートの両主面にバーブレスニードリング処理を施してもよい。
また、バーブレスニードリング処理後には、後述する含浸工程での取り扱い性を向上させるため、マットを所定形状に切断してもよい。
【００９５】
工程（１）〜（５）を経て製造した本実施形態のマットを使用してバインダマットを作製する場合には、製造したマットを下記工程（６）に供することにより行ってもよい。
（６）バインダ付与工程
作製されたマットに有機バインダを付与するバインダ付与工程を行うことにより、バインダマットを作製する。
具体的には、バインダ付与工程（６）は含浸工程（６−１）、吸引工程（６−２）及び乾燥工程（６−３）からなる。
【００９６】
（６−１）含浸工程
有機バインダを含む有機バインダ溶液を、フローコート等によりマット全体に均一に含浸させる。
これにより、含浸マットを作製する。
なお、有機バインダとしては、特に限定されず、例えば、アクリル系樹脂、アクリルゴム等のゴム、カルボキシメチルセルロース又はポリビニルアルコール等の水溶性有機重合体、スチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等であってもよい。これらの中では、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムが特に望ましい。
また、有機バインダ溶液は、水や有機溶媒等の溶媒に上記有機バインダを溶解させたり、水等の分散媒に上記有機バインダを分散させることにより作製することができる。
有機バインダ溶液の濃度については、特に限定されないが、後の工程を経て作製されるバインダマット全体に含まれる有機バインダの合計量が、バインダマット全体の重量の０．５〜２０重量％以下となるように適宜調整する。
【００９７】
（６−２）吸引工程
次に、含浸マットから、吸引装置等を用いて過剰な有機バインダ溶液を吸引除去する。
吸引装置としては、例えば、含浸マットを載置可能な多孔質部材を有する吸引台と、吸引筒部と、吸引ポンプとを備えており、吸引筒部の一方の端部が吸引台に接続され、吸引筒部の他方の端部が吸引ポンプに接続された構成を有する吸引装置を好適に使用することができる。
係る構成の吸引装置を用いて吸引工程を行う場合には、吸引台の多孔質部材の上に含浸マットを載置して吸引ポンプを作動させる。吸引ポンプを作動させることで、吸引台内の空気が吸引され、含浸マットに含まれる有機バインダ溶液が多孔質部材を通過し、吸引筒部を通じて外部に排出される。
その結果、含浸マットから過剰な有機バインダ溶液が吸引除去されることになる。
なお、吸引工程については、必ずしも行う必要はなく、例えば、含浸マットに含まれる有機バインダ溶液の量が少ないのであれば、含浸工程の後、得られた含浸マットを下記乾燥工程に直接供してもよい。
【００９８】
（６−３）乾燥工程
次に、含浸マットに残留した有機バインダ溶液に含まれる溶媒等を揮発させることにより、有機バインダを含むマットであるバインダマットを作製する。
【００９９】
含浸マットを乾燥させる場合には、金属からなる２枚のプレス板を備えた熱風乾燥機等を用いて含浸マットを圧縮しながら行うことが望ましい。
熱風乾燥機を使用する場合には、次のようにして行ってもよい。
【０１００】
図８は、本発明に係る乾燥工程で使用する熱風乾燥機と含浸マットとを模式的に示す斜視図である。
【０１０１】
図８に示した熱風乾燥機５００は、ピストン５０１の先端に取り付けられており、図８で示したＲ方向に往復運動可能な上側プレス板５０２と、上側プレス板５０２と対向し、含浸マット２’を載置可能な下側プレス板５０３と、熱風吹き出し口６００とを備えている。
上側プレス板５０２及び下側プレス板５０３は、パンチングメタル等からなり、熱風が通過可能な所定の大きさの貫通孔５０４が複数個形成されている。
【０１０２】
この熱風乾燥機５００を使用して含浸マット２’を圧縮しながら乾燥させる場合には、次のようにして行う。
【０１０３】
まず、第一主面２０ａ’側と第二主面２０ｂ’側とから上側プレス板５０２及び下側プレス板５０３で含浸マット２’を挟み込み、所定の厚さまで圧縮する。
【０１０４】
次に、図８に示したように、図示しない熱風発生機に接続された熱風吹き出し口６００からの熱風を含浸マット２’に吹きつけることにより、含浸マット２’を乾燥させる（図８中、熱風の吹きつける方向を矢印Ｓで示す）。
所定時間乾燥させた後、乾燥した含浸マット２’を熱風乾燥機から取り出すことにより、バインダマットの作製が完了する。
【０１０５】
含浸マット２’を乾燥させる場合は、含浸マット２’に、１００〜２２０℃の熱風を、１〜２０分間吹きつけることにより含浸マット２’の乾燥を行うことが望ましい。
上記熱風の温度が１００〜２２０℃であり、かつ、熱風の吹きつけ時間が１〜２０分間であると、有機バインダが分解せず、しかも含浸マット２’を速く乾燥させることができる。
一方、上記熱風の温度が１００℃未満では、乾燥時間が長くなりやすく、製造効率が低下しやすくなる。また、上記温度が２２０℃を超えると、有機バインダが分解しやすくなり、バインダマットを構成する無機繊維同士を接着しにくくなる。
また、上記熱風の吹きつけ時間が１分間未満であると、含浸マット２’を充分に乾燥しにくくなる。上記熱風の吹きつけ時間が２０分間を超えると、乾燥時間が長くなりやすく、製造効率が低下しやすくなる。
なお、上記乾燥工程に使用する装置としては、上述した熱風乾燥機に限定されず、例えば、マイクロ波乾燥機、電熱線ヒーターや、セラミックヒーター等の発熱体等を使用してもよい。上記発熱体を使用する場合には、含浸マットから所定の距離をおいて発熱体を設置すればよい。こうすることで、発熱体で熱せられた空気が対流し、熱風乾燥機を使用した場合と同様の乾燥効果を得ることができる。
【０１０６】
含浸マットを圧縮しながら乾燥させた場合には、含浸マットが圧縮された状態で無機繊維同士が有機バインダにより接着されるので、作製されたバインダマットの厚さが圧縮せずに作製したバインダマットの厚さよりも薄くなる。
【０１０７】
また、含浸マットを圧縮する場合には、例えば、圧縮前の厚さの５０〜８０％に相当する厚さとなるように含浸マットを圧縮することが望ましい。
含浸マットの厚さが、圧縮前の厚さの５０〜８０％に相当する厚さとなるように圧縮して乾燥させると、無機繊維同士が有機バインダで強固に接着しすぎることがなく、排ガス浄化装置の製造に使用する場合に取り扱い性が劣ることがない。また、嵩を適度に減らすことができるので、排ガス浄化装置を製造する場合、バインダマットから作製した保持シール材を巻き付けた排ガス処理体をケーシング内に圧入しやすくなる。
一方、含浸マットの厚さが、圧縮前の厚さの５０％に相当する厚さよりも薄くなるように圧縮して乾燥させると、作製されたバインダマットの厚さが薄くなりすぎて、保持シール材で排ガス処理体を保持しにくくなる。
また、含浸マットの厚さが、圧縮前の厚さの８０％に相当する厚さよりも厚くなるように圧縮して乾燥させると、作製されたバインダマットの嵩があまり減らないので、排ガス浄化装置を製造する場合に、保持シール材を巻き付けた排ガス処理体をケーシング内に圧入しにくくなる。
なお、バインダマット全体に含まれる有機バインダの合計量は、バインダマット全体の重量の０．５〜２０重量％以下であることが望ましい。
【０１０８】
工程（６）を経て作製したバインダマットを使用して保持シール材を作製する場合には、製造したマットを下記工程（７）に供することにより行ってもよい。
【０１０９】
（７）成形切断工程
バインダマットを切断して所定の大きさを有する保持シール材を作製する。この際、保持シール材の端面のうち、一方の端面の一部に凸部が形成され、他方の端面の一部に凸部と嵌合する形状の凹部が形成されるようにして切断する。
具体的には、ピストンの先端に取り付けられており、上下方向に往復運動可能な打ち抜き板と、打ち抜き板と対向し、バインダマットを載置可能な載置板とを備える打ち抜き装置を使用することにより保持シール材を作製してもよい。
【０１１０】
打ち抜き板には、製造する保持シール材の外形に対応する形状の打ち抜き刃と、伸縮自在なゴム等からなる弾性部材とが固定されている。また、載置板には、打ち抜き板が載置板に接近した場合に、打ち抜き刃が載置板と接触しないよう、打ち抜き刃に対応する位置に貫通孔が設けられている。
【０１１１】
このような打ち抜き装置を用いてバインダマットを打ち抜く場合には、バインダマットの第一主面が打ち抜き板側に、第二主面が載置板側に位置するように、載置板上にバインダマットを載置し、打ち抜き板を上下方向に運動させる。
すると、弾性部材がバインダマットに押し付けられてバインダマットの厚さ方向に収縮し、これと同時に、打ち抜き刃がバインダマットの第一主面側からバインダマットの内部に侵入し、バインダマットを打ち抜き刃が貫通することにより、バインダマットが図５に示したような所定形状に打ち抜かれ、保持シール材が作製される。
【０１１２】
工程（７）を経て作製した保持シール材を使用して排ガス浄化装置を製造する場合には、作製した保持シール材を下記工程（８）に供することにより行ってもよい。
以下に排ガス浄化装置を製造する工程（８）について、図面を用いて説明する。
図９は、本発明の第一実施形態の排ガス浄化装置を構成する保持シール材、排ガス処理体及びケーシングを用いて排ガス浄化装置を製造する様子を模式的に説明する斜視図である。
【０１１３】
（８）圧入工程
円柱形状の排ガス処理体（ハニカムフィルタ）４０の外周に上記工程（７）で作製した保持シール材２００を凸部２３４ａと凹部２３４ｂとが嵌合するようにして巻き付ける。そして、図９に示したように、保持シール材２００を巻き付けた排ガス処理体４０を所定の大きさを有する円筒状であって、主に金属等からなるケーシング５０に圧入する。
なお、圧入に際しては、ケーシングの端部の内径よりも一方の端部の内径が若干小さく、保持シール材を含めた排ガス処理体の外径よりも他方の端部の内径が充分に大きいテーパー状の円筒体からなる圧入治具を使用してもよい。
以上の工程を経て、本実施形態の排ガス浄化装置６０を作製する。
【０１１４】
以下、本発明の第一実施形態のマット、マットの製造方法及び排ガス浄化装置の作用効果を列挙する。
【０１１５】
（１）本実施形態のマットは、第一バーブレスニードル貫通点から第二バーブレスニードル貫通点にかけて設けられた非交絡部を有している。非交絡部には、互いに絡み合わず、互いに平行に配列された無機繊維が存在しているので、非交絡部が通気孔のように機能する。そのため、マットの通気性が高い。
従って、含浸マットを乾燥風等で乾燥させることによりバインダマットを作製する場合、乾燥時間を大幅に短縮し、バインダマットの製造コストを低く抑えることができる。
また、非交絡部には、互いに絡み合っていない無機繊維が存在しているので、非交絡部が複数設けられているにも関わらず、マットの反発力（保持シール材の保持力）が高い。
【０１１６】
（２）本実施形態のマットでは、非交絡部の形成密度が０．５〜２５個／ｃｍ２であるので、単位面積あたりに形成された非交絡部の数が多く、マットの通気性が高い。
また、単位面積あたりに形成された非交絡部の数が多すぎず、マットの反発力及び強度が適切な値に保たれている。なお、非交絡部の密度が１〜２０個／ｃｍ２である場合、上記作用効果をより好適に享受することができる。
【０１１７】
（３）本実施形態のマットに形成された交絡部では、交絡部及び非交絡部が形成されていない交絡点（非形成領域）に比べて無機繊維が互いに緻密に絡み合っており、交絡部を中心として、マットの嵩が適度に低く抑えられている。
【０１１８】
（４）本実施形態のマットでは、交絡部が第一交絡部と第二交絡部とからなり、第一交絡部を形成する無機繊維の配向方向と、第二交絡部を形成する無機繊維の配向方向とが対向した関係にあるため、無機繊維がより複雑に絡み合っており、マットの強度がより高い。
【０１１９】
（５）本実施形態のマットでは、交絡部の形成密度（第一交絡部と第二交絡部との合計の形成密度）が０．５〜３０個／ｃｍ２であるので、嵩が適度に低く、マットの強度がより高い。
【０１２０】
（６）本実施形態のマットの少なくとも一部では、非交絡部と交絡部とが交互に異なる位置に形成されている。
非交絡部のみが偏って形成された箇所があると、無機繊維が互いに絡み合っていない箇所が一定の領域に渡って存在することになるので、その箇所を中心としてマットの強度が低下しやすくなる。一方、交絡部のみが偏って形成された箇所があると、無機繊維が緻密に絡み合っていて嵩が低すぎる箇所が一定の領域に渡って存在することになるので、マット全体で均一な厚さになりにくくなる。
これに対し、非交絡部と交絡部とが交互に異なる位置に形成されている本実施形態のマットでは、上述した不具合が発生しない。また、非交絡部がバランスよく配置されているので、係るマットを乾燥工程に供すると、乾燥時間をより短縮することができる。
【０１２１】
（７）本実施形態のマットを構成する無機繊維は、耐熱性等の諸特性に優れたアルミナ繊維、アルミナシリカ繊維、シリカ繊維、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からなる。
そのため、マット及び該マットを使用した保持シール材は、耐熱性や保持力等に優れる。
また、マットを構成する無機繊維が溶解性繊維である場合には、マットの取り扱い時に溶解性繊維が飛散して体内に取り込まれたとしても溶解し、体外に排出されることになるため、人体に対する安全性が優れる。
【０１２２】
（８）本実施形態のマットに有機バインダが含まれている場合、次の作用効果も奏することができる。
有機バインダが含まれたマットを使用した保持シール材を排ガス浄化装置に用いると、排ガス浄化装置の使用時には、高温の排ガスにより有機バインダが分解し、無機繊維の接着が解除され、保持シール材が膨張するので、高い保持力を発揮することができる。
【０１２３】
（９）本実施形態のマットの製造方法では、上述した構成及び作用効果を有する本実施形態のマットを好適に製造することができる。
【０１２４】
（１０）本実施形態の排ガス浄化装置は、所定の排ガス処理体を備えているので、排ガス中のＰＭや有害ガス等を除去することができる。
また、排ガス浄化装置を構成する保持シール材に製造コストの低い本実施形態のマットを使用しているので、排ガス浄化装置の製造コストが低い。
【実施例】
【０１２５】
（実施例１）
以下の工程（１）〜（３）を経ることにより、本実施形態に係るマットを製造した。
【０１２６】
（１）バーブニードリング工程
アルミナシリカ繊維前駆体（平均繊維長１００ｍｍ、平均繊維径７μｍ、焼成後の無機繊維における組成比が、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８（重量比））を含む、クロスレイヤー法により作製した前駆体シートを準備した。
前駆体シートは、長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×厚さ１２ｍｍであり、単位面積あたりの重量は１１６０ｇ／ｍ２であった。
別途、図２（ａ）に示したバーブレスニードリング装置と略同様の構成を有しており、バーブレスニードル板の代わりに、バーブニードル板を備えるバーブニードリング装置を準備した。なお、バーブニードル板としては、バーブニードル板の対向面の単位面積あたりに形成されたバーブニードルの数が３．５個／ｃｍ２であり、直径が約２ｍｍのバーブニードルが所定の間隔で取り付けられたバーブニードル板を使用した。
【０１２７】
次に、支持板の載置面と前駆体シートの第二主面とが接するように、前駆体シートを載置面に設置し、支持板及び前駆体シートの上方に位置するバーブニードル板を前駆体シートの厚さ方向に沿って下降させることにより、複数のバーブニードルを第一主面側から第二主面側に向かって貫通させた。その後、バーブニードルを前駆体シートから引き抜くことにより、一回目のバーブニードリング処理を行った。
【０１２８】
続いて、二回目のバーブニードリング処理を行った。
支持板の載置面と一回目のバーブニードリング処理を行った前駆体シートの第一主面とが接するように、前駆体シートを載置面に設置した。
そして、支持板及び前駆体シートの上方に位置するバーブニードル板を前駆体シートの厚さ方向に沿って下降させることにより、複数のバーブニードルを第二主面側から第一主面側に向かって貫通させた。このとき、一回目にバーブニードルが貫通した箇所と、二回目にバーブニードルが貫通する位置とが交互に異なるようにバーブニードルを前駆体シートに貫通させた。
その後、バーブニードルを前駆体シートから引き抜くことにより、ニードリング前駆体シートを作製した。
【０１２９】
（２）焼成工程
続いて、ニードリング前駆体シートを最高温度１２５０℃で焼成することにより、無機繊維前駆体を無機繊維に転換し、シートを作製した。
作製したシートは、アルミナシリカ繊維が互いに絡み合って構成されており、長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×厚さ１２ｍｍであり、単位面積あたりの重量は１１６０ｇ／ｍ２であった。
【０１３０】
（３）バーブレスニードリング工程
図２（ａ）に模式的に示した構成を有するバーブレスニードリング装置を準備した。
なお、バーブレスニードル板としては、バーブレスニードル板の対向面の単位面積あたりに形成されたバーブレスニードルの数が０．５個／ｃｍ２であり、直径が約２ｍｍのバーブレスニードルが所定の間隔で取り付けられたバーブレスニードル板を使用した。
【０１３１】
バーブレスニードリング装置の支持板の載置面とシートの第二主面とが接するように載置面に工程（２）で作製したシートを設置し、支持板及びシートの上方に位置するバーブレスニードル板をシートの厚さ方向に沿って下降させることにより、複数のバーブレスニードルを第一主面側から第二主面側に向かって貫通させた。このとき、一回目にバーブニードルが貫通した箇所と、二回目にバーブニードルが貫通した箇所と、バーブレスニードルが貫通する位置とが、シートの一部で交互に異なるようにバーブレスニードルをシートに貫通させた。その後、バーブレスニードルをシートから引き抜いた。
係るバーブレスニードリング処理を行うことにより、本実施形態のマットを製造した。
製造したマットは、アルミナシリカ繊維が互いに絡み合って構成されており、長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×厚さ１２ｍｍであって、単位面積あたりの重量は１１６０ｇ／ｍ２であった。
また、製造したマットは、第一バーブレスニードル貫通点から第二バーブレスニードル貫通点にかけて設けられた非交絡部を有していた。
また、第一バーブニードル貫通点から第二バーブニードル貫通点にかけて設けられた第一交絡部と、第三バーブニードル貫通点から第四バーブニードル貫通点にかけて設けられた第二交絡部とを有していた。
作製したマットから長さ５０ｍｍ×幅５０ｍｍのサイズの切断片を作製し、第一主面及び第二主面に略平行な平面に沿って切断片を厚み方向の中間地点で略二等分に切断し、得られた主断面を顕微鏡で観察することにより、非交絡部の形成密度、及び、第一交絡部と第二交絡部との合計の形成密度を求めた。
その結果、非交絡部の形成密度は０．５個／ｃｍ２であり、第一交絡部と第二交絡部との合計の形成密度は７個／ｃｍ２であった。
一の第一（第二）バーブレスニードル貫通点と、それに最近接する他の第一（第二）バーブレスニードル貫通点との最短距離は約１２ｍｍであり、第一（第二）バーブニードル貫通点と、それに最近接する第三（第四）バーブニードル貫通点との最短距離は、約３ｍｍであり、第一（第二）バーブレスニードル貫通点と、それに最近接する第一又は第三（第二又は第四）バーブニードル貫通点との最短距離は、約１．５ｍｍであった。
また、非交絡部と第一交絡部と第二交絡部とは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すパターンのように、マットの一部で交互に異なる位置に形成されていた。
第一及び第二バーブレスニードル貫通点の直径は、約１ｍｍであり、第一〜第四バーブニードル貫通点の直径は、約１ｍｍであった。
【０１３２】
（断面観察試験）
非交絡部及び交絡部の様子を確認するため、実施例１と同様の方法により断面観察試験用のサンプルマットを製造した。但し、非交絡部及び交絡部の様子を観察しやすくするため、非交絡部の形成密度を１０個／ｃｍ２に変更し、交絡部の形成密度を７個／ｃｍ２に変更し、一回目のバーブニードリング処理のみ行い、二回目のバーブニードリング処理を行わなかった。
作製したサンプルマットを、非交絡部及び交絡部が切断面に現れるように厚み方向に沿って略垂直に切断し、得られた切断面を顕微鏡で２５倍に拡大して観察した。観察した際に撮影した顕微鏡写真を図４に示す。
その結果、非交絡部では、第一主面及び第二主面に略平行な方向に沿って大部分の無機繊維が配列しており、無機繊維が互いに絡み合わず、互いに平行に配列していた。
交絡点（非形成領域）では、第一主面及び第二主面に略平行な方向に沿って無機繊維が配列しており、無機繊維が互いに緩く絡み合っていた。
交絡部では、無機繊維が第二主面側に向かって配向しつつ、互いに緻密に絡み合っていた。
【０１３３】
（乾燥試験）
乾燥試験は、以下の手順で行った。
実施例１で製造したマットを乾燥試験用サンプルとして使用した。
別途、ピストンの先端に取り付けられており、パンチングメタルからなる上側プレス板と、上側プレス板と対向しており、パンチングメタルからなる下側プレス板と、熱風吹き出し口とを備える図８に模式的に示す熱風乾燥機を準備した。
なお、この熱風乾燥機は、内部の温度を所定の温度範囲内に制御可能な乾燥炉の内部に設置されている。
【０１３４】
次に、作製した乾燥試験用サンプルに、有機バインダ溶液を模した水を含浸させることにより含浸サンプルを作製した。含浸させる水の量は、乾燥試験用サンプルの乾燥重量（含浸サンプルの乾燥重量）の２倍の重量とした。
【０１３５】
作製した含浸サンプルを熱風乾燥機の上側プレス板と下側プレス板との間に設置した。
この際、含浸サンプルの両主面が上側プレス板及び下側プレス板にそれぞれ当接するよう設置した。
次に、上側プレス板を下方向に移動させることにより、含浸サンプルの厚さが６ｍｍになるまで圧縮した。
そして、乾燥炉を１４０℃まで昇温させた後、熱風吹き出し口から１４０℃の熱風を含浸サンプルに向けて吹きつけることにより、含浸サンプルを乾燥させた。含浸サンプルの重量を随時測定することにより、含浸サンプルに含まれる水分量が５重量％になるまでに要した時間を測定し、その時間を乾燥時間とした。
その結果、実施例１で製造したサンプルの乾燥時間は、２４５秒であった。
【０１３６】
（面圧試験）
面圧試験に用いた面圧測定装置について説明する。
面圧測定装置は、上下方向から面圧試験用サンプルを挟み込むことができる金属製の下板部材及び上板部材と、上板部材の上面と接続され、上下方向に移動可能なピストンと、上板部材に加えられる圧力（以下、面圧ともいう）を測定可能なセンサーとから構成されている。
このような構成を有する面圧測定装置を用いて面圧が測定される原理について説明する。
まず、面圧試験用サンプルを上板部材と下板部材とで挟み込む。次に、ピストンを下方向に移動させると、上板部材が下方向に移動し、面圧試験用サンプルが所定の圧縮密度になるまで圧縮される。この際、反発力により面圧試験用サンプルが圧縮された状態から元の状態に戻ろうとするため、上板部材に面圧試験用サンプルの反発力による圧力が加えられる。この圧力をセンサーで測定し、圧縮時の面圧を測定することができる。
【０１３７】
面圧試験は、以下の手順で行った。
まず、実施例１で製造したマットを幅２５ｍｍ×長さ２５ｍｍのサイズに裁断することにより面圧試験用サンプルとした。
この面圧試験用サンプルを面圧測定装置の下板部材と上板部材との間に設置した。
この際、面圧試験用サンプルの両主面が下板部材及び上板部材に当接するよう設置した。
次に、上板部材を下方向に移動させ、面圧試験用サンプルを圧縮密度が０．３５ｇ／ｃｍ３になるまで圧縮した。
この状態で面圧試験用サンプルを保持し、圧縮密度０．３５ｇ／ｃｍ３時の面圧を測定した。
その結果、実施例１で製造した面圧試験用サンプルの面圧は、１７４ｋＰａであった。
【０１３８】
（実施例２〜７）
実施例１の工程（３）で、バーブレスニードル板に取り付けられたバーブレスニードルの形成密度を適宜変更することにより、非交絡部の形成密度を下記する表１に示すように、１〜２５個／ｃｍ２に変更したこと以外は、実施例１と同様にしてマットを製造した。
実施例２〜７において、一の第一（第二）バーブレスニードル貫通点と、それに最近接する他の第一（第二）バーブレスニードル貫通点との最短距離は、それぞれ、約８．５ｍｍ（実施例２）、約３．３ｍｍ（実施例３）、約３ｍｍ（実施例４）、約２．２ｍｍ（実施例５）、約１．７ｍｍ（実施例６）、約１．３ｍｍ（実施例７）であった。
また、第一（第二）バーブニードル貫通点と、それに最近接する第三（第四）バーブニードル貫通点との最短距離は、約３ｍｍ（実施例２〜７）であった。第一（第二）バーブレスニードル貫通点と、それに最近接する第一又は第三（第二又は第四）バーブニードル貫通点との最短距離は、約１．５ｍｍ（実施例２〜７）であった。第一及び第二バーブレスニードル貫通点の直径は、約１ｍｍであり、第一〜第四バーブニードル貫通点の直径は、約１ｍｍであった（実施例２〜７）。
実施例１と同様にして、実施例２〜７で製造した各マットを使用して乾燥試験用サンプル（含浸サンプル）及び面圧試験用サンプルを作製した。
【０１３９】
（比較例１）
実施例１の工程（３）のバーブレスニードリング工程を行わずに、シートをそのまま比較例１のマットとして使用した。
即ち、比較例１のマットは、実施例１〜７のマットに比較して非交絡部、第一及び第二バーブレスニードル貫通点が形成されていないこと以外は変わるところがなく、長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×厚さ１２ｍｍであり、単位面積あたりの重量は１１６０ｇ／ｍ２であった。また、第一バーブニードル貫通点から第二バーブニードル貫通点にかけて第一交絡部が形成されており、第三バーブニードル貫通点から第四バーブニードル貫通点にかけて第二交絡部が形成されており、第一交絡部と第二交絡部の合計の形成密度は７個／ｃｍ２であった。
比較例１において、第一（第二）バーブニードル貫通点と、それに最近接する第三（第四）バーブニードル貫通点との最短距離は、約３ｍｍであり、第一〜第四バーブニードル貫通点の直径は、約１ｍｍであった。
実施例１と同様にして、比較例１で製造したマットを使用して乾燥試験用サンプル（含浸サンプル）及び面圧試験用サンプルを作製した。
【０１４０】
（比較例２）
比較例２のマットとして、交絡部の形成密度が２０個／ｃｍ２であること以外は比較例１のマットと略同様の構成を有するマットを使用した。
即ち、比較例２のマットは、実施例１〜７のマットに比較して、非交絡部、第一及び第二バーブレスニードル貫通点が形成されていないことと、交絡部の形成密度がより高く、第一（第二）バーブニードル貫通点と、それに最近接する第三（第四）バーブニードル貫通点との最短距離が、約１．７ｍｍであることと、長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×厚さ８ｍｍであること以外は変わるところがなく、単位面積あたりの重量は１１６０ｇ／ｍ２であった。
実施例１と同様にして、比較例２で製造したマットを使用して乾燥試験用サンプル（含浸サンプル）及び面圧試験用サンプルを作製した。
【０１４１】
実施例２〜７、並びに、比較例１及び２で製造したマットについて、実施例１と同様にして、乾燥試験用サンプル（含浸サンプル）及び面圧試験用サンプルを用いて乾燥試験及び面圧試験を行うことにより、乾燥時間及び面圧について評価した。
実施例２〜７、並びに、比較例１及び２における評価結果については、実施例１の評価結果と合わせて表１及び図１０に示す。
【０１４２】
図１０は、実施例１〜７及び比較例１における非交絡部の形成密度と乾燥時間との関係、並びに、実施例１〜７及び比較例２における非交絡部の形成密度と面圧との関係を示すグラフである。
【０１４３】
【表１】
2011214195.tif 000003
【０１４４】
表１及び図１０のグラフに示したように、実施例１〜７で製造したマットでは、いずれも乾燥時間が比較例１で製造したマットよりも短縮された。
例えば、第一交絡部と第二交絡部との合計の形成密度が７個／ｃｍ２であり、非交絡部の形成密度が０．５個／ｃｍ２である実施例１のマットは、第一交絡部と第二交絡部との合計の形成密度が７個／ｃｍ２であり、非交絡部が形成されていない比較例１のマットと比べて乾燥時間が２５秒も短かった。
また、実施例１〜７で製造したマットでは、圧入性向上に必要な程度にまで嵩が適度に抑えられていたが、比較例２で製造したマットよりも面圧が高く、排ガス処理体を確実に保持することができる反発力（保持力）を有していた。
例えば、第一交絡部と第二交絡部との合計の形成密度が７個／ｃｍ２であり、非交絡部の形成密度が１５個／ｃｍ２であって、第一交絡部と第二交絡部と非交絡部との合計の形成密度が２２個／ｃｍ２である実施例５のマットでは、第一交絡部と第二交絡部との合計の形成密度が２０個／ｃｍ２である比較例２のマットと比べて、第一交絡部と第二交絡部と非交絡部との合計の形成密度が大きいにも関わらず、面圧が３０ｋＰａも高かった。そのため、第一交絡部及び第二交絡部を形成した場合とは異なり、非交絡部をマットに形成しても面圧がそれほど低下しないことが判る。
【０１４５】
（第二実施形態）
次に、本発明の一実施形態である第二実施形態について図面を用いて説明する。
本発明の第二実施形態のマットは、本発明の第一実施形態で説明した第一交絡部及び第二交絡部のうちで第二交絡部が形成されていないこと以外は、上述した本発明の第一実施形態のマットと同様の構成を有している。
そのため、本発明の第一実施形態のマットの説明と重複する事項については、説明を省略する。
【０１４６】
図１１（ａ）は、本発明の第二実施形態のマットを模式的に示す斜視図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すマットのＤ−Ｄ線断面図である。
なお、図１１（ａ）では、マット３の長さを両矢印Ｌ３で示し、幅を両矢印Ｗ３で示し、厚さを両矢印Ｔ３で示している。
【０１４７】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す本実施形態のマット３は、第一主面３０ａと、第一主面３０ａの反対側に位置する第二主面３０ｂとを有する平面視矩形状であって、無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるマットである。
【０１４８】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、第一主面３０ａ上の略全面には、複数の第一バーブレスニードル貫通点３１ａが所定の間隔で形成されており、第二主面３０ｂ上の略全面には、複数の第二バーブレスニードル貫通点３１ｂが所定の間隔で形成されている。
そして、第一バーブレスニードル貫通点３１ａから第二バーブレスニードル貫通点３１ｂにかけて非交絡部３２が形成されている。即ち、非交絡部３２がマット３の略全体に渡って所定の間隔で形成されている。
また、非交絡部３２には、互いに絡み合わず、互いに平行に配列された無機繊維３３ａが存在している。
【０１４９】
また、第一主面３０ａ上には、第一バーブニードル貫通点３５ａが形成されており、第二主面３０ｂ上には、第二バーブニードル貫通点３５ｂが形成されている。そして、第一バーブニードル貫通点３５ａから第二バーブニードル貫通点３５ｂにかけて、交絡部３６が形成されている。
交絡部３６を構成する無機繊維３７は、第二主面３０ｂ側に配向しつつ、互いに緻密に絡み合っている。
交絡部３６の形成密度は、０．５〜３０個／ｃｍ２である。
【０１５０】
一の第一バーブニードル貫通点３５ａ（一の第二バーブニードル貫通点３５ｂ）と、それに最近接する他の第一バーブニードル貫通点３５ａ（他の第二バーブニードル貫通点３５ｂ）との最短距離（図１１（ａ）中、両矢印Ｙで示す距離）は、１〜１０ｍｍである。
そのため、交絡部３６が密に集まりすぎておらず、マット３の強度が充分に高い。
【０１５１】
第一バーブニードル貫通点３５ａ及び第二バーブニードル貫通点３５ｂの直径は、０．１〜２ｍｍである。
第一バーブニードル貫通点３５ａ及び第二バーブニードル貫通点３５ｂの直径が上記範囲にあるので、第一バーブニードル貫通点３５ａ及び第二バーブニードル貫通点３５ｂの直径が大きすぎず、マット３の強度を充分に確保することができる。
【０１５２】
一の第一バーブレスニードル貫通点３１ａ（一の第二バーブレスニードル貫通点３１ｂ）と、それに最近接する一の第一バーブニードル貫通点３５ａ（他の第二バーブニードル貫通点３５ｂ）との最短距離（図１１（ａ）中、両矢印Ｚで示す距離）は、１〜１０ｍｍである。
そのため、非交絡部３２及び交絡部３６が密に集まりすぎておらず、マット３の強度が充分に高い。
【０１５３】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、マット３の幅方向Ｗ３に沿って非交絡部３２（第一バーブレスニードル貫通点３１ａ及び第二バーブレスニードル貫通点３１ｂ）と交絡部３６（第一バーブニードル貫通点３５ａ及び第二バーブニードル貫通点３５ｂ）とが一列に形成された箇所では、非交絡部３２と交絡部３６とが略等間隔で交互に整列しており、非交絡部３２と交絡部３６とが交互に異なる位置に形成されている。マット３の幅方向Ｗ３に沿って交絡部３６のみが一列に形成された箇所では、各々の交絡部３６が略等間隔で整列している。
また、マット３の長さ方向Ｌ３に沿って非交絡部３２のみが一列に形成された箇所では、各々の非交絡部３２が略等間隔で整列している。
マット３の長さ方向Ｌ３に沿って交絡部３６のみが一列に形成された箇所では、各々の交絡部３６が略等間隔で整列している。
ここで説明したように、マット３の少なくとも一部において、非交絡部３２と交絡部３６とが交互に異なる位置に形成されていることが好ましい。
なお、マットの長さ方向に沿って非交絡部と交絡部とが略等間隔で交互に整列しているとともに、マットの幅方向に沿って非交絡部と交絡部とが略等間隔で交互に整列していることにより、マット全体で非交絡部と交絡部とが交互に異なる位置に形成されていてもよい。
【０１５４】
非交絡部３２と交絡部３６の合計の形成密度は、５〜３５個／ｃｍ２であることが好ましい。乾燥工程での乾燥時間がより短縮するし、マット３の反発力が低下しすぎることがないからである。
【０１５５】
以下、本実施形態のマットの製造方法について説明する。
本実施形態のマットの製造方法については、バーブニードリング工程において前駆体シートの一方の主面に対してのみバーブニードリング処理を施すこと以外は、上述した本発明の第一実施形態のマットの製造方法と同様である。
即ち、本実施形態のマットの製造方法では、本発明の第一実施形態のマットの製造方法における工程（３）で、一回目のバーブニードリング処理のみ行うことによりニードリング前駆体シートを作製すればよく、二回目のバーブニードリング処理を行わなければよい。
【０１５６】
本実施形態のマットを使用してバインダマットを作製する方法、該バインダマットを使用して保持シール材を作製する方法、及び、該保持シール材を使用して排ガス浄化装置を作製する方法については、本実施形態のマットを使用すること以外は、本発明の第一実施形態の説明で述べた各作製方法と同様であるので説明を省略する。
【０１５７】
本発明の第二実施形態のマット、マットの製造方法及び排ガス浄化装置でも、本発明の第一実施形態で説明した作用効果（１）〜（３）、（５）〜（１０）を発揮することができる。
【０１５８】
（第三実施形態）
次に、本発明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のマットは、抄造法により作製されたシートを用いて製造されており、第一及び第二交絡部、第一〜第四バーブニードル貫通点が形成されていないこと以外は、上述した本発明の第一実施形態のマットと同様の構成を有している。そのため、本発明の第一実施形態と重複する事項については、説明を省略する。
即ち、本実施形態のマットは、第一主面と、第一主面の反対側に位置する第二主面とを有する平面視矩形状のマットであり、無機繊維が互いに絡み合って構成された交絡点からなるマットである。
本実施形態のマットには、第一主面上の複数の第一バーブレスニードル貫通点から第二主面上の複数の第二バーブレスニードル貫通点にかけて設けられた非交絡部が形成されており、非交絡部には、互いに絡み合わず、互いに平行に配列された無機繊維が存在している。
【０１５９】
以下、本実施形態のマットの製造方法について説明する。
ここでは、アルミナシリカ繊維を含んでなるマットを製造する場合について説明するが、本実施形態のマットを構成する無機繊維については、アルミナシリカ繊維に限られるものではなく、上述したアルミナ繊維等の種々の組成の無機繊維を使用してもよい。
【０１６０】
（１）混合液調製工程
バルク状のアルミナシリカ繊維と、有機バインダと、無機バインダと、水とを原料液中のアルミナ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。
【０１６１】
（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、メッシュを介して混合液中の水を脱水することにより抄造シートを作製する。
なお、この抄造工程では、細長い無機繊維が脱水時の混合液の流れによる抵抗を受けて所定の方向に整列しやすいので、大部分の無機繊維がマットの第一主面及び第二主面に略平行な方向に沿って配列し、互いに緩く絡み合うことになる。
【０１６２】
（３）バーブレスニードリング工程
次に、工程（２）で作製した抄造シートをバーブレスニードリング工程に供することにより、非交絡部が形成された湿式マットを作製する。
バーブレスニードリング工程では、例えば、図２（ａ）に示すバーブレスニードリング装置を使用し、本発明の第一実施形態のバーブレスニードリング処理の方法に準じてバーブレスニードリング処理を行えばよい。
即ち、本発明の第一実施形態のバーブレスニードリング処理で使用するシートの代わりに、上記抄造法で作製した抄造シートを用いてバーブレスニードリング処理を行えばよい。
なお、抄造シートは、抄造工程を経た後、乾燥させる前の状態でバーブレスニードリング工程に供されるので、抄造シートを乾燥させた後の乾燥重量に対して、混合液中の分散媒（水等）が、１〜５倍含まれている。
【０１６３】
（４）加熱圧縮工程
上記工程（３）を経て作製した湿式マットを、加熱圧縮乾燥機を使用して所定の条件で加熱圧縮することによりマットを製造する。
この工程を経ることにより、有機バインダ及び無機バインダを介してアルミナシリカ繊維が互いに接着され、マットの形状が保持されることになる。
【０１６４】
工程（１）〜（４）を経て製造した本実施形態のマットを使用してバインダマットを作製する場合には、本発明の第一実施形態で説明したバインダ付与工程（６）に供することにより行ってもよい。
【０１６５】
バインダ付与工程を経て作製したバインダマットを使用して保持シール材を作製する場合には、製造したマットを本発明の第一実施形態で説明した成形切断工程（７）に供することにより行ってもよい。
【０１６６】
成形切断工程を経て作製した保持シール材を使用して排ガス浄化装置を作製する場合には、作製した保持シール材を本発明の第一実施形態で説明した圧入工程（８）に供することにより行ってもよい。
【０１６７】
上述した本発明の第三実施形態で製造したマット、マットの製造方法及び排ガス浄化装置でも、本発明の第一実施形態で説明した作用効果（１）、（２）及び（７）〜（１０）を発揮することができる。
【０１６８】
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が、本実施形態はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１６９】
（実施例８）
保持シール材の製造
以下の手順により保持シール材を製造した。
（１）混合液調製工程
アルミナ：シリカ＝７２：２８（重量比）の組成を有するバルク状のアルミナシリカ繊維（平均繊維長１０ｍｍ、平均繊維径５μｍ）を２７．９ｇと、アクリル系ラテックスを３．５ｇと、アルミナゾルを１ｇと、水とを原料液中のアルミナシリカ繊維の含有量が０．５重量％となるように混合し、攪拌機で３００秒間攪拌することで混合液を調製した。
【０１７０】
（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（長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×深さ４００ｍｍ）に混合液を流し込んだ後に、メッシュを介して混合液中の水を脱水することにより抄造シートを作製した。
抄造シートには、抄造シートを乾燥させた後の乾燥重量に対して４倍の重量の分散媒（水）が含まれていた。
【０１７１】
（３）バーブレスニードリング工程
図２（ａ）に模式的に示す構成を有するバーブレスニードリング装置を準備した。なお、バーブレスニードル板としては、実施例１で使用したバーブレスニードル板と同様の構成を有するバーブレスニードル板を使用した。
【０１７２】
次に、バーブレスニードリング装置の支持板の載置面と抄造シートの第二主面（下側の主面）とが接するように載置面に抄造シートを設置し、支持板及び抄造シートの上方に位置するバーブレスニードル板を抄造シートの厚さ方向に沿って下降させることにより、複数のバーブレスニードルを第一主面（上側の主面）側から第二主面側に向かって貫通させた。
その後、バーブレスニードルを抄造シートから引き抜くことにより、湿式マットを作製した。
【０１７３】
（４）加熱圧縮工程
作製した湿式マットをバーブレスニードリング装置から取り出し、加熱圧縮乾燥機で１２０℃、３０分間加熱圧縮することによりマットを製造した。
製造したマットは、長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×厚さ８ｍｍであって、単位面積あたりの重量は、１２４０ｇ／ｍ２であった。
第一主面上には第一バーブレスニードル貫通点が形成されており、第二主面上には第二バーブレスニードル貫通点が形成されており、第一バーブレスニードル貫通点から第二バーブレスニードル貫通点にかけて非交絡部が形成されていた。
また、非交絡部の形成密度は、０．５個／ｃｍ２であった。
一の第一バーブレスニードル貫通点（一の第二バーブレスニードル貫通点）と、それに最近接する他の第一バーブレスニードル貫通点（他の第二バーブレスニードル貫通点）との最短距離は、約１２ｍｍであった。
第一バーブレスニードル貫通点及び第二バーブレスニードル貫通点の直径は、約１ｍｍであった。
【０１７４】
（実施例９〜１４）
実施例８の工程（３）で、バーブレスニードル板に取り付けられたバーブレスニードルの形成密度を適宜変更することにより、非交絡部の形成密度を下記する表２に示すように、１〜２５個／ｃｍ２に変更したこと以外は、実施例８と同様にしてマットを製造した。
実施例９〜１４において、第一（第二）バーブレスニードル貫通点と、それに最近接する他の第一（第二）バーブレスニードル貫通点との最短距離は、それぞれ、約８．５ｍｍ（実施例９）、約３．３ｍｍ（実施例１０）、約３ｍｍ（実施例１１）、約２．２ｍｍ（実施例１２）、約１．７ｍｍ（実施例１３）、約１．３ｍｍ（実施例１４）であった。第一及び第二バーブレスニードル貫通点の直径は、約１ｍｍであった（実施例９〜１４）。
実施例１と同様にして、実施例８〜１４で製造した各マットを使用して乾燥試験用サンプル（含浸サンプル）及び面圧試験用サンプルを作製した。
【０１７５】
（比較例３）
実施例８の工程（３）のバーブレスニードリング工程を行わなかったこと以外は、実施例８と同様にしてマットを製造した。
即ち、比較例３のマットは、実施例８〜１４のマットに比較して非交絡部、第一及び第二バーブレスニードル貫通点が形成されていないこと以外は変わるところがなく、長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×厚さ８ｍｍであり、マットの単位面積あたりの重量は１２４０ｇ／ｍ２であった。
実施例１と同様にして、比較例３で製造したマットを使用して乾燥試験用サンプル（含浸サンプル）及び面圧試験用サンプルを作製した。
【０１７６】
実施例８〜１４及び比較例３の各乾燥試験用サンプル（含浸サンプル）を用いて、実施例１と同様にして乾燥試験を行うことにより乾燥時間について評価した。但し、作製した各乾燥試験用サンプル（含浸サンプル）には、各乾燥試験用サンプル（含浸サンプル）の乾燥重量の４倍の重量の水を含浸させて乾燥試験を行った。
また、実施例８〜１４及び比較例３の各面圧試験用サンプルを用いて、実施例１と同様にして面圧試験を行うことにより面圧を評価した。
実施例８〜１４及び比較例３における評価結果を表２及び図１２に示す。
【０１７７】
図１２は、実施例８〜１４及び比較例３について、非交絡部の形成密度と乾燥時間との関係、及び、非交絡部の形成密度と面圧との関係を示すグラフである。
【０１７８】
【表２】
2011214195.tif 000004
【０１７９】
表２及び図１２のグラフに示したように、実施例８〜１４で製造したマットでは、いずれも乾燥時間が比較例３で製造したマットよりも短縮された。
実施例８〜１４で製造したマットでは、圧入性向上に必要な程度にまで嵩が抑えられていたものの、面圧が比較的高く、保持シール材に加工された場合に排ガス処理体を確実に保持するのに必要とされる反発力を有していた。
【０１８０】
（その他の実施形態）
本発明のマットは、膨張材をさらに含んでいてもよい。
膨張材が含まれたマットを使用した保持シール材では、排ガス浄化装置の使用時における高温の排ガスにより膨張材が膨張するので、高い保持力を発揮することができる。
膨張材としては、例えば、膨張性バーミキュライト、ベントナイト、膨張性黒鉛等が挙げられる。
【０１８１】
本発明のマットに形成された非交絡部の形成密度は、０．５〜２５個／ｃｍ２であることが望ましく、１〜２０個／ｃｍ２であることがより望ましく、５〜２０個／ｃｍ２であることがさらに望ましく、１０〜２０個／ｃｍ２であることが特に望ましい。
マットの反発力を所定の範囲内に維持しつつも、乾燥時間をより短縮することができるからである（図１０及び図１２参照）。
【０１８２】
本発明のマットでは、一の第一バーブレスニードル貫通点（一の第二バーブレスニードル貫通点）と、それに最近接する他の第一バーブレスニードル貫通点（他の第二バーブレスニードル貫通点）との最短距離が、１〜２０ｍｍであることが望ましい。
互いに絡み合っていない無機繊維を含んでいる非交絡部が密に集まりすぎることがなく、マットの強度を充分に確保することができるからである。また、通気孔として機能するバーブレスニードル貫通点間（非交絡部間）の距離が長すぎることがなく、係るマットを含浸工程及び続く乾燥工程に供した場合、交絡点（非形成領域）を含めたマット全体をまんべんなく乾燥させることが可能となり、乾燥時間をより短縮することができるからである。
一方、上記最短距離が１ｍｍ未満であると、互いに絡み合っていない無機繊維を含んでいるバーブレスニードル貫通点（非交絡部）同士の距離が近すぎて、マットの強度が低下しやすくなる。
また、上記最短距離が２０ｍｍを超えると、通気孔として機能するバーブレスニードル貫通点間（非交絡部間）の距離が長すぎて、係るマットを含浸工程及び続く乾燥工程に供した場合には、乾燥時間が短縮しにくくなる。
【０１８３】
本発明のマットでは、第一バーブレスニードル貫通点及び第二バーブレスニードル貫通点の直径は、０．１〜３ｍｍであることが望ましい。
第一バーブレスニードル貫通点及び第二バーブレスニードル貫通点の直径（非交絡部の直径）が大きすぎず、マットの強度を充分に確保することができるからである。また、第一バーブレスニードル貫通点及び第二バーブレスニードル貫通点の直径（非交絡部の直径）が小さすぎることもなく、通気孔としての機能を充分に発揮することができるので、係るマットを含浸工程及び続く乾燥工程に供した場合には、交絡点（非形成領域）を含めたマット全体をまんべんなく乾燥させることが可能となり、乾燥時間をより短縮することができるからである。
一方、上記直径が０．１ｍｍ未満であると、第一バーブレスニードル貫通点及び第二バーブレスニードル貫通点の直径（非交絡部の直径）が小さすぎて、交絡点（非形成領域）が通気孔としての機能を果たしにくくなる。
また、上記直径が３ｍｍを超えると、第一バーブレスニードル貫通点及び第二バーブレスニードル貫通点の直径（非交絡部の直径）が大きすぎて、マットの強度が低下しやすくなる。
【０１８４】
本発明のマットに交絡部（第一交絡部及び第二交絡部）が形成されている場合、交絡部（第一交絡部及び第二交絡部）の形成密度は、０．５〜３０個／ｃｍ２であることが望ましく、３〜２０個／ｃｍ２であることがより望ましく、５〜１０個／ｃｍ２であることがさらに望ましい。マットの強度がより高くなるからである。
【０１８５】
本発明のマットに非交絡部と交絡部とが形成されている場合、交絡部と非交絡部の合計の形成密度は、５〜３５個／ｃｍ２であることが望ましく、５〜３０個／ｃｍ２であることがより望ましく、１０〜３０個／ｃｍ２であることがさらに望ましく、１５〜３０個／ｃｍ２であることが特に望ましい。
上記乾燥工程での乾燥時間がより短くなるし、マットの反発力が低下しにくくなるからである。また、非交絡部と交絡部とは、交互に異なる位置に形成されていることが望ましい。
【０１８６】
本発明のマットでは、第一〜第三実施形態で説明したように、マットの略全体に渡って所定の間隔で非交絡部が形成されていてもよいが、非交絡部の形成密度が他の領域に比べて局所的に高くなった高密度領域がマットの一部に設けられていてもよい。高密度領域では、他の領域に比べて、互いに絡み合っていない無機繊維がより多く存在しているので、高密度領域が一部に設けられたマットは、あたかもミシン目を設けたかのように、高密度領域を中心として曲がりやすい。
本発明のマットから図５に示す保持シール材２００を作製する場合、好ましくは、作製された保持シール材２００の幅方向Ｗ’に沿って、長さ方向Ｌ’に平行な一方の端面から長さ方向Ｌ’に平行な他方の端面まで帯状又は線状に高密度領域が延在するように、マットの特定の方向（例えば、マットの幅方向）に沿って、高密度領域が帯状又は線状に延在していることが望ましい。
このようなマットを使用した保持シール材は、幅方向に平行な端面（図５中、幅方向に平行な端面を２３３ａ、２３３ｂで示す）同士が当接するように曲げやすく、排ガス処理体に巻き付けやすくなるからである。円柱状の排ガス処理体のように、排ガス処理体の長手方向に垂直な断面の形状（断面形状）が円形である場合はもちろんのこと、断面形状が楕円形、長円形、レーストラック形、楕円形又は長円形等の単純閉曲線の一部が凹部を有する形状（ｃｏｎｃａｖｅ形状）等である排ガス処理体に用いた場合には、係る効果をより好適に享受することができる。この場合、高密度領域は、上記排ガス処理体の断面形状における曲率半径が小さい部分が接触する箇所に設けられていることがより望ましい。
【０１８７】
本発明のマットの製造方法において、非交絡部と交絡部とが形成されたマットを製造する場合には、本発明の第一及び第二実施形態で説明した方法の他、以下の工程を経てマットを製造してもよい。
【０１８８】
まず、本発明の第一実施形態の紡糸工程（１）から圧縮工程（２）までと同様の工程を経て、無機繊維前駆体が互いに絡み合って構成された前駆体シートを作製する。
【０１８９】
（３）焼成工程
作製した前駆体シートを、最高温度約１０００〜約１６００℃で焼成することにより無機繊維前駆体を無機繊維に転換し、シートを作製する。
【０１９０】
（４）バーブレスニードリング工程
次に、工程（３）で作製したシートを使用し、本発明の第一実施形態で説明した方法に準じてバーブレスニードリング処理を行う。即ち、本発明の第一実施形態で使用したシート（ニードリングシート）の代わりに上記工程（３）で作製したシートを使用してバーブレスニードリング処理を行えばよい。
これにより、非交絡部が形成されたバーブレスニードリングシートを作製する。
【０１９１】
（５）バーブニードリング工程
次に、工程（４）で作製したバーブレスニードリングシートを使用し、本発明の第一実施形態で説明した方法に準じてバーブニードリング処理を行う。即ち、本発明の第一実施形態で使用した前駆体シートの代わりに上記工程（４）で作製したバーブレスニードリングシートを使用してバーブニードリング処理を行えばよい。
この方法によっても、本発明のマットを好適に製造することができる。
バーブニードリング処理については、バーブレスニードリングシートの両主面に対してバーブニードリング処理を施すことにより、非交絡部と第一交絡部と第二交絡部とが形成されたマットを製造してもよいし、バーブレスニードリングシートの一方の主面のみにバーブニードリング処理を施すことにより、非交絡部と第一交絡部とが形成されたマットを製造してもよい。
【０１９２】
本発明のマットの製造方法において、非交絡部と交絡部とが形成されたマットを製造する場合には、バーブニードリング処理とバーブレスニードリング処理とを一度のニードリング処理で行うことも望ましい。
この場合には、例えば、図２（ａ）に示すバーブレスニードリング装置を準備し、バーブレスニードル板の代わりに、バーブニードルとバーブレスニードルとが所定の間隔で取り付けられた混合ニードル板を備えるニードリング装置を使用する。
このニードリング装置を使用し、本発明の第一実施形態又は本発明の第二実施形態で説明したバーブニードリング処理と同様の処理を前駆体シートに対して行うことにより、一度のニードリング処理でバーブニードリング処理とバーブレスニードリング処理とを同時に行うことができる。
得られた処理済シートは、本発明の第一実施形態で説明した焼成工程（４）と同様の焼成工程に供することにより無機繊維前駆体を無機繊維に転換し、本発明のマットを製造することができる。
このマットの製造方法は、バーブニードリング処理とバーブレスニードリング処理とを別々に行う場合に比べて、非交絡部と交絡部とのピッチを設計値どおりの均一な値に制御しやすくなる。また、一度のニードリング処理で本発明のマットを製造することができるので、マットの製造効率をより高めることができる。
【０１９３】
本発明のマットの製造方法において、バーブニードルに形成されたバーブの形状については、無機繊維の交絡を形成することができるものであれば、上述したようにニードルの先端方向に向かって突出した形状に限られず、例えば、ニードルの根元方向に向かって突出した形状等であってもよい。
【０１９４】
本発明のマットの製造方法において、焼成後にアルミナ繊維となる無機繊維前駆体を作製するための紡糸用混合物に含まれる無機化合物としては、上述した塩基性塩化アルミニウムに限られず、焼成後にアルミナとなる無機化合物であればよい。焼成後にアルミナとなる無機化合物としては、例えば、塩基性酢酸アルミニウム、オキシ塩化アルミニウム等が挙げられる。
【０１９５】
上記紡糸用混合物に添加される有機重合体としては、特に限定されないが、上述したポリビニルアルコールの他に、ポリエチレンオキサイド、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性有機重合体が挙げられる。
【符号の説明】
【０１９６】
１、２、３  マット
１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２７ａ、２７ｂ、３３ａ、３７  無機繊維
１２、２２、３２  非交絡部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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