(57)【要約】【課題】高い面圧を有する無機繊維集合体（保持シール材）を構成する無機繊維を提供する。【解決手段】排ガス浄化装置に用いられる保持シール材を構成する無機繊維であって、走査型プローブ顕微鏡を用いて計測した上記無機繊維の表面の摩擦係数が０．５以上であることを特徴とする無機繊維。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス浄化装置に用いられる保持シール材を構成する無機繊維であって、
走査型プローブ顕微鏡を用いて計測した前記無機繊維の表面の摩擦係数が０．５以上であることを特徴とする無機繊維。
【請求項２】
前記無機繊維の表面の算術平均粗さＲａが３ｎｍ以上である請求項１に記載の無機繊維。
【請求項３】
前記無機繊維がアルミナ繊維からなる請求項１又は２に記載の無機繊維。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体の製造方法であって、
無機繊維前駆体がシート状に集合した無機繊維前駆体シートを加熱炉内に配置する配置工程と、
前記加熱炉内で前記無機繊維前駆体シートを加熱する加熱工程とを含み、
前記加熱工程では、前記無機繊維前駆体シートの内部中心でのシート昇温速度を３０℃／分以上として脱脂処理を行った後、焼成処理を行うことを特徴とする無機繊維集合体の製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程では、搬送機構を用いて前記無機繊維前駆体シートを搬送しつつ前記加熱炉内を通過させることにより、前記無機繊維前駆体シートを連続的に加熱する請求項４に記載の無機繊維集合体の製造方法。
【請求項６】
前記配置工程では、前記無機繊維前駆体シートを、前記加熱炉内で加熱により生じた気流が、前記無機繊維前駆体シート表面に接しながら吹き抜けていくように前記加熱炉内に配置する請求項４又は５に記載の無機繊維集合体の製造方法。
【請求項７】
前記無機繊維前駆体は、塩基性塩化アルミニウム、ケイ素化合物、有機重合体及び水を含有する紡糸液を紡糸することにより得られる請求項４〜６のいずれかに記載の無機繊維集合体の製造方法。
【請求項８】
排ガス浄化装置に用いられる保持シール材であって、
請求項１〜３のいずれかに記載の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体又は請求項４〜７のいずれかに記載の製造方法により製造された無機繊維集合体からなることを特徴とする保持シール材。
【請求項９】
前記保持シール材は、無機粒子をさらに含む請求項８に記載の保持シール材。
【請求項１０】
前記無機粒子の含有量は、前記無機繊維１００重量％に対して０．０１〜３．０重量％である請求項９に記載の保持シール材。
【請求項１１】
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８〜１０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、無機繊維、無機繊維集合体の製造方法、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が環境又は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又は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などの多孔質セラミックからなる排ガス処理体と、排ガス処理体を収容するケーシングと、排ガス処理体とケーシングとの間に配設される無機繊維集合体からなる保持シール材とから構成される排ガス浄化装置が種々提案されている。この保持シール材は、自動車の走行等により生じる振動及び衝撃により、排ガス処理体がその外周を覆うケーシングと接触して破損するのを防止すること、及び、排ガス処理体とケーシングとの間から排気ガスが漏れるのを防止すること等を主な目的として配設されている。そのため、保持シール材には、圧縮されることによる反発力で発生する面圧を高め、排ガス処理体を確実に保持する機能が求められている。
【０００４】
従来、このような無機繊維集合体の製造方法としては、ノズルからセラミック紡糸液を吐出し、延伸、熱風乾燥により繊維化したセラミック繊維前駆体シートを、コンベアに平置きして脱脂及び焼成工程を行うことによりセラミック化する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４１４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された方法により無機繊維集合体を製造し、その無機繊維集合体を保持シール材として使用する場合、保持シール材の面圧が充分ではなかった。そのため、高い面圧を有する無機繊維集合体（保持シール材）を製造する方法が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、高い面圧を有する無機繊維集合体（保持シール材）を構成する無機繊維；面圧を向上させることができる無機繊維集合体の製造方法；該無機繊維集合体からなる保持シール材；及び該保持シール材を備え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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の無機繊維は、排ガス浄化装置に用いられる保持シール材を構成する無機繊維であって、走査型プローブ顕微鏡を用いて計測した上記無機繊維の表面の摩擦係数が０．５以上であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の無機繊維では、表面の摩擦係数が０．５以上であることを特徴としている。このような高摩擦性の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体を保持シール材として使用すると、繊維同士の接点がずれにくく、繊維の接点を支点として繊維が曲がることで圧縮エネルギーをバネのように溜め込むことができる。そのため、保持シール材の面圧（復元力）を高くすることができる。また、上記保持シール材に対して外部から力が加わった場合、軽微な力に対しては繊維同士の相対位置が変化しにくく、過剰な力に対しては柔軟に繊維同士の相対位置を変化させることで応力を緩和することができる。そのため、無機繊維の破断を抑制することもできる。このように、本発明の無機繊維では、保持シール材として使用する際の面圧及び破断強度を向上させることができる。
【００１０】
本発明の無機繊維の表面の算術平均粗さＲａは、３ｎｍ以上であることが望ましい。上記算術平均粗さＲａが３ｎｍ以上であるということは、無機繊維の表面に凹凸が形成されていることを意味する。これにより、無機繊維の表面の摩擦係数を０．５以上とすることができる。その結果、上述したように、保持シール材として使用する際の面圧等を向上させることができる。
なお、算術平均粗さＲａとは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９９４に準拠して決定される数値であり、平均線から絶対値偏差の平均値をいう。
【００１１】
本発明の無機繊維はアルミナ繊維からなることが望ましい。アルミナは耐熱性の高い材料であるため、無機繊維の耐熱性を高めることができる。
なお、無機繊維とは、無機塩法（ゾル−ゲル法など）によって製造される繊維のことであり、ブローイング法又は遠心法にて繊維化した繊維をいう。
【００１２】
本発明の無機繊維集合体の製造方法は、上述した本発明の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体の製造方法であって、無機繊維前駆体がシート状に集合した無機繊維前駆体シートを加熱炉内に配置する配置工程と、上記加熱炉内で上記無機繊維前駆体シートを加熱する加熱工程とを含み、上記加熱工程では、上記無機繊維前駆体シートの内部中心でのシート昇温速度を３０℃／分以上として脱脂処理を行った後、焼成処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
本発明の無機繊維集合体の製造方法では、無機繊維前駆体シートの内部中心でのシート昇温速度を３０℃／分以上として脱脂処理を行うこと、つまり、脱脂処理時のシート昇温速度を速くすることを特徴としている。これにより、無機繊維集合体を構成する無機繊維の表面の摩擦係数を０．５以上とすることができる。
その理由は明らかではないが、無機繊維前駆体シートを脱脂処理時に急激に加熱することで、無機繊維の結晶化が促進されると同時に、無機繊維前駆体シート内部から多量の分解ガスが発生し、その結果、無機繊維の表面に凹凸が形成されるためではないかと推測される。
【００１４】
本発明の無機繊維集合体の製造方法において、上記加熱工程では、搬送機構を用いて上記無機繊維前駆体シートを、連続の連続体シートや裁断したバッチ状態などで搬送しつつ上記加熱炉内を通過させることにより、上記無機繊維前駆体シートを連続的に加熱してもよい。この場合、無機繊維集合体を連続的に製造することができる。
ここで、裁断したバッチ状態とは、搬送方向のシート長さが幅方向に対して２倍以下に裁断された状態のことをいう。
【００１５】
本発明の無機繊維集合体の製造方法において、上記配置工程では、上記無機繊維前駆体シートを、上記加熱炉内で加熱により生じた気流が、上記無機繊維前駆体シート表面に接しながら吹き抜けていくように上記加熱炉内に配置してもよい。この場合、無機繊維前駆体シート内部から発生する分解ガスを無機繊維前駆体シートの表面からスムーズに除去することができ、また、脱脂反応に必要な酸素を無機繊維前駆体シートに安定して供給することもできる。そのため、高摩擦性の無機繊維からなる無機繊維集合体を好適に製造することができる。
【００１６】
本発明の無機繊維集合体の製造方法において、上記無機繊維前駆体は、塩基性塩化アルミニウム、ケイ素化合物、有機重合体及び水を含有する紡糸液を紡糸することにより得られることが望ましい。本発明の無機繊維集合体の製造方法では、このような紡糸液を用いてブローイング法又は遠心法により紡糸することができる。
【００１７】
本発明の保持シール材は、排ガス浄化装置に用いられる保持シール材であって、上述した本発明の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体、又は、上述した本発明の無機繊維集合体の製造方法により製造された無機繊維集合体からなることを特徴とする。
【００１８】
本発明の無機繊維で説明したように、高摩擦性の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体を保持シール材とすることにより、面圧の高い保持シール材とすることができる。
【００１９】
本発明の保持シール材は、無機粒子をさらに含むことが望ましい。無機繊維の表面に無機粒子が付着することにより凹凸が形成されるため、保持シール材の面圧をさらに高くすることができる。
【００２０】
上記無機粒子の含有量は、上記無機繊維１００重量％に対して０．０１〜３．０重量％であることが望ましい。無機粒子の含有量が０．０１〜３．０重量％であると、保持シール材の面圧を充分に高くすることができる。無機粒子の含有量が０．０１重量％未満であると、無機繊維の表面に無機粒子を付着させる効果が充分に得られず、一方、無機粒子の含有量が３．０重量％を超えると、繊維表面に存在している電荷の影響で一定以上の無機粒子は強固に付着せず、凹凸による面圧向上の効果がなくなってしまう。
【００２１】
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保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材は、上述した本発明の保持シール材であることを特徴とする。
【００２２】
本発明の排ガス浄化装置は、高摩擦性の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体を保持シール材として備えているため、保持シール材の面圧が高く、排ガス処理体の保持性能を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１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る。
【図２】図２（ａ）は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した排ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は、実施例１における無機繊維のＳＥＭ画像である。
【図４】図４は、比較例１における無機繊維のＳＥＭ画像である。
【図５】図５は、実施例１及び比較例１における無機繊維の表面の摩擦係数を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例１及び比較例１における無機繊維の表面の算術平均粗さを示すグラフである。
【図７】図７は、実施例１及び比較例１における無機繊維集合体の面圧を示すグラフである。
【図８】図８は、無機粒子の含有量と面圧との関係を示すグラフである。
【００２４】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の記載に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。
【００２５】
まず、本発明の無機繊維について説明する。
本発明の無機繊維は、排ガス浄化装置に用いられる保持シール材を構成する無機繊維であって、走査型プローブ顕微鏡を用いて計測した上記無機繊維の表面の摩擦係数が０．５以上であることを特徴とする。
【００２６】
無機繊維の表面の摩擦係数は、以下の方法により計測することができる。なお、本明細書における摩擦係数とは、無機繊維の表面に無機粒子等が何も添着していない状態で計測した値を意味する。
（１）計測する対象である無機繊維を準備する。例えば、無機繊維集合体（保持シール材）を構成する無機繊維の表面の摩擦係数を計測する場合、無機繊維集合体からピンセットで無機繊維を採取する。
（２）準備した無機繊維を走査型プローブ顕微鏡（例えば、島津製作所製ＳＰＭ−９７００等）に設置する。
（３）走査型プローブ顕微鏡にカンチレバー（例えば、オリンパス製ＯＭＣＬ−ＲＣ８００ＰＳＡ−Ｗ等）をセットし、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、原子間力顕微鏡）測定及びＬＦＭ（Ｌａｔｅｒａｌ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、水平力顕微鏡）測定を行う。
（４）ＡＦＭ測定により、無機繊維の表面に対する垂直抗力Ｎを計測する。
（５）ＬＦＭ測定により、カンチレバーのねじれ量から摩擦力（水平力）Ｆを計測する。
（６）垂直抗力Ｎ及び摩擦力Ｆから、摩擦係数μを「μ＝Ｆ／Ｎ」の式により計算する。
【００２７】
本発明の無機繊維の表面の摩擦係数は０．５以上であり、好ましくは０．７以上であり、より好ましくは０．９以上である。上記摩擦係数が０．５以上であると、保持シール材とした際の面圧を高くすることができる。
上記摩擦係数が大きいほど保持シール材とした際の面圧が高くなるため、その上限は特に限定されないが、上記摩擦係数は１．４以下であってもよい。もし、上記摩擦係数が１．４よりも大きい場合、繊維移動が大きく制限されるので、集合体の形状形成性が悪くなる可能性がある。
【００２８】
本発明の無機繊維の表面の算術平均粗さＲａは、好ましくは３ｎｍ以上であり、より好ましくは３．５ｎｍ以上であり、さらに好ましくは４ｎｍ以上である。
上記算術平均粗さＲａが大きいほど保持シール材とした際の面圧が高くなるため、その上限は特に限定されないが、Ｒａは８ｎｍ以下であってもよい。もし、Ｒａが８ｎｍよりも大きい場合、無機繊維に力が加わった際、一箇所に応力が集中してしまう可能性があり、繊維の強度を低下させてしまう可能性がある。
【００２９】
無機繊維の表面の算術平均粗さＲａは、無機繊維の表面の摩擦係数を計測する際のＡＦＭ測定により計測することができる。したがって、無機繊維の表面の算術平均粗さＲａを計測する箇所は、無機繊維の表面の摩擦係数を計測する箇所と同じであることが好ましい。
【００３０】
本発明の無機繊維は、例えば、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、又は、ガラス繊維からなることが好ましい。これらの中では、耐熱性の観点から、アルミナ繊維がより好ましく、ムライト組成のアルミナ繊維がさらに好ましい。
ここで、アルミナ繊維とは、６５〜９９重量％のＡｌ２Ｏ３及び１〜３５重量％のＳｉＯ２を含む繊維をいう。また、繊維柔軟性の観点から、アルミナ繊維のムライト化結晶化率は、繊維重量％で５重量％以下が望ましく、さらには３重量％以下が望ましい。結晶化率は、一般的なＸ線回析装置（例えば、Ｂｒｕｋｅｒ製Ｄ２−ＰＨＡＳＥＲ）で計測することができる。
【００３１】
本発明の無機繊維は、多数集合させることにより無機繊維集合体とすることができる。本発明の無機繊維が多数集合してなる無機繊維集合体は、排ガス浄化装置を構成する保持シール材として使用することができる。本発明の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体からなる保持シール材、及び、該保持シール材を備える排ガス浄化装置も本発明の態様である。保持シール材及び排ガス浄化装置については、後で詳細に説明する。
【００３２】
本発明の無機繊維は、例えば、後述する方法で無機繊維集合体として製造することができる。
【００３３】
次に、上述した本発明の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体の製造方法について説明する。以下に説明する無機繊維集合体の製造方法も本発明の態様である。
本発明の無機繊維集合体の製造方法は、上述した本発明の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体の製造方法であって、無機繊維前駆体がシート状に集合した無機繊維前駆体シートを加熱炉内に配置する配置工程と、上記加熱炉内で上記無機繊維前駆体シートを加熱する加熱工程とを含み、上記加熱工程では、上記無機繊維前駆体シートの内部中心でのシート昇温速度を３０℃／分以上として脱脂処理を行った後、焼成処理を行うことを特徴とする。
【００３４】
まず、無機繊維前駆体がシート状に集合した無機繊維前駆体シートを加熱炉内に配置する配置工程を行う。
【００３５】
無機繊維前駆体シートを製造する場合、従来から知られた方法で製造することができる。
例えば、無機繊維前駆体シートがニードルシートである場合、以下の（１−１）紡糸工程、（１−２）圧縮工程及び（１−３）ニードリング工程を行うことにより、無機繊維前駆体シートを製造することが好ましい。ただ、無機繊維前駆体シートに嵩密度が特に必要ない場合や、後工程で圧縮工程やニードリング工程を行う場合は、圧縮工程及びニードリング工程のどちらか一方または双方を省略してもよい。
【００３６】
（１−１）紡糸工程
塩基性塩化アルミニウム、ケイ素化合物、有機重合体及び水を含有する紡糸液を紡糸することにより無機繊維前駆体を作製する。
具体的には、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整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３〜１０μｍの平均繊維径を有する無機繊維前駆体を作製する。
なお、本明細書において、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。
【００３７】
ケイ素化合物としては、シリカゾルが好適に使用されるが、テトラエチルシリケートや水溶性シロキサン誘導体等の水溶性ケイ素化合物を使用することができる。
また、有機重合体としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド等の水溶性高分子化合物が好適に使用される。
【００３８】
（１−２）圧縮工程
次に、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する。
【００３９】
（１−３）ニードリング工程
上記シート状物の一方の表面の上方に、ニードルが７〜３０個／ｃｍ２の密度で取り付けられたニードルボードを配設する。そして、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リング処理を行い、ニードリング処理体を作製する。この場合に、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る。
上記ニードリング処理によって得られるニードリング処理体の表面のニードルが貫入した箇所には、ニードル貫入痕が形成され、また、ニードリング処理体の表面のニードルが貫出した箇所には、ニードル貫出痕が形成されることとなる。そして、ニードル貫出痕においては、無機繊維前駆体が閉ループ状に配向してなる束状の無機繊維前駆体が形成されることとなる。
以上の工程により、無機繊維前駆体シートを製造することができる。
【００４０】
配置工程において、無機繊維前駆体シートを加熱炉内に配置する方法は、連続の連続体シートや裁断したバッチ状態、平置きや段積みした状態で配置するなど様々あり、ここでは特に限定されないが、無機繊維前駆体シートを、加熱炉内で加熱により生じた気流が、無機繊維前駆体シート表面に接しながら吹き抜けていくように加熱炉内に配置してもよい。以下、このような配置方法を「吹き抜け配置」とも記載する。
【００４１】
無機繊維前駆体シートを、加熱炉内で加熱により生じた気流が、無機繊維前駆体シート表面に接しながら吹き抜けていくように加熱炉内に配置すると、加熱炉内で加熱された空気が気流となって、加熱炉の壁と無機繊維前駆体シートの間や無機繊維前駆体シート同士の間を、無機繊維前駆体シート表面に接しながら吹き抜けていくことになる。
【００４２】
よって、気流が、無機繊維前駆体シート表面に接しながら吹き抜けていくことができない場合、例えば、無機繊維前駆体シートが平置きにして配置されている場合、又は、複数の無機繊維前駆体シートが隙間なく並べられている場合等は、吹き抜け配置に含まれない。
【００４３】
無機繊維前駆体シートを、加熱炉内で加熱により生じた気流が、無機繊維前駆体シート表面に接しながら吹き抜けていくように加熱炉内に配置する方法としては、特に限定されないが、例えば、無機繊維前駆体シートを吊り下げて加熱炉内に配置する方法、無機繊維前駆体シートを無機繊維前駆体シートの主面が重力方向に対して平行になるように配置する方法などが挙げられる。
【００４４】
無機繊維前駆体シートを吊り下げる方法としては、例えば、無機繊維前駆体シートの一辺（上側の辺）から数ｍｍ程度内側に設けられた２箇所の切込みにパイプを通し、パイプを治具に引っ掛けることにより、無機繊維前駆体シートを吊り下げてもよい。
【００４５】
無機繊維前駆体シートを無機繊維前駆体シートの主面が重力方向に対して平行になるように配置する場合、重力方向とは、重力によって物が落ちる方向をいう。よって、必ずしも、加熱炉の壁と平行である必要はない。
【００４６】
吹き抜け配置の場合、複数枚の無機繊維前駆体シートは、加熱炉内で、無機繊維前駆体シートの主面間に所定の間隔ｄを設けて配置することが望ましい。
所定の間隔ｄは、３０〜１００ｍｍであることが好ましく、４５〜６０ｍｍであることがより好ましい。
所定の間隔ｄが３０ｍｍ未満であると、加熱炉内で加熱により生じた気流が、無機繊維前駆体シート間を吹き抜けにくくなり、分解ガスを除去しにくくなる。また、所定の間隔ｄが１００ｍｍを超えると、加熱炉内で一度に加熱できる無機繊維前駆体シートの枚数が少なすぎて、生産性が劣ってしまう。
【００４７】
吹き抜け配置としては、他にも、加熱炉内にエアーを打ち込んだり、無機繊維前駆体シート下端を斜めに固定したりするなどして、無機繊維前駆体シートを斜めに配置した場合にも、加熱炉内で加熱により生じた気流が、無機繊維前駆体シート表面に接しながら吹き抜けていくため、同じような効果を得ることができる。
【００４８】
吹き抜け配置に限らず、配置工程において加熱炉内に配置される無機繊維前駆体シートの枚数は複数枚に限定されるものではなく、１枚であってもよい。
【００４９】
複数枚の無機繊維前駆体シートを加熱炉内に配置する場合、加熱炉内に配置される無機繊維前駆体シートの枚数は、加熱炉の大きさによって適宜変更することができるが、生産性の観点から、３〜１０枚であることが好ましく、６〜８枚であることがより好ましい。
【００５０】
無機繊維前駆体シートの大きさは、特に限定されるものではなく、加熱炉の大きさによって適宜変更することができる。
無機繊維前駆体シートの厚さは、強度及び実用性の観点から、２０〜１００ｍｍであることが好ましく、３０〜６０ｍｍであることがより好ましい。
【００５１】
無機繊維前駆体は、例えば、アルミナ繊維前駆体、アルミナ−シリカ繊維前駆体、シリカ繊維前駆体からなることが好ましい。これらの中では、耐熱性の観点から、アルミナ繊維前駆体がより好ましく、ムライト組成のアルミナ繊維前駆体がさらに好ましい。
ここで、アルミナ繊維前駆体とは、６５〜９９重量％のＡｌ２Ｏ３及び１〜３５重量％のＳｉＯ２を含む繊維前駆体をいう。
【００５２】
また、配置工程においては、例えば、あらかじめ治具に取り付けた無機繊維前駆体シートを、搬送機構を用いて一方向に搬送し、加熱炉内に配置する方法が好ましい。
搬送機構は、特に限定されるものではないが、ローラーコンベア、又は、金属メッシュコンベアであることが好ましく、ローラーコンベアであることがより好ましい。また、コンベア材料は、炉内の温度にも充分に耐えられるような耐熱性の材料であることが望ましく、特にはＳｉＣ製材料であることが望ましい。
【００５３】
配置工程の後、加熱炉内で無機繊維前駆体シートを加熱する加熱工程を行う。
【００５４】
本明細書においては、比較的低温（８００℃程度）で行う１段階目の加熱処理を脱脂処理といい、脱脂処理時の温度よりも高い温度（１２００℃程度）で行う２段階目の加熱処理を焼成処理という。
焼成処理の前に脱脂処理を行うことにより、ポリビニルアルコール等の有機分や塩基性塩化アルミニウム水溶液に含まれる塩素分が分解ガスとして発生し、無機繊維前駆体シートから除去される。
【００５５】
本発明の無機繊維集合体の製造方法では、脱脂処理時のシート昇温速度を速くすること、具体的には、無機繊維前駆体シートの内部中心でのシート昇温速度を３０℃／分以上として脱脂処理を行うことを特徴としている。
【００５６】
脱脂処理時のシート昇温速度を速くすることにより、無機繊維前駆体シートから多量の分解ガスが発生し、無機繊維の表面に多くの凹凸が形成される結果、無機繊維の表面の摩擦係数が大きくなると考えられる。そのため、脱脂処理時のシート昇温速度は３０℃／分以上であり、好ましくは３３℃／分以上、より好ましくは３５℃／分以上である。シート昇温速度の上限は特に限定されないが、シート昇温速度を過度に速くすることは技術的に困難であるため、脱脂処理時のシート昇温速度は４０℃／以下であってもよい。
【００５７】
本明細書において、脱脂処理時のシート昇温速度とは、無機繊維前駆体シートの内部中心の温度が１００℃から８００℃（ただし、最高温度が８００℃未満である場合にはその最高温度）になるまでの時間から計算した値を意味する。
また、無機繊維前駆体シートの内部中心の温度とは、無機繊維前駆体シートを厚さ方向に３等分して上層シート、中層シート及び下層シートとした場合における、中層シートの主面の中心部の温度を意味する。温度測定の一例としては、シース型熱電対を使用して、目的とする中心部の温度を測定することができるが、中心部の温度が測定できるのであれば、測定方法は特に限定されない。なお、主面の中心部とは、主面における重心を意味する。
【００５８】
加熱炉内で無機繊維前駆体シートを加熱する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、以下の２つの方法が挙げられる。
【００５９】
１つ目の方法としては、無機繊維前駆体シートを、搬送機構を用いて加熱炉内に搬送し、一定時間保持した後、再び搬送機構を用いて加熱炉から搬送する方法が挙げられる。
当該方法を用いる場合、無機繊維前駆体シートは、加熱炉内で２〜４時間保持されることが好ましい。また、加熱温度は、脱脂を行う場合には、最高温度７００〜８５０℃であることが好ましく、焼成を行う場合には、最高温度１１００〜１３００℃であることが好ましい。
【００６０】
２つ目の方法としては、無機繊維前駆体シートを、連続の連続体シートや裁断したバッチ状態などで搬送機構を用いて搬送しつつ、加熱炉内を通過させる方法が挙げられる。この場合、無機繊維前駆体シートを連続的に加熱することができる。
当該方法を用いる場合、上述したシート昇温速度を満たす限り、搬送速度は特に限定されるものではなく、繊維の組成などの状態により、適宜最適な速度を選択することができる。
加熱温度は、脱脂を行う場合には、最高温度７００〜８５０℃であることが好ましく、焼成を行う場合には、最高温度１１００〜１３００℃であることが好ましい。
【００６１】
上記の工程を経て、無機繊維集合体を製造することができる。
本発明の無機繊維集合体の製造方法により製造された無機繊維集合体は、排ガス浄化装置を構成する保持シール材として使用することができる。本発明の無機繊維集合体の製造方法により製造された無機繊維集合体からなる保持シール材、及び、該保持シール材を備える排ガス浄化装置も本発明の態様である。保持シール材及び排ガス浄化装置については、後で詳細に説明する。
【００６２】
また、以下の（２−１）解繊工程、（２−２）混合液準備工程、（２−３）抄造工程及び（２−４）乾燥工程を行うことにより、抄造シートとしての無機繊維集合体を製造することもできる。
【００６３】
（２−１）解繊工程
焼成された上記無機繊維前駆体シートはシートとして形状を成しており、解繊工程で繊維状にバラバラにほぐす。この行為は、一般的に解繊と呼ばれている。解繊する方法の一例として、湿式パルパーを使用した方法がある。この方法は回転翼が配備されたタンク内に、上記シートと水を入れ、回転翼を回転させることにより繊維状にほぐして、水の中に繊維が漂っている状態にする。
【００６４】
（２−２）混合液準備工程
解繊した無機繊維と、無機粒子を含む無機バインダと、有機バインダと、高分子凝集剤と、水とを原料液中の無機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。この調整液は、繊維同士がフロックと呼ばれるゼリー状の繊維群を作っており、一般的にスラリーと呼ばれている。
【００６５】
無機バインダとしては、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として使用することが望ましい。
また、無機バインダ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。
また、有機バインダは、上記記載のものが望ましいが、適宜選択することができる。
【００６６】
（２−３）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器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原料シートを作製する。
必要であれば、サクションポンプ、真空ポンプ等を使用して、成型器の下側から、ろ過用メッシュを介して、水分の強制吸引を行ってもよい。
【００６７】
（２−４）乾燥工程
原料シートを所定の条件で加熱圧縮して所定の嵩密度を有する無機繊維集合体（シート）を作製する。場合によって減圧したり、１３０℃程度の風をシートに通気させたりして、乾燥時間を適宜早めることも可能である。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。
以上の工程により、無機繊維集合体シートを製造することができる。
【００６８】
続いて、本発明の保持シール材について説明する。
本発明の保持シール材は、排ガス浄化装置に用いられる保持シール材であって、上述した本発明の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体、又は、上述した本発明の無機繊維集合体の製造方法により製造された無機繊維集合体からなることを特徴とする。
【００６９】
図１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る。
図１に示す保持シール材２０は、所定の長手方向の長さ（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）を有する平面視矩形状のマットである。
また、保持シール材２０では、マットの長手方向の端部のうち、一方の端部には、凸部２１が形成されており、他方の端部には、凹部２２が形成されている。凸部２１及び凹部２２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２０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。
なお、本明細書において、マットの長手方向の長さＬとは、マットの端部に形成される凸部又は凹部の寸法を考慮しない長さである。
【００７０】
マットの長手方向の長さＬは、巻き付けようとしている柱状の排ガス処理体の外周の長さの±９５ｍｍ以内であることが望ましい。マットの長手方向の長さＬが上記範囲内であると、保持シール材を排ガス処理体に巻き付けた際に隙間ができることがなく、また、保持シール材がずれたり、よれたりすることがない。
【００７１】
マットの幅Ｗは、排ガス処理体の長手方向の長さに対して３〜３０ｍｍ短いことが望ましい。
また、マットの厚さＴは、５〜４０ｍｍであることが望ましい。
【００７２】
保持シール材２０は、本発明の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体、又は、本発明の無機繊維集合体の製造方法により製造された無機繊維集合体から、所定形状の保持シール材を裁断する裁断工程を行うことにより製造する。
【００７３】
無機繊維集合体を裁断する方法及び無機繊維集合体の裁断に使用する装置は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を使用することができる。
例えば、打ち抜き板で裁断する方法があり、打ち抜き刃としては、無機繊維集合体を打ち抜く際の打ち抜きパターンと同形状に設計された刃を有するトムソン刃を用い、打ち抜き装置としては、油圧プレス機等を用いることができる。無機繊維集合体を裁断する方法は、適宜最適な方法を選択することができ、打ち抜きで無機繊維集合体を打ち抜く方法の他、ウォータージェットや超音波、ドラム式回転刃などを用いて無機繊維集合体を裁断する方法がある。その他、上記（２−３）抄造工程の成形器を所定の形状にしておくことで、裁断する工程を省略することもできる。
【００７４】
上記保持シール材では、上記裁断工程の前に、必要に応じて、上記圧縮工程や上記ニードリング工程を行ってもよく、また、有機バインダ等のバインダを無機繊維集合体に付着させてもよい。無機繊維集合体にバインダを付着させることで、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、保持シール材の嵩高さを抑えることができる。
【００７５】
その後、バインダ中の水分を除去するために、無機繊維集合体を乾燥させる。乾燥条件としては、例えば、９５〜１５０℃で１〜３０分間乾燥させればよい。乾燥工程を経ることでバインダが付着した無機繊維集合体を作製することができる。
【００７６】
無機繊維集合体にバインダを付着させる方法としては、例えば、スプレー等を用いて無機繊維集合体にバインダ溶液を所定量吹きかけることにより、無機繊維集合体にバインダを付着させる方法、及び、無機繊維集合体にバインダ溶液を含浸させる方法等が挙げられる。
【００７７】
上記バインダ溶液としては、アクリル系樹脂やポリエステル系樹脂等の有機バインダを水に分散させて調製したエマルジョンを用いることができる。
有機バインダを付着させる量は、繊維量に対して０．０１〜１５重量％であることが望ましく、０．０５〜１０重量％であることがより望ましく、０．１〜８重量％であることがさらに望ましい。
【００７８】
また、上記バインダ溶液には、アルミナゾル等の無機バインダが適宜含まれていてもよい。
【００７９】
本発明の保持シール材には、無機粒子が含まれていることが好ましい。
保持シール材に無機粒子が含まれていると、保持シール材を構成する無機繊維の表面に無機粒子が付着し、無機繊維の表面に凹凸が形成されることになる。その結果、保持シール材の面圧が向上する。
【００８０】
無機粒子としては、特に限定されないが、例えば、カルシア、チタニア、シリカ、ジルコニア、アルミナ、イットリア、セリア、マグネシア等が挙げられる。これらは１種でもよく、２種以上であってもよい。これらの中では、アルミナ又はシリカが好ましく、アルミナがより好ましい。
【００８１】
本発明の保持シール材に無機粒子が含まれている場合、無機粒子の含有量（無機繊維の表面に付着する無機粒子の量）は、面圧向上の観点から、無機繊維１００重量％に対して０．０１〜３．０重量％が好ましく、０．３〜２．０重量％がより好ましく、０．４〜１．５重量％がさらに好ましい。
無機粒子の含有量は、保持シール材にする前にあらかじめ繊維のみの重量を計測しておき、保持シール材作製後にオーブンで６００℃を１時間以上で有機バインダの脱脂処理を行い、脱脂処理後の保持シール材重量を計測し、脱脂処理後の保持シール材重量から繊維のみの重量を差し引くことで算出できる。
【００８２】
無機粒子の平均粒子径は、面圧向上の観点から、２０〜５００ｎｍが好ましく、２０〜２００ｎｍがより好ましい。
なお、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、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。
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。
他に無機粒子の平均粒子径の算出方法としては、繊維に付着させる前の粒子を採取しておき、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などで粒子５０個の粒子径の平均を使用しても良い。
【００８３】
無機繊維の表面に無機粒子を付着させる方法としては、無機繊維集合体に無機バインダを付着させる方法が挙げられる。既に説明したように、無機バインダは、抄造シートを製造する際に付着させてもよいし、裁断工程の前に付着させてもよい。
無機バインダとしては、本発明の無機繊維集合体の製造方法の（２−２）で説明したアルミナゾル、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。また、カルシア、チタニア、ジルコニア、イットリア、セリア、マグネシア等の無機粒子のゾル、及び、これらのコロイド分散液等を用いることもできる。
【００８４】
本発明の保持シール材を構成する無機繊維の平均繊維径は、特に限定されないが、保持シール材の強度及び柔軟性の観点から、好ましくは１〜２０μｍ、より好ましくは１〜１０μｍである。
なお、無機繊維の平均繊維径とは、ランダムに採取した３００本の無機繊維の直径を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定し、これらの直径を平均した値をいう。
【００８５】
本発明の保持シール材を構成する無機繊維の平均繊維長は、特に限定されないが、交絡構造を呈するために、好ましくは５０μｍ〜６００ｍｍ、より好ましくは３５０〜５５０μｍである。
なお、無機繊維の平均繊維長とは、ピンセットにて繊維が破断しないように慎重にランダムに採取した３００本の無機繊維の全長を平均した値をいう。有機バインダを使用している保持シール材、特には抄造工程を経て作られた保持シール材では、オーブン等を使用して６００℃以上の雰囲気温度１時間以上で有機バインダを脱脂消失処理後に繊維を採取すると、繊維が破断する可能性は低くなり、繊維が採取しやすくなる。
【００８６】
本発明の保持シール材は、１枚のマットから構成される場合に限定されず、２枚以上のマットが積層されて構成されていてもよい。積層方法は適宜選択すればよいが、マット間に接着剤を塗布したり、マット同士を糸で縫いつけたり、フィルムでマット全体または最低限端部を囲うようにして積層させる方法がある。
【００８７】
最後に、本発明の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保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材は、上述した本発明の保持シール材であることを特徴とする。
【００８８】
図２（ａ）は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した排ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図である。
【００８９】
図２（ａ）に示す排ガス浄化装置３０は、排ガス処理体３１と、排ガス処理体３１を収容するケーシング３２と、排ガス処理体３１の周囲に巻き付けられ、排ガス処理体３１及びケーシング３２の間に配設された保持シール材２０とを備える。
つまり、排ガス浄化装置３０は、図１に示した保持シール材２０と、図２（ａ）に示した排ガス処理体３１及びケーシング３２とから構成されている。
【００９０】
図２（ａ）に示すケーシング３２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３１の端面の直径と排ガス処理体３１に巻付けられた状態の保持シール材２０の厚さとを合わせた長さより若干短くなっており、その長さは、排ガス処理体３１の長手方向（図２（ａ）中、両矢印Ｗ１で示される方向）における長さと略同一となっている。
【００９１】
保持シール材２０の構成については、既に述べているので省略する。
排ガス浄化装置３０は、図２（ａ）に示すように、排ガス処理体３１として、各々のセルにおけるいずれか一方が封止材３３によって目封じされたハニカムフィルタ３１を用いている。
ハニカムフィルタ３１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、ハニカムフィルタ３１の外周には、ハニカムフィルタ３１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３１の断熱性を向上させたりする目的で、シール材層３５が設けられている。
【００９２】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の形状は、柱状であれば特に限定されず、略円柱状の他に、例えば、略楕円柱状や略角柱状等任意の形状、大きさのものであってもよい。
【００９３】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体としては、コージェライト等からなり、一体的に形成された一体型ハニカム構造体であってもよく、あるいは、炭化ケイ素等からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム焼成体を主にセラミックを含む接着材層を介して複数個結束してなる集合型ハニカム構造体であってもよい。
【００９４】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体には、触媒が担持されていてもよい。
排ガス処理体に担持されている触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属、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、又は、酸化セリウム等の金属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種以上を併用してもよい。
【００９５】
本発明の排ガス浄化装置において、排ガス処理体がハニカム構造体である場合、セルに封止材が設けられずに、セルの端部が封止されていなくてもよい。この場合、排ガス処理体は、白金等の触媒を担持させることによって、排ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の有害なガス成分を浄化する触媒担体として機能する。
【００９６】
上述した構成を有する排ガス浄化装置を排ガスが通過する場合について、図２（ｂ）を用いて以下に説明する。
図２（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３０に流入した排ガス（図２（ｂ）中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示す）は、ハニカムフィルタ３１の排ガス流入側端面３６ａに開口した一のセル３０１に流入し、セル３０１を隔てるセル壁３０２を通過する。この際、排ガス中のＰＭがセル壁３０２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３６ｂに開口した他のセル３０１から流出し、外部に排出される。
【００９７】
本発明の排ガス浄化装置は、上記保持シール材を排ガス処理体に巻き付ける巻き付け工程と、ケーシング内に収容する収容工程とを行うことにより製造することができる。
【００９８】
まず、巻き付け工程では、保持シール材２０を排ガス処理体３１の外周に巻き付け、保持シール材２０の凸部２１及び凹部２２を嵌合させる。
【００９９】
上記巻き付け工程の後に、収容工程を行う。
収容工程では、保持シール材２０を巻き付けた排ガス処理体３１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３２に圧入する。
【０１００】
圧入後にシール材が圧縮して所定の反発力（すなわち、ハニカムフィルタを保持する力）を発揮するために、ケーシング３２の内径は、保持シール材２０を巻き付けた排ガス処理体３１の保持シール材２０の厚さを含めた最外径より少し小さくなっている。
【０１０１】
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収容させる方法は、圧入方式（スタッフィング方式）に限定されるものではなく、サイジング方式（スウェージング方式）、及び、クラムシェル方式等も挙げられる。
サイジング方式では、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。クラムシェル方式では、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、保持シール材を巻き付けた排ガス処理体を第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。
保持シール材を巻き付けた排ガス処理体をケーシングに収容する方法の中では、圧入方式又はサイジング方式が望ましい。圧入方式又はサイジング方式では、ケーシングとして２つの部品を用いる必要がないため、製造工程の数を少なくすることができるからである。
【０１０２】
以下、本発明の無機繊維、無機繊維集合体の製造方法、保持シール材、及び、排ガス浄化装置の作用効果について説明する。
【０１０３】
（１）本発明の無機繊維では、表面の摩擦係数が０．５以上であることを特徴としている。このような高摩擦性の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体を保持シール材として使用すると、保持シール材の面圧（復元力）を高くすることができ、また、無機繊維の破断を抑制することもできる。このように、本発明の無機繊維では、保持シール材として使用する際の面圧及び破断強度を向上させることができる。
【０１０４】
（２）本発明の無機繊維集合体の製造方法では、無機繊維前駆体シートの内部中心でのシート昇温速度を３０℃／分以上として脱脂処理を行うこと、つまり、脱脂処理時のシート昇温速度を速くすることを特徴としている。これにより、無機繊維の表面に凹凸が形成されると考えられるため、無機繊維集合体を構成する無機繊維の表面の摩擦係数を０．５以上とすることができる。
【０１０５】
（３）本発明の保持シール材は、本発明の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体、又は、本発明の無機繊維集合体の製造方法により製造された無機繊維集合体からなることを特徴としている。（１）で説明したように、高摩擦性の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体を保持シール材とすることにより、面圧の高い保持シール材とすることができる。
【０１０６】
（４）本発明の排ガス浄化装置は、ケーシングと排ガス処理体と保持シール材とを備えており、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している。本発明の排ガス浄化装置は、高摩擦性の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体を保持シール材として備えているため、保持シール材の面圧が高く、排ガス処理体の保持性能を良くすることができる。
【０１０７】
（実施例）
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこの実施例のみに限定されるものではない。
【０１０８】
（実施例１）
［無機繊維集合体の製造］
まず、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長が１００ｍｍ、平均繊維径が５．１μｍである無機繊維前駆体を作製した。
次に、得られた無機繊維前駆体を圧縮し、連続したシート状物を作製した。
得られたシート状物に対して、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用いて連続的にニードリング処理を行うことにより、ニードリング処理体を作製した。
作製したニードリング処理体を１５０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさに裁断し、無機繊維前駆体シートを作製した。
【０１０９】
このようにして作製した無機繊維前駆体シートを、加熱炉を用いて脱脂及び焼成した。
無機繊維前駆体シートを加熱炉内に配置し、無機繊維前駆体シートの内部中心でのシート昇温速度を３９℃／分として８００℃で脱脂処理を行った後、１２００℃で３０分間保持して焼成処理を行うことにより、無機繊維集合体を製造した。
製造した無機繊維集合体は、目付量が１４００ｇ／ｍ２であり、厚さは７．５ｍｍであった。
【０１１０】
［無機繊維の表面の観察］
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、ＪＥＯＬ社製ＪＳＭ−６３８０、以下同じ）を用いて、製造した無機繊維集合体を構成する無機繊維の表面の状態を観察した。図３に、実施例１における無機繊維のＳＥＭ画像を示す。
【０１１１】
［無機繊維の表面の摩擦係数の計測］
以下の方法により、無機繊維の表面の摩擦係数を計測した。
まず、製造した無機繊維集合体からピンセットで無機繊維を採取し、走査型プローブ顕微鏡（島津製作所製ＳＰＭ−９７００、以下同じ）に設置した。
次に、走査型プローブ顕微鏡にカンチレバー（オリンパス製ＯＭＣＬ−ＲＣ８００ＰＳＡ−Ｗ、以下同じ）をセットし、ＡＦＭ及びＬＦＭ測定を行った。
ＡＦＭ測定により、無機繊維の表面に対する垂直抗力Ｎを計測し、また、ＬＦＭ測定により、摩擦力（水平力）Ｆを計測した。垂直抗力Ｎ及び摩擦力Ｆから、摩擦係数μを「μ＝Ｆ／Ｎ」の式により計算した。その結果、実施例１における無機繊維の表面の摩擦係数は１．１４であった。
【０１１２】
［無機繊維の表面の算術平均粗さの計測］
上記のＡＦＭ測定により、無機繊維の表面の算術平均粗さＲａを計測した。その結果、実施例１における無機繊維の表面の算術平均粗さは４．３ｎｍであった。
【０１１３】
［面圧の測定］
製造した無機繊維集合体から評価サンプルを作製し、万能試験機（ＩＮＳＴＲＯＮ社製）を用い、面圧の測定を行った。
まず、製造した無機繊維集合体から、繊維３０ｇを、その繊維長が０．１〜５．０ｍｍとなるように、ミキサーを用いて湿式開繊した。
上記開繊繊維に水６Ｌを加え、攪拌機を用いて攪拌した。続いて、有機バインダとしてＬｘ−８５２（日本ゼオン社製）を１０．０ｇと、無機バインダとしてＤＩＳＰＥＲＡＬ  Ｐ２（サソールジャパン株式会社）を１．０ｇ加え、さらに撹拌した。その後、凝集剤としてＰＥＲＣＯＬ４７（ＢＡＳＦ社製）０．５重量％溶液を１０ｇ加えて攪拌することにより、混合液を調製した。
次に、底面にろ過用のメッシュ（メッシュ寸法：３０メッシュ）が形成された成形器に混合液を流し込んだ後、混合液中の水をメッシュを介して脱水することにより、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさの原料シートを作製した。
続いて、得られた原料シートを成形器から取り出し、プレス機を用いて厚さが８ｍｍとなるように圧縮すると同時に、１５０℃で加熱乾燥させることにより、抄造シートを作製した。
抄造シートを２５ｍｍ×２５ｍｍの大きさに裁断した後、加熱炉を用いて６００℃で１時間加熱して有機分を除去することにより、評価サンプルを作製した。
【０１１４】
万能試験機で圧縮復元サイクル試験を行うため、評価サンプルを試験機にセッティングし、室温状態で、１ｍｍ／ｍｉｎの速度で評価サンプルのＧＢＤが０．３８ｇ／ｃｍ３となるまで圧縮した。その後、１ｍｍ／ｍｉｎの速度で評価サンプルのＧＢＤが０．３３ｇ／ｃｍ３となるまで開放した。これを１０サイクル繰り返し、最後にＧＢＤが０．３３ｇ／ｃｍ３となったときの荷重を測定した。得られた荷重を、評価サンプルの面積で除算することにより、面圧（ｋＰａ）を求めた。
なお、評価サンプルの嵩密度（ＧＢＤ：Ｇａｐ  Ｂｕｌｋ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）は、「嵩密度＝評価サンプルの重量／（評価サンプルの面積×評価サンプルの厚さ）」で求められる値である。
このように求めた実施例１における無機繊維集合体の面圧は７３．１ｋＰａであった。
【０１１５】
［無機粒子の含有量と面圧との関係］
製造した無機繊維集合体に無機粒子を付着させた際の面圧を測定し、無機粒子の含有量と面圧との関係を検討した。
まず、製造した無機繊維集合体から４枚の評価サンプルを作製し、無機粒子の含有量（無機繊維の表面に付着させる無機粒子の量）が０重量％、０．５重量％、１．０重量％、３．０重量％となるように、ベーマイト粒子のＤＩＳＰＥＲＡＬ  Ｐ２（サソールジャパン株式会社）をそれぞれの評価サンプルに含浸させ、乾燥させた。
その後、上記と同じ方法により、万能試験機を用いて評価サンプルの面圧を測定した。その結果、無機粒子の含有量が０重量％、０．５重量％、１．０重量％、３．０重量％である場合の面圧の値は、それぞれ７３．１ｋＰａ、７７．９ｋＰａ、７５．８ｋＰａ、７４．３ｋＰａであった。
【０１１６】
（比較例１）
無機繊維として、サフィル社のアルミナシリカ繊維（商品名：Ｍ−Ｆｉｌ）を準備した。
【０１１７】
［無機繊維の表面の観察］
実施例１と同様に、走査型電子顕微鏡を用いて、無機繊維の表面の状態を観察した。図４に、比較例１における無機繊維のＳＥＭ画像を示す。
【０１１８】
［無機繊維の表面の摩擦係数の計測］
実施例１と同様の方法により、無機繊維の表面の摩擦係数を計測した。その結果、比較例１における無機繊維の表面の摩擦係数は０．３９であった。
図５に、実施例１及び比較例１における無機繊維の表面の摩擦係数を示す。
【０１１９】
［無機繊維の表面の算術平均粗さの計測］
実施例１と同様の方法により、無機繊維の表面の算術平均粗さＲａを計測した。その結果、比較例１における無機繊維の表面の算術平均粗さは２．１ｎｍであった。
図６に、実施例１及び比較例１における無機繊維の表面の算術平均粗さを示す。
【０１２０】
［面圧の測定］
サフィル社のアルミナシリカ繊維３０ｇに水６Ｌを加え、撹拌機を用いて攪拌した。続いて、有機バインダとしてＬｘ−８５２（日本ゼオン社製）を１０．０ｇ加え、さらに撹拌した。その後、凝集剤としてＰＥＲＣＯＬ４７（ＢＡＳＦ社製）０．５重量％溶液を１０ｇ加えて攪拌することにより、混合液を調製した。
次に、底面にろ過用のメッシュ（メッシュ寸法：３０メッシュ）が形成された成形器に混合液を流し込んだ後、混合液中の水をメッシュを介して脱水することにより、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさの原料シートを作製した。
続いて、得られた原料シートを成形器から取り出し、プレス機を用いて厚さが６ｍｍとなるように圧縮すると同時に、１５０℃で加熱乾燥させることにより、抄造シートを作製した。
抄造シートを２５ｍｍ×２５ｍｍの大きさに裁断した後、加熱炉を用いて６００℃で１時間加熱して有機分を除去することにより、評価サンプルを作製した。
その後、実施例１と同様の方法により、評価サンプルの面圧を測定した。その結果、比較例１における無機繊維集合体の面圧は６２．８ｋＰａであった。
図７に、実施例１及び比較例１における無機繊維集合体の面圧を示す。
【０１２１】
図３に示すように、実施例１においては、無機繊維１０の表面に凹凸が形成されていることが分かる。一方、図４に示すように、比較例１においては、無機繊維１０’の表面が平滑であることが分かる。また、図５及び図６より、実施例１においては、無機繊維の表面の摩擦係数が０．５以上であり、無機繊維の表面の算術平均粗さが３ｎｍ以上であることが分かる。さらに、図７より、無機繊維の表面の摩擦係数が大きいほど、面圧の値も大きくなることが分かる。
【０１２２】
図８に、無機粒子の含有量と面圧との関係を示す。表面の摩擦係数が０．５以上である無機繊維が集合してなる無機繊維集合体においては、無機繊維１００重量％に対して無機粒子が０．０１〜１．０重量％付着すると面圧の値が大きくなり、無機粒子の付着量が０．５重量％付近のときに面圧が最大となると考えられる。一方、無機粒子が３．０重量％付着しても、それほど面圧の値は大きくならないことが分かる。
【０１２３】
本発明の無機繊維は、走査型プローブ顕微鏡を用いて計測した無機繊維の表面の摩擦係数が０．５以上であることを必須の構成要件としている。本発明の無機繊維集合体の製造方法は、加熱工程において、無機繊維前駆体シートの内部中心でのシート昇温速度を３０℃／分以上として脱脂処理を行った後、焼成処理を行うことを必須の構成要件としている。本発明の保持シール材は、本発明の無機繊維が集合してなる無機繊維集合体、又は、本発明の無機繊維集合体の製造方法により製造された無機繊維集合体からなることを必須の構成要件としている。本発明の排ガス浄化装置は、本発明の保持シール材を備えることを必須の構成要件としている。
係る必須の構成要件に、本発明の詳細な説明で詳述した種々の構成（例えば、無機繊維の構成、無機繊維集合体の製造条件、保持シール材の構成、保持シール材の製造条件、排ガス浄化装置の構成等）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】
【０１２４】
１０、１０’  無機繊維
２０  保持シール材
３０  排ガス浄化装置
３１  排ガス処理体（ハニカムフィルタ）
３２  ケーシング
【図１】
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【図２】
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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３】
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【図４】
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