(57)【要約】      （修正有）【課題】保持シール材や発泡性緩衝材等のシート状部材へのダメージを最小限に抑えることが可能な排ガス浄化装置用マットが製造できる裁断方法を提供する。【解決手段】搬送装置の上方に配置される縦切断部材を用いて、シート状部材１００の幅方向に対して平行な方向、かつ、シート状部材１００の厚さ方向に対して傾斜させた方向に完全に切断して縦切断部３０を形成する縦切断工程と、搬送装置の上方に、シート状部材１００の移動方向に対して垂直な方向に沿って複数個配置された横切断部材を用いて、複数個の横切断部材をシート状部材１００と接触させ、シート状部材１００を、移動方向に平行な方向に切断して複数の横切断部４０を形成する横切断工程とを備え、上記シート状部材１００を上記縦切断部３０と上記横切断部４０とによって平面視略矩形形状に区画することを特徴とするシート状部材１００の裁断方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状部材を、搬送装置を用いて前記シート状部材の幅方向に対して垂直な方向に移動させ、前記シート状部材を裁断して平面視略矩形形状に区画するシート状部材の裁断方法であって、
前記搬送装置の上方に配置される縦切断部材を用いて、前記シート状部材を前記シート状部材の前記幅方向に対して平行な方向、かつ、前記シート状部材の厚さ方向に対して傾斜させた方向に完全に切断して縦切断部を形成する縦切断工程と、
前記搬送装置の上方に、前記シート状部材の移動方向に対して垂直な方向に沿って複数個配置された横切断部材を用いて、前記複数個の横切断部材を前記シート状部材と接触させ、前記シート状部材を、前記シート状部材の移動方向に平行な方向に切断して複数の横切断部を形成する横切断工程とを備え、
前記シート状部材を前記縦切断部と前記横切断部とによって平面視略矩形形状に区画することを特徴とするシート状部材の裁断方法。
【請求項２】
前記搬送装置の上流に前記横切断部材を配置し、下流に前記縦切断部材を配置することで、前記横切断工程の後に前記縦切断工程を行い、
前記横切断工程では、前記シート状部材を厚さ方向に完全に切断する工程と、前記シート状部材を厚さ方向に切断しない又は厚さ方向に一部だけ切断する工程とを、前記シート状部材の移動に合わせて交互に繰り返すことにより、前記シート状部材にミシン目状の横切断部を複数形成し、
前記縦切断工程では、前記シート状部材の幅方向における両端部を切断せずに、前記横切断工程において形成された複数の前記ミシン目状の横切断部のうち、前記シート状部材の前記幅方向における一方の端部に最も近い前記ミシン目状の横切断部から、前記シート状部材の前記幅方向における他方の端部に最も近い前記ミシン目状の横切断部までを切断し、
前記縦切断工程の後に、前記ミシン目状の横切断部を境界として前記シート状部材を分離して、前記シート状部材を平面視略矩形形状のマットとする分離工程を更に備える請求項１に記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項３】
前記搬送装置の上流に前記横切断部材を配置し、下流に前記縦切断部材を配置することで、前記横切断工程の後に前記縦切断工程を行い、
前記横切断工程では、前記シート状部材を厚さ方向に一部だけ切断する工程を連続して行うことにより、前記シート状部材に溝状の横切断部を複数形成し、
前記縦切断工程では、前記シート状部材の幅方向における両端部を切断せずに、前記横切断工程において形成された複数の前記溝状の横切断部のうち、前記シート状部材の前記幅方向における一方の端部に最も近い前記溝状の横切断部から、前記シート状部材の前記幅方向における他方の端部に最も近い前記溝状の横切断部までを切断し、
前記縦切断工程の後に、前記溝状の横切断部を境界として前記シート状部材を分離して、前記シート状部材を平面視略矩形形状のマットとする分離工程を更に備える請求項１に記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項４】
前記搬送装置の上流に前記縦切断部材を配置し、下流に前記横切断部材を配置することで、前記縦切断工程の後に前記横切断工程を行い、
前記縦切断工程では、前記シート状部材の幅方向における両端部を切断せずに、続く前記横切断工程において形成される前記複数の横切断部のうち、前記シート状部材の前記幅方向における一方の端部に最も近い前記横切断部から、前記シート状部材の前記幅方向における他方の端部に最も近い前記横切断部までを切断し、
前記シート状部材を平面視略矩形形状のマットとする請求項１に記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項５】
前記シート状部材の厚さ方向と前記縦切断部とのなす角度は、５〜６０°である請求項１〜４のいずれかに記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項６】
前記搬送装置がベルト状の真空コンベアであって、前記縦切断工程において、前記シート状部材における前記縦切断部材が接近する側の面と反対側の面を前記真空コンベアで吸着することで、前記シート状部材を前記搬送装置上に固定する請求項１〜５のいずれかに記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項７】
前記縦切断部材が、板刃、回転刃、ギロチン刃、レーザー切断装置及びウォータージェット切断装置からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１〜６のいずれかに記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項８】
前記搬送装置がベルト状の真空コンベアであって、前記横切断工程において、前記シート状部材における前記横切断部材が接近する側と反対側の面を前記真空コンベアで吸着することで、前記シート状部材を前記搬送装置上に固定する請求項１〜７のいずれかに記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項９】
前記横切断部材が、回転刃又はギロチン刃である請求項１〜８のいずれかに記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項１０】
前記回転刃が回転ミシン刃である請求項９に記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項１１】
前記複数の横切断部材を、前記シート状部材の幅方向に沿って移動させることで、前記横切断部材同士の距離を変更可能である請求項１〜１０のいずれかに記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項１２】
前記シート状部材の厚さが１５ｍｍ以上である請求項１〜１１のいずれかに記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項１３】
前記平面視略矩形形状は、一方の辺と、向かい合う辺とで、互いに対応する凸部及び凹部を有する請求項１〜１２のいずれかに記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項１４】
前記シート状部材は、湿式法で製造され、無機繊維、有機バインダ及び無機バインダを含むシート状部材である請求項１〜１３のいずれかに記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項１５】
前記無機繊維は、アルミナ繊維及び生体溶解性繊維からなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１４に記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項１６】
前記シート状部材の坪量は２０００ｇ／ｍ２以上である請求項１〜１５のいずれかに記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項１７】
前記シート状部材が発泡性緩衝材である請求項１〜１３のいずれかに記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項１８】
前記縦切断工程では、前の前記縦切断工程において形成された前記縦切断部と前記シート状部材の厚さ方向とのなす角と、次の前記縦切断工程において形成された前記縦切断部と前記シート状部材の厚さ方向とのなす角とが、常に略同一となるように前記縦切断工程を行うことで前記平面視略矩形形状のマットの前記長手方向に切断した断面図における断面形状を略平行四辺形とする請求項２〜４のいずれかに記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項１９】
前記縦切断工程では、前の前記縦切断工程において形成された前記縦切断部と前記シート状部材の厚さ方向とのなす角と、次の前記縦切断工程において形成された前記縦切断部と前記シート状部材の厚さ方向とのなす角とが、前記シート状部材の厚さ方向に対して順次略反転するように前記縦切断工程を行うことで、前記平面視略矩形形状のマットの前記長手方向に切断した断面図における断面形状を略台形とする請求項２〜４のいずれかに記載のシート状部材の裁断方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載のシート状部材の裁断方法により得られ、平面視略矩形形状かつ長手方向に切断した断面図における断面形状が略平行四辺形であることを特徴とするマット。
【請求項２１】
請求項１９に記載のシート状部材の裁断方法により得られ、平面視略矩形形状かつ長手方向に切断した断面図における断面形状が略台形であることを特徴とするマット。
【請求項２２】
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の製造方法であって、
前記排ガス処理体の周囲に、請求項１８に記載のシート状部材の裁断方法により得られた平面視略矩形形状のマットを前記保持シール材として巻き付けた巻付体を準備する巻付体準備工程と、
前記巻付体を、前記ケーシングに圧入する圧入工程とを備え、
前記巻付体準備工程では、前記排ガス処理体と接する側の主面において、前記主面と前記縦切断部とのなす角が鋭角である側から巻き付けを開始することを特徴とする排ガス浄化装置の製造方法。
【請求項２３】
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の製造方法であって、
前記排ガス処理体の周囲に、請求項１９に記載のシート状部材の裁断方法により得られた平面視略矩形形状のマットを前記保持シール材として巻き付けた巻付体を準備する巻付体準備工程と、
前記巻付体を、前記ケーシングに圧入する圧入工程とを備え、
前記巻付体準備工程では、前記マットの長手方向の長さが短い方の主面が前記排ガス処理体と接するように巻き付けることを特徴とする排ガス浄化装置の製造方法。
【請求項２４】
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、
請求項２２に記載の排ガス浄化装置の製造方法により製造されることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２５】
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、
請求項２３に記載の排ガス浄化装置の製造方法により製造され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、シート状部材の裁断方法、マット、排ガス浄化装置の製造方法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が環境や人体に害を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、ＣＯやＨＣ、ＮＯｘ等の有害なガス成分も含まれていることから、この有害なガス成分が環境や人体に及ぼす影響についても懸念されている。
【０００３】
そこで、排ガス中のＰＭを捕集したり、有害なガス成分を浄化したりする排ガス浄化装置として、炭化ケイ素やコージェライトなどの多孔質セラミックからなる排ガス処理体と、排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、排ガス処理体と金属ケーシングとの間に配設される無機繊維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や衝撃により、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や、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（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
このような排ガス処理体用の保持シール材は、シート形状の無機質繊維集合体を排ガス処理体の大きさ等に応じた形状に加工することにより製造される。
【０００５】
このような保持シール材の加工方法として、シート形状の無機質繊維集合体を、打ち抜き刃を有する打ち抜き型によって打ち抜く方法（打ち抜き加工ともいう）が従来から用いられている。こうした打ち抜き加工によれば、所定形状の無機質繊維集合体から、複数の保持シール材を成形することができるようになる。
こうした無機質繊維集合体を打ち抜き加工することによって保持シール材を製造するに際して、打ち抜き型を無機質繊維集合体に押し当てることによって、無機質繊維集合体の所定の領域が打ち抜かれることとなる。このときに、打ち抜き刃内部の空間に打ち抜いたマットが引っ掛かり、容易に取り出せないことがある。これを解決するため、打ち抜き型にスポンジやゴム等の弾性体を接着しておき、無機質繊維集合体を打ち抜く際に、弾性体を圧縮し、圧縮された弾性体が元に戻る時の反発力を利用して打ち抜いたマットを打ち抜き刃から離型する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
上述したような保持シール材は、排ガス処理体に巻きつけて金属ケーシング内に圧入されることとなるが、排ガス処理体に保持シール材を巻き付けるにあたっては、排ガス処理体の寸法と保持シール材の寸法とを合わせる必要がある。ところが、排ガス処理体と保持シール材はそれぞれ別の工程で製造されるため、寸法を完全に合わせることは困難である。排ガス処理体の寸法に対して保持シール材が大きすぎると、保持シール材を排ガス処理体の周りに余計に巻き付けることになり、逆に、排ガス処理体の寸法が保持シール材に対して大きいと、保持シール材が排ガス処理体の周囲を完全に覆うことができず、保持シール材が本来接合する箇所に隙間が発生することがあった。このような場合、保持シール材に係る圧力がばらつき、排ガス処理体を安定的に保持できないことがあった。
また、保持シール材の厚みが大きくなると、排ガス処理体に保持シール材を巻き付けた際に、排ガス処理体に接する側のマットの長さに対して、排ガス処理体と接しない側に求められるマットの長さが大きくなり、排ガス処理体と接するマットには隙間が発生しないが、排ガス処理体と接しない側のマットには隙間が発生するという、内外周差問題があった。このような問題を解決する方法として、排ガス処理体の寸法に対して大きく作成した保持シール材を排ガス処理体に巻き付けてから余剰分を切断する方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
上述したような、無機質繊維集合体のほかに、有機化合物からなる発泡性樹脂がある。
発泡性樹脂は、排ガス処理体等の高温となる物体を保持することはできないが、衝撃を吸収する能力が高いため、緩衝材として精密機器の運送や保管などに用いられている。
発泡性樹脂からなる発泡性緩衝材の成形方法としては、閉鎖型金型の型内に発泡粒子を充填し、加熱発泡させることにより成形する方法がある（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３１６９６５号公報
【特許文献２】特開昭６３−２１２５００号公報
【特許文献３】特開２００１−３０３９４４号公報
【特許文献４】特開２０１２−２１４８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、内燃機関に関し、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、高圧化の傾向にある。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。また、排ガス処理体の排ガス処理性能を有効に機能させるために、排ガス処理体の保温性能に優れる保持シール材への要求も高まりつつある。
【００１０】
これらの要求を満たすために、保持シール材の嵩密度を高くして保温性能を高めようとする設計手法が取られている。また、こうした保持シール材において、保持力の要因たる無機繊維の反発力を確保するには、同様に保持シール材の単位面積当たりの重量（坪量）を高くする必要がある。
【００１１】
しかしながら、特許文献２に記載の打ち抜き型を用いて、嵩密度や坪量の高い保持シール材を打ち抜いた場合、打ち抜き時の圧縮によって、無機質繊維集合体を構成する無機繊維が破断し、保持シール材の保持能力が低下してしまうことがあった。
【００１２】
また、特許文献３に記載の保持シール材は、排ガス処理体に巻き付けてから切断を行うため、連続的な製造ができない等、製造効率の点で問題があった。
【００１３】
また、特許文献４に記載の方法により成形された発泡性緩衝材は、打ち抜き工程によって発泡性緩衝材を構成する三次元構造が破壊され、緩衝材としての性能が劣化してしまうことがあった。
【００１４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、保持シール材や発泡性緩衝材等のシート状部材へのダメージを最小限に抑えることができる裁断方法、該裁断方法により裁断されたマット、該マットを用いた排ガス浄化装置の製造方法及び該製造方法により製造された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】
【００１５】
すなわち、本発明のシート状部材の裁断方法は、シート状部材を、搬送装置を用いて上記シート状部材の幅方向に対して垂直な方向に移動させ、上記シート状部材を裁断して平面視略矩形形状に区画するシート状部材の裁断方法であって、上記搬送装置の上方に配置される縦切断部材を用いて、上記シート状部材を上記シート状部材の上記幅方向に対して平行な方向、かつ、上記シート状部材の厚さ方向に対して傾斜させた方向に完全に切断して縦切断部を形成する縦切断工程と、上記搬送装置の上方に、上記シート状部材の移動方向に対して垂直な方向に沿って複数個配置された横切断部材を用いて、上記複数個の横切断部材を上記シート状部材と接触させ、上記シート状部材を、上記シート状部材の移動方向に平行な方向に切断して複数の横切断部を形成する横切断工程とを備え、上記シート状部材を上記縦切断部と上記横切断部とによって平面視略矩形形状に区画することを特徴とする。
【００１６】
本発明のシート状部材の裁断方法では、シート状部材を、搬送装置を用いて上記シート状部材の幅方向に対して垂直な方向に移動させながら、縦切断工程と横切断工程とを行う。
縦切断工程では、搬送装置の上方に配置される縦切断部材を用いて、上記シート状部材を上記シート状部材の上記幅方向に対して平行な方向、かつ、上記シート状部材の厚さ方向に対して傾斜させた方向に完全に切断して縦切断部を形成する。
横切断工程では、搬送装置の上方に、上記シート状部材の移動方向に対して垂直な方向に沿って複数個配置された横切断部材を用いて、上記複数個の横切断部材を上記シート状部材と接触させ、上記シート状部材を、上記シート状部材の移動方向に平行な方向に切断して複数の横切断部を形成する。
縦切断工程では、上記シート状部材を上記シート状部材の上記幅方向に対して平行な方向に切断し、横切断工程では、上記シート状部材を上記シート状部材の上記幅方向に対して垂直な方向に切断する。そのため、縦切断工程と横切断工程によって、シート状部材は縦切断部と横切断部によって区画される。
縦切断工程及び横切断工程のいずれにおいても、シート状部材を厚さ方向に圧縮することがない。そのため、本発明のシート状部材の裁断方法により区画されたシート状部材は立体構造（以下、単に構造ともいう）が破壊されず、高い保持力を発揮することができる。
さらに、本発明のシート状部材の裁断方法では、縦切断工程においてシート状部材を厚さ方向に対して傾斜させた方向に完全に切断している。そのため、本発明のシート状部材の裁断方法を経て得られるマットは、厚さ方向に対して傾斜した端面を有することとなる。マットが厚さ方向に対して傾斜した端面を有していると、後述するように、様々な特徴を有するマットとすることができる。
なお、本発明の横切断工程においてシート状部材を「切断する」とは、シート状部材を完全に切断するのみならず、例えば、シート状部材を厚さ方向に完全に切断する工程と、シート状部材を厚さ方向に切断しない又は厚さ方向に一部だけ切断する工程とを、交互に繰り返すことにより、シート状部材にミシン目状の横切断部を形成する場合や、シート状部材を厚さ方向に一部だけ切断する工程を連続して行うことにより、シート状部材に溝状の横切断部を形成する場合を含む。
【００１７】
本発明のシート状部材の裁断方法では、上記搬送装置の上流に上記横切断部材を配置し、下流に上記縦切断部材を配置することで、上記横切断工程の後に上記縦切断工程を行い、上記横切断工程では、上記シート状部材を厚さ方向に完全に切断する工程と、上記シート状部材を厚さ方向に切断しない又は厚さ方向に一部だけ切断する工程とを、上記シート状部材の移動に合わせて交互に繰り返すことにより、上記シート状部材にミシン目状の横切断部を複数形成し、上記縦切断工程では、上記シート状部材の幅方向における両端部を切断せずに、上記横切断工程において形成された複数の上記ミシン目状の横切断部のうち、上記シート状部材の上記幅方向における一方の端部に最も近い上記ミシン目状の横切断部から、上記シート状部材の上記幅方向における他方の端部に最も近い上記ミシン目状の横切断部までを切断し、上記縦切断工程の後に、上記ミシン目状の横切断部を境界として上記シート状部材を分離して、上記シート状部材を平面視略矩形形状のマットとする分離工程を更に備えることが望ましい。
横切断工程においてはシート状部材が横方向に完全に切断されることがないため、横切断工程によって切断されたシート状部材同士が重なったり、位置がずれたりすることを抑制することができる。そのため、横切断工程においてシート状部材が搬送装置上でずれることを抑制することができ、続く縦切断工程における寸法のずれを抑制することができる。
また、ミシン目状の横切断部は、分離工程によって容易に分離することが可能であるため、所望のタイミングで分離工程を行うことができる。そのため、分離工程を行う場所は搬送装置上に限られず、シート状部材の取り回し、製造ラインの規模に合わせて、自由に設計することが可能となる。
【００１８】
本発明のシート状部材の裁断方法では、上記搬送装置の上流に上記横切断部材を配置し、下流に上記縦切断部材を配置することで、上記横切断工程の後に上記縦切断工程を行い、上記横切断工程では、上記シート状部材を厚さ方向に一部だけ切断する工程を連続して行うことにより、上記シート状部材に溝状の横切断部を複数形成し、上記縦切断工程では、上記シート状部材の幅方向における両端部を切断せずに、上記横切断工程において形成された複数の上記溝状の横切断部のうち、上記シート状部材の上記幅方向における一方の端部に最も近い上記溝状の横切断部から、上記シート状部材の上記幅方向における他方の端部に最も近い上記溝状の横切断部までを切断し、上記縦切断工程の後に、上記溝状の横切断部を境界として上記シート状部材を分離して、上記シート状部材を平面視略矩形形状のマットとする分離工程を更に備えることが望ましい。
横切断工程においてはシート状部材が横方向に完全に切断されることがないため、横切断工程によって切断されたシート状部材同士が重なったり、位置がずれたりすることを抑制することができる。そのため、横切断工程においてシート状部材が搬送装置上でずれることを抑制することができ、続く縦切断工程における寸法のずれを抑制することができる。
また、溝状の横切断部は、分離工程によって容易に分離することが可能であるため、所望のタイミングで分離工程を行うことができる。そのため、分離工程を行う場所は搬送装置上に限られず、シート状部材の取り回し、製造ラインの規模に合わせて、自由に設計することが可能となる。
【００１９】
本発明のシート状部材の裁断方法では、上記搬送装置の上流に上記縦切断部材を配置し、下流に上記横切断部材を配置することで、上記縦切断工程の後に上記横切断工程を行い、上記縦切断工程では、上記シート状部材の幅方向における両端部を切断せずに、続く上記横切断工程において形成される上記複数の横切断部のうち、上記シート状部材の上記幅方向における一方の端部に最も近い上記横切断部から、上記シート状部材の上記幅方向における他方の端部に最も近い上記横切断部までを切断し、上記シート状部材を平面視略矩形形状のマットとすることが望ましい。
縦切断工程においてシート状部材の幅方向における両端部を切断しないことによって、シート状部材が幅方向に完全に切断され、分離してしまうことがない。そのため、続く横切断工程において、シート状部材同士が重なったり、位置がずれたりすることを抑制することができる。従って、横切断工程における寸法のずれを抑制することができる。
【００２０】
上記シート状部材の厚さ方向と上記縦切断部とのなす角度は、５〜６０°であることが望ましい。
上記シート状部材の厚さ方向と上記縦切断部とのなす角度が５°未満であると、傾斜が小さすぎて、シート状部材を厚さ方向から傾斜させることによる効果が発揮されにくい。また、角度が６０°以上であると、傾斜が大きすぎて、切断時にシート状部材がずれて、切断自体が困難になることがある。
【００２１】
本発明のシート状部材の裁断方法においては、上記搬送装置がベルト状の真空コンベアであって、上記縦切断工程において、上記シート状部材における上記縦切断部材が接近する側の面と反対側の面を上記真空コンベアで吸着することで、上記シート状部材を上記搬送装置上に固定することが望ましい。
真空コンベアを用いて、縦切断工程においてシート状部材を搬送装置上に固定することで、縦切断工程における衝撃及び振動によってシート状部材がずれることを抑制することができる。そのため、縦切断工程においてシート状部材がずれにくく、裁断により区画される領域の寸法がずれることを抑制することができる。
また、真空コンベアの他、上記シート状部材の幅に配置された板状ガイドなどの使用でも、シート状部材のずれを抑制することも可能であり、真空コンベアの代わりに板状ガイドのみの使用や、真空コンベアと板状ガイドとの組み合わせでも可能である。
【００２２】
本発明のシート状部材の裁断方法では、上記縦切断部材が、板刃、回転刃、ギロチン刃、レーザー切断装置及びウォータージェット切断装置からなる群から選択される少なくとも１種であることが望ましい。
縦切断部材として、板刃、回転刃、ギロチン刃、レーザー切断装置及びウォータージェット切断装置からなる群から選択される少なくとも１種を用いることで、シート状部材の構造を破壊せずに、シート状部材を容易に切断することができる。
【００２３】
本発明のシート状部材の裁断方法では、上記搬送装置がベルト状の真空コンベアであって、上記横切断工程において、上記シート状部材における上記横切断部材が接近する側と反対側の面を上記真空コンベアで吸着することで、上記シート状部材を上記搬送装置上に固定することが望ましい。
真空コンベアを用いて、横切断工程においてシート状部材を搬送装置上に固定することで、横切断工程における衝撃及び振動によってシート状部材がずれることを抑制することができる。そのため、横切断工程においてシート状部材がずれにくく、裁断により区画される領域の寸法がずれることを抑制することができる。
また、真空コンベアの他、シート幅に配置された板状ガイドなどの使用でも、シート状部材のずれを抑制することも可能であり、真空コンベアの代わりに板状ガイドのみの使用や、真空コンベアと板状ガイドとの組み合わせでも可能である。
【００２４】
本発明のシート状部材の裁断方法では、上記横切断部材が、回転刃又はギロチン刃であることが望ましい。
横切断部材が回転刃又はギロチン刃であると、横切断工程においてシート状部材の構造を破壊することなく、横切断部を容易に形成することができる。
【００２５】
本発明のシート状部材の裁断方法では、上記回転刃が回転ミシン刃であることが望ましい。
回転刃が回転ミシン刃であると、横切断工程においてミシン目状の横切断部を容易に形成することができる。
【００２６】
本発明のシート状部材の裁断方法では、上記複数の横切断部材を、上記シート状部材の幅方向に沿って移動させることで、上記横切断部材同士の距離を変更可能であることが望ましい。
複数の横切断部材がシート状部材の幅方向に沿って移動可能であると、横切断部材の位置を変えることによって、シート状部材の裁断寸法を容易に変更することができる。
【００２７】
本発明のシート状部材の裁断方法では、上記シート状部材の厚さが１５ｍｍ以上であることが望ましい。
シート状部材の厚さが１５ｍｍ以上であると、従来の裁断方法によってはシート状部材の構造が破壊されることがある。そのため、厚さが１５ｍｍ以上であるシート状部材を裁断する場合、本発明の裁断方法を好適に用いることができる。
【００２８】
本発明のシート状部材の裁断方法において、上記平面視略矩形形状は、一方の辺と、向かい合う辺とで、互いに対応する凸部及び凹部を有することが望ましい。
このような形状にシート状部材を区画するシート状部材の裁断方法を経て得られるマットは、保持対象となる物体に巻き付けた際に、マットの端部同士の接触面積が大きくなるため、巻き付けたマットが緩んだり、ずれたりすることを抑制することができる。そのため、本発明のシート状部材の裁断方法を経ることによって保持性能の優れたマットを製造することができる。
ただし、巻き付けた際にマット端部の向かい合う辺同士が、大きな隙間なく嵌合される形状であれば、マットの形状は特に限定されない。したがって、巻き付け時にマット端部の向かい合う辺が、波形状やノコギリ刃状、アンカー状などの突起または、その形状に対応する窪みでも良い。
【００２９】
本発明のシート状部材の裁断方法において、上記シート状部材は、湿式法で製造され、無機繊維、有機バインダ及び無機バインダを含むシート状部材であることが望ましい。
このような方法で製造されたシート状部材を従来の打ち抜き加工による裁断方法で裁断した場合、有機バインダ及び無機バインダが剥離しやすいため、シート状部材の構造が破壊されやすかった。本発明のシート状部材の裁断方法では、シート状部材を圧縮することがないため、シート状部材の構造が破壊されにくく、有機バインダ及び無機バインダの剥離を抑制することができる。そのため、従来の打ち抜き加工による裁断方法でダメージを受けやすいシート状部材であっても、その構造を維持したまま裁断することができる。
また、上記シート状部材はニードリング処理されていてもよい。上記シート状部材を従来の打ち抜き加工による裁断方法で裁断した場合、ニードリング処理によってシート状部材内部にできた繊維同士の交絡が破壊されてしまい、シート状部材の厚み成形性が低下してしまう可能性がある。
【００３０】
本発明のシート状部材の裁断方法において、上記無機繊維は、アルミナ繊維及び生体溶解性繊維からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが望ましい。
無機繊維がアルミナ繊維及び生体溶解性繊維からなる群から選択される少なくとも１種を含むと、保持シール材として必要な断熱性、安定性等を充分に備えることができる。
【００３１】
本発明のシート状部材の裁断方法において、上記シート状部材の坪量は２０００ｇ／ｍ２以上であることが望ましい。
シート状部材の坪量が２０００ｇ／ｍ２以上であると、従来の裁断方法では、シート状部材の構造が破壊されてしまい、保持力が低下してしまうことがあったが、本発明のシート状部材の裁断方法では、シート状部材の構造が破壊されにくいため、高い保持力を有するシート状部材を得ることができる。
そして、シート状部材の坪量が２０００ｇ／ｍ２以上でニードリング処理がされている場合、従来の裁断方法ではニードリング処理によってシート状部材内部にできた繊維同士の交絡が破壊され、シート状部材の厚み成形性が低下してしまう可能性があった。
また、上記シート状部材の坪量の上限は４５００ｇ／ｍ２が望ましい。坪量が４５００ｇ／ｍ２以上になると、裁断面が裁断刃の摩擦力による影響を大きく受けてしまい、層剥がれをしやすくなる。
【００３２】
本発明のシート状部材の裁断方法では、上記シート状部材が発泡性緩衝材であることが望ましい。
本発明のシート状部材の裁断方法では、シート状部材の構造が破壊されにくいため、高い緩衝力を要求される発泡性緩衝材を裁断する方法として好適に用いることができる。
【００３３】
本発明のシート状部材の裁断方法において、上記縦切断工程では、前の上記縦切断工程において形成された上記縦切断部と上記シート状部材の厚さ方向とのなす角と、次の上記縦切断工程において形成された上記縦切断部と上記シート状部材の厚さ方向とのなす角とが、常に略同一となるように上記縦切断工程を行うことで、上記平面視略矩形形状のマットの上記長手方向に切断した断面図における断面形状を略平行四辺形とすることが望ましい。
このような裁断方法を用いることで、長手方向に切断した断面図における断面形状が略平行四辺形のマットを簡便に製造することができる。
【００３４】
本発明のシート状部材の裁断方法において、上記縦切断工程では、前の上記縦切断工程において形成された上記縦切断部と上記シート状部材の厚さ方向とのなす角と、次の上記縦切断工程において形成された上記縦切断部と上記シート状部材の厚さ方向とのなす角とが、上記シート状部材の厚さ方向に対して順次略反転するように上記縦切断工程を行うことで、上記平面視略矩形形状のマットの上記長手方向に切断した断面図における断面形状を略台形とすることが望ましい。
このような裁断方法を用いることで、長手方向に切断した断面図における断面形状が略台形のマットを簡便に製造することができる。
【００３５】
本発明のマットの一の態様は、本発明のシート状部材の裁断方法により得られ、平面視略矩形形状かつ長手方向に切断した断面図における断面形状が略平行四辺形であることを特徴とする。
上記マットは、本発明のシート状部材の裁断方法により得られる。そのため、シート状部材の構造が破壊されておらず、高い保持力を発揮することができる。
さらに、上記マットは、平面視略矩形形状かつ長手方向に切断した断面図における断面形状が略平行四辺形であるため、排ガス処理体に巻き付ける際に、排ガス処理体と接する側の主面において、上記主面と上記縦切断部とのなす角が鋭角である側から巻き付けを開始することによって、マットを排ガス処理体に巻き付ける際に、その端面同士が衝突し、破損することを抑制することができる。さらに、マットの寸法が排ガス処理体とずれた場合であっても、巻き付けたマットが重なったり、隙間ができたりすることを防ぎ、寸法のずれによる面圧のばらつきを抑制することができる。
このようなマットを用いることによって、マットと排ガス処理体との寸法のずれによる面圧のばらつきを抑制し、排ガス処理体を安定的に保持することができる排ガス浄化装置を製造することができる。
【００３６】
本発明のマットの別の態様は、本発明のシート状部材の裁断方法により得られ、平面視略矩形形状かつ長手方向に切断した断面図における断面形状が略台形であることを特徴とする。
上記マットは、本発明のシート状部材の裁断方法により得られる。そのため、シート状部材の構造が破壊されておらず、高い保持力を発揮することができる。
さらに、上記マットは、平面視略矩形形状かつ長手方向に切断した断面図における断面形状が略台形であるため、排ガス処理体に巻き付ける際に、マットの長手方向の長さが短い方の主面が排ガス処理体と接するように巻き付けることによって、排ガス処理体と接する側の主面の長手方向の長さが短く、排ガス処理体と接しない側の主面の長手方向の長さが長くなる。そのため、マットの厚さに起因する内外周差を抑制し、マットを巻き付けた際の隙間の発生を抑制することができる。
このようなマットを用いることによって、マットの厚さに起因する内外周差を抑制し、排ガスシール性能の優れた排ガス浄化装置を製造することができる。
【００３７】
本発明の排ガス浄化装置の製造方法は、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の製造方法であって、上記排ガス処理体の周囲に、本発明のシート状部材の裁断方法により得られた平面視略矩形形状、かつ、長手方向に切断した断面図における断面形状が略平行四辺形のマットを上記保持シール材として巻き付けた巻付体を準備する巻付体準備工程と、上記巻付体を、上記ケーシングに圧入する圧入工程とを備え、上記巻付体準備工程では、上記排ガス処理体と接する側の主面において、上記主面と上記縦切断部とのなす角が鋭角である側から巻き付けを開始することを特徴とする。
このような方法によって、マットと排ガス処理体との寸法のずれによる面圧のばらつきを抑制し、排ガス処理体を安定的に保持することができる排ガス浄化装置を製造することができる。
【００３８】
本発明の排ガス浄化装置の製造方法は、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の製造方法であって、上記排ガス処理体の周囲に、本発明のシート状部材の裁断方法により得られた平面視略矩形形状、かつ、長手方向に切断した断面図における断面形状が略台形のマットを上記保持シール材として巻き付けた巻付体を準備する巻付体準備工程と、上記巻付体を、上記ケーシングに圧入する圧入工程と、を備え、上記巻付体準備工程では、上記マットの長手方向の長さが短い方の主面が上記排ガス処理体と接するように巻き付けることを特徴とする。
このような方法によって、マットの厚さに起因する内外周差を抑制し、排ガスシール性能の優れた排ガス浄化装置を製造することができる。
【００３９】
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、
本発明のシート状部材の裁断方法により得られた平面視略矩形形状かつ長手方向に切断した断面図における断面形状が略平行四辺形であるマットを保持シール材として用い、
上記排ガス処理体の周囲に、上記保持シール材を巻き付けた巻付体を準備する巻付体準備工程と、上記巻付体を、上記ケーシングに圧入する圧入工程とを備え、
上記巻付体準備工程では、上記排ガス処理体と接する側の主面において、上記主面と縦切断部とのなす角が鋭角である側から巻き付けを開始する本発明の排ガス浄化装置の製造方法により製造されることを特徴とする。
本発明の排ガス浄化装置には、保持シール材として本発明のシート状部材の裁断方法により裁断された平面視略矩形形状、かつ、長手方向に切断した断面図における断面形状が略平行四辺形のマットが用いられている。上記マットは、裁断工程においてシート状部材の構造が破壊されていないため、高い保持力を発揮することができる。さらに、圧入時に、上記マットを、排ガス処理体と接する側の主面において、主面と縦切断部とのなす角が鋭角である側から巻き付けを開始することによって、保持シール材の寸法のずれによる面圧のばらつきを抑制することができる。そのため、本発明の排ガス浄化装置は、排ガス処理体が安定的に保持され、振動等によって排ガス処理体と保持シール材とがずれることがなく、耐久性に優れる。
【００４０】
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、
本発明のシート状部材の裁断方法により得られた平面視略矩形形状かつ長手方向に切断した断面図における断面形状が略台形であるマットを保持シール材として用い、
上記排ガス処理体の周囲に、上記保持シール材を巻き付けた巻付体を準備する巻付体準備工程と、上記巻付体を、上記ケーシングに圧入する圧入工程とを備え、
上記巻付体準備工程では、上記保持シール材の長手方向の長さが短い方の主面が上記排ガス処理体と接するように巻き付ける本発明の排ガス浄化装置の製造方法により製造されることを特徴とする。
本発明の排ガス浄化装置には、保持シール材として本発明のシート状部材の裁断方法により裁断された平面視略矩形形状、かつ、長手方向に切断した断面図における断面形状が略台形のマットが用いられている。上記マットは、裁断工程においてシート状部材の構造が破壊されていないため、高い保持力を発揮することができる。さらに、巻き付け時に、マットの長手方向の長さが短い方の主面が上記排ガス処理体と接するように巻き付けることによって、マットの厚さに起因する内外周差を抑制することができる。そのため、本発明の排ガス浄化装置は、排ガス処理体が安定的に保持され、さらに、排ガスシール性能に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１（ａ）は、本発明のシート状部材の裁断方法によって区画されるシート状部材の一例を模式的に示した俯瞰図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明のシート状部材の裁断方法を構成する縦切断工程の一例を模式的に示した俯瞰図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３は、本発明のシート状部材の裁断方法を構成する横切断工程の一例を模式的に示した俯瞰図である。
【図４】図４は、本発明のシート状部材の裁断方法のうち、最初に縦切断工程を行い、最後に横切断工程を行うシート状部材の裁断方法の一例を模式的に示した俯瞰図である。
【図５】図５は、本発明のシート状部材の裁断方法のうち、最初に横切断工程を行い、続いて縦切断工程を行うシート状部材の裁断方法の一例を模式的に示した俯瞰図である。
【図６】図６（ａ）は、横切断工程において形成される横切断部の一例を模式的に示したシート状部材の断面図であり、図６（ｂ）は、横切断工程において形成される横切断部の別の一例を模式的に示したシート状部材の断面図であり、図６（ｃ）は、横切断工程において形成される横切断部のさらに別の一例を模式的に示したシート状部材の断面図である。
【図７】図７（ａ）は、縦切断工程において用いられる縦切断部材の一例を模式的に示した斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＥ−Ｅ線断面図である。
【図８】図８は、縦切断工程において用いられる縦切断部材の別の一例を模式的に示した断面図である。
【図９】図９（ａ）は、横切断工程において用いられる横切断部材の一例を模式的に示した斜視図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＦ−Ｆ線断面図であり、図９（ｃ）は、横切断工程において用いられる横切断部材の別の一例を模式的に示した平面図であり、図９（ｄ）は、横切断工程において用いられる横切断部材のさらに別の一例を模式的に示した斜視図であり、図９（ｅ）は、図９（ｄ）におけるＨ−Ｈ線断面図である。
【図１０】図１０は、安全ケースを用いた縦切断工程の一例を模式的に示した斜視図である。
【図１１】図１１（ａ）は、図１０において、縦切断工程が行われる瞬間の一例を模式的に示したＩ−Ｉ線断面図であり、図１１（ｂ）は、図１０において、縦切断部材がシート状部材を切断し、シート状部材から離れる瞬間の一例を模式的に示したＩ−Ｉ線断面図であり、図１１（ｃ）は、図１０において、縦切断部材がシート状部材を切断し、安全ケース内に収納される瞬間の一例を模式的に示したＩ−Ｉ線断面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本発明のマットの一の態様の一例を模式的に示した斜視図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）におけるＪ−Ｊ線断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、本発明のマットの一の態様を排ガス処理体に巻きつけた巻付体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけるＫ−Ｋ線断面図であり、図１３（ｃ）は、図１３（ａ）に示す巻付体を製造する方法の一例を模式的に示す断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、本発明のマットの一の態様を排ガス処理体に巻き付けた際に、排ガス処理体の周方向の長さよりもマットの長手方向の長さが長かった場合の巻付体の一例を模式的に示す部分拡大断面図であり、図１４（ｂ）は、本発明のマットの一の態様を排ガス処理体に巻き付けた際に、排ガス処理体の周方向の長さよりもマットの長手方向の長さが短かった場合の巻付体の一例を模式的に示す部分拡大断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、本発明のマットの別の態様の一例を模式的に示した斜視図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）におけるＯ−Ｏ線断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は、本発明のマットの別の態様を排ガス処理体に巻きつけた巻付体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）におけるＰ−Ｐ線断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の排ガス浄化装置の製造方法の一例を模式的に示した斜視図である。
【図１８】図１８は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を模式的に示した斜視図である。
【図２０】図２０（ａ）は、従来のマットを排ガス処理体に巻き付けた際に、排ガス処理体の周方向の長さよりもマットの長手方向の長さが長かった場合の巻付体の一例を模式的に示す部分拡大断面図であり、図２０（ｂ）は、従来のマットを排ガス処理体に巻き付けた際に、排ガス処理体の周方向の長さよりもマットの長手方向の長さが短かった場合の巻付体の一例を模式的に示す部分拡大断面図である。
【図２１】図２１は、従来のマットを排ガス処理体に巻き付けた際に発生する内外周差の一例を模式的に示す巻付体の部分拡大断面図である。
【００４２】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明のシート状部材の裁断方法について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の構成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。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
【００４３】
以下、本発明のシート状部材の裁断方法について説明する。
本発明のシート状部材の裁断方法は、シート状部材を、搬送装置を用いて上記シート状部材の幅方向に対して垂直な方向に移動させ、上記シート状部材を裁断して平面視略矩形形状に区画するシート状部材の裁断方法であって、上記搬送装置の上方に配置される縦切断部材を用いて、上記シート状部材を上記シート状部材の上記幅方向に対して平行な方向、かつ、上記シート状部材の厚さ方向に対して傾斜させた方向に完全に切断して縦切断部を形成する縦切断工程と、上記搬送装置の上方に、上記シート状部材の移動方向に対して垂直な方向に沿って複数個配置された横切断部材を用いて、上記複数個の横切断部材を上記シート状部材と接触させ、上記シート状部材を、上記シート状部材の移動方向に平行な方向に切断して複数の横切断部を形成する横切断工程とを備え、上記シート状部材を上記縦切断部と上記横切断部とによって平面視略矩形形状に区画することを特徴とする。
【００４４】
まず、本発明のシート状部材の裁断方法により区画されるシート状部材について説明する。
図１（ａ）は、本発明のシート状部材の裁断方法によって区画されるシート状部材の一例を模式的に示した俯瞰図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
図１（ａ）に示すように、シート状部材１００は、縦切断部３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）と横切断部４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）とによって平面視略矩形形状に区画されている。さらに、図１（ｂ）に示すように、縦切断部３０はシート状部材の厚さ方向（図１（ｂ）中、両矢印Ｔ１で示される方向）に対して所定の角度（図１（ｂ）中、θ１で示される角度）傾斜している。
【００４５】
図１（ａ）に示したシート状部材は、本発明のシート状部材の裁断方法を構成する縦切断工程及び横切断工程の両方を経ることにより区画される。以下に、縦切断工程及び横切断工程をそれぞれ説明する。
【００４６】
まず、本発明のシート状部材の裁断方法を構成する縦切断工程について説明する。
図２（ａ）は、本発明のシート状部材の裁断方法を構成する縦切断工程の一例を模式的に示した俯瞰図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、本発明のシート状部材の裁断方法を構成する縦切断工程では、幅（図２（ａ）中、両矢印Ｗ１で示される長さ）を有するシート状部材１０１を、搬送装置１を用いてシート状部材の幅方向に対して垂直な方向（図２（ａ）中、矢印Ｃで示される方向）に向かって移動させる。そして、搬送装置１の上方に配置される縦切断部材１０を用いて、シート状部材１０１を幅方向（図２（ａ）中、両矢印Ｗ１で示される方向）に対して平行な方向、かつ、シート状部材１０１の厚さ方向（図２（ｂ）中、両矢印Ｔ２で示される方向）に対して所定の角度（図２（ｂ）中、θ２で示される角度）傾斜させた方向に完全に切断して縦切断部３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）を形成する。
なお、縦切断工程においては、シート状部材を幅方向に完全に切断する必要はなく、幅方向の一部、例えば両端部を残して切断してもよい。
また、図２（ａ）でのシート状部材１０１は搬送装置１の進行方向に長い連続体となっているが、シート状部材１０１の長さに特に制約はなく、マット２００を決められた形状で１つ以上裁断できれば良い。
【００４７】
縦切断工程におけるシート状部材の厚さ方向と縦切断部とのなす角度は、５〜６０°であることが望ましく、１０〜５０°がより望ましく、１５〜４５°がさらに望ましい。
シート状部材の厚さ方向と縦切断部とのなす角度が５°未満であると、傾斜が小さすぎて、シート状部材を厚さ方向から傾斜させることによる効果が発揮されにくい。また、角度が６０°以上であると、傾斜が大きすぎて、切断時にシート状部材がずれて、切断自体が困難になることがある。
【００４８】
次に、本発明のシート状部材の裁断方法を構成する横切断工程について説明する。
図３は、本発明のシート状部材の裁断方法を構成する横切断工程の一例を模式的に示した俯瞰図である。
図３に示すように、本発明のシート状部材１０２の裁断方法を構成する横切断工程では、幅（図３中、両矢印Ｗ２で示される長さ）を有するシート状部材１０２を、搬送装置１を用いてシート状部材１０２の幅方向に対して垂直な方向（図３中、矢印Ｄで示される方向）に向かって移動させ、搬送装置１の上方に、シート状部材１０２の移動方向に対して垂直な方向に沿って複数個配置された横切断部材２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を用いて、複数個の横切断部材２０をシート状部材１０２と接触させ、シート状部材１０２を、シート状部材１０２の移動方向に平行な方向に切断して複数の横切断部４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ）を形成する。
また、横切断工程においては、複数個の横切断部材２０を、シート状部材１０２の幅方向に沿って移動させることで、横切断部材２０同士の距離（図３中、両矢印Ｗ３及びＷ４で示される長さ）を変更可能であることが望ましい。横切断部同士の距離を変更可能であると、横切断部材の位置を変えることによって、シート状部材の裁断寸法を容易に変更することができる。
【００４９】
上記縦切断工程と横切断工程を行うことにより、シート状部材は縦切断工程により形成された縦切断部と、横切断工程により形成された横切断部とによって平面視略矩形形状に区画されることとなる。さらに、縦切断工程においては、シート状部材をシート状部材の幅方向に対して平行な方向、かつ、シート状部材の厚さ方向に対して傾斜させた方向に完全に切断する。そのため、本発明のシート状部材の裁断方法を経て得られることとなる平面視略矩形形状のマットは、シート状部材の厚さ方向に対して傾斜した端面を有することとなる。シート状部材の厚さ方向に対して傾斜した端面を有するマットは、所定の条件下において特徴的な効果を有する。
なお、本明細書において、シート状部材を平面視略矩形形状に区画するとは、シート状部材が平面視略矩形形状のマットとして分離された状態のみを指すものではなく、横切断部がシート状部材の一部を切断しており、そのままでは平面視略矩形形状のマットとして分離可能ではないが、続く分離工程により容易に分離可能となる状態も含む。
【００５０】
図４は、本発明のシート状部材の裁断方法のうち、最初に縦切断工程を行い、最後に横切断工程を行うシート状部材の裁断方法の一例を模式的に示した俯瞰図である。
図４では、最初に行われる縦切断工程において、縦切断部材１１を用いて、シート状部材１０３を、シート状部材の幅方向（図４中、両矢印Ｗ５で示される方向）に対して平行な方向に切断して、縦切断部３２を形成するが、この際には、シート状部材１０３の幅方向における両端部１１１及び１１２を切断しない。さらに、続く横切断工程では、横切断部材２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）によって形成される複数の横切断部４２（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ）のうち、シート状部材１０３の幅方向における一方の端部１１１に最も近い横切断部４２ａから、他方の端部１１２に最も近い横切断部４２ｃまでが、縦切断部３２によって切断されるように横切断部４２が形成される。そのため、縦切断工程及び横切断工程によって、シート状部材１０３が平面視略矩形形状のマット２００として裁断される。
最初に行われる縦切断工程において、シート状部材１０３の幅方向の両端部１１１、１１２を切断しないことにより、縦切断工程による衝撃や搬送装置１の振動等によって、シート状部材１０３がずれることを抑制し、続く横切断工程における寸法のずれを抑制することができる。
さらに、上記縦切断工程によって形成された縦切断部が、続く横切断工程によって形成される複数の横切断部のうち、シート状部材の幅方向における一方の端部に最も近い横切断部から、他方の端部に最も近い横切断部までを切断するように形成されていることで、縦切断工程と横切断工程の両方を終えたシート状部材は、縦切断部と横切断部によって裁断され、平面視略矩形形状のマットとなる。
このように、本発明のシート状部材の裁断方法において、縦切断工程の後に横切断工程を行う場合、縦切断工程では、シート状部材の幅方向における両端部を切断せずに、続く横切断工程において形成される複数の横切断部のうち、シート状部材の幅方向における一方の端部に最も近い横切断部から、シート状部材の幅方向における他方の端部に最も近い横切断部までを切断することが望ましい。
【００５１】
図５は、本発明のシート状部材の裁断方法のうち、最初に横切断工程を行い、続いて縦切断工程を行うシート状部材の裁断方法の一例を模式的に示した俯瞰図である。
図５に示すように、最初に横切断工程を行う場合、複数の横切断部材２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）を用いて、シート状部材１０４を厚さ方向に完全に切断する工程と、シート状部材１０４を厚さ方向に切断しない又は厚さ方向に一部だけ切断する工程とを、シート状部材１０４の移動に合わせて交互に繰り返すことにより、シート状部材１０４にミシン目状の横切断部４３を複数形成することが望ましい。
横切断工程において、ミシン目状の横切断部４３（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）が形成されると、横切断工程によってシート状部材１０４が複数の部位に分離することがない。そのため、横切断工程による衝撃や搬送装置１の振動等によって、シート状部材１０４がずれることを抑制し、続く縦切断工程における寸法のずれを抑制することができる。
さらに、続く縦切断工程においては、シート状部材１０４の幅方向（図５中、両矢印Ｗ６で示される方向）における両端部を切断せずに、横切断工程において形成された複数の横切断部４３（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）のうち、シート状部材１０４の幅方向における一方の端部１１３に最も近い横切断部４３ａから、シート状部材の幅方向における他方の端部１１４に最も近い横切断部４３ｃまでを、縦切断部材１２によって形成される縦切断部３３が切断している。
上述した横切断工程及び縦切断工程を経たシート状部材１０４には、縦切断部及び横切断部によって平面視略矩形形状の領域が形成されることとなるが、横切断部は完全には切断されておらず、また、縦切断部はシート状部材１０４の両端部を切断していない。従って、横切断工程及び縦切断工程を終えた後においても、シート状部材１０４は自然に分離しないように構成されている。
そのため、本発明のシート状部材の裁断方法において、最初に横切断工程を行い、続いて縦切断工程を行った場合、最後に、横切断部４３を境界としてシート状部材１０４を分離部材６０により分離して、シート状部材１０４を平面視略矩形形状のマット２０１とする分離工程を行うことが望ましい。
分離工程を行うことで、任意のタイミングでシート状部材１０４から平面視略矩形形状のマット２０１を成形することができる。
分離工程を行うまでは、シート状部材は１つの部位からなっているため、取り扱い性の面で優れている。
【００５２】
図５に示した本発明のシート状部材の製造方法において、ミシン目状の横切断部を形成する工程に代わって、溝状の横切断部を形成してもよい。上記溝状の横切断部を形成する方法としては、例えば、シート状部材を厚さ方向に一部だけ切断する工程を連続して行う方法等があげられる。
【００５３】
図４及び図５に示したように、本発明のシート状部材の裁断方法においては、縦切断工程及び横切断工程の順番は特に限定されない。
【００５４】
次に分離工程について説明する。
図５に示すように、横切断工程に続き縦切断工程が行われたシート状部材１０４は、分離部材６０を用いることで横切断部４３（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ）を境界として分離され、平面視略矩形形状のマット２０１となる。
図５では、分離工程を搬送装置１上で行っているが、本発明のシート状部材の裁断方法では、分離工程を行う場所は搬送装置１上に限定されず、例えば、搬送装置１上から別の場所に設置してある水平台上にシート状部材を移動させ、例えば手によって切り込み部を引き裂くことにより分離工程を行っても良い。
【００５５】
分離部材としては、横切断部を境界としてシート状部材を分離可能であれば特に限定されないが、たとえば、カッター等の切断手段が挙げられる。カッター等の切断手段を分離部材として搬送装置上に配置しておき、この切断手段によって横切断部を完全に切断することによりシート状部材を分離してもよい。また、分離部材は刃等の直接的な切断手段を備えている必要はなく、例えば、略三角形状のブロックを用い、このブロックの鋭角部分が楔となってシート状部材を割るように分離してもよい。
【００５６】
次に、横切断部について説明する。
図６（ａ）は、横切断工程において形成される横切断部の一例を模式的に示したシート状部材の断面図であり、図６（ｂ）は、横切断工程において形成される横切断部の別の一例を模式的に示したシート状部材の断面図であり、図６（ｃ）は、横切断工程において形成される横切断部のさらに別の一例を模式的に示したシート状部材の断面図である。
図６（ａ）に示す横切断部４４は、シート状部材が厚さ（図６（ａ）中、両矢印Ｔ３で表される長さ）方向に全く切断されていない非切断領域５１と完全に切断されている切断領域５２が交互に形成されたミシン目状の横切断部であってもよい。
図６（ａ）に示す横切断部４４は、例えば、シート状部材を厚さ方向に完全に切断して切断領域５２を形成する工程と、厚さ方向に全く切断しないことで非切断領域５１を形成する工程とを、シート状部材の移動に合わせて交互に繰り返すことにより形成することができる。
図６（ｂ）に示す横切断部４５は、シート状部材が厚さ（図６（ｂ）中、両矢印Ｔ４で表される長さ）方向に両矢印で示す厚さＴ５だけ切断されている半切断領域５３と完全に切断されている切断領域５４が交互に形成されたミシン目状の横切断部であってもよい。
図６（ｂ）に示す横切断部４５は、例えば、シート状部材を厚さ方向に完全に切断して切断領域５４を形成する工程と、厚さ方向に一定の深さを有する切り込みを入れることで半切断領域５３を形成する工程とを、シート状部材の移動に合わせて交互に繰り返すことにより形成することができる。
図６（ｃ）に示す横切断部４６は、シート状部材が厚さ（図６（ｃ）中、両矢印Ｔ６で表される長さ）方向に両矢印で示す厚さＴ７だけ切断された半切断領域５５のみからなる溝状の横切断部であってもよい。
図６（ｃ）に示す横切断部４６は、例えば、シート状部材の厚さ方向に一定の深さを有する切り込みを入れることで半切断領域５５を形成する工程を連続して行うことにより形成することができる。
【００５７】
上記横切断部における切断領域、非切断領域及び半切断領域の割合や、半切断領域の厚さ方向の切断距離は、既に説明した分離工程において分離可能であれば特に限定されないが、例えば、ミシン目状の横切断部４４においては、非切断領域５１の長さ（図６（ａ）中、両矢印Ｌ１で示される長さ）と切断領域５２の長さ（図６（ａ）中、両矢印Ｌ２で示される長さ）との割合は、４：６〜２：８であることが望ましい。
また、ミシン目状の横切断部４５においては、半切断領域５３の長さ（図６（ｂ）中、両矢印Ｌ３で示される長さ）と、切断領域５４の長さ（図６（ｂ）中、両矢印Ｌ４で示される長さ）との割合は、半切断領域５３の厚さ方向の切断距離（図６（ｂ）中、両矢印Ｔ５で示される長さ）にもよるが、例えば、半切断領域５３の厚さ方向の切断距離がシート状部材の厚さの３０〜８０％であって、半切断領域５３の長さと切断領域５４の長さの割合が、２：８〜６：４であることが望ましい。
さらに、横切断部が半切断領域５５のみからなる溝状の横切断部４６である場合には、半切断領域５５の厚さ方向の切断距離（図６（ｃ）中、両矢印Ｔ７で示される長さ）は、シート状部材の厚さの５０〜８０％であることが望ましい。
なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）における切断領域５２及び５４の長さは、シート状部材の移動方向に平行な方向における縦切断部の間隔よりも短い。切断領域５２及び５４の長さが、シート状部材の移動方向に平行な方向における切断部の間隔以上であると、切断工程において形成される複数の切断部同士を上記切断領域５２又は５４が接続することで、シート状部材が完全に切断されてしまうことがある。そのため、切断したシート状部材がばらけたり、ずれたりすることがある。
【００５８】
次に、縦切断工程において用いられる縦切断部材について説明する。
図７（ａ）は、縦切断工程において用いられる縦切断部材の一例を模式的に示した斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＥ−Ｅ線断面図である。
図７（ａ）に示すように、縦切断部材８０としては、胴体部８１と刃部８２とを有する板状金属を所望の形状に折り曲げた板刃を用いることができる。また、縦切断部材８０は切断対象であるシート状部材の厚さ方向に対してθ１１だけ傾斜するように構成されている。
【００５９】
縦切断工程において用いられる縦切断部材の形状については、特に限定されないが、縦切断工程においてシート状部材を一直線に切断しない場合、すなわち、嵌合部等を設ける目的で、縦切断部材によってシート状部材の一部を長手方向に切断する場合には、図７（ｂ）に示すように、刃部の先端８２ａが全て、切断対象となるシート状部材の表面と略平行な同一平面上に存在するように構成されていることが望ましい。刃部の先端８２ａが全て、切断対象となるシート状部材の表面と略平行な平面上に存在する場合、縦切断工程においてシート状部材を厚さ方向に、同時に切断することができる。
【００６０】
縦切断部材を構成する刃部の先端の全てが、切断対象となるシート状部材の表面と略平行な同一平面上に存在しない場合について説明する。
縦切断部材を構成する刃部の先端の全てが、切断対象となるシート状部材の表面と略平行な同一平面上に存在しなかった場合には、縦切断工程において、縦切断部材の一部だけが先にシート状部材及び搬送装置に接触する。換言すると、縦切断部を完全に形成しようとした場合、縦切断部の一部がシート状部材を貫通して、搬送装置と過剰に接触する。このような場合には、縦切断部材や搬送装置を破損させることがある。また、上記破損を防止しようとすると、シート状部材の切断が不完全なものとなることがある。
【００６１】
ただし、縦切断部材を構成する刃部の先端の全てが切断対象となるシート状部材の表面と略平行な同一平面上に存在しなかった場合であっても、シート状部材側で対策をすることで、上記の問題を防ぐこともできる。例えば、シート状部材と搬送装置との間に板状部材を設置し、上記板状部材上に、縦切断部材と搬送装置との緩衝帯として、縦切断部材の一部がめり込む為の溝を形成しておくこと等が挙げられる。板状部材上に縦切断部材と搬送装置との緩衝帯として、シート状部材を貫通した縦切断部材が収まる溝を形成しておくと、シート状部材を完全に切断するために縦切断部材をシート状部材に深く埋入した場合であっても、縦切断部材の一部は上記板状部材状に形成された溝に収まり、縦切断部材と搬送装置とが直接接触することがない。そのため、縦切断部材及び搬送装置の破損を防止することができる。また、搬送装置の表面に上記溝を形成して、搬送装置と縦切断部材との過剰な接触による破損を防止してもよい。
【００６２】
上記板状部材を構成する材料としては、上記の問題を防ぐことができれば特に限定されないが、例えば、木材、金属、硬質ゴム等が挙げられる。また、シート状部材が滑らないよう、板状部材の表面に摩擦係数を増加させるための粗化処理が施されていてもよく、シート状部材が無機繊維等の集合体である場合には、シート状部材を固定するためのニードルが突出していてもよい。
【００６３】
縦切断部材８０の長さ（図７（ｂ）中、両矢印Ｌ５で示される長さ）は、特に限定されないが、シート状部材を圧縮することなく厚さ方向に完全に切断するために、切断するシート状部材の厚さの１／ｃｏｓθ１１倍以上であることが望ましい。
【００６４】
縦切断部材８０を構成する胴体部８１の厚さ（図７（ｂ）中、両矢印Ｍで示される長さ）は特に限定されないが、０．５〜１．５ｍｍであることが望ましく、０．８〜１．２ｍｍであることがより望ましく、０．９５〜１．０５ｍｍであることが特に望ましい。胴体部８１の厚さが０．５ｍｍよりも薄いと縦切断部材８０の強度が低下しやすく、１．５ｍｍよりも厚いと折り曲げ加工が困難になるとともに、切断するシート状部材の形状に影響を与えることがある。
【００６５】
図７（ｂ）に示すように、縦切断部材８０は、胴体部８１から所定の切り込み角度（図７（ｂ）中、θ３及びθ４で表される角度）で切り込まれることにより刃部８２が形成されている。θ３及びθ４の角度差は、１０°以内が望ましく、より望ましくは５°以内、さらに望ましくは０°である。θ３及びθ４の角度差が１０°を超える場合、縦切断部材８０をシート状部材に押圧したときに、刃部８２が切り込み角度の小さい側に折れ曲がり、縦切断部材１０の耐久性が低下することや、切断するシート状部材の寸法がずれることがある。
また、縦切断部材のシート状部材に対する傾斜を考慮し、縦切断部材のシート状部材と面する側の刃部の切り込み角度（図７（ａ）においてはθ４）を小さくすることも望ましい。
【００６６】
θ３及びθ４はそれぞれ１０〜３０°であることが望ましく、１５〜２５°であることがより望ましく、１７〜２２°であることがさらに望ましい。
θ３又はθ４の角度が１０°未満の場合には刃部８２の強度が不足して刃部８２が刃こぼれを起こすことがあり、θ３又はθ４の角度が３０°を超える場合には、切断に要する圧力が大きくなるため、縦切断部材８０の耐久性が低下することがある。
θ３及びθ４はそれぞれ異なっていてもよく、同一であってもよいが、シート状部材を切断する際の抵抗を低減する観点から、θ３とθ４とが同一（θ３とθ４との角度差が０°）であることが望ましい。
【００６７】
また、縦切断部材８０は両刃であってもよい。縦切断部材８０が両刃であるとは、θ３及びθ４がいずれも０°を超えている状態を指す。縦切断部材８０が両刃であると、シート状部材を切断する際の抵抗を低減することができる。
【００６８】
縦切断部材８０を構成する金属材料としては炭素鋼、ステンレス鋼、モリブデン鋼、特殊鋼（合金鋼）等の鋼類、コバルト合金（ステライト）、チタン合金等の合金類、ジルコニア、アルミナ等のファインセラミックス類が挙げられる。これらの中で、焼入れ処理により硬度を上昇させることができる鋼類が好ましく使用できる。さらに、硬度、耐久性が比較的高く、入手が容易であり、また、炭素の含有量を変化させることにより目的に応じ機械的特性を容易に変化させることができる炭素鋼がより好ましく使用される。炭素鋼は、炭素（Ｃ）含有量が２％以下の鉄と炭素の合金であり、通常、微量のケイ素、マンガン、リン、硫黄を含有する。炭素鋼は、炭素の含有量により、０．１２％以下：極軟鋼、０．１２〜０．２％：低炭素鋼（軟鋼）、０．２〜０．４５％：中炭素鋼（半軟鋼、半硬鋼）、０．４５〜０．８％：高炭素鋼（硬鋼）、０．８〜１．７％：最硬鋼（至硬鋼）に分けられる。炭素の含有量が多いほど焼き入れ硬化処理を施した際、硬さが上昇する。逆に、炭素の含有量が少ないほど防錆性が向上する。炭素鋼中の炭素の量は切断するシート状部材の材質、目的等に応じ適宜設定される。また、複数の金属材料が接合されるグラット材として使用しても良い。例えば、刃部８２を硬くするために先端部に炭素含有量の高い炭素鋼を使用しても良い。また、表面の防錆性を向上させるために炭素含有量の低い炭素鋼を両面に積層させる三層構造の複層構造として構成してもよい。また、折り曲げ加工性を向上させるために屈曲部においては炭素含有量の低い炭素鋼を使用してもよい。シート状部材としてアルミナファイバを使用する場合、炭素含有率の高い炭素鋼を使用することが望ましい。
【００６９】
縦切断部材８０の表面には、低摩擦処理が施されていることが望ましい。低摩擦処理としては、特に限定されないが、例えば、フッ素樹脂によるコーティング等が挙げられる。加えて、ナノオーダーの酸化アルミニウム砥粒などの、非常に粒子径が小さい砥粒を用いて縦切断部材８０の表面を研磨することにより低摩擦化する方法も有効である。
縦切断部材８０の表面に低摩擦処理が施されていると、縦切断部を形成する際に、シート状部材と縦切断部材とが滑りやすく、縦切断部工程におけるシート状部材へのダメージを最小限に抑えることができる。
【００７０】
図８は、縦切断工程において用いられる縦切断部材の別の一例を模式的に示した断面図である。図８に示すように、縦切断部材８５は、胴体部８６の厚さが刃部８７から遠ざかるにつれて順次厚くなっていてもよい。胴体部８６の厚さが刃部８７から遠ざかるに連れて順次厚くなっていると、縦切断部材８５の強度を向上させることができ、さらに、シート状部材を裁断した際の刃の倒れを抑制することができる。
なお、このような構成の縦切断部材８５における刃部８７の切り込み角度は、図８に示すように、刃部８７の先端から胴体部８６に向かって伸ばした線と刃部８７を構成する面とのなす角で表される（図８中、θ５及びθ６で示される）。
また、胴体部８６（図８中、両矢印Ｌ６で示される部分）の厚さの平均値を胴体部８６の厚さとする。
【００７１】
縦切断部材としては、上記の板刃のほかにも、回転刃やギロチン刃等も用いることもでき、さらに、ウォータージェットやレーザーによる従来公知の切断方法を用いることもできる。このような切断部材を用いる場合、搬送装置を一旦停止させて、静止したシート状部材に対して縦切断工程を行ってもよい。また、切断部材の種類に応じて、搬送装置の種類を変更してもよい。
【００７２】
次に、横切断工程において用いられる横切断部材について説明する。
図９（ａ）は、横切断工程において用いられる横切断部材の一例を模式的に示した斜視図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＦ−Ｆ線断面図であり、図９（ｃ）は、横切断工程において用いられる横切断部材の別の一例を模式的に示した平面図であり、図９（ｄ）は、横切断工程において用いられる横切断部材のさらに別の一例を模式的に示した斜視図であり、図９（ｅ）は、図９（ｄ）におけるＨ−Ｈ線断面図である。
横切断部材としては、図９（ａ）に示すような回転刃９１や、図９（ｃ）に示すような回転ミシン刃９４や、図９（ｄ）に示すようなギロチン刃９７を用いることができる。
【００７３】
図９（ｂ）に示すように、回転刃９１は、円盤部９２から所定の切り込み角度（図９（ｂ）中、θ７及びθ８で表される角度）で切り込まれることにより刃部９３が形成されている。回転刃９１を構成する材料、切り込み角度等の望ましい範囲は、縦切断部材と同様であり、縦切断部材と同様の低摩擦処理が施されることも望ましい。また、円盤部９２の厚さ（図９（ｂ）中、両矢印Ｎ１で示される長さ）は、特に限定されないが、縦切断部材の胴体部の厚さと同様であることが望ましい。
【００７４】
続いて、回転刃９１を用いて、横切断部を形成する場合について、図６（ａ）〜図６（ｃ）を参照して説明する。
【００７５】
回転刃９１を用いて図６（ａ）に記載の横切断部４４を形成する場合、例えば、回転刃９１をシート状部材に対して上下に移動させながら、シート状部材を移動させる方法が挙げられる。上記方法によってシート状部材を厚さ方向に完全に切断して切断領域５２を形成する工程と、回転刃９１をシート状部材に接触させずに非切断領域５１を形成する工程とが交互に繰り返されることとなり、横切断部４４を形成することができる。
また、回転刃９１を用いて、横切断部４５を形成する場合について、図６（ｂ）を参照して説明する。回転刃９１を用いて横切断部４５を形成する場合、例えば、回転刃９１をシート状部材に対して上下に移動させながら、シート状部材を移動させる方法が挙げられる。横切断部４４を形成する方法との違いは、回転刃９１の上下方向における移動領域をシート状部材を完全に切断し切断領域５４を形成できる位置から、シート状部材を厚さ方向に一部切断して半切断領域５３を形成できる位置までに設定する点にある。上記方法によって、シート状部材に切断領域５４を形成する工程と半切断領域５３を形成する工程とが交互に繰り返されることとなり、横切断部４５を形成することができる。
さらに、回転刃９１を用いて横切断部４６を形成する場合について、図６（ｃ）を参照して説明する。回転刃９１を用いて横切断部４６を形成する場合、例えば、回転刃９１をシート状部材を一部切断して半切断領域５５を形成できる位置に固定しながら、シート状部材を移動させる方法が挙げられる。上記方法によって、シート状部材に半切断領域５５を形成する工程が連続的に行われることとなり、横切断部４６を形成することができる。
【００７６】
図９（ｃ）に示す回転ミシン刃９４は、刃先が凸状部９６と凹状部９５とから構成されている。凸状部９６と凹状部９５との距離は特に限定されないが、凸状部９６と凹状部９５との距離がシート状部材の厚さよりも長い場合には、図６（ａ）に示したような横切断部４４を形成することができる。また、凸状部９６と凹状部９５との距離が切断対象となるシート状部材の厚さよりも短い場合には、図６（ｂ）に示したような横切断部４５を形成することができる。
なお、凸状部９６と凹状部９５の距離とは、凸状部９６の先端から回転ミシン刃９４の中心までの距離と、凹状部９５の先端から回転ミシン刃９４の中心までの距離の差に相当する。
【００７７】
凸状部９６と凹状部９５との距離が切断対象となるシート状部材の厚さよりも長い場合、凹状部９５の先端はシート状部材と接触することがない。従って、凹状部９５がシート状部材に対して最も接近する瞬間には、シート状部材が切断されず、非切断領域が形成されることとなる。そのため、図６（ａ）に示すミシン目状の横切断部４４が形成される。
また、凸状部９６と凹状部９５との距離が切断対象となるシート状部材の厚さよりも短い場合には、凹状部９５の先端がシート状部材と接触することとなる。そのため、凸状部９６と接触したシート状部材には切断領域が形成され、凹状部９５と接触したシート状部材には半切断領域が形成される。そのため、図６（ｂ）に示すミシン目状の横切断部４５が形成される。
【００７８】
図９（ｅ）に示すように、ギロチン刃９７は、胴体部９８から所定の切り込み角度（図９（ｅ）中、θ９及びθ１０で表される角度）で切り込まれることにより刃部９９が形成されている。ギロチン刃９７を構成する材料、切り込み角度等の望ましい範囲は、縦切断部材と同様であり、縦切断部材と同様の低摩擦処理が施されることも望ましい。また、胴体部９８の厚さ（図９（ｅ）中、両矢印Ｎ２で示される長さ）は、特に限定されないが、縦切断部材の胴体部の厚さと同様であることが望ましい。
【００７９】
次に、ギロチン刃９７を用いて横切断部を形成する場合について、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して説明する。
ギロチン刃９７を用いて横切断部４４を形成する場合、ギロチン刃９７をシート状部材に対して上下に移動させながら、シート状部材を移動させる方法が挙げられる。ギロチン刃９７をシート状部材に対して上下に移動させながらシート状部材を移動させることによって、ギロチン刃９７によってシート状部材を厚さ方向に完全に切断する切断領域５２を形成する工程と、ギロチン刃９７をシート状部材に接触させずに非切断領域５１を形成する工程とが交互に繰り返されることとなり、横切断部４４を形成することができる。なお、上記工程のうち、ギロチン刃９７をシート状部材に接触させずに非接触領域５１を形成する工程を、ギロチン刃９７をシート状部材に接触させ、シート状部材を厚さ方向に一部だけ切断して切断領域５３を形成する工程に変更することによって、図６（ｂ）に示される横切断部４５を形成することもできる。
【００８０】
また、横切断部材としては、ウォータージェットやレーザーによる従来公知の切断装置を用いることもできる。このような切断装置を用いる場合、搬送装置を一旦停止させて、静止したシート状部材に対して横切断工程を行ってもよい。また、横切断部材の種類に応じて、搬送装置の種類を変更してもよい。
【００８１】
搬送装置としては、シート状部材を安定的に移動させることができるものであれば特に限定されず、例えば、ゴムベルトコンベア、スチールベルトコンベア、金網ベルトコンベア、真空コンベア等のベルトコンベアや、ローラーコンベア等であってもよく、複数の搬送装置を隣接させて用いてもよい。真空コンベアは、シート状部材を搬送装置上に安定的に保持することができるため、シート状部材のズレ等を抑制できる点で望ましい。
縦切断工程において、シート状部材における縦切断部材が接近する側の面と反対側の面を真空コンベアで吸着することで、シート状部材を真空コンベア上に固定することができるため、縦切断工程におけるシート状部材のずれをさらに抑制することができる。
同様の理由で、横切断工程において真空コンベアを用いると、シート状部材をより正確な寸法で裁断することができる。
また、シート状部材を固定する方法として、真空コンベアでの吸着の他にも、円筒状のローラや板状の押さえ部材によりシート状部材を挟むようにして固定する方法でも良い。
【００８２】
次に、本発明のシート状部材の裁断方法を構成する縦切断工程及び横切断工程において、任意で用いることのできる安全ケースについて説明する。
図１０は、安全ケースを用いた縦切断工程の一例を模式的に示した斜視図である。
図１０に示すように、安全ケース７０は、縦切断部材８０を収納するようになっており、縦切断部材８０が通過可能なスリット７２を有する底板７１と、壁部７３から構成されている。
縦切断工程においては、シート状部材を切断した後の縦切断部材に、シート状部材が付着することがある。このような場合、切断したシート状部材が縦切断部材と共に搬送装置上から持ち上げられ、シート状部材がたわんだり、シワが発生したりすることがあるため、これを防ぐために、シート状部材と縦切断部材との間に、安全ケースをさらに備えていてもよい。
同様の理由から、シート状部材と横切断部材との間に、安全ケースをさらに備えていてもよい。
【００８３】
図１１（ａ）は、図１０において、縦切断工程が行われる瞬間の一例を模式的に示したＩ−Ｉ線断面図であり、図１１（ｂ）は、図１０において、縦切断部材がシート状部材を切断し、シート状部材から離れる瞬間の一例を模式的に示したＩ−Ｉ線断面図であり、図１１（ｃ）は、図１０において、縦切断部材がシート状部材を切断し、安全ケース内に収納される瞬間の一例を模式的に示したＩ−Ｉ線断面図である。
図１１（ａ）に示すように、縦切断部材８０は、切断工程が行われる瞬間だけ、安全ケース７０に形成されたスリット７２を通過してシート状部材１０５に接触する。
また、図１１（ｂ）に示すように、縦切断部材８０が切断工程においてシート状部材１０５を切断した時に、シート状部材１０５が縦切断部材８０に付着し、シート状部材１０５が搬送装置１上から持ち上げられてしまうことがある。
シート状部材１０５が搬送装置１上から持ち上げられてしまったとしても、図１１（ｃ）に示すように、縦切断部材８０は安全ケース７０に設けられたスリット７２を通過可能であるが、シート状部材１０５はスリット７２を通過できないため、縦切断部材８０が安全ケース７０内に収納されると、縦切断部材８０とシート状部材１０５とが分離されることとなり、縦切断部３４が形成される。安全ケース７０内に収納された縦切断部材８０は、次の縦切断工程までは安全ケース７０内に収納されているため、作業者が縦切断部材８０に接触する危険性を低減することができる。そのため、安全ケースを用いることで、作業者が縦切断部材に接触する危険性を低減することができ、かつ、シート状部材が縦切断部材に付着した場合に、シート状部材がたわんだり、シワが発生したりすることを抑制することができる。
【００８４】
安全ケースを構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、金属、プラスチック、木材等が挙げられ、成形性及び取り扱い性の観点から、プラスチック製であることが望ましい。
【００８５】
次に、シート状部材について説明する。
シート状部材を構成する材料としては、無機質繊維集合体や有機化合物からなる発泡性緩衝材が挙げられる。これらは、従来の裁断方法によってシート状部材を構成する無機繊維や泡等の三次元構造が破壊されるため、保持力、緩衝力等の低下が問題となっていた。これに対して、本発明のシート状部材の裁断方法では、シート状部材を圧縮する工程がないため、シート状部材の構造に与えるダメージを最小限とすることができ、保持力、緩衝力の高いシート状部材を得ることができる。
【００８６】
シート状の無機質繊維集合体は、主に無機繊維から構成されており、従来公知のものを好適に用いることができる。
【００８７】
無機繊維は、特に限定されないが、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナシリカ繊維、ムライト繊維、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１種から構成されていることが望ましく、アルミナ繊維及び生体溶解性繊維からなる群から選択される少なくとも１種を含むことがより望ましい。
無機繊維がアルミナ繊維である場合には、耐熱性に優れているので、高温に晒された場合であっても、変質等が発生することがないため、排ガス処理体とケーシングとの間に配設される保持シール材として特に好適である。
また、無機繊維が生体溶解性繊維である場合には、保持シール材を用いて排ガス浄化装置を作製する際に、飛散した無機繊維を吸入等しても、生体内で溶解するため、作業員の健康に害を及ぼすことがない。そして、ガラス繊維についても同様に、健康に害を及ぼすことはない。
【００８８】
アルミナ繊維には、アルミナ以外に、例えば、カルシア、マグネシア、ジルコニア等の添
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。
また、アルミナ繊維のムライト結晶化率は繊維１００重量部に対して５重量部以下が望ましいが、さらには３重量部以下が望ましく、１重量部以下が最も望ましい。ムライト結晶化率は蛍光Ｘ線装置にて測定でき、５重量部以下であると繊維は脆くなく、弾力性を有するため、保持力及び緩衝性に優れた無機質繊維集合体となる。
【００８９】
無機繊維の平均繊維長は、特に限定されないが、望ましくは０．０５〜１５０ｍｍ、より望ましくは０．３５〜１００ｍｍである。
無機繊維の平均繊維径は、特に限定されないが、マットの強度及び柔軟性の観点から、望ましくは１〜２０μｍ、より望ましくは１〜１０μｍである。
無機質繊維集合体は湿式法で作られることが望ましく、その際の望ましい平均繊維長は０．０５〜５ｍｍであり、さらには０．５〜３ｍｍが望ましい。湿式法により、容易に広範囲の坪量の無機質繊維集合体を製造することが可能であり、特に坪量は限定されないが、望ましい坪量は２０００ｇ／ｍ２〜６０００ｇ／ｍ２であり、より望ましくは３０００〜５０００ｇ／ｍ２である。
【００９０】
無機質繊維集合体は、無機繊維の他に、有機バインダ及び無機バインダを含んでいても良い。無機質繊維集合体が有機バインダ及び無機バインダを含んでいると、無機質繊維集合体を構成する無機繊維同士の絡み合いが強固となり、面圧の高い無機質繊維集合体となる。
【００９１】
有機バインダとしては、特に限定されず、アクリル系樹脂、アクリレート系ラテックス、ゴム系ラテックス、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が挙げられる。
有機バインダの含有量は、無機質繊維集合体１００重量％に対して０．５〜２％であることが望ましい。
無機質繊維集合体中の有機バインダの含有量は、無機質繊維集合体を６００℃／１時間加熱した前後での重量減少率として求めることができる。
また、無機バインダとしては、無機ゾル分散溶液等の無機粒子溶液から溶媒を取り除いた固形成分としての無機粒子が挙げられる。
上記無機ゾル分散溶液（無機粒子溶液）としては特に限定されず、アルミナゾル、シリカゾル等が挙げられる。
上記無機粒子としては、アルミナゾルに由来するアルミナ粒子、シリカゾルに由来するシリカ粒子が好ましい。
無機バインダの添着量は、無機質繊維集合体１００重量部に対して０．５〜２重量部であることが好ましい。
乾燥処理としては、通気乾燥、熱板による圧縮乾燥等の方法を用いることができる。
もし、熱板による乾燥を行うと無機質繊維集合体内に含浸されたバインダの分布が厚み方向に均一となるため、厚みの成形性が悪い抄造法の無機質繊維集合体には有利となる。
【００９２】
無機質繊維集合体の厚さは、１５ｍｍ以上であることが望ましく、２０ｍｍ以上であることがより望ましく、２５ｍｍ以上であることがさらに望ましい。また、５０ｍｍ以下であることが望ましく、４０ｍｍ以下であることがより望ましい。厚さが上記範囲内である無機質繊維集合体は、本発明の裁断方法によって、無機質繊維集合体にダメージを与えずに裁断することができるため、高い面圧を有するマットとなる。
【００９３】
有機化合物からなる発泡性緩衝材を構成する材料としては、例えば、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等が挙げられる。
【００９４】
本発明のマットは、上述した本発明のシート状部材の裁断方法により、シート状部材を裁断することにより得られる。以下、本発明のマットについて説明する。
【００９５】
まず、本発明のシート状部材の裁断方法により得られる本発明のマットの一の態様について説明する。
図１２（ａ）は、本発明のマットの一の態様の一例を模式的に示した斜視図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）におけるＪ−Ｊ線断面図である。
図１２（ａ）に示すマット３００は、長手方向の長さ（以下単に全長ともいう。図１２（ａ）中、両矢印Ｌ８で示す）、幅（図１２（ａ）中、両矢印Ｗ８で示す）及び厚さ（図１２（ａ）中、両矢印Ｔ８で示す）を有している。マット３００は平面視略矩形形状であって、第１の主面３０１と第１の主面３０１と対向する第２の主面３０２と、長手方向に沿った側面である第１の長側面３０５と第１の長側面３０５に対向する第２の長側面３０６と、長手方向に垂直な幅方向に沿った短側面であり、凸部３０３ａが形成された第１の短側面３０３と、凹部３０４ａが形成された第２の短側面３０４とを有している。凸部３０３ａと凹部３０４ａとは、互いに対応しており、マット３００を円筒形状の物品に巻き付けた際には、ちょうど互いに嵌合するような形状である。
マット３００は、図１２（ｂ）に示すように、長手方向に平行な断面における断面形状が略平行四辺形となっている。すなわち、マット３００は、第１の短側面３０３と第２の短側面３０４とが、マット３００の厚さ方向に対して角度θ１２だけ傾いている。
このようなマットは、前の縦切断工程において形成された縦切断部とシート状部材の厚さ方向とのなす角と、次の縦切断工程において形成された縦切断部とシート状部材の厚さ方向とのなす角とが、常に略同一となるように縦切断工程を行うことにより得ることができる。
【００９６】
次に、本発明のマットの一の態様を排ガス処理体に巻き付けた巻付体について説明する。
図１３（ａ）は、本発明のマットの一の態様を排ガス処理体に巻きつけた巻付体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけるＫ−Ｋ線断面図であり、図１３（ｃ）は、図１３（ａ）に示す巻付体を製造する方法の一例を模式的に示す断面図である。
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、巻付体６７０は、排ガス処理体６２０と第２の主面３０２とが接するように、マット３００が排ガス処理体６２０に巻き付けられている。第１の短側面３０３及び第２の短側面３０４はいずれも、マット３００の厚さ方向に対して傾斜している。本発明のマットの一の態様を排ガス処理体６２０に巻き付ける際には、図１３（ｃ）に示すように、排ガス処理体６２０と接する側の主面である第２の主面３０２と、巻き付けを開始する側のマット３００の短側面とのなす角（図１３（ｂ）中、第２の短側面３０４と第２の主面３０２とのなす角、θ１３によって示される角度）が鋭角である側から巻き付けを開始することが望ましい。このような手順でマットを巻き付けることで、巻き終わりの際にマットの短側面同士が衝突し、マットが破損することを防止することができる。
【００９７】
続いて、本発明のマットの一の態様を排ガス処理体に巻き付けた際の効果について説明する。
【００９８】
まず、従来のマットを排ガス処理体に巻きつけた際の問題点について、図２０（ａ）及び図２０（ｂ）を用いて説明する。
まず、マットと組み合わされる排ガス処理体について説明する。排ガス処理体は一般的に焼成したセラミックから形成されるが、セラミックは焼成時の収縮を完全に制御することが難しく、焼成後の寸法がばらつくことがある。そのため、マットを正確な寸法に裁断したとしても、組み合わせる排ガス処理体の寸法がずれてしまうことがある。従って、排ガス処理体に巻き付けるマットとしては、排ガス処理体とマットの寸法が多少ずれたとしても問題なく巻きつけることのできるものが望ましい。
図２０（ａ）は、従来のマットを排ガス処理体に巻き付けた際に、排ガス処理体の周方向の長さよりもマットの長手方向の長さが長かった場合の巻付体の一例を模式的に示す部分拡大断面図であり、図２０（ｂ）は、従来のマットを排ガス処理体に巻き付けた際に、排ガス処理体の周方向の長さよりもマットの長手方向の長さが短かった場合の巻付体の一例を模式的に示す部分拡大断面図である。
図２０（ａ）には、長手方向の長さが排ガス処理体６２０の周方向の長さよりも長くなっているマット３００’を排ガス処理体６２０に巻き付けた様子を模式的に示している。マット３００’の短側面３０３’及び３０４’はマット３００’の厚さ方向に対して平行になるよう形成されている。図２０（ａ）に示すように、排ガス処理体６２０の周方向の長さよりもマット３００’の長手方向の長さが長かった場合、マット３００’の長さが余ることとなり、マット３００’の一部が２重に重なる箇所が発生する。このような巻付体を排ガス浄化装置に配設した場合、一部の箇所だけマット３００’の嵩密度が高い領域が発生することとなり、マット３００’が破損しやすくなる。
また、図２０（ｂ）には、長手方向の長さが排ガス処理体６２０の周方向の長さよりも短くなっているマット３００’’を排ガス処理体６２０に巻き付けた様子を模式的に示している。マット３００’’の短側面３０３’’及び３０４’’はマット３００’’の厚さ方向に対して平行になるよう形成されている。図２０（ｂ）に示すように、排ガス処理体６２０の周方向の長さよりもマット３００’’の長手方向の長さが短かった場合、マット３００’’の長さが足りず、隙間３１０’’が発生することとなる。このような巻付体を排ガス浄化装置に配設した場合、排ガス処理体を保持する能力が不足するだけでなく、上記隙間から排ガスが漏洩し、排ガスを充分に浄化できないことがある。
本発明のマットの一の態様ではこのような問題を容易に解決することができる。
【００９９】
図１４（ａ）は、本発明のマットの一の態様を排ガス処理体に巻き付けた際に、排ガス処理体の周方向の長さよりもマットの長手方向の長さが長かった場合の巻付体の一例を模式的に示す部分拡大断面図であり、図１４（ｂ）は、本発明のマットの一の態様を排ガス処理体に巻き付けた際に、排ガス処理体の周方向の長さよりもマットの長手方向の長さが短かった場合の巻付体の一例を模式的に示す部分拡大断面図である。
図１４（ａ）に示すように、排ガス処理体６２０の周方向の長さよりも長手方向の長さが長いマット３１０の場合、マット３１０の長さが余ることになる。しかし、第１の短側面３１３及び第２の短側面３１４はマットの厚さ方向に対して傾斜しているために、第１の短側面３１３と第２の短側面３１４とが完全に重なる箇所（マット３１０の厚さが２倍となっている箇所）が存在しない。すなわち、本発明のマットの一の態様を排ガス処理体に巻き付けた巻付体においては、排ガス処理体の周方向の長さよりもマットの長手方向の長さが長かった場合に、マット同士が重なる領域を分散させることができる。
【０１００】
また、図１４（ｂ）に示すように、排ガス処理体６２０の周方向の長さより長手方向の長さが短いマット３２０の場合、マット３２０の長さが足りないこととなるが、第１の短側面３２３と第２の短側面３２４はマットの厚さ方向に対して傾斜しているために、第１の短側面３２３と第２の短側面３２４によって、マット３２０が全く存在しない領域が形成されないように巻付体を構成することができる。すなわち、本発明のマットの一の態様を排ガス処理体に巻きつけた巻付体においては、排ガス処理体の周方向の長さよりもマットの長手方向の長さが短かった場合に、マットが存在しない領域が形成されることを抑制し、保持力の偏りを分散させることができる。
【０１０１】
すなわち、本発明のマットの一の態様は、マットの長手方向の長さと排ガス処理体の周方向の長さとが完全に一致しない場合において、マットの接合部付近で発生する面圧のバラツキを分散させることができるため、排ガスの漏洩やマットの破壊を抑制することができる。
【０１０２】
次に、本発明のシート状部材の裁断方法により得られる本発明のマットの別の態様について説明する。
図１５（ａ）は、本発明のマットの別の態様の一例を模式的に示した斜視図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）におけるＯ−Ｏ線断面図である。
図１５（ａ）に示すマット４００は、長手方向の長さ（以下単に全長ともいう。図１５（ａ）中、両矢印Ｌ９で示す）、幅（図１５（ａ）中、両矢印Ｗ９で示す）及び厚さ（図１５（ａ）中、両矢印Ｔ９で示す）を有している。マット４００は平面視略矩形形状であって、第１の主面４０１と第１の主面４０１と対向する第２の主面４０２と、長手方向に沿い、かつ、厚さ方向に対して傾斜した長側面である第１の長側面４０５と第１の長側面４０５に対向する第２の長側面４０６と、長手方向に垂直な幅方向に沿った短側面であり、凸部４０３ａが形成された第１の短側面４０３と、凹部４０４ａが形成された第２の短側面４０４とを有している。凸部４０３ａと凹部４０４ａとは、互いに対応しており、マット４００を円筒形状の物品に巻き付けた際には、ちょうど互いに嵌合するような形状である。
マット４００は、図１５（ｂ）に示すように、長手方向に平行な断面における断面形状が略台形となっている。すなわち、マット４００は、第１の短側面４０３と第２の短側面４０４とが、マット４００の厚さ方向に対して角度θ１4だけ傾いており、第１の短側面のマット４００の厚さ方向に対する傾きに対して、第２の短側面のマットの厚さ方向に対する傾きは、マットの厚さ方向に対して反転した角度となっている。さらに、第１の主面４０１の長手方向における長さは、第２の主面４０２の長手方向における長さよりも短くなっている。なお、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すような、長手方向に平行な断面における断面形状が略台形となっているマットにおいては、長手方向の長さが短い側の主面の長さを、マットの長手方向の長さとする。
このようなマットは、縦切断工程を、前の縦切断工程において形成された縦切断部とシート状部材の厚さ方向とのなす角と、次の縦切断工程において形成された縦切断部とシート状部材の厚さ方向とのなす角とが、シート状部材の厚さ方向に対して順次略反転するように行うことで得られる。
【０１０３】
本発明のマットの別の態様を用いた巻付体について、従来のマットと比較して説明する。
まず、従来のマットの問題点を説明する。
図２１は、従来のマットを排ガス処理体に巻き付けた際に発生する内外周差の一例を模式的に示す巻付体の部分拡大断面図である。
図２１に示すように、マット４００’が巻き付けられた排ガス処理体６２０において、マット４００’の短側面４０３’及び４０４’がマット４００’の厚さ方向に対して平行である場合、マット４００’を構成する２つの主面の長手方向における長さはいずれも同じとなる。そのため、マット４００’の排ガス処理体と接しない側の主面において、長手方向の長さが不足し、マット４００’に隙間４１０’が発生することとなる。このような巻付体を用いた場合、隙間により排ガス処理体を安定的に保持できないばかりか、排ガスが内外周差による隙間を通じて漏洩してしまい、排ガス浄化性能が低下することもある。
これに対して、本発明のマットの別の態様ではこのような問題を容易に解決できることを以下に説明する。
【０１０４】
図１６（ａ）は、本発明のマットの別の態様を排ガス処理体に巻きつけた巻付体の一例を模式的に示す斜視図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）におけるＰ−Ｐ線断面図である。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、本発明のマット４００は、長手方向の距離が短い方の主面である第１の主面４０１が排ガス処理体６２０と接するように巻き付けられ、巻付体６８０を構成している。第１の主面４０１の長手方向の長さは、第２の主面４０２の長手方向の長さよりも短い。このような手順でマットを巻き付けることで、マットの厚さによって発生する内外周差を抑制することができ、排ガスシール性能の向上及び面圧の向上を図ることができる。従って、本発明のマットの別の態様を用いた巻付体は、排ガス処理体を安定的に保持し、排ガスの漏洩を抑制することができる。
【０１０５】
次に、本発明のマットを用いた排ガス浄化装置の製造方法について説明する。
図１７は、本発明の排ガス浄化装置の製造方法の一例を模式的に示した斜視図である。
図１７には、マット３００を巻き付けた巻付体６７０を用いた場合を示している。図１７に示すように、排ガス処理体６２０の周囲に沿ってマット３００を巻き付け、巻付体６７０とする。次に、この巻付体６７０をケーシング６１０に収容することで、本発明の排ガス浄化装置を製造する。
上記製造方法において、巻付体６７０を巻付体６８０に変更したものも、本発明の排ガス浄化装置の製造方法である。以降、排ガス浄化装置の製造方法及び排ガス浄化装置の説明において、主に巻付体６７０を用いて説明するが、巻付体６８０を用いてもよい。
【０１０６】
巻付体を製造する方法は既に説明したので省略する。
巻付体６７０をケーシング６１０に収容する方法としては、例えば、ケーシング６１０内部の所定の位置まで周囲にマット３００が配設された排ガス処理体６２０（巻付体６７０）を圧入する圧入方式（スタッフィング方式）、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、ケーシングを第１のケーシング及び第２のケーシングの部品に分離可能な形状としておき、巻付体６７０を第１のケーシング上に載置した後に第２のケーシングをかぶせて密封するクラムシェル方式等が挙げられる。
圧入方式によって巻付体をケーシングに収容する場合、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、上記巻付体の外径より若干小さくなっていることが望ましい。これらの工程を経て、本発明の排ガス浄化装置が製造される。
【０１０７】
続いて、本発明の排ガス浄化装置について説明する。
図１８は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。
図１８に示すように、本発明の排ガス浄化装置６００は、ケーシング６１０と、ケーシング６１０に収容された排ガス処理体６２０と、排ガス処理体６２０及びケーシング６１０の間に配設されたマット３００とを備えている。
排ガス処理体６２０は、多数のセル６２５がセル壁６２６を隔てて長手方向に併設された柱状のものであり、セル６２５のいずれか一方の端部は、封止材６２８によって封止されている。なお、ケーシング６１０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となる。
マット３００として本発明のマットの一の態様を用いた場合には、既に説明したように、マットの長手方向の長さと排ガス処理体の周方向の長さとが完全に一致しない場合において、マットの接合部付近で発生する面圧のバラツキを分散させることができるため、排ガスの漏洩やマットの破壊を抑制することができる。
また、マット３００として本発明のマットの別の態様を用いた場合には、既に説明したように、マットの厚さによって発生する内外周差を抑制することができ、排ガスシール性能の向上及び面圧の向上を図ることができる。
【０１０８】
上述した構成を有する排ガス浄化装置６００を排ガスが通過する場合について、図１８を参照して以下に説明する。
図１８に示すように、内燃機関から排出され、排ガス浄化装置６００に流入した排ガス（図１８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６２０（ハニカムフィルタ）の排ガス流入側端面６２０ａに開口した一のセル６２５に流入し、セル６２５を隔てるセル壁６２６を通過する。この際、排ガス中のＰＭがセル壁６２６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、排ガス処理側端面６２０ｂに開口した他のセル６２５から流出し、外部に排出される。
排ガスが排ガス処理体を通過する際には、排ガス処理体を保持するマットにも排ガスが衝突することとなる。本発明の排ガス浄化装置６００において、マット３００は排ガス処理体６２０との寸法のずれによる面圧のバラツキを分散し、排ガスが通過可能となる隙間が生成されないよう構成されている。従って、排ガス処理体が安定的に保持され、排ガスの漏洩による排ガス浄化効率の低下が抑制される。従って、本発明の排ガス浄化装置においては、排ガス処理体を安定的に保持し、排ガス浄化性能の低下を抑制することができる。
【０１０９】
次に、本発明の排ガス浄化装置を構成するケーシング及び排ガス処理体（ハニカムフィルタ）について説明する。
なお、排ガス浄化装置を構成するマットの構成については、本発明のマットとしてすでに説明しているので省略する。
【０１１０】
本発明の排ガス浄化装置を構成するケーシングの材質は、耐熱性を有する金属であれば特に限定されず、具体的には、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属類が挙げられる。
【０１１１】
本発明の排ガス浄化装置を構成するケーシングの形状は、略円筒型形状の他、クラムシェル型形状や、断面形状が略楕円型形状の筒形、断面形状が略多角形形状の筒形等を好適に用いることができる。
【０１１２】
続いて、本発明の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。
【０１１３】
図１９は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を模式的に示した斜視図である。
図１９に示す排ガス処理体６２０は、多数のセル６２５がセル壁６２６を隔てて長手方向に併設される柱状のセラミック質からなるハニカム構造体である。また、セル６２５のいずれか一方の端部は、封止材６２８で封止されている。また、ハニカム構造体の外周には、ハニカム構造体の外周部を補強したり、形状を整えたり、ハニカム構造体の断熱性を向上させたりする目的で、外周コート層６２７が設けられている。
【０１１４】
セル６２５のいずれか一方の端部が封止されている場合、排ガス処理体６２０の一方の端部からみたときに、端部が封止されたセルと封止されていないセルとが交互に配置されていることが望ましい。
【０１１５】
排ガス処理体６２０を長手方向に垂直な方向に切断した断面形状は、特に限定されず、略円形、略楕円形でもよく、略三角形、略四角形、略五角形、略六角形等の略多角形であってもよい。
【０１１６】
排ガス処理体６２０を構成するセル６２５の断面形状は、略三角形、略四角形、略五角形、略六角形等の略多角形でもよく、また、略円形、略楕円形であってもよい。また、排ガス処理体６２０は、複数の断面形状のセルが組み合わされたものであってもよい。
【０１１７】
排ガス処理体６２０を構成する素材は特に限定されないが、炭化ケイ素質及び窒化ケイ素質等の非酸化物、並びに、コージェライト及びチタン酸アルミニウム等の酸化物を用いることができる。これらのうち、特に、炭化ケイ素質又は窒化ケイ素質等の非酸化物多孔質焼成体であることが望ましい。
これら多孔質焼成体は、脆性材料であるので、機械的な衝撃等により破壊されやすい。しかし、本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体の側面の周囲にはマットが介在し、衝撃を吸収するので、機械的な衝撃や熱衝撃により排ガス処理体にクラック等が発生するのを防止することができる。特に、本発明のマットは既に説明したように、保持力に優れており、排ガス処理体を安定的に保持することができる。
【０１１８】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体には、排ガスを浄化するための触媒を担持させてもよく、担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が望ましく、この中では、白金がより望ましい。また、その他の触媒として、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属を用いる事もできる。これらの触媒は、単独で用いても良いし、２種以上併用しても良い。これら触媒が担持されていると、ＰＭを燃焼除去しやすくなり、有毒な排ガスの浄化も可能になる。
【０１１９】
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ペースト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。
【０１２０】
本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、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。
【０１２１】
以下に、本発明のシート状部材の裁断方法、マット、排ガス浄化装置の製造方法及び排ガス浄化装置の作用について説明する。
（１）本発明のシート状部材の裁断方法では、縦切断工程及び横切断工程において、シート状部材を圧縮することがないため、圧縮に伴いシート状部材の構造が破壊されることがない。そのため、物体を保持する能力の高いマットが得られる。
（２）本発明のシート状部材の裁断方法では、縦切断工程において、シート状部材をシート状部材の幅方向に対して平行な方向、かつ、シート状部材の厚さ方向に対して傾斜させた方向に完全に切断する。そのため、本発明のシート状部材の裁断方法を経て得られることとなる平面視略矩形形状のマットは、シート状部材の厚さ方向に対して傾斜した端面を有する。このようなマットは、所定の条件下において特徴的な効果を有する。
（３）本発明のマットの一の態様では、長手方向に平行な断面における断面形状が略平行四辺形となっている。そのため、本発明のマットの一の態様を所定の方法によって巻き付けた巻付体は、マットの長手方向の長さと排ガス処理体の周方向の長さとが完全に一致しない場合において、マットの接合部付近で発生する面圧のバラツキを分散させることができるため、排ガスの漏洩やマットの破壊を抑制することができる。
（４）本発明のマットの別の態様では、長手方向に平行な断面における断面形状が略台形となっている。そのため、本発明のマットの別の態様を所定の方法によって排ガス処理体に巻きつけた巻付体は、マットの厚さによって発生する内外周差を抑制することができ、排ガスシール性能の向上及び面圧の向上を図ることができる。
（５）本発明の排ガス浄化装置では、排ガス処理体とケーシングの間に保持シール材として本発明のシート状部材の裁断方法により得られた平面視略矩形形状のマットが配設されているため、排ガス処理体の保持能力に優れている。
（６）本発明の排ガス浄化装置の一の態様では、排ガス処理体とケーシングとの間に保持シール材として本発明のシート状部材の裁断方法により得られた平面視略矩形形状かつ長手方向に切断した断面図における断面形状が略平行四辺形であるマットが配設されている。そのため、排ガス処理体とマットとの寸法のずれによる面圧の偏りを分散することができ、排ガスの漏洩やマットの破壊といった問題を抑制することができる。
（７）本発明の排ガス浄化装置の別の態様では、排ガス処理体とケーシングとの間に保持シール材として本発明のシート状部材の裁断方法により得られた平面視略矩形形状かつ長手方向に切断した断面図における断面形状が略台形であるマットが配設されている。そのため、内外周差に伴うマットの隙間の発生を防止することができ、排ガス処理体の安定的な保持及び排ガスシール性能に優れる。
【０１２２】
（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、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１２３】
（製造例１）
（ａ）無機質繊維集合体製造工程
三菱樹脂（株）製のアルミナシリカ繊維３３７．５ｇ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解繊した。
上記解繊繊維に水９０Ｌ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２３．６２５ｇ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４．０５ｇ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１１２．５ｇ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、メッシュを介して混合液中の水を脱水することにより、長さ３７５ｍｍ×幅３００ｍｍ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１６．５ｍｍ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、抄造シートからなる無機質繊維集合体を作製した。
製造した無機質繊維集合体は、坪量が３０００ｇ／ｍ２であり、厚さは１６．５ｍｍであった。
【０１２４】
（製造例２）
製造例１におけるアルミナシリカ繊維、有機バインダ、無機バインダ、凝集剤の添加量を１．５倍とし、坪量が４５００ｇ/ｍ２、厚さが２４．８ｍｍとなるよう変更したほかは、製造例１と同様の方法で製造例２に係る無機質繊維集合体を製造した。
【０１２５】
（実施例１）
製造例１で製造した無機質繊維集合体を、無機質繊維集合体を圧縮することなく、全長２５１ｍｍ×幅１４０ｍｍであって、一端に、長さが４０ｍｍ、幅が４０ｍｍの凸部が形成され、他端にこの凸部と嵌合する凹部が成形されるように裁断した。
裁断方法としては、製造例１で製造した無機質繊維集合体を搬送装置上に配置し、無機質繊維集合体の長手方向に対して平行な方向に移動させながら、最初に縦切断工程を行い、続いて横切断工程を行った。
縦切断工程では、無機繊維集合体の厚さ方向に対して３０°傾斜させて板刃を接触させて無機質繊維集合体に縦切断部を形成した。縦切断工程は２回行い、縦切断部が無機質繊維集合体の長手方向に２５１ｍｍ離れた位置に形成されるようにした。なお、上記縦切断工程においては、無機質繊維集合体の幅方向における両端部１０ｍｍが切断されないようにした。
横切断工程は、縦切断工程を行った搬送装置の下流で行い、縦切断工程を終えた無機質繊維集合体に対して、無機質繊維集合体の幅方向における一方の端部から他方の端部に向かって１０ｍｍ、１５０ｍｍ、２９０ｍｍの位置にそれぞれ回転刃を配置して、それぞれの回転刃を無機質繊維集合体に接触させることで横切断部を形成した。実施例１のマットは、長手方向に切断した断面図における断面形状が略平行四辺形となっており、長手方向の長さが２５１ｍｍであった。
以上の工程によって実施例１に係るマットを製造した。板刃及び回転刃は炭素鋼から構成されており、刃部の角度は両面ともに２０°であった。
【０１２６】
（実施例２）
２回目の縦切断工程のタイミングをずらして、長手方向の全長を５ｍｍ短くしたほかは、実施例１と同様の手順で実施例２に係るマットを製造した。
【０１２７】
（実施例３）
２回目の縦切断工程のタイミングをずらして、長手方向の全長を５ｍｍ長くしたほかは、実施例１と同様の手順で実施例３に係るマットを製造した。
【０１２８】
（実施例４）
縦切断工程における無機質繊維集合体の厚さ方向に対する傾斜を１５°に変更したほかは、実施例１と同様の手順で実施例４に係るマットを製造した。
【０１２９】
（実施例５）
縦切断工程における無機質繊維集合体の厚さ方向に対する傾斜を４５°に変更したほかは、実施例１と同様の手順で実施例５に係るマットを製造した。
【０１３０】
（実施例６）
１回目の縦切断工程と２回目の縦切断工程とで、無機質繊維集合体の厚さ方向に対する板刃の傾斜方向を、無機質繊維集合体の厚さ方向を軸として反転させたほかは、実施例１と同様の手順で、実施例６に係るマットを製造した。実施例６に係るマットは、長手方向に切断した断面図における断面形状が略台形となっており、長手方向の長さ（長手方向の長さが短い側の長さ）は２５１ｍｍであった。
【０１３１】
（実施例７）
縦切断工程における無機質繊維集合体の厚さ方向に対する傾斜を１５°に変更したほかは、実施例６と同様の手順で実施例７に係るマットを製造した。
【０１３２】
（実施例８）
縦切断工程における無機質繊維集合体の厚さ方向に対する傾斜を４５°に変更したほかは、実施例６と同様の手順で実施例８に係るマットを製造した。
【０１３３】
（実施例９）
製造例１に係る無機質繊維集合体に代わって製造例２に係る無機質繊維集合体を用いたほかは、実施例１と同様の手順で実施例９に係るマットを製造した。
【０１３４】
（比較例１）
厚さが１８ｍｍであるベニヤ板に対して、全長２５１ｍｍ×幅１４０ｍｍであって、一端に、長さが４０ｍｍ、幅が４０ｍｍの凸部が形成され、他端にこの凸部と嵌合する凹部が成形されるように厚さ１ｍｍの板状の炭素鋼を埋め込んだ。続いて、板状金属が埋め込まれているベニヤ板の表面に厚さ３５ｍｍのＮ−１４５ゴムスポンジ（（株）イノアックコーポレーション製）を添着した打ち抜き型を製造した。打ち抜き型から突出する板状金属の長さは３０ｍｍで、刃部の角度は、両面ともに２０°であった。上記打ち抜き型を用いて製造例１に係る無機質繊維集合体を打ち抜くことで比較例１に係るマットを製造した。
比較例１によって製造されたマットの側面は全て、マットの厚み方向に対して平行な面（傾斜０°）となっていた。
【０１３５】
（比較例２）
全長を５ｍｍ短くして２４６ｍｍとした打ち抜き型を用いたほかは、比較例１と同様の手順で比較例２に係るマットを製造した。
【０１３６】
（比較例３）
全長を５ｍｍ長くして２５６ｍｍとした打ち抜き型を用いたほかは、比較例１と同様の手順で比較例３に係るマットを製造した。
【０１３７】
（比較例４）
比較例１で用いた打ち抜き型を用いて、製造例２に係る無機質繊維集合体を打ち抜くことで、比較例４に係るマットを製造した。
【０１３８】
（面圧の測定）
万能試験機で圧縮復元サイクル試験を行うため、実施例１、９及び比較例１、４に係るマットを試験機にセッティングし、室温状態で、１ｍｍ／ｍｉｎの速度でマットの嵩密度（ＧＢＤ）が所定の値（０．２ｇ／ｃｍ３、０．２５ｇ／ｃｍ３、０．３ｇ／ｃｍ３）となるまで圧縮し、このときの荷重を各ＧＢＤにおける面圧として測定した。
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。
【０１３９】
実施例１に係るマットの各ＧＢＤ（０．２ｇ／ｃｍ３、０．２５ｇ／ｃｍ３、０．３ｇ／ｃｍ３）における面圧を１００％とした場合に、比較例１に係るマットの各ＧＢＤにおける面圧は、それぞれ、６６％、８２％、９２％であった。
また、実施例９に係るマットの各ＧＢＤにおける面圧を１００％とした場合に、比較例４に係るマットの各ＧＢＤにおける面圧は、それぞれ、４８％、６５％、８３％であった。
このことから、無機質繊維集合体は裁断時に圧縮されることにより面圧が低下してしまうこと、及び、本発明のシート状部材の裁断方法を用いることで、面圧の高いマットを製造できることがわかった。
【０１４０】
（巻付体の評価）
マットを排ガス処理体に巻きつける際の巻き付け性や巻き付け後の隙間の有無を確認するため、実施例１〜８及び比較例１〜３に係るマットを、直径８０ｍｍの排ガス処理体に巻き付けて、内径１００ｍｍのケーシング内部に収容し、各マットの様子を観察した。
実施例１〜８に係るマットには巻き付け時にマットが完全に重なる箇所がなく、マットを巻き付ける際にマットの短側面同士が衝突して破損することもなかった。さらに、実施例１〜８に係るマットにおいては、ケーシングに収容した際にも、隙間がみられなかった。比較例１に係るマットは、マットを巻き付ける際にマットの短側面同士が衝突しそうであり、ケーシング内に収容した際には、内外周差に伴う隙間が確認できた。比較例２に係るマットは、長手方向の長さが短いため、巻き付け時にマットの短側面同士が衝突することはなかったが、ケーシング内に収容した際には、マット同士の接続部分に隙間がみられた。比較例３に係るマットは、マットを巻き付ける際に、マットの短側面同士が衝突した。さらに、ケーシング内に収容した際には、重なったマットの一部が収容に伴って潰れ、構造が破壊されている箇所がみられた。
【０１４１】
以上のことから、本発明のシート状部材の裁断方法を経ることにより製造されたマットは、面圧が高く保持性能に優れており、さらに、排ガス処理体を保持する保持シール材として用いた際には、排ガス処理体との寸法のずれに伴う面圧の偏りを抑制したり、内外周差に伴う隙間の発生を抑制したりすることができ、排ガスシール性能の低下及び排ガス処理体への巻き付け時のマットの破損を抑制することができることがわかった。
【符号の説明】
【０１４２】
搬送装置  １
縦切断部材  １０、１１、１２、８０、８５
横切断部材  ２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ
縦切断部  ３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３３、３４
横切断部  ４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４４、４５、４６
シート状部材  １００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５
マット  ２００、２０１、３００、３１０、３２０、４００
排ガス浄化装置  ６００
ケーシング  ６１０
排ガス処理体  ６２０
巻付体  ６７０、６８０
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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