(57)【要約】【課題】  高温環境下で圧入治具を用いた圧入を行っても圧入治具の表面の汚染が生じにくく、同じ圧入治具を繰り返し使用して圧入を行ったとしても保持シール材のせん断破壊が生じない保持シール材を提供すること。【解決手段】  表面が結合剤層で覆われた無機繊維を含む所定の厚さのマットからなる保持シール材であって、上記結合剤層は有機結合剤及び無機結合剤を含んでおり、上記有機結合剤は自己架橋性樹脂であることを特徴とする保持シール材。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が結合剤層で覆われた無機繊維を含む所定の厚さのマットからなる保持シール材であって、
前記結合剤層は有機結合剤及び無機結合剤を含んでおり、
前記有機結合剤は自己架橋性樹脂であることを特徴とする保持シール材。
【請求項２】
前記有機結合剤のガラス転移温度は５℃以下である請求項１に記載の保持シール材。
【請求項３】
前記無機結合剤としての無機粒子が、前記有機結合剤としての自己架橋性樹脂成分中に分散してなる請求項１又は２に記載の保持シール材。
【請求項４】
保持シール材を６００℃／１時間加熱した前後での重量減少率が、加熱前の保持シール材の重量１００％に対して０．１〜１０％である請求項１〜３のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項５】
無機繊維を含むマットを準備するマット準備工程と、
自己架橋性樹脂からなる有機結合剤及び無機結合剤を含む結合剤溶液を前記マットに付与する付与工程と、
前記結合剤溶液が付与された前記マットを乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の保持シール材の製造方法。
【請求項６】
前記結合剤溶液はさらに高分子系分散剤を含んでいる請求項５に記載の保持シール材の製造方法。
【請求項７】
排ガス処理体に請求項１〜４のいずれかに記載の保持シール材を巻きつけた巻付体を作製し、
その内部が短径側端部から長径側端部に向かってテーパー状に広がった圧入治具を準備し、前記圧入治具の前記短径側端部を金属ケーシングの一端にはめ込んで固定し、
前記巻付体を前記圧入治具の前記長径側端部側から押し込むことにより、前記巻付体を前記金属ケーシング内に圧入することを特徴とする、巻付体の圧入方法。
【請求項８】
金属ケーシングと、
前記金属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金属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１〜４のいずれかに記載の保持シール材であることを特徴とする排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持シール材、保持シール材の製造方法、巻付体の圧入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、スス等の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や衝撃により、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や、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。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。さらに、排ガス処理体をケーシングに収容する際には、保持シール材を構成する無機繊維が破断し、大気中に飛散することが知られている。このような無機繊維の飛散によって、大気中に飛散した無機繊維が保持シール材を取り扱う作業者の健康に悪影響を及ぼすという問題が存在する。
【０００４】
従来、このような問題を解決するために、ガラス転移温度が５℃以下の有機バインダ（以下、本明細書では有機結合剤という）を保持シール材に含浸した保持シール材が提案されている（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２００６−３４２７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
排ガス処理体とケーシングとの間に保持シール材を配設する方法としては、圧入方法が用いられる。
圧入方法においては、排ガス処理体に保持シール材を巻きつけて巻付体を作製し、圧入治具を用いて金属ケーシング内に巻付体を圧入する。圧入は、圧入治具の内表面に保持シール材が接触して滑りながらケーシング側に進むことによって行われる。
特許文献１に記載されるような、ガラス転移温度が低い有機結合剤を用いた保持シール材を使用して圧入が行われる場合に、熱帯気候等の高温地域又は日本の夏季のような気温が３０℃を超える高温環境下では、保持シール材に含まれる有機結合剤が軟化して粘着性が現れやすい。そして、軟化した有機結合剤が圧入の際に圧入治具に付着して圧入治具の表面が汚染されることがある。
圧入治具は繰り返し使用されるため、圧入を繰り返すことで圧入治具の表面に有機結合剤に由来する汚れが蓄積される。
圧入治具の表面に汚れが蓄積されると、圧入の際に圧入治具の表面と保持シール材の間に加わる摩擦力が増加する。そして、摩擦力（最大静止摩擦力）が保持シール材のせん断破壊荷重（せん断破壊が生じる荷重）を上回ると保持シール材がせん断破壊を生じ、圧入不良となってしまうという問題が発生する。
【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、高温環境下で圧入治具を用いた圧入を行っても圧入治具の表面の汚染が生じにくく、同じ圧入治具を繰り返し使用して圧入を行ったとしても保持シール材のせん断破壊が生じない保持シール材を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記保持シール材の製造方法、上記保持シール材を用いた巻付体の圧入方法、及び、上記保持シール材を用い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】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の保持シール材は、表面が結合剤層で覆われた無機繊維を含む所定の厚さのマットからなる保持シール材であって、
上記結合剤層は有機結合剤及び無機結合剤を含んでおり、
上記有機結合剤は自己架橋性樹脂であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の保持シール材では、無機繊維の表面を覆う結合剤層に有機結合剤に加えて無機結合剤が含まれている。
無機結合剤には無機粒子が含まれており、結合剤層に無機粒子が含まれていると、無機粒子により高温環境下においても結合剤層の皮膜強度が向上する。
また、有機結合剤が自己架橋性樹脂であると、自己架橋性樹脂は無機粒子の周囲で自己架橋して、無機粒子を核にして強化された強固な架橋皮膜を形成する。そのため、自己架橋性樹脂のみを用いて形成した皮膜と比べて、無機粒子と自己架橋性樹脂を含む結合剤層の皮膜強度はより高くなる。
そして、結合剤層の皮膜強度がより高くなった結果、圧入治具を用いた圧入を行ったとしても無機繊維から結合剤層が剥がれにくくなり、圧入治具に結合剤層を構成する材料が付着しにくくなる。
そのため、本発明の保持シール材は、高温環境下で圧入治具を用いた圧入を行っても圧入治具の表面の汚染が生じにくい。また、同じ圧入治具を用いて繰り返し圧入を行ったとしても、保持シール材のせん断破壊が生じない保持シール材となる。
なお、本明細書において、無機繊維の表面の全てが結合剤層で覆われている必要はなく、本発明の効果を奏する限りにおいて、無機繊維の表面の一部に結合剤層が形成されていない部位があってもよい。
【００１０】
本発明の保持シール材では、上記有機結合剤のガラス転移温度は５℃以下であることが望ましい。
有機結合剤のガラス転移温度が５℃以下であると、繊維飛散を防止しやすくなるため好ましい。また、本発明の保持シール材では結合剤層に無機結合剤が含まれているため、ガラス転移温度が５℃以下であって高温環境下で柔らかく粘着性が現れやすい有機結合剤が用いられていても、圧入治具の表面の汚染が生じにくく、圧入工程における保持シール材のせん断破壊も防止される。
【００１１】
本発明の保持シール材では、上記無機結合剤としての無機粒子が、上記有機結合剤としての自己架橋性樹脂成分中に分散してなることが望ましい。
無機粒子が自己架橋性樹脂成分中に分散していると、無機繊維の表面の大部分にわたって結合剤層の強度がより均一に向上する。そのため、保持シール材のせん断破壊荷重及び面圧を高くすることができる。
【００１２】
本発明の保持シール材は、保持シール材を６００℃／１時間加熱した前後での重量減少率が、加熱前の保持シール材の重量１００％に対して０．１〜１０％であることが望ましい。
保持シール材を６００℃／１時間加熱した前後での重量減少率は、保持シール材に含まれる有機結合剤の含有量に相当する。上記重量減少率が０．１％未満の場合、結合剤層が形成される部分が小さく、無機繊維の飛散を抑制する効果が小さくなる。また、上記重量減少率が１０％を超える場合、無機繊維の飛散を抑制する効果はほとんど変わらず、排ガスの熱によって発生する分解ガスの量が多くなり、周囲の環境に悪影響を与える可能性がある。
【００１３】
本発明の保持シール材を製造するための、本発明の保持シール材の製造方法は、無機繊維を含むマットを準備するマット準備工程と、
自己架橋性樹脂からなる有機結合剤及び無機結合剤を含む結合剤溶液を上記マットに付与する付与工程と、
上記結合剤溶液が付与された上記マットを乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴とする。
上記工程であると、無機繊維表面に自己架橋性樹脂からなる有機結合剤及び無機結合剤を含んだ結合剤層を形成して、本発明の保持シール材を製造することができる。
【００１４】
本発明の保持シール材の製造方法において、上記結合剤溶液はさらに高分子系分散剤を含んでいることが望ましい。
結合剤溶液に高分子系分散剤が含まれていると、無機結合剤中の無機粒子を結合剤溶液中に均一に分散させることができるため、無機繊維の表面の大部分にわたって無機粒子を添着させて結合剤層の強度を均一に向上させることができる。
【００１５】
本発明の巻付体の圧入方法は、排ガス処理体に本発明の保持シール材を巻きつけた巻付体を作製し、
その内部が短径側端部から長径側端部に向かってテーパー状に広がった圧入治具を準備し、上記圧入治具の上記短径側端部を金属ケーシングの一端にはめ込んで固定し、
上記巻付体を上記圧入治具の上記長径側端部側から押し込むことにより、上記巻付体を上記金属ケーシング内に圧入することを特徴とする。
本発明の保持シール材を巻きつけた巻付体を用いて上記方法により圧入した場合、同じ圧入治具を用いて繰り返し圧入を行ったとしても保持シール材がせん断破壊を生じて、圧入不良となる問題が生じない。また、圧入治具の表面の汚染が生じにくいために、同じ圧入治具を用いて繰り返し圧入を行った場合でも圧入治具の洗浄を頻繁に行う必要がないという点でも好ましい。
【００１６】
本発明の排ガス浄化装置は、金属ケーシングと、
上記金属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金属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、
上記保持シール材が、本発明の保持シール材であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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は、保持シール材の引き抜き試験装置を示す概略図である。
【図３】図３は、保持シール材のせん断破壊荷重試験装置を示す概略図である。
【図４】図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、本発明の巻付体の圧入方法を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図７】図７は、実施例２における引き抜き試験の結果を示す散布図である。
【図８】図８は、比較例３における引き抜き試験の結果を示す散布図である。
【００１８】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明の保持シール材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。
【００１９】
以下、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、表面が結合剤層で覆われた無機繊維を含む所定の厚さのマットからなる保持シール材であって、
上記結合剤層は有機結合剤及び無機結合剤を含んでおり、
上記有機結合剤は自己架橋性樹脂であることを特徴とする。
【００２０】
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。
【００２１】
図１に示すように、本発明の保持シール材１０は、所定の長さ（以下、図１中、矢印Ｌで示す）、幅（図１中、矢印Ｗで示す）及び厚さ（図１中、矢印Ｔで示す）を有する平面視略矩形の平板状の形状のマット１１から構成されている。
【００２２】
図１に示すマット１１では、マット１１の長さ方向側の端部のうち、一方の端部には凸部１２が形成されており、他方の端部には凹部１３が形成されている。マット１１の凸部１２及び凹部１３は、後述する排ガス浄化装置を組み立てるために排ガス処理体にマット１１を巻き付けた際に、ちょうど互いに嵌合するような形状となっている。
【００２３】
マット１１は、表面が結合剤層で覆われた無機繊維を含んでおり、該結合剤層は、有機結合剤と無機結合剤を含む。
【００２４】
無機繊維としては、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い。
無機繊維が、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナシリカ繊維、及び、ムライト繊維の少なくとも１種である場合には、耐熱性に優れているので、排ガス処理体が充分な高温に晒された場合であっても、変質等が発生することはなく、保持シール材としての機能を充分に維持することができる。また、無機繊維が生体溶解性繊維である場合には、保持シール材を用いて排ガス浄化装置を作製する際に、飛散した無機繊維を吸入等しても、生体内で溶解するため、作業員の健康に害を及ぼすことがない。
【００２５】
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であることが好ましく、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７０：３０〜７４：２６であることがより好ましい。
【００２６】
保持シール材を構成するマットは、種々の方法により得ることができるが、例えば、ニードリング法又は抄造法により製造することができる。
ニードリング法により得られるマットを構成する無機繊維の平均繊維長は、１〜１５０ｍｍであることが好ましく、１０〜８０ｍｍであることがより好ましい。
無機繊維の平均繊維長が１ｍｍ未満であると、無機繊維の繊維長が短すぎるため、無機繊維同士の交絡が不充分となり、排ガス処理体への巻き付け性が低下し、保持シール材が割れやすくなる。また、無機繊維の平均繊維長が１５０ｍｍを超えると、無機繊維の繊維長が長すぎるため、保持シール材を構成する繊維本数が減少するため、マットの緻密性が低下する。その結果、保持シール材のせん断強度が低くなる。
抄造法により得られるマットを構成する無機繊維の平均繊維長は、０．１〜２０ｍｍであることが好ましい。
無機繊維の平均繊維長が０．１ｍｍ未満であると、無機繊維の繊維長が短すぎるため、もはや繊維としての特徴を実質上示さなくなり、マット状繊維集合体にしたときに繊維同士に好適な絡み合いが起こらず、十分な面圧を得ることが困難になる。また、無機繊維の平均繊維長が２０ｍｍを超えると、無機繊維の繊維長が長すぎるため、抄造工程で水に繊維を分散したスラリー溶液中の繊維同士の絡み合いが強くなりすぎるため、マット状繊維集合体としたときに繊維が不均一に集積しやすくなる。
【００２７】
結合剤層に含まれる有機結合剤は、自己架橋性樹脂である。自己架橋性樹脂は、架橋剤を使用せずに架橋構造を形成することができる樹脂である。
自己架橋性樹脂としては、アクリル樹脂、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。
特に、２つ以上の官能基を有し、その置換基相互で反応性を有する、例えば水酸基、カルボキシル基、エポキシド基、アミド基、Ｎ−メチロールアミド基、アミノ基、イソシアネート基等を有し、エポキシド基や水酸基とカルボキシル基との間でのエステル化反応や、カルボキシル基や水酸基とＮ−メチロール基との間での縮合反応等により架橋構造を形成するものが望ましい。
例えば２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシイソプロピルメタクリレート、アリルアルコール等の水酸基含有モノマー、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等のカルボキシル基を有するモノマー、グリシジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシド基を有するモノマー、メチロール化アクリルアミド、アルコキシメチルアクリルアミド等のメチロール化アミド基を有するモノマー、アミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基を有するモノマーを単独もしくは共重合した樹脂、または、或る種の反応性モノマーを共重合した後、得られたポリマーを化学処理して目的とする官能基を有する側鎖を形成した樹脂等が挙げられる。
【００２８】
本発明の保持シール材は、高温環境下で圧入治具を用いた圧入を行っても圧入治具の表面の汚染が生じにくく、同じ圧入治具を繰り返し使用して圧入を行ったとしても保持シール材のせん断破壊が生じない保持シール材である。
高温環境下で圧入治具を用いた圧入を行った場合の圧入治具の表面の汚染の有無の評価、及び、同じ圧入治具を繰り返し使用して圧入を行った場合の保持シール材のせん断破壊の評価は下記の引き抜き試験により行なうことができる。
【００２９】
引き抜き試験は、マットを切断して形状の等しい（例えば５０ｍｍ×５０ｍｍ）２０枚以上の試験片を作製し、ステンレス板を両側から上記試験片で挟み、上記試験片の嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ３となるように上記試験片を圧縮し、上記ステンレス板と上記試験片の間の温度を５０℃とした状態で、上記ステンレス板を上記試験片の間から引き抜き速度２５ｍｍ／ｍｉｎで引き抜く試験である。
【００３０】
以下、図面を用いて引き抜き試験をより具体的に説明する。
図２は、保持シール材の引き抜き試験装置を示す概略図である。
引き抜き試験装置６００では、装置の左右に、ステンレス鋼製のヒーター（左ヒーター６１０及び右ヒーター６２０）がそれぞれ対向するように配置されている。また、左ヒーター６１０はロードセルとなっており、左ヒーター６１０の右側の面（試験片と接する側の面）に加わる荷重を測定することができる。
【００３１】
まず、左ヒーター６１０、試験片１０ａ、ステンレス板６３０、試験片１０ｂ、右ヒーター６２０の順になるように、２枚の試験片１０ａ及び１０ｂとステンレス板６３０とを配置する。
試験片１０ａは左ヒーター６１０及びステンレス板６３０で挟まれ、試験片１０ｂはステンレス板６３０及び右ヒーター６２０で挟まれる。
また、ステンレス板６３０はロードセルとなっており、ステンレス板６３０に加わる荷重を測定することができる。
左ヒーター６１０と試験片１０ａの間、及び、右ヒーター６２０と試験片１０ｂの間（板と保持シール材の間）で滑らないように、左ヒーター６１０及び右ヒーター６２０の表面には突起部材６４０を設ける。
【００３２】
まず、左ヒーター６１０及び右ヒーター６２０に対してステンレス板６３０の方向に圧力をかけ、試験片の嵩密度（ＧＢＤ）が０．５ｇ／ｃｍ３となるまで圧縮する。
左ヒーター６１０及び右ヒーター６２０の温調を調整し、試験片１０ａ又は１０ｂとステンレス板６３０との間の温度を５０℃に調整する。
その圧縮状態で１０分保持（緩和）する。
【００３３】
次に、ステンレス板６３０を図２中の矢印で示す向き（上方）に２５ｍｍ／ｍｉｎの速度で移動させ、ステンレス板６３０を引き抜く。
この際、ステンレス板に加わる静摩擦力を測定し、静摩擦力が最大となるときの摩擦力（最大静止摩擦力）を記録する。
また、ステンレス板を引き抜いた後にステンレス板の表面を目視観察することによって、ステンレス板の表面の汚染の有無を判断する。
【００３４】
上記引き抜き試験を、同じステンレス板を繰り返し使用して試験片を１回の試験毎に別の試験片に交換して実施する。１０回目の引き抜き試験においても、上記ステンレス板を試験片の間から引き抜く際に試験片にせん断破壊が生じない場合、同じ圧入治具を繰り返し使用して圧入を行った場合に保持シール材のせん断破壊が生じない保持シール材と判断する。また、１５回目の引き抜き試験においても、ステンレス板を試験片の間から引き抜く際に試験片にせん断破壊が生じない保持シール材であることがより好ましく、２０回目の引き抜き試験においても、ステンレス板を試験片の間から引き抜く際に試験片にせん断破壊が生じない保持シール材であることがさらに好ましい。
【００３５】
ステンレス板への有機結合剤の付着が多いと、１０回の繰り返し試験を行う間にステンレス板の表面に有機結合剤の汚れが蓄積していき、ステンレス板の表面と試験片の間に加わる摩擦力が繰り返し回数に比例して増加する。そして、摩擦力（最大静止摩擦力）が試験片のせん断破壊荷重（せん断破壊が生じる荷重）を上回ると試験片がせん断破壊を生じる。
一方、ステンレス板への有機結合剤の付着が少なければ、ステンレス板の表面に蓄積していく有機結合剤の汚れは少ない。そのため、１０回の繰り返し試験の後にも摩擦力（最大静止摩擦力）が試験片のせん断破壊荷重（せん断破壊が生じる荷重）を上回らない。その結果、試験片がせん断破壊を生じることがない。
すなわち、本発明の保持シール材では、１０回目の引き抜き試験において測定したステンレス板と試験片の間の最大静止摩擦力は、試験片にせん断破壊が生じるせん断破壊荷重よりも小さいことが望ましい。
上記最大静止摩擦力が上記せん断破壊荷重よりも小さければ、圧入工程において保持シール材のせん断破壊が生じないと考えられるため好ましい。
また、１５回目の引き抜き試験において測定したステンレス板と試験片の間の最大静止摩擦力が、試験片にせん断破壊が生じるせん断破壊荷重よりも小さい保持シール材であることがより望ましく、２０回目の引き抜き試験において測定したステンレス板と試験片の間の最大静止摩擦力が、試験片にせん断破壊が生じるせん断破壊荷重よりも小さい保持シール材であることがさらに望ましい。
【００３６】
なお、試験片にせん断破壊が生じるせん断破壊荷重は下記方法によって測定可能である。
図３は、保持シール材のせん断破壊荷重試験装置を示す概略図である。
図３に示すせん断破壊荷重試験装置７００は、図２に示す引き抜き試験装置６００と略同様の構成であるが、左ヒーター７１０、右ヒーター７２０及びステンレス板７３０の表面で、試験片と接する面に突起部材７４０が多数設けられている。
試験片１０ａ、１０ｂは突起部材７４０に突き刺されることにより、左ヒーター７１０、右ヒーター７２０及びステンレス板７３０に固定される。
この状態で試験片の嵩密度（ＧＢＤ）が０．５ｇ／ｃｍ３となるまで圧縮する。
左ヒーター７１０及び右ヒーター７２０の温調を調整し、試験片１０ａ又は１０ｂとステンレス板７３０との間の温度を５０℃に調整する。
その圧縮状態で１０分保持（緩和）する。
次に、ステンレス板７３０を図３中の矢印で示す向き（上方）に２５ｍｍ／ｍｉｎの速度で移動させると、ステンレス板７３０は突起部材７４０で試験片１０ａ及び１０ｂと固定されているため、試験片１０ａ及び１０ｂと離れて抜けることができない。そのため、試験片１０ａ及び１０ｂに試験片のせん断破壊荷重以上のせん断力が加わった際に試験片１０ａ及び１０ｂがせん断破壊を生じる。
試験片がせん断破壊を生じた際のステンレス板に加わるせん断力を試験片のせん断破壊荷重とする。
【００３７】
引き抜き試験に用いるステンレス板としては、汎用のフェライト系ステンレス板（例えばＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４０９等）が好ましい。
ステンレス板の表面仕上げは、マットを滑らせた際に表面の汚染が目視で観察し易い様、鏡面状で滑らかな板表面が好ましい。日本工業規格  ＪＩＳ  Ｇ  ４３０５に記載の表現において、Ｎｏ．２Ｂ以上の平滑を有することが好ましい。更に、平滑なＮｏ．３、Ｎｏ．４、そして♯２４０、♯３２０、♯４００の研磨処理した板でも構わない。
そして、表面粗さとしては、Ｒａ＝０．０１〜０．２μｍが好ましい。
せん断破壊荷重の測定に用いるステンレス板としては、引き抜き試験に用いるステンレス板の表面に、試験片が固定されるように突起部材を設けたものを用いることができる。
【００３８】
上記引き抜き試験は、圧入工程において圧入治具に付着する保持シール材からの汚れを、圧入治具に代えてステンレス板を用い、保持シール材に代えてマットを切断して作製した試験片を用いて検証する試験である。
同じステンレス板を繰り返し使用して試験片を１回の試験毎に別の試験片を交換して引き抜き試験を行うことにより、圧入工程において圧入治具に蓄積する保持シール材由来の汚れの影響を検証することができる。
上記引き抜き試験において１０回の繰り返し試験を行っても試験片にせん断破壊が生じないもの保持シール材は、高温環境下で圧入治具を用いた圧入を行っても圧入治具の表面の汚染が生じにくく、同じ圧入治具を用いて繰り返し圧入を行ったとしても保持シール材のせん断破壊が生じない保持シール材であるといえる。
【００３９】
保持シール材を６００℃／１時間加熱した前後での重量減少率は、加熱前の保持シール材の重量１００％に対して０．１〜１０％であることが望ましい。
保持シール材を６００℃／１時間加熱した前後での重量減少率は、保持シール材に含まれる有機結合剤の含有量に相当する。上記重量減少率が０．１％未満の場合、結合剤層が形成される部分が小さく、無機繊維の飛散を抑制する効果が小さくなる。また、上記重量減少率が１０％を超える場合、無機繊維の飛散を抑制する効果はほとんど変わらず、排ガスの熱によって発生する分解ガスの量が多くなり、周囲の環境に悪影響を与える可能性がある。
【００４０】
有機結合剤のガラス転移温度は、５℃以下であることが好ましく、−５℃以下であることがより好ましく、−１０℃以下であることがさらに好ましく、−３０℃以下であることが特に好ましい。上記有機結合剤のガラス転移温度が５℃以下であると、結合剤層の皮膜強度を高くしつつ、伸度が高くて可撓性に優れた保持シール材とすることができる。そのため、保持シール材を排ガス処理体に巻き付ける際等に保持シール材が折れにくくなる。また、結合剤層が硬くなり過ぎないため、無機繊維の飛散を抑制しにくくなる。
【００４１】
結合剤層に含まれる無機結合剤としては、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。
無機粒子の粒子径については、特に限定されないが、無機粒子の平均粒子径が０．００５〜０．１μｍであることが好ましい。
また、結合剤層に含まれる無機粒子は、有機結合剤としての自己架橋性樹脂成分中に分散してなることが望ましい。
結合剤層に無機粒子が含まれていると、無機粒子により結合剤層の皮膜強度が向上し、無機繊維から結合剤層が剥がれにくくなる。
また、無機粒子は排ガス浄化装置の使用後にも燃焼せず無機繊維の表面に残存し、無機繊維の表面全体にわたって無数の凹凸が形成される。これは、有機結合剤が焼失したことにより、結合剤層中に分散していた無機粒子が露出したためであると考えられる。無機繊維の表面全体にわたって無機粒子による凹凸が形成されると、有機結合剤が焼失後、無機繊維同士が接触した際に無機繊維同士が凹凸により引っ掛かり、無機繊維の表面が滑ることが防止されるので、面圧を向上させやすくなる。
また、無機粒子が自己架橋性樹脂成分中に分散していると、無機繊維の表面の大部分にわたって結合剤層の強度がより均一に向上する。そのため、保持シール材のせん断破壊荷重及び面圧を高くすることができる。
【００４２】
結合剤層中において無機結合剤としての無機粒子が有機結合剤としての自己架橋性樹脂成分中に分散していることは、透過型電子顕微鏡（以下、ＴＥＭともいう）によって確認することができる。炭素原子を主成分とする有機結合剤はアルミナやシリカ等から構成される無機結合剤と比較して電子密度が低く、電子線を透過しやすい。そのため、ＴＥＭ画像において有機結合剤としての自己架橋性樹脂成分は無機結合剤としての無機粒子よりも明るく表示される。
【００４３】
本発明の保持シール材における無機繊維単位重量当たりの無機結合剤の添着量は、無機繊維１００重量部に対して０．３〜１５．０重量部であることが好ましく、０．５〜１０．０重量部であることがより好ましく、０．５〜３重量部であることがさらに好ましく、０．５〜２重量部であることが特に好ましい。
上記無機結合剤の添着量が上記無機繊維１００重量部に対して０．３重量部未満の場合、無機粒子の含有量が不足するためせん断破壊荷重及び面圧の向上効果が小さくなりやすい。１５．０重量部を超える場合、せん断破壊荷重及び面圧の向上という効果はほとんど変わらないが、結合剤層が硬くなりすぎることがあり、無機繊維の飛散を抑制しにくくなる。
【００４４】
結合剤層は、高分子系分散剤をさらに含有していることが望ましい。
結合剤層が高分子系分散剤を含有していると、無機結合剤としての無機粒子が、有機結合剤としての自己架橋性樹脂成分中に分散しやすくなる。そのため、結合剤層の皮膜強度をさらに向上させやすくなる。
【００４５】
高分子系分散剤の種類は特に限定されないが、ポリカルボン酸及び／又はその塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物及び／又はその塩、ポリアクリル酸及び／又はその塩、ポリメタクリル酸及び／又はその塩、ポリビニルスルホン酸及び／又はその塩、等のアニオン性高分子系分散剤、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール等のノニオン性高分子系分散剤、などの親水性合成高分子物質；ゼラチン、カゼイン、水溶性でんぷん等の天然親水性高分子物質；カルボキシメチルセルロース等の親水性半合成高分子物質等が挙げられる。
これらの中では、親水性合成高分子物質が望ましく、アニオン性高分子系分散剤がより望ましい。アニオン性高分子系分散剤の数平均分子量は５００〜１０００００であることが望ましい。アニオン性高分子系分散剤の数平均分子量は、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）による分子量測定から算出することができる。
【００４６】
結合剤層の皮膜強度は、５．０ＭＰａ以上であることが望ましい。結合剤層の皮膜強度が５．０ＭＰａ以上であると、繊維同士が接触した際に結合剤層が剥離して無機繊維が滑ることが起こりにくく、せん断破壊荷重及び面圧を向上させやすくなる。
【００４７】
結合剤層の皮膜強度は、結合剤層を厚さ０．４ｍｍのダンベル形状とした試験片を用い、室温にてインストロン社製引張試験機で３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り試験を行うことにより測定される上記試験片の引っ張り破断強度である。
なお、上記試験片は、結合剤層の原料となる結合剤溶液を枠付きポリプロピレン製樹脂板に流し込み、５０℃で放置して乾燥させ、皮膜状にすることにより作製することができる。
【００４８】
本発明の保持シール材は、ニードルパンチング処理が施されていることが望ましい。ニードルパンチング処理によって無機繊維を交絡させることで、無機繊維同士の絡み合いを強固にし、せん断破壊荷重及び面圧を向上させやすくなる。
【００４９】
ニードルパンチング処理は、ニードルパンチング装置を用いて行うことができる。ニードルパンチング装置は、無機繊維前駆体のシート状物を支持する支持板と、この支持板の上方に設けられ、突き刺し方向（素地マットの厚さ方向）に往復移動可能なニードルボードとで構成されている。ニードルボードには、多数のニードルが取り付けられている。このニードルボードを支持板に載せた無機繊維前駆体のシート状物に対して移動させ、多数のニードルを無機繊維前駆体のシート状物に対して抜き差しすることで、無機繊維前駆体を構成する繊維を複雑に交絡させることができる。ニードルパンチング処理の回数やニードル数は、目的とする嵩密度や目付量に応じて変更すればよい。
【００５０】
本発明の保持シール材の厚さは特に限定されないが、２．０〜２０ｍｍであることが望ましい。保持シール材の厚さが２０ｍｍを超えると、保持シール材の柔軟性が失われるので、保持シール材を排ガス処理体に巻き付ける際に扱いづらくなる。また、保持シール材に巻きじわや割れが生じやすくなる。
保持シール材の厚さが２．０ｍｍ未満であると、保持シール材の面圧が排ガス処理体を保持するのに充分でなくなる。そのため、排ガス処理体が抜け落ちやすくなる。また、排ガス処理体に体積変化が生じた場合、保持シール材は排ガス処理体の体積変化を吸収しにくくなる。そのため、排ガス処理体にクラック等が発生しやすくなる。
【００５１】
本発明の保持シール材の目付量（単位面積当たりの重量）は、特に限定されないが、２００〜４０００ｇ／ｍ２であることが望ましく、１０００〜３０００ｇ／ｍ２であることがより望ましい。保持シール材の目付量が２００ｇ／ｍ２未満であると、保持力が充分ではなく、保持シール材の目付量が４０００ｇ／ｍ２を超えると、保持シール材の嵩が低くなりにくい。そのため、このような保持シール材を用いて排ガス浄化装置を製造する場合、排ガス処理体が脱落しやすくなる。
【００５２】
また、本発明の保持シール材の嵩密度（巻き付ける前の保持シール材の嵩密度）についても、特に限定されないが、０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ３であることが望ましい。保持シール材の嵩密度が０．１０ｇ／ｃｍ３未満であると、無機繊維のからみ合いが弱く、無機繊維が剥離しやすいため、保持シール材の形状を所定の形状に保ちにくくなる。
また、保持シール材の嵩密度が０．３０ｇ／ｃｍ３を超えると、保持シール材が硬くなり、排ガス処理体への巻き付け性が低下し、保持シール材が割れやすくなる。
【００５３】
本発明の保持シール材には、さらに膨張材が含有されていてもよい。膨張材は、４００〜８００℃の範囲で膨張する特性を有するものが望ましい。
保持シール材に膨張材が含有されていると、４００〜８００℃の範囲で保持シール材が膨張するようになるため、ガラス繊維の強度が低下する７００℃を超えるような高温域においても、保持シール材として使用する際の保持力を向上させることができる。
【００５４】
膨張材としては、例えば、バーミキュライト、ベントナイト、金雲母、パーライト、膨張性黒鉛、及び、膨張性フッ化雲母等が挙げられる。これらの膨張材は単独で用いても良いし、二種以上を併用してもよい。
膨張材の添加量は、特に限定されないが、保持シール材の全重量に対して１０〜５０重量％であることが望ましく、２０〜３０重量％であることがより望ましい。
【００５５】
次に、本発明の保持シール材の製造方法について説明する。
本発明の保持シール材の製造方法は、本発明の保持シール材を製造する方法として適している。
【００５６】
本発明の保持シール材の製造方法は、無機繊維を含むマットを準備するマット準備工程と、
自己架橋性樹脂からなる有機結合剤及び無機結合剤を含む結合剤溶液を上記マットに付与する付与工程と、
上記結合剤溶液が付与された上記マットを乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴とする。
【００５７】
（ａ）マット準備工程
本発明の保持シール材の製造方法では、まず、無機繊維を含むマットを準備するマット準備工程を行う。
保持シール材を構成するマットは、種々の方法により得ることができるが、例えば、ニードリング法又は抄造法により製造することができる。
ニードリング法の場合、例えば、以下の方法により製造することができる。すなわち、まず、例えば、塩基性塩化アルミニウム水溶液とシリカゾル等とを原料とする紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して３〜１０μｍの平均繊維径を有する無機繊維前駆体を作製する。続いて、上記無機繊維前駆体を圧縮して所定の大きさの連続したシート状物を作製し、これにニードルパンチング処理を施し、その後、焼成処理を施すことによりマットの準備が完了する。
【００５８】
抄造法の場合、アルミナ繊維、シリカ繊維等の無機繊維と、無機結合剤と、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。混合液には、必要に応じて、高分子化合物や樹脂からなるコロイド溶液が含まれていてもよい。続いて、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。その後、原料シートを所定の条件で加熱圧縮することによりマットの準備が完了する。
【００５９】
（ｂ）付与工程
次に、自己架橋性樹脂からなる有機結合剤及び無機結合剤を含む結合剤溶液をマットに付与する。
まず、無機結合剤溶液と、高分子系分散剤を混合した溶液を調製した後、水中に分散させた有機結合剤（自己架橋性樹脂溶液）と混合することにより結合剤溶液を調製する。まず、無機結合剤と高分子系分散剤を混合した溶液を調製することで、無機結合剤としての無機粒子の表面を高分子系分散剤によって被覆する。続いて、水中に分散させた有機結合剤と混合することによって、水中に、高分子系分散剤によって被覆された無機結合剤としての無機粒子と有機結合剤としての自己架橋性樹脂成分とを分散させることができる。
なお、高分子系分散剤は必要に応じて添加すればよく、高分子系分散剤を添加しない場合は無機結合剤と有機結合剤を混合して結合剤溶液を調製すればよい。
【００６０】
無機結合剤溶液としては、特に限定されず、本発明の保持シール材の説明において述べたものを使用することができ、アルミナゾル、シリカゾル等を用いることができる。
【００６１】
無機結合剤溶液の濃度は特に限定されないが、無機結合剤としての無機粒子の濃度を固形分換算で０．２〜２０重量％程度に薄めた溶液を用いることが望ましい。
【００６２】
無機結合剤溶液と混合する高分子系分散剤としては、特に限定されず、本発明の保持シール材の説明において述べたものを使用することができるため、その詳細な説明は省略する。望ましい高分子系分散剤の種類、数平均分子量の範囲も同様である。
結合剤溶液中の高分子系分散剤の濃度は、特に限定されないが、５０〜１０００ｐｐｍであることが望ましい。高分子系分散剤の濃度が５０ｐｐｍ未満の場合には、高分子系分散剤の量が不足するため結合剤溶液中で無機結合剤としての無機粒子と、有機結合剤としての自己架橋性樹脂成分の凝集を抑制させにくくなり、１０００ｐｐｍを超える場合は、分散させる効果は変わらないため、過剰な添加は望ましくない。
【００６３】
有機結合剤としての自己架橋性樹脂としては、特に限定されず、本発明の保持シール材の説明において述べたものを使用することができるため、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
有機結合剤溶液の濃度は、特に限定されないが、有機結合剤としての自己架橋性樹脂を固形分換算で０．２〜２０重量％程度に薄めた液を用いることが望ましい。
【００６５】
無機結合剤と高分子系分散剤とを混合した溶液と、有機結合剤溶液との混合比は、特に限定されないが、無機結合剤溶液と高分子系分散剤とを混合した溶液の無機結合剤としての無機粒子の固形分重量：有機結合剤溶液の有機結合剤としての自己架橋性樹脂成分の固形分重量＝３：１〜１：３の重量比率で混合するのが望ましい。
また、結合剤溶液には、結合剤溶液のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を添加してもよい。
【００６６】
つづいて、上記結合剤溶液を上記マットに付与する。
この付与工程において、マットを結合剤溶液と接触させる方法は、特に限定されず、例えば、マットを結合剤溶液に含浸することにより、マット中の無機繊維に結合剤溶液を付与させてもよく、カーテンコート法等の方法で結合剤溶液をマット上に落下させることにより、マット中の無機繊維に結合剤溶液を付与させてもよく、スプレーコーティングのように結合剤溶液を噴霧してマットに吹きつけてもよい。
さらに、結合剤溶液を付与させたマットを脱水処理することにより、上記マットを構成する無機繊維１００重量部に対する上記結合剤溶液の付与量が５０〜２００重量部となるように調整することが望ましい。
【００６７】
（ｃ）乾燥工程
次に、結合剤溶液が付与された上記マットを熱風乾燥させる。
乾燥工程では、上記結合剤溶液を付与した上記マットを、熱風乾燥させる乾燥工程を行い、上記有機結合剤及び上記無機結合剤を乾燥させ、結合剤溶液中の溶媒を蒸発させる。
熱風乾燥の温度は、特に限定されるものではないが、熱風の温度が１００〜１５０℃程度であることが望ましい。
これまでの工程により、本発明の保持シール材を製造することができる。
【００６８】
その後、図１に示すような凸部と凹部を備えた形状の保持シール材とするためには、保持シール材を所定の形状に切断する切断工程をさらに行えばよい。
【００６９】
以下、本発明の巻付体の圧入方法について説明する。
本発明の巻付体の圧入方法は、排ガス処理体に本発明の保持シール材を巻きつけた巻付体を作製し、
その内部が短径側端部から長径側端部に向かってテーパー状に広がった圧入治具を準備し、上記圧入治具の上記短径側端部を金属ケーシングの一端にはめ込んで固定し、
上記巻付体を上記圧入治具の上記長径側端部側から押し込むことにより、上記巻付体を上記金属ケーシング内に圧入することを特徴とする。
【００７０】
本発明の巻付体の圧入方法について、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）を参照しながら説明する。
図４（ａ）は、本発明の巻付体の圧入方法を模式的に示す斜視図である。図４（ａ）では、圧入方向を矢印Ｘで表している。
図４（ａ）に示すように、まず、排ガス処理体１２０の周囲に保持シール材１０が巻き付けられた巻付体１４０を用意する。
巻付体１４０は、後述する排ガス処理体（ハニカム構造体）１２０の外周に、図１に示した保持シール材１０の凸部１２と凹部１３とが嵌合するようにして保持シール材１０を巻き付けることによって製造することができる。
【００７１】
さらに、圧入治具を準備する。
図４（ａ）に示す圧入治具１５０は、全体として略円筒状であり、その内部が一端から他端に向かってテーパー状に広がっている。
圧入治具１５０の一端は、金属ケーシング１３０の内径よりわずかに小さな径に相当する内径を有する短径側端部１５１となっている。また、圧入治具１５０の他端は、少なくとも巻付体１４０の外径に相当する内径を有する長径側端部１５２となっている。
【００７２】
続いて、図４（ｂ）に示すように、巻付体１４０を圧入治具１５０の長径側端部１５２側から押し込むことにより、巻付体１４０を金属ケーシング１３０に圧入することができる。
なお、巻付体を金属容器に圧入する方法としては特に限定されず、例えば、手で巻付体を押すことにより巻付体を金属容器に圧入する等の方法であってもよい。
圧入の際、圧入治具１５０の内表面に保持シール材１０が接触して滑りながら金属ケーシング１３０の側に進む。
この際に無機繊維から結合剤層が剥がれると圧入治具の内表面に有機結合剤が付着することになるが、本発明の保持シール材が用いられていると無機繊維から結合剤層が剥がれにくいため、圧入治具の表面の汚染が生じにくい。
圧入治具の表面の汚染が生じにくいので、同じ圧入治具を用いて繰り返し圧入を行ったとしても保持シール材がせん断破壊を生じて、圧入不良となってしまうという問題が生じない。また、圧入治具の洗浄を頻繁に行う必要がないという点でも好ましい。
上記方法により巻付体を圧入することによって、図４（ｃ）に示すような排ガス浄化装置１００を作製することができる。
【００７３】
以下、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、金属ケーシングと、
上記金属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金属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、
上記保持シール材が、本発明の保持シール材であることを特徴とする。
【００７４】
図５は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。
図５に示すように、本発明の排ガス浄化装置１００は、金属ケーシング１３０と、金属ケーシング１３０に収容された排ガス処理体１２０と、排ガス処理体１２０及び金属ケーシング１３０の間に配設された保持シール材１０とを備えている。
排ガス処理体１２０は、多数のセル１２５がセル壁１２６を隔てて長手方向に並設された柱状のものである。なお、金属ケーシング１３０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。
【００７５】
上述した構成を有する排ガス浄化装置１００を排ガスが通過する場合について、図５を参照して以下に説明する。
図５に示すように、内燃機関から排出され、排ガス浄化装置１００に流入した排ガス（図２中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示す）は、排ガス処理体（ハニカムフィルタ）１２０の排ガス流入側端面１２０ａに開口した一のセル１２５に流入し、セル１２５を隔てるセル壁１２６を通過する。この際、排ガス中のＰＭがセル壁１２６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１２０ｂに開口した他のセル１２５から流出し、外部に排出される。
【００７６】
図５に示す排ガス浄化装置１００では、保持シール材１０は本発明の保持シール材である。
【００７７】
本発明の排ガス浄化装置を構成する金属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。
【００７８】
また、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、ケーシング断面において略楕円型形状、略多角形型形状等を好適に用いることができるが、巻付体の圧入によって作製することが好ましいことから、略円筒型形状、略楕円型形状、略多角形型形状等の筒状であることが好ましい。
【００７９】
図６は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。
【００８０】
図６に示す排ガス処理体１２０は、多数のセル１２５がセル壁１２６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１２５のいずれかの端部は、封止材１２８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１２７が設けられている。
【００８１】
セル１２５のいずれかの端部が封止されている場合、排ガス処理体１２０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。
【００８２】
排ガス処理体１２０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。
【００８３】
排ガス処理体１２０を構成するセル１２５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１２０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。
【００８４】
排ガス処理体１２０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１２０の側面の周囲には保持シール材１０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１２０にクラック等が発生するのを防止することができる。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
以下に、本発明の保持シール材等の作用効果について説明する。
【００８９】
（１）本発明の保持シール材では、無機繊維の表面を覆う結合剤層に有機結合剤に加えて無機結合剤が含まれている。
無機結合剤には無機粒子が含まれており、結合剤層に無機粒子が含まれていると、無機粒子により結合剤層の皮膜強度が向上する。
また、有機結合剤が自己架橋性樹脂である。自己架橋性樹脂は無機粒子の周囲で自己架橋して、無機粒子を核にして強化された強固な架橋皮膜を形成する。そのため、自己架橋性樹脂のみを用いて形成した皮膜と比べて、無機粒子と自己架橋性樹脂を含む結合剤層の皮膜強度はより高くなる。
そして、結合剤層の皮膜強度がより高くなった結果、圧入治具を用いた圧入を行ったとしても無機繊維から結合剤層が剥がれにくくなり、圧入治具に結合剤層を構成する材料が付着しにくくなる。
本発明の保持シール材は、高温環境下で圧入治具を用いた圧入を行っても圧入治具の表面の汚染が生じにくい。更に、圧入治具表面の汚染物質が一定の量以上、蓄積されにくい。そのため、同じ圧入治具を用いて繰り返し圧入を行ったとしても、保持シール材のせん断破壊が生じない保持シール材となる。
【００９０】
（２）本発明の保持シール材の製造方法は、無機繊維を含むマットを準備するマット準備工程と、自己架橋性樹脂からなる有機結合剤及び無機結合剤を含む結合剤溶液を上記マットに付与する付与工程と、上記結合剤溶液が付与された上記マットを乾燥させる乾燥工程とを含む。
上記工程であると、無機繊維表面に自己架橋性樹脂からなる有機結合剤及び無機結合剤を含んだ結合剤層を形成して本発明の保持シール材を製造することができる。
【００９１】
（３）本発明の巻付体の圧入方法では、排ガス処理体に本発明の保持シール材を巻きつけた巻付体を作製し、圧入治具を用いて巻付体を金属ケーシング内に圧入する。
本発明の保持シール材は高温環境下で圧入治具を用いた圧入を行っても圧入治具の表面の汚染が生じにくいので、同じ圧入治具を用いて繰り返し圧入を行ったとしても保持シール材がせん断破壊を生じて、圧入不良となる問題が生じない。また、圧入治具の表面の汚染物質が一定の量以上、蓄積されにくいために、同じ圧入治具を用いて繰り返し圧入を行った場合でも圧入治具の洗浄を頻繁に行う必要がない。
【００９２】
（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。
【００９３】
（実施例１）
（ａ）マット準備工程
まず、以下の手順により無機繊維を含むマットを準備した。
【００９４】
（ａ−１）紡糸工程
Ａｌ含有量が７０ｇ／ｌであり、Ａｌ：Ｃｌ＝１：１．８（原子比）となるように調製した塩基性塩化アルミニウム水溶液に対して、焼成後の無機繊維における組成比が、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８（重量比）となるようにシリカゾルを配合し、さらに、有機重合体（ポリビニルアルコール）を適量添加して混合液を調製した。
得られた混合液を濃縮して紡糸用混合物とし、この紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して繊維径の平均が５．１μｍである無機繊維前駆体を作製した。
【００９５】
（ａ−２）圧縮工程
上記工程（ａ−１）で得られた無機繊維前駆体を圧縮して、連続したシート状物を作製した。
【００９６】
（ａ−３）ニードルパンチング工程
上記工程（ａ−２）で得られたシート状物に対して、以下に示す条件を用いて連続的にニードルパンチング処理を行ってニードルパンチング処理体を作製した。
まず、ニードルが２１個／ｃｍ２の密度で取り付けられたニードルボードを準備した。次に、このニードルボードをシート状物の一方の表面の上方に配設し、ニードルボードをシート状物の厚さ方向に沿って一回上下させることによりニードルパンチング処理を行い、ニードルパンチング処理体を作製した。この際、ニードルの先端部分に形成されたバーブがシート状物の反対側の表面に完全に貫出するまでニードルを貫通させた。
【００９７】
（ａ−４）焼成工程
上記工程（ａ−３）で得られたニードルパンチング処理体を最高温度１２５０℃で連続して焼成し、アルミナとシリカとを７２重量部：２８重量部で含む無機繊維からなる焼成シート状物を製造した。無機繊維の繊維径の平均は、５．１μｍであり、最小値は、３．２μｍであった。このようにして得られた焼成シート状物は、嵩密度が０．１５ｇ／ｃｍ３であり、目付量が１４００ｇ／ｍ２である。
【００９８】
（ａ−５）切断工程
上記工程（ａ−４）で得られた焼成シート状物を切断して、無機繊維を含むマットを作製した。
【００９９】
（ｂ）付与工程
（ｂ−１）有機結合剤溶液調製工程
ガラス転移温度が−６℃である自己架橋性樹脂（アクリレート系ラテックス）を含む有機結合剤（日本ゼオン社製  Ｎｉｐｏｌ  ＬＸ８５２（固形分濃度：４５ｗｔ％））を用い、水で希釈することにより、固形分濃度が２重量％の有機結合剤溶液を調製した。
【０１００】
（ｂ−２）無機結合剤溶液調製工程
アルミナコロイド溶液（アルミナゾル）（日産化学工業社製  アルミナゾル５５０（固形分濃度：１５ｗｔ％））を水で希釈し、アニオン性高分子系分散剤（サンノプコ社製  ノプコサントＲＦＡ）を添加して充分攪拌することで、無機結合剤としての無機粒子の固形分濃度が２重量％であり、上記アニオン性高分子系分散剤の濃度が５００ｐｐｍである無機結合剤溶液を調製した。
【０１０１】
（ｂ−３）結合剤溶液調製工程
上記工程（ｂ−２）で得られた無機結合剤溶液に上記工程（ｂ−１）で得られた有機結合剤溶液を、無機結合剤溶液：有機結合剤溶液＝１：１の重量比になるよう加え充分攪拌し、有機結合剤としての自己架橋性樹脂成分が固形分濃度で１重量％、無機結合剤としての無機粒子が固形分濃度で１重量％、上記アニオン性高分子系分散剤の濃度が２５０ｐｐｍである結合剤溶液を調製した。
【０１０２】
（ｂ−４）付与工程
上記工程（ｂ−３）で得られた結合剤溶液を、カーテンコート法により（ａ）マット準備工程で得られたマットに付与した。
【０１０３】
（ｂ−５）脱水工程
上記工程（ｂ−４）で得られた、結合剤溶液が付与されたマットを脱水機で吸引脱水することにより、上記結合剤溶液が、無機繊維１００重量部に対して１００重量部付与された状態となるように調製した。
【０１０４】
（ｃ）乾燥工程
上記工程（ｂ−５）を終えたマットを、温度１３０℃の熱風をマットの一方の主面から吹き付けることにより加熱熱風乾燥して、保持シール材とした。
【０１０５】
（実施例２）
（ｂ−１）有機結合剤溶液調製工程において、ガラス転移温度が−３６℃である自己架橋性樹脂（アクリレート系ラテックス）を含む有機結合剤（ＢＡＳＦ社製  Ａｃｒｏｎａｌ  ＤＳ２３７３（固形分濃度：５０ｗｔ％））を用いたほかは、実施例１と同様にして保持シール材を製造した。
【０１０６】
（実施例３）
実施例２において、結合剤溶液中の各成分の濃度を変更し、有機結合剤としての自己架橋性樹脂成分が固形分濃度で４重量％、無機結合剤としての無機粒子が固形分濃度で４重量％、上記アニオン性高分子系分散剤の濃度が１０００ｐｐｍである結合剤溶液を調製した。その他は実施例１と同様にして保持シール材を製造した。
【０１０７】
（比較例１）
（ｂ−１）有機結合剤溶液調製工程において、ガラス転移温度が１℃であるアクリレート系ラテックスを含む有機結合剤（日本ゼオン社製  Ｎｉｐｏｌ  ＬＸ８１１Ｈ（固形分濃度：５０ｗｔ％））を用いた。
また、（ｂ−２）の無機結合剤溶液調製工程を行わず、無機結合剤及び高分子分散剤を含まない、有機結合剤中の樹脂固形分濃度が１重量％である結合剤溶液を調製した。
その他は実施例１と同様にして保持シール材を製造した。
【０１０８】
（比較例２）
実施例１において、（ｂ−２）の無機結合剤溶液調製工程を行わず、無機結合剤及び高分子分散剤を含まない、有機結合剤中の自己架橋性樹脂分の固形分濃度が１重量％である結合剤溶液を調製した。その他は実施例１と同様にして保持シール材を製造した。
【０１０９】
（比較例３）
実施例３において、（ｂ−２）の無機結合剤溶液調製工程を行わず、無機結合剤及び高分子分散剤を含まない、有機結合剤中の自己架橋性樹脂分の固形分濃度が４重量％である結合剤溶液を調製した。その他は実施例３と同様にして保持シール材を製造した。
【０１１０】
（引き抜き試験）
各実施例及び比較例で製造した保持シール材を５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの試験片に切断し、試験片をそれぞれ２０枚ずつ準備した。
上記試験片に対して、図２に示す引き抜き試験装置を用いて、本明細書中に説明した手順により引き抜き試験を１０回繰り返して行った。
繰り返し試験中に試験片のせん断破壊が生じた場合は、その時点で試験終了とした。
試験片の嵩密度（ＧＢＤ）は０．５ｇ／ｃｍ３となるように圧縮し、試験片とステンレス板の間の温度が５０℃になるように温調を調整した。引き抜き速度は２５ｍｍ／ｍｉｎとした。ステンレス板としてはＳＵＳ４０９製、Ｎｏ．２Ｂ以上の平滑処理されたＲａ０．０４〜０．０７の板を用いた。
また、実施例２で製造した保持シール材については、引き抜き試験を２０回繰り返して行った。
【０１１１】
（ステンレス板表面汚染の観察）
未使用のステンレス板に対して引き抜き試験を１回行い、ステンレス板に付着した汚れを目視観察した。
各実施例と各比較例における汚れの付着量を比較したところ、各実施例での汚れの付着量は少なかった。
また、汚れが付着したステンレス板を３００℃、１０分加熱したところ汚れが茶色に変色したことから、汚れが有機物成分であることを確認した。
表１にはステンレス板表面汚染の観察結果を示した。
【０１１２】
（摩擦力の測定）
引き抜き試験においてステンレス板に加わる静摩擦力を測定し、静摩擦力が最大となるときの摩擦力（最大静止摩擦力）を引き抜き試験毎に記録した。
表１には１回目の試験での摩擦力及び１０回の繰り返し試験における最大の摩擦力を示した。但し、実施例２における最大の摩擦力としては１４回目の繰り返し試験で得られた１３９ｋＰａを示した。
また、表１には繰り返し試験におけるせん断破壊の有無を示した。「有り」のあとの括弧内の数字は、せん断破壊が何回目の繰り返しで生じたかを示している。
【０１１３】
（せん断破壊荷重の測定）
各実施例及び各比較例における試験片に対して、図３に示すせん断破壊荷重試験装置を用いて、本明細書中に説明した手順によりせん断破壊荷重の測定を行った。
試験片の嵩密度（ＧＢＤ）は０．５ｇ／ｃｍ３となるように圧縮し、試験片とステンレス板の間の温度が５０℃になるように温調を調整した。引き抜き速度は２５ｍｍ／ｍｉｎとした。
表１にはせん断破壊荷重の測定結果を示した。
【０１１４】
【表１】
2015063924.tif 000003
【０１１５】
また、実施例２及び比較例３における引き抜き試験について、横軸に繰り返し回数、縦軸に摩擦力を取った散布図を図７及び図８として示した。
図７及び図８における太い横線は、試験片のせん断破壊荷重を示しており、摩擦力がせん断破壊荷重を超えたときにせん断破壊が生じる。
【０１１６】
表１に示すように、各実施例の保持シール材では、ステンレス板への汚れの付着が少ないことが分かる。
各実施例ではせん断破壊が生じなかったが、各比較例ではせん断破壊が生じた。
また、繰り返し試験を行った際の各実施例における摩擦力の上昇の割合は、各比較例における摩擦力の上昇の割合に比べて小さい。
摩擦力の上昇の割合は、図７及び図８に示した実施例２と比較例３のプロットの傾きに表れている。図７に示す実施例２のプロットでは、摩擦力の上昇が途中で止まり、摩擦力がせん断破壊荷重にまで達しないため、２０回の繰り返し試験を行った後にもせん断破壊が生じなかった。この結果は、ステンレス板へ汚染物質が一定の量以上蓄積されないことを示唆している。一方、図８に示す比較例３のプロットでは、１回の試験での摩擦力の上昇が大きく、３回の試験でせん断破壊に至った。
また、各実施例の保持シール材では結合剤層に無機結合剤としての無機粒子が含まれるために結合剤層の皮膜強度が向上し、無機繊維の交点部で結合剤層が変形しにくいために繊維の滑りが無くなり、せん断破壊に対する強度が向上しているものと推定される。各比較例の保持シール材は結合剤層に無機結合剤が含まれていないため皮膜強度が低く、無機繊維の交点部で結合剤層が変形して繊維が滑り、せん断破壊を生じやすくなっているものと推定される。
【符号の説明】
【０１１７】
１０  保持シール材
１１  マット
１００  排ガス浄化装置
１２０  排ガス処理体
１３０  金属ケーシング
１４０  巻付体
１５０  圧入治具
１５１  短径側端部
１５２  長径側端部 
【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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