(57)【要約】【課題】  排ガス浄化装置の使用後であっても、マットと金属ケーシングの間の保持力が不充分となら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、上記マットを厚さ方向に第一の表面部、中央部、第二の表面部に三等分した際、上記第一の表面部における有機結合剤の添着量が上記中央部における有機結合剤の添着量よりも多く、かつ、上記第二の表面部における有機結合剤の添着量よりも多い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、
前記マットを厚さ方向に第一の表面部、中央部、第二の表面部に三等分した際、
前記第一の表面部における有機結合剤の添着量が前記中央部における有機結合剤の添着量よりも多く、かつ、前記第二の表面部における有機結合剤の添着量よりも多いことを特徴とする保持シール材。
【請求項２】
前記マットの前記第二の表面部における前記有機結合剤の添着量は、前記中央部と同程度、又は、前記中央部よりも少ない請求項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高分子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】
前記マットの前記第一の表面部を６００℃／１時間加熱した前後での重量減少率が、加熱前の第一の表面部の重量１００％に対して０．５〜１０．０％であり、
前記マットの前記中央部を６００℃／１時間加熱した前後での重量減少率が、加熱前の中央部の重量１００％に対して０．１〜７．０％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】
前記無機結合剤の添着量は、固形分換算で、無機繊維１００重量部に対して０．３〜１５．０重量部である請求項１〜４のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項６】
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１〜５のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項７】
前記マットの前記第二の表面部側の面が金属ケーシング側の面となるように前記マットを排ガス処理体に巻きつけて使用する請求項１〜６のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項８】
無機繊維を含むマットを準備するマット準備工程と、
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熱風乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の保持シール材の製造方法。
【請求項９】
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８に記載の保持シール材の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の保持シール材を、前記マットの前記第一の表面部側の面が排ガス処理体側の面となるように排ガス処理体に向けて巻きつけて巻付体を作製し、
前記巻付体を、前記マットの前記第二の表面部側の面が金属ケーシング側の面となるように前記金属ケーシング内に配設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１１】
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請求項１〜７のいずれかに記載の保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、
前記マットの前記第一の表面部側の面が前記排ガス処理体側に配置され、かつ、前記マットの前記第二の表面部側の面が前記金属ケーシング側に配置されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持シール材、保持シール材の製造方法、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、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、有機バインダ（以下、本明細書では有機結合剤という）を保持シール材を構成するマットの厚さ方向の主に上部及び下部に添着させ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２０１３−１２７２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたマットにおいては、有機結合剤がマットの厚さ方向の主に上部及び下部に添着されていることから、排ガス処理体と金属ケーシングとの間に保持シール材を配設した場合、金属ケーシング側のマット表面にも有機結合剤が多く存在している。
有機結合剤は、排ガス浄化装置の使用時に高温の排ガスが排ガス処理体に流入し排ガス浄化装置の温度が上昇した際に、加熱されることで軟化する。
そして、有機結合剤が加熱されることで軟化した後には、マットと金属ケーシングの間の保持力が不充分となることがある。
【０００７】
本発明は、排ガス浄化装置の使用後であっても、マットと金属ケーシングの間の保持力が不充分となら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排ガス浄化装置の製造方法、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、
上記マットを厚さ方向に第一の表面部、中央部、第二の表面部に三等分した際、
上記第一の表面部における有機結合剤の添着量が上記中央部における有機結合剤の添着量よりも多く、かつ、上記第二の表面部における有機結合剤の添着量よりも多いことを特徴とする。
【０００９】
本発明の保持シール材では、有機結合剤の添着量のマットの厚さ方向における分布に偏りがあり、第一の表面部における有機結合剤の添着量が中央部における有機結合剤の添着量よりも多く、かつ、第二の表面部における有機結合剤の添着量よりも多い。
そのため、排ガス処理体に保持シール材を巻き付ける際にマットの第二の表面部側の面が金属ケーシング側の面になるように巻きつけると、マットの第二の表面部側の面には有機結合剤の添着量が少ないため、排ガス浄化装置とした後に有機結合剤が加熱されることで軟化しても、マットと金属ケーシングの間の保持力が受ける影響が小さい。
そのため、排ガス浄化装置の使用後であっても、マットと金属ケーシングの間の保持力が不充分とならない保持シール材とすることができる。
【００１０】
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。
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。
【００１１】
本発明の保持シール材では、上記マットの上記第二の表面部における上記有機結合剤の添着量は、上記中央部と同程度、又は、上記中央部よりも少ないことが望ましい。
上記構成であると、マットの第二の表面部側の面が金属ケーシング側の面になるように保持シール材を排ガス処理体に巻きつけた際に、マットと金属ケーシングの間の保持力が受ける影響をより小さくすることができ好ましい。
【００１２】
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高分子樹脂成分中に分散してなることが望ましい。
無機粒子が高分子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、保持シール材の面圧を高くすることができる。
【００１３】
本発明の保持シール材では、上記マットの上記第一の表面部を６００℃／１時間加熱した前後での重量減少率が、加熱前の第一の表面部の重量１００％に対して０．５〜１０．０％であり、
上記マットの上記中央部を６００℃／１時間加熱した前後での重量減少率が、加熱前の中央部の重量１００％に対して０．１〜７．０％であることが望ましい。
マットを６００℃／１時間加熱した前後での重量減少率は、マットに含まれる有機結合剤の添着量に相当する。
【００１４】
本発明の保持シール材では、上記無機結合剤の添着量は、固形分換算で、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望ましい。
【００１５】
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。
【００１６】
本発明の保持シール材は、上記マットの上記第二の表面部側の面が金属ケーシング側の面となるように上記マットを排ガス処理体に巻きつけて使用することが望ましい。
このように使用することによって、有機結合剤の添着量のマットの厚さ方向における分布に偏りを設けた効果が好適に発揮される。
【００１７】
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、
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熱風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、無機繊維表面に有機結合剤及び無機結合剤を含んだ結合剤層を形成し、有機結合剤の添着量のマットの厚さ方向における分布に偏りを設けて本発明の保持シール材を製造することができる。
【００１８】
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。
【００１９】
本発明の排ガス浄化装置の製造方法は、本発明の保持シール材を、上記マットの上記第一の表面部側の面が排ガス処理体側の面となるように排ガス処理体に向けて巻きつけて巻付体を作製し、
上記巻付体を、上記マットの上記第二の表面部側の面が金属ケーシング側の面となるように上記金属ケーシング内に配設することを特徴とする。
本発明の排ガス浄化装置の製造方法によると、有機結合剤の添着量の少ないマットの第二の表面部側の面が金属ケーシング側の面に配設されるので、排ガス浄化装置の使用後であっても、マットと金属ケーシングの間の保持力が不充分とならない排ガス浄化装置を製造することができる。
【００２０】
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本発明の保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、
上記マットの上記第一の表面部側の面が上記排ガス処理体側に配置され、かつ、上記マットの上記第二の表面部側の面が上記金属ケーシング側に配置されていることを特徴とする。
本発明の排ガス浄化装置は、有機結合剤の添着量の少ないマットの第二の表面部側の面が金属ケーシング側の面に配設されているので、排ガス浄化装置の使用後であっても、マットと金属ケーシングの間の保持力が不充分とならない排ガス浄化装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（ａ）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り、図１（ｂ）は、上記保持シール材を長さ方向に平行に切断した際の切断面を模式的に示す断面図である。
【図２】図２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３】図３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４】図４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５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、保持シール材の摩擦係数測定装置を示す概略図である。
【００２２】
（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。
【００２３】
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、
上記マットを厚さ方向に第一の表面部、中央部、第二の表面部に三等分した際、
上記第一の表面部における有機結合剤の添着量が上記中央部における有機結合剤の添着量よりも多く、かつ、上記第二の表面部における有機結合剤の添着量よりも多いことを特徴とする。
【００２４】
図１（ａ）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り、図１（ｂ）は、上記保持シール材を長さ方向に平行に切断した際の切断面を模式的に示す断面図である。
【００２５】
図１（ａ）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（ａ）中、矢印Ｌで示す）、幅（図１（ａ）中、矢印Ｗで示す）及び厚さ（図１（ａ）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。
【００２６】
図１（ａ）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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
結合剤層に含まれる有機結合剤としては、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。
【００３２】
図１（ａ）に示すマット１１では、図１（ｂ）に示すようにマット１１を厚さ方向に第一の表面部１１ａ、中央部１１ｃ、第二の表面部１１ｂに三等分した際、第一の表面部１１ａにおける有機結合剤の添着量が中央部１１ｃにおける有機結合剤の添着量よりも多く、かつ、第二の表面部１１ｂにおける有機結合剤の添着量よりも多くなっている。
【００３３】
このようなマット１１からなる保持シール材１０を排ガス処理体に巻きつける際に第二の表面部１１ｂ側の面が金属ケーシング側の面になるように巻きつけると、マット１１の第二の表面部１１ｂ側の面には有機結合剤の添着量が少ないため、排ガス浄化装置とした後に有機結合剤が加熱されることで軟化したとしても、マットと金属ケーシングの間の保持力が受ける影響が小さい。
そのため、排ガス浄化装置の使用後であっても、マットと金属ケーシングの間の保持力が不充分とならない保持シール材とすることができる。
【００３４】
第一の表面部１１ａを６００℃／１時間加熱した前後での重量減少率は、加熱前の第一の表面部の重量１００％に対して０．５〜１０．０％であることが好ましい。上記重量減少率は０．５〜３．０％であることがより好ましく、０．５〜２．０％であることがさらに好ましい。
上記重量減少率は、第１の表面部１１ａに含まれる有機結合剤の添着量に相当する。
上記重量減少率が０．５％未満の場合、無機繊維の飛散を抑制する効果が小さくなる。１０．０％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。そのため、有機結合剤の添着量はできるだけ少ない方が望ましく、重量減少率が１０．０％以下であることが望ましく、３．０％以下であることがより望ましく、２．０％以下であることがさらに望ましい。
【００３５】
また、第二の表面部１１ｂにおける重量減少率（有機結合剤の添着量）は、中央部１１ｃにおける重量減少率（有機結合剤の添着量）と同程度か、中央部１１ｃにおける重量減少率（有機結合剤の添着量）よりも少ないことが望ましい。
【００３６】
中央部１１ｃを６００℃／１時間加熱した前後での重量減少率は、加熱前の中央部の重量１００％に対して０．１〜７．０％であることが好ましい。上記重量減少率は０．１〜２．０％であることがより好ましく、０．１〜１．０％であることがさらに好ましい。
上記重量減少率は、中央部１１ｃに含まれる有機結合剤の添着量に相当する。
第二の表面部１１ｂにおける重量減少率（有機結合剤の添着量）の好ましい範囲も、中央部１１ｃにおける重量減少率（有機結合剤の添着量）と同様である。
【００３７】
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。
【００３８】
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高分子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。
【００３９】
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高分子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高分子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。
【００４０】
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、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。
【００４１】
第一の表面部、中央部、第二の表面部における無機結合剤の添着量については、特に限定されるものではないが、有機結合剤の添着量と同様に第一の表面部において多く添着されていてもよいし、第一の表面部、中央部、第二の表面部のすべてに均一に添着されていてもよい。
【００４２】
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高分子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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、面圧を向上させやすくなる。
【００４５】
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。
【００４６】
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、面圧を向上させやすくなる。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、
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熱風乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴とする。
【００５５】
（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。
【００５６】
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。
【００５７】
（ｂ）付与工程
次に、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（有機結合剤溶液）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高分子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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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高分子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。
【００６１】
有機結合剤としては、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。
【００６２】
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高分子樹脂成分を固形分換算で０．２〜２０重量％程度に薄めた液を用いることが望ましい。
【００６３】
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高分子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。
【００６４】
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。
【００６５】
（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。
【００６６】
熱風乾燥において、熱風の速度を変化させることによって有機結合剤の添着量を調整して、有機結合剤が第一の表面部に多く添着された保持シール材とすることができる。
熱風の温度が１００〜１５０℃であり、熱風をマットの一方の主面に当たるように吹き付ける場合、有機結合剤は以下のように偏る。
風速を１．０ｍ／ｓ未満とすると、有機結合剤の添着量は、熱風を吹き付けた主面近傍において大きくなる。そのため、本発明の保持シール材を製造するためには、第一の表面部側の主面から熱風を吹き付ける。
風速を１．０ｍ／ｓ以上、１．５ｍ／ｓ未満とすると、有機結合剤の添着量が厚さ方向にわたって均一となる。そのため、本発明の保持シール材の製造には適さない。
風速を１．５ｍ／ｓ以上とすると、有機結合剤の添着量は、熱風を吹き付けた主面と反対側の主面近傍において大きくなる。そのため、本発明の保持シール材を製造するためには、第二の表面部側の主面から熱風を吹き付ける。
熱風乾燥の際には、マットを、通気孔を有する板で上下から挟み、マットに過剰な負荷がかからないようにした状態で、マットの一方の主面（望ましくは第二の表面部側の主面）側から他方の主面側に向けて熱風を吹き付け、通気孔からマットに熱風を通気することが望ましい。
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。
【００６７】
その後、図１（ａ）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。
【００６８】
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本発明の保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、
上記マットの上記第一の表面部側の面が上記排ガス処理体側に配置され、かつ、上記マットの上記第二の表面部側の面が上記金属ケーシング側に配置されていることを特徴とする。
【００６９】
図２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２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。
【００７０】
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２を参照して以下に説明する。
図２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。
【００７１】
図２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り、保持シール材１０を構成するマットの第一の表面部１１ａ側の面が排ガス処理体１２０の側に配置され、第二の表面部１１ｂ側の面が金属ケーシング１３０の側に配置されている。
【００７２】
排ガス浄化装置の使用時には排ガス処理体に高温の排ガスが流入するため、保持シール材の温度が上昇し、有機結合剤は加熱されて軟化する。
本発明の排ガス浄化装置では、本発明の保持シール材が用いられており、有機結合剤の添着量の少ない第二の表面部側の面が金属ケーシング側に配置されている。有機結合剤の添着量が少ないと、有機結合剤が軟化してもマットと金属ケーシングの間の保持力が受ける影響が小さい。
そのため、排ガス浄化装置の使用後であっても、マットと金属ケーシングの間の保持力が不充分とならない排ガス浄化装置とすることができる。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
図３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。
【００７６】
図３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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
次に、本発明の排ガス浄化装置の製造方法について説明する。
本発明の排ガス浄化装置の製造方法は、本発明の保持シール材を、上記マットの上記第一の表面部側の面が排ガス処理体側の面となるように排ガス処理体に向けて巻きつけて巻付体を作製し、
上記巻付体を、上記マットの上記第二の表面部側の面が金属ケーシング側の面となるように上記金属ケーシング内に配設することを特徴とする。
【００８５】
図４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。
本発明の排ガス浄化装置の製造方法では、図４に示すように排ガス処理体１２０の周囲に沿って保持シール材１０を巻き付け、巻付体１４０とする。次に、この巻付体１４０を金属ケーシング１３０に収容することで、本発明の排ガス浄化装置を製造する。
【００８６】
巻付体１４０を作製する際に、保持シール材１０を構成するマット１１の第一の表面部１１ａ側の面を排ガス処理体１２０に向けて巻きつける。その結果、第一の表面部１１ａ側の面が排ガス処理体１２０側の面になり、第二の表面部１１ｂ側の面が金属ケーシング１３０側の面になる。
【００８７】
次に、巻付体１４０を金属ケーシング１３０に収容する方法としては、例えば、金属ケーシング１３０内部の所定の位置まで周囲に保持シール材１０が配設された排ガス処理体１２０（巻付体１４０）を圧入する圧入方式（スタッフィング方式）、金属ケーシング１３０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（スウェージング形式）、並びに、金属ケーシングを第１のケーシングおよび第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１４０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（スタッフィング方式）によって巻付体を金属ケーシングに収容する場合、金属ケーシングの内径（排ガス処理体を収容する部分の内径）は、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。
【００８８】
以下に、本発明の保持シール材、保持シール材の製造方法、排ガス浄化装置の製造方法、及び、排ガス浄化装置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、有機結合剤の添着量のマットの厚さ方向における分布に偏りがあり、第一の表面部における有機結合剤の添着量が中央部における有機結合剤の添着量よりも多く、かつ、第二の表面部における有機結合剤の添着量よりも多くなっている。そのため、排ガス処理体に保持シール材を巻き付ける際にマットの第二の表面部側の面が金属ケーシング側の面になるように巻きつけると、マットの第二の表面部側の面には有機結合剤の添着量が少ないため、排ガス浄化装置とした後に有機結合剤が加熱されることで軟化しても、マットと金属ケーシングの間の保持力が受ける影響が小さい。
そのため、排ガス浄化装置の使用後であっても、マットと金属ケーシングの間の保持力が不充分とならない保持シール材とすることができる。
【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、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熱風乾燥させる乾燥工程とを含む。
上記工程であると、無機繊維表面に有機結合剤及び無機結合剤を含んだ結合剤層を形成し、有機結合剤の添着量のマットの厚さ方向における分布に偏りを設けて本発明の保持シール材を製造することができる。
【００９１】
（３）本発明の排ガス浄化装置の製造方法では、本発明の保持シール材を、マットの第一の表面部側の面が排ガス処理体側の面となるように排ガス処理体に向けて巻きつけて巻付体を作製し、巻付体を、マットの第二の表面部側の面が金属ケーシング側の面となるように金属ケーシング内に配設する。
上記方法によると、有機結合剤の添着量の少ないマットの第二の表面部側の面が金属ケーシング側の面に配設されるので、排ガス浄化装置の使用後であっても、マットと金属ケーシングの間の保持力が不充分とならない排ガス浄化装置を製造することができる。
【００９２】
（４）本発明の排ガス浄化装置では、マットの上記第一の表面部側の面が排ガス処理体側に配置され、かつ、マットの上記第二の表面部側の面が上記金属ケーシング側に配置されている。有機結合剤の添着量の少ないマットの第二の表面部側の面が金属ケーシング側の面に配設されているので、排ガス浄化装置の使用後であっても、マットと金属ケーシングの間の保持力が不充分とならない排ガス浄化装置とすることができる。
【００９３】
（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。
【００９４】
（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。
【００９５】
（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。
【００９６】
（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。
【００９７】
（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。
【００９８】
（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。
【００９９】
（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。
【０１００】
（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−３１℃であるアクリルゴムを水に分散させたアクリレート系ラテックス（日本ゼオン社製  Ｎｉｐｏｌ  ＬＸ８７４（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。
【０１０１】
（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。
【０１０２】
（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高分子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。
【０１０３】
（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。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
（ｃ）乾燥工程
上記工程（ｂ−５）を終えたマットを、温度１３０℃、風速２ｍ／ｓ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。
熱風を吹き付けた側の主面を、マットの第二の表面部側の面とし、反対側の主面を、マットの第一の表面部側の面とする。
【０１０６】
（比較例１）
（ｂ−４）付与工程において、カーテンコート法に代えて、スプレーによって結合剤溶液をマットに付与した。具体的には、マットの一方の主面に向けて、及び、他方の主面に向けて、無機繊維単位重量当たりの有機結合剤の添着量が、両方の主面側において同じになるようにスプレーを行った。
また、有機結合剤の添着量は、実施例１におけるマットの第一の表面部側の面における有機結合剤の添着量と同程度になるように調整した。
また、乾燥工程における乾燥条件は、温度１３０℃、風速１．２ｍ／ｓ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。
【０１０７】
（有機結合剤の添着量の測定）
有機結合剤の添着量については、製造したマットを、１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切断し、切断したサンプルを厚さ方向に第一の表面部、中央部及び第二の表面部に三等分した後、酸化性雰囲気、６００℃、１時間加熱して、加熱前のサンプルの重量に対する重量減少率を測定して求めた。
【０１０８】
（摩擦係数の測定）
以下の方法により、実施例１及び比較例１の保持シール材について、有機結合剤を加熱した前後での摩擦係数の変化を測定した。
【０１０９】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、保持シール材の摩擦係数測定装置を示す概略図である。
摩擦係数測定装置６００では、装置の左右に、ステンレス鋼製の平板（左板６１０及び右板６２０）がそれぞれ対向するように配置されている。また、左板６１０はロードセルとなっており、左板６１０の右側の面（保持シール材と接する側の面）に加わる荷重を測定することができる。
【０１１０】
まず、左板６１０、保持シール材１０ａ、ステンレス鋼製の平板（中板６３０）、保持シール材１０ｂ、右板６２０の順になるように、２枚の保持シール材１０ａ及び１０ｂと中板６３０とを配置した。
左板６１０と保持シール材１０ａの間、及び、右板６２０と保持シール材１０ｂの間（板と保持シール材の間）で滑らないように、左板６１０及び右板６２０の表面には突起部材６４０を設けた。
なお、保持シール材の第二の表面部側の面を中板６３０の側に配置した。
保持シール材１０ａは左板６１０及び中板６３０で挟まれ、保持シール材１０ｂは中板６３０及び右板６２０で挟まれる。
また、中板６３０はロードセルとなっており、中板に加わる荷重を測定することができる。
【０１１１】
まず、左板６１０及び右板６２０に対して中板６３０の方向に圧力をかけ、保持シール材の嵩密度（ＧＢＤ）が０．３ｇ／ｃｍ３となるまで圧縮した。
その圧縮状態で１０分保持（緩和）した。
【０１１２】
次に、室温状態で、中板６３０を図５（ａ）中の矢印で示す向き（上方）に２５ｍｍ／ｍｉｎの速度で移動させ、保持シール材の主面にせん断応力を印加した。
図５（ｂ）は中板を移動させた状態を示している。
なお、中板を移動させる方向は、中板に接している側の保持シール材の主面にせん断応力を印加した方向と同じである。
移動中のロードセルの荷重値及び中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係数（静摩擦係数）を測定した。
【０１１３】
上記測定を、保持シール材の製造直後に、保持シール材と中板の間の温度が２５℃の状態で行い、有機結合剤が存在している場合の摩擦係数とした。
続いて、保持シール材と中板の間の温度を３００℃とし、２０分保持して有機結合剤を加熱させたのちに、保持シール材と中板の間の温度を３００℃に保った状態で摩擦係数の測定を行い、有機結合剤が加熱された後の摩擦係数とした。
【０１１４】
表１に、実施例及び比較例における保持シール材の結合剤の添着量、及び、保持シール材の第二の表面部側の摩擦係数の測定結果を示す。
【０１１５】
【表１】
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【０１１６】
表１から、３００℃での摩擦係数の測定値が実施例１において比較例１よりも高いことが分かる。この結果は、実施例１においては第二の表面部における有機結合剤の添着量が少ないため、有機結合剤の軟化の影響が少なく、有機結合剤の軟化後の摩擦係数が高くなることを示している。すなわち、実施例１の保持シール材では有機結合剤の軟化後もマットとケーシングとの間の保持力が高い状態を保つことができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０  保持シール材
１１  マット
１１ａ  第一の表面部
１１ｂ  第二の表面部
１１ｃ  中央部
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
【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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