(57)【要約】【課題】  打ち抜き対象となる無機質繊維集合体へのダメージを最小限に抑えることができ、さらに無機質繊維集合体の離型が容易である打ち抜き型及び該打ち抜き型を用いたマットの製造方法を提供する。【解決手段】  基板と、上記基板上に設けられたトムソン刃とを備えてなり、シート状の無機質繊維集合体から所定形状のマットを厚さ方向に打ち抜く打ち抜き型であって、上記基板は、第１の主面と、上記第１の主面と反対側の主面である第２の主面とを備えており、上記トムソン刃は、上記第２の主面から突出するように設けられており、上記基板には、上記トムソン刃により打ち抜かれたマットが通過可能な貫通孔が形成されていることを特徴とする打ち抜き型。【選択図】  図１
2015055018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられたトムソン刃とを備えてなり、シート状の無機質繊維集合体から所定形状のマットを厚さ方向に打ち抜く打ち抜き型であって、
前記基板は、第１の主面と、前記第１の主面と反対側の主面である第２の主面とを備えており、
前記トムソン刃は、前記第２の主面から突出するように設けられており、
前記基板には、前記トムソン刃により打ち抜かれたマットが通過可能な貫通孔が形成されていることを特徴とする打ち抜き型。
【請求項２】
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の製造に用いられる請求項１に記載の打ち抜き型。
【請求項３】
前記トムソン刃の表面には低摩擦処理が施されている請求項１又は２に記載の打ち抜き型。
【請求項４】
前記トムソン刃が両刃である請求項１〜３のいずれかに記載の打ち抜き型。
【請求項５】
前記トムソン刃が炭素鋼で形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の打ち抜き型。
【請求項６】
前記トムソン刃の厚さは、前記第２の主面に近づくに従って厚くなる請求項１〜５のいずれかに記載の打ち抜き型。
【請求項７】
前記トムソン刃と前記第２の主面とのなす角が９０〜１２０°である請求項１〜６のいずれかに記載の打ち抜き型。
【請求項８】
前記貫通孔の前記第１の主面上の面積は、前記貫通孔の前記第２の主面上の面積よりも大きい請求項１〜７のいずれかに記載の打ち抜き型。
【請求項９】
前記貫通孔の内壁と前記第１の主面とのなす角が９０〜１３５°である請求項１〜８のいずれかに記載の打ち抜き型。
【請求項１０】
前記第１の主面に、前記打ち抜かれたマットを収容する収容体をさらに備える請求項１〜９のいずれかに記載の打ち抜き型。
【請求項１１】
第１の主面及び前記第１の主面と反対側の主面である第２の主面を有する基板と、前記基板上に設けられたトムソン刃とを備え、
前記トムソン刃は、前記第２の主面から突出するように設けられ、
前記基板には、前記トムソン刃により打ち抜かれたマットが通過可能な貫通孔が形成された打ち抜き型を用いたマットの製造方法であって、
シート状の無機質繊維集合体を前記トムソン刃により厚さ方向に打ち抜き、所定形状のマットを作製する打抜工程と、
前記打抜工程で打ち抜かれた前記マットを回収する回収工程とを含むことを特徴とするマットの製造方法。
【請求項１２】
前記打抜工程において、前の工程で打ち抜かれたマットを、次の工程で打ち抜かれたマットの上に順次積層する請求項１１記載のマットの製造方法。
【請求項１３】
前記回収工程において、前記打抜工程により打ち抜かれたマットを治具により押し出して回収する回収工程をさらに含む請求項１１又は１２に記載のマットの製造方法。
【請求項１４】
さらに、前記貫通孔上に打ち抜かれたマットを収容する収容体を備えた打ち抜き型を用いたマットの製造方法であって、
前記打抜工程において積層された複数のマットを前記収容体に収容する収容工程と、
前記収容体を前記打ち抜き型から分離する分離工程とをさらに備え、
前記回収工程では、前記分離工程により分離した前記収容体から積層されたマットを回収する請求項１２に記載のマットの製造方法。
【請求項１５】
前記シート状の無機質繊維集合体の厚さが１５ｍｍ以上である請求項１１〜１４のいずれかに記載のマットの製造方法。
【請求項１６】
一度の打ち抜き工程により複数枚のシート状の無機質繊維集合体を打ち抜く請求項１１〜１５のいずれかに記載のマットの製造方法。
【請求項１７】
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の製造に用いられる請求項１１〜１６のいずれかに記載のマットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打ち抜き型及びマットの製造方法に関する。
【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、打抜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、打抜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抜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】
また、打ち抜き型を用いずに無機質繊維集合体を加工する方法としては、回転刃による裁断（例えば、特許文献３参照）、ウォータージェットによる裁断（例えば、特許文献４参照）、及び、レーザーによる裁断（例えば、特許文献５参照）等がある。さらに、所定の寸法に裁断した無機質繊維集合体を取り扱う方法として、エアーの吸引・噴射による方法（例えば、特許文献６及び特許文献７参照）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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】特開平４−６３６９７号公報
【特許文献４】特表２００８−５４６９１８号公報
【特許文献５】特表２００８−５２０９０４号公報
【特許文献６】特開２０１０−２０７９２５号公報
【特許文献７】特表２００５−５２１６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。そして、重機などの大型内燃機関では排ガス処理体が巨大化しており、排ガス処理体を支えるための保持シール材のクッション性、もしくは反発特性も重要な要素となっている。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。
【０００９】
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（目付量）を高くする必要がある。
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載の打ち抜き型を用いて、嵩密度や目付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損し、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。また、保持シール材への裁断時の圧縮を緩和させるために、材料を離型するためのスプリングや弾性体を反発力の弱いものにすると、保持シール材が離型されないことがある。
【００１１】
特許文献３に記載されたような、回転刃による裁断では、複雑な形状に裁断することが困難となるだけでなく、裁断に伴って粉塵が発生することや、無機質繊維集合体を取り扱う作業者が回転刃に接触して怪我をする可能性があることから、作業環境の面で好ましくない。
【００１２】
特許文献４に記載されたような、ウォータージェットによる裁断では、無機質繊維集合体の厚みが厚くなるほど、ウォータージェットの水圧を増加させたり、硬質なダイヤモンドの研磨剤を使用したりする必要があり、水、排水処理等の環境面ばかりか、製造コストの面でも好ましくない。また、保持シール材の嵩密度や目付量が大きいと、裁断に要する時間が長くなるため、無機質繊維集合体の含水量が高くなりすぎてしまうことがあり、水分の影響で有機バインダの無機繊維集合体に対する成形能力が低下し、好ましくない。
【００１３】
特許文献５に記載されたような、レーザーによる裁断では、無機質繊維集合体の厚みの増加に伴って、裁断に必要なレーザー出力が増加するために消費エネルギーが増加することや、裁断に要する時間が長くなることで裁断面の材料溶融形状が大きくなることで凹凸ができてしまい、寸法にムラが発生することがあり好ましくない。また、断面の溶融形状物が脱落した場合、排ガス処理体へキズをつけたり、欠損させたりする可能性が充分にあり、品質管理上好ましくない。
【００１４】
特許文献６及び特許文献７に記載されたような、エアーの吸引・噴射により無機質繊維集合体を取り扱う場合、エアーによってマットの一部に窪みが生じるなど、マット表面へのダメージが発生することがあった。
【００１５】
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、打ち抜き対象となる無機質繊維集合体へのダメージを最小限に抑えることができ、さらに無機質繊維集合体の離型が容易である打ち抜き型及び該打ち抜き型を用いたマットの製造方法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】
【００１６】
すなわち、本発明の打ち抜き型は、基板と、上記基板上に設けられたトムソン刃とを備えてなり、シート状の無機質繊維集合体から所定形状のマットを厚さ方向に打ち抜く打ち抜き型であって、上記基板は、第１の主面と、上記第１の主面と反対側の主面である第２の主面とを備えており、上記トムソン刃は、上記第２の主面から突出するように設けられており、上記基板には、上記トムソン刃により打ち抜かれたマットが通過可能な貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の打ち抜き型は、基板に、トムソン刃により打ち抜かれたマットが通過可能な貫通孔が形成されている。そのため、無機質繊維集合体は打ち抜き時に圧縮されることがなく、無機質繊維集合体へのダメージを最小限に抑えることができる。さらに、基板上に形成された貫通孔を通じて、打ち抜いたマットを容易に取り出すことができる。
【００１８】
本発明の打ち抜き型は、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の製造に用いられることが望ましい。
本発明の打ち抜き型を用いて無機質繊維集合体を打ち抜くことで、ダメージを最小限に抑えたマットが得られる。このようなマットは無機繊維の構造が破壊されていないため保持力が大きく、保持シール材として好適に用いることができる。そのため、本発明の打ち抜き型を用いると、保持力が大きい保持シール材を製造することができる。
【００１９】
本発明の打ち抜き型は、上記トムソン刃の表面には低摩擦処理が施されていることが望ましい。
トムソン刃の表面に低摩擦処理が施されていると、打ち抜いたマットとトムソン刃とが滑りやすく、打ち抜き型からマットを離型しやすくなる。また、打ち抜き型からマットを離型していない状態で、さらに連続で無機質繊維集合体を打ち抜く場合、離型されていないマットによって、打ち抜く対象となる無機質繊維集合体が圧縮されてダメージを受けることを最小限に抑制することが可能となる。
【００２０】
本発明の打ち抜き型は、上記トムソン刃が両刃であることが望ましい。
トムソン刃が両刃であると、無機質繊維集合体を打ち抜く際の抵抗を低減することができ、打ち抜き型からマットを離型しやすくなる。
【００２１】
本発明の打ち抜き型は、上記トムソン刃が炭素鋼で形成されていることが望ましい。
トムソン刃が炭素鋼で形成されていると、所定の形状に屈曲する際の加工性が良好である。
【００２２】
本発明の打ち抜き型において、上記トムソン刃の厚さは、上記第２の主面に近づくに従って厚くなることが望ましい。
トムソン刃の厚さが、第２の主面に近づくに従って厚くなることで、打ち抜き型の強度を向上させることができ、さらに、裁断時の刃の倒れを抑制することができる。
【００２３】
本発明の打ち抜き型は、上記トムソン刃と上記第２の主面とのなす角が９０〜１２０°であることが望ましい。
トムソン刃と第２の主面とのなす角が上記範囲内であると、基板の厚さ方向に対して垂直に切断した断面におけるトムソン刃によって囲まれた空間の面積が、トムソン刃の刃先から第２の主面に向かって小さくなることがない。そのため、打ち抜かれたマットがトムソン刃の刃先から第２の主面に向かって移動する際に、トムソン刃による抵抗を最小限に抑制することができる。従って、打ち抜き型からマットを離型しやすくなる。
【００２４】
本発明の打ち抜き型は、上記貫通孔の上記第１の主面上の面積は、上記貫通孔の上記第２の主面上の面積よりも大きいことが望ましい。上記構成であると、第２の主面を通過したマットは、第１の主面を容易に通過できる。そのため、打ち抜いたマットが貫通孔を通過しやすくなるため、第１の主面上に積層されやすくなる。また、打ち抜いたマットが第２の主面側に移動することを抑制することができる。
【００２５】
本発明の打ち抜き型は、上記貫通孔の内壁と上記第１の主面とのなす角が９０〜１３５°であることが望ましい。
貫通孔内壁と第１の主面とのなす角が上記範囲内であると、打ち抜いたマットが第２の主面を通過して第１の主面まで到達する間に、貫通孔の大きさが小さくなることがない。そのため、打ち抜いたマットが第２の主面を通過して第２の主面まで到達するにあたって、貫通孔の内壁からの抵抗を受けにくくなる。そのため、打ち抜いたマットは貫通孔を容易に通過しやすくなり、打ち抜いたマットを積層しやすくなる。
貫通孔の内壁は、基板であってもよく、トムソン刃を構成する板状金属であってもよく、上記基板と上記トムソン刃とを固定する固定部材であってもよい。
【００２６】
本発明の打ち抜き型は、上記第１の主面に、上記打ち抜かれたマットを収容する収容体をさらに備えることが望ましい。
上記構成とすることで、打ち抜かれたマットを積層する際に、積層したマットがずれたり、崩れたりすることを抑制することができる。また、積層したマットを一度に処理することができるため、製造効率が向上する。
【００２７】
本発明のマットの製造方法は、第１の主面及び上記第１の主面と反対側の主面である第２の主面を有する基板と、上記基板上に設けられたトムソン刃とを備え、上記トムソン刃は、上記第２の主面から突出するように設けられ、上記基板には、上記トムソン刃により打ち抜かれたマットが通過可能な貫通孔が形成された打ち抜き型を用いたマットの製造方法であって、シート状の無機質繊維集合体を上記トムソン刃により厚さ方向に打ち抜き、所定形状のマットを作製する打抜工程と、上記打抜工程で打ち抜かれた上記マットを回収する回収工程とを含むことを特徴とする。
【００２８】
本発明のマットの製造方法に用いられる打ち抜き型は、基板に、トムソン刃により打ち抜かれたマットが通過可能な貫通孔が形成されている。そのため、無機質繊維集合体は打ち抜き時に圧縮されることがなく、無機質繊維集合体へのダメージを最小限に抑えることができる。さらに、基板上に形成された貫通孔を通じて、打ち抜いたマットを容易に取り出すことができる。
【００２９】
本発明のマットの製造方法においては、上記打抜工程において、前の工程で打ち抜かれたマットを、次の工程で打ち抜かれたマットの上に順次積層することが望ましい。
打ち抜き工程において、打ち抜いたマットを順次積層することで、打ち抜いたマットをその都度、打ち抜き型から外す工程が不要となり、作業効率を向上させることができる。
【００３０】
本発明のマットの製造方法においては、上記回収工程において、上記打抜工程により打ち抜かれたマットを治具により押し出して回収する回収工程をさらに含むことが望ましい。
回収工程において、マットを治具により押し出すことで、マットへのダメージをより抑制することができる。
【００３１】
本発明のマットの製造方法においては、さらに、上記貫通孔上に打ち抜かれたマットを収容する収容体を備えた打ち抜き型を用い、上記打抜工程において積層された複数のマットを上記収容体に収容する収容工程と、上記収容体を上記打ち抜き型から分離する分離工程とをさらに備え、上記回収工程では、上記分離工程により分離した上記収容体から積層されたマットを回収することが望ましい。
貫通孔上に、打ち抜かれたマットを収容する収容体を備えた打ち抜き型を用いることで、打ち抜いたマットが積層する際にずれたり、崩れたりすることを抑制することができる。また、積層したマットを一度に処理することができ、製造効率を向上させることができる。
【００３２】
本発明のマットの製造方法においては、上記シート状の無機質繊維集合体の厚さが１５ｍｍ以上であることが望ましい。２０ｍｍ以上がより望ましく、２５ｍｍ以上がさらに望ましい。
本発明のマットの製造方法では、無機質繊維集合体の厚さが上記厚さ以上であっても、無機質繊維集合体にダメージを与えずに打ち抜くことができるため、このような厚さのマットを製造する方法に適している。
【００３３】
本発明のマットの製造方法においては、一度の打ち抜き工程により複数枚のシート状の無機質繊維集合体を打ち抜くことが望ましい。
一度の打ち抜き工程により複数枚のマットを打ち抜くことで、製造効率を向上させることができる。
【００３４】
本発明のマットの製造方法は、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の製造に用いられることが望ましい。
本発明のマットの製造方法では、無機質繊維集合体のダメージを最小限に抑えたマットが得られる。このようなマットは無機繊維の構造が破壊されていないため保持力が大きく、保持シール材として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１（ａ）は、本発明の打ち抜き型の一例を模式的に示した斜視図であり、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、本発明の打ち抜き型を用いて無機質繊維集合体を打ち抜く打抜工程の一例を模式的に示した断面図であり、図２（ｂ）は、本発明の打ち抜き型を用いて無機質繊維集合体を打ち抜く打抜工程において、無機質繊維集合体を打ち抜いた直後の様子の一例を示す断面図であり、図２（ｃ）は、本発明の打ち抜き型を用いて無機質繊維集合体を打ち抜く打抜工程において、無機質繊維集合体を連続して打ち抜いた場合の一例を模式的に示した断面図である。
【図３】図３は、本発明の打ち抜き型を構成するトムソン刃の一例を模式的に示した断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の打ち抜き型の一例における基板とトムソン刃との固定部分を模式的に示した断面図であり、図４（ｂ）は、本発明の打ち抜き型の別の一例における基板とトムソン刃との固定部分を模式的に示した断面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の打ち抜き型を構成するトムソン刃の別の一例を模式的に示した断面図であり、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、本発明の打ち抜き型を構成するトムソン刃のさらに別の一例を模式的に示した断面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の打ち抜き型の別の一例を模式的に示した斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の打ち抜き型を構成する収容体の一例を模式的に示した斜視図であり、図７（ｂ）は本発明の打ち抜き型を構成する収容体の別の一例を模式的に示した斜視図である。
【図８−１】図８−１（ａ）は、本発明の打ち抜き型を構成する収容体のさらに別の一例を模式的に示した斜視図であり、図８−１（ｂ）は、本発明の打ち抜き型を構成する収容体に底部部材を挿入した場合の一例を模式的に示した斜視図である。
【図８−２】図８−２（ｃ）は、図８−１（ｂ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明のマットの製造方法において打ち抜き工程を複数回繰り返した状態の打ち抜き型の一例を模式的に示した断面図であり、図９（ｂ）は、本発明のマットの製造方法における収容工程の一例を模式的に示した断面図である。
【００３６】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明の打ち抜き型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。
【００３７】
以下、本発明の打ち抜き型について説明する。
本発明の打ち抜き型は、基板と、上記基板上に設けられたトムソン刃とを備えてなり、シート状の無機質繊維集合体から所定形状のマットを厚さ方向に打ち抜く打ち抜き型であって、上記基板は、第１の主面と、上記第１の主面と反対側の主面である第２の主面とを備えており、上記トムソン刃は、上記第２の主面から突出するように設けられており、上記基板には、上記トムソン刃により打ち抜かれたマットが通過可能な貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【００３８】
図１（ａ）は、本発明の打ち抜き型の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
図１（ａ）に示す打ち抜き型は、第１の主面１と第２の主面２とを有する基板１０と、第２の主面２から突出するトムソン刃２０とを備えている。基板１０には貫通孔１１が形成されており、基板１０に形成された貫通孔の内壁１２にはトムソン刃２０が配置されている。また、トムソン刃２０は、平面に投影した場合に凸部と凹部とを有する矩形形状の閉空間を形成している。打ち抜き型１００を無機質繊維集合体に打ち付けることによって、トムソン刃２０によって囲まれる形状に対応する形状、すなわち、凸部と凹部とを有する矩形形状に無機質繊維集合体が打ち抜かれることとなる。
図１（ｂ）に示すように、基板１０に形成された貫通孔１１はトムソン刃２０により囲まれる形状に対応しており、トムソン刃２０により打ち抜かれた無機質繊維集合体が通過可能となっている。
【００３９】
図２（ａ）は、本発明の打ち抜き型を用いて無機質繊維集合体を打ち抜く打抜工程の一例を模式的に示した断面図であり、図２（ｂ）は、本発明の打ち抜き型を用いて無機質繊維集合体を打ち抜く打抜工程において、無機質繊維集合体を打ち抜いた直後の様子の一例を示す断面図であり、図２（ｃ）は、本発明の打ち抜き型を用いて無機質繊維集合体を打ち抜く打抜工程において、無機質繊維集合体を連続して打ち抜いた場合の一例を模式的に示した断面図である。
図２（ａ）に示すように、打ち抜き型１００は、第２の主面２及びトムソン刃２０が形成されている面が無機質繊維集合体８０と接触するように配置され、無機質繊維集合体８０に打ち抜き型１００を押し付けると、無機質繊維集合体８０の第１の表面８１からトムソン刃２０が第１の表面８１と反対側の表面である第２の表面８２まで到達する。この際に、トムソン刃２０は無機質繊維集合体８０を構成する無機繊維を切断し、所定形状のマットが打ち抜かれる。打ち抜かれる無機質繊維集合体８０は基板１０と接触することがないため、打ち抜いたマットが基板１０によって圧縮されることがない。そのため、無機質繊維集合体８０を構成する無機繊維が破損していない、面圧の高いマットを得ることができる。このようなマットは、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の用途に特に適している。
【００４０】
また、図２（ｂ）に示すように、打ち抜き型１００によって打ち抜かれたマット９０ａは、トムソン刃２０により形成される閉空間に取り込まれるようにして無機質繊維集合体８０から分離される。この際にも、マット９０ａに対して厚さ方向の荷重が掛からないため、マット９０ａがダメージを受けることを最小限に抑制することができる。
【００４１】
さらに、図２（ｃ）に示すように、打ち抜き型１００を用いて無機質繊維集合体８０を連続して打ち抜くと、前の工程で打ち抜かれたマット９０ａが、次の工程で打ち抜かれたマット９０ｂの上に順次積層されることとなる。トムソン刃２０により打ち抜かれたマット９０は、順次積層されるに従って、トムソン刃２０の刃先から第２の主面２に向かって移動することとなる。ここで、基板１０に形成された貫通孔１１は、トムソン刃２０により打ち抜かれたマット９０が通過可能となるよう構成されている。従って、トムソン刃２０により打ち抜かれたマット９０は第２の主面２と衝突することなく、貫通孔１１を通過して第１の主面１へ向かって移動することができる。従って、本発明の打ち抜き型を用いることで、無機質繊維集合体にダメージを最小限に抑えることができ、さらに、基板上に形成された貫通孔を通じて、打ち抜いたマットを容易に取り出すことができる。
【００４２】
以下、本発明の打ち抜き型を構成する基板について説明する。
本発明の打ち抜き型を構成する基板を構成する素材は、特に限定されず、ステンレス等の金属や、ベニヤ板等の木、アクリルなどの硬化性樹脂等を用いることができるが、製造コストと加工性の点から、木製であることが望ましい。
【００４３】
以下、本発明の打ち抜き型を構成するトムソン刃について説明する。
図３は、本発明の打ち抜き型を構成するトムソン刃の一例を模式的に示した断面図である。
本発明の打ち抜き型を構成するトムソン刃２０は、所定の長さ（図３中、両矢印Ｌ１で表される長さ）を有する刃部２１と、所定の厚さ（図３中、両矢印Ｔで表される長さ）を有する胴体部２２とからなっている。
また、基板１０から突出するトムソン刃２０の長さ（図３中、両矢印Ｌ２で表される長さ）は、打ち抜く対象となる無機質繊維集合体の厚さよりも長いことが望ましい。
【００４４】
トムソン刃２０における胴体部２２の厚さは、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２２の厚さが０．５ｍｍよりも薄いとトムソン刃２０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、打ち抜くマットの形状に影響を与えることがある。
【００４５】
図３に示すように、本発明のトムソン刃２０は、胴体部２２から所定の切り込み角度（図３中、θ１及びθ２で表される角度）で切り込まれることにより刃部２１が形成されている。θ１及びθ２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。θ１及びθ２の角度差が１０°を超える場合、トムソン刃２０を無機質繊維集合体に押圧したときに、刃部２１が切り込み角度の小さい側に折れ曲がり、トムソン刃２０の耐久性が低下することや、打ち抜かれる無機質線維集合体の寸法がずれることがある。
【００４６】
θ１及びθ２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。
θ１又はθ２の角度が１０°未満の場合には刃部２１の強度が不足して刃部２１が刃こぼれを起こすことがあり、θ１又はθ２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、トムソン刃の耐久性が低下することがある。
θ１及びθ２はそれぞれ異なっていてもよく、同一であってもよいが、無機質繊維集合体を打ち抜く際の抵抗を低減する観点から、θ１とθ２とが同一（θ１とθ２との角度差が０°）であることが望ましい。
【００４７】
また、トムソン刃は両刃であることが望ましい。トムソン刃が両刃であるとは、θ１及びθ２がいずれも０°を超えている状態を指す。
トムソン刃が両刃であると、無機質繊維集合体を打ち抜く際の抵抗を低減することができ、打ち抜き型からマットを離型しやすくなる。
【００４８】
本発明の打ち抜き型において、トムソン刃と第２の主面とのなす角は９０〜１２０°であることが望ましい。
トムソン刃と第２の主面とのなす角が上記範囲内であると、トムソン刃の刃先から第２の主面までの間に、基板の厚さ方向に対して垂直に切断した断面におけるトムソン刃により囲まれる空間の面積が小さくなることがない。そのため、打ち抜かれたマットがトムソン刃の刃先から胴体部を通過し、貫通孔に到達する工程において、トムソン刃による抵抗を最小限に抑制することができる。そのため、打ち抜き型からマットを離型しやすくなる。
なお、「トムソン刃と第２の主面とのなす角」とは、トムソン刃２０の胴体部２２の貫通孔側の表面と、第２の主面とのなす角（図３中、θ３で表される角度）を指している。
【００４９】
図４（ａ）は、本発明の打ち抜き型の一例における基板とトムソン刃との固定部分を模式的に示した断面図であり、図４（ｂ）は、本発明の打ち抜き型の別の一例における基板とトムソン刃との固定部分を模式的に示した断面図である。基板１０とトムソン刃３０とを固定する方法としては、例えば、図４（ａ）に示すように、トムソン刃３０に釘の先端のように突出した凸部３５を設け、凸部３５を基板１０に打ち込むことにより固定してもよく、図４（ｂ）に示すように、ねじ、釘等の固定部材４６を用いて固定してもよい。
固定部材４６を用いてトムソン刃４０と基板１０とを固定する場合、打ち抜いたマットを容易に通過させる観点から、固定部材４６がトムソン刃４０の表面から突出していないことが望ましい。
また、トムソン刃と基板とは一体化していてもよく、例えば、単一の金属塊を切削することにより本発明の打ち抜き型を作成してもよい。
【００５０】
図５（ａ）は、本発明の打ち抜き型を構成するトムソン刃の別の一例を模式的に示した断面図である。
図５（ａ）に示すように、トムソン刃５０は、胴体部５２の厚さが第２の主面２に近づくにつれて順次厚くなっていてもよい。
本発明の打ち抜き型１００は貫通孔１１が形成されているために、打ち抜き型全体の強度が低くなりやすいが、胴体部５２の厚さが第２の主面２に近づくに従って厚くなっていると、打ち抜き型の強度を向上させることができ、さらに、裁断時の刃の倒れを抑制することができる。
なお、このような構成の打ち抜き型を構成するトムソン刃５０における刃部の切り込み角度は、図５（ａ）に示すように、刃部の先端から第１の主面１及び第２の主面２に対して垂直に伸ばした線と刃部を構成する面とのなす角で表される（図５（ａ）中、θ１及びθ２で示される）。
また、胴体部５２（図５（ａ）中、両矢印Ｌ３で示される部分）の厚さの平均値を胴体部５２の厚さとする。
【００５１】
図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、本発明の打ち抜き型を構成するトムソン刃のさらに別の一例を模式的に示した断面図である。
図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、本発明の打ち抜き型は、貫通孔の内壁１２と第１の主面１とのなす角（図５（ｂ）及び図５（ｃ）中、θ４で表される角度）が、９０〜１３５°であることが望ましい。
貫通孔の内壁１２と第１の主面１とのなす角が上記範囲内であると、第２の主面２から第１の主面１までの間に、基板１０の厚さ方向に対して垂直に切断した断面における貫通孔１１の面積が小さくなることがない。そのため、打ち抜いたマットが第２の主面２を通過して第１の主面１まで到達するにあたって、貫通孔の内壁１２からの抵抗を受けにくくなる。そのため、打ち抜いたマットは貫通孔１１を容易に通過しやすくなり、打ち抜いたマットを積層しやすくなる。
【００５２】
また、図５（ｂ）に示すように、トムソン刃６０は胴体部６２が屈曲していてもよく、図５（ｃ）に示すように、トムソン刃７０は第２の主面側に固定されていてもよい。
【００５３】
トムソン刃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無機質繊維集合体の材質、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２１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。無機質繊維集合体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。
【００５４】
トムソン刃の表面には、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トムソン刃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。
トムソン刃の表面に低摩擦処理が施されていると、打ち抜いたマットとトムソン刃とが滑りやすく、打ち抜き型からマットを離型しやすくなる。また、無機質繊維集合体を連続して打ち抜く場合には、離型されていないマットによって打ち抜く対象となる無機質繊維集合体が圧縮されてダメージを受けることを最小限に抑制することが可能となる。
【００５５】
トムソン刃が曲がって配置されている屈曲部は、複数の板状金属を接合することにより形成されていてもよく、一枚の板状金属を屈曲させることにより形成されていてもよい。屈曲部の曲率半径は特に限定されないが、１〜５ｍｍであることが望ましい。
複数の板状金属を接合する方法は特に限定されず、例えば、溶接等の手段により接合することができる。その際は、溶接部に凹凸が出来てしまうため、凹凸を取り除く加工を施してもよい。溶接部の凹凸を取り除く加工としては、例えば、研磨加工や薬品処理などで凹凸を取り除いて、平滑にする加工が挙げられる。
【００５６】
本発明の打ち抜き型において、第１の主面における貫通孔の面積は、第２の主面における貫通孔の面積よりも大きいことが望ましい。
上記構成とすることで、第２の主面２を通過したマットは、第１の主面１を容易に通過できる。そのため、打ち抜いたマットが貫通孔１１を容易に通過できるため、第１の主面１上に積層されやすくなる。また、打ち抜いたマットが第２の主面２側に移動することを抑制することができる。
【００５７】
図６（ａ）は、本発明の打ち抜き型の別の一例を模式的に示した斜視図である。
図６（ａ）に示すように、本発明の打ち抜き型は、第１の主面１に、打ち抜かれたマットを収容する収容体１３０をさらに備えていることが望ましい。
図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。図６（ｂ）に示すように、収容体１３０は、打ち抜かれたマットが積層される方向と垂直な方向に切断した断面における内部空間の形状が打ち抜かれたマットよりも大きく、打ち抜かれたマットを積層した状態で収容できるよう構成されている。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に記載された本発明の打ち抜き型を用いて、無機質繊維集合体を連続して打ち抜くことで、収容体１３０内に打ち抜かれたマットが積層されることとなる。収容体１３０を備えることで、積層したマットが打ち抜きの振動等によりずれたり、崩れたりすることを抑制することができる。また、積層したマットを一度に処理することができるため、製造効率が向上する。
【００５８】
図７（ａ）は、本発明の打ち抜き型を構成する収容体の一例を模式的に示した斜視図であり、図７（ｂ）は本発明の打ち抜き型を構成する収容体の別の一例を模式的に示した斜視図である。
【００５９】
図７（ａ）に示すように、収容体１４０には、基板１０と接する面と反対側の面に、打ち抜いたマットが取り出し可能な空孔が形成されている。
このように構成することで、収容体１４０における基板１０と接する側と反対側の面から、打ち抜いたマットを容易に取り出すことができる。
【００６０】
また、図７（ｂ）に示すように、収容体１５０を構成するいずれかの面の一部又は全部が可動する可動壁部１５１であり、可動壁部１５１が可動することで内部に積層されたマットが取り出し可能となるように構成されていてもよい。収容体１５０を構成する可動壁部１５を可動させることで、収容体１５０内部に積層されたマットを容易に取り出すことができる。
【００６１】
収容体は、打ち抜き型から分離可能となっていることが望ましい。
収容体が打ち抜き型から分離可能であると、マットを製造する工程において、収容体に収容されたマットをまとめて取り扱うことができ、製造効率が向上する。
収容体を打ち抜き型から分離可能とする方法は、特に限定されず、例えば、打ち抜き型を構成する基板と収容体とを一時的に固定しておき、収容体を打ち抜き型から分離する際に、この固定を解除する方法等を用いることができる。基板と収容体とを一時的に固定する方法としては、特に限定されず、例えば、基板と収容体とをねじ、クリップ等の工業用ファスナーによって固定する方法、及び、磁石等によって固定する方法等が挙げられる。
収容体が打ち抜き型から分離可能となっていると、収容体に収容されたマットを容易に回収することができる。
【００６２】
図６（ｂ）に示すように、収容体１３０の基板と接する面は、打ち抜いたマットが通過可能となっている。言い換えると、収容体１３０の少なくとも一面には、打ち抜いたマットが通過可能な空孔が形成されている。そのため、収容体１３０を打ち抜き型１００から分離した場合、打ち抜いたマットが脱落してしまうことがある。そこで、本発明の打ち抜き型は、収容体１３０を打ち抜き型１００から分離する際に、収容体１３０に形成された、打ち抜いたマットが通過可能な空孔を塞ぐ構成を備えていることが望ましい。
【００６３】
図８−１（ａ）は、本発明の打ち抜き型を構成する収容体のさらに別の一例を模式的に示した斜視図であり、図８−１（ｂ）は、本発明の打ち抜き型を構成する収容体に底部部材を挿入した場合の一例を模式的に示した斜視図であり、図８−２（ｃ）は、図８−１（ｂ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【００６４】
図８−１（ａ）に示す収容体１６０は、基板１０との接触面近傍一方の面の側面に、底部部材１６３が差し込み可能な所定の厚さを有するスリット１６２ａが形成されている。さらに、スリット１６２ａが形成されている収容体１６０の側面と向かい合う側面の接触面近傍にも、スリット１６２ａと同様の形状のスリット１６２ｂが形成されており、スリット１６２ａとスリット１６２ｂは、基板１０からの距離が略同一となる位置に設けられている。
図８−１（ｂ）及び図８−２（ｃ）に示すように、スリット１６２ａとスリット１６２ｂとを両方通過するように底部部材１６３を差し込むことで、収容体１６０に形成されている空孔を塞ぐことができる。そのため、収容体１６０を打ち抜き型１００から分離した場合であっても、収容体に収容したマットの脱落を抑制することができる。
【００６５】
収容体を構成する材料は特に限定されず、例えば、金属、木材、プラスチック等を用いることができる。また、収容体の側面から収容したマットの位置を確認できるような開口を設けている収容体や、透明または半透明な素材、光透過性のある素材で構成されている収容体が望ましい。
【００６６】
本発明の打ち抜き型は、基板に貫通孔が複数存在し、それぞれの貫通孔の内壁面にトムソン刃が形成されていてもよい。このような構成の打ち抜き型を用いることで、一度の打ち抜き工程により、複数枚のマットを打ち抜くことができるため、製造効率を向上させることができる。
【００６７】
次に、本発明のマットの製造方法について説明する。
本発明のマットの製造方法は、第１の主面及び上記第１の主面と反対側の主面である第２の主面を有する基板と、上記基板上に設けられたトムソン刃とを備え、上記トムソン刃は、上記第２の主面から突出するように設けられ、上記基板には、上記トムソン刃により打ち抜かれたマットが通過可能な貫通孔が形成された打ち抜き型を用いたマットの製造方法であって、シート状の無機質繊維集合体を上記トムソン刃により厚さ方向に打ち抜き、所定形状のマットを作製する打抜工程と、上記打抜工程で打ち抜かれた上記マットを回収する回収工程とを含むことを特徴とする。
【００６８】
本発明のマットの製造方法では、シート状の無機質繊維集合体をトムソン刃により厚さ方向に打ち抜く際に、打ち抜かれたマットが打ち抜き型を構成する基板に形成された貫通孔を通過する。そのため、打ち抜かれたマットは打ち抜き型を構成する基板によって厚さ方向に圧縮されることがない。従って、マットを構成する無機質繊維集合体が破損することを最小限に抑制することができる。
このようなマットは、無機繊維の構造が破壊されていないため保持力が大きく、保持シール材として好適に用いることができる。そのため、本発明のマットの製造方法は、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の製造に好適に用いることができる。
【００６９】
打抜工程では、前の工程で打ち抜かれたマットを、次の工程で打ち抜かれたマットの上に順次積層することが望ましい。
打抜工程において、打ち抜いたマットを順次積層することで、打ち抜いたマットをその都度、打ち抜き型から外す工程が不要となり、作業効率を向上させることができる。
【００７０】
回収工程では、打抜工程により打ち抜かれたマットを治具により押し出す工程をさらに含むことが望ましい。回収工程において、マットを治具により押し出すことで、マットへのダメージをより抑制することができる。
【００７１】
本発明のマットの製造方法においては、さらに、貫通孔上に打ち抜かれたマットを収容する収容体を備えた打ち抜き型を用い、打抜工程において積層された複数のマットを収容体に収容する収容工程と、収容体を打ち抜き型から分離する分離工程とをさらに備え、回収工程では、分離工程により分離した収容体から積層されたマットを回収することが望ましい。
【００７２】
貫通孔上に打ち抜かれたマットを収容する収容体を備えた打ち抜き型を用いることで、打ち抜いたマットを積層する際にずれたり、崩れたりすることを抑制することができる。さらに、積層したマットは収容体にまとめて収容されているため、一度に処理することができ、製造効率を向上させることができる。
【００７３】
図９（ａ）は、本発明のマットの製造方法において打ち抜き工程を複数回繰り返した状態の打ち抜き型の一例を模式的に示した断面図であり、図９（ｂ）は、本発明のマットの製造方法における収容工程の一例を模式的に示した断面図である。
【００７４】
図９（ａ）に示すように、無機質繊維集合体を連続して打ち抜くことで、前の工程で打ち抜かれたマット９０が、次の工程で打ち抜かれたマット９０の上に積層されることとなる。従って、マット９０を打ち抜く毎に打ち抜き型からマット９０を離型する必要がなく、製造効率を向上させることができる。
【００７５】
本発明のマットの製造方法において、マット９０を収容体１６０内部に収容する方法としては、打抜工程において連続してマット９０を打ち抜くことで、収容体１６０内部に打ち抜いたマットを積層する方法が挙げられるが、その他にも、図９（ｂ）に示すように、治具２００を用いて打ち抜いたマット９０を収容体１６０内部に押しこむことにより収容してもよい。
【００７６】
本発明のマットの製造方法において、収容体を分離する分離工程では、収容体内部に収容したマットが脱落しないよう、底部部材を用いてもよい。底部部材を用いる収容体については、既に説明しているので省略する。
【００７７】
貫通孔上に打ち抜かれたマットを収容する収容体を備えた打ち抜き型としては、本発明の打ち抜き型のうち収容体を備えたものを用いることができる。このような打ち抜き型は、本発明の打ち抜き型の望ましいものとして既に説明しているので省略する。
【００７８】
本発明のマットの製造方法においては、一度の打ち抜き工程により複数枚のシート状の無機質繊維集合体を打ち抜くことが望ましい。
一度の打ち抜き工程により複数枚のシート状無機質繊維集合体を打ち抜くことで、製造効率を向上させることができる。
このようなマットの製造方法においては、基板に貫通孔が複数存在し、それぞれの貫通孔の形状に沿って基板から突出するトムソン刃が形成されている打ち抜き型を好適に用いることができる。このような打ち抜き型は、本発明の打ち抜き型の望ましいものとして既に説明しているので省略する。
【００７９】
次に、本発明のマットの製造方法で打ち抜かれる無機質繊維集合体について説明する。
【００８０】
本発明のマットの製造方法において打ち抜かれる無機質繊維集合体は、主に無機繊維からなるマットであって、従来公知のものを好適に用いることができる。
【００８１】
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好ましい。
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、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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
無機繊維集合体は抄造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０．０５〜１０ｍｍであり、さらには０．５〜５ｍｍが望ましい。抄造法により、容易に広範囲の目付量の無機繊維集合体を製造することが可能であり、特に目付量は限定されないが、望ましい目付量は２０００ｇ／ｍ２〜６０００ｇ／ｍ２であり、より望ましくは３０００〜５０００ｇ／ｍ２である。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
無機質繊維集合体に含まれる有機バインダは、固形分として、無機繊維１００重量部に対して０．１〜１５重量部含まれることが望ましく、１〜１２重量部含まれることがより望ましく、３〜１０重量部含まれることがさらに望ましい。
【００８７】
無機バインダとしては、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。
【００８８】
無機質繊維集合体に含まれる無機バインダは、固形分として、無機繊維１００重量部に対して０．１〜１０重量部含まれることが望ましく、０．１〜３重量部含まれることがより望ましく、０．１〜２重量部含まれることがさらに望ましい。
【００８９】
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、本発明の打ち抜き型を用いることで、無機質繊維集合体にダメージを与えずに打ち抜くことができるため、高い面圧を有するマットとなる。
【００９０】
以下に、本発明の打ち抜き型及びマットの製造方法の作用について説明する。
【００９１】
（１）本発明の打ち抜き型は、基板に、トムソン刃により打ち抜かれたマットが通過可能な貫通孔が形成されている。そのため、無機質繊維集合体は打ち抜き時に圧縮されることがなく、ダメージを最小限に抑えることができる。さらに、基板上に形成された貫通孔を通じて、打ち抜いたマットを容易に取り出すことができる。
【００９２】
（２）本発明のマットの製造方法では、上記構成の打ち抜き型を用いることで、ダメージを最小限に抑えたマットが得られる。このようなマットは無機繊維の構造が破壊されていないため保持力が大きく、保持シール材として好適に用いることができる。
【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）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９０ｇ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１８Ｌ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６．３ｇと、無機バインダとしてＤＩＳＰＥＲＡＬ  Ｐ２（サソールジャパン株式会社）を１．０８ｇ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３０ｇ加えて攪拌することにより、混合液を調製した。
次に、底面にろ過用のメッシュ（メッシュ寸法：３０メッシュ）が形成された成形器に混合液を流し込んだ後、混合液中の水をメッシュを介して脱水することにより、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさの原料シートを作製した。
続いて、得られた原料シートを成形器から取り出し、プレス機を用いて厚さが２２ｍｍとなるように圧縮すると同時に、１５０℃で加熱乾燥させることにより、抄造シートを作製した。
抄造シートを、加熱炉を用いて６００℃で１時間加熱して有機分を除去することにより、無機質繊維集合体を製造した。
製造した無機質繊維集合体は、目付量が４０００ｇ／ｍ２であり、厚さは２２ｍｍであった。
【００９５】
（ｂ）打ち抜き型製造工程
厚さ１８ｍｍのベニヤ板に、一辺が５０ｍｍの正方形状の貫通孔を形成し、貫通孔の内壁と接するように、長さ４８ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの板状金属を配置した。板状金属の一方の面には、板状金属の表面から略垂直に突出する釘状の突起が形成されており、この突起がベニヤ板に埋没するように、板状金属をハンマーで叩き、釘状の突起をベニヤ板内部に埋没させることで、ベニヤ板と板状金属とを固定した。
続いて、各板状金属同士の接触部分を、スポット溶接により溶接しトムソン刃を形成することで、実施例１に係る打ち抜き型を製造した。
なお、ベニヤ板から突出するトムソン刃の長さは３０ｍｍであり、刃部の角度は、θ１、θ２ともに２０°であった。また、板状金属としては、炭素鋼を用いた。
【００９６】
（ｃ）打ち抜き工程
上記（ｂ）打ち抜き型製造工程により製造された打ち抜き型を用いて、（ａ）無機質繊維集合体製造工程により製造された無機質繊維集合体を打ち抜き、実施例１に係るマットを製造した。
【００９７】
（比較例１）
厚さが１８ｍｍであるベニヤ板に対して、一辺が５０ｍｍの正方形状に厚さ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。上記打ち抜き型を用いるほかは、実施例１と同様にして比較例１に係るマットを製造した。板状金属の種類、トムソン刃の長さ、及び、刃部の角度は、実施例１で用いた打ち抜き型と同様とした。
【００９８】
（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及び比較例１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ＧＢＤが０．３８ｇ／ｃｍ３となるまで圧縮した。その後、１ｍｍ／ｍｉｎの速度でマットのＧＢＤが０．３３ｇ／ｃｍ３となるまで開放した。これを１０サイクル繰り返し、最後にＧＢＤが０．３３ｇ／ｃｍ３となったときの荷重を測定した。得られた荷重を、マットの面積で除算することにより、面圧（ｋＰａ）を求めた。
なお、評価サンプルの嵩密度（ＧＢＤ：Ｇａｐ  Ｂｕｌｋ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）は、「嵩密度＝評価サンプルの重量／（評価サンプルの面積×評価サンプルの厚さ）」で求められる値である。
【００９９】
実施例１及び比較例１に係るマットの面圧を測定したところ、実施例１に係るマットの面圧は７５．３２ｋＰａであり、比較例１に係るマットの面圧は６８．２１ｋＰａであった。以上の結果から、本発明の打ち抜き型を用いると、無機質繊維集合体にダメージを与えることなくマットを打ち抜くことができるため、高い面圧を有するマットを製造することができることがわかった。
【符号の説明】
【０１００】
１  第１の主面
２  第２の主面
１０  基板
１１  貫通孔
１２  貫通孔の内壁
２０、３０、４０、５０、６０、７０  トムソン刃
１３０、１４０、１５０、１６０  収容体
８０  無機質繊維集合体
９０、９０ａ、９０ｂ  マット
１００  打ち抜き型
【図１】
2015055018.tif 000003
【図２】
2015055018.tif 000004
【図３】
2015055018.tif 000005
【図４】
2015055018.tif 000006
【図５】
2015055018.tif 000007
【図６】
2015055018.tif 000008
【図７】
2015055018.tif 000009
【図８−１】
2015055018.tif 000010
【図８−２】
2015055018.tif 000011
【図９】
2015055018.tif 000012