(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維からなる抄造法により得られるマットからなる保持シール材であって、
前記マットは、前記無機繊維の小凝集体であるフロックで構成されており、
前記無機繊維は、繊維長が相対的に短い無機繊維と繊維長が相対的に長い無機繊維とを含み、
前記フロックは、繊維長が相対的に長い無機繊維と繊維長が相対的に短い無機繊維とが絡み合って構成されており、
前記フロックを構成する前記無機繊維は、特定の方向に配向しておらず、
前記フロックから、繊維長が相対的に長い無機繊維の一部が突出しており、
前記保持シール材を５０×５０ｍｍの寸法で切断した試験片を６００℃で１時間焼成させ、その後、前記焼成した試験片を、目開き２．３６ｍｍ、線径１ｍｍの金属製ふるい上に静置して、周波数６０Ｈｚ、振幅０．３ｍｍの条件で１０分間振動させるふるい試験を行った際に、前記ふるい試験前後における前記試験片の重量減少率が７０％未満であることを特徴とする保持シール材。
【請求項２】
前記無機繊維は、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、ガラス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種から構成されている請求項１に記載の保持シール材。
【請求項３】
平均繊維径が４〜１０μｍであり、かつ、繊維径が３μｍ未満の無機繊維を含まない請求項１又は２に記載の保持シール材。
【請求項４】
前記保持シール材は無機バインダを含有する請求項１〜３のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項５】
前記無機バインダの含有量は、前記保持シール材の全量に対して固形分換算で０．１〜１０重量％である請求項４に記載の保持シール材。
【請求項６】
前記保持シール材は有機バインダを含有する請求項１〜５のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項７】
前記有機バインダのガラス転移温度（Ｔｇ）は５℃以下である請求項６に記載の保持シール材。
【請求項８】
前記有機バインダの含有量は、前記保持シール材の全量に対して固形分換算で０．１〜１０重量％である請求項６又は７に記載の保持シール材。
【請求項９】
引張強さが１５０〜３５０ｋＰａである請求項１〜８のいずれかに記載の保持シール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持シール材及び保持シール材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、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。
【０００４】
上述した無機繊維集合体を製造する方法としては、紡糸された無機繊維前駆体をシート状に成形した後、ニードルを打ち込むことによって無機繊維の密度を高めたニードルマットと、紡糸された無機繊維前駆体を焼成後に短繊維化して溶液中に分散させ、溶液を漉き、乾燥させることによって得られる抄造マットとに大別される。
ここで、ニードルを打ち込まれていない抄造マットの方が低コストで製造することが可能で、さらに、マットの厚みを膨脹させることで、容易に面圧を発生させることができる（例えば、特許文献１）。
【０００５】
このような抄造マットにおいては、面圧を高める方法として、無機繊維の密度を高める方法等が開示されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１２４７２１号公報
【特許文献２】再表２０１１／０９９４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び２に記載されたような抄造マットでは、得られる面圧が期待されたものより低くなってしまう傾向があった。また、抄造マットを構成する無機繊維はニードルマットに比べて短く、排ガスの圧力等によってマット内部から脱離し、排ガス浄化装置内部や大気中に無機繊維が飛散してしまうことがあった。
【０００８】
上記の問題を解決すべく発明者らが抄造マットの構成を研究したところ、従来の抄造マットでは、マットを構成する無機繊維の大部分がマット厚み方向に対して垂直に配置されているために、マットを圧縮することによる反発力が充分に得られていないことがわかった。
【０００９】
上述した抄造マットの構成を踏まえて、抄造マットの製造工程について発明者らが鋭意研究を重ねたところ、以下の様な知見が得られた。
抄造マットの製造においては、無機繊維を傷つけないために、流送パルパーを用いて無機繊維を開繊している。流送パルパーは水流や繊維同士の摩擦によって繊維を開繊・短繊維化する。そのため、流送パルパーによって開繊された無機繊維は、無機繊維の繊維長が比較的揃っており、繊維長が短すぎるものや長すぎるものが殆ど存在しない。このような繊維長の揃った無機繊維をスラリー化した場合、スラリー中において、無機繊維同士が凝集する最小単位となるフロックの形状がラグビーボールの様な扁平形状を有しており、さらに、外形に毛羽立ちがないことがわかった。無機繊維同士の最小凝集単位となるフロックが扁平形状であるということは、無機繊維の繊維長が比較的揃っていることを考慮すると、フロック内部で既に無機繊維が配向してしまっていると考えられる。このような扁平形状のフロックは、抄造マットを脱水する際に、脱水の方向に対して垂直方向に横たわるように積層してしまうと考えられる。そして通常、抄造マットの脱水は、マットの厚さ方向に対して垂直に行われるため、脱水を完了した抄造マットでは、繊維の配向方向がマット厚さ方向に対する垂直方向（すなわちマット主面に平行な方向）に揃っており、抄造マットの面圧が充分に発揮されていないと考えられた。
また、外形に毛羽立ちのないフロックはフロック同士の絡み合いが弱く、抄造マットの引張強さが低下することや、マットの成形性が低下する要因であることが考えられる。
【００１０】
すなわち、本発明は、上記の抄造マットの構造上の問題を解決するためになされたものであり、より高い面圧及び引張強さを発揮することができる保持シール材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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の保持シール材は、無機繊維からなる抄造法により得られるマットからなる保持シール材であって、上記保持シール材を５０×５０ｍｍの寸法で切断した試験片を６００℃で１時間焼成させ、その後、上記焼成した試験片を、目開き２．３６ｍｍ、線径１ｍｍの金属製ふるい上に静置して、周波数６０Ｈｚ、振幅０．３ｍｍの条件で１０分間振動させるふるい試験を行った際に、上記ふるい試験前後における上記試験片の重量減少率が７０％未満であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の保持シール材は、上記ふるい試験による試験片の重量減少率が７０％未満となっている。
ふるい試験では、試験片に微細な振動を加えることによって、試験片を構成する無機繊維をバラバラにほぐそうとする。無機繊維同士の絡み合いが強いほど無機繊維はほぐれにくいため、重量減少率は低いものとなる。逆に、無機繊維同士の絡み合いが弱ければ、振動によって無機繊維同士が容易にほぐれてふるいの目を通過してしまうため、重量減少率が大きくなる。
すなわち、上記ふるい試験による試験片の重量減少率は、保持シール材を構成する無機繊維の絡み合いの度合いを示しているといえる。
本発明の保持シール材においては、上記ふるい試験前後における試験片の重量減少率が７０％未満となっているため、無機繊維同士が絡み合い充分な面圧及び引張強さを発揮することができる。
なお、本明細書におけるふるい試験は、ふるいを三次元方向にそれぞれ振幅０．３ｍｍで振動させて行った。三次元方向とは、設置された金属製ふるいの水平面に対して垂直な方向、並びに、上記水平面上における縦方向及び横方向の３つの方向である。
【００１３】
本発明の保持シール材において、上記無機繊維は、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、ガラス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、ムライト繊維、ガラス繊維及び生体溶解性繊維からなる群から選択された少なくとも１種から構成されていると、耐熱性、耐風食性等、本発明の保持シール材に要求される特性を充分に満足することができる。
【００１４】
本発明の保持シール材は、平均繊維径が４〜１０μｍであり、かつ、繊維径が３μｍ未満の無機繊維を含まないことが好ましい。
平均繊維径が４〜１０μｍの範囲の無機繊維を使用したマットは、無機繊維同士が適度に絡み合うため、充分な面圧及び引張強さを発揮することができる。
繊維径が３μｍ未満の無機繊維は大気中に滞留する時間が長いため、環境負荷の観点からこれを含まないことが好ましい。
【００１５】
本発明の保持シール材は、無機バインダを含有することが好ましい。
保持シール材が無機バインダを含有することで、無機繊維の表面に無機バインダ由来の無機粒子が形成され、無機繊維同士の接触抵抗を増加させることができる。
そのため、保持シール材の面圧及び引張強さを向上させることができる。
【００１６】
本発明の保持シール材において、上記無機バインダの含有量は、上記保持シール材の全量に対して固形分換算で０．１〜１０重量％であることが好ましい。
無機バインダの含有量が０．１重量％未満の場合、無機バインダを添加することによる効果がほとんど見られないことがあり、１０重量％を超える場合には、保持シール材の面圧を発揮する効果は変わりないため、過剰な無機バインダの添加は好ましくない。
【００１７】
本発明の保持シール材は、有機バインダを含有することが好ましい。
有機バインダによって無機繊維の表面に有機バインダ皮膜を形成することができ、可撓性に優れた保持シール材となる。
【００１８】
本発明の保持シール材において、上記有機バインダのガラス転移温度（Ｔｇ）は５℃以下であることが好ましい。
有機バインダのガラス転移温度が５℃以下であると、有機バインダにより形成される有機バインダ皮膜の強度を高くしつつ、皮膜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つける際等に保持シール材が折れにくくなる。また、有機バインダ皮膜が硬くなり過ぎないため、無機繊維が破断した際に、無機繊維同士を繋ぎ止める効果を発揮し、無機繊維の飛散を抑制することができる。
【００１９】
本発明の保持シール材において、上記有機バインダの含有量は、上記保持シール材の全量に対して固形分換算で０．１〜１０重量％であることが好ましい。
有機バインダの含有量が０．１重量％未満である場合には、保持シール材を排ガス処理体に巻きつけた際に、保持シール材が割れてしまうことがあり、１０重量％を超える場合には、保持シール材の面圧を発揮する効果は変わりないが、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。
【００２０】
本発明の保持シール材は、引張強さが１５０〜３５０ｋＰａであることが好ましい。
引張強さが１５０ｋＰａ未満の場合、保持シール材を排ガス処理体に巻きつける際にクラックが発生しやすくなる。また、保持シール材を排ガス処理装置に用いた場合、エンジンの振動によって保持シール材が破損することがある。破損した保持シール材は、排ガス処理体や排気管内部に蓄積し、エンジンに不具合を起こす可能性がある。
【００２１】
本発明の保持シール材の製造方法は、無機繊維を準備する紡糸工程と、上記無機繊維をスラッシュパルパーを用いて開繊する開繊工程と、上記開繊された無機繊維を含むスラリーを調製するスラリー調製工程と、上記スラリーを抄造して無機繊維集合体を得る抄造工程と、上記無機繊維集合体を乾燥させる乾燥工程とからなることを特徴とする。
【００２２】
本発明の保持シール材の製造方法では、開繊工程においてスラッシュパルパーを用いる。
詳しい原理は明らかではないが、スラッシュパルパーを用いて開繊を行うことによって、次のような現象が発生していると推測される。
スラッシュパルパーは、スラッシュ翼によって無機繊維を細かく粉砕することができる。そのため、スラッシュパルパーを用いた開繊によって得られる無機繊維は、繊維長が不揃いとなり、平均繊維長よりもはるかに短い、細かい粒子状の繊維も形成される。このような細かい粒子状の繊維が核となりフロックが形成されると考えられる。さらに、無機繊維の繊維長が不揃いであるため、フロックに異方性が形成されにくく、略球状のフロックが形成されやすくなり、さらに、フロックの外形が毛羽立ち状になると考えられる。
なお、毛羽立ちの有無は、フロックを目視で観察することにより判定する。
【００２３】
上述したように、従来の流送パルパーを用いた抄造マットでは、扁平形状の毛羽立ちのないフロックが形成されてしまうため、無機繊維同士の絡み合いが充分ではなく、保持シール材の面圧が充分に発揮されないことがわかった。これに対して、本発明の保持シール材の製造方法では、スラッシュパルパーを用いることによって、毛羽立ちがあって扁平形状ではない略球状のフロックが形成されるため、無機繊維同士及びフロック同士が充分に絡み合うことができ、保持シール材の面圧が充分に発揮される。
従って、本発明の保持シール材の製造方法によって製造される保持シール材は、無機繊維同士の絡み合いが強固であって、面圧の高い保持シール材となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示した斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、ふるい試験を行うふるい振とう機の一例を模式的に示した斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は、ふるい試験を行う様子の一例を模式的に示した概念図である。
【図４】図４（ａ）は、スラッシュパルパーにより開繊した無機繊維により形成されたフロックの一例であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の一部拡大図である。
【図５】図５（ａ）は、流送パルパーにより開繊した無機繊維により形成されたフロックの一例であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の一部拡大図である。
【図６】図６は、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置の一例を模式的に示した線断面図である。
【図７】図７は、本発明の保持シール材を用いた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８】図８は、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置を製造する方法の一例を模式的に示した図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実施例１に係るスラリーを構成するフロックの外観写真の一例である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、比較例１に係るスラリーを構成するフロックの外観写真の一例である。
【図１１】図１１（ａ）は、実施例１に係る試験片の外観写真であり、図１１（ｂ）は実施例１に係る試験片のふるい試験後の外観写真である。
【図１２】図１２（ａ）は、比較例１に係る試験片の外観写真であり、図１２（ｂ）は比較例１に係る試験片のふるい試験後の外観写真である。
【００２５】
（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。
【００２６】
以下、本発明の保持シール材について説明する。
【００２７】
まず、本発明の保持シール材の形状について説明する。
図１は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示した斜視図である。
図１に示すように、保持シール材１１０は、所定の長手方向の長さ（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かつ平板形状のマットである。
【００２８】
保持シール材１１０では、マットの長さ方向側の端部のうち、一方の端部である第１の端部には凸部１１１が形成されており、他方の端部である第２の端部には凹部１１２が形成されている。マットの凸部１１１及び凹部１１２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を巻き付けた際に、ちょうど互いに嵌合するような形状となっている。
なお、「平面視略矩形」とは、凸部及び凹部を含む概念である。また、平面視略矩形には、角部が９０°以外の角度を有する形状も含まれる。
【００２９】
続いて、本発明の保持シール材を構成する無機繊維の構造について説明する。
本発明の保持シール材は、上記保持シール材を５０×５０ｍｍの寸法で切断した試験片を６００℃で１時間焼成させ、その後、上記焼成した試験片を、目開き２．３６ｍｍ、線径１ｍｍの金属製ふるい上に静置して、周波数６０Ｈｚ、振幅０．３ｍｍの条件で１０分間振動させるふるい試験を行った際に、上記ふるい試験前後における上記試験片の重量減少率が７０％未満であることを特徴とする。
本発明の保持シール材は、上記ふるい試験による試験片の重量減少率が７０％未満となっており、上記重量減少率は５０％未満であることがより好ましく、３０％未満であることがさらに好ましく、１５％未満であることが特に好ましい。
【００３０】
まず、図２を用いて、ふるい試験に用いられるふるい振とう機について説明する。
図２（ａ）は、ふるい試験を行うふるい振とう機の一例を模式的に示した斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
ふるい試験を行うふるい振とう機１００は、振動部３０と、振動部の上部に固定された受器２０と、受器２０の上部に固定された金属製ふるい１０と、ふた１２からなる。
ふるい１０と受器２０の間には、網目１１が設けられている。
【００３１】
続いて、図３を用いて、ふるい試験について説明する。
ふるい試験は、試験片［保持シール材を５０×５０×厚さ（ｍｍ３）の寸法に切断し、６００℃で１時間焼成したもの］をふるいの網目上におき、ふるいを振動させることで行われる。なお、試験片を焼成する際の雰囲気は大気中とする。
図３は、ふるい試験を行う様子の一例を模式的に示した概念図である。
図３に示すように、試験片１はふるい１０と受器２０とを隔てる網目１１上に置かれている。受器２０及びふるい１０には振動部３０から振動が加えられており、網目１１上におかれた試験片１にも、受器２０及びふるい１０と同様の振動が加えられることとなる。試験片１を構成する無機繊維２同士の絡み合いが振動によりほぐされることによって、ほぐされた無機繊維２は試験片１から脱離し、網目１１を通過して受器２０へと落下する。
ふるい試験を開始する前の試験片の重量（試験前重量）と、ふるい試験後に網目上に残った試験片の重量（試験後重量）から、以下の式（１）によって、重量減少率（％）が求められる。
重量減少率（％）＝［（試験前重量）−（試験後重量）／（試験前重量）］×１００      （１）
なお、ふるい試験では、目開き２．３６ｍｍ、線径１ｍｍの網目を用い、ふるいの振動数を６０Ｈｚとしている。
【００３２】
無機繊維がほぐれやすいほど（無機繊維同士の絡み合いが弱いほど）、ふるいの網目を通過する無機繊維の割合は増加することとなる。そのため、ふるい試験前後における試験片の重量減少率が大きいほど、保持シール材を構成する無機繊維同士の絡み合いが脆弱であって、その構成を維持しにくいものであるといえる。反対に、重量減少率が小さいほど、保持シール材を構成する無機繊維同士の絡み合いが強固であって、その構成を維持しやすいものであるといえる。
本発明の保持シール材は、上述したふるい試験による重量減少率が７０％未満であるため、保持シール材を構成する無機繊維同士の絡み合いが強固であるといえる。無機繊維同士の絡み合いが強固であると、排ガス浄化装置において排ガス処理体を安定的に保持でき、排ガス浄化装置の振動等によって無機繊維が脱落することを抑制することができる。
【００３３】
ふるい試験による重量減少率を７０％未満とする本発明の保持シール材の構成については、完全には明らかでないが、保持シール材を製造する工程における、無機繊維の開繊工程及びスラリー調製（フロック形成）工程により特徴付けられるものと考えられる。
開繊工程及びスラリー調製工程については、本発明の保持シール材の製造方法の項で詳細に説明する。
【００３４】
抄造法によって保持シール材を製造する際には、まず無機繊維同士をある程度凝集させてフロックを形成する。フロックとは、無機繊維同士が凝集することにより形成される無機繊維の小凝集体のことである。
すなわち、フロックを構成する無機繊維同士の絡み合いが、無機繊維の絡み合いの最小単位となっており、保持シール材とした際の物理的特性に大きな影響を与えると考えられる。
【００３５】
発明者らが鋭意検討した結果、フロックの形状と保持シール材の面圧には、次のような関係があると推測される。
フロックの形状が扁平形状である場合、フロックを構成する無機繊維はある程度配向しているといえる。扁平形状のフロックが形成される理由は定かではないが、フロックを形成する無機繊維の繊維長が揃いすぎていると、凝集の中心となる核が発生しにくいのではないかと考えられる。また、繊維長が揃っていると、繊維表面に添着された結合材の表面張力によって、繊維の配向を一方向に揃えようとする作用が働くため、フロックが扁平形状を形成しやすいと考えられる。そのため、無機繊維の繊維長が極端に短いものがあれば、これを核として無機繊維が凝集することができると考えられる。
【００３６】
すなわち、本発明の保持シール材においては、保持シール材を構成するフロックが扁平形状（ラグビーボール形状）でないことが好ましい。より具体的には、フロックの形状が略球状（顕微鏡等で観察した際には略円状）であって、その外形が毛羽立ち状となっていることが好ましい。
フロックの形状が略球状（略円状）である場合には、保持シール材を構成する最小単位でもあるフロックを構成する無機繊維が特定の方向に配向しにくくなっており、保持シール材を圧縮した際に反発力に由来する面圧を発揮しやすくなる。
また、フロックの外形が毛羽立ち状となっている場合、フロック同士の絡み合いが発生することになり、保持シール材の面圧をさらに向上させ、保持シール材の引張強さを向上させることができると考えられる。
【００３７】
上述したフロックの形状を所望する形状に調整する方法は、後述する本発明の保持シール材の製造方法の説明に記載する。
【００３８】
フロックを構成する無機繊維の平均繊維長は、２００μｍ〜２００００μｍであることが好ましく、３００〜１００００μｍであることがより好ましく、５００〜１５００μｍであることがさらに好ましく、７００〜１１００μｍであることが特に好ましい。
無機繊維の平均繊維長が２００μｍ未満の場合、保持シール材を製造する際に形成されるフロックの大きさが小さくなりすぎることがある。このような場合、無機繊維同士が充分に絡み合わずに、充分な面圧及び引張強さを発揮できないことや、無機繊維が排ガスの風圧により飛散しやすくなることがある。一方、無機繊維の平均繊維長が２００００μｍを超える場合、保持シール材を製造する際に形成されるフロックの大きさが大きくなりすぎることがある。このような場合、保持シール材を構成する無機繊維の密度にムラが発生することがある。
【００３９】
フロックを構成する無機繊維の平均繊維径は、４〜１０μｍであり、かつ、繊維径が３μｍ未満の無機繊維を含まないことが好ましい。
フロックを構成する無機繊維の平均繊維径は、５〜９μｍであることがより好ましく、６〜８μｍであることがさらに好ましい。
無機繊維の平均繊維径が４μｍ未満の場合、無機繊維の変形に対する復元力が低下し、充分な面圧を発揮しにくくなる。一方、無機繊維の平均繊維径が１０μｍを超える場合、無機繊維の柔軟性が失われ、変形時に折れやすくなることがある。
繊維径が３μｍ未満の無機繊維は大気中に滞留する時間が長いため、環境負荷の点からこれを含まないことが好ましい。
【００４０】
続いて、本発明の保持シール材を構成する各種材料について説明する。
【００４１】
本発明の保持シール材は、有機バインダを含有することが好ましい。
【００４２】
有機バインダは、特に限定されないが、ゴム系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
高分子樹脂成分として、アクリル系樹脂やゴム系樹脂等を含んだエマルジョン液を無機繊維に付着させて溶媒を除去することで、無機繊維に有機バインダを含有させることができる。
【００４３】
本発明の保持シール材は、有機バインダを保持シール材の全量に対して固形分換算で０．１〜１０重量％含有していることが好ましく、１〜９重量％含有していることがより好ましく、４〜８重量％含有していることがさらに好ましい。
有機バインダの含有量が０．１重量％未満の場合、保持シール材に充分な可撓性を付与することができないことがあり、保持シール材を排ガス処理体に巻きつける際に、クラックが発生することがある。一方、有機バインダの含有量が１０重量％を超える場合、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。
【００４４】
有機バインダ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。有機バインダのガラス転移温度が５℃以下であると、有機バインダにより形成される皮膜の強度を高くすることができるため、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、有機バインダにより形成される皮膜が硬くなり過ぎないため、無機繊維の飛散を抑制し易くなる。
【００４５】
本発明の保持シール材はさらに、無機バインダを含有することが好ましい。
【００４６】
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。
【００４７】
本発明の保持シール材は、無機バインダを保持シール材の全量に対して固形分換算で０．１〜１０重量％含有していることが好ましく、１〜９重量％含有していることがより好ましく、４〜８重量％含有していることがさらに好ましい。
【００４８】
本発明の保持シール材中に含まれる有機バインダ及び無機バインダの含有量は、例えば以下の方法により測定することができる。
まず、含有量を測定した保持シール材を一定重量サンプルとして採取する。続いて、サンプル中に含まれる有機バインダが溶解する有機溶媒（例えばテトラヒドロフラン）を選び、ソックスレー抽出器にて上記有機バインダを溶解し、サンプルから分離する。この時、溶解した上記有機バインダに含まれる無機バインダもサンプルから分離され、有機溶媒中に上記有機バインダと上記無機バインダとが回収されることとなる。
次に、上記有機バインダと上記無機バインダからなる有機溶媒をるつぼに入れ、加熱により有機溶剤を蒸発除去する。るつぼに残った残渣を、保持シール材に対する上記有機バインダと上記無機バインダの合計重量とみなし、保持シール材の重量に対する含有量（重量％）を算出する。
さらに、るつぼを６００℃で１時間加熱処理し、有機バインダを焼失させる。るつぼ中には、無機バインダが残留しているので、これを有機バインダと無機バインダの合計に対する無機バインダの含有量（重量％）とみなし、その含有量を算出する。残りが有機バインダの含有量（重量％）となる。
【００４９】
本発明の保持シール材はさらに、有機バインダと無機バインダとが凝集した凝集体が添着されていてもよい。
凝集体を構成する有機バインダは、既に説明した上記有機バインダと同一であってもよく、異なっていてもよい。凝集体を構成する無機バインダは、既に説明した上記無機バインダと同一であってもよく、異なっていてもよい。
また、凝集体を形成するために、凝集剤をさらに含んでいてもよい。
【００５０】
本発明の保持シール材を構成する無機繊維は、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、ガラス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種から構成されていることが好ましく、耐熱性や耐風触性等、マットに要求される特性等に応じて変更すればよく、各国の環境規制に適合できるような太径繊維や繊維長のものを使用するのが好ましい。
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、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。
【００５１】
この中でも、低結晶性アルミナ質の無機繊維が好ましく、ムライト組成の低結晶性アルミナ質の無機繊維がより好ましい。加えて、スピネル型化合物を含む無機繊維がさらに好ましい。高結晶性アルミナ質であると、硬く脆いため、クッション材として用いられるマットには不向きである。
【００５２】
さらに低結晶性アルミナ質かつスピネル型化合物を含む無機繊維の場合、結晶化比率は０．１〜３０％の範囲が好ましく、０．４〜２０％の範囲がより好ましい。この範囲の無機繊維で製作されたマットの反発力及び耐久試験後の復元面圧は高く、性能が良い。しかし、結晶化比率が０．１％未満または３０％を超えると、急激に反発力や復元面圧は急激に低下してしまう。結晶化比率の測定方法は、ムライト回折線（２θ＝２６．４°）とγアルミナ回折線（２θ＝４５．４°）の積分強度比より算出することができる。
【００５３】
本発明の保持シール材としては、無機繊維として生体溶解性繊維を用いてもよい。生体溶解性繊維は、例えば、シリカ等のほかに、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、及び、ホウ素化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物からなる無機繊維である。
これらの化合物からなる生体溶解性繊維は、人体に取り込まれても溶解しやすいので、これらの無機繊維を含んでなるマットは人体に対する安全性に優れている。
【００５４】
生体溶解性繊維の具体的な組成としては、シリカ６０〜８５重量％、並びに、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を１５〜４０重量％含む組成が挙げられる。上記シリカとは、ＳｉＯ又はＳｉＯ２のことをいう。
【００５５】
上記アルカリ金属化合物としては、例えば、ナトリウム、カリウムの酸化物等が挙げられ、上記アルカリ土類金属化合物としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの酸化物等が挙げられる。上記ホウ素化合物としては、ホウ素の酸化物等が挙げられる。
【００５６】
生体溶解性繊維の組成において、シリカの含有量が、６０重量％未満では、ガラス溶融法で作製しにくく、繊維化しにくい。
また、シリカの含有量が６０重量％未満では、柔軟性を有するシリカの含有量が少ないため構造的にもろく、また、生理食塩水に溶けやすい、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、及び、ホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物の割合が相対的に高くなるので生体溶解性繊維が生理食塩水に溶けやすくなりすぎる傾向にある。
【００５７】
一方、シリカの含有量が８５重量％を超えると、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物の割合が相対的に低くなるので生体溶解性繊維が生理食塩水に溶けにくくなりすぎる傾向にある。
なお、シリカの含有量は、ＳｉＯ及びＳｉＯ２の量をＳｉＯ２に換算して算出したものである。
【００５８】
また、生体溶解性繊維の組成においてアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物の含有量が４０重量％を超えると、ガラス溶融法では作製しにくく、繊維化しにくい。また、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物及びホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物の含有量が４０重量％を超えると、構造的にもろく、生体溶解性繊維が生理食塩水に溶けやすくなりすぎる。
【００５９】
本発明における生体溶解性繊維の生理食塩水に対する溶解度は、３０ｐｐｍ以上であることが好ましい。生体溶解性繊維の溶解度が３０ｐｐｍ未満では、無機繊維が体内に取り込まれた場合に、体外へ排出されにくく、健康上好ましくないからである。
【００６０】
本発明の保持シール材を構成する無機繊維のうち、ガラス繊維は、シリカとアルミナとを主成分とし、アルカリ金属のほかに、カルシア、チタニア、酸化亜鉛等からなるガラス状の繊維である。
【００６１】
本発明の保持シール材を構成するマットは、抄造法により製造することができる。
抄造法により得られるマットを構成する無機繊維は、上述したフロックを形成する無機繊維であり、好ましい繊維長及び繊維径等も、フロックを形成する無機繊維と同様である。
繊維長の測定は、ピンセットを使用して、マットから無機繊維が破断しないように抜き取り、光学顕微鏡を使用して繊維長を測定する。本明細書では、無機繊維３００本を抜き取り、平均繊維長を求める。
マットから無機繊維を採取する際には、必要に応じてマットを脱脂処理して水の中へ投入し、無機繊維同士の絡みをほぐしながら無機繊維が破断しないように採取しても良い。
【００６２】
保持シール材の厚さは特に限定されないが、２．０〜２０ｍｍであることが好ましい。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。
【００６３】
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であることが好ましく、１０００〜３０００ｇ／ｍ２であることがより好ましい。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。
【００６４】
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であることが好ましい。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るため、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。
【００６５】
本発明の保持シール材を排ガス浄化装置の保持シール材として用いる場合、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の枚数は特に限定されず、一枚の保持シール材であってもよいし、互いに結合された複数枚の保持シール材であってもよい。複数枚の保持シール材を結合する方法としては、特に限定されず、例えば、ミシン縫いで保持シール材同士を結合する方法、粘着テープ又は接着剤で保持シール材同士を接着する方法等が挙げられる。
【００６６】
本発明の保持シール材の面圧は、面圧測定装置を用いて、以下の方法により測定することができる。
面圧の測定には、マットを圧縮する板の部分に加熱ヒーターを備えた熱間面圧測定装置を使用し、室温状態で、サンプルの嵩密度（ＧＢＤ）が０．３ｇ／ｃｍ３となるまで圧縮すし、１０分間保持する。なお、サンプルの嵩密度は、「嵩密度＝サンプル重量／（サンプルの面積×サンプルの厚さ）」で求められる値である。
次に、サンプルを圧縮した状態で４０℃／ｍｉｎの昇温速度で片面９００℃、片面６５０℃まで昇温しながら、嵩密度が０．２７３ｇ／ｃｍ３となるまで圧縮を開放する。そして、サンプルを温度片面９００℃、片面６５０℃、嵩密度０．２７３ｇ／ｃｍ３の状態で５分間保持する。
その後、１ｉｎｃｈ（２５．４ｍｍ）／ｍｉｎの速度で嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ３となるまで圧縮する。嵩密度０．２７３ｇ／ｃｍ３となるまでの圧縮の開放と、嵩密度０．３ｇ／ｃｍ３となるまでの圧縮を１０００回繰り返した後の嵩密度０．２７３ｇ／ｃｍ３時の荷重を測定する。得られた荷重をサンプルの面積で除算することにより、面圧（ｋＰａ）を求める。
【００６７】
次に、本発明の保持シール材を製造する方法について説明する。
まず、本発明の保持シール材を製造する方法を構成する各工程について説明する。
【００６８】
（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、無機繊維からなる保持シール材用のマットを準備するマット準備工程を行う。保持シール材用のマットは、抄造法により製造することができる。
マット準備工程は、紡糸工程、開繊工程、スラリー調製工程及び抄造工程からなる。
【００６９】
（ａ−１）紡糸工程
紡糸工程では、無機繊維を構成する材料、例えば、アルミニウムとケイ素を含む水溶液にピリビニルアルコール等の有機重合体を添加した混合液をブローイング法により紡糸することで、無機繊維前駆体を得る。続いて、この無機繊維前駆体を焼成することによって、所定の組成の無機繊維が得られる。
【００７０】
（ａ−２）開繊工程
開繊工程では、得られた無機繊維を撹拌機等により切断して短繊維化し、所望の繊維長に調整する。開繊工程では、スラッシュパルパーを用いることが好ましい。スラッシュパルパーは、機械的な衝撃によって繊維を粉砕するように切断することができるため、得られる短繊維の繊維長がばらつくことになる。そのため、略球状かつ毛羽立ち形状のフロックを形成しやすくなる。
なお、機械的な衝撃による開繊方法としては、上記スラッシュパルパーの他に、フェザーミルを用いた乾式開繊が挙げられるが、フェザーミルを用いて開繊工程を行った場合、扁平形状のフロックを形成しやすく、望ましくない。フェザーミルを用いた開繊では、無機繊維をハンドリングする際に短繊維や細かい粒子状繊維が飛散してしまうため、スラッシュパルパーの様な湿式開繊に比べて無機繊維の繊維長がばらつきにくいためと考えられる。
【００７１】
（ａ−３）スラリー調製工程
スラリー調製工程では、短繊維化した無機繊維を溶媒中に分散させて混合液（スラリーともいう）とする。
その後、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み、混合液中の溶媒を脱溶媒処理することで、無機繊維からなる保持シール材用のマットの準備が完了する。
上記混合液には、必要に応じて、有機バインダ、無機バインダ及びｐＨ調整剤等を添加してもよい。有機バインダ及び無機バインダを添加する場合、まず無機繊維と無機バインダとを混合し、しばらく静置した後に、有機バインダを添加することが好ましい。最初に無機繊維と無機バインダとを混合することによって、無機繊維の表面に無機バインダが確実に付着することとなるため、無機繊維同士の摩擦を高め、面圧及び引張強さを向上させることができる。さらに、上記混合液に対して、有機バインダと無機バインダを凝集剤により凝集させた凝集体を添加してもよい。
【００７２】
図４（ａ）は、スラッシュパルパーにより開繊した無機繊維により形成されたフロックの一例であり、図４（ｂ）は、４（ａ）の一部拡大図である。
図４（ａ）に示すように、スラッシュパルパーにより開繊した無機繊維により形成されたフロック３は、複数の無機繊維が絡み合って形成されている。また、図４（ｂ）に示すように、フロック３は、繊維長の長い無機繊維と繊維長の短い無機繊維とが複雑に絡み合って形成されており、フロック全体としてみた場合に、無機繊維が特定の方向に配向していない。さらに、フロック３を構成する略円形の部分（図４（ｂ）中の円形二点破線で示す部分）から外側に、繊維長の長い無機繊維の一部が突出することにより、フロック全体が毛羽立ち状の表面を有している。
このようなフロックを集合させてマットとして成形した場合、フロックを構成する無機繊維は配向していないことになる。そのため、マットが圧縮された際に、反発力による面圧を充分に発揮することができると考えられる。さらに、フロックの表面が毛羽立ち状となっているため、マット成形時にフロック同士の絡み合いが起こりやすくなる。そのため、マットを構成する無機繊維同士がより強固に絡み合い、面圧及び引張強さの向上に寄与すると考えられる。
【００７３】
続いて、従来、保持シール材を製造する際に用いられているフロックの形状について説明する。
図５（ａ）は、流送パルパーにより開繊した無機繊維により形成されたフロックの一例であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の一部拡大図である。
図５（ａ）に示すように、従来、抄造法に用いられている流送パルパーにより開繊した無機繊維により形成されたフロック４は、複数の無機繊維が絡み合っており、その形状が扁平形状をしている。また、図５（ｂ）に示すように、繊維が互いに配向して凝集している。そのため、マットとして成形した際に、無機繊維同士が充分に絡み合いにくく、面圧及び引張強さを充分に発揮することが難しい。さらに、フロックの表面に毛羽立ち形状を有していないため、フロック同士の絡み合いが充分ではないために、マット全体としての引張強さが低下すると考えられる。
【００７４】
（ａ−４）抄造工程
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、混合液中の溶媒を脱溶媒処理することで、無機繊維集合体を得る。
【００７５】
上記（ａ）マット準備工程で行われる脱溶媒処理としては、マットに含まれる溶媒を除去することができれば特に限定されないが、例えば、圧縮、回転、吸引、減圧等の手段により溶媒を除去することができる。
【００７６】
（ａ−５）乾燥工程
続いて、無機繊維集合体を１１０〜２５０℃程度の温度で乾燥させる乾燥工程を行う。
乾燥工程においては、加熱熱風乾燥、通気乾燥、熱板による圧縮乾燥等の方法を用いてマットを乾燥させることができる。
【００７７】
その後、図１に示すような形状のマットとするためには、マットを所定の形状に切断する切断工程をさらに行えばよい。
【００７８】
保持シール材の裁断は、トムソン刃、ギロチン刃、レーザー、ウォータジェット等により行うことができる。適宜、状況に応じて上記裁断方法を用いればよいが、大量加工を重視するのではあればトムソン刃やギロチン刃が好ましく、裁断精度を重視するのであればレーザーやウォータジェットが好ましい。
【００７９】
以上により、本発明の保持シール材を製造することができる。
本発明の保持シール材は、排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体を保持するための保持シール材として使用することができる。
【００８０】
以下、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置の一例を説明する。
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る。
【００８１】
図６は、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置の一例を模式的に示した線断面図である。
図６に示すように、排ガス浄化装置２００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１１０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。
【００８２】
排ガス浄化装置を構成する保持シール材としては、図１に示す保持シール材１１０をはじめとする本発明の保持シール材を使用することができる。
【００８３】
続いて、排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体（ハニカムフィルタ）及び金属ケーシングについて説明する。
なお、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の構成については、本発明の保持シール材としてすでに説明しているので省略する。
【００８４】
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。
【００８５】
排ガス浄化装置を構成する金属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等を好適に用いることができる。
【００８６】
続いて、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。
図７は、本発明の保持シール材を用いた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。
【００８７】
図７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。さらに、排ガス処理体１２０の外周面には、外周コート層１２７が形成されている。
【００８８】
図７に示す排ガス処理体１２０のように、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好ましい。
【００８９】
排ガス処理体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。
【００９０】
排ガス処理体を構成するセルの断面形状は、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。
【００９１】
排ガス処理体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好ましい。
これらの多孔質焼成体は、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、図６に示す排ガス浄化装置２００では、排ガス処理体１２０の側面の周囲に保持シール材１１０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。
【００９２】
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好ましく、この中では、白金がより好ましい。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こともできる。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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体は、外周面に外周コート層が形成されていてもよく、形成されていなくてもよい。排ガス処理体の外周面に外周コート層が形成されていると、排ガス処理体の外周部を補強したり、形状を整えたり、断熱性を向上させることができる。なお、排ガス処理体の外周面とは、柱状である排ガス処理体の側面部分を指す。
【００９６】
上述した構成を有する排ガス浄化装置を排ガスが通過する場合について、図６を参照して以下に説明する。
図６に示すように、内燃機関から排出され、排ガス浄化装置２００に流入した排ガス（図６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、排ガス処理側端面１２０ｂに開口した他のセル１２５から流出し、外部に排出される。
【００９７】
次に、排ガス浄化装置の製造方法について説明する。
図８は、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置を製造する方法の一例を模式的に示した図である。
【００９８】
図８に示すように、まず、排ガス処理体１２０の周囲に沿って保持シール材１１０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、排ガス浄化装置を製造することができる。
【００９９】
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１１０が配設された排ガス処理体１２０を圧入する圧入方式（スタッフィング方式）、並びに、金属ケーシングを第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好ましい。
【０１００】
排ガス浄化装置は、互いに結合された２層以上の複数枚の保持シール材から構成されていてもよい。複数枚の保持シール材を結合する方法としては、特に限定されず、例えば、ミシン縫いで保持シール材同士を結合する方法、粘着テープ又は接着剤で保持シール材同士を接着する方法等が挙げられる。
【０１０１】
以下、本発明の保持シール材の作用効果について説明する。
【０１０２】
本発明の保持シール材は、本明細書中で説明したふるい試験前後における試験片の重量減少率が７０重量％未満である。すなわち、振動等によって無機繊維の脱落、飛散が発生しにくいものであるといえる。そのため、無機繊維同士の絡み合いが強固であり、耐風食性を高めつつ、充分な面圧及び引張強さを発揮することができる。
【０１０３】
（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。
【０１０４】
（実施例１）
（ａ）マット準備工程
（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平均繊維径が６．５μｍである無機繊維前駆体を作製した。続いてこの無機繊維前駆体を圧縮して、長方形のシート状物を作製した。圧縮したシート状物を最高温度１２５０℃で焼成し、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を作製した。
【０１０５】
（ａ−２）開繊工程
次に、上記無機繊維１０ｋｇを水１５００Ｌに投入し、６０Ｈｚで２０分間、市販のスラッシュパルパー（容量２０００Ｌ程度）を用いて撹拌することで、無機繊維を破砕し、短繊維化することで、開繊された無機繊維の溶液を得た。
この開繊された無機繊維の溶液を光学顕微鏡で観察し、無機繊維の平均繊維長を求めた。結果を表１に示す。
【０１０６】
（ａ−３）スラリー調製工程
上記（ａ−２）開繊工程により得た開繊された上記無機繊維の溶液の一部を、繊維分が１７０ｇ、水が７５Ｌとなるように取り出し、ここにアクリル系樹脂を水に分散させた市販のアクリルラテックス溶液（固形分重量５０重量％）を１０．０ｇ投入し、６０Ｈｚで１分間撹拌することにより、スラリーを調製した。
スラリーの一部を取り出し、光学顕微鏡で観察した。詳細は後述する。
なお、開繊工程で得られた溶液から特定量の繊維及び水を取り出す場合、あらかじめ乾燥状態の無機繊維の重量及び水分を含んだ状態の無機繊維の重量を測定して、無機繊維がどの程度の水分を含有できるのかを求めておくことにより、必要量を逆算することができる。
【０１０７】
（ａ−４）抄造工程
３３５ｍｍ×３３５ｍｍのタッピ式抄造機を用いて、上記スラリーを抄造することにより、目付量（単位面積当たりの重量）が１５００ｇ／ｍ２の無機繊維集合体を得た。
【０１０８】
（ａ−５）乾燥工程
プレス式乾燥機を用いて、得られた無機繊維集合体を厚さ７．０ｍｍに圧縮した状態で、１４０℃で１５分間熱処理することにより、無機繊維集合体を乾燥させ、実施例１に係る保持シール材を作製した。
【０１０９】
（比較例１）
（ａ−２）開繊工程において、市販のスラッシュパルパー（容量２０００Ｌ程度）にかわって同程度の容量を持つ市販の流送パルパーを用いて撹拌したほかは、実施例１と同様の手順で比較例１に係る保持シール材を作製した。
なお、（ａ−２）開繊工程において準備された開繊された無機繊維溶液を観察し、無機繊維の平均繊維長を求めた。
【０１１０】
（光学顕微鏡によるフロックの観察）
（ａ−３）スラリー調製工程において調製された実施例１及び比較例１に係るスラリーの一部を取り出し、目視で観察することによって、フロックの形状及び毛羽立ちの有無を確認した。また、光学顕微鏡写真（倍率５倍）から、フロックの平均投影面積を測定した。結果を表１に示す。
なお、フロックの形状は、無作為に選んだ１０個のフロックの形状を目視で確認し、６個以上が略球状であるものについては「略球状」と評価し、６個以上が扁平形状（ラグビーボール形状）であるものについては「扁平形状」と評価し、上記いずれの条件も満たさないものは確認されなかった。
毛羽立ちの有無については、上記無作為に選んだ１０個のフロックのうち、６つ以上のフロックの表面に毛羽立ちが確認できた場合に「有」、それ以外の場合に「無」と評価した。
また、フロックの平均投影面積については、各フロックについて毛羽立ちがないものと仮定した光学顕微鏡の画像上での面積を投影面積とし、１０個の平均値から算出した。
実施例１及び比較例１に係るフロックの光学顕微鏡写真をそれぞれ図９（ａ）、図９（ｂ）、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示す。
【０１１１】
【表１】
0006483408.tif 000002
【０１１２】
（振動ふるい試験）
実施例１及び比較例１で得た保持シール材を５０×５０ｍｍの寸法に裁断し、６００℃で１時間焼成することで、各実施例及び比較例に係る試験片を作製し、重量を測定した（この時の重量を、試験前重量とする）。
続いて、試験片を金属製ふるい（目開き２．３６ｍｍ、線径１ｍｍ）上に静置し、ふるい振とう機［（株）レッチェ製］に設置して、振幅を０．３ｍｍとし、６０Ｈｚで１０分間振動させた。
その後、ふるい上に残った試験片の総重量（試験後重量）を測定し、以下の式（１）によって重量減少率（％）を求めた。
重量減少率（％）＝［（試験前重量）−（試験後重量）／（試験前重量）］×１００      （１）
結果を表２に示す。また、ふるい試験前後の試験片の外観写真を図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示す。
図１１（ａ）が実施例１に係る試験片のふるい試験前の外観写真であり、図１１（ｂ）が実施例１に係る試験片のふるい試験後の外観写真である。また、図１２（ａ）が比較例１に係る試験片のふるい試験前の試験片の外観写真であり、図１２（ｂ）が比較例１に係る試験片のふるい試験後の外観写真である。
【０１１３】
（面圧試験）
各実施例及び比較例の保持シール材について面圧試験を行った。
面圧測定装置による面圧試験の方法は、本発明の保持シール材の説明で説明したとおりである。結果を表２に示す。
【０１１４】
（引張強さ試験）
各実施例及び比較例の保持シール材について引張強さ試験を行った。
まず、実施例１及び比較例１の保持シール材を１５０×５０ｍｍに裁断したものを引張試験片として準備した。続いて、試験片の短辺側の両端部を、端面からの固定距離が５０ｍｍとなるようクランプで固定し、万能試験機（インストロン社製）にセットした。一方の端面を１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、試験片が破断した際の強度を引張強さとして測定した。結果を表２に示す。
【０１１５】
【表２】
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【０１１６】
以上の結果から、本発明の保持シール材は、面圧及び引張強さに優れ、排ガス浄化装置を安定的に保持することができるといえる。
【符号の説明】
【０１１７】
１  試験片
１０  金属製ふるい
１００  ふるい振とう機
１１０  保持シール材
１２０  排ガス処理体
１３０  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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【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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