(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維を含み、抄造法により得られる層状のマットからなる保持シール材であって、
前記保持シール材の中間層が露出するように前記保持シール材を剥離させた際に、前記中間層の表面は凹部及び凸部を有する起伏面となっており、
前記保持シール材を５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法で切断した試験片を、中間層が露出するよう剥離させ、前記試験片を切断面からみた際に、前記中間層の表面における最も凹となる凹部と２番目に凹となる凹部とを接続する線分である第１の線分と前記中間層の表面における最も凸となる凸部の頂点との最短距離が１ｍｍ以下であって、さらに、凸部の数が３個／５ｃｍ以上であることを特徴とする保持シール材。
【請求項２】
前記無機繊維のうち、繊維長が２００μｍ以下の繊維の割合が４０％以下であり、かつ、前記無機繊維の平均繊維長が５００〜１５００μｍである請求項１に記載の保持シール材。
【請求項３】
前記保持シール材は有機バインダを含有する請求項１又は２に記載の保持シール材。
【請求項４】
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２〜１０重量％である請求項３に記載の保持シール材。
【請求項５】
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３又は４に記載の保持シール材。
【請求項６】
前記保持シール材は無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６に記載の保持シール材。
【請求項８】
前記無機繊維は、アルミナ、シリカ、アルミナ−シリカ、ムライト、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た少なくとも１種から構成されている請求項１〜７のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項９】
排ガス処理体と、前記排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、前記排ガス処理体と前記金属ケーシングとの間に配設され、前記排ガス処理体を保持する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１〜８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、排ガス浄化装置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等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】
さらに、エンジンの高出力化に伴い、排ガス浄化装置内を流通する排ガスは高温高圧化する傾向にある。このような高温高圧の排ガスが排ガス浄化装置に導入された場合、排ガスの熱によって保持シール材が変質したり、排ガスの風圧によって保持シール材を構成する無機繊維が飛散したり、風触（保持シール材を構成する無機繊維が、風圧等で崩れて質量が減少すること）を受けてしまう。
保持シール材が変質、飛散したり、風触を受けた場合、保持シール材を構成する無機繊維の量の減少に伴って面圧が低下するだけでなく、保持シール材から飛散した無機繊維が排ガス処理体の目詰りを引き起こしたりするという問題があった。
【０００５】
従来、このような問題を解決するために、保持シール材を構成する無機繊維のうち、長さが２００μｍ以下の無機繊維の割合を低減させる方法（例えば、特許文献１参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３１４７８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に記載された保持シール材では、保持シール材の風触を抑えることはできるが、排ガス処理体を保持する能力が不充分であった。
【０００８】
本発明者らは鋭意研究を行い、特許文献１に記載された保持シール材では、保持シール材を構成する無機繊維の大部分が、保持シール材の厚さ方向と垂直な方向に配向している為に、無機繊維の復元力に由来する面圧が充分に発揮されていないことを見出した。さらに、抄造法により保持シール材を製造する過程で形成される無機繊維の凝集体の大きさが大きくなりすぎると、得られる保持シール材の無機繊維の密度にムラが発生してしまい、無機繊維の密度の低い箇所において耐風触性が低下してしまうことを見出し、本発明に想到した。
【０００９】
すなわち、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、高い面圧と耐風触性を両立させた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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の保持シール材は、無機繊維を含み、抄造法により得られる層状のマットからなる保持シール材であって、上記保持シール材の中間層が露出するように上記保持シール材を剥離させた際に、上記中間層の表面は凹部及び凸部を有する起伏面となっており、上記保持シール材を５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法で切断した試験片を、中間層が露出するよう剥離させ、上記試験片を切断面からみた際に、上記中間層の表面における最も凹となる凹部と２番目に凹となる凹部とを接続する線分である第１の線分と上記中間層の表面における最も凸となる凸部の頂点との最短距離が１ｍｍ以下であって、さらに、凸部の数が３個／５ｃｍ以上であることを特徴とする。
【００１１】
保持シール材を構成する無機繊維が全て、保持シール材の厚さ方向と垂直な方向に配向していると仮定すると、保持シール材は厚さ方向に圧縮された場合に、復元力（面圧）を有しないことになる。また、このような保持シール材について、中間層が露出するように保持シール材を剥離させた場合に、露出した中間層の表面は平らで、凹凸がないと考えられる。
これに対して、保持シール材を構成する無機繊維が保持シール材の厚さ方向に対して平行に配向していると、保持シール材が圧縮された際に無機繊維が変形し、復元力に由来する反発によって保持シール材の面圧が発揮されることとなる。
すなわち、上記中間層の表面において、凸部の数が３個／５ｃｍ以上である本願発明の保持シール材は、無機繊維が保持シール材の厚さ方向に対して充分に配向しているといえる。そのため、本発明の保持シール材は、高い面圧を発揮することができる。
【００１２】
また、抄造法により製造されるマットは、一般的に、無機繊維同士が凝集した凝集体を積層させて、圧縮、乾燥させることにより形成されている。無機繊維同士が凝集した凝集体は、保持シール材として成形された後にもその形状をある程度保っており、保持シール材の中間層を剥離させた際には、無機繊維同士が凝集した凝集体単位で剥離されるため、上記中間層の表面には、上記凝集体の大きさに対応した凹凸が形成されることとなる。
すなわち、上記凝集体の大きさが大きくなると、上記中間層の表面に形成される凹凸の大きさが大きくなり、凸部の高さ（凸部の頂点から第１の線分までの最短距離）が長くなる。
上記中間層の表面において、凸部の最大高さが１ｍｍを超えると、保持シール材を構成する無機繊維の密度にムラが生じ、耐風触性が低下してしまう。
【００１３】
本発明の保持シール材において、上記無機繊維のうち、繊維長が２００μｍ以下の繊維の割合が４０％以下であり、かつ、上記無機繊維の平均繊維長が５００〜１５００μｍであることが好ましい。
なお、無機繊維のうち、繊維長が２００μｍ以下の繊維の割合は、４０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましく、２５％以下であることがさらに好ましい。無機繊維のうち、繊維長が２００μｍ以下の繊維の割合を４０％以下とすることにより、排ガスの風圧によって飛散しやすい短繊維の割合を減らすことができるため、耐風触性の良好な保持シール材となる。そのため、耐風触性と良好な面圧とを両立させることができる。
無機繊維のうち、繊維長が２００μｍ以下の繊維の割合が４０％を超えると、無機繊維が排ガスの風圧によって飛散しやすく、充分な面圧を発揮できないことがある。また、無機繊維の平均繊維長が１５００μｍを超えると、保持シール材を構成する無機繊維の繊維長が長すぎて、製造工程における無機繊維同士の凝集体が大きくなりすぎて、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。
また、繊維長が３０００μｍ以上の無機繊維の割合が大きくなると、同様に、製造工程において無機繊維同士が凝集しすぎて、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。従って、繊維長が３０００μｍ以上の無機繊維の割合を２０％以下とすることが好ましい。
【００１４】
本発明の保持シール材において、上記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。
保持シール材が有機バインダを含有することで、無機繊維同士を接続し、保持シール材の成形性を高めることができる。
【００１５】
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２〜１０重量％であることが好ましい。
有機バインダの含有量が２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。
【００１６】
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く、−５℃以下であることがより好ましい。
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、皮膜伸度が高くて柔軟な皮膜となり、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の表面が割れにくくなる。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。そのため、保持シール材を取り扱う、触媒コンバータへの組付け作業者の作業環境に悪影響を及ぼすことが低減できる。
【００１７】
本発明の保持シール材において、上記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、無機繊維同士の摩擦を高めることができ、面圧を向上させることができる。
【００１８】
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％未満である場合には、無機バインダの添加による面圧の向上がほとんどみられない。また、無機バインダの含有量が１０重量％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ため、無機バインダの過剰な使用は、製造コストの観点から好ましくない。
【００１９】
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、シリカ、アルミナ−シリカ、ムライト、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た少なくとも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、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た少なくとも１種から構成されていると、耐熱性、耐風触性等、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。
【００２０】
本発明の排ガス浄化装置は、排ガス処理体と、上記排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、上記排ガス処理体と上記金属ケーシングとの間に配設され、上記排ガス処理体を保持する保持シール材とを備える排ガス浄化装置であって、上記保持シール材は本発明の保持シール材であることを特徴とする。
本発明の排ガス浄化装置は、本発明の保持シール材を備えているため、排ガス処理体を安定的に保持することができる。
【００２１】
本発明の保持シール材の製造方法は、無機繊維を開繊する開繊工程と、上記開繊された無機繊維を分級する分級工程と、上記分級された無機繊維を溶媒、有機バインダ及び無機バインダと混合して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、からなる保持シール材の製造方法であって、上記分級工程では、繊維長が２００μｍ未満の無機繊維を一部又は全部除去することを特徴とする。
分級工程において繊維長が２００μｍ未満の無機繊維を一部又は全部除去すると、無機繊維同士が緩く絡み合ったフロックを容易に形成することができる。そのため、無機繊維同士が充分に絡み合い、充分な面圧を発揮することのできる保持シール材を製造することができる。
【００２２】
本発明の保持シール材の製造方法においては、上記分級工程において、繊維長が２００μｍ以下の無機繊維の割合を４０％以下とすることが好ましい。
繊維長が２００μｍ以下の無機繊維の割合を４０％以下とすることで、無機繊維同士が絡み合ったフロックがより形成されやすくなる。一方、繊維長が２００μｍ以下の無機繊維の割合が４０％を超えると、得られる保持シール材を構成する無機繊維が排ガスの風圧によって飛散しやすくなることがある。
【００２３】
本発明の保持シール材の製造方法では、上記分級された無機繊維の平均繊維長が２００〜２００００μｍであることが好ましい。
分級された無機繊維の平均繊維長が２００〜２００００μｍであると、無機繊維同士が緩く絡み合ったフロックを形成しやすくなるため、得られる保持シール材を構成する無機繊維同士の絡み合いに異方性が形成されにくく、強固な絡み合いとなりやすい。一方、分級された無機繊維の平均繊維長が２００００μｍを超えると、形成されるフロックの大きさが大きくなりすぎるため、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。
【００２４】
本発明の保持シール材の製造方法において、上記分級工程では、湿式サイクロンを用いることが好ましい。湿式サイクロンは分級精度に優れ、無機繊維を破損しにくいため、本発明の保持シール材の製造方法に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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（ａ）は、中間層が露出するように剥離された試験片の一例を切断面から側面視した図を模式的に示した側面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）における破線部の拡大断面図である。
【図３】図３は、排ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。
【図４】図４は、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５】図５は、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。
【００２６】
（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。
【００２７】
以下、本発明の保持シール材について説明する。
【００２８】
本発明の保持シール材は、無機繊維を含み、抄造法により得られる層状のマットからなる保持シール材であって、保持シール材の中間層が露出するように保持シール材を剥離させた際に、中間層の表面は凹部及び凸部を有する起伏面となっており、保持シール材を５０×５０ｍｍの寸法で切断した試験片を中間層が露出するよう剥離させ、試験片を切断面からみた際に、中間層の表面における最も凹となる凹部と２番目に凹となる凹部とを接続する線分である第１の線分と中間層の表面における最も凸となる凸部の頂点との最短距離が１ｍｍ以下であって、さらに、凸部の数が３個／５ｃｍ以上となっている。
【００２９】
まず、本発明の保持シール材の形状等について説明する。
図１は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示す斜視図である。
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の平板形状のマットから構成されていてもよい。
【００３０】
保持シール材１１０では、保持シール材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１１１及び他方の端部である第２の端部１１２には対応する段差が設けられており、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保持シール材を巻き付けた際に、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、上記段差を含む概念である。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。
【００３１】
本発明の保持シール材は、抄造法により得られたマットから構成されている。
抄造法により得られたマットは複数の薄い層が積層されたような構造を有しているため、上記複数の薄い層を互いに剥離させることができる。本発明の保持シール材はマットを中間層が露出するように剥離した際の表面形状に特徴を有する。
【００３２】
本発明の保持シール材において、中間層の凹凸を測定する方法を以下に説明する。
本発明の保持シール材は、５０×５０ｍｍの寸法に切断された試験片を用いて中間層の凹凸を評価する。試験片は、以下の手順によって剥離される。
試験片は抄造法により得られているため、試験片の切断面に、複数の薄い層が重なったような縞模様が確認できる。そこで、試験片のいずれか１つの角から、厚さ方向の中央付近に形成された複数の薄い層の隙間の１つに、薄板状の治具を差し込むことで、後述するクランプを差し込む隙間を形成する。上記治具を差し込む長さは、上記角から１０ｍｍまでとする。
上記角から１０ｍｍまでの領域のうち、試験片のいずれか一方の主面から上記中間層までの厚さ方向の領域をクランプで挟むようにして固定する。続いて、上記角から１０ｍｍまでの領域のうち、試験片の他方の主面から上記中間層までの厚さ方向の領域を別のクランプで挟むようにして固定する。上記２つのクランプをそれぞれ、引張試験機の両端に固定し、所定の力で引っ張ることで、試験片を剥離させて中間層を露出させる。このとき、一方のクランプは引張試験機に固定されており、もう一方のクランプを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で動かす。
上記手順によって、試験片の中間層を露出させ、中間層表面の凹凸を評価することができる。また、上記手順中に試験片が破断しそうになった場合、クランプに代わって手動で試験片を固定し、試験片が破断しないように、試験片の両端を徐々に引っ張ることによって試験片を剥離させてもよい。
【００３３】
続いて、剥離された試験片の切断面における画像を撮影する。試験片の切断面における画像を撮影する方法は特に限定されないが、例えば、市販のデジタルカメラ、デジタルマイクロスコープ等が挙げられる。
撮影した画像を以下の手順で解析することにより、保持シール材の中間層における凹凸を評価する。なお、試験片の画像は、露出させた中間層が上側、保持シール材の主面を構成していた面が下側となるよう配置する。
【００３４】
図２（ａ）は、中間層が露出するように剥離された試験片の一例を切断面から側面視した図を模式的に示した側面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）における破線部の拡大断面図である。
図２（ａ）を用いて、以下に、中間層の表面に形成された凹凸の程度を測定する方法を示す。
中間層が露出するように剥離された試験片１０は、中間層の表面３０に凹凸が形成された起伏面を有している。まず、中間層の表面３０について、最も凹となる凹部３１と、２番目に凹となる凹部３２とを接続する第１の線分３３を引く。線分を試験片の全長まで延長した際に、線分３３よりも下側に中間層の表面３０が露出していなければ、その線分が第１の線分３３である。
続いて、中間層の表面３０において、最も凸となる凸部３４の頂点から第１の線分３３に対して垂線３５を引く。垂線３５の長さ（図２（ｂ）における両矢印ｈが示す長さ）は第１の線分３３と最も凸となる凸部３４との最短距離を示している。垂線３５の長さを、その試験片における凸部の最大高さであるとみなして、凸部の最大高さ、及び、凸部の５ｃｍ当たりの個数を測定する。
なお、中間層の表面に形成された全ての凸部の頂点から第１の線分に対して垂線を引き、垂線の長さが最も長い凸部が、最も凸となる凸部である。
【００３５】
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。すなわち、凸部の最大高さが高いほど上記フロック（凝集体）の大きさが大きいといえる。このフロックが大きすぎる場合、フロック由来の部分では無機繊維の密度が高く、フロック由来ではない部分の無機繊維の密度が低くなる。そのため、フロックの大きさは大きすぎない方が好ましい。凸部の最大高さが１ｍｍ以下であると、保持シール材を構成する無機繊維の密度に過大なムラがなく、充分な耐風触性が得られる。凸部の最大高さが１ｍｍを超える場合、保持シール材を構成する無機繊維の密度に過大なムラが発生し、耐風触性が低下する。
【００３６】
凸部の数が多い程、保持シール材において厚さ方向に対して平行な方向に配向した無機繊維の割合が多いといえる。凸部の数が５ｃｍ当たり３個以上であると、無機繊維が保持シール材の厚さ方向に対して平行な方向に充分に配向しているため、保持シール材が高い面圧を発揮することができる。
なお、凸部の個数は頂点の数でカウントする。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
有機バインダとしては、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。
有機バインダを含んだエマルジョン液（有機バインダ溶液）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。
【００４０】
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２〜１０重量％含有していることが好ましく、３〜９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２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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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０．１〜１０重量％含有していることが好ましく、２〜９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。
【００４５】
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。
なお、溶媒中に分散する有機バインダと無機バインダの表面電荷が異なる場合には、有機バインダと無機バインダが自己凝集することもある。
有機バインダと無機バインダの自己凝集が充分でない場合には、凝集剤等を添加することによって有機バインダと無機バインダとを積極的に凝集させてもよい。
【００４６】
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、シリカ、アルミナシリカ、ムライト、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。
【００４７】
この中でも、低結晶性アルミナ質の無機繊維が望ましく、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。
【００４８】
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％の範囲が望ましく、０．４〜２０％の範囲がさらに望ましい。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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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の平均繊維長は、２００〜２００００μｍ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い。
無機繊維の平均繊維長が２００μｍ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、充分な面圧を得ることが困難になる。さらに、排ガスの圧力によって無機繊維が飛散しやすく、耐風触性が低下することがある。
また、無機繊維の平均繊維長が２００００μｍを超えると、無機繊維の繊維長が長すぎるため、抄造工程で水に無機繊維を分散したスラリー溶液中の無機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無機繊維が不均一に集積しやすくなる。
なお、無機繊維のうち、繊維長が２００μｍ以下の繊維の割合は、４０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましく、２５％以下であることがさらに好ましい。
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、繊維長が２００μｍ以下の繊維の割合及び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。
【００５８】
本発明の保持シール材を構成する無機繊維の平均繊維径は、１〜２０μｍであることが好ましく、２〜１５μｍであることがより好ましく、３〜１０μｍであることがさらに好ましい。
【００５９】
保持シール材の厚さは特に限定されないが、２．０〜３０ｍｍであることが好ましい。保持シール材の厚さが３０ｍｍ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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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分間保持した。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。
【００６４】
次に、本発明の保持シール材を製造する方法の一例として、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、無機繊維を開繊する開繊工程と、上記開繊された無機繊維を分級する分級工程と、上記分級された無機繊維を溶媒、有機バインダ及び無機バインダと混合して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、からなる保持シール材の製造方法であって、上記分級工程では、繊維長が２００μｍ未満の無機繊維を一部又は全部除去することを特徴とする。
【００６５】
（ａ）開繊工程
まず、開繊工程について説明する。
開繊工程では、無機繊維をフェザーミル等の粉砕機やパルパー等の撹拌機等により短繊維化（開繊ともいう）し、所望の繊維長に調整する。
【００６６】
開繊工程で用いる無機繊維は特に限定されないが、溶融法により作製された無機繊維や、無機塩法により作製された無機繊維を用いることができる。
溶融法により無機繊維を製造する方法としては、例えば、無機繊維を構成する材料（例えばケイ素とアルミニウム）を加熱して溶融し、溶融物を高速回転するホイール上に押し当てて繊維化する方法（スピニング法ともいう）や、溶融物に圧縮空気を押し当てることにより繊維化する方法（ブロー法ともいう）等が挙げられる。
無機塩法により無機繊維を製造する方法としては、例えば、無機繊維を構成する材料（例えばアルミニウムとケイ素）を含む水溶液にポ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て、この無機繊維前駆体を焼成する方法等が挙げられる。
【００６７】
（ｂ）分級工程
続いて、分級工程について説明する。
上記（ａ）開繊工程において開繊された無機繊維は、分級工程において分級される。
分級工程では、分級装置を用いて、上記開繊された無機繊維のうち繊維長が２００μｍ以下の無機繊維を一部又は全部除去する。
分級された無機繊維における繊維長が２００μｍ以下の無機繊維の割合は、４０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましく、２５％以下であることがさらに好ましい。
分級された無機繊維における繊維長が２００μｍ以下の無機繊維の割合が４０％を超えた場合、得られる保持シール材を構成する無機繊維が排ガスの風圧によって飛散しやすくなることがある。
分級工程によって得られる無機繊維の平均繊維長は、２００〜２００００μｍ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い。
【００６８】
上記分級装置としては、例えば、乾式遠心式分級装置（乾式サイクロンともいう）や湿式遠心式分級装置（湿式サイクロンともいう）等が挙げられ、湿式サイクロンが好ましい。
【００６９】
（ｃ）スラリー調製工程
続いて、スラリー調製工程について説明する。
スラリー調製工程では、分級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。上記スラリー中の無機繊維の含有量は特に限定されないが、例えば０．０５〜２．０重量％であってよい。
スラリーは、上記（ｂ）分級工程によって調整された無機繊維の平均繊維長が変化しない程度の撹拌速度で撹拌する。（ｃ）スラリー調製工程において無機繊維の平均繊維長が上述した範囲であると、無機繊維同士が緩く絡み合ったフロックを形成しやすくなるため、得られる保持シール材を構成する無機繊維同士の絡み合いに異方性が形成されにくく、強固な絡み合いとなりやすい。すなわち、無機繊維の平均繊維長を調整することで、フロックの凝集形態（凝集に異方性があるか等）を制御することができる。
【００７０】
上記スラリーには、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。
スラリー調製工程の最初に、まず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、面圧を向上させることができる。
さらに、上記スラリーに対して、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。
有機バインダの上記スラリー中の含有量は、無機繊維１００重量部に対して２〜１０重量部であることが好ましく、無機バインダの上記スラリー中の含有量は、無機繊維１００重量部に対して０．３〜５重量部であることが好ましい。有機バインダ及び無機バインダの含有量が上記範囲内であると、無機繊維同士が緩く絡み合ったフロックを形成しやすくなる。
【００７１】
さらに、スラリー調製工程では、上記スラリーに有機バインダ、無機バインダ、ｐＨ調整剤等を添加することでフロックの大きさ及び無機繊維の集合の形態を調製することができる。
例えば、上記（ｃ）スラリー調製工程で得られたスラリーに対して、アニオン性の有機バインダ（溶媒中における表面電荷がマイナスである有機バインダ）を添加し、続いて、カチオン性の無機バインダ（溶媒中における表面電荷がプラスである無機バインダ）を添加することで、有機バインダと無機バインダが無機繊維を取り込みながら凝集するため、無機繊維同士が絡み合ったフロックが形成される。その後、凝集剤を添加し撹拌することで、上記フロック同士がさらに凝集する。この時、凝集剤の添加量及び撹拌速度を調製することで、フロックの大きさを適切な大きさに調製することができる。
凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、ポリ硫酸第二鉄等の無機系凝集剤、ポリアクリルアミド等の高分子系凝集剤等が挙げられる。
【００７２】
（ｄ）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スラリーを流し込んだ後に、スラリー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。
【００７３】
上記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。
【００７４】
本発明の保持シール材の製造方法では、さらに（ｄ）抄造工程により得た無機繊維集合体を加熱等により乾燥する乾燥工程を行ってもよい。
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。
乾燥時の温度は、特に限定されないが、例えば１１０〜２００℃で行うことができる。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
以下、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置について説明する。
【００７９】
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、上記保持シール材は、本発明の保持シール材である。
【００８０】
図３は、排ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。
図３に示すように、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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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４は、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。
【００８６】
図４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。
【００８７】
図４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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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３に示す排ガス浄化装置１００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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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３を参照して以下に説明する。
図３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３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。
【００９６】
次に、排ガス浄化装置の製造方法について説明する。
図５は、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。
【００９７】
図５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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
以下、本発明の保持シール材、排ガス浄化装置及び保持シール材の製造方法の作用効果について説明する。
【０１０１】
（１）本発明の保持シール材は、上記保持シール材を５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法で切断した試験片を、中間層が露出するよう剥離させ、上記試験片を切断面からみた際に、上記中間層の表面における最も凹となる凹部と２番目に凹となる凹部とを接続する線分である第１の線分と上記中間層の表面における最も凸となる凸部の頂点との最短距離が１ｍｍ以下であって、さらに、凸部の数が３個／５ｃｍ以上である。
すなわち、本発明の保持シール材を構成する無機繊維は、保持シール材の厚さ方向に対して充分に配向しており、無機繊維の密度にムラがないといえる。そのため、本発明の保持シール材は、耐風触性を高めつつ、充分な面圧を発揮することができる。
【０１０２】
（２）本発明の排ガス浄化装置は、本発明の保持シール材を備えているため、保持シール材が耐風触性に優れ、さらに、排ガス浄化装置を安定的に保持することができる。
【０１０３】
（３）本発明の保持シール材の製造方法では、無機繊維同士が緩く絡み合ったフロックを容易に形成することができる。そのため、無機繊維同士が充分に絡み合い、充分な面圧を発揮することのできる保持シール材を製造することができる。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
（実施例１）
（無機繊維準備工程）
まず、開繊工程において開繊する無機繊維を作製した。
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、連続した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重量部で含み、平均繊維径が５．６μｍである無機繊維を作製した。
【０１０６】
（ａ）開繊工程
次に、上記無機繊維１６８．３ｇを水７５Ｌに投入し、６０Ｈｚで１０分間、パルパーを用いて撹拌することで、無機繊維を撹拌し、短繊維化した。
【０１０７】
（ｂ）分級工程
その後、湿式サイクロンを用いて２００μｍ以下の繊維長の無機繊維を一部除去することによって、分級された無機繊維の溶液を得た。
この分級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及び繊維長が２００μｍ以下の繊維の本数の割合を求めた。結果を表１に示す。
【０１０８】
（ｃ）スラリー調製工程
上記（ｂ）分級工程により得た分級された上記無機繊維の溶液に対して、アクリル系樹脂を水に分散させたアクリルラテックス溶液（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ  ＬＸ８５２）を１２．３ｇ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。
【０１０９】
（ｄ）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。
【０１１０】
（ｅ）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。
【０１１１】
（実施例２）
（ａ）開繊工程において、パルパーを用いた撹拌時間を７分間とすることで、無機繊維の平均繊維長を変化させた。その後、（ｃ）スラリー調製工程において、アクリルラテックスを添加する前に、まず、アルミナゾル（日産化学工業社製、アルミナゾル５２０）を６．８ｇ投入して、６０Ｈｚで１分間撹拌し、その後静置した。さらに、アクリルラテックス添加後に、高分子凝集剤として、非イオン性ポリアクリルアミド（ＢＡＳＦ社製、Ｐｅｒｃｏｌ４７ＮＳ）の０．５重量％水溶液を３３６．６ｇ投入し、６０Ｈｚで１分間撹拌したほかは、実施例１と同様の手順で実施例２に係る保持シール材を作製した。
【０１１２】
（比較例１）
（ｂ）分級工程において、湿式サイクロンによる短繊維の除去を行わないほかは、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。
【０１１３】
（比較例２）
（ａ）開繊工程において、パルパーを用いた撹拌時間を１５分間とし、さらに、（ｂ）分級工程において、湿式サイクロンによる短繊維の除去を行わないほかは、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。
【０１１４】
（中間層の剥離と凹凸の測定）
実施例１〜２及び比較例１〜２に係る保持シール材を５０×５０ｍｍの寸法にトムソン刃を用いて切断して試験片をそれぞれ３個作製した。続いて、上述した方法で各試験片を剥離し、中間層を露出させた。その後、中間層を露出させた試験片を市販のデジタルカメラ（リコーイメージング社製、コンパクトデジタルカメラ  ＰＥＮＴＡＸ  Ｏｐｔｉｏ  Ｗ６０）で撮影した。撮影した画像をコンピュータに画像を取り込み、５ｃｍ当たりの凸部の数及び凸部の最大高さを測定し、６個の試験片のデータから、５ｃｍ当たりの凸部の数及び凸部の最大高さの平均値を求めた。結果を表１に示す。
【０１１５】
（耐風触性試験）
以下の風触性測定装置を用いて、耐風触性試験を行った。
風触性測定装置は、上下方向から耐風触性試験用サンプルを挟み込むことにより、サンプルを所定の圧縮密度で保持することのできる上板部材及び下板部材と、外部から供給される空気を連続的に所定の風圧でサンプルの側面に吹きつけるように調整可能なエアノズルとから構成されている。
本明細書において、圧縮密度とは、圧縮後のサンプルの嵩密度を圧縮前のサンプルの嵩密度を用いて算出した計算値を示すものとする。例えば、見かけの体積が半分となるようにサンプルを圧縮すると、圧縮密度は、圧縮前のサンプルの嵩密度の二倍となる。
【０１１６】
耐風触性試験は、以下の手順で行った。
各実施例及び各比較例に係る保持シール材を２５ｍｍ角に切断して耐風触性試験サンプルとした。次に、サンプルの両表面が上板部材及び下板部材に接するようにして、上板部材と下板部材とでサンプルを挟み込んで保持した。この時、サンプルの圧縮密度が０．３ｇ／ｃｍ３となるように調整した。さらに、サンプルの側面からエアノズルの先端までの距離が３．６ｍｍとなるようにエアノズルの位置を調整した。この状態で、空気を風圧１３５ｋＰａの条件で連続して３時間吹きつけることによりサンプルを風触させた。なお、この操作は、７００℃の温度条件下で行った。風触されたサンプルの側面に形成された孔について、サンプルの表面から孔の底までの距離を測定し、風触量（ｍｍ）とした。
その結果、各実施例及び比較例における風触量を以下の基準で評価した。結果を表１に示す。
○：風触量が３ｍｍ未満
△：風触量が３ｍｍ以上５ｍｍ未満
×：風触量が５ｍｍ以上
【０１１７】
（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１に示す。
【０１１８】
（有機バインダ及び無機バインダの含有量（重量％）の測定）
各実施例及び各比較例で得られた保持シール材を一定重量サンプルとして採取し、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（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、サンプルから分離した。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。
この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した。
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％）を算出した。
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た。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、その含有量を算出した。残りが有機バインダの含有量（重量％）となる。
各実施例及び各比較例に係る保持シール材について、有機バインダ及び無機バインダの含有量を測定した。結果を表１に示す。
【０１１９】
本実施例及び本比較例では、上記方法により、有機バインダ及び無機バインダの含有量の測定が可能であるが、有機バインダが架橋性樹脂の場合、架橋性樹脂を有機溶剤により全て溶出することが困難である。そこで、その場合には、マットを構成する無機繊維（バインダを含有しないもの）を採取して重量（Ａ１）を測定し、本実施例及び本比較例と同様の条件で有機バインダ及び無機バインダを無機繊維に付着させた後、充分に乾燥させ、重量を測定する（Ａ２）。この後、６００℃で１時間加熱処理し、さらに重量を測定する（Ａ３）。Ａ２−Ａ３が有機バインダの重量であり、Ａ３−Ａ１が無機バインダの重量となるので、サンプルの重量に対する有機バインダ及び無機バインダの含有量（重量％）を算出することができる。
【０１２０】
【表１】
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【０１２１】
表１に示すように、実施例１及び２に係る保持シール材は、充分な耐風触性を備え、さらに、面圧が３０ｋＰａを超えているため充分な面圧を発揮することができた。これに対して、比較例１及び２に係る保持シール材は、耐風触性及び面圧が充分ではなかった。
以上のことから、本発明の保持シール材は、優れた耐風触性に加えて高い面圧を発揮することができることがわかった。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  試験片
３０  中間層の表面
３１  最も凹となる凹部
３２  ２番目に凹となる凹部
３３  第１の線分
３４  最も凸となる凸部
３５  垂線
１００  排ガス浄化装置
１１０  保持シール材
１２０  排ガス処理体
１３０  金属ケーシング
【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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