(57)【要約】【課題】  排ガス処理体に保持シール材が巻き付けられた巻付体をケーシングに配置する際に、シワや亀裂が発生しにくく、さらに排ガス浄化装置の利用時において、保持シール材の表面の摩擦抵抗を向上させて排ガス処理体を確実に保持することができる保持シール材を提供する。【解決手段】  有機バインダと無機繊維とを含む平面視矩形の保持シール材であって、上記保持シール材は、第１主面と、上記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、上記第１主面には、上記第１主面を横切る少なくとも１本の第１主面の溝が形成されており、上記第１主面の溝は、上記無機繊維が圧縮され、上記有機バインダにより固定されることにより形成されており、上記保持シール材が、２５０〜７００℃で加熱されると、上記有機バインダが分解され、上記保持シール材が膨張し、上記第１主面の溝が消失することを特徴とする保持シール材。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機バインダと無機繊維とを含む平面視矩形の保持シール材であって、
前記保持シール材は、第１主面と、前記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、
前記第１主面には、前記第１主面を横切る少なくとも１本の第１主面の溝が形成されており、
前記第１主面の溝は、前記無機繊維が圧縮され、前記有機バインダにより固定されることにより形成されており、
前記保持シール材が、２５０〜７００℃で加熱されると、前記有機バインダが分解され、前記保持シール材が膨張し、前記第１主面の溝が消失することを特徴とする保持シール材。
【請求項２】
前記第１主面の溝の断面形状は、Ｕ字型又は凹型である請求項１に記載の保持シール材。
【請求項３】
前記保持シール材の幅方向に対する前記第１主面の溝の角度は、５０〜８５°である請求項１又は２に記載の保持シール材。
【請求項４】
前記第１主面の溝は格子状に形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項５】
前記第２主面には、前記第２主面を横切る少なくとも１本の第２主面の溝が形成されている請求項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】
前記無機繊維は、アルミナ繊維、シリカ繊維、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種を含む請求項１〜６のいずれかに記載の保持シール材。
【請求項８】
ハニカム構造を有する柱状の排ガス処理体に、請求項１〜７のいずれかに記載の保持シール材が巻き付けられた巻付体であって、
前記排ガス処理体の表面と、前記保持シール材の第２主面とが接していることを特徴とする巻付体。
【請求項９】
ハニカム構造を有する柱状の排ガス処理体と、
前記排ガス処理体を収容するケーシングと、
前記排ガス処理体と、前記ケーシングとの間に介在する保持シール材とからなる排ガス浄化装置であって、
前記保持シール材は、請求項１〜７のいずれかに記載の保持シール材であり、
前記排ガス処理体の表面と、前記保持シール材の第２主面とが直接接していることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項１０】
有機バインダを含み無機繊維からなる平面視矩形のマット材を準備するマット材準備工程と、
前記マット材の第１主面に、第１主面を横切る少なくとも１本の第１主面の溝を形成する溝形成工程とを含む、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であり、
前記マット材準備工程では、熱処理されていない前記有機バインダを含む湿潤状態の前記マット材を準備し、
前記溝形成工程では、湿潤状態の前記マット材を、金型又はメッシュを押し当てて乾燥させることで前記第１主面の溝を形成することを特徴とする保持シール材の製造方法。
【請求項１１】
前記マット材は、抄造法により作製する請求項１０に記載の保持シール材の製造方法。
【請求項１２】
ハニカム構造を有する柱状の排ガス処理体に、請求項１〜７のいずれかに記載の保持シール材を、前記保持シール材の第２主面が前記排ガス処理体に直接接するように巻き付けることを特徴とする巻付体の製造方法。
【請求項１３】
ハニカム構造を有する柱状の排ガス処理体に、請求項１〜７のいずれかに記載の保持シール材を、前記保持シール材の第２主面が前記排ガス処理体に直接接するように巻き付け、巻付体を製造する巻付体製造工程と、
前記巻付体をケーシングに収容する収容工程とを含むことを特徴とする排ガス浄化装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持シール材、巻付体、排ガス浄化装置、保持シール材の製造方法、巻付体の製造方法及び排ガス浄化装置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】
排ガス浄化装置を製造する際には、排ガス処理体に保持シール材が巻き付けられて巻付体とし、該巻付体をケーシングに配置することになる。
保持シール材には厚みがあるので、保持シール材を排ガス処理体に巻き付けると、保持シール材の内外周差によって、保持シール材の外側表面に引張力が生じる。また、巻付体をケーシング内に配置する方法としては、保持シール材を圧縮させながらケーシングに押し込む方法があり、保持シール材は圧縮されながらケーシング内へ押し込まれる。したがって、保持シール材の厚み方向に対して斜め方向の圧縮応力やせん断応力を受け、これらが、保持シール材にシワや亀裂が発生させる原因となる。保持シール材にシワや亀裂が発生すると、排ガス浄化装置を用いる際に、保持シール材のシワや亀裂の部分から排ガスが漏れる。
【０００５】
そのため、保持シール材に求められる機能は、保持シール材を巻き付けた排ガス処理体をケーシング内に配置する際に、保持シール材にシワや亀裂を発生させず容易に配置させ、さらにはケーシング内へ配置後に排ガス処理体を確実に保持することである。
【０００６】
特許文献１には、保持シール材を排ガス処理体に巻回し、ケーシング内へ配置する方法が記載されている。また、特許文献１には、保持シール材に対してニードリング処理を行うことで、目付量を増やしつつ、保持シール材の厚みを抑制するため、保持シール材の取扱い性を向上させることができることが記載されている。また、ケーシング内径にあわせて径が次第に小さくなる治具をケーシングに取り付けて、保持シール材が巻きつけられた排ガス処理体を圧入してケーシング内へ配置する方法が記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、保持シール材の応力により発生する亀裂を防ぐために、保持シール材に切れ目線を形成することが記載されている。
すなわち、特許文献２には、汚染制御装置（排ガス浄化装置）内に汚染制御要素（排ガス処理体）を装着するための装着物品（保持シール材）であって、該装着物品は、ハウジング（ケーシング）内に汚染制御要素を装着するのに有用なシート材料を具備し、該シート材料は主要な上面および底面、厚み、長さ並びに幅を有し、該シート材料の表面に少なくとも１本の切れ目線を有する装着物品が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１１４６７号公報
【特許文献２】特表２００１−５２３７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に記載されているように、保持シール材にニードリング処理を行うと、保持シール材にニードル痕が永続的に残ることになる。
ニードリング処理により保持シール材にニードル痕が形成されると、その部分はへこみ、保持シール材の第１主面の表面積が小さくなるので、保持シール材の摩擦抵抗は小さくなる。しかし、上記の通り、保持シール材にはニードル痕が永続的に残るので、保持シール材がケーシング内に配置された後も、保持シール材とケーシングとの間の摩擦抵抗も小さいままとなる。そのため、ニードリング処理された保持シール材を用いた排ガス浄化装置では、利用時にケーシング内の保持シール材が動いてしまい、次第に排ガス処理体と保持シール材とがずれやすくなる。その結果、排ガス処理体が脱落等しやすくなり、排ガス処理体を保持することができなくなる可能性がある。
また、特許文献１に記載されている治具を使用する場合、ケーシングと治具との接続箇所に段差などができるため、巻回体をケーシングに圧入する工程において、保持シール材が段差を通過した際に、保持シール材の端部が段差に引っ掛かり、保持シール材にシワや亀裂を発生させる可能性がある。
【００１０】
特許文献２には、排ガス処理体の形状との関係で、切れ目線を設けた保持シール材が開示されているが、巻付体をケーシングに配置する際に保持シール材にかかる応力が起因のシワや亀裂については言及されておらず、特許文献２記載のような保持シール材において、ケーシング内に配置する際、保持シール材の表面にシワが発生し、亀裂が発生する場合があった。また、この切れ目線は、保持シール材の幅方向に対して垂直に横切るような一本道となっているため、このような保持シール材が用いられた排ガス浄化装置を使用する際に、排ガスが切れ目線を通って保持シール材を通過してしまう場合があった。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、排ガス処理体に保持シール材が巻き付けられた巻付体をケーシングに配置する際に、シワや亀裂が発生しにくく、さらに排ガス浄化装置の利用時において、保持シール材の表面の摩擦抵抗を向上させて排ガス処理体を確実に保持することができる保持シール材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、本発明の保持シール材は、有機バインダと無機繊維とを含む平面視矩形の保持シール材であって、上記保持シール材は、第１主面と、上記第１主面の反対側に位置する第２主面とを有し、上記第１主面には、上記第１主面を横切る少なくとも１本の第１主面の溝が形成されており、上記第１主面の溝は、上記無機繊維が圧縮され、上記有機バインダにより固定されることにより形成されており、上記保持シール材が、２５０〜７００℃で加熱されると、上記有機バインダが分解され、上記保持シール材が膨張し、上記第１主面の溝が消失することを特徴とする。
【００１３】
本発明の保持シール材の第１主面には、第１主面を横切る少なくとも１本の第１主面の溝が形成されており、また、第１主面の溝は、無機繊維が圧縮され有機バインダによって固定されることにより形成されている。
すなわち、溝周辺は、有機バインダで固定された溝の空間を動くことができる。そのため、本発明の保持シール材が用いられた巻付体をケーシングに圧入する際に、保持シール材の第１主面に圧力がかかった場合でも、溝周辺が動くことで圧力を分散させることができ、シワの発生を抑制することができる。
【００１４】
また、第１主面の溝は、無機繊維が有機バインダで固定されることにより形成されているので、第１主面の溝において、切れ目なく連続して交絡している無機繊維の割合が多い。そして、有機バインダは弾性を有し、伸びたり縮むことができるため、第１主面の溝に圧力がかかったとしても、第１主面の溝が起点となり保持シール材が裂けて欠損しにくい。
【００１５】
さらに、第１主面の溝が形成されていることにより保持シール材の第１主面の摩擦抵抗は小さくなる。そのため、本発明の保持シール材が用いられた巻付体をケーシングに圧入する際に、保持シール材と、ケーシングとの間の摩擦抵抗は小さくなる。その結果、巻付体をケーシングに圧入しやすくなる。
【００１６】
また、本発明の保持シール材が、２５０〜７００℃で加熱されると、有機バインダが分解され、繊維間同士の結束力が弱くなることで保持シール材が膨張し、第１主面の溝が消失する。
２５０〜７００℃の温度範囲は、一般的な、排ガス浄化装置の初期作動時の温度範囲である。そのため、上記本発明の保持シール材を排ガス浄化装置に用いると、排ガス浄化装置の初期作動時に自然に第１主面の溝が消失する。
また、上記温度範囲で、第１主面の溝が消失すると、第１主面の表面積が増えるため、保持シール材の第１主面の摩擦抵抗は大きくなる。その結果、保持シール材とケーシングとの間の摩擦抵抗は大きくなり、ケーシング内において保持シール材が排ガス処理体を保持する力が強くなる。したがって、排ガス処理体を確実に保持することができる。
【００１７】
本発明の保持シール材では、上記第１主面の溝の断面形状は、Ｕ字型又は凹型であることが望ましい。
第１主面の溝がＵ字型又は凹型であると、第１主面の溝により隔てられる部分の間には空間が形成される。したがって、保持シール材の第１主面に圧力がかかったとしても、溝周辺は形成された空間に大きく移動することができる。そのため、シワの発生をさらに抑制できる。
また、第１主面の溝の断面形状はＵ字型であることがさらに望ましい。第１主面の溝の断面形状がＵ字型であると断面形状に角部がないので、第１主面の溝が消失した時に、保持シール材の第１主面には、角部に起因する凹部が残らない。第１主面の溝の断面形状に角部があると、角部の無機繊維が折れ曲がりやすくなる。このような状態であると、無機繊維を固定する有機バインダが分解したとしても、無機繊維が折れ曲がったままになりやすくなる。その結果、保持シール材の第１主面に凹部が形成されやすくなる。保持シール材の第１主面に凹部が形成されると、保持シール材の第１主面の表面積が低下するため、第１主面の溝が消失しても最大限に摩擦抵抗を増加させにくくなる。
【００１８】
本発明の保持シール材では、上記保持シール材の幅方向に対する上記第１主面の溝の角度は、５０〜８５°であることが望ましい。
なお、本明細書において、「保持シール材の幅方向に対する第１主面の溝の角度」とは、保持シール材の幅方向と、第１主面の溝とが形成する角のうち鋭角の角度のことを意味する。
本発明の保持シール材を排ガス処理体に巻き付けて巻付体とし、圧入方法により巻付体をケーシングに配置する場合、保持シール材の幅方向は、巻付体の圧入方向と一致する。保持シール材の幅方向に対する第１主面の溝の角度が５０°未満であると、圧入方向に対し第１主面の溝が平行に近づくので、圧入方向の圧入圧力が第１主面の溝に沿って、せん断力が発生し易くなり、第１主面の溝が起点となり保持シール材に亀裂が発生しやすくなる。
保持シール材の幅方向に対する第１主面の溝の角度が８５°を超えると、圧入方向に対し第１主面の溝が垂直に近づくので、圧入する際のケーシングの端部で第１主面の溝が引っ掛かりやすくなる。そのため、保持シール材の幅方向に発生する圧入による力は第１主面の溝に集中しやすくなる。その結果、保持シール材に大きなシワや亀裂等が発生しやすくなる。
また、第１主面の溝の角度が５０〜８５°の角度であると、本発明の保持シール材を排ガス浄化装置に用いた際に、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置の初期作動時に、第１主面の溝が消失する前に、第１主面の溝に排ガスが入り込んだとしても、排ガスが第１主面の溝を通過する距離は、保持シール材の幅方向に対する第１主面の溝の角度が０°である場合に比べ長くなる。その結果、排ガスが漏れることを抑制することができる。さらには第１主面の溝に入り込んだ排ガスの熱を利用して、熱を保持シール材内部へと伝えることができるため、効率よく溝を消失させることができる。
【００１９】
本発明の保持シール材では、上記第１主面の溝は格子状に形成されていることが望ましい。
第１主面の溝が格子状に形成されていると、保持シール材の第１主面は、第１主面の溝で区画されることになる。そのため、保持シール材の第１主面にどのような方向から圧力がかかったとしても、区画された部分は、圧力方向に容易に動くことができ、圧力を分散させることができる。そのため、シワの発生を抑制することができる。
また、第１主面の溝が消失する際は、第１主面の溝の形成時に圧縮された無機繊維が解放されることで第１主面の溝が消失する。圧縮された無機繊維が解放される際に、無機繊維の解放が均一に行われない場合には、無機繊維に応力がかかり保持シール材の第１主面に微小な凹凸が形成される場合がある。第１主面の溝が格子状に形成されていると、上記のように保持シール材の第１主面は区画されることになり、どのような方向に対しても容易に区画は動くことができる。そのため、上記のように保持シール材の第１主面に微小な凹凸が形成されそうになった場合でも、無機繊維にかかる応力を効率よく吸収でき、凹凸の形成を抑制することができる。そのため、保持シール材の第１主面の表面積は減少しにくくなり、摩擦抵抗を増加させやすくなる。
また、第１主面の溝が格子状に形成されていると、本発明の保持シール材を排ガス浄化装置に用いた際に、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置の初期作動時に、第１主面の溝が消失する前に第１主面の溝に排ガスが入り込んだとしても、排ガスが通過する経路は分岐が多く複雑であるので、排ガスが漏れることを抑制することができる。さらには第１主面の溝に入り込んだ排ガスの熱を利用して、熱を保持シール材内部へと伝えることができるため、効率よく溝を消失することができる。
【００２０】
本発明の保持シール材では、上記第２主面には、上記第２主面を横切る少なくとも１本の第２主面の溝が形成されていることが望ましい。第２の主面の溝が形成されていると、第１主面の溝にかかるシワによる力を、第２主面の溝へ分散させることができるので、シワの発生をより抑制することができる。
【００２１】
本発明の保持シール材では、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％であることが望ましい。
第１主面の溝は有機バインダによって形成されているため、第１主面の溝に対して裂ける方向などの力がかかった際は、有機バインダが伸び縮みすることで、第１主面の溝にかかった力が分散され、シワや破損の発生を抑制する。有機バインダの含有量が上記範囲であると、この効果が好適に発揮される。
また、有機バインダの含有量が、保持シール材の全量に対して固形分換算で２〜１０重量％であると、本発明の保持シール材を排ガス浄化装置に用いた際に、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置の初期作動時に、排ガスが、保持シール材に到達した際、その排ガスの温度で有機バインダが速やかに分解されやすくなる。その結果、第１主面の溝を速やかに消失させることができる。
有機バインダの含有量が保持シール材の全量に対して固形分換算で１０重量％を超えると、排ガス浄化装置の初期作動時に、有機バインダの分解に長く時間が必要になり、その結果、第１主面の溝の消失にも長く時間が必要になる。
有機バインダの含有量が保持シール材の全量に対して固形分換算で２重量％よりも小さいと、保持シール材の強度が弱くなり外的衝撃で破損しやすくなる。さらには無機繊維が飛散しやすくなる。無機繊維の飛散は労働環境や使用環境を非常に悪くする。
【００２２】
本発明の保持シール材では、上記無機繊維は、アルミナ繊維、シリカ繊維、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種を含むことが望ましい。
無機繊維が、アルミナ繊維、シリカ繊維及びガラス繊維の少なくとも１種である場合には、耐熱性に優れているので、保持シール材が高温になった場合であっても、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製造する際に、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。
【００２３】
本発明の巻付体は、ハニカム構造を有する柱状の排ガス処理体に、上記本発明の保持シール材が巻き付けられた巻付体であって、上記排ガス処理体の表面と、上記保持シール材の第２主面とが接していることを特徴とする。
本発明の巻付体は、排ガス処理体に上記本発明の保持シール材が巻き付けられているので、巻付体をケーシングに圧入する際に、保持シール材の第１主面に圧力がかかった場合でも、溝周辺が動くことで圧力を分散させることができ、シワの発生を抑制することができる。
また、保持シール材は、２５０〜７００℃で加熱されると、有機バインダが分解され、保持シール材が膨張し、第１主面の溝が消失するので、本発明の巻付体が用いられた排ガス浄化装置の初期作動時において、第１主面の溝は消失する。その結果、保持シール材とケーシングとの間の摩擦抵抗は大きくなり、ケーシング内において保持シール材が排ガス処理体を保持する力が強くなる。したがって、本発明の巻付体に含まれる排ガス処理体を確実に保持することができる。
【００２４】
本発明の排ガス浄化装置は、ハニカム構造を有する柱状の排ガス処理体と、上記排ガス処理体を収容するケーシングと、上記排ガス処理体と、上記ケーシングとの間に介在する保持シール材とからなる排ガス浄化装置であって、上記保持シール材は、上記本発明の保持シール材であり、上記排ガス処理体の表面と、上記保持シール材の第２主面とが直接接していることを特徴とする。
本発明の保持シール材が用いられた排ガス浄化装置では、保持シール材に、シワや亀裂が発生しにくい。
また、排ガス浄化装置には、通常、２５０〜７００℃の排ガスが到達する。そのため、本発明の保持シール材を排ガス浄化装置に用いると、排ガス浄化装置の初期作動時に自然に第１主面の溝が消失する。第１主面の溝が消失すると、排ガスが漏れることを防止することができ、排ガス処理体をしっかりと保持することができる。
【００２５】
本発明の保持シール材の製造方法は、有機バインダを含み無機繊維からなる平面視矩形のマット材を準備するマット材準備工程と、上記マット材の第１主面に、第１主面を横切る少なくとも１本の第１主面の溝を形成する溝形成工程とを含む、上記本発明の保持シール材の製造方法であり、上記マット材準備工程では、熱処理されていない上記有機バインダを含む湿潤状態の上記マット材を準備し、上記溝形成工程では、湿潤状態の上記マット材を、金型又はメッシュを押し当てて乾燥させることで上記第１主面の溝を形成することを特徴とする。
湿潤状態のマット材に、金型又はメッシュを押し当てることにより、容易に第１主面の溝を形成することができる。
【００２６】
本発明の保持シール材の製造方法では、上記マット材は、抄造法により作製することが望ましい。
抄造法によりマット材を製造すると、容易に広範囲の目付量のマット材を製造することができる。また、抄造法では繊維を解きほぐす際に、無機繊維の繊維長を調整することができるため、最適な溝を形成することができる。
【００２７】
本発明の巻付体の製造方法は、ハニカム構造を有する柱状の排ガス処理体に、上記本発明の保持シール材を、上記保持シール材の第２主面が上記排ガス処理体に直接接するように巻き付けることを特徴とする。
保持シール材の第２主面が排ガス処理体に直接接するように巻き付けることで、保持シール材の第１主面に圧力がかかった場合でも、溝周辺が動くことで圧力を分散させることができ、シワの発生を抑制することができる巻付体を製造することができる。
このような本発明の巻付体を用いて排ガス浄化装置を製造すると、巻付体をケーシングに圧入する際に、保持シール材にシワが発生することを抑制することができる。
【００２８】
本発明の排ガス浄化装置の製造方法は、ハニカム構造を有する柱状の排ガス処理体に、上記本発明の保持シール材を、上記保持シール材の第２主面が上記排ガス処理体に直接接するように巻き付け、巻付体を製造する巻付体製造工程と、上記巻付体をケーシングに収容する収容工程とを含むことを特徴とする。
保持シール材の第２主面が排ガス処理体に直接接するように巻き付けることで、保持シール材の第１主面に圧力がかかった場合でも、第１主面の溝周辺が動くことで圧力を分散させることができ、シワの発生を抑制することができる巻付体を製造することができる。そのため、巻付体をケーシングに圧入する際に、保持シール材にシワが発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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る。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す保持シール材を２５０〜７００℃で加熱した後の状態の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の保持シール材を用いて、排ガス浄化装置を製造する工程の一例を模式的に示す模式図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示す平面図である。
【図４】図４は、凹部及び凸部を有する本発明の保持シール材の一例を模式的に示す平面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の保持シール材のＸ線ＣＴ画像を模式的に示す模式図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＸ線ＣＴ画像から繊維配向度指数を算出する方法を模式的に説明する模式図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）における無機繊維によって形成される最短距離を模式的に示した模式図である。
【図６】図６は、本発明の巻付体に含まれる排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図７】図７（ａ）は、押し抜き荷重測定の手順を模式的に示す斜視図である。図７（ｂ）は、押し抜き荷重測定機を模式的に示す正面図である。
【００３０】
（発明の詳細な説明）
以下、詳述する。
【００３１】
本発明の保持シール材は、有機バインダと無機繊維とを含む平面視矩形の保持シール材であって、第１主面と、第１主面の反対側に位置する第２主面とを有している。
また、本発明の保持シール材の第１主面には、第１主面を横切る少なくとも１本の第１主面の溝が形成されており、また、第１主面の溝は、無機繊維が圧縮され有機バインダによって固定されることにより形成されている。
すなわち、溝周辺は、有機バインダで固定された溝の空間を動くことができる。そのため、本発明の保持シール材が用いられた巻付体をケーシングに圧入する際に、保持シール材の第１主面に圧力がかかった場合でも、溝周辺が動くことで圧力を分散させることができ、シワの発生を抑制することができる。
【００３２】
また、第１主面の溝は、無機繊維が有機バインダで固定されることにより形成されているので、第１主面の溝において、切れ目なく連続して交絡している無機繊維の割合が多い。そして、有機バインダは弾性を有し、伸びたり縮むことができるため、衝撃なども吸収でき、第１主面の溝に圧力がかかったとしても、第１主面の溝が起点となり保持シール材が裂けて欠損しにくい。
【００３３】
さらに、第１主面の溝が形成されていることにより保持シール材の第１主面の摩擦抵抗は小さくなる。そのため、本発明の保持シール材が用いられた巻付体をケーシングに圧入する際に、保持シール材と、ケーシングとの間の摩擦抵抗は小さくなる。その結果、巻付体をケーシングに圧入しやすくなる。
【００３４】
また、本発明の保持シール材が、２５０〜７００℃で加熱されると、有機バインダが分解され、繊維間同士の結束力が弱くなることで保持シール材が膨張し、第１主面の溝が消失する。有機バインダが分解する温度は２５０〜６００°であることが望ましく、２７５〜３５０℃であることがより望ましい。ここで、「有機バインダが分解する」とは、加熱により有機バインダの材料構造が変化することである。有機バインダが分解することによって、有機バインダの弾性特性は低下、又は、失うことがある。
２５０〜７００℃の温度範囲は、一般的な、排ガス浄化装置の初期作動時の温度範囲である。
そのため、上記本発明の保持シール材を排ガス浄化装置に用いると、排ガス浄化装置の初期作動時に自然に第１主面の溝が消失する。
上記構成の本発明の保持シール材が用いられた排ガス浄化装置において、上記温度範囲で第１主面の溝が消失すると、第１主面の表面積が増えるため、保持シール材の第１主面の摩擦抵抗は大きくなる。その結果、保持シール材とケーシングとの間の摩擦抵抗は大きくなり、ケーシング内において保持シール材が排ガス処理体を保持する力が強くなる。したがって、排ガス処理体を確実に保持することができる。
なお、第１主面の溝の消失温度は、排ガス浄化装置を製造する作業時の温度では第１主面の溝は消失せず、排ガス浄化装置の初期作動時での排ガス温度で消失する温度であることが望ましい。
【００３５】
このような本発明の保持シール材をさらに詳述すると、以下の図１（ａ）及び（ｂ）に示す保持シール材があげられる。
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る。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す保持シール材を２５０〜７００℃で加熱した後の状態の一例を模式的に示す斜視図である。
図１（ａ）に示すように、本発明の保持シール材の一例である保持シール材１０は、有機バインダと無機繊維とを含む平面視矩形の保持シール材であって、第１主面２０と、第１主面２０の反対側に位置する第２主面３０とを有している。
また、保持シール材１０の第１主面２０には、第１主面２０を横切る第１主面の溝２１が形成されており、また、第１主面の溝２１は、無機繊維が圧縮され有機バインダによって固定されることにより形成されている。なお、図１（ａ）中、矢印αは、保持シール材１０の幅方向を示している。
さらに、図１（ｂ）に示すように、保持シール材１０が、２５０〜７００℃で加熱されると、有機バインダが分解され、保持シール材１０が膨張し、第１主面の溝が消失する。
【００３６】
本発明の保持シール材では、第１主面の溝の断面形状は、Ｕ字型又は凹型であることが望ましい。
第１主面の溝がＵ字型又は凹型であると、第１主面の溝により隔てられる部分の間には空間が形成される。したがって、保持シール材の第１主面に圧力がかかったとしても、溝周辺は形成された空間に大きく移動することができる。そのため、シワの発生をさらに抑制できる。
また、第１主面の溝の断面形状はＵ字型であることがさらに望ましい。第１主面の溝の断面形状がＵ字型であると断面形状に角部がないので、第１主面の溝が消失した時に、保持シール材の第１主面には、角部に起因する凹部が残らない。第１主面の溝の断面形状に角部があると、角部の無機繊維が折れ曲がりやすくなる。このような状態であると、無機繊維を固定する有機バインダが分解したとしても、無機繊維が折れ曲がったままになりやすくなる。その結果、保持シール材の第１主面に凹部が形成されやすくなる。保持シール材の第１主面に凹部が形成されると、保持シール材の第１主面の表面積が低下するため、第１主面の溝が消失しても最大限に摩擦抵抗を増加させにくくなる。
【００３７】
本発明の保持シール材では、保持シール材の幅方向に対する第１主面の溝の角度は、５０〜８５°であることが望ましく、５５〜８０°であることがより望ましく、６０〜７５°であることがさらに望ましい。
本発明の保持シール材を排ガス処理体に巻き付けて巻付体とし、圧入方法により巻付体をケーシングに配置する場合、保持シール材の幅方向は、巻付体の圧入方向と一致する。
保持シール材の幅方向に対する第１主面の溝の角度が５０°未満であると、圧入方向に対し第１主面の溝が平行に近づくので、圧入方向の圧入圧力が第１主面の溝に沿って、せん断力が発生し易くなり、第１主面の溝が起点となり保持シール材に亀裂が発生しやすくなる。
保持シール材の幅方向に対する第１主面の溝の角度が８５°を超えると、圧入方向に対し第１主面の溝が垂直に近づくので、圧入する際のケーシングの端部で第１主面の溝が引っ掛かりやすくなる。そのため、保持シール材の幅方向に発生する圧入による力は第１主面の溝に集中しやすくなる。その結果、保持シール材に大きなシワや亀裂等が発生しやすくなる。
また、第１主面の溝の角度が５０〜８５°の角度であると、本発明の保持シール材を排ガス浄化装置に用いた際に、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置の初期作動時に、第１主面の溝が消失する前に、第１主面の溝に排ガスが入り込んだとしても、排ガスが第１主面の溝を通過する距離は、保持シール材の幅方向に対する第１主面の溝の角度が０°である場合に比べ長くなる。その結果、排ガスが漏れることを抑制することができる。さらには第１主面の溝に入り込んだ排ガスの熱を利用して、熱を保持シール材内部へと伝えることができるため、効率よく溝を消失させることができる。
【００３８】
本発明の保持シール材において、保持シール材の幅方向に対する第１主面の溝の角度が５０〜８５°である際に、排ガス浄化装置を製造する場合の効果について以下に図面を用いて説明する。
図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の保持シール材を用いて、排ガス浄化装置を製造する工程の一例を模式的に示す模式図である。
保持シール材１０を用いて、排ガス浄化装置１００を製造する際には、まず、図２（ａ）に示すように、保持シール材１０は、排ガス処理体５０に巻き付けられ、図２（ｂ）に示すように、巻付体６０とされる。この際、保持シール材１０の第２主面３０が排ガス処理体５０の表面と接触するようにされる。
次に、図２（ｃ）に示すように、巻付体６０は、圧入方法によりケーシング７０に配置されることになる。なお、図２（ｃ）中、矢印Ｐは、圧入方向を示す。
このようにして、図２（ｄ）に示すように、排ガス浄化装置１００を製造することができる。
圧入方法における巻付体の圧入方向Ｐと、保持シール材の幅方向αとは一致することになる。
保持シール材１０の幅方向αに対する第１主面の溝２１の角度が５０°未満であると、圧入方向Ｐに対し第１主面の溝２１が平行に近づくので、圧入方向Ｐの圧入圧力が第１主面の溝２１に沿って、せん断力を発生させ易くなる。その結果、第１主面の溝２１が起点となり保持シール材１０に亀裂が発生しやすくなる。
また、保持シール材１０の幅方向αに対する第１主面の溝２１の角度が８５°を超えると、圧入方向Ｐに対し第１主面の溝２１が垂直に近づく。この場合、保持シール材１０の第１主面の溝２１は、圧入する際のケーシング７０の端部で引っ掛かりやすくなる。そのため、保持シール材１０の幅方向αに発生する圧入による力は分散されにくくなる。その結果、保持シール材１０に大きなシワや亀裂等が発生しやすくなる。
また、保持シール材１０にシワが発生する場合には、そのシワは、第１主面の溝２１に沿って発生しやすい。保持シール材１０の幅方向αに対する第１主面の溝２１の角度が、５０〜８５°であると、保持シール材１０にシワが発生したとしても、シワが発生する方向は、圧入方向に対して、平行にも垂直にもなりにくい。そのため、保持シール材１０に亀裂等が発生しにくい。
【００３９】
また、第１主面の溝は、１本であっても複数本であってもよいが、複数本であることが望ましい。
第１主面の溝が複数本あると、第１主面は、第１主面の溝により区切られた多数の区画により形成されているといえる。そのため、保持シール材の第１主面にある区画が力を受けたとしても、第１主面の溝によって形成された空間により、区画は動くことができるようになる。すなわち、区画が動くことで保持シール材が受けている力を分散させ、保持シール材に局所的にかかる力を小さくする事ができる。また、力を受けた区画が動くことで、近隣の区画へ力を伝播させたとしても、力が分散されて小さくなっているので、溝がない保持シール材と比較すると受ける力の影響は小さい。
【００４０】
さらに、第１主面の溝が複数本ある場合、第１主面には、２つの異なる方向に沿って溝が形成されていることが望ましい。すなわち、本発明の保持シール材では、第１主面の溝は格子状に形成されていることがより望ましい。このように第１主面の溝が形成されていると、保持シール材の第１主面は、第１主面の溝で区画されることになる。そのため、保持シール材の第１主面にどのような方向から圧力がかかったとしても、区画された部分は、圧力方向に容易に動くことができ、圧力を分散させることができる。そのため、シワの発生を抑制することができる。
また、第１主面の溝が消失する際は、第１主面の溝の形成時に圧縮された無機繊維が解放されることで第１主面の溝が消失する。圧縮された無機繊維が解放される際に、無機繊維の解放が均一に行われない場合には、無機繊維に応力がかかり保持シール材の第１主面に微小な凹凸が形成される場合がある。第１主面の溝が格子状に形成されていると、上記のように保持シール材の第１主面は区画されることになり、どのような方向に対しても容易に区画は動くことができる。そのため、上記のように保持シール材の第１主面に微小な凹凸が形成されそうになった場合でも、無機繊維にかかる応力を効率よく吸収でき、凹凸の形成を抑制することができる。そのため、保持シール材の第１主面の表面積は減少しにくくなり、摩擦抵抗を増加させやすくなる。
また、第１主面の溝が格子状に形成されていると、本発明の保持シール材を排ガス浄化装置に用いた際に、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置の初期作動時に、第１主面の溝が消失する前に第１主面の溝に排ガスが入り込んだとしても、排ガスが通過する経路は分岐が多く複雑であるので、排ガスが漏れることを抑制することができる。さらには第１主面の溝に入り込んだ排ガスの熱を利用して、熱を保持シール材内部へと伝えることができるため、効率よく溝を消失することができる。
また、２つの異なる方向は８５〜９５°で交差することが望ましく、９０°で交差することがより望ましい。
２つの異なる方向が８５〜９５°で交差すると、効率よく保持シール材が受けている力を分散させることができる。
【００４１】
このように第１主面の溝が形成された保持シール材としては、例えば、以下の図３（ａ）及び（ｂ）に示す保持シール材があげられる。
図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示す平面図である。
図３（ａ）に示すように、保持シール材１０に形成される第１主面の溝２１は、複数本であってもよい。
また、図３（ｂ）に示すように、保持シール材１０に形成される第１主面の溝２１が、複数本である場合、第１主面２０には、２つの異なる方向に沿って溝が形成されていてもよい。すなわち、保持シール材１０の第１主面の溝２１は格子状に形成されていてもよい。
【００４２】
本発明の保持シール材では、第１主面の溝の幅は、０ｍｍを超え、１０ｍｍ以下であることが望ましく、０．５〜５．０ｍｍであることがより望ましく、０．５〜３．０ｍｍであることがさらに望ましい。
第１主面の溝に幅がない場合は、保持シール材の第１主面が力を受けた際、保持シール材の第１主面が移動できる範囲が抑制されやすくなる。そのため、保持シール材にかかる力が分散されにくくなる。
第１主面の溝の幅が１０ｍｍを超える場合、保持シール材の第１主面の表面積が小さくなりすぎる。そのため、保持シール材の第１主面の摩擦抵抗が小さくなり、本発明の保持シール材を用いて排ガス浄化装置を製造する際や、使用する際の保持シール材の第１主面の溝が消失する前に、排ガス処理体が脱落しやすくなる。
【００４３】
本発明の保持シール材では、第１主面の溝の深さは、特に限定されないが、保持シール材の厚みに対して５〜５０％の深さであることが望ましい。
第１主面の溝の深さが保持シール材の厚みに対して５％未満である場合は、保持シール材の第１主面が力を受けた際、保持シール材の第１主面が移動できる範囲が抑制される。そのため、保持シール材にかかる力が分散されにくくなる。
第１主面の溝の深さが保持シール材の厚みに対して５０％を超える場合、保持シール材の厚みに対する第１主面の溝の深さが深くなるので、保持シール材の強度が弱くなり、破損しやすくなる。
【００４４】
本発明の保持シール材において、第１主面の溝が格子状に形成されている場合、同じ方向に形成された、隣り合う第１主面の溝同士の間隔は、特に限定されないが、０．７〜１０ｍｍであることが望ましく、１．５〜５．０ｍｍであることがより望ましく、２．５〜５．０ｍｍがさらに望ましい。
隣り合う第１主面の溝同士の間隔が０．７ｍｍ未満であると、以下の理由により、保持シール材の第１主面の強度が弱くなり、保持シール材が破損しやすくなる。
まず、隣り合う第１主面の溝同士の間隔が狭くなると、格子状の溝により形成される区画一つあたりの面積が小さくなる。区画一つあたりの面積が小さくなると、区画を形成する無機繊維の量が少なくなり、無機繊維同士の交絡の数も少なくなる。その結果、区画の強度が弱くなる。隣り合う第１主面の溝同士の間隔が０．７ｍｍ未満であると、上記理由により区画の強度が弱くなりすぎる。その結果、保持シール材の第１主面の強度が弱くなり、保持シール材が破損しやすくなる。
隣り合う第１主面の溝同士の間隔が５．０ｍｍを超えると、間隔が広すぎるので力を充分に分散させにくくなる。そのため、保持シール材の第１主面に局所的な力がかかりやすくなる。
【００４５】
本発明の保持シール材では、有機バインダの種類は、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。
【００４６】
本発明の保持シール材の有機バインダの含有量は、保持シール材の全量に対して固形分換算で２〜１０重量％であることが望ましく、４〜８重量％であることがより望ましい。
第１主面の溝は有機バインダによって形成されているため、第１主面の溝に対して裂ける方向などの力がかかった際は、有機バインダが伸び縮みすることで、第１主面の溝にかかった力が分散され、シワや破損の発生を抑制する。有機バインダの含有量が上記範囲であると、この効果が好適に発揮される。
また、有機バインダの含有量が、保持シール材の全量に対して固形分換算で２〜１０重量％であると、本発明の保持シール材を排ガス浄化装置に用いた際に、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置の初期作動時に、排ガスが、保持シール材に到達した際、その排ガスの温度で有機バインダが速やかに分解されやすくなる。その結果、第１主面の溝を速やかに消失させることができる。
有機バインダの含有量が保持シール材の全量に対して固形分換算で１０重量％を超えると、排ガス浄化装置の初期作動時に、有機バインダの分解に長く時間が必要になり、その結果、第１主面の溝の消失にも長く時間が必要になる。
有機バインダの含有量が保持シール材の全量に対して固形分換算で２重量％よりも小さいと、保持シール材の強度が弱くなり外的衝撃で破損しやすくなる。さらには無機繊維が飛散しやすくなる。無機繊維の飛散は労働環境や使用環境を非常に悪くする。
【００４７】
本発明の保持シール材では、第２主面には、第２主面を横切る少なくとも１本の第２主面の溝が形成されていることが望ましい。
第２の主面の溝が形成されていると、第１主面の溝にかかるシワによる力を、第２主面の溝へ分散させることができるので、シワの発生をより抑制することができる。
【００４８】
また、本発明の保持シール材において第２主面の溝が形成されている場合、第２主面の溝は、無機繊維が圧縮され、有機バインダにより固定されることにより形成されており、保持シール材が、２５０〜７００℃で加熱されると、有機バインダが分解され、保持シール材が膨張し、第２主面の溝が消失することが望ましい。
上記構成の本発明の保持シール材が用いられた排ガス浄化装置において、上記温度範囲で第２主面の溝が消失すると、第２主面の表面積が増えるため、保持シール材の第２主面の摩擦抵抗は大きくなる。その結果、保持シール材とケーシングとの間の摩擦抵抗は大きくなり、ケーシング内において保持シール材が排ガス処理体を保持する力が強くなる。したがって、排ガス処理体を確実に保持することができる。
【００４９】
本発明の第２主面の溝の構成、形状等は、上記本発明の第１主面の溝と同様の構成、形状等であってもよい。
第２主面の溝が、上記構成、形状等であると、保持シール材の第２主面にかかる力を分散させることができる。
【００５０】
本発明の保持シール材では、第２主面の溝の断面形状は、Ｕ字型又は凹型であることが望ましい。
第２主面の溝がＵ字型又は凹型であると、第２主面の溝により隔てられる部分の間には空間が形成される。したがって、保持シール材の第２主面に圧力がかかったとしても、溝周辺は形成された空間に大きく移動することができる。そのため、シワの発生をさらに抑制できる。
また、第２主面の溝の断面形状はＵ字型であることがさらに望ましい。第２主面の溝の断面形状がＵ字型であると断面形状に角部がないので、第２主面の溝が消失した時に、保持シール材の第２主面には、角部に起因する凹部が残らない。第２主面の溝の断面形状に角部があると、角部の無機繊維が折れ曲がりやすくなる。このような状態であると、無機繊維を固定する有機バインダが分解したとしても、無機繊維が折れ曲がったままになりやすくなる。その結果、保持シール材の第２主面に凹部が形成されやすくなる。保持シール材の第２主面に凹部が形成されると、保持シール材の第２主面の表面積が低下するため、第２主面の溝が消失しても最大限に摩擦抵抗を増加させにくくなる。
【００５１】
本発明の保持シール材では、保持シール材の幅方向に対する第２主面の溝の角度は、５０〜８５°であることが望ましく、５５〜８０°であることがより望ましく、６０〜７５°であることがさらに望ましい。
本発明の保持シール材を排ガス処理体に巻き付けて巻付体とし、圧入方法により巻付体をケーシングに配置する場合、保持シール材の幅方向は、巻付体の圧入方向と一致する。
保持シール材の幅方向に対する第２主面の溝の角度が５０°未満であると、圧入方向に対し第２主面の溝が平行に近づくので、圧入方向の圧入圧力が第２主面の溝に沿って、せん断力が発生し易くなり、第２主面の溝が起点となり保持シール材に亀裂が発生しやすくなる。
保持シール材の幅方向に対する第２主面の溝の角度が８５°を超えると、圧入方向に対し第２主面の溝が垂直に近づくので、圧入する際のケーシングの端部で第２主面の溝が引っ掛かりやすくなる。そのため、保持シール材の幅方向に発生する圧入による力は第１主面の溝に集中しやすくなる。その結果、保持シール材に大きなシワや亀裂等が発生しやすくなる。
また、第２主面の溝の角度が５０〜８５°の角度であると、本発明の保持シール材を排ガス浄化装置に用いた際に、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置の初期作動時に、第２主面の溝が消失する前に、第２主面の溝に排ガスが入り込んだとしても、排ガスが第２主面の溝を通過する距離は、保持シール材の幅方向に対する第２主面の溝の角度が０°である場合に比べ長くなる。その結果、排ガスが漏れることを抑制することができる。さらには第２主面の溝に入り込んだ排ガスの熱を利用して、熱を保持シール材内部へと伝えることができるため、効率よく溝を消失させることができる。
【００５２】
また、第２主面の溝は、１本であっても複数本であってもよいが、複数本であることが望ましい。
第２主面の溝が複数本あると、第２主面は、第２主面の溝により区切られた多数の区画により形成されているといえる。そのため、保持シール材の第２主面にある区画が力を受けたとしても、第２主面の溝によって形成された空間により、区画は動くことができるようになる。すなわち、区画が動くことで保持シール材が受けている力を分散させ、保持シール材に局所的にかかる力を小さくする事ができる。また、力を受けた区画が動くことで、近隣の区画へ力を伝播させたとしても、力が分散されて小さくなっているので、溝がない保持シール材と比較すると受ける力の影響は小さい。
【００５３】
さらに、第２主面の溝が複数本ある場合、第２主面には、２つの異なる方向に沿って溝が形成されていることが望ましい。すなわち、本発明の保持シール材では、第２主面の溝は格子状に形成されていることがより望ましい。このように第２主面の溝が形成されていると、保持シール材の第２主面は、第２主面の溝で区画されることになる。そのため、保持シール材の第２主面にどのような方向から圧力がかかったとしても、区画された部分は、圧力方向に容易に動くことができ、圧力を分散させることができる。そのため、シワの発生を抑制することができる。
また、第２主面の溝が消失する際は、第２主面の溝の形成時に圧縮された無機繊維が解放されることで第２主面の溝が消失する。圧縮された無機繊維が解放される際に、無機繊維の解放が均一に行われない場合には、無機繊維に応力がかかり保持シール材の第２主面に微小な凹凸が形成される場合がある。第２主面の溝が格子状に形成されていると、上記のように保持シール材の第２主面は区画されることになり、どのような方向に対しても容易に区画は動くことができる。そのため、上記のように保持シール材の第２主面に微小な凹凸が形成されそうになった場合でも、無機繊維にかかる応力を効率よく吸収でき、凹凸の形成を抑制することができる。そのため、保持シール材の第２主面の表面積は減少しにくくなり、摩擦抵抗を増加させやすくなる。
また、第２主面の溝が格子状に形成されていると、本発明の保持シール材を排ガス浄化装置に用いた際に、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の保持シール材を用いた排ガス浄化装置の初期作動時に、第２主面の溝が消失する前に第２主面の溝に排ガスが入り込んだとしても、排ガスが通過する経路は分岐が多く複雑であるので、排ガスが漏れることを抑制することができる。さらには第２主面の溝に入り込んだ排ガスの熱を利用して、熱を保持シール材内部へと伝えることができるため、効率よく溝を消失することができる。
また、２つの異なる方向は８５〜９５°で交差することが望ましく、９０°で交差することがより望ましい。
２つの異なる方向が８５〜９５°で交差すると、効率よく保持シール材が受けている力を分散させることができる。
【００５４】
本発明の保持シール材では、第２主面の溝の幅は、０ｍｍを超え、８ｍｍ以下であることが望ましく、０．５〜４．０ｍｍであることがより望ましい。
第２主面の溝に幅がない場合は、保持シール材の第２主面が力を受けた際、保持シール材の第２主面が移動できる範囲が抑制されやすくなる。そのため、保持シール材にかかる力が分散されにくくなる。
第２主面の溝の幅が８ｍｍを超える場合、保持シール材の第２主面の表面積が小さくなりすぎる。そのため、保持シール材の第２主面の摩擦抵抗が小さくなり、本発明の保持シール材を用いて排ガス浄化装置を製造する際や、使用する際に、排ガス処理体が脱落しやすくなる。
また、外部より力を受けた際、ケーシングや排ガス処理体の形状（円筒断面でなく、楕円や異形状断面など）によっては保持シール材表面での力の分散がスムーズに行われず、力が分散しない箇所が発生する場合がある。その際は、第２主面の溝の幅を第１主面の溝の幅より小さくする事で力を分散させることが可能となる。
【００５５】
本発明の保持シール材では、第２主面の溝の深さは、特に限定されないが、保持シール材の厚みに対して５〜４５％の深さであることが望ましい。
第２主面の溝の深さが保持シール材の厚みに対して５％未満である場合は、保持シール材の第２主面が力を受けた際、保持シール材の第２主面が移動できる範囲が抑制されやすくなる。そのため、保持シール材にかかる力が分散されにくくなる。
第２主面の溝の深さが保持シール材の厚みに対して４５％を超える場合、保持シール材の厚みに対する第２主面の溝の深さが深くなるので、保持シール材の強度が弱くなり、破損しやすくなる。
また、外部より力を受けた際、ケーシングや排ガス処理体の形状（円筒断面でなく、楕円や異形状断面など）によっては保持シール材表面での力の分散がスムーズに行われず、力が分散しない箇所が発生する場合がある。その際は、第２主面の溝の深さを第１主面の溝の深さより小さくする事で力を分散させることが可能となる。
【００５６】
本発明の保持シール材において、第２主面の溝が格子状に形成されている場合、同じ方向に形成された、隣り合う第２主面の溝同士の間隔は、特に限定されないが、０．７〜１０ｍｍであることが望ましく、１．５〜５ｍｍであることがより望ましく、２．５〜３．５ｍｍであることがさらに望ましい。
隣り合う第２主面の溝同士の間隔が０．７ｍｍ未満であると、以下の理由により、保持シール材の第２主面の強度が弱くなり、保持シール材が破損しやすくなる。
まず、隣り合う第２主面の溝同士の間隔が狭くなると、格子状の溝により形成される区画一つあたりの面積が小さくなる。区画一つあたりの面積が小さくなると、区画を形成する無機繊維の量が少なくなり、無機繊維同士の交絡の数も少なくなる。その結果、区画の強度が弱くなる。隣り合う第１主面の溝同士の間隔が０．７ｍｍ未満であると、上記理由により区画の強度が弱くなりすぎる。その結果、保持シール材の第２主面の強度が弱くなり、保持シール材が破損しやすくなる。
隣り合う第２主面の溝同士の間隔が１０ｍｍを超えると、間隔が広すぎるので力を充分に分散させにくくなる。そのため、保持シール材の第２主面に局所的な力がかかりやすくなる。
【００５７】
ここで、溝の幅や深さ、及び間隔の計測について以下に記載する。
まず、保持シール材の溝が形成されている箇所を１００ｍｍ角で打抜くことで、溝が形成された計測サンプルを採取する。次いで、採取したサンプルに熱硬化性の樹脂を流し込み、ブロック状に固定させる。樹脂を流し込む際、樹脂を保持シール材内部に浸透させるため、室内気圧の１／１０程度の低圧環境下で浸透させた後、１００℃の乾燥機で樹脂を硬化させて、硬化樹脂ブロック内に打ち抜かれた保持シール材が包み込まれた状態とする。そして、硬化樹脂から繊維を欠落させないようにミクロトームによって、計測する溝の断面を慎重に削っていく。その後、ＳＥＭによって断面を１００倍で適宜デジタル計測する。測定する装置としては、例えばキーエンス社製のＶＨＸ−５０００シリーズを使用することができる。
測定する倍率は、同一箇所を１０回計測し、計測値の有効桁数２桁までが、ばらつきなく計測できる倍率であることが望ましい。
また、繊維径による凹凸が激しく有効桁数２桁がばらついてしまう場合がある。その場合には、まず、測定する倍率を決定し、凸部の頂点を計測点として計測を行う。そして、決定した倍率で、対象となる溝の異なる場所を３箇所取り出し、その平均を対象となる溝の計測値とする。
【００５８】
本発明の保持シール材では、第１主面の溝の深さは、第２主面の溝の深さよりも深いことが望ましい。
保持シール材の第１主面の溝の深さが深いと、圧力を受けた際の第１の主面の移動量が大きくなり、保持シール材にかかる力を減少させることができる。
通常、本発明の保持シール材は、保持シール材の第２主面が、排ガス処理体の表面と接するように巻き付けられ巻付体とされる。また、保持シール材には厚みがあるので、内外周差が生じる。この内外周差は、保持シール材の外側の主面、すなわち、第１主面に強い引張力を発生させることになる。さらに、巻付体をケーシングに配置する際には、外側から力が加えられることになるので、保持シール材の第１主面の方が大きな圧力を受けることになる。第１主面の溝の深さが、第２主面の溝の深さよりも深いと、保持シール材の第１主面に強い力を受けたとしても、力を減少させて、分散させることができる。また、各主面の溝の深さによって第１主面と第２主面とを識別する事ができるので、保持シール材を排ガス処理体へ巻き付ける際に、排ガス処理体へ接触させる保持シール材の主面の間違いを防ぐことができる。
【００５９】
本発明の保持シール材は、抄造法により製造されてなることが望ましい。
抄造法により保持シール材を製造すると、容易に広範囲の目付量の保持シール材を製造することができる。また、第１主面の溝を形成しやすくなる。
【００６０】
本発明の保持シール材では、保持シール材を構成する無機繊維は、アルミナ繊維、シリカ繊維、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種を含むことが望ましい。
無機繊維が、アルミナ繊維、シリカ繊維及びガラス繊維の少なくとも１種である場合には、耐熱性に優れているので、保持シール材が高温になった場合であっても、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製造する際に、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。
【００６１】
本発明の保持シール材では、無機繊維は、平均繊維長が０．２〜５．０ｍｍであり、繊維径が３．０μｍ未満のものを実質的に含まないものであることが望ましい。
無機繊維の平均繊維長が０．２ｍｍ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、保持シール材のせん断強度が低くなる。
無機繊維の平均繊維長が５．０ｍｍ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における無機繊維の繊維配向が保持シール材の厚み方向に対して垂直となる平面方向になりやすくなる。その結果、面圧が低下する。
なお、無機繊維は、平均繊維長が０．３〜５．０ｍｍであることがより望ましく、０．４〜５．０ｍｍであることがさらに望ましい。
また、無機繊維の繊維径が３．０μｍ未満であると、無機繊維が細く切れやすいので、無機繊維の引っ張り強度が不充分となる。
さらに、無機繊維の繊維径が３．０μｍ未満であると、保持シール材から無機繊維が飛散した場合、無機繊維が大気中に長時間滞留するので、環境負荷の観点からこれを含まないことが望ましい。
「繊維径が３．０μｍ未満のものを実質的に含まない」とは、全無機繊維の重量に対し繊維径が３．０μｍ未満の無機繊維の重量が、０．００１重量％未満であることを意味する。
そして、無機繊維の平均繊維径は３．５〜１５μｍであることが望ましい。無機繊維の平均繊維径が３．５μｍ未満であると、保持シール材内で繊維同士が絡み合えないため、保持シール材の引張強度が弱くなりやすく、割れやすくなる。
また、無機繊維の平均繊維径が１５μｍを超えると、溝形成時に屈曲した繊維は、繊維径が太いために折れやすくなり、保持シール材の強度が低下しやすくなる。
【００６２】
本発明の保持シール材の平面視形状は以下の形状であってもよい。
すなわち、保持シール材は、一方の短辺側に凹部を有しており、もう一方の短辺側に凸部を有していてもよい。また、凹部及び凸部は、短辺同士が接触するように保持シール材を曲げた際に、ちょうど互いに嵌合するような形状であることが望ましい。
【００６３】
このような凹部及び凸部を有する本発明の保持シール材としては以下の図４に示す保持シール材があげられる。
図４は、凹部及び凸部を有する本発明の保持シール材の一例を模式的に示す平面図である。
図４に示す保持シール材１０は、一方の短辺１１に凹部１１ａを有しており、もう一方の短辺１２に凸部１２ａを有している。凹部１１ａ及び凸部１２ａは、短辺１１及び短辺１２が接触するように保持シール材１０を曲げた際に、ちょうど互いに嵌合するような形状であることが望ましい。
保持シール材の短辺を凹部及び凸部によって嵌合する形状にすることによって、嵌合する部分（嵌合部）での短辺の端面距離が長くなるため、本発明の保持シール材を排ガス浄化装置に用いた際に、排ガスが漏れることが抑制される。さらに嵌合部及び周辺には溝が形成されているため、排ガスの経路が複雑化して、さらに排ガスが漏れることが抑制される。
【００６４】
本発明の保持シール材では、保持シール材の厚みは、２．０〜３０ｍｍであることが好ましい。
保持シール材の厚みが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ジワや割れが生じやすくなる。
保持シール材の厚みが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。
【００６５】
本発明の保持シール材では、保持シール材の目付量（単位面積当たりの重量）は、２００〜４０００ｇ／ｍ２であることが好ましく、１０００〜３５００ｇ／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。
【００６６】
また、本発明の保持シール材では、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）は、０．１０〜０．２５ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、０．１０〜０．２０ｇ／ｃｍ３であることがより好ましい。
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０．２５ｇ／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。
【００６７】
本発明の保持シール材では、保持シール材の厚み方向における無機繊維の繊維配向度指数が４以下であることが望ましく、繊維配向度指数が３以下であることがより望ましい。
無機繊維の繊維配向度指数とは、以下の方法により測定される指数のことをいう。
【００６８】
繊維配向度指数は、保持シール材をＸ線ＣＴ画像を撮影し、得られたＸ線画像を以下の手順で解析することによって算出することができる。
図５（ａ）は、本発明の保持シール材のＸ線ＣＴ画像を模式的に示す模式図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＸ線ＣＴ画像から繊維配向度指数を算出する方法を模式的に説明する模式図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）における無機繊維によって形成される最短距離を模式的に示した模式図である。
Ｘ線ＣＴ（ヤマト科学社製、ＴＤＭ１０００Ｈ−Ｓμ）により得られた画像を、所定の領域（縦１．２ｍｍ×横１．２ｍｍ×奥行１．２ｍｍ）で切り取る。Ｘ線ＣＴ画像は必要に応じて二値化処理等を行い、無機繊維の部分とそうでない部分とが識別可能な状態とする。
次に、繊維配向度指数を求めたい方向における上記所定領域の両端部を無機繊維が連続的に接続している箇所を抽出する。この接続箇所の一方の点を開始点ＰＳとし、他方の点を到達点ＰＥとする。図５（ｂ）においては、ｙ軸方向における繊維配向度指数を求める。
まず、ＰＳとＰＥとを最短距離で接続する距離（最短距離ともいう）（図５（ｂ）中、両矢印ＬＳで示される長さ）を算出する。続いて、開始点ＰＳと到達点ＰＥを、無機繊維を一筆書きのように辿ることのできる最短距離（迂回距離ともいう）（図５（ｃ）中、開始点ＰＳから到達点ＰＥを接続する実線部分の長さ）を算出する。迂回距離の最短距離に対する割合が、ｙ軸方向における繊維配向度指数となる。ここでの解析はＶＧＳｔｕｄｉｏ  ＭＡＸ（ボリュームグラフィックス（株）製）を用いる。
上記連続箇所の抽出及び繊維配向度指数の算出を１００回以上行い、平均値を取ることで、特定の方向に対する繊維配向度指数を得る。なお、開始点ＰＳ及び到達点ＰＥが異なると、繊維配向度指数を算出するのに用いる無機繊維の数は異なるため、繊維配向度指数の平均値は、以下の式（１）によって算出される。
【数１】
2017031870.tif 000003
［ただし、σｉはｉ番目の繊維配向度指数、ｎは算出した繊維配向度指数の総数であって１００以上の数、Ｎｉはｉ番目の繊維配向度指数を算出するのに用いた無機繊維の数、ＮＡは全ての繊維配向度指数を算出するのに用いた無機繊維の総数を示す。］
上記計算式は、各繊維配向度指数を、その繊維配向度指数を得るために用いた無機繊維の数に応じて重み付けを行ったものである。
繊維配向度指数は１以上の値となる。繊維配向度指数が１であると、無機繊維はその方向に完全に配向しているといえ、数値が大きくなるにしたがって、繊維の配向の度合いが低下し、３次元配向をしている状態となる。そのため、保持シール材の強度を上げつつ、面圧を発生する。
【００６９】
本発明の無機繊維の繊維配向度指数が４以下であると、多くの無機繊維が保持シール材の厚み方向に配向していることになるので、保持シール材の面圧が充分に高くなる。
また、溝を形成する際に、繊維を屈曲させるには大きな力が必要となるが、維の繊維配向度指数が４以下であると、厚み方向に繊維が配向しているため、溝を形成する際は繊維を屈曲させる必要性は少なくなる。そのため、小さな力で溝を形成する事ができる。
【００７０】
次に、本発明の保持シール材の製造方法を説明する。
本発明の保持シール材の製造方法は、有機バインダを含み無機繊維からなる平面視矩形のマット材を準備するマット材準備工程と、マット材の第１主面に、第１主面を横切る少なくとも１本の第１主面の溝を形成する溝形成工程とを含む。
【００７１】
＜マット材準備工程＞
まず、有機バインダを含み無機繊維からなる平面視矩形のマット材を準備する。
マット材を準備する方法は、特に限定されないが、無機繊維からなるシート状物に、有機バインダをエマルジョン状態で乾燥添着させて準備してもよい。また、無機繊維からなるシート状物に有機繊維を混入させて、有機繊維を溶融添着することにより有機バインダとしての役割を果たさせることにより準備してもよい。また、抄造法により準備してもよい。
これらの中では、抄造法によりマット材を準備することが望ましい。
抄造法によりマット材を製造すると、容易に広範囲の目付量の保持シール材を製造することができる。また、第１主面の溝を形成しやすくなる。
【００７２】
抄造法による本発明の保持シール材の製造方法の一例を以下に説明する。
以下に説明する抄造法は、無機繊維と有機バインダとを混合し混合溶液を調製する混合液調製ステップと、混合溶液を成形器に流し込み脱水し原料シートを得る脱水ステップと、原料シートを加熱加圧しマット材を作製する加熱加圧ステップを含む。
【００７３】
＜＜混合液調製ステップ＞＞
まず、無機繊維と、有機バインダとを混合し、攪拌機で撹拌することにより混合液を調製する。この際、必要に応じて無機バインダ及び水も混合することが望ましい。
無機繊維や、有機バインダとしては、上記本発明の保持シール材の説明で記載した材料を用いることが望ましい。また、無機バインダとしては、アルミナゾル、シリカゾル、エアロゲル、ヒュームドシリカ、チタン粒子等等を用いることが望ましい。特に、エアロゲル、ヒュームドシリカ、チタン粒子を用いると、製造される保持シール材の断熱特性を向上させることができる。排ガス浄化装置の作動初期は、排ガス温度が低いため、保持シール材には断熱特性が求められる。エアロゲル、ヒュームドシリカ、チタン粒子を混入させると熱を反射させることができる。このような無機バインダを用いて製造した保持シール材を排ガス浄化装置に用いると、排ガス浄化装置の作動初期は温度も低いが、熱を無機バインダで反射させることができる。さらに、保持シール材には溝は形成されているため、溝で熱をさらに反射することができる。そのため、保持シール材の断熱特性が向上する。
【００７４】
＜＜脱水ステップ＞＞
次に、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。
【００７５】
＜＜加熱加圧ステップ＞＞
次に、原料シートを加熱加圧し、マット材を作製する。また、加熱加圧の際、熱風を原料シートに通気させて乾燥する熱処理をしてもよく、熱処理をせずに湿潤状態としてもよい。
熱処理をする場合には、有機バインダの熱による劣化を防ぐため、加熱温度や熱風温度は１００〜２５０℃であることが望ましい。１００〜２５０℃の範囲においては、有機バインダの劣化を抑制しつつ、水分をマット材からとばすことができる。加熱温度や熱風温度が１００℃未満の場合、マット材の中央部まで温度が伝わらず、乾燥時間が長くなる。また、２５０℃を超えると、有機バインダを劣化させてしまい、繊維間の拘束力を低減させるため、マット材の厚みが制御できなくなる。
【００７６】
＜溝形成工程＞
次に、マット材の第１主面に、第１主面を横切る少なくとも１本の第１主面の溝を形成する。第１主面の溝を形成する際には、マット材を、金型又はメッシュを押し当てて乾燥させることで第１主面の溝を形成することが望ましい。この際、マット材は湿潤状態であることが望ましい。金型又はメッシュを用いてマット材の第１主面に第１主面の溝を形成する場合には、上記加熱加圧ステップを行う際に、同時に格子状の溝を形成してもよい。
このような金型としては、例えば、網状の金型、溝を形成するための凸部が形成された板状の金型等があげられる。
【００７７】
また、このように保持シール材を製造した後に、保持シール材の第２主面に、第２主面を横切る第２主面の溝を形成してもよい。
保持シール材の第２主面に溝を形成する方法としては、上記溝形成工程と同じ方法を用いることができる。
【００７８】
次に、本発明の保持シール材の使用方法について説明する。
上記の通り、本発明の保持シール材は、排ガス浄化装置に用いられる。
排ガス浄化装置は、排ガスを処理するための排ガス処理体と、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介在する本発明の保持シール材とからなる。本発明の保持シール材が用いられた排ガス浄化装置は、本発明の排ガス浄化装置でもある。
排ガス浄化装置を製造する際には、本発明の保持シール材を、保持シール材の第２主面が排ガス処理体に直接接するように巻き付け巻付体を製造する巻付体製造工程と、巻付体をケーシングに収容する収容工程とを行う。
【００７９】
＜巻付体製造工程＞
本発明の保持シール材は、排ガス処理体に巻き付けられ、巻付体とされる。この際、保持シール材の第２主面が排ガス処理体の表面と接触するようにされる。なお、このように製造された巻付体は本発明の巻付体でもあり、このように巻付体を製造する方法は、本発明の巻付体の製造方法でもある。
【００８０】
本発明の巻付体は、ハニカム構造を有する柱状の排ガス処理体に、上記本発明の保持シール材が巻き付けられた巻付体であって、上記排ガス処理体の表面と、上記保持シール材の第２主面とが接していることを特徴とする。
本発明の巻付体は、排ガス処理体に上記本発明の保持シール材が巻き付けられているので、巻付体をケーシングに圧入する際に、保持シール材の第１主面に圧力がかかった場合でも、溝周辺が動くことで圧力を分散させることができ、シワの発生を抑制することができる。
また、保持シール材は、２５０〜７００℃で加熱されると、有機バインダが分解され、保持シール材が膨張し、第１主面の溝が消失するので、本発明の巻付体が用いられた排ガス浄化装置の初期作動時において、第１主面の溝は消失する。その結果、保持シール材とケーシングとの間の摩擦抵抗は大きくなり、ケーシング内において保持シール材が排ガス処理体を保持する力が強くなる。したがって、本発明の巻付体に含まれる排ガス処理体を確実に保持することができる。
【００８１】
排ガス処理体としては、金属ハニカム体や、セラミックハニカム体を用いることができる。これらの中では、セラミックハニカム体を用いることが望ましい。
【００８２】
排ガス処理体が、セラミックハニカム体の場合、その素材は、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。
またその形状としては、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設された柱状のものであってもよい。
このような形状の排ガス処理体の例としては図６に示す排ガス処理体があげられる。
図６は、本発明の巻付体に含まれる排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。
図６に示す排ガス処理体は、多数のセル５１がセル壁５２を隔てて長手方向に並設された柱状のものある。
【００８３】
排ガス処理体は、セルのいずれかの端部が、封止材により封止されていてもよい。セルのいずれかの端部が封止材により封止されていると、排ガス処理体はフィルタとして機能するのでＰＭを捕集するのに適した形状となる。
【００８４】
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。
【００８５】
排ガス処理体は、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。
【００８６】
＜収容工程＞
次に、巻付体をケーシングに収容する。
排ガス浄化装置のケーシングは、ステンレス等の金属からなることが望ましい。
その形状は、両端部の内径が中央部の内径よりも小さい略円筒状であってもよいし、内径が一定である略円筒状であってもよい。
ケーシングの内径（巻付体を収容する部分の内径）は、巻付体の直径より若干短くなっていることが望ましい。ケーシングの内径が、巻付体の直径より若干短いと、巻付体はしっかりと押さえつけられるので、排ガス浄化装置の使用時に、排ガス処理体が脱落しにくくなる。さらに、ケーシングが金属であると、金属は熱伝導率が高いので、排ガス浄化装置の初期作動時において排ガスが排ガス浄化装置に到達した際に、保持シール材の第１主面には、ケーシングを通じて熱が伝わりやすくなる。そのため、熱は、保持シール材の第１主面に斑なく伝わりやすくなり、保持シール材の第１主面が斑なく加熱されやすくなる。その結果、保持シール材の第１主面の溝を確実に消失させることができる。
【００８７】
以下、本発明の保持シール材について作用効果を記載する。
（１）本発明の保持シール材の第１主面には、第１主面を横切る少なくとも１本の第１主面の溝が形成されており、また、第１主面の溝は、無機繊維が圧縮され有機バインダによって固定されることにより形成されている。
すなわち、溝周辺は、有機バインダで固定された溝の空間を動くことができる。そのため、本発明の保持シール材が用いられた巻付体をケーシングに圧入する際に、保持シール材の第１主面に圧力がかかった場合でも、溝周辺が動くことで圧力を分散させることができ、シワの発生を抑制することができる。
【００８８】
（２）本発明の保持シール材では、第１主面の溝は、無機繊維が有機バインダで固定されることにより形成されているので、第１主面の溝において、切れ目なく連続して交絡している無機繊維の割合が多い。そして、有機バインダは弾性を有し、伸びたり縮むことができるため、第１主面の溝に圧力がかかったとしても、第１主面の溝が起点となり保持シール材が裂けて欠損しにくい。
【００８９】
（３）本発明の保持シール材では、第１主面の溝が形成されていることにより保持シール材の第１主面の摩擦抵抗は小さくなる。そのため、本発明の保持シール材が用いられた巻付体をケーシングに圧入する際に、保持シール材と、ケーシングとの間の摩擦抵抗は小さくなる。その結果、巻付体をケーシングに圧入しやすくなる。
【００９０】
（４）本発明の保持シール材では、本発明の保持シール材が、２５０〜７００℃で加熱されると、有機バインダが分解され、保持シール材が膨張し、第１主面の溝が消失する。
２５０〜７００℃の温度範囲は、一般的な、排ガス浄化装置の初期作動時の温度範囲である。
そのため、上記本発明の保持シール材を排ガス浄化装置に用いると、排ガス浄化装置の初期作動時に自然に第１主面の溝が消失する。
また、上記温度範囲で、第１主面の溝が消失するので、保持シール材の第１主面の摩擦抵抗は大きくなる。その結果、保持シール材とケーシングとの間の摩擦抵抗は大きくなり、ケーシング内において保持シール材が排ガス処理体を保持する力が強くなる。したがって、排ガス処理体を確実に保持することができる。
【００９１】
（実施例）
以下に実施例を掲げ、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【００９２】
（実施例１）
（１）混合液調製ステップ
まず、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。次に、得られた無機繊維前駆体を圧縮し、連続したシート状物を作製した。その後シート状物を加熱炉内に配置し、焼成処理を行うことにより、無機繊維集合体を製造した。
次に、無機繊維集合体から、ミキサーを用いて湿式開繊し、繊維に対して固形分換算で９重量％の有機バインダ、繊維に対して固形分換算で１重量％の無機バインダを加え、さらに撹拌した。その後、凝集剤を加えて攪拌することにより、混合液を調製した。
【００９３】
（２）脱水ステップ
次に、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、混合液中の水をメッシュを介して脱水することにより、原料シートを作製した。
【００９４】
（３）加熱加圧ステップ
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みが８ｍｍとなるように圧縮すると同時に、熱板と熱風通気によって、いずれも１５０℃で加熱乾燥させることにより、マット材を作製した。その際、目付量が１５００ｇ／ｍ２となるように繊維量を調整してある。
【００９５】
（４）溝形成工程
マット材の第１主面に幅方向に対し７０°となる方向に沿って、溝が形成されるように、金型を用いてマット材を加熱加圧し、第１主面に１本の溝が形成された保持シール材を製造した。
その後、マット材を、長さ×幅＝４２０ｍｍ×８０ｍｍとなるように裁断し、実施例１に係る保持シール材を製造した。
【００９６】
実施例１に係る保持シール材では、第１主面の溝の深さは、２ｍｍであった。第１主面の溝の幅は、０．９ｍｍであった。
【００９７】
（実施例２）
上記（４）溝形成工程において、第１主面に２ｍｍの間隔で溝を複数本形成した以外は、実施例１に係る保持シール材の製造方法と同様に、実施例２に係る保持シール材を製造した。
【００９８】
（実施例３）
上記（４）溝形成工程において、マット材の第１主面に幅方向に対し７０°となる方向、及び、５０°となる方向に沿って、かつ、隣り合う溝の間隔を２ｍｍとして保持シール材の第１主面に溝を複数本形成した以外は、実施例１に係る保持シール材の製造方法と同様に、実施例３に係る保持シール材を製造した。
【００９９】
（比較例１）
（１）ニードルパンチマットの準備
アルミナーシリカ組成を有するアルミナ繊維性の素地マットとして、組成比がＡｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８（重量比）となる素地マットを用意した。この素地マットに対し、ニードリング処理を施すことにより、目付量が１５００ｇ／ｍ２である厚み約１０ｍｍのニードルパンチマットを作製した。
【０１００】
（２）有機バインダの準備
別途、アクリル系ラテックスを水に充分に分散させることで、アクリル系ラテックスエマルジョンを調製しておき、これを有機バインダとした。
【０１０１】
（３）有機バインダの含浸
次に、ニードルパンチマットを長さ×幅＝４２０ｍｍ×８０ｍｍとなるように裁断し、裁断したニードルマット１００重量％に対する有機バインダ添着量が１．０重量％となるように、裁断したニードルパンチマットを有機バインダ中に含浸した。
【０１０２】
（４）加熱処理
その後、有機バインダを含浸させたニードルパンチマットを１４０℃の温度で６分間通気乾燥させることにより、１枚のシート状物としての比較例１に係る保持シール材を製造した。
【０１０３】
（比較例２）
上記（４）溝形成工程において溝を形成しない以外は、実施例１と同様にして比較例２に係る保持シール材を製造した。
【０１０４】
（押し抜き荷重評価）
実施例１及び比較例１で得られた保持シール材を用いて以下の手順により排ガス浄化装置を製造し、各排ガス浄化装置の押し抜き荷重を測定した。
【０１０５】
（ａ）巻付体の製造
各実施例及び各比較例に係る保持シール材を、直径１２９ｍｍ、長さ１５０ｍｍの円柱状のセラミックからなる排ガス処理体に巻き付け、巻付体を製造した。
【０１０６】
（ｂ）巻付体の圧入
次に、巻付体を、内径が１４１ｍｍのステンレス製のケーシングに、圧入治具を用いて圧入した。
【０１０７】
（ｃ）ケーシングに収容された巻付体の加熱
次に、ケーシングに収容された巻付体を４００℃で、６０分加熱した。
【０１０８】
（ｄ）押し抜き荷重の測定
その後、以下の方法により押し抜き荷重の測定を行った。
【０１０９】
図７（ａ）は、押し抜き荷重測定の手順を模式的に示す斜視図である。図７（ｂ）は、押し抜き荷重測定機を模式的に示す正面図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、巻付体６０が収容されたケーシング７０を台８１の上に載置した後、巻付体６０に直径３０ｍｍのアルミ製の治具８０で押し抜き荷重（加圧速度１ｍｍ／ｍｉｎ）をかけて、巻付体６０がケーシング７０から押し抜かれた時点までの押し抜き荷重（Ｎ）の最大値を測定し、その結果を、保持シール材とケーシングとの間の保持力としての押し抜き荷重とした。なお、押し抜き荷重の測定には、インストロン万能試験機（５５８２型）を用いた。その結果を下記の表１に示す。
【０１１０】
【表１】
2017031870.tif 000004
【０１１１】
表１に示すように、比較例１の保持シール材を用いると、６００Ｎ未満の押し抜き荷重でケーシングから巻付体を押し抜くことができることが判明した。
一方、実施例１の保持シール材を用いると、１９００Ｎ以上の押し抜き荷重でないと、ケーシングから巻付体を押し抜くにことができないことが判明した。
これらの結果より、ニードリング処理されたニードルパンチマットから製造された比較例１に係る保持シール材よりも、実施例１に係る保持シール材の方が、保持力が強いことが示された。
【０１１２】
（保持シール材の巻き付け性評価）
各実施例及び比較例２に係る保持シール材を、直径１２９ｍｍ、長さ１５０ｍｍの円柱状のセラミックからなる排ガス処理体に巻き付け、巻付体を製造した。その後、巻付体を、内径が１４１ｍｍのステンレス製のケーシングに、圧入治具を用いて圧入した。
その後、ケーシングを切断し、保持シール材を取り出し、保持シール材の主面の状態を目視により観察し、以下の基準で評価した。評価結果を表２に示す。
○：割れは発生しておらず、シワの痕跡も観察されなかった。
×：割れ、及び、シワの痕跡が観察された。
【０１１３】
【表２】
2017031870.tif 000005
【０１１４】
表２に示す通り、実施例１〜３に係る保持シール材では、保持シール材の巻き付け性評価において、シワの痕跡が観察されなかった。
一方、比較例２に係る保持シール材では、保持シール材の巻き付け性評価において、割れが観察された。
これらの評価から、各実施例に係る保持シール材は、保持シール材が巻き付けられた排ガス処理体である巻付体をケーシングに配置する際に、シワや亀裂が発生しにくいことが判明した。
【符号の説明】
【０１１５】
１０  保持シール材
１１、１２  保持シール材の短辺
１１ａ  凹部
１２ａ  凸部
２０  第１主面
２１  第１主面の溝
３０  第２主面
５０  排ガス処理体
５１  セル
５２  セル壁
６０  巻付体
７０  ケーシング
１００  排ガス浄化装置
【図１】
2017031870.tif 000006
【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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