CN101306588A - 片材及其制造方法、废气处理装置及其制造方法以及消音装置 - Google Patents

片材及其制造方法、废气处理装置及其制造方法以及消音装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含有无机纤维并具有与厚度方向垂直的第一和第二表面的片材。所述片材的特征在于，所述第一表面由具有第一体积密度的第一片部分构成，所述第二表面由具有第二体积密度的第二片部分构成，所述第二体积密度大于所述第一体积密度。通过以所述第一表面位于外侧的方式将所述片材卷绕在尾气处理体上，可以抑制大褶皱的生成。

Description

片材及其制造方法、废气处理装置及其制造方法以及消音装置
技术领域
本发明涉及一种含有无机纤维的、具有与厚度方向垂直的第一和第二表面的片材、该片材的制造方法、将该片材作为支撑用密封材以及/或者绝热材的废气处理装置及其制造方法。另外，本发明还涉及一种将该片材作为吸音材的消音装置。
背景技术
汽车的数量在进入本世纪后飞跃增长，与此同时，汽车内燃机排出的废气量也在急剧增大。特别是柴油发动机废气中含有的各种物质，已经成为引起污染的原因，目前，正对世界环境产生严重的影响。
在这样的情况下，已经提案了很多种废气处理装置，并且已被实用化。一般的废气处理装置是在连接至发动机排气歧管的排气管的中途设置例如由金属等构成的箱体，其中配置废气处理体，该废气处理体具有由格子壁划分的、大多数在较长方向上延伸的格子。作为废气处理体的一个例子有触媒载体以及柴油微粒过滤器(DPF)等的排气过滤器。例如，如果是DPF，每一个格子的一端被密封为相间的方格状，废气通过各格子在从废气处理体被排出之前，微粒被格子壁所捕捉，这样，就可以从废气中除去微粒。废气处理体的构成材料有金属、合金，还有陶瓷等。作为由陶瓷构成的废气处理体的代表例子，堇青石(cordierite)制的蜂窝过滤器已经广为熟知。最近，从耐热性、机械强度、化学稳定性等观点出发，多孔质碳化硅烧结体也已经作为废气处理体的材料来使用。
一般来说，上述废气处理体和箱体之间设置有支撑用密封材。支撑用密封材用来防止车辆行走时等产生的、由于废气处理体和箱体内表面的接触而引起的损伤，另外，还用来防止废气未经处理就从箱体和废气处理体之间的缝隙发生泄露。另外，支撑用密封材还可以起到防止由于废气的排出压力而引起的废气处理体位置偏移的作用。另外，废气处理体因为要维持其反应性，所以需要保持高温，这就要求支撑用密封材还要具有绝热性能。作为能够满足这些条件的部品是由氧化铝系纤维等无机纤维构成的片材，目前为止，由“针刺(needling)处理法”、“抄造(papermaking)法”等方法制成的各种各样的片材正在作为支撑用密封材而被广泛地应用(例如，参考专利文件“特开昭第60-88162号公报”)。
另外，支撑用密封材是被卷绕在废气处理体的除了开口面之外的外表面的至少一部分上，例如，将其两端的把持结合部嵌合在一起，再用胶带等与废气处理体固定成一体来使用。之后，将这个一体化的部品设置在箱体内，构成废气处理装置。
但是，在废气的高温高压化进行中，由以下理由可知，支撑用密封材还需要进一部提高其绝热性。(1)需要防止从废气处理体传递至箱体的热量使箱体膨胀、以及、由此产生的箱体和废气处理体之间的间隔增大而导致的支撑用密封材的支撑力降低；(2)需要防止由于箱体外面连接的附属品(计测部品等)发热而导致的劣化；(3)需要提高废气处理体为DPF时实施的再生处理(即：对捕捉的微粒进行高温燃烧，使使用完的DPF可以被再利用的处理)的效率等。
因此，由于需要进一步提高支撑用密封材的绝热性，所以就可以想到将废气处理体和箱体之间的间隔设计成比现有技术更宽，将支撑用密封材制成更厚。但是，将这样的比较厚的支撑用密封材卷绕在废气处理体上时，支撑用密封材中就产生了比现有技术的周长差(外周长和内周长的差)还大的周长差。所以，在支撑用密封材的内周侧的表面(与废气处理体相接触那一侧的表面)上容易产生如图1所示“大褶皱”310。组装废气处理装置时，如果存在很多这样的“大褶皱”310，因为卷绕了支撑用密封材24A(也称片材30A)的废气处理体20的最大直径φ比期望值P(支撑用密封材的厚度为t1，废气处理体的直径为t2时，P＝2×t1+t2)要大，所以就产生了不易于将卷绕了支撑用密封材的废气处理体安装至箱体内的问题。另外，即使假设这样的废气处理体已被安装在箱体内，在这种状态下，在由于“大褶皱”310而产生的支撑用密封材的外周侧的突起部分320上，也会发生压缩应力局部集中、该处的无机纤维折断、支撑用密封材的支撑力降低的问题。
另外，上述问题也不仅局限于具有触媒载体或者DPF的废气处理装置中。例如，在两轮摩托车或者四轮汽车用的消声器那样的消音装置中也会产生同样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于，提供一种即使将片材的厚度加厚，也不容易产生基于周长差的“大褶皱”的片材。另外，本发明的目的还在于，提供一种制造该片材的方法、提供一种将所述片材作为支撑材以及/或者绝热材来使用的废气处理装置、以及、提供一种制造该废气处理装置的方法。另外，本发明的目的还在于，提供一种将该片材作为吸音材来使用的消音装置。
本发明提供一种片材，其特征在于，含有无机纤维，具有与厚度方向垂直的第一和第二表面，该第一表面由具有第一体积密度的第一片部分构成，该第二表面由具有比第一体积密度大的第二体积密度的第二片部分构成。
通过将本发明的片材作为废气处理装置的支撑用密封材来使用，可以抑制因周长差而引起的、在支撑用密封材的内周面上产生的“大褶皱”。
本发明的片材也可以通过将所述第一片部分和所述第二片部分沿厚度方向复合而制成。
另外，本发明的片材具有针迹，第一表面的针迹密度可以比第二表面的针迹密度小。此时，第一和第二表面的针迹密度都在2.0个/cm2-20.0个/cm2的范围内，第一表面的针迹密度最好在第二表面的针迹密度的0.3倍-0.8倍范围内。
或者，本发明的片材也可以由抄造法制成。
另外，本发明的片材沿厚度方向由具有第一体积密度的第一基片和具有第一体积密度的第二基片复合构成，在该第一和第二基片的分界处还可以具有粘着层。
另外，本发明的片材还可以含有结合材。
另外，本发明还提供一种片材的制造方法，该片材含有无机纤维并具有与厚度方向垂直的第一和第二表面，其特征在于，包括：制造具有第一体积密度的第一基片的步骤；制造具有比第一体积密度大的第二体积密度的第二基片的步骤；将第一和第二基片接合的步骤。
这里，所述基片接合的步骤还可以具有使用粘着剂或者粘着胶带将所述第一和第二基片接合的步骤。
另外，所述第一基片或者所述第二基片还可以由针刺处理法制成。
或者，所述第一基片或者所述第二基片还可以由抄造法制成。
另外，本发明还提供一种基于针刺处理法的片材的制造方法，该片材含有无机纤维并具有与厚度方向垂直的第一和第二表面，其特征在于，包括：提供具有第一表面和第二表面的无机纤维的原料片的步骤；分别从所述原料片的第一表面和第二表面两侧对所述原料片进行针刺处理，得到第一表面的针迹密度比第二表面的针迹密度小的原料片的步骤；对所述原料进行烧成，得到第一表面的针迹密度比第二表面的针迹密度小的片材的步骤。
另外，本发明还提供一种片材的制造方法，该片材含有无机纤维并具有与厚度方向垂直的第一和第二表面，其特征在于，包括：将含有无机纤维的第一原料浆注入成型器的步骤；对第一原料浆进行脱水的步骤；将粘接剂含有量比第一原料浆多的第二原料浆注入至脱水后的第一原料浆上面的步骤；对第二原料浆进行脱水的步骤。
这里，本发明的片材制造方法另外还可以包括含浸结合材的步骤。
另外，本发明还提供一种具有废气处理体、以及、卷绕在该废气处理体外周面的至少一部分上的支撑用密封材的废气处理装置，其特征在于，所述支撑用密封材由所述片材构成，所述支撑用密封材是以所述片材的第一表面位于外侧的方式被卷绕在所述废气处理体上的。
在本发明中，体积密度更低、更具有伸缩性的第一片部分被提供至支撑用密封材的外周侧，因此，即使使用比较厚的支撑用密封材，在支撑用密封材的内周侧，也不容易产生基于周长差的“大褶皱”。
另外，本发明还提供一种具有废气入口管和开口管、以及、在所述入口光和出口管之间设置的废气处理体的废气处理装置，其特征在于，所述入口管的至少一部分上设置了绝热材，该绝热材由所述片材构成。
这里，所述废气处理体可以是触媒载体或者废气过滤器。
另外，本发明还提供一种具有废气处理体、以及、卷绕在该废气处理体外周面的至少一部分上的支撑用密封材的废气处理装置的制造方法，其特征在于，包括：提供由所述制造方法制成的片材，并将其作为所述支撑用密封材的步骤；将所述片材的第一表面作为外侧，将所述支撑用密封材卷绕在所述废气处理体上的步骤。
这里，所述废气处理体可以是触媒载体或者废气过滤器。
另外，本发明的废气处理装置的制造方法还可以包括将卷绕了所述支撑用密封材的废气处理体以压配合的方式安装至箱体内的步骤。
另外，本发明还提供一种具有内管、覆盖该内管外周的外壳、以及、在该内管和外壳之间设置的吸音材的消音装置，其特征在于，所述吸音材由具有所述特征的片材构成，该片材是以其第一表面位于外侧的方式设置在所述内管和所述外壳之间的。
在这样的消音装置中，体积密度更低、更具有伸缩性的第一片部分被提供至吸音材的外周侧，因此，即使使用比较厚的吸音材，在吸音材的内周侧，也不容易产生基于周长差的“大褶皱”。
本发明可以提供一种即使片材的厚度加厚也不容易产生基于周长差的“大褶皱”的片材及其制造方法。另外，本发明还提供一种将所述片材作为支撑用密封材以及/或者绝热材来使用的废气处理装置、以及、制造该废气处理装置的方法。另外，本发明还提供一种将所述片材作为吸音材来使用的消音装置。
附图概述
图1是将现有的片材卷绕在废气处理体上时的、与废气处理体较长方向垂直的面上的断面形状示意图。
图2是本发明的片材的形状的一个例子。
图3是表示将本发明的片材与废气处理体一起安装至箱体内时的状态的概念图。
图4是将本发明的片材卷绕在废气处理体上时的、与废气处理体较长方向垂直的面上的断面形状示意图。
图5是以压配合方式将被覆废气处理体设置在箱体内的方法的示意图。
图6是以闭合方式将被覆废气处理体设置在箱体内的方法的示意图。
图7是以卷固方式将被覆废气处理体设置在箱体内的方法的示意图。
图8是以定尺方式将被覆废气处理体设置在箱体内的方法的示意图。
图9是本发明的废气处理装置的一个例子的结构示意图。
图10是本发明的消音装置的一个例子的结构示意图。
图11是以“贴合方式”制造本发明的片材的方法的流程图。
图12是以“一次制造方式”制造本发明的片材的方法的流程图。
本发明的最佳实施方式
以下参考附图说明本发明的最佳实施方式。
图2所示为本发明的片材的形状的一个例子。但是，本发明的片材并不局限于图2所示的形状。另外，图3所示为将本发明的片材作为支撑用密封材使用的废气处理装置的分解结构图。
将本发明的片材30卷绕在触媒载体等的废气处理体20上，作为废气处理装置的支撑用密封材24来使用时，如图2所示，与片材30的卷绕方向(X方向)垂直的两个端面70、71上设置一组嵌合用凸部50和嵌合用凹部60。片材30被卷绕在废气处理体20上时，如图3所示，嵌合用凸部50和嵌合用凹部60嵌合，片材30被固定在废气处理体20上。之后，卷绕了片材30的废气处理体20例如以压配合方式被压入由金属等制成的筒状箱体12内，形成废气处理装置10。
本发明的片材30是以无机纤维为主体而构成的，但是，如后所述，另外还可以含有结合材。
这里，本发明的片材30的特征在于，具有与厚度方向垂直的两个主表面，第一主表面具有第一体积密度，第二主表面具有比第一体积密度大的第二体积密度。另外，该片材也可以沿厚度方向包括具有第一体积密度的第一片部分和具有第二体积密度的第二片部分。
例如，在图2中，本发明的片材30具有与厚度方向垂直的第一和第二主表面82、84。另外，本发明的片材30包括具有第一体积密度的第一片部分420和具有比第一体积密度大的第二体积密度的第二片部分430，其中，具有第一体积密度的第一片部分420作为片材第一主表面82的那一侧。另外，该片材30例如也可以是首先分别准备第一片部分420和第二片部分430，然后将它们复合而制成的。或者，片材30也可以是在片材制造时，通过在一连串的工序中同时或连续地调整片材的第一或第二主表面的体积密度而形成的。
另外，在本发明中，体积密度是指单位体积的片材的重量，片材的主表面的体积密度可通过下述方法测定。
首先，使用剪断机等将片材剪切成50mm×50mm的尺寸。然后，使用壁纸刀等，从片材的第一和第二主表面开始至片材厚度的大约20％的深度位置为止，沿与厚度方向略为垂直的方向切断片材，取得各主表面的试样。接下来，测定剪切下来的各试样的重量W(g)、厚度T(cm)。各试样的厚度是通过在试样中心处施加表面积大约为3.1cm2(直径20mmφ)、重量为31g的重锤的状态下测定的。基于得到的测定结果，通过“体积密度(g/cm3)＝试样重量W/(试样厚度T×5cm×5cm)”计算各主表面的体积密度。在片材的不同的位置进行合计三次这样的测定，将在各主表面得到的值的平均值定义为片材的各主表面的体积密度(g/cm3)。
下面，对本发明的片材30的特征性效果参考图1和图4进行说明。图1是将现有的片材30A卷绕在废气处理体20上时的、与卷绕了片材30
A的废气处理体20(以下简称“被覆废气处理体”210A)的较长方向垂直的面的断面示意图。另外，图4是卷绕了本发明的片材30的废气处理体20(以下简称“被覆废气处理体”210)的同样的断面示意图。
如图1所示，一般地，将片材30A卷绕在废气处理体20上时，由于片材30A的外周长(L0)和内周长(LI)的周长差L(L＝LO-LI)，在片材30A的内周侧会生成很多“大褶皱”310。另外，在本发明中，该“大褶皱”之用语是指在与被覆废气处理体的较长方向垂直的断面上观察该被覆废气处理体时的长度(高度)H超过2mm的褶皱、或者、宽度D超过3mm的褶皱。所以，需要留意的是，这里的“大褶皱”之用语不包括那些高度在2mm以下且宽度在3mm以下的微细褶皱。特别地，片材30A的厚度越厚上述周长差L的影响越显著，在比较厚的片材中，当将片材卷绕至废气处力体20上时，内周侧生成的“大褶皱”310的高度H或者宽度D变大、以及/或者、“大褶皱”310的数量变多。
片材30A中一但生成了很多上述那样的“大褶皱”310，被覆废气处理体210A的最大直径φ就会大于期待值P(支撑用密封材厚度为t1、废气处理体直径为t2时，P＝2×t1+t2)，因此，就会发生不容易将被覆废气处理体210A安装至箱体12内的问题。另外，即使假设将被覆废气处理体210A安装在箱体内了，在此状态下，在基于“大褶皱”310而产生的片材30A的外周侧的突出部分320处，压缩应力局部集中，就会发生此处的无机纤维折断、片材30A的支撑力降低的问题。
对此，本发明的片材30沿厚度方向具有至少两个种类的片部分420、430，第一片部分420的体积密度比第二片部分430的体积密度小。另外，片材30是将第一主表面82作为外周侧而卷绕在废气处理体20上的。再有，需要留意的是，在图1、图3以及图4中，为了明确化，第一片部分420和第二片部分430的边界用虚线来表示，但是，实际的片材中，如果不存在后述的“粘着层”，边界不明确的情形也很多。
一般地，体积密度小的片材与体积密度大的片材相比，体积密度小的片材的卷绕方向(图2中的X方向)的伸缩性较大。所以，将由体积密度小的片部分420构成的第一主表面82作为外周侧，将片材30卷绕在废气处理体20上时，可以抑制因周长差的影响而导致的“大褶皱”301的发生。其原因在于，卷绕片材时，在卷绕方向(X方向)上具有伸缩性的片材的外周侧能够伸长，以缓和与内周长的周长差的影响。此时，实际上，如图4所示，尽管在片材30的内周侧形成了很多厚度方向的高度H在2mm以下、或者、宽度D在3mm以下的微细褶皱(小褶皱)410，但是，如现有技术那样的、厚度方向的高度H超过2mm、或者、宽度D超过3mm的“大褶皱”310的数量被明显地抑制或者被完全消除。
如上所述，本发明的片材30当卷绕在废气处理体20上时，能够抑制因周长差而引起的内周侧的“大褶皱”的发生，另外，还能抑制由此而产生的片材局部厚度的增大。因此，可以容易地将被覆废气处理体安装至箱体内。另外，对于箱体内安装的被覆废气处理体，也不容易发生压缩应力的局部集中，这样就可以抑制片材支撑力的降低。
在本发明中，第一和第二片部分420、430的体积密度最好是在0.08g/cm3-0.25g/cm3的范围内。第一和第二片部分420、430的体积密度如果不足0.08g/cm3，片材的强度就会有所降低。另外，第一和第二片部分420、430的体积密度如果超过0.25g/cm3，片材过硬，柔软性显著降低，相对于废气处理体的卷绕性就会降低。另外，即使假设能够将片材卷绕在废气处理体上，在那样的片材中，因为复原力(回到卷绕前的状态的力)较大，嵌合片材的两个端部、以及、用胶带等定位两个端部比较困难。
另外，第一片部分420和第二片部分430的厚度比没有特别的限定，但是，最好是在例如1∶9-9∶1的范围内，特别地，最好是在4∶6-6∶4的范围内。另外，卷绕前的片材的整体厚度最好是5-20mm。
另外，作为片材整体的体积密度和面积重量也没有特别的限制，作为体积密度，基于上述理由，例如可以是0.08g/cm3-0.25g/cm3，另外，作为面积重量，例如可以是500g/m2-3000g/m2。需要留意的是，这里的面积重量是指片材的单位面积内含有的纤维的总重量，如果片材含有结合材，则是指单位面积内含有的结合材和纤维的总重量。
另外，片材如果是采用如后所述的“针刺处理法”制造的，第一片部分420相对于第二片部分430的针迹密度比最好在0.3-0.8范围内。另外，第一和第二片部分420、430的针迹密度最好都在2.0个/cm2-20.0个/cm2范围内。其原因在于，第一和第二片部分420、430之一的针迹密度不足2.0个/cm2时，其强度有可能降低。另一方面，针迹密度一但超过20.0个/cm2，即使再增加针迹密度，体积密度基本上也不再发生变化，但片材会发生硬质化，处理性也会变坏。
另外，在本发明中，“针迹”是指在用“针刺处理法”制成的片材中，插拔针等的纤维交织工具时，片材主表面上形成的最大尺寸在3mm2以下的纤维交织痕迹。这里，片材的第一和第二主表面的针迹密度由以下方法测定。
首先，使用剪断机等，将片材剪切成50mm×50mm的尺寸，取得测定用试样。使该测定用试样含浸乳胶树脂后(树脂量为5-10wt％)，使测定用试样充分干燥。然后，使用壁纸刀等，从测定用试样的一侧的主表面开始至2mm深的位置，沿与厚度方向略为垂直的方向切断测定用试样。将采用这样的办法得到的测定用试样的新生表面称为表面A。接下来，使用镊子除去堵住了针迹的纤维，累计表面A上出现的针处理痕迹数，算出单位面积的个数。对作为测定对象的片材的主表面的不同位置进行合计三次这样的测定，将得到的值的平均值作为该主表面的针迹密度(个/cm2)。对于另一个主表面的针迹密度也采用同样的方法来测定。
本发明的片材30是如上所述被卷绕在废气处理体20的外周以使其具有第一体积密度的第一主表面82那一侧作为外周侧(即：箱体12一侧)，并对其端部进行嵌和、胶带固定来使用的。之后，卷绕了片材30的废气处理体20以压配合方式、闭合方式、卷固方式、定尺方式或者其他安装方式被设置在箱体12内，构成废气处理装置10。
下面，对各安装方式参考附图进行说明。图5、图6、图7和图8分别是采用压配合方式、闭合方式、卷固方式和定尺方式将卷绕了片材30的废气处理体20(即：被覆废气处理体210)安装至箱体内的方法的示意图。
压配合方式是通过从箱体121的开口面的一侧压入被覆废气处理体210，使被覆废气处理体210安装至预定的位置，构成废气处理装置10的方法。为了使被覆废气处理体210容易地插入箱体121，如图5所示，内孔径被定形为从一侧到另一侧逐渐减小，另外，也有使用最小内孔径被调整为与箱体121的内径基本相同的压配合辅助工具230的情形。此时，被覆废气处理体210从所述压配合辅助工具230的较大的内孔径一侧插入，经过最小内孔直径一侧安装至箱体121内。
以压配合方式将被覆废气处理体安装至箱体时，本发明的片材具有特别的意义。其原因在于，由上述那样的片材的大褶皱310(另外还有突出部分320)的抑制效果可知，被覆废气处理体的最大直径偏离期待值过大的情形消失了，被覆废气处理体的插入变得容易了。
其次，在闭合方式中，如图6所示，相互闭合时，使用分割好(例如，在图6中的例子中被分割为两个)的箱体部品(122A、122B)形成一对箱体。首先，在这些箱体部品的其中一个上设置被覆废气处理体210，然后，与剩下的箱体部品组合，接下来，例如在凸缘部220(220A、220B)处将这些部品进行焊接形成箱体122，就可以得到被覆废气处理体210被安装在预定位置上的废气处理装置10。
另外，如图7所示，卷固方式是在被覆废气处理体210的周围卷绕上作为箱体部品的金属板123后，使用丝绳等紧固该金属板123，使金属板123以预定的面压与被覆废气处理体210的周围相接触的方式。最后，通过将金属板123的一侧的端部与另一侧的端部或者下侧的金属板123的表面进行焊接，就可以得到被覆废气处理体210被安装在箱体123内部的废气处理装置10。
另外，如图8所示，定尺方式是将被覆废气处理体210插入具有比其外径还大的内径的金属壳124后，使用压力机等从金属壳124的外周侧进行均匀压缩(定尺(JIS-z2500-4002))的方式。使用定尺处理，不仅可以将金属壳124的内径正确地调整至所要的尺寸，而且还可以将被覆废气处理体210设置于所要的位置。
另外，作为这些安装方式中的箱体的材料，一般地，使用耐热合金等金属。
图9所示为本发明的一个废气处理装置10的结构的例子。废气处理装置10具有外周面上卷绕了支撑用密封材24的废气处理体20、容纳该废气处理体20的箱体12、分别连接至该箱体12的入口侧和出口侧的废气入口管2和出口管4。在图9的例子中，入口管2和出口管4在与箱体12连接的位置处其直径被扩张，形成圆锥形。但是，这样的圆锥形也不是必须的。另外，在入口管2的一部分(在图9的例子中是圆锥形的部分)上还设置了绝热材26，这样，就可以抑制废气处理装置10内部的热量经由入口管2被传导至外部。
在此图的例子中，废气处理体20是具有废气入口和出口用的开口面的、在与气流平行的方向上具有很多格子(或者贯穿孔)的触媒载体。触媒载体例如可由峰窝结构状的多孔质碳化硅等构成。但是，本发明的废气处理装置10并不局限于这样的构成。例如，也可以将废气处理体20制成各格子的一端被密封成相间的方格状的DPF。
这里，支撑用密封材24由本发明的片材30构成，并且是将第一片部分420作为外侧(即：箱体12一侧)卷绕在废气处理体20上的。在这样的废气处理装置中，由上述那样的片材的效果可知，将片材30卷绕在废气处理体20上时，可以抑制其内周侧的“大褶皱”的产生。因此，可以抑制由于片材30(即：支撑用密封材24)安装至箱体12内时产生的无机纤维的破损而引起的片材30的支撑力的降低。
另外，在此基础上，或者，与此单独地，绝热材26也可以由本发明的片材30构成，这对所属技术领域的技术人员是显而易知的。
下面，对本发明的片材的其他的应用例进行说明。图10是具有本发明的片材的消音装置的一个例子的概略示意图。该消音装置例如被设置在二轮摩托车或者四轮汽车等的发动机的排气管中。消音装置700具有内管720(例如是由不锈钢等金属制的)、覆盖其外侧的外壳760(例如是由不锈钢等金属制的)、以及、在这两者之间设置的吸音材740。一般地，内管720的表面上设置有很多贯穿小孔。在这样的消音装置700中，废气在内管720内部流动时，吸音材740可以减衰废气中含有的噪音成份。
这里，在吸音材740中也可以使用本发明的片材30。此时，可以使用以下的工序来制造消音装置700。首先，将片材30的第一主表面82作为外侧，将片材卷绕固定在内管720的表面并固定。然后，通过将卷绕了片材30的内管720压入外壳760的内部，得到消音装置700。通过在吸音材740中使用片材30，将片材30卷绕在内管720上时，可以抑制因周长差而导致的内周侧的“大褶皱”的发生，另外，还可以抑制由此而引起的片材局部厚度的增大。因此，可以比较容易地将内管720安装至外壳760内。另外，对于安装进了外壳760的内管720，因为不容易产生压缩应力的局部集中，所以可以抑制片材支撑力的降低。
在基于本发明的、制造具有不同体积密度的两个主表面的片材30的典型方法中，有“贴合方式”和“一次制造方式”的两个方式。
图11是基于“贴合方式”的本发明的片材30的制作方法的流程图。在这个方式中，首先，分别独立制造两枚体积密度不同的基片，然后，将这两枚基片重叠、接合，制成具有体积密度不同的两个种类的片部分的片材。
首先，在步骤S100中，制造具有第一体积密度的第一基片。如下所述，第一基片例如可以由“针刺处理法”或者“抄造法”制成。需要留意的是，在本发明中，“针刺处理法”之术语也包括具有在片材上插拔象针那样的纤维编织工具的针处理工序的各种片材的制造方法。另外，同样需要留意的是，在本发明中，“抄造法”是指具有纤维的开纤、浆化、成型以及压缩干燥各工序的片材制造方法。
其次，在步骤S110中，制造具有第二体积密度的第二基片。第二基片也和第一基片同样，由“针刺处理法”或者“抄造法”制成。另外，第一基片和第二基片的制造方法可以相同也可以不同。换言之，如果第一片材是使用“针刺处理法”制造的，那么第二基片可以使用“针刺处理法”和“抄造法”中的任何一个方法制造。如果第一基片是使用“抄造法”制造的也同样。
然后，在步骤S120中，将体积密度不同的第一基片和第二基片重叠后，使两者接合。作为两个基片的接合方法，有通过两面胶带或者粘着剂等的“粘着层”使其黏接的方法，也有将两个基片缝合使其接合的方法等。在前者的通过“粘着层”使其接合的方法中，除了通过“粘着层”将两个基片直接接合的方法之外，还有在各基片的一侧的主表面上事先以140度的温度热粘着热可塑性膜(例如，PE膜、不织布等)，在该热可塑性膜上设置两面胶带或者粘着剂等将两个基片接合的方法。作为粘着剂，可以使用丙烯系列粘着剂、丙烯酸系列乳胶等。两面胶带、粘着剂以及热可塑性膜的厚度没有特别的限制，例如，可以是0.02mm-0.20mm。
另外，在本发明中，“粘着层”是指如上所述的两面胶带或者粘着剂等那样的、设置在两个基片的界面上以将两枚基片接合的层，如果中间设置了如上所述的热可塑性膜，则也包含该膜。所以，如果是中间设置了如上所述的热可塑性膜的构造，“粘着层”的厚度为热可塑性膜的厚度×2+两面胶带(或者粘着剂)的厚度。“粘着剂”的厚度例如在0.02mm-0.6mm的范围内。
在“贴合方式”中，经过上述那样的工序，就可制成本发明的片材。
下面，在图12中表示的是基于“一次制造方式”的本发明的片材30的制作方法的流程图。在这种方式中，与上述的分别制造片材的方式不同，一般地，在一连串的工序中，通过同时或者连续地调整片材的第一和第二主表面的体积密度来形成体积密度不同的两个主表面。
首先，在步骤S200中，将片材第一主表面调整至第一体积密度。
其次，在步骤S210中，将所述片材第一主表面的反对侧的第二主表面调整至第二体积密度，得到本发明的片材。另外，此工序也可以与上述步骤S200同时进行，或者，也可以在步骤S200之后进行。换言之，可以在片材两侧的主表面上同时设置具有第一体积密度的第一主表面和具有第一体积密度的第二主表面，或者，也可以在将片材一侧的主表面调整至第一体积密度之后，再将片材另一侧的主表面调整至第二体积密度。
另外，一般地，作为该片材的基材的原料片是通过“针刺处理法”或者“抄造法”之一制成的。此时，不需要单独准备各基片，另外，因为可以使用单一的制造装置，因此具有制造工序简单的有点。
但是，即使在“一次制造方式”中，也可以使用“针刺处理法”和“抄造法”的两种方式。例如，开始时，先使用“针刺处理法”制造具有第一体积密度的片部分，然后，在此基片上使用“抄造法”制造具有第二体积密度的片部分，这样，在两个主表面上，就可以制造体积密度不同的本发明的片材。但是，在这样的方法中，与使用“针刺处理法”和“抄造法”之一的单一的方法不同，显然地，不能得到上述那样的优点。
下面，具体说明使用“贴合方式”和“一次制造方式”制造本发明的片材的方法的一个例子。另外，在下面的说明中，以含有作为无机纤维的氧化铝和二氧化硅的混合物的片材为例进行说明。但是，纤维材料并不局限于此，例如，也可以由氧化铝和二氧化硅之一构成。或者，也可以使用其他的无机纤维。
(第一贴合方式)
如上所述，在此方式中，开始时，需要调制体积密度不同的至少两枚基片。这样的每个基片是使用“针刺处理法”，经过前躯体的调制、吹制处理、针刺处理、烧成、含浸结合材的各工序而制成的。
(前躯体的调制工序)
在铝含量为70g/l、AL/Cl＝1.8(原子比)的碱性氯化铝水溶液中，例如，添加氧化铝和二氧化硅的组成比为60-97∶40-3的二氧化硅溶胶，调制无机纤维的前躯体。氧化铝和二氧化硅的组成比最好为70-97∶30-3。其原因在于，氧化铝的组成比在60％以下时，由氧化铝和二氧化硅生成的莫来石(mullite)的组成比率降低，制成的基片的热传导率增加，具有绝热性降低的倾向。另一方面，氧化铝的组成比一旦超过97％，无机纤维的柔软性则降低。
(吹制处理工序)
其次，在该氧化铝系纤维的前躯体中添加聚乙烯乙醇等有机聚合物。接下来，浓缩此液体，调制纺丝液。然后，使用此纺丝液，通过吹制处理进行纺丝。
吹制处理是通过由空气喷嘴吹出的空气流和由纺丝液供给喷嘴压出的纺丝液流进行纺丝的方法。空气喷嘴吹出的一个缝隙(slit)的气体流速一般为40-200m/s。另外，纺丝喷嘴的直径一般是0.1-0.5mm，一个纺丝液供给喷嘴的液体量一般是1-120ml/h，最好是3-50ml/h。在此条件下，从纺丝液供给喷嘴被压出的纺丝液不为喷散状(雾状)，而是被充分的延长，纤维相互之间由于不容易溶敷，所以，通过最优化纺丝条件，可以得到纤维径分布窄小、均匀的前躯体。
另外，氧化铝系纤维的平均直径没有特别的限制，例如，可以是3μm-10μm。
这里，纤维的平均直径可由以下方法测得。首先，将通过上述方法制得的氧化铝系纤维放入圆筒，以20.6Mpa的压力进行加压粉碎。然后，将该试样放到筛网上，把从筛网漏过的试样作为电子显微镜观察用实验品。接下来，将金等镀气到该实验品表面后，用倍率约为1500倍左右的电子显微镜进行拍照。从得到的照片测定至少40根纤维的直径。针对五个试样重复进行该操作，将测定值的平均值作为纤维的平均直径。
(针刺处理工序)
将纺丝结束的前躯体进行复合，制成原料片。之后，对原料片进行针刺处理。在针刺处理中，一般使用针刺装置。
一般地，针刺装置由可以沿突刺方向(一般是上下方向)往复移动的针板、以及、设置在原料片的表面和里面的两个主表面侧的一对支持板构成。在针板上，用于突刺原料片的多数的针，例如是以大约25-2500个/100cm2的密度被设置的。所以，在使用一对支持板将原料片从两面压上的状态下，通过使针板接近和远离原料片，针插入和拔出，形成了纤维交织的多数的针迹。这里，在针刺装置中还可以设置搬运单元，用于以一定的送进速度(例如，约1mm/秒-20mm/秒)沿一定的方向(例如，与原料片的主表面略平行的方向)搬运原料片。此时，因为在以一定的速度移动原料片的状态下也可以进行针刺处理，所以就不需要在每次压下针板时都要移动原料片的操作。
另外，作为其他的构造，针刺装置也可以具有两枚一组的针板。各针板具有各自的支持板。将两枚针板分别设置在原料片的表面和背面，用各支持板将原料片从两面固定。这里，在其中的一个针板上，将针设置为当进行针刺处理时与另一个针板上的针群的位置不相重合。另外，在各支持板上，考虑两个针板的针的配置，在从原料片的两面进行针刺处理时，为了不使针与支持板接触，还设置了很多贯穿孔。使用这样的装置，也可以使用两枚支持板从两面夹持原料片，用两枚针板从原料片的两面进行针刺处理(下面，将这样的针刺处理称为“双针刺处理”)。通过采用这样的方法进行针的插拔，可以短缩处理时间。
(烧成工序)
之后，将得到的原料片从常温开始加热，在最高温度为1250℃左右的温度下，进行0.5-2小时的连续烧成，得到具有想要的体积密度的基片。
(接合材的含浸工序)
另外，根据需要，也可以对基片进行结合材含浸处理，使其含浸有机树脂那样的结合材。这样，就可以抑制基材的体积高度。另外，也可以更有效地抑制基材上的纤维脱离。但是，结合材含浸处理在此阶段也不是必须要实施的。例如，也可以在将两枚基片接合后(图11的步骤S120之后)进行结合材含浸处理。
在含浸处理中，结合材的含浸量最好是在1.0-10.0重量％的范围内。不足1.0重量％时，无机纤维的脱离防止效果则降低。另外，一旦超过10.0重量％，则会增加废气处理装置使用时排出的有机成分的量。
另外，作为结合材，可以使用例如环氧树脂、丙烯树脂、橡胶系列树脂、苯乙烯树脂等的有机系列结合材。也可以使用丙烯系(ACM)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)树脂等。
使用由这样的结合材与水调制的液体，通过喷射涂敷，使基片含浸结合材。另外，通过该处理被添加至基片中的多余的含浸固体成分和水分可由以下方法除去。
多余的固体成分的除去可采取使用例如真空泵等的吸引装置的吸引法来实施。另外，多余的水分的除去可通过以90-160℃的温度加热基片、以及/或者、以40kPa-100kPa的压力压缩基片来实施。
经过这样的工序，就可制成体积密度不同的两枚基片。一般地，片材的针迹密度与体积密度有关，片材的针迹密度越大，体积密度越大。在针刺处理法中，通过改变具有某一针设置密度的针板的升降速度以及基片的送进速度，可以调节基片的体积密度。
之后，将体积密度不同的两枚基片复合后，通过使用上述方法(两面胶带、粘着剂或者缝合)使其接合，得到本发明的片材。
(第二种贴合方式)
在贴合方式的其他的例子中，制造各基片时使用“抄造法”。在“抄造法”中，经过纤维的开纤、浆化、成型以及压缩干燥各工序，就可以制成体积密度不同的两枚基片。
(纤维的开纤)
首先，进行无机纤维的开纤处理。开纤处理可以只单独实施干式开纤处理，也可以实施干式开纤处理以及湿式开纤处理的两阶段处理。在干式开纤处理中，使用干式开纤装置对原料纤维进行开纤。另一方面，在湿式开纤处理中，将由上述干式开纤处理所得的绵状的干式开纤纤维投入到湿式开纤装置中，再进行开纤。在湿式开纤处理中，使用打浆机(pulper)等湿式开纤装置。经过这样的开纤处理，就可以得到开纤的原料纤维。
(浆化工序)
之后，投入搅拌机中例如搅拌1-5分钟，以使此原料纤维的重量与水的比率为1-2wt％。接下来，在该液体中添加4wt％-8wt％的有机结合材，搅拌1-5分钟。另外，在该液体中再添加0.5wt％-1.0wt％的无机结合材。然后，再在该液体中添加0.5wt％左右的凝聚剂，进行最大约为2分钟左右的搅拌，调制原料浆。
作为无机结合材，例如，可使用氧化铝溶胶以及/或者二氧化硅溶胶。另外，作为有机结合材，例如，可使用橡胶系材料、水溶性有机高分子化合物、热可塑性树脂、热硬化性树脂等，作为凝聚剂，例如，可使用Ciba Specialty Chemicals公司产的凝聚剂等。
(成型工序)
接下来，将得到的原料浆添加至想要的形状的成型器中，形成基片原料，再进行脱水。一般地，在成型器的底部设置过滤网(例如，网的尺寸为30目)，成型器内添加的原料浆中的水分透过该过滤网被排出。所以，通过使用这样的成型器，可以同时进行基片原料的成形和脱水。另外，如果有必要，还可以使用吸入泵、真空泵等，从成型器的下侧，通过过滤网，进行水分的强制吸引。
(干燥压缩工序)
之后，将得到的基片原料从成型器中取出，使用压缩器等对其进行压缩，将其厚度变为原来的0.3-0.5倍，同时，以例如90-150℃的温度对其进行5分-1小时的加热和干燥，就可以得到基片。
另外，使用得到的基片，还可以进行如“第一贴合方式”中所述的结合材含浸处理。但是，如上所述，在“贴合方式”中，这样的结合材含浸处理也可以在两枚基片接合后实施。
经过这样的工序，就可以得到体积密度不同的两枚基材。另外，在“抄造法”中，在压缩干燥工序，通过改变基片的压缩率，可以改变基片的体积密度。
然后，将体积密度不同的两枚基片复合后，通过上述那样的方法(两面胶带、粘着剂或者缝合)将其接合，就可以得到本发明的片材。
(第一一次制造方式)
即使在“一次制造方式”中，也可以使用“针刺处理法”和“抄造法”。在“第一一次制造方式”中，对基于“针刺处理法”的“一次制造方式”进行说明。
在这个方式中，基本上也采用与上述“第一贴合方式”的同样的工序制造片材。特别地，较佳的是使用上述“双针刺处理”工序。但是，在这里的第一一次制作方式中，在原料片上插拔针的针刺处理工序中使用的针板与上述“第一贴合方式”的针板不同。具体地，在“双针刺处理”时使用的原料片的两个主表面侧的两个针板中，至少一个针板上设置的针的全长比原料片的厚度短(例如，是原料片一半的长度)，这样，当使该针板与原料片接触时，针就可以不到达原料片的另一面。另外，两针板上设置的针的设置密度也可以不同也可以相同。但是，两个针板上设置的针的全长都比原料片的厚度短时，需要改变两个针板上设置的针的设置密度。其原因在于，如果不这样，最后，在原料片的两个主表面上，针迹密度就会变成一样。
使用这样的两个针板，通过从原料片的两面插拔针，就可以一次形成在原料片厚度方向上针迹密度以及体积密度不同的部分。
烧成以后的工序与上述“第一贴合方式”相同，当然，在此方式中，也不需要接合两枚基片的工序。另外，在上述记载中，尽管对使用“双针刺处理”在两个主表面上同时实施针刺处理的方法进行了说明，但是，在“第一一次制造方式”中，也可以不使用“双针刺处理”，而是按顺序地实施从各主表面侧的针刺处理。
(第二一次制造方式)
在这种方式中，使用“抄造法”在一连串的工序中于一个片材上形成体积密度不同的两个主表面。即：即使在这种方式中，也基本上采用与上述“第二贴合方式”同样的工序制造片材。但是，在这种方式中，将原料浆添加至想要的形状的成型器进行片原料成形的工序与上述不同。具体地，在本方式中，将最初的原料浆添加至成型器，在实施脱水后且取出片原料前(即：半干燥状态下)，将粘接剂含有量大于最初的原料浆的第二原料浆添加至脱水后的片原料(以下称“第一片原料”)上。接下来，使第二原料浆内含有的水分经由第一片原料和过滤网从成型器的下侧排出，进行第二原料浆的脱水，以调制第二片原料。如上所述，此时如果有必要，也可以从成型器的下侧实施水分的强制吸引。
经过这样的工序，就可以在第一片原料上得到直接复合了第二片原料的片原料。在这种方式中，通过改变第一和第二原料浆中含有的粘接剂的量，可以控制第一和第二片原料的体积密度。所以，之后，经过上述压缩干燥工序，就可以得到本发明的片材。
另外，在上述四个种类的制造方法中，对本发明以片材沿厚度方向具有两种体积密度的情形为例进行了说明。但是，本发明并不局限于上述记载的结构，片材沿厚度方向显然也可以具有三种以上体积密度的部分。这样的片材的结构，在“第一贴合方式”和“第二贴合方式”中，通过使体积密度不同的三种以上的基片复合，或者，在“第二一次制造方式”中，通过在第二片原料上再添加第三原料浆可被容易地制成。
[实施例]
下面，通过实施例说明本发明的效果。
为了检证本发明的效果，使用上述“第一贴合方式”制造本发明的片材，并进行卷绕试验。片材由以下顺序制成。
(第一实施例)
在铝含有量为70g/l、Al/C1＝1.8(原子比)的碱性氯化铝水溶液中混合二氧化硅乳液，以使氧化铝系纤维的组成变为Al2O3∶SiO2＝72∶28，形成氧化铝系纤维的前躯体。然后，在氧化铝系纤维的前躯体内添加聚乙烯乙醇等有机聚合物。接下来，将此液体浓缩，作为纺丝液，使用该纺丝液以吹制法进行纺丝。之后，将折断后氧化铝系纤维的前躯体复合，制成氧化铝系纤维的原料片。接下来，对该原料片进行针刺处理。针刺处理是将以80个/100cm2的密度设置了针的针板只配置在原料片的一个主表面侧，从原料片的一侧进行的。另外，针的全长比原料片的厚度长，通过从针板的一侧进行压接，针可以充分地贯穿原料片。
之后，对得到的原料片从常温开始至1250度连续烧成一个小时。接下来，使得到的片材含浸结合材。结合材中使用丙烯系橡胶乳液，含浸量为总重量的5wt％。
这样，就得到了针迹密度约为4.0个/cm2、体积密度为0.09g/cm3、面重量为750g/m2、厚度为8.30mm的第一基片。再有，氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm、最小直径为3.2μm。另外，包括下面的实施例和比较例，基片的针迹密度都是由上述方法测定的。
使用同样的方法制造针迹密度不同的第二基片。这里，制造第二基片时，为了使针迹密度更大，将以80个/100cm2的密度设置了针的针板配置在基片的一侧，实施针刺处理。得到的第二基片的针迹密度约为5.7个/cm2、体积密度为0.10g/cm3、面重量为750/m2、厚度为7.48mm。另外，氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm、最小直径为3.2μm。
接下来，使用两面粘着胶带(厚度为100μm，Beiersdorf公司制造)使第一基片和第二基片贴合，制成全体面重量为1500g/m2、厚度为15.83mm的片材。将此片材作为第一实施例。
(第二实施例)
使用与第一实施例同样的方法制造第一和第二基片。但是，在这个实施例中，将第一基片的针刺处理时使用的针板的针密度设为80个/100cm2，这样，第一基片制成后的针迹密度就为2.7个/cm2。第一基片的体积密度为0.08g/cm3、面重量为750g/m2、厚度为9.42mm。另外，氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm，最小直径为3.2μm。另外，第二基片的规格与第一实施例相同(但是，厚度为7.47mm)。使用上述两面粘着胶带将第一基片和第二基片贴合，就得到全体面重量为1500g/m2、厚度为16.94mm的片材。将此片材作为第二实施例。
(第三实施例)
使用与第一实施例相同的方法制造第一基片。但是，在这个实施例中，将第一基片的针刺处理时使用的针板的针密度设为80个/100cm2，这样，第一基片制成后的针迹密度就为2.3个/cm2。第一基片的体积密度为0.08g/cm3、面重量为750g/m2、厚度为9.41mm。另外，氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm，最小直径为3.2μm。再有，使用与第一实施例同样的方法制造第二基片。但是，在这个实施例中，将第二基片的针刺处理时使用的针板的针密度设为80个/100cm2，这样，第二基片制成后的针迹密度为7.7个/cm2。第二基片的体积密度为0.11g/cm3、面重量为750g/m2、厚度为6.80mm。另外，氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm，最小直径为3.2μm。
使用上述两面粘着胶带将第一基片和第二基片贴合，可得到全体面重量为1500g/m2、厚度为16.26mm的片材。将此片材作为第三实施例。
(第四实施例)
使用与第一实施例同样的方法制造第一基片。但是，在这个实施例中，将第一基片的针刺处理时使用的针板的针密度设为80个/100cm2，这样，第一基片制成后的针迹密度为6.7个/cm2。第一基片的体积密度为0.10g/cm2、面重量为750g/m2、厚度为7.46mm。另外，氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm，最小直径为3.2μm。另外，使用与第一实施例同样的方法制造第二基片。但是，在这个实施例中，将第二基片的针刺处理时使用的针板的针密度设为80个/100cm2，这样，第二基片制成后的针迹密度为13.0个/cm2。第二基片的体积密度为0.13g/cm3、面重量为750g/m2、厚度为5.80mm。另外，氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm，最小直径为3.2μm。
使用上述两面粘着胶带使第一基片和第二基片贴合，可得到全体面重量为1500g/m2、厚度为13.31mm的片材。将此片材作为第四实施例。
(第五实施例)
使用与第一实施例同样的方法制造第一基片。但是，在这个实施例中，将第一基片的针刺处理时使用的针板的针密度设为25个/100cm2，这样，第一基片制成后的针迹密度为1.3个/cm2。第一基片的体积密度为0.08g/cm3、面重量为750g/m2、厚度为9.44mm。另外，氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm，最小直径为3.2μm。另外，使用与第一实施例同样的方法制造第二基片。但是，在这个实施例中，将第二基片的针刺处理时使用的针板的针密度设为25个/100cm2，这样，第二基片制成后的针迹密度为1.7个/cm2。第二基片的体积密度为0.08g/cm3、面重量为750g/m2、厚度为9.42mm。另外，氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm，最小直径为3.2μm。
使用上述两面粘着胶带将第一基片和第二基片贴合，可得到全体面重量为1500g/m2、厚度为18.91mm的片材。将此片材作为第五实施例。
(第一比较例)
使用与第一实施例同样的方法制造第一基片。但是，在这个比较例中，将第一基片的针刺处理时使用的针板的针密度设为80个/100cm2，这样，第一基片制成后的针迹密度就为5.0个/cm2。第一基片的体积密度为0.10g/cm3、面重量为750g/m2、厚度为7.54mm。另外，氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm，最小直径为3.2μm。另外，使用与第一基片同样的方法制作第二基片。第二基片的体积密度为0.10g/cm3、面重量为750g/m2、厚度为7.52mm。另外，氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm，最小直径为3.2μm。
使用上述粘着胶带将第一基片和第二基片贴合，可得到全体面重量为1500g/m2、厚度为15.11mm的片材。将此片材作为第一比较例。
(第二比较例)
使用与第一实施例同样的方法制造第一基片。但是，在这个比较例中，将第一基片的针刺处理时使用的针板的针密度设为80个/100cm2，这样，第一基片制成后的针迹密度为5.7个/cm2。第一基片的体积密度为0.10g/cm3、面重量为750g/m2、厚度为7.48mm。另外，氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm，最小直径为3.2μm。另外，使用与第一实施例同样的方法制作第二基片。但是，在这个实施例中，将第二基片的针刺处理时使用的针板的针密度设为80个/100cm2，这样，第二基片制成后的针迹密度就为2.7个/cm2。第二基片的体积密度为0.08g/cm3、面重量为750g/m2、厚度为9.41mm。另外，氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm，最小直径为3.2μm。
使用上述粘着胶带将第一基片和第二基片贴合，可得到全体面重量为1500g/m2、厚度为16.94mm的片材。将此片材作为第二比较例。
第一至第五实施例、第一和第二比较例中的第一和第二基片的各自的针迹密度、体积密度、面重量、厚度如表1所示。另外，在这个表中，也给出了由第一和第二基片构成的各自的片材的厚度、以及、第一基片相对于第二基片的针迹密度比。
表1
Figure A20081000532300341
(卷绕试验)
下面，使用由上述方法制成的各片材进行卷绕试验。
在卷绕试验中，将各片材剪切成图2的形状(全长：X方向为295mm(包含嵌合用凸部50)、Y方向为90mm；嵌合用凸部50长：X方向为30mm、Y方向为30mm；Y方向的两端至嵌合用凸部50的距离：各为30mm)，将此作为试验试样来使用。将该试验试样卷绕在外径为80mm的圆柱(长度为120mm)上，如上所述，嵌合其两端，用胶带固定。使用游标卡尺，按照下面的方法测定此时的片材内周侧生成的褶皱宽度(D)以及高度(H)，评估“大褶皱”的生成状况。首先，按照从大至小的顺序选取五个作为测定对象的褶皱，测定各褶皱的宽度和高度。然后，对各褶皱的宽度和高度的测定值进行平均，将得定的结果作为各片材的褶皱的宽度(D)以及高度(H)。接下来，如果这个算定的褶皱的宽度(D)超过了3mm、以及/或者、褶皱的高度(H)超过了2mm，则判定为有“大褶皱”，此外，则判定为无“大褶皱”。
另外，对于第一至第五实施例以及第一和第二比较例中的任何一个片材，进行试验时，都是以其第一基片一侧作为外周侧，将试验试样卷绕在圆柱上的。
(试验结果)
从各片材得到的卷绕试验结果(褶皱的此寸以及大褶皱的判定结果)如表1所示。从这个结果可知，第一基片的针迹密度在第二基片的针迹密度的0.3-0.8倍范围内时，即：在第一至第五实施例的片材中，进行卷绕试验时，片材内周侧没有生成“大褶皱”。另一方面，第一基片的针迹密度为第二基片的针迹密度的1.0倍和2.1倍时，即：在第一和第二比较例的片材中，片材内周侧生成了“大褶皱”。
这里，第一比较例的片材相当于现有技术中使用的、在厚度方向上具有均匀针迹密度的片材(即：第一基片相对于第二基片的针迹密度比＝1)。另外，第二比较例的片材是将第二实施例的片材的两个基片反过来配置而构成的片材。
从第一和第一比较例的结果可知，以片材的两个主表面中的体积密度较大的主表面作为外周侧，将片材卷绕在废气处理体上，可以得到抑制大褶皱的效果。
另外，在第五实施例的片材中，尽管试验后没有产生大褶皱，但是卷绕时在层间产生了剥离。其原因可以被认为是，第五实施例的片材的第一和第二基片的针迹密度较小(分别为1.3和1.7个/cm2)，卷绕片材时强度不足。因此，可以说，在实际的废气处理装置中使用时，片材的两个主表面的针迹密度中的任何一个最好都在约2.0个/cm2以上。
本发明并不局限于上述具体实施例，只要不脱离权利要求书的范围，亦可采用其他变化形式代替，但那些变化形式仍属于本发明所涉及的范围。
工业实用性
本发明的片材可以应用于车辆用废气处理装置的支撑用密封材以及消音装置的吸音材等。

Claims (22)

1、一种片材，其含有无机纤维，并具有与其厚度方向垂直的第一表面和第二表面，其特征在于，
所述第一表面由具有第一体积密度的第一片部分构成，所述第二表面由具有第二体积密度的第二片部分构成，所述第二体积密度大于所述第一体积密度。
2、根据权利要求1所述的片材，其特征在于，
所述片材是将所述第一片部分和所述第二片部分沿厚度方向复合制成的。
3、根据权利要求1所述的片材，其特征在于，
所述片材具有针迹，所述第一表面的针迹密度小于所述第二表面的针迹密度。
4、根据权利要求3所述的片材，其特征在于，
所述第一表面和第二表面的针迹密度均在2.0个/cm2-20.0个/cm2的范围内，
所述第一表面的针迹密度在所述第二表面的针迹密度的0.3倍一0.8倍的范围内。
5、根据权利要求1所述的片材，其特征在于，
所述片材是沿厚度方向将具有所述第一体积密度的第一基片和具有所述第二体积密度的第二基片复合构成的，
所述第一基片和第二基片的交界处具有粘着层。
6、根据权利要求1所述的片材，其特征在于，
还含有结合材。
7、一种片材的制造方法，所述片材含有无机纤维并具有与其厚度方向垂直的第一表面和第二表面，所述制造方法的特征在于，包括：
制作具有第一体积密度的第一基片的步骤，
制作具有第二体积密度的第二基片的步骤，所述第二体积密度比所述第一体积密度大，
接合所述第一基片和第二基片的步骤。
8、根据权利要求7所述的片材的制造方法，其特征在于，
接合所述基片的步骤具有使用粘着剂或者粘着胶带接合所述第一基片和第二基片的步骤。
9、根据权利要求7所述的片材的制造方法，其特征在于，
所述第一基片或者所述第二基片是通过针刺处理法制作的。
10、根据权利要求7所述的片材的制造方法，其特征在于，
所述第一基片或者所述第二基片是通过抄造法制作的。
11、根据权利要求7所述的片材的制造方法，其特征在于，
还包括含浸结合材的步骤。
12、一种采用针刺处理法制造片材的方法，所述片材含有无机纤维并具有与其厚度方向垂直的第一表面和第二表面，所述制造方法的特征在于，包括：
提供具有第一表面和第二表面的无机纤维的原料片的步骤，
分别从所述原料片的第一表面侧和第二表面侧对所述原料片进行针刺处理，得到所述第一表面的针迹密度小于所述第二表面的针迹密度的原料片的步骤，
对所述原料片进行烧成，得到所述第一表面的针迹密度小于所述第二表面的针迹密度的片材的步骤。
13、根据权利要求12所述的片材的制造方法，其特征在于，
还包括含浸结合材的步骤。
14、一种片材的制造方法，所述片材含有无机纤维并具有与其厚度方向垂直的第一和第二表面，所述制造方法的特征在于，包括：
将含有无机纤维的第一原料浆注入成型器的步骤，
对所述第一原料浆进行脱水的步骤，
将第二原料浆注入至脱水后的所述第一原料浆上的步骤，所述第二原料浆的粘接剂的含量大于所述第一原料浆的粘接剂的含量，
对所述第二原料浆进行脱水的步骤。
15、根据权利要求14所述的片材的制造方法，其特征在于，
还包括含浸结合材的步骤。
16、一种废气处理装置，其具有废气处理体以及卷绕在该废气处理体外周面的至少一部分上的支撑用密封材，其特征在于，
所述支撑用密封材是由权利要求1至6中任何一个所述的片材构成的，
所述支撑用密封材是以所述片材的第一表面位于外侧的方式卷绕在所述废气处理体上。
17、根据权利要求16所述的废气处理装置，其特征在于，
所述废气处理体是触媒载体或者废气过滤器。
18、一种废气处理装置，其具有废气入口管和出口管以及设置在所述入口管和所述出口管之间的废气处理体，其特征在于，
在所述入口管的至少一部分上设置绝热材，
所述绝热材是由权利要求1至6中任何一个所述的片材构成的。
19、根据权利要求18所述的废气处理装置，其特征在于，
所述废气处理体是触媒载体或者废气过滤器。
20、一种废气处理装置的制造方法，所述废气处理装置具有废气处理体以及卷绕在该废气处理体外周面的至少一部分上的支撑用密封材，所述制造方法的特征在于，包括：
提供由权利要求7至15中任何一个所述的制造方法制作的片材作为所述支撑用密封材的步骤，
以所述片材的第一表面位于外侧的方式将所述支撑用密封材卷绕在所述废气处理体上的步骤。
21、根据权利要求20所述的废气处理装置的制造方法，其特征在于，
所述废气处理体是触媒载体或者废气过滤器。
22、一种消音装置，其具有内管、覆盖该内管外周的外壳以及设置在所述内管和所述外壳之间的吸音材，其特征在于，
所述吸音材是由权利要求1至6中任何一个所述的片材构成的，
所述片材是以所述第一表面位于外侧的方式设置在所述内管和所述外壳之间。
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