CN101397724A - 无机纤维垫、保持密封材、吸音材料以及无机纤维垫的制造方法 - Google Patents

无机纤维垫、保持密封材、吸音材料以及无机纤维垫的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供无机纤维垫、保持密封材、吸音材料以及无机纤维垫的制造方法，所述无机纤维垫能够在不依赖于增加有机粘合剂的量的情况下良好地降低纤维飘散。另外，降低在将无机纤维垫组装在其他部件上来得到制品的装配操作时的刺激感、不快感，提高装配操作者的操作环境。无机纤维垫是通过包含以下工序的方法来制造的：切断无机纤维集合体的切断工序、将无机纤维集合体的表面进行加热处理的加热处理工序。通过用二氧化碳激光加工装置(41)将无机纤维集合体(21)切断成规定的形状，来同时进行前述切断工序、和加热处理其切断面的前述加热处理工序。前述无机纤维集合体(21)以2片以上重叠的状态被二氧化碳激光加工装置(41)切断。

Description

无机纤维垫、保持密封材、吸音材料以及无机纤维垫的制造方法
技术领域
本发明涉及无机纤维垫。具体地说，本发明涉及无机纤维垫中的用来降低纤维飘散性的结构。
背景技术
以往，一直使用催化转化器作为净化由内燃机排出的废气的废气处理装置。通常该催化转化器的构成如下：在负载有催化剂的催化剂载体(废气处理体)、和收装该催化剂载体的金属制的壳(罩壳)之间存在保持密封材。作为该保持密封材，有时采用无机纤维垫，所述无机纤维垫含有氧化铝-二氧化硅系等陶瓷纤维，同时该无机纤维垫浸渗有有机粘合剂，并被成型为规定厚度的垫状。
在该催化转化器中前述保持密封材产生绝热效果，同时防止未净化废气从壳与催化剂载体之间泄漏，另外，还产生防止由壳与催化剂载体的接触而造成的破损的效果。
在此，构成前述保持密封材(无机纤维垫)的无机纤维是极细的纤维，因此在进行催化转化器的组装操作时，存在纤维从保持密封材的表面飘散而使操作环境恶化的可能性。
关于这一点，专利文献1公开了通过将氧化铝纤维集合体的平均纤维径和最低纤维径控制在特定的范围内，从而能够抑制氧化铝短纤维的飘散。
专利文献1：日本特开2003-105658号公报
专利文献2公开了如下内容：通过将上述专利文献1的氧化铝纤维集合体制成前述保持密封材来使用，可以抑制在进行催化转化器的组装操作时无机纤维的飘散量。进而上述专利文献2公开了通过增加保持密封材中含有的有机粘合剂的量，也能够抑制无机纤维的飘散。
专利文献2：日本特开2006-342774号公报
但是，对于如上述专利文献1那样将平均纤维径和最低纤维径控制在特定范围内的氧化铝纤维集合体而言，很难说能够充分地降低无机纤维的飘散量，还存在改善的余地。
另外，对于如专利文献2那样增加有机粘合剂的量的情况，虽然能够大幅度降低无机纤维的飘散，但是保持密封材的硬度增大并且缠卷在催化剂载体上时的操作性下降，导致操作效率的下降。进而，如果保持密封材的有机粘合剂的量较多，则存在在催化转化器的使用初期有机粘合剂燃烧而产生气味等问题的情况。另外，有机粘合剂的量较多的保持密封材存在如下可能性：在由于催化转化器的使用而使有机粘合剂燃烧消失时，保持密封材的回弹力下降，从而成为催化剂载体脱落的原因。
发明内容
本发明是鉴于以上情况而完成的，本发明的目的在于提供一种无机纤维垫，所述无机纤维垫能够不依赖于增加有机粘合剂的量而良好地降低纤维飘散，适于用作保持密封材等。
本发明要解决的课题如上，接着说明用于解决该课题的技术方案及其效果。
根据本发明的第1方面，提供一种无机纤维垫，该无机纤维垫通过将无机纤维集合体切断而成，其表面的至少一部分的无机纤维经加热处理而相互熔接。
由此，在无机纤维垫中，由于其表面的至少一部分被加热处理，因此该经加热处理的表面的纤维熔融而与其他纤维熔接，从而使纤维变得难以飘散。因此，能够有效地降低纤维从无机纤维垫中飘散出。另外，通过加热表面，使在该表面露出的纤维的前端熔融而变为带有圆弧的形状。由此，能够降低手接触该表面时的刺激感、不快感。进而，能够在不增加有机粘合剂的量的情况下，良好地降低纤维飘散，因此能够容易地符合降低有机粘合剂的量的需求。
在前述无机纤维垫中，优选前述经加热处理的面的晶化率为80％以下。
由此，能够进一步良好地降低从加热处理的面飘散出纤维。
根据本发明的第2方面，提供以下构成的无机纤维垫。即，该无机纤维垫是将无机纤维集合体切断而成，同时其表面的至少一部分形成带有圆弧的熔融部。前述表面上露出的纤维的至少一部分通过前述熔融部交联。
由此，通过带有圆弧的熔融部，能够汇集前述表面上露出的纤维并交联。从而，能够良好地抑制从表面飘散出纤维，同时能够降低用手接触该表面时的刺激感、不快感。
在前述无机纤维垫中，优选前述无机纤维集合体通过激光器被切断。
由此，利用激光器能够同时进行无机纤维集合体的切断和该切断面的加热处理(熔融部的形成)，因此能够简单地制造无机纤维垫。另外，通过激光器进行切断，切断面(纤维易于飘散的面)被无遗漏地进行加热处理。从而，能够使切断面的整个面的纤维确实地熔融，有效降低纤维的飘散。
在前述无机纤维垫中，优选前述无机纤维集合体以2片以上重叠的状态被前述激光器同时切断。
由此，能够一次切断2片以上无机纤维集合体，并加热处理其切断面。从而，进一步提高制造效率。另外，由于是利用激光器进行非接触切断，因此在将无机纤维集合体重叠2片以上而使厚度增加的情况下，也能够以准确的尺寸切断。
在前述无机纤维垫中，优选利用激光器对无机纤维集合体的除了切断面之外的表面的至少一部分进行照射处理，所述切断面是切断无机纤维集合体而形成的。
由此，通过加热处理表面，能够良好地降低从无机纤维集合体的切断面以外的表面飘散出纤维。另外，处理垫状的无机纤维集合体时手容易接触到的面被加热处理，从而能够大幅降低在组装操作等时操作者感受的刺激感和不快感。
另外，将激光器用于无机纤维集合体的切断等时，可以考虑使用例如二氧化碳激光器、YAG激光器、准分子激光器、He-Ne激光器、光纤激光器、或者二极管激光器。
根据本发明的第3方面，提供保持密封材，所述保持密封材含有无机纤维垫，并被配置在废气处理装置的废气处理体和罩壳之间。
由此，能够改善将保持密封材组装在废气处理体和罩壳之间的组装操作环境。另外，能够降低有机粘合剂的量，因此可以避免保持密封材硬度的增大，组装操作性优异。进而，能够抑制在废气处理装置的使用初期有机粘合剂燃烧而产生气味等问题。
根据本发明的第4方面，提供含有前述无机纤维垫的车辆消音器的吸音材料。
由此，能够改善在其他构件上组装吸音材料的车辆消音器装配操作的环境。另外，能够降低有机粘合剂的量，因此能够避免吸音材料的硬度增大，从而装配操作性优异。进而，能够抑制在车辆消音器的使用初期有机粘合剂燃烧而产生气味等问题。
根据本发明的第5方面，提供无机纤维垫的制造方法，所述无机纤维垫的制造方法包括：切断无机纤维集合体的切断工序、和对该无机纤维集合体的表面的至少一部分进行加热处理的加热处理工序。
由此，通过对无机纤维垫的表面的至少一部分进行加热处理，使该经加热处理的表面的纤维熔融而与其他纤维熔接，从而纤维变得难于飘散。因此，能够有效地降低从无机纤维垫中飘散出纤维。另外，通过对表面加热，使该表面上露出的纤维的前端熔融并变为带有圆弧的形状。由此，能够降低用手接触该表面时的刺激感、不快感。进而，能够在不增加有机粘合剂的量的情况下，良好地降低纤维飘散，因此能够容易地符合降低有机粘合剂的量的需求。
在前述无机纤维垫的制造方法中，优选通过用激光器切断前述无机纤维集合体而同时进行前述切断工序和前述加热处理工序。
由此，能够用激光器同时进行切断工序和加热处理工序，因此能简单地制造无机纤维垫。另外，通过利用激光器进行切断，切断面(纤维易于飘散的面)被无遗漏地进行加热处理。因此，能够使切断面的整个面的纤维可靠地熔融，从而能够有效地降低纤维的飘散。
在前述无机纤维垫的制造方法中，优选前述无机纤维集合体以重叠2片以上的状态被前述激光器同时切断。
由此，能够一次切断较多的无机纤维垫，并加热处理其切断面。从而，进一步提高制造效率。另外，由于利用激光器进行非接触切断，因此在将无机纤维集合体重叠2片以上而使厚度增加的情况下，也能够以准确的尺寸切断。
在前述无机纤维垫的制造方法中，前述加热处理工序优选包括如下工序：利用激光器对在前述切断工序中切断而成的无机纤维集合体的除了切断面之外的表面的至少一部分进行照射处理。
由此，通过对表面进行加热处理，能够良好地降低从无机纤维集合体的除了切断面之外的表面飘散出纤维。另外，对垫状的无机纤维集合体进行处理时，由于手容易接触到的面被加热处理，因此能够大幅降低在装配操作等时操作者感受的刺激感和不快感。
另外，在前述加热处理工序中使用激光器时，可以考虑使用例如二氧化碳激光器、YAG激光器、准分子激光器、He-Ne激光器、光纤激光器、或者二极管激光器。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的具备保持密封材的催化转化器的示意性的截面图。
图2是说明在催化转化器的壳上组装催化剂载体的操作的立体图。
图3是示意性地表示用二氧化碳激光器切断无机纤维集合体的情况的立体图。
图4(a)是表示用激光器切断无机纤维集合体时的切断面的情况的扫描显微镜照片；图4(b)是用冲切刀切断无机纤维集合体的切断面的扫描显微镜照片。
图5是表示在纤维飘散性试验中使用的试验装置的侧视图。
图6是表示用激光器切断的样品进行纤维飘散性试验所得到的结果的图。
图7是表示用激光器切断进而用激光器照射表侧和里侧的面的样品的纤维飘散性试验的结果的图。
图8是表示在纤维飘散性试验中使用的样品各自的晶化率与纤维飘散率之间的关系的图。
符号说明
11  催化转化器(废气净化装置)
12  催化剂载体(废气处理体)
13  壳(罩壳)
14  保持密封材(无机纤维垫)
21  无机纤维集合体
31  发动机(内燃机)
41  二氧化碳激光加工装置(激光加工装置)
具体实施方式
以下，说明发明的实施方式。图1是表示本发明的一个实施方式涉及的具备保持密封材的催化转化器的示意性的截面图，图2是说明在催化转化器的壳上组装催化剂载体的操作的立体图，图3是示意性地表示用二氧化碳激光器切断保持密封材的情况的立体图。
如图1所示，本实施方式的催化转化器(废气净化装置)11具备：催化剂载体(废气处理体)12、收装该催化剂载体12的壳(罩壳)13、和存在于催化剂载体12和壳13之间的保持密封材14。
催化剂载体12形成例如圆柱状，其内部构成为具有2个以上贯通孔的蜂窝结构。该催化剂载体12由例如碳化硅、氮化硅、堇青石、富铝红柱石等陶瓷构成，另外，在催化剂载体12的贯通孔的壁面上涂布有例如铂、钯、铑等催化剂，以使在车辆用发动机(内燃机)31的废气通过催化剂载体12的贯通孔时，该废气中的有害物质被无害化。
如图2中以点划线表示的保持密封材14大致构成为长方形，其长度(在长度方向上的长度)与前述催化剂载体12的外周长大致相等。另外，保持密封材14的长度方向的一端形成有凸部14a，另一端形成有凹部14b。凸部14a和凹部14b具有相互对应的轮廓形状，凹部14b和凸部14a以能够相互嵌合的方式构成。该保持密封材14由无机纤维垫构成，该无机纤维垫是通过将无机纤维集合体切断为规定形状而形成的。
如图2所示，壳13形成为两端开口的圆筒状，并且以其内径比催化剂载体12的外径稍大的方式构成。在本实施方式中，壳13由金属材料构成。
在装配具有上述结构的催化转化器11时，最初，在催化剂载体12的外周面缠卷保持密封材14。此时，通过使保持密封材14的凸部14a与凹部14b嵌合，使保持密封材14的长度方向端部彼此相互连接而呈环状。然后，利用该保持密封材14的弹性，将缠有保持密封材14的催化剂载体12压入壳13的内侧。
如图1所示，排气管连接部15、16通过例如熔接分别与前述壳13的两端的开口部连接。经由以点划线简略表示的排气管32将一侧的排气管连接部15与车辆的发动机31的排气口连接。另外，另一侧的排气管连接部16经由排气管33而与用于消音的消音器(图中省略)连接。
通过这种构成，由发动机31排出的废气被导入催化转化器11的壳13内。在壳13内，催化剂载体12借助于保持密封材14的回复力而被保持，废气通过该催化剂载体12而被无害化。
催化剂载体12的外周面和壳13的内周面之间通过前述保持密封材14而被密封，因此被导入壳13内的废气通过催化剂载体12而不会泄漏。另外，即使在例如伴随车辆的运行壳13受到振动或冲击的情况下，借助于保持密封材14的弹力也能够得到缓冲，从而可以防止催化剂载体12的破损。
如图3所示，该保持密封材14是以如下方式得到的：用二氧化碳激光加工装置41将无机纤维集合体21切断为规定的形状，同时对其切断面以外的面(表侧和里侧的面)，一边扫描一边照射该二氧化碳激光加工装置41的激光。无机纤维集合体21是通过将例如二氧化硅纤维、氧化铝纤维、氧化铝-二氧化硅系纤维等成型为规定厚度的垫状而形成的。可以考虑将该无机纤维集合体21的厚度制成例如5mm以上且20mm以下。
为了使前述无机纤维集合体21的纤维粘结，可以使前述无机纤维集合体21浸渗有适当的粘合剂树脂(例如，有机粘合剂)。另外，为了提高前述无机纤维集合体21的耐久性和强度，还可以对该无机纤维集合体21实施公知的针刺加工。
图3所示的二氧化碳激光加工装置41如下构成：通过激光振荡器(图略)产生激光束，同时该激光束42通过由反射镜等形成的光路被传送至聚光部43。在该聚光部43中设置了聚光透镜44，利用该聚光透镜44来聚光前述激光束42，同时从喷嘴部45照射聚光后的激光束42，由此能够熔融、切断作为被加工材料的前述无机纤维集合体21。另外，如果仅以喷嘴部45距无机纤维集合体21规定距离的状态照射激光束42，则能够不切断无机纤维集合体21而对其表层进行加热处理。
如图3所示，在本实施方式中，将前述无机纤维集合体21以多片重叠的状态设置在二氧化碳激光加工装置41中，并切断所述无机纤维集合体21以使其成为图2所示的保持密封材14的形状。由此，能够一次得到多个半成品，所述半成品处于在被切断为规定形状的同时其切断面被加热处理的状态。然后，将该切断和加热处理后的无机纤维集合体一片一片地设置在二氧化碳激光加工装置41中，喷嘴部45与无机纤维集合体的距离要远大于切断时喷嘴部45与无机纤维集合体的距离，以该状态，用激光束42扫描该切断和加热处理后的无机纤维集合体的表侧和里侧的面。由此，能够用激光器加热处理除切断面以外的面(无机纤维垫的在厚度方向上的面)。另外，如此得到的无机纤维垫表面(切断面以及表侧和里侧的面)的晶化率变为80％以下。
对于包含如上得到的无机纤维垫的保持密封材14，在其侧面(切断面)以及表侧的面和里侧的面，纤维熔融而与其他纤维熔接，因此能够抑制纤维的飘散。从而，能够改善在进行装配如图2所示的催化转化器11的操作时的操作环境。另外，保持密封材14的纤维端部以针状突起在表面露出的情况变少，因此能够降低在装配操作时等中操作者接触保持密封材14时感受的刺激感、不快感。
图4(a)是表示用激光器切断无机纤维集合体21后的切断面的扫描显微镜照片。图4(b)是用冲切刀切断无机纤维集合体21后的切断面的扫描显微镜照片。
用冲切刀切断无机纤维集合体21时，如图4(b)所示，观察到构成垫的细纤维多数被切断，其端部在切断面露出。该图4(b)的照片给出如下启示：如果用冲切刀切断无机纤维集合体21，则无机纤维集合体21被切断并且纤维长度变短的纤维易从切断面脱离。
另一方面，用激光器切断无机纤维集合体21时，如图4(a)所示，观察到在遍及切断面的整个面上，形成有大量的经纤维熔融而产生的各种大小的熔融部。较大的熔融部跨过多个纤维而将这些纤维粘着，这些熔融部多呈在与切断面垂直的方向上压扁的扁平形状。可知，通过这样的较大的熔融部使切断面上露出的纤维彼此相互熔接，成为交联结构。进而确认到，在切断面纤维的端部几乎完全熔融，变为带有圆弧的略粗的形状。
接着，为了确认本发明的效果，对本申请发明人进行的纤维飘散性试验进行说明。在制作该纤维飘散性试验的样品时，使用三菱化学产资株式会社制造的无机纤维集合体(商品名：MAFTEC Blanket(マフテツクブランケツト))。该MAFTEC Blanket是成型为垫状的72重量％氧化铝-28重量％二氧化硅的无机纤维集合体，其平均纤维径为5μm，有机成分为0％，面比重为1160g/cm2，厚度为约7.1mm。
最初，利用如图3所示的二氧化碳激光加工装置41切断前述无机纤维集合体并制成样品。作为该二氧化碳激光加工装置41，使用额定输出功率为1kW、波长为10.6μm、最小聚光径为100μm、最大加工速度为30m/min的二氧化碳激光加工装置，在本实验中将输出功率设定为100W、波长设定为10.6μm、聚光径设定为100μm～200μm来进行使用。
在本次实验中，将切断无机纤维集合体21时的激光器的输出功率进行各种改变，制成4个样品(第1～第4样品)。具体地，对于切断时的激光器的输出功率而言，第1样品为50W，第2样品为100W，第3样品为200W，第4样品为300W。对任何样品加工速度均为500mm/min，另外，照射激光束的喷嘴部45与无机纤维集合体21的距离为1mm。
进而，作为比较例，制成用冲切刀切断的样品(第5样品)，以及用冲切刀切断的同时将其切断面用胶粘带封住的样品(第6样品)。第1～第6样品各自的切断形状为100mm×100mm的正方形。
然后，分别对上述第1～第6样品使用图5所示的试验装置进行纤维飘散性试验。该试验装置51的构成如下：在基台52上垂直地直立设置支柱53，在该支柱53的上端部，以转动自由的方式转动样品支持臂54，该样品支持臂54的长度为92cm。在前述支柱53上安装有表示前述样品支持臂54的抬起角度的刻度板55。另外，在与样品支持臂54可能冲撞的位置上固定有垂直壁部件56。
以该构成，如图5所示，样品支持臂54为水平姿势(90度的抬起角度)，通过适当的锁定机构锁定。然后，在样品支持臂54的前端部(距转动中心82cm～92cm的部分)上固定前述样品60，解除前述锁定机构的锁定。这样，样品支持臂54由于自重向下方转动，在该样品支持臂54成为由点划线表示的垂直姿势的时刻，与固定在前述支柱53上的垂直壁构件56冲撞。由在该操作前后样品60的重量变化，算出在样品支持臂54转动和冲撞时从样品60中飘散出的纤维的量(纤维飘散量)。
对前述第1～第6样品分别进行以上的纤维飘散性试验，结果如图6和表1所示。正如该图6和表1所示，可知与用冲切刀切断的情况(第5样品)相比，用激光切断的第1～第4样品的纤维飘散率均被大幅度地改善。还可知，在改变激光加工装置的输出功率的情况的比较中，输出功率为50W的情况(第1样品)是纤维飘散率最好的情况。
表1 样品的纤维飘散性试验的结果
Figure A200810087843D00131
另外，对第1～第6样品测定切断面的富铝红柱石含量来算出晶化率。另外，对于用激光器切断得到的第1～第4样品，还同时测定切断面上纤维熔融而呈近球状的部分(熔融部)的直径，并算出平均值。
另外，晶化率的计算如下进行。即，对无机纤维集合体的切断面的部分进行取样，并用乳钵使其成为粉末状，进行X射线衍射。在该衍射中，X射线源是CuKα射线，使用X射线输出为40kV、20mA的X射线衍射装置。作为对象的衍射线是富铝红柱石的衍射线(16.4°)和γ-Al2O3的衍射线(45.4°)，关于扫描的角度范围，富铝红柱石的情况为15.5°～17°，γ-Al2O3的情况为43°～49°。扫描速度为0.2°/min，每0.01°进行采样。发散狭缝为1.0°，接收狭缝为0.15mm，散射狭缝为1.0°，单色仪狭缝为0.6mm。
然后，由以上的X射线衍射结果算出富铝红柱石的积分强度IA和γ-Al2O3的积分强度IB。作为在计算积分强度时的积分范围，富铝红柱石的情况为16.1°～16.6°，γ-Al2O3的情况为43.8°～48.4°。另外，各积分强度IA、IB是从实际的计数值中减去背景的白色X射线的计数值而算出的。然后，按照Y＝IA/IB式求出积分强度比Y，将该积分强度比Y乘以校正曲线式的系数c，从而算出晶化率X(X＝cY)。另外，在为本次样品中使用的无机纤维集合体的情况下，c＝1.60。
另外，熔融部直径的测定如下进行。即，对用激光器切断的样品，用刀切出含有该激光切断面的一部分样品以进行采样。将其设置在扫描电子显微镜中，以100倍的放大倍数对激光切断面中的样品厚度方向中央部分进行拍照。然后，对在照片中所确认到的纤维熔融为近球状的部分分别求出最大长度和最小长度的平均值(平均直径)，将该值作为该近球状部分(熔融部)的直径。对所有的在照片中观察到的成为近球状的部分(熔融部)求出该直径，将其平均值作为熔融部的直径平均值。
在表1中，汇总表示出如上所述求出的晶化率和熔融部的直径。由该结果可知，如果用激光器切断以使切断面的晶化率在大致80％以下的范围，则能够良好地降低纤维飘散。还可知，在晶化率为30％以上且80％以下的范围内，晶化率越小则越能降低纤维飘散率。
然后，制成对无机纤维集合体的切断面以外的面(表侧和里侧的面)也进行了加热处理的4个样品(第7～第10样品)。对该4个样品来说，切断时的激光器输出和加工速度与前述第1～第4样品完全一样地设定。另外，在第7～第10样品中使用与前述第1～第6样品相同的无机纤维集合体，切断形状与第1～第6样品同样地为100mm×100mm的正方形。
之后，在该第7～第10样品中，进而对切断面以外的面(表侧和里侧的面)照射前述激光加工装置的激光。即，仅以前述喷嘴离开被切断的无机纤维集合体的表层为规定距离的状态一边扫描一边照射激光，由此全面地对表侧和里侧的面进行了加热处理。无机纤维集合体(被照射面)与照射激光束42的喷嘴部45之间的距离恒定为100mm。
在上述激光照射时，对于第7～第10样品的任意一个样品，激光器的输出功率恒定为100W。另一方面，调整加工速度，以使照射后的表面的晶化率达到与对应的前述第1～第4样品中的切断面的晶化率相同的程度。结果，对于加工速度，对第7样品设定为2000mm/min，对第8样品设定为1500mm/min，对第9样品设定为1000mm/min，对第10样品设定为500mm/min。
然后，使用示于图5的试验装置分别对上述第7～第10样品进行纤维飘散性试验。图7表示由该纤维飘散性试验得到的纤维飘散率。在图7中，除了前述第7～第10样品，还汇总表示了前述第5和第6样品的结果。
另外，对该第7～第10样品也采用与第1～第4样品同样的方式算出激光照射部分的晶化率。进而，也同时测定切断面上纤维熔融而呈近球状的部分(熔融部)的直径。
表2 样品的纤维飘散性试验的结果
Figure A200810087843D00151
表2中列出了上述晶化率和熔融部的直径。如该测定结果所示，第7～第10样品的晶化率是与对应的第1～第4样品(表1)大致相同的晶化率，显示出约80％以下的值。另外，对于熔融部的直径，第7～第10样品也为与对应的第1～第4样品实质上同等的大小。
如图7所示，与用冲切刀切断的情况(第5样品)相比，用激光器切断进而对表侧和里侧的面照射激光的第7～第10样品的纤维飘散率均被大幅度地改善。另外，在图8中，对于用冲切刀切断的第5样品、进行激光切断的第1～第4样品、以及进行激光切断和激光照射的第7～第10样品，给出了晶化率和纤维飘散率的关系。
关于对切断面以外的面照射激光，如果与仅进行激光切断的样品(第1～第3样品)相比较，第7～第9样品的纤维飘散率被进一步改善。可知，与对应的第4样品相比，第10样品(晶化率为75％左右)的纤维飘散率有些恶化，即使如此，与用冲切刀切断的第5样品相比第10样品的纤维飘散率被充分地改善。
综合以上结果，可以得出如下认识：进行激光照射以使照射部分的晶化率为80％以下、优选为70％以下，由此能够良好地降低纤维飘散。
另外，对于作为参考例而给出的第6样品，不管是否用冲切刀切断，都显示出与纤维飘散率最低的第7样品同等良好的纤维飘散率(0.05％)。但是，对于如第6样品将切断面用带封住的情况，仅由于该带的成分使有机量增加。对于表2的第6样品的情况，如果计算由于用带封住切断面而导致的有机成分的增加，则约为4％。另一方面，第1～第4样品和第7～第10样品的纤维飘散率能够在不增加如上所述的有机成分的条件下得到降低。从而，能够良好地适应降低有机成分的需求。
如上所示，本实施方式的用作保持密封材14的无机纤维垫是将无机纤维集合体21切断而成的，另外，暴露于外部的表面(切断面以及表侧和里侧的面)的无机纤维被加热处理而相互熔接。
由此，对于无机纤维垫，通过表面被加热处理，如图4(a)所示该经加热处理的表面的纤维熔融并与周围的纤维熔接，从而纤维变得难于飘散。因而，能够有效地降低从无机纤维垫中飘散出纤维，能够改善在如图2所示的催化转化器11上组装保持密封材14的装配操作的环境。另外，如图4(a)所示通过表面的加热使纤维前端熔融并变化为带有圆弧的形状，因此能够降低操作者接触表面时的刺激感、不快感。
进而，能够在不增加有机粘合剂的量的情况下良好地降低纤维飘散，因此能够降低必要的有机粘合剂的量。从而，没有增加无机纤维垫的硬度，因此，使如图2所示的在催化剂载体12上卷绕保持密封材14的操作变得简单，从而提高催化转化器11的装配操作性。另外，有机粘合剂的量没有增加，因此难于产生如下问题：在催化转化器11的开始使用之初有机粘合剂燃烧时的气味，或由于有机粘合剂的燃烧使保持密封材14的回弹力在该有机粘合剂消失后下降而变得不能保持催化剂载体。
另外，在前述无机纤维垫中，前述经加热处理的面的晶化率为80％以下。
由此，能够更加良好地降低纤维飘散。
另外，在无机纤维垫的露于外部的表面(例如，图4(a)所示的切断面)上形成有带有圆弧的熔融部。于是，在前述表面上露出的纤维通过前述熔融部彼此被交联。
由此，露在外部的纤维能够通过熔融部交联，因此能够有效地防止纤维从表面脱离，从而可以良好地抑制纤维飘散性。另外，能够降低用手接触无机纤维垫的表面时的刺激感、不快感。
另外，如图3所示，通过将无机纤维集合体21用二氧化碳激光加工装置41切断来制造前述无机纤维垫。
由此，能够用激光器同时进行切断无机纤维集合体21的切断工序以及加热处理其切断面的加热处理工序。从而，能够简单地制造无机纤维垫。另外，由于是利用激光器进行加热熔融切断，因此无机纤维集合体21的切断面的整个面被无遗漏地加热处理。因此，能够可靠地将切断面的整个面的纤维熔融，可以进一步降低纤维的飘散。
另外，如图3所示，前述无机纤维集合体21以2片以上重叠的状态同时被激光器切断。
由此，能够一次切断较多的无机纤维集合体21，并对其切断面进行加热处理。从而，进一步提高保持密封材14的制造效率。另外，假如以重叠有2片以上无机纤维集合体21的状态用冲切刀进行切断时，由于厚度较厚，与冲切刀接触的部分的无机纤维集合体21在切断时如溃散般易于变形，存在无机纤维垫(保持密封材14)的尺寸精度下降的可能性。但是，在本实施方式中，由于是利用激光器进行非接触切断，因此即使处于重叠有2片以上无机纤维集合体21的状态，也能切断为准确的尺寸。
以上说明了本发明优选的实施方式，以上构成还可以进行例如以下变更。
不限定于通过二氧化碳激光加工装置41进行切断，还可以变更为通过例如使用了YAG激光器、准分子激光器、He-Ne激光器、光纤激光器或者二极管激光器等的激光加工装置来切断无机纤维集合体21。另外，对于无机纤维集合体21的表侧和里侧的面的激光加工，还可以使用上述各种激光加工装置进行。
在图3中图示了重叠3片无机纤维集合体21进行切断的情况，一次切断的片数可以是1片也可以是2片，还可以是4片以上。但是，从制造效率的观点出发，优选一次切断2片以上无机纤维集合体21。
无机纤维集合体21的切断不依赖于激光加工装置，可以变更为例如前述的通过冲切刀切断。在该情况下，如果在切断工序后进行加热处理工序，则能够得到纤维飘散量少的无机纤维垫，在所述加热处理工序中，在无机质纤维熔融的温度(例如，对于氧化铝-二氧化硅组成的无机纤维集合体21的情况，为1800℃～1850℃)以上的温度下，通过例如激光照射或燃烧器等来加热处理其切断面。即，虽然通过切断使长度变短的无机纤维集合体切断面的纤维飘散量变多，但通过利用加热进行的熔融处理能够有效地防止纤维飘散。
前述保持密封材14不限于将催化转化器11的催化剂载体12保持在壳13内的情况，还可以用于将例如捕集柴油机中生成的颗粒状物质的DPF(柴油颗粒过滤器)保持在壳内的用途。
不是对无机纤维集合体露在外部的表面的全部面进行加热处理，而是变更为加热处理表面的一部分的方式。例如，可以省略对无机纤维集合体的切断面以外的面进行激光照射处理。即使在该情况下，通过加热处理纤维易于脱离的切断面，也能够有效地防止纤维的飘散。
可以进行如下变更，在用激光器将无机纤维集合体切断为保持密封材的形状之前，对其表侧和里侧的面进行照射激光的处理。
前述无机纤维垫不限定于用作保持前述催化剂载体或DPF的保持密封材。例如，可以将前述无机纤维垫用作在汽车或摩托车等车辆的消音器中使用的消音材料。在该情况下，能够改善在消音器的内部消音器和外部消音器之间组装该消音材时的操作环境，另外，能够降低用手接触时的不快感或刺激感。
无机纤维集合体21的厚度和切断形状可以根据被使用的制品的用途或大小等来适当变更。

Claims (14)

1.一种无机纤维垫，其特征在于，该无机纤维垫是通过切断无机纤维集合体而形成的，该无机纤维集合体的表面的至少一部分无机纤维被加热处理并相互熔接。
2.根据权利要求1所述的无机纤维垫，其特征在于，所述经加热处理的面的晶化率为80％以下。
3.一种无机纤维垫，其特征在于，该无机纤维垫是通过切断无机纤维集合体而形成的，并且在该无机纤维集合体的表面的至少一部分上形成带有圆弧的熔融部，露于所述表面的纤维的至少一部分通过所述熔融部而交联。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的无机纤维垫，其特征在于，所述无机纤维集合体是被激光器切断的。
5.根据权利要求4所述的无机纤维垫，其特征在于，所述无机纤维集合体以2片以上重叠的状态同时被所述激光器切断。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的无机纤维垫，其特征在于，利用激光器对除了切断面以外的表面的至少一部分进行照射处理，所述切断面是切断无机纤维集合体而形成的。
7.根据权利要求4～6任意一项所述的无机纤维垫，其特征在于，所述激光器为二氧化碳激光器、YAG激光器、准分子激光器、He-Ne激光器、光纤激光器或者二极管激光器。
8.一种保持密封材，其特征在于，该保持密封材包含权利要求1～7任意一项所述的无机纤维垫，该保持密封材被配置在废气处理装置的废气处理体和罩壳之间。
9.一种车辆消音器的吸音材料，其特征在于，该吸音材料包含权利要求1～7任意一项所述的无机纤维垫。
10.一种无机纤维垫的制造方法，其特征在于，该方法包括：切断无机纤维集合体的切断工序，以及对该无机纤维集合体的表面的至少一部分进行加热处理的加热处理工序。
11.根据权利要求10所述的无机纤维垫的制造方法，其特征在于，利用激光器切断所述无机纤维集合体，由此同时进行所述切断工序和所述加热处理工序。
12.根据权利要求11所述的无机纤维垫的制造方法，其特征在于，所述无机纤维集合体以2片以上重叠的状态同时被所述激光器切断。
13.根据权利要求10或11所述的无机纤维垫的制造方法，其特征在于，所述加热处理工序包括如下工序：利用激光器对由所述切断工序切断而成的无机纤维集合体的切断面以外的表面的至少一部分进行照射处理。
14.根据权利要求10～13任意一项所述的无机纤维垫的制造方法，其特征在于，所述激光器为二氧化碳激光器、YAG激光器、准分子激光器、He-Ne激光器、光纤激光器或者二极管激光器。
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