CN101684588B - 衬垫产品、衬垫产品的制造方法、废气处理装置以及消音装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种与现有垫材相比更难以产生无机纤维飞散并且实际应用于废气处理装置等时从装置排出的有机成分的量也较少的衬垫产品。上述衬垫产品具有包含无机纤维的垫材，其特征在于：所述垫材具有全长Lm，并被收纳在具有全长Lr的包装材的内部空间；所述包装材的内部空间与外部环境气体连通；所述包装材的全长Lr大于所述垫材的全长Lm，所述垫材沿全长方向可以在所述内部空间内移动。

Description

衬垫产品、衬垫产品的制造方法、废气处理装置以及消音装置
技术领域
本发明涉及一种含有无机纤维的垫材，特别地，涉及一种用于车辆等废气处理装置和消音装置的垫材。
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加。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重要原因，目前，正对世界环境产生严重的影响。
在这样的状况下，已经提出了各种废气处理装置，并且已被实用化。一种典型的废气处理装置的构造为，在连接至发动机排气歧管(manifold)的排气管的途中设有筒形部件(箱体)，在这个筒形部件中配置了废气处理体，其具有废气入口用和废气出口用的开口面，并且内部还具有多个微细气孔。作为废气处理体的一个例子，有催化剂载体和柴油微粒过滤器(DPF)等废气过滤器。例如，如果废气处理体是DPF，则因为具有上述的结构，当废气通过废气处理体被排出时，在入口开口面和出口开口面之间，微粒被气孔周围的周壁所捕捉，所以可以从废气中除去这些微粒。
在上述废气处理体和箱体之间通常设有支撑用密封材。支撑用密封材用于防止车辆行驶时等产生的、由废气处理体和箱体的接触而引起的损伤，还用于防止废气在箱体和废气处理体之间的缝隙处发生的泄露。另外，支撑用密封材还具有防止由废气排出压力所引起的废气处理体脱落的作用。再有，由于废气处理体需要保持高温以维持反应性，这就要求支撑用密封材还要具有良好的绝热性能。作为可满足上述这些要求的部件，有包含氧化铝系纤维等无机纤维的垫材。
上述垫材被卷绕在废气处理体的除开口面之外的外表面的至少一部分上，并且，通过以胶带固定等方式与废气处理体固定，成为一体化部件，用作支撑用密封材。然后，再将该一体化部件压入箱体内，构成废气处理装置。
这里，需要说明的是，垫材含有大量具有刺激性的微细无机纤维(例如，直径约为3μm～8μm左右的无机纤维)。所以，例如当工作人员对垫材进行处理时，那些无机纤维就会从垫材向周围飞散，这样，就存在着恶化工作环境的问题。
因此，为了抑制处理这种垫材时发生的无机纤维飞散的问题，一般来说，首先对垫材进行针刺处理，然后再对其进行利用有机粘结剂的含浸处理(例如，参考专利文献1)。
专利文献1：(日本)特开2002-302875号公报
发明内容
本发明想要解决的课题如下：
但是，即使是如上所述的、组合地进行了针刺处理和利用有机粘结剂的含浸处理的垫材，当对其进行处理时，也不能完全地避免微细纤维从垫材向外飞散。
另外，如果将上述含浸了有机粘结剂的垫材作为废气处理装置的支撑用密封材来使用，则在实际应用该废气处理装置时，特别是在初期使用时，废气的热量导致垫材中含有的有机成分发生热分解，产生有机成分被排出至装置外部的问题。近年来，对废气中的有机成分的控制变得越来越严格，因此，最好尽可能地对如上所述的有机成分的排出进行控制。
本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供一种衬垫产品，与现有的垫材相比，该衬垫产品更难以产生无机纤维的飞散，并且，实际应用于废气处理装置等时，从装置排出的有机成分的量也较少。另外，本发明的目的还在于提供一种制造上述衬垫产品的方法、具有上述衬垫产品的废气处理装置以及消音装置。
解决上述课题的技术手段如下：
本发明提供一种具有包含无机纤维的垫材的衬垫产品，其特征在于：所述垫材具有全长Lm，并被收容在具有全长Lr的包装材的内部空间内；所述包装材的内部空间与外部环境气体连通；所述包装材的全长Lr大于所述垫材的全长Lm，所述垫材沿全长方向可以在所述内部空间内移动。
在所述衬垫产品中，所述包装材的内部空间可以被接合部所包围。
另外，在本发明中，如果从与所述垫材的厚度方向平行的方向来观察，则所述接合部具有大致为长方形、正方形、圆形或椭圆形的形状，或者，也可以具有在一组对边分别具有凹部和凸部的、大致为长方形的形状。
另外，如果从与所述垫材的厚度方向平行的方向来观察，则所述接合部也可以具有与所述垫材大致相同的形状、以及、比所述垫材大的尺寸。
另外，在所述衬垫产品中，所述内部空间通过设置在所述包装材的任意部位上的一个或两个以上的开口部与外部环境气体连通。
另外，所述一个或两个以上的开口部可以通过使所述接合部的一部分开口来形成。
另外，所述开口部可以具有0.1mm～5.0mm的范围的尺寸。
另外，在所述衬垫产品中，所述包装材的全长Lr与所述垫材的全长Lm的比值可以在110％～130％的范围。
另外，所述垫材和所述包装材分别具有宽度Wm和Wr，所述包装材的宽度Wr与所述垫材的宽度Wm的比值可以在100％～130％的范围。
另外，在所述衬垫产品中，所述包装材由包含有机材料的薄膜来构成。
另外，在所述衬垫产品中，所述薄膜可以包含从由PET(polyethylene terephthalate)、聚丙烯(polypropylene：PP)以及聚乙烯(polyethylene：PE)构成的组中选定的至少一种材料。
另外，所述包装材中含有的有机成分的量与所述垫材的重量和所述包装材的重量的总和的比值可以小于9wt％。
另外，在所述衬垫产品中，所述垫材具有第一表面以及位于该第一表面的相反侧的第二表面，所述包装材具有与所述第一表面相对的第一侧以及与所述第二表面相对的第二侧，所述包装材的所述第一侧以及第二侧的外侧表面可以具有不同的摩擦系数。
另外，在所述衬垫产品中，所述包装材的所述第一侧与第二侧的外侧表面可以由不同的材料构成。
此时，所述包装材的至少所述第一侧的外侧表面可以由不织布构成。
另外，在所述衬垫产品中，所述包装材的所述第一侧的外侧表面可以具有微细的凹凸。
另外，在所述衬垫产品中，所述包装材的至少所述第二侧的外侧表面可以具有粗大的凹凸。
另外，在所述外侧表面上，也可以进行压凸印加工、电晕加工以及波形加工中的至少一种处理。
另外，所述垫材可以基本上不包含有机成分。
另外，所述垫材可以包含从由氧化铝纤维、莫来石纤维、硅铝纤维、玻璃纤维、石棉纤维以及生体溶解性纤维构成的组中选定的至少一种纤维。
另外，所述垫材可以通过层叠多个垫材来构成。
另外，本发明还提供一种制造具有包含无机纤维的垫材的衬垫产品的方法，其特征在于，具有：准备包含无机纤维并具有全长Lm的垫材的步骤；将所述垫材置入具有全长Lr的包装材的内部空间的步骤，在该步骤中，所述包装材的内部空间与外部环境气体连通，所述包装材的全长Lr大于所述垫材的全长Lm，据此，所述垫材沿全长方向可以在所述内部空间内移动。
在所述方法中，在将所述垫材置入具有全长Lr的包装材的内部空间的步骤中，可以包含接合所述包装材以形成包围所述垫材的接合部的步骤。
另外，在所述方法中，如果从与所述垫材的厚度方向平行的方向来观察，则所述接合部可以具有与所述垫材大致相同的形状、以及、比所述垫材大的尺寸。
另外，在所述方法中，所述内部空间通过设置在所述包装材的任意部位上的一个或两个以上的开口部与外部环境气体连通。
另外，本发明还提供一种废气处理装置，由具有用于流通废气的两个开口面的废气处理体、通过卷绕在所述废气处理体的除开口面之外的至少一部分上来使用的支撑用密封材、以及、用于收容卷绕了上述支撑用密封材的所述废气处理体的筒形部件构成，所述废气处理装置的特征在于，所述支撑用密封材由上述任意的衬垫产品构成。
这里，所述废气处理体可以是催化剂载体或废气过滤器。
另外，本发明还提供一种消音装置，其具有内管、覆盖所述内管外侧的外壳、以及、设置于所述内管和所述外壳之间的吸音材，所述消音装置的特征在于，所述吸音材由上述任意的衬垫产品构成。
另外，本发明还提供一种废气处理装置，由具有用于流通废气的两个开口面的废气处理体、通过卷绕在所述废气处理体的除开口面之外的外周面上的至少一部分上来使用的支撑用密封材、以及、用于置入卷绕了上述支撑用密封材的所述废气处理体的筒形部件构成，所述废气处理装置的特征在于：所述支撑用密封材由具有包含无机纤维的垫材的衬垫产品构成；所述垫材具有全长Lm并被置入具有全长Lr的包装材的内部空间内；所述包装材的内部空间与外部环境气体连通；所述包装材的全长Lr大于所述垫材的全长Lm，据此，所述垫材沿全长方向可以在所述内部空间内移动；所述垫材具有第一表面以及位于所述第一表面相反侧的第二表面；所述包装材具有与所述第一表面相对的第一侧以及与所述第二表面相对的第二侧；所述包装材的所述第一侧的外侧表面的摩擦系数大于所述第二侧的外侧表面的摩擦系数；将所述支撑用密封材卷绕在所述废气处理体上，以使所述包装材的所述第一侧的外侧表面位于所述废气处理体侧。
另外，本发明还提供一种消音装置，具有内管、覆盖所述内管外侧的外壳、以及、设置于所述内管和所述外壳之间的吸音材，所述消音装置的特征在于：所述消音材由具有包含无机纤维的垫材的衬垫产品构成；所述垫材具有全长Lm并被置入具有全长Lr的包装材的内部空间内；所述包装材的内部空间与外部环境气体连通；所述包装材的全长Lr大于所述垫材的全长Lm，据此，所述垫材沿全长方向可以在所述内部空间内移动；所述垫材具有第一表面以及位于所述第一表面相反侧的第二表面；所述包装材具有与所述第一表面相对的第一侧以及与所述第二表面相对的第二侧；所述包装材的所述第一侧的外侧表面的摩擦系数大于所述第二侧的外侧表面的摩擦系数；将所述消音材卷绕在所述内管上，以使所述包装材的所述第一侧的外侧表面位于所述内管侧。
本发明的效果如下：
本发明可以提供一种衬垫产品，与现有的垫材相比，该衬垫产品更难以产生无机纤维的飞散，并且，实际应用于废气处理装置等时，可有效地抑制从装置排出的有机成分的量。另外，本发明还可以提供一种制造上述衬垫产品的方法、具有上述衬垫产品的废气处理装置以及消音装置。
附图说明
图1是用于表示本发明的衬垫产品的一个例子的俯视图。
图2是通过将本发明的衬垫产品用作支撑用密封材来构成废气处理装置时的构成图。
图3是用于表示将垫材卷绕在废气处理体上时的状态的示意图。
图4是用于表示本发明的废气处理装置的一个构成例的示意图。
图5是用于表示本发明的消音装置的一个构成例的示意图。
图6是用于表示本发明的衬垫产品的制造方法的流程图。
图7是用于表示实施例1的样品形态的俯视图。
图8是用于概要地表示无机纤维的飞散性试验装置的一部分的图。
图9是用于表示实施例1、2以及比较例1～4的各样品的无机纤维飞散率的图。
图10是用于表示实施1、2以及比较例1～4的各样品的有机成分放出量的图。
图11是用于表示实施例1以及比较例3、4的各样品的拉拔载荷下降率的测定结果的图。
图12是实施例3的样品的包装材表面的电子显微镜照片。
图13是对实施例4的样品的包装材进行了热处理后的主表面的电子显微镜照片。
图14是还没有对实施例4的样品的包装材进行热处理的主表面的电子显微镜照片。
图15是废气处理体的外周面的电子显微镜照片。
主要符号说明：
30：垫材；31：第一表面侧；32：第二表面侧；50：嵌合用凸部；60：嵌合用凹部；70：垫材短边；71：垫材短边；100：衬垫产品；120：包装材；130：内部空间；135：接合部；212：箱体；220：废气处理体；240：支撑用密封材；410：废气处理装置；420：入口管；440：出口管；570：消音装置；572：内管；574：吸音材；576：外壳；600：实施例1的样品；601：试验样品；710：飞散性试验用试验装置。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的最佳实施方式。
图1所示为本发明的衬垫产品的形态的一个例子。
如图1所示，本发明的衬垫产品100具有垫材30以及包装材120。
垫材30具有全长Lm(X方向)和宽度Wm(Y方向)，并且被形成为“大致矩形形状”。在垫材30的短边70和71上分别设置了嵌合用凸部50和嵌合用凹部60。另外，在垫材30的短边71的与嵌合用凹部60邻接的位置上形成了两个凸部61。但是，在本发明中，垫材30的短边70、71并不局限于图1所示的形状，例如，可以使用完全没有如图所示的嵌合部的形状、或者、各短边分别具有多个嵌合用凸部50和嵌合用凹部60的形状等。这里，需要说明的是，在本申请中，“大致矩形形状”是指包含了如图1所示的、在垫材30的短边具有一组以上的嵌合用凸部50以及嵌合用凹部60的矩形。另外，“大致矩形形状”还包含垫材30的角部具有90°角以外的角度的形状(例如，具有曲率的形状)。
从图1可以清楚地看出，本发明具有如下特征，即：整个垫材30都被包装材120所覆盖。换言之，垫材30被置入包装材120的内部空间130内。在内部空间130内，没有被垫材30占据的残留部分(即：空隙)中充满了空气。这里，需要说明的是，包装材120的全长为Lr，宽度为Wr。
垫材30和包装材120的上述的配置关系可以通过如下方式得到，即：例如，使用一个或两个以上的片状的包装材120覆盖整个垫材30之后，如图1所示，按照比垫材30的周围轮廓大一圈的尺寸，将包装材120的端部相互接合以形成接合部135。或者，也可以将垫材30置入具有入口和内部空间的包装材120中，然后，通过对入口进行密封，由包装材120覆盖整个垫材30。另外，还可以使用其他方法得到如图1所示的衬垫产品100，即：整体都被包装材所覆盖的垫材，这对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的。
另外，本发明的衬垫产品100具有如下两个特征。
(i)包装材120具有通气性。即：包装材120的内部空间130与外部环境气体连通。对内部空间130与外部环境气体连通的方法并无特别的限制，在图1的例子中，在接合部135的箭头A～D的各部位上形成了一个或两个以上的微细开口部，据此，内部空间130就可以与外部环境气体连通。对开口部的形状并无特别的限制，例如可以是大致圆形或大致椭圆形状，或者也可以是狭缝(线)形状。开口部是圆形或椭圆形状时，其直径(如果是椭圆，则是最大直径)例如可为0.1mm～10mm的范围。另外，开口部是狭缝形状时，其尺寸可为0.1mm～10mm的范围。
(ii)包装材120的全长Lr(X方向的长度)大于垫材30的全长Lm，同时，垫材30在包装材120的内部空间130内的位置不被固定。所以，在内部空间130内，垫材30至少沿X方向可以进行一定程度的灵活的移动。这意味着垫材30和包装材120在X方向上可以相对地移动位置。
例如，在图1的例子中，垫材30的短边70的轮廓部和包装材120的接合部135之间存在着间隔d1，垫材30的短边71的轮廓部和包装材120的接合部135之间存在着间隔d2。即：包装材120的全长Lr为Lr＝Lm(垫材30的全长)+d1+d2。因此，垫材30在内部空间130内沿X方向最大可以移动d1+d2的距离。
下面，对具有上述特征的本发明的衬垫产品100的效果进行说明。图2所示为将本发明的衬垫产品作为支撑用密封材来使用的废气处理装置的分解构成图。
如图2所示，当本发明的衬垫产品100作为废气处理装置的支撑用密封材240被使用时，其长边方向为卷绕方向(图1的X方向)。另外，衬垫产品100作为支撑用密封材240被卷绕在催化剂载体等废气处理体220上时，如图2所示，垫材30的嵌合用凸部50与嵌合用凹部60嵌合，这样，衬垫产品100就被固定在废气处理体220上。然后，通过压入等，将卷绕了支撑用密封材240的废气处理体220压入由金属等构成的筒状的箱体212中以进行安装。另外，需要留意的是，在图2中，用于包装垫材30的包装材120被省略表示。
这里，现有的垫材包含了大量具有刺激性的微细无机纤维(例如，直径为3μm～8μm左右的无机纤维)。所以，例如当工作人员对垫材进行处理时，那些无机纤维就会从垫材向周围飞散，这样，就产生了恶化工作环境的问题。因此，为了抑制处理垫材时产生的无机纤维飞散的问题，一般来说，首先对垫材进行针刺处理，然后再对其进行利用有机粘结剂的含浸处理。
但是，即使是如上所述的、组合地进行了针刺处理和利用有机粘结剂的含浸处理的垫材，只要垫材直接暴露在外部环境中，在对垫材进行处理时，就不能完全避免微细无机纤维在一定程度上从垫材向外飞散。另外，如果将上述含浸有机粘结剂的垫材作为废气处理装置的支撑用密封材来使用，则在实际应用该废气处理装置时，特别是在初期使用时，废气的热量导致垫材中含有的有机成分发生热分解，产生有机成分被排出至装置外部的问题。近年来，对废气中的有机成分的控制变得越来越严格，因此，最好尽可能地对如上所述的有机成分的排出进行控制。
对此，如上所述，在本发明的衬垫产品100中，整个垫材30都被包装材120所覆盖。另外，内部空间130和外部环境气体连通用开口部具有极其微细的尺寸，所以，从此处飞散的无机纤维可以被忽略不计。因此，垫材30实质上与外部环境隔离，这样，就可以有效地抑制无机纤维从垫材30向外飞散。
另外，本发明还具有上述(i)、(ii)的特征。
这里，由上述(i)的特征，即：包装材120的内部空间130与外部环境气体连通的特征可以得到如下效果。即：如上所述，当衬垫产品100作为废气处理装置的支撑用密封材240被使用时，衬垫产品100被卷绕在废气处理体220上。这里，如果包装材的内部空间被密封，则当进行衬垫产品的卷绕操作时，包装材内部空间的内部压力上升，包装材有可能发生断裂或破损。一般来说，所述包装材发生那样的破损时，会从内部空间向外部环境产生很大的压力，这样，微细的无机纤维就会被放出至外部环境中。另外，所述包装材一旦发生那样的破损，之后，微细无机纤维从破损部分向外飞散的可能性也增大。对此，在具有上述(i)的特征的本发明的情况下，在进行衬垫产品100的卷绕操作时，可以有效地抑制包装材120的内部空间130的内部压力的上升。因此，根据本发明的上述(i)的特征，在衬垫产品100中，可以有效地抑制包装材120的破损以及无机纤维的飞散的问题。
另外，由本发明的上述(ii)的特征，即：包装材120和垫材30至少在卷绕方向(X方向)上能够相互移动位置的特征可以得到如下效果。即：如图3所示，当将衬垫产品100卷绕在废气处理体220上时，由于周长差的原因，在垫材30的第一表面侧31(与废气处理体220相接的一侧)和第二表面侧32(与箱体212相接的一侧)，垫材的延伸量产生变化。与此同时，在包装材中，与垫材的第一表面侧31相对的一侧以及与第二表面侧32相对的一侧的延伸量也不相同。但是，一般情况下，与具有一定程度的松厚度的垫材30相比，包装材120的延伸极限量较小。因此，包装材120与垫材30的卷绕方向(图1的X方向)的长度即两者的全长大致相同时，或者，垫材30被紧密地安装并固定在包装材120的内面等，即：垫材30的位置被固定在内部空间内时，在进行衬垫产品100的卷绕操作时，包装材120不能与垫材30同步延伸，这样，断裂的危险性变高。如果包装材120内产生了这样的断裂，就会产生微细无机纤维从包装材120的该断裂部分向外飞散的问题。
对此，在具有上述特征(ii)的本发明的情况下，包装材120沿卷绕方向(X方向)能够相对于垫材30移动位置，所以，在进行衬垫产品100的卷绕操作时，可以有效地抑制由于包装材120不能与垫材30同步延伸而导致破损的问题。因此，根据上述(ii)的特征，在本发明的衬垫产品100中，可以有效地抑制包装材120的破损以及无机纤维飞散的问题。
因此，在本发明的衬垫产品100中，在进行处理时，包装材120难以产生破损，可以有效地抑制无机纤维的飞散。
另外，在本发明的衬垫产品100中，即使假设用有机材料来构成包装材120，只要不将其厚度设为极厚(例如，数mm以上)，则与现有的含浸了有机粘结剂的垫材的有机成分的放出量相比，包装材120产生的有机成分的放出量也被有效地降低了。例如，如后所述，当使用具有比垫材大一圈的尺寸、厚度为10μm的高密度聚乙烯构成包装材120时，与现有的包含有机粘结剂的垫材(预计含有量为5～10wt％)相比，放出的有机成分的量被抑制在1/3以下～1/6以下。
如上所述，在本发明中，可以提供一种衬垫产品，与现有的垫材相比，本发明的衬垫产品更难以产生无机纤维的飞散，并且，实际应用于废气处理装置等时，从装置排出的有机成分的量也较少。
这里，本发明的衬垫产品100中所包含的垫材30只要包含无机纤维，就可为使用各种方法制成的、具有各种形状、尺寸、材质和/或结构的垫材。垫材30还可为例如进行了针刺处理的垫材。
另外，在确保上述(i)、(ii)的特征的前提下，包装材120可为具有各种形状、尺寸、材质、形态和/或结构的包装材。
在从与垫材厚度方向平行的方向观察时，包装材120(以及/或者其内部空间)例如可为大致矩形、正方形、圆形或者椭圆形等各种形状。另外，例如，包装材120(以及/或者其内部空间)的形状也可以与垫材30的形状相同(但是，尺寸并不相同)。例如，如图1所示，包装材120(以及/或者其内部空间)可为相对的一对边分别具有凹部和凸部的大致长方形的形状。
包装材120为大致矩形形状时，只要包装材120的宽度Wr的尺寸大于或等于垫材30的宽度Wm，对其并无特别的限制。例如，如图1所示，包装材120的宽度Wr可为垫材30的宽度Wm加上d3(从沿垫材30的X方向的一个长边的端部开始的距离)和d4(从沿垫材30的X方向的另一个长边的端部开始的距离)后的尺寸。
或者，包装材120的宽度Wr与垫材30的宽度Wm的比值(Wr/Wm)可以与包装材120的全长Lr与垫材30的全长Lm的比值(Lr/Lm)大致相同。此时，从与垫材厚度方向平行的方向来观察时，包装材120的形状可为大致与垫材30相同的形状，而尺寸整体上比垫材30大一圈。这里，需要说明的是，比值Lr/Lm最好是在1.1～1.3的范围。如果比值Lr/Lm小于1.1，则上述(i)的效果就会相对地变弱。另外，如果比值Lr/Lm大于1.3，则当使用具有这样的垫材的废气处理装置时，被放出至外部的有机成分的量就会增加。这里，需要说明的是，比值Wr/Wm例如是在1.0～1.3的范围，该比值例如为1.2。
另外，包装材120例如可由有机材料、金属材料或者无机材料构成。如果包装材120由有机材料构成，则作为这样的有机材料可以举出PET(polyethylene terephthalate)、聚乙烯(polyethylene：PE)、聚丙烯(polypropylene：PP)、尼龙以及纸浆(pulp)等。另外，如果包装材120由金属材料构成，则作为这样的金属材料可以举出铝箔、不锈钢箔等。另外，如果包装材120由无机材料构成，则作为这样的无机材料可以举出氧化物膜、不燃性材料等。
对构成包装材120的材料的形态并无特别的限制，例如，可为片状、膜状或者薄膜状，也可为通过不织布工序使不织布那样的合成纤维排列而成的形态。另外，包装材120还可为网眼(间隙)充分小的微细网状形态。
另外，包装材120可由面内具有延伸各向异性(extensionanisotropy)的材料构成。例如，如果将全长方向(X方向)的延伸大于宽度方向(图1中的Y方向)的延伸的材料应用于包装材120，则可以提供一种沿卷绕方向容易延伸、沿压入方向不容易延伸的支撑用密封材。此时，可以容易地进行将支撑用密封材卷绕至废气处理体220的操作，同时，也可以容易地进行将支撑用密封材压入箱体212的操作。
另外，包装材120也不一定必须由一种材料构成，根据实际情况，也可以由材质不同的材料构成。
例如，包装材120的与垫材30的第一表面侧31(当卷绕至废气处理体220时为内侧的一侧)相对的第一部分以及包装材120的与垫材30的第二表面侧32(当卷绕至废气处理体220时为外侧的一侧)相对的第二部分，就可以使用摩擦系数不同的材料。
例如，为了提高对废气处理体220的支撑力，第一部分可使用摩擦系数较大的材料；为了提高与箱体212内面的滑动效果，第二部分可使用摩擦系数较小的材料。此时，可以得到对废气处理体220具有良好支撑力的支撑用密封材，同时，也可以容易地将支撑用密封材压入箱体内。因此，可以更容易地制作对废气处理体220具有良好支撑力的废气处理装置。
作为在包装材120的第一部分和第二部分上用于改变摩擦系数的材料的组合，例如可为低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)的组合。一般来说，HDPE的摩擦系数小于LDPE的摩擦系数是众所周知的。因此，通过在包装材120的第一部分上使用LDPE，在包装材120的第二部分上使用HDPE，可以得到上述效果(即：可以得到既对废气处理体220具有良好的支撑力又可以被容易地压入箱体212的衬垫产品)。
另外，例如也可以在包装材120的第一部分上使用LDPE或HDPE，而在包装材120的第二部分上使用摩擦系数比LDPE或HDPE小的PET。
另外，作为其他材料的组合的例子，还有如上所述的有机材料(例如聚乙烯)和不织布的组合。一般来说，与上述有机材料相比，不织布具有更多的微细凹凸(也是如以下所示的“微细凹凸”的一个形态)，所以，不织布具有摩擦系数比较大的特征。因此，通过将不织布应用至包装材120的第一部分上，也能得到上述的效果。这里，需要说明的是，不织布例如含有有机纤维，包含由旋转结合(spin-bonding)法制造的不织布、由干式法制造的不织布、以及、由湿式法制造的不织布(包含纸类)。
这里，需要说明的是，除了通过改变材料，通过调整包装材120的形态也可以得到第一部分和第二部分的摩擦系数不同的包装材120。例如，在上述第二部分上，如果对包装材120进行凸起(emboss)加工、波形加工或者电晕(corona)加工并在表面形成了凹凸，则在这样的表面上摩擦系数就会被有效地降低。因此，即使如上所述对包装材120的形态进行控制，也能使包装材和箱体122的界面处的摩擦变小，并且也能容易地将卷绕了垫材的废气处理体压入箱体内。
另外，与此相反地，也可以通过在包装材120的第一部分上形成“微细凹凸”，与包装材120的第二部分相比，使该第一部分的摩擦系数被提高。
这里，“微细凹凸”是指凹凸的最上部与最下部的高度差(以下简称“凹凸差”)约为500μm以下、例如200μm以下的微细凹凸。因此，该“微细凹凸”与通过上述凸起加工、波形加工或者电晕加工而在表面上所形成的凹凸(所谓的“粗大凹凸”)不同，表示更微细的凹凸。
一般来说，表面的“粗大凹凸”使该表面和该表面所接触的接触部件之间的接触面积减少，这样，就可以实现使接触部件的摩擦降低的效果。所以，表面为“粗大凹凸”时，凹凸差大约为1mm以上。而表面为“微细凹凸”时，该表面与该表面所接触的接触部件的表面上的凹凸相互作用(例如，相互卡合)，这样，接触部件的摩擦阻力就被提高了。例如，在微观上，废气处理体220的露出表面上具有很多凹凸。据此，包装材120的具有“微细凹凸”的表面与废气处理体220接触时，由于两者的凹凸表面的相互作用，导致界面的摩擦阻力上升。
通过在包装材120的第一部分上形成这样的“微细凹凸”，废气处理体220与衬垫产品之间的摩擦阻力变大，因此，可以为衬垫产品提供良好的、用于支撑废气处理体220的支撑力。
这样的“微细凹凸”并不限定于上述形式，例如，也可以通过使用热处理等对包装材120的第一部分进行表面改质来形成。例如，如果对由HDPE构成的包装材120进行了适当的热处理，则可以得到具有凹凸差一般为10μm～500μm范围的“微细凹凸”的高摩擦表面。
另外，对包装材120的内部空间与外部环境的气体连通部(例如，开口部)的位置、数量、形状、尺寸等并无特别的限制，这对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的。但是，从防止微细无机纤维飞散的观点来说，设置在包装材120上的开口部最好是设置在总是非常容易与垫材30的第一及第二侧31、32相接触的所述第一及第二部分以外的部位。另外，其尺寸最好也较小。例如，在图1所示的A～D的4个部位，作为开口部，如果形成了直径为0.1mm～5mm范围的微细圆孔，则可以充分地抑制无机纤维向外飞散。
这里，需要说明的是，在上述说明中，对垫材厚度方向的包装材的尺寸Hr并没有进行特别的说明。但是，该尺寸Hr只要比垫材的厚度还长，并且只要不为极端的尺寸(例如，超过了宽度Wr的尺寸等)，对其并无特别的限制，这对所属技术领域的技术人员来说也是显而易见的。实际上，从处理和成本等的观点来说，上述尺寸Hr最好为垫材厚度的1.05～3倍左右。
本发明的衬垫产品例如可作为废气处理装置410的支撑用密封材来使用。图4所示为本发明的废气处理装置410的一个构成例子。
废气处理装置410具有：废气处理体220，其外周面上卷绕了支撑用密封材240；箱体212，其用于容纳该废气处理体220；废气入口管420和出口管440，其分别与该箱体212的入口侧和出口侧相连。在该图的例子中，入口管420和出口管440在与箱体212相连的位置处其直径被扩大，形成喇叭形状。另外，在该图的例子中，废气处理体220具有废气入口和出口用的开口面，该废气处理体220是在与气流平行的方向上具有很多贯穿孔的催化剂载体。催化剂载体例如由蜂窝状的多孔质碳化硅等构成。但是，本发明的废气处理装置410并不局限于这样的构成。例如，也可以将废气处理体220作为贯穿孔的一部分被封闭了的DPF。
这里，支撑用密封材240由本发明的衬垫产品100(即由包装材120所覆盖的垫材30)所构成。在这样的废气处理装置中，在将支撑用密封材安装在废气处理装置上时，可以有效地抑制无机纤维的飞散。
另外，在本发明的废气处理装置410中，使用时(特别时初期使用时)，可以得到有效地抑制由废气热量所分解并排出的有机成分的量的效果。
下面，对本发明的衬垫产品的其他应用例进行说明。图5所示为具有本发明的衬垫产品的消音装置。该消音装置例如可设置在汽车等的发动机排气管的中途。消音装置570具有内管572(例如由不锈钢等的金属制成)、覆盖内管572外侧的外壳576(例如由不锈钢等的金属制成)、以及、设置在两者之间的吸音材574。一般情况下，内管572的表面上设置贯穿孔。在这样的消音装置570中，废气在内管572的内部流通时，吸音材574可以减衰废气中所包含的噪音成分。
这里，在吸音材574中可以使用上述本发明的衬垫产品。通过在吸音材574中使用本发明的衬垫产品，可以抑制在将吸音材574安装在消音装置570上时产生的无机纤维的飞散。另外，在本发明的消音装置570中，使用时(特别是初期使用时)，可以得到有效地抑制由废气热量所分解并排出的有机成分的量的效果。
(本发明的衬垫产品的制造方法)
下面，对本发明的衬垫产品100的制造方法的一个例子进行说明。这里，需要说明的是，使用下面记载的方法以外的方法，也可以制造衬垫产品100，这对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的。
图6所示为制造本发明的衬垫产品的方法的流程图。制造本发明的衬垫产品的方法包括：准备含有无机纤维并具有全长Lm的垫材的步骤(步骤S110)；以及，将所述垫材置入具有全长Lr的包装材的内部空间的步骤，在该步骤中，所述包装材的内部空间与外部环境气体连通，所述包装材的全长Lr大于所述垫材的全长Lm，据此，所述垫材沿全长方向可在所述内部空间内移动(步骤S120)。下面，对这两个步骤进行详细地说明。
(步骤S110)
首先，制造包含无机纤维的垫材。
这里，需要说明的是，在以下的说明中，对使用针刺法制造垫材的方法进行说明。但是，本发明的垫材也可使用其他方法制成，这对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的。另外，在以下的说明中，将氧化铝与二氧化硅的混合物作为无机纤维，但是，无机纤维并不局限于此，例如，也可由氧化铝或二氧化硅单独构成。
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与二氧化硅的组成比为60～80∶40～20的二氧化硅溶胶，调制成无机纤维的前躯体。特别地，氧化铝与二氧化硅的组成比最好为70～74∶30～26左右。如果氧化铝的组成比小于等于60％，则因为由氧化铝和二氧化硅所生成的莫来石的组成比变低，所以制成后的垫材的热传导率可能会变高。
然后，在上述氧化铝系纤维的前躯体中添加聚乙烯醇等有机聚合物。接下来，浓缩该液体，调制成纺丝液。之后，使用该纺丝液，通过吹制(blowing)法进行纺丝。
吹制法是通过由空气喷嘴吹出的空气流与由纺丝液供给喷嘴挤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左右，最好是3-50ml/h左右。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)，而是被充分地延长，纤维相互之间由于不容易溶敷，因此，通过最优化纺丝条件，就可以得到纤维径分布窄小、均匀的前躯体。
将结束了纺丝的前躯体进行层叠，制成层叠状片材。然后，对该层叠状片材进行针刺处理。针刺处理是通过在层叠状片材上插拔针，使片材减薄的处理。通常使用针刺装置来进行针刺处理。
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、设置在层叠状片材的表面和里面的两个侧面上的一对支持板构成。在针板上，用于突刺层叠状片材的多数的针，例如是以大约25-5000个/100cm2的密度被设置的。另外，在各支持板上设置了很多针用贯穿孔。因此，在使用一对支持板从两面挤压层叠状片材的状态下，通过使针板接近、远离层叠状片材，针被从层叠状片材插入、拔出，从而形成了很多纤维交织的交织点。
另外，作为其他的构成，针刺装置还可以具有两组针板。各针板分别具有各自的支持板。将两组针板分别设置在层叠状片材的表面和里面，用各支持板将层叠状片材从两面固定。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状况，在从层叠状片材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，也可以使用两组支持板从两个侧面夹持层叠状片材，用两组针板从层叠状片材的两侧进行针刺处理。通过采用这样的方法进行针刺处理，可以缩短处理时间。
接下来，将被施加了上述针刺处理的层叠状片材从常温开始加热，在最高温度为1250℃左右的温度下连续烧成，这样，就可以得到具有预定单位面积重量的垫材。
一般地，为了提高垫材的操作性，可以使得到的垫材含浸树脂那样的有机粘结剂。作为有机粘结剂，可以使用环氧树脂、丙烯酸树脂、橡胶系树脂、苯乙烯系树脂等。例如，可以使用丙烯酸系(ACM)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)树脂等。有机粘结剂的含量(相对于垫材总重量的有机粘结剂的重量)例如为1.0～10.0重量％的范围。但是，当使用具有含浸了有机粘结剂的垫材的废气处理装置时，含浸在垫材中的有机粘结剂是使从装置中排出的有机成分的量增加的一个因素。在本发明中，从装置中排出的有机成分的量较少被作为一个特征，因此，从这样的观点来看，最好不在垫材中含浸有机粘结剂。
经过上述工序而制得的垫材被裁断为预定形状(例如，图1所示的形状)。
(步骤S120)
之后，将裁断的垫材置入包装材中。对将垫材置入包装材中的方法并无特别限定。例如，首先，使用一个比垫材大的片材覆盖整个垫材，然后，将片材的端部相互接合在一起，这样就可以将垫材置入包装材中。或者，首先，将垫材配置在具有比垫材的尺寸大的两枚片材的中间，然后，将片材的端部相互接合在一起，这样也可以将垫材置入包装材中。当然，还可以使用其他各种方法将垫材置入包装材中。这里，需要说明的是，在将垫材置入包装材中以构成垫材产品时，至少要得到上述(ii)的特征。
接下来，将置入了垫材的包装材的内部空间与外部环境进行气体连通。该处理例如可以通过在包装材的任意位置形成开口部(或者，预先形成)来实现。或者，在将上述垫材置入包装材中时，有意地在片材的接合部处形成不完整的部分(即：片材没有完全接合的部分)，这样，通过利用这个不完整的部分，就可以将内部空间和外部环境进行气体连通。当然，还可以使用其他各种方法将内部空间和外部环境进行气体连通，这对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的。
这里，需要说明的是，通过形成开口部使内部空间和外部环境气体连通时，不能让无机纤维经由所形成的开口部飞散到外部。因此，开口部最好形成在与垫材直接接触的频度较少的包装材的位置，例如，上述片材的接合部。另外，源于同样的理由，开口部的尺寸(开口部如果是圆形，则是直径)最好在0.1mm～5.0mm的范围，例如1mm～2mm。
经过这样的工序，就可以将垫材置入包装材的内部空间。这里，需要说明的是，可以在包装材的外表面的一部分上设置双面胶带。例如，如果在包装材的与废气处理体接触的表面侧设置了双面胶带，则在将本发明的衬垫产品卷绕并固定在废气处理体上时，废气处理体和包装材被初步固定在一起，这样，就可以比较容易地进行垫材产品的卷绕操作。
[实施例]
下面，参考实施例对本发明的效果进行说明。
(实施例1)
首先，在铝含量为70g/l、Al/Cl＝1.8(原子比)的碱性氯化铝水溶液中混合二氧化硅溶胶，以使氧化铝系纤维的组成为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中添加聚乙烯醇。接下来，浓缩该溶液并将其作为纺丝液，使用该纺丝液通过吹制纺丝处理进行纺丝。运载气体(空气)的流量为52m/s，纺丝液的供给速度为5.3ml/h。
之后，将折叠了的氧化铝系纤维的前躯体进行层叠，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。针刺处理是将针的密度为80个/100cm2的针板仅设置在原料片的一侧，从原料片的一侧开始进行的。
接下来，将得到的原料片从常温开始加热，在最高温度为1250℃的温度下连续进行一个小时的烧成。然后，将得到的厚度为7.3mm、单位面积重量为1400g/m2的垫材切成100mm×100mm的尺寸。这里，需要说明的是，在这个实施例中，没有进行向垫材的有机粘结剂的含浸处理。
之后，为了将得到的垫材置入包装材内，进行了如下操作。准备两枚形状与垫材相同、尺寸比垫材大一圈(纵120mm×横120mm)的PET制片材(厚度为6.2μm)。将这两枚片材层叠以使其位置对齐，然后在这两枚片材的中间设置垫材以使该垫材被配置在片材的中央部分。在这样的状态下，使用密封装置(sealer)(白光株式会社制FV-801)将两枚片材的端部在全周长上热熔接在一起。这样，就可以得到如图7所示的、包装材120S内容纳了垫材30S的衬垫产品的样品600。接下来，在围绕垫材并具有比垫材大一圈的尺寸的接合部135S的数个部位(图7的箭头E～H的位置)上形成用于气体连通的贯穿孔。贯穿孔的直径约在1mm～5mm的范围。
将经过上述工序而得到衬垫产品的样品作为实施例1。
(实施例2)
采用与实施例1同样的方法制成实施例2的衬垫产品的样品。但是，在实施例2中，作为包装材的材料，使用了厚度为10μm的高密度聚乙烯。其他制造条件则与实施例1相同。
(比较例1)
采用与实施例1同样的方法制成比较例1的垫材。但是，在比较例1中，在烧成后的垫材的所有暴露的表面上，使用喷雾器喷付了有机粘结剂。有机粘结剂使用了丙烯酸系乳胶(acrylic latexemulsion)。有机粘结剂的喷付量(目标值)为垫材(含有机粘结剂)总重量的5wt％。这里，需要说明的是，在比较例1中，没有使用包装材。
通过上述工序，得到了比较例1的垫材样品。
(比较例2)
采用与比较例1同样的方法制成比较例2的垫材。但是，在比较例2中，使烧成后的垫材含浸有机粘结剂。有机粘结剂使用了丙烯酸系乳胶(acrylic latex emulsion)。有机粘结剂的含浸量(目标值)为垫材(含有机粘结剂)总重量的10wt％。这里，需要说明的是，在比较例2中，没有使用包装材。
通过以上工序，得到了比较例2的垫材样品。
(比较例3)
采用与比较例1同样的方法制成比较例3的垫材。但是，在比较例3中，使烧成后的垫材含浸有机粘结剂。有机粘结剂使用了丙烯酸系乳胶(acrylic latex emulsion)。有机粘结剂的含浸量(目标值)为垫材(含有机粘结剂)总重量的11.5wt％。
在得到的垫材的一个面(100cm×100mm的表面的一个)上贴付厚度为80μm的聚乙烯制薄膜。
通过以上工序，得到了比较例3的垫材样品。
(比较例4)
采用与比较例1同样的方法制成比较例4的垫材。但是，在比较例4中，采用如下方法对得到的垫材实施了有机膜的减压处理。
首先，在两枚有机膜(尺寸为110mm×110mm)之间设置了垫材。有机膜使用的是具有PET层/SiO2蒸着膜(100nm)/PET层的三层构造的有机膜。有机膜的总厚度为100μm。然后，使用上述密封装置对上下的两枚有机膜进行热熔接。这里，需要说明的是，此时，以500mmHg的真空度对有机膜的空间进行减压。这样，有机膜就被“真空”地、紧密地贴付在垫材的各暴露的表面上。这里，需要说明的是，在比较例4中，垫材本身不包含有机粘结剂。
通过以上工序，得到了比较例4的垫材样品。
表1中汇总地示出了实施例1、2以及比较例1～4的样品的规格。
表1
Figure G2009101758415D00251
(无机纤维的飞散性试验)
使用上述各样品进行无机纤维的飞散性试验。试验装置的一部分被示于图8中。
实施了如下所述的飞散性试验。如图8所示，用两个夹子730将各样品601(包装材未图示)固定在从试验装置710突出的臂框740(全长为915mm，宽度为322mm)的前端。臂框740的另一个前端与试验装置710的垂直框750相连。垂直框750被直立地设置在基础框部分751上。另外，垂直框750具有沿图8的XZ面延伸的主平面(Z方向的高度(不包含基础框部分751的高度)为1016mm，X方向的长度为322mm)。在图8中，构成垂直框750的两根金属柱753的X方向的宽度为25mm，Y方向的宽度为25mm。臂框740能够以与垂直框750的上端(未图示)相连的前端部为支点相对于垂直框750的主表面在垂直平面(YZ平面)上旋转。该旋转可以从垂直框的主表面开始，至少在相对于该主表面的角度为90°以下的角度范围内进行。试验时，使臂框740从相对于铅直方向保持90°角度的状态(即：水平状态)落下，臂框740在YZ平面上沿箭头方向旋转90°，与此同时，样品601也沿箭头方向旋转。臂框740最后撞击垂直框750的金属柱753。此时的撞击导致了一部分无机纤维从样品601中飞散出去。试验结束后，从夹子730上轻轻地取下样品601。然后，使用下面的公式算出无机纤维的飞散率。
无机纤维飞散率(％)＝(试验前样品重量一试验后样品重量)/(试验前样品重量)×100(公式1)
上述表1和图9示出了针对各样品所得到的飞散性试验的结果。从这些结果可知，与比较例1～3相比，在实施例1和2的样品中，无机纤维的飞散率被有效地抑制。这里，需要说明的是，在比较例4中，由于垫材的所有暴露面上都真空地贴付了有机膜，因此，与将垫材置入到包装材内的实施例1和2相同，无机纤维飞散率的值较低。
(有机成分放出量的测定)
使用上述实施例1～2以及比较例1～4的各样品，在保持高温时，进行了各样品所放出的有机成分的量的测定。有机成分放出量是采用以下方法来测定的。
首先，在110℃的温度下使各样品干燥一个小时，之后，测定样品的重量(mg)(烧成前重量)。接下来，在600℃烧成样品1小时。然后，降温至室温，再次测定重量(mg)(烧成后重量)。使用得到的值，根据下面的公式算出样品的有机成分放出量。
有机成分放出量(％)＝{(烧成前重量一烧成后重量)/(烧成前重量)}×100(公式2)
上述表1和图10示出了针对各垫材所得到的有机成分放出量的测定结果。从这些结果可知，与比较例1～4的样品相比，在实施例1和2的样品中，有机成分的放出量被有效地抑制了。特别地，与比较例4的样品相比，在实施例1和2的样品中，有机成分放出量大约被降低至十分之一。
这样就可以知道，本发明可以提供一种与现有垫材相比不容易产生无机纤维飞散并且有机成分排出量较少的垫材。
(拉拔载荷评价试验)
使用上述实施例1、比较例2以及比较例3的样品进行了拉拔载荷评价试验。但是，在这些样品中，将垫材切断成图1所示的形状。垫材的全长Lm为270mm，宽度Wm为85mm。另外，在实施例1的样品中，将垫材置入尺寸比垫材大一圈的包装材(全长Lr＝290mm，宽度Wr＝85mm)内，制成图1所示形状的衬垫产品。
拉拔载荷评价试验使用了英斯特朗(Instron)公司制造的Instron5567测定装置。该装置具有直径40mmφ的工作头，该工作头所能施加的最大载荷为30kN。
拉拔载荷通过下述方法测定。首先，将各样品卷绕在外径为80mmφ的圆柱形状的废气处理体(全长为95mm)的外周面上，通过将垫材端部的凸部和凹部嵌合，使样品固定在废气处理体的外周面上。然后，将卷绕了该样品的废气处理体置入内径为88mmφ、全长为115mm的圆柱形状的箱体内，并使废气处理体的两个开口面露出。这里，需要说明的是，箱体具有可升温的装置，例如加热器。
之后，将上述箱体以直立状态(即：废气处理体的开口面为水平的状态)设置在测定装置上，然后，从上方沿铅直方向降落测量装置的工作头，使工作头与废气处理体的开口面接触。在此状态下，以0.05mm/分的速度使工作头沿铅直方向向下方移动，在样品与废气处理体之间施加剪切力。通过这样的操作，连续地测定工作头移动时生成的载荷值。
这里，需要说明的是，在本评价试验中，在测定载荷值变为恒定的阶段(样品相对于废气处理体开始移动的状态：此时的测定载荷值称为“初期载荷值”)，开始进行箱体的升温，对测定载荷值的温度变化进行测定。升温速度为15℃/分。
在这样的测定中，一般来说，测定载荷值呈现开始时随时间(以及温度)的增加而减低，在达到最小值之后反而增加的趋势。该举动可以被解释如下。即：温度刚开始上升时，样品内含有的有机成分开始熔融，之后，由于该融液的原因，样品和废气处理体之间的摩擦力减小，所以，在最初阶段，测定载荷值逐渐下降；但是，温度进一步上升后，源于样品的有机成分的融液开始蒸发，所以，随融液量的减少，样品和废气处理体之间的摩擦力再次提高，测定载荷值也同时增加；之后，有机成分完全蒸发，测定载荷值就变为大致一定的值。
在上述测定中，根据得到的测定载荷值，应用下面的公式算出各样品的拉拔载荷下降率。
拉拔载荷下降率(％)＝{(初期载荷值(N)-最小载荷值(N))/(初期载荷值(N))}×100    (公式3)
结果被示于图11中。从该结果可知，与其他样品相比，在实施例1的样品中，拉拔载荷下降率较小。其理由可以被认为是，在实施例1的样品中，样品中含有的有机成分的量较小，有机成分的融液在垫材和废气处理体之间存在的时间较短。即：本发明的衬垫产品可以被认为是一种能够有效地抑制垫材支撑力下降的衬垫产品，其原因在于，即使高温下的包装材的熔融导致了在垫材和废气处理体之间产生有机成分融液，在垫材对废气处理体的支撑力大幅下降之前，该融液也能迅速消失。
因此，将本发明的衬垫制品作为废气处理装置的支撑用密封材来使用时，还可以得到另外一个效果，即：可以提供一种支撑用密封材不容易与废气处理体发生错位的废气处理装置。
(实施例3)
采用与实施例1同样的方法制成实施例3的衬垫产品的样品。但是，在实施例3中，使用了图1所示形状的垫材(Lm＝270mm，Wm＝85mm)。另外，在实施例3中，准备了两枚片材，一枚是PET制的片材(厚度为6.2μm)，另一枚是不织布的片材(厚度为340μm)，并将它们作为包装材的材料。这些片材被切成为形状与垫材相同、尺寸比垫材大一圈(Lr＝290mm，Wr＝90mm)的片材。其中，不织布的片材使用了LDPE(线性LDPE)/PET/LDPE(线性LDPE)的三层结构的片材。
层叠上述两枚片材以使其位置对齐，并且，在这两枚片材之间设置垫材以使该垫材被配置在片材的中央部。在此状态下，使用密封装置(白光株式会社制FV-801)在整个周长上对两枚片材的端部进行热熔接。
之后，在接合部的图1的箭头A～D的位置上形成气体连通用贯穿孔。贯穿孔的直径在大约1mm～大约5mm的范围。
其他制造条件与实施例1相同。
图12所示为得到的衬垫产品的样品的不织布片材的表面电子显微镜照片。从此图可知，本衬垫产品的不织布片材侧的主表面具有很多由不织布纤维所形成的多数微细凹凸。
(实施例4)
采用与实施例3同样的方法制作实施例4的衬垫产品的样品。但是，在实施例4中，使用两枚HDPE制的片材(Lr＝290mm，Wr＝90mm，厚度约为15μm)作为包装材的材料。
之后，采用与实施例3同样的方法使两枚HDPE制的片材相互熔接，得到在具有气体连通用贯穿孔的包装材内置入了垫材的衬垫产品样品。
接下来，对包装材的一个主表面(原来的一枚的HDPE制片材部分)的全体进行热处理。热处理是通过使用热风机向该表面吹30秒的热风来进行的。这样，在包装材的一个主表面上就形成了具有微细凹凸的表面。
图13和图14所示为实施例4的样品中的包装材的主表面的电子显微镜照片。图13表示进行了热处理后的主表面的状态，图14表示还没有进行热处理的主表面的状态。比较两图可知，经过了热处理的HDPE制片材的表面上形成了微细凹凸(凹凸差约为100μm～300μm左右)。这里，需要说明的是，一个凸部的宽度约为100μm～300μm左右。
(支撑力评价试验)
使用上述实施例3和4的样品进行了支撑力评价试验。
支撑力评价试验是采用如下方法进行的。首先，在外径为80mmφ的圆柱形状废气处理体(全长为95mm)的外周面上卷绕各样品，通过嵌合垫材端部的凸部和凹部，将样品固定在废气处理体的外周面上。
此时，在实施例3的样品中，通过使不织布一侧作为内侧，而在在实施例4的样品中，通过使实施了热处理的主表面一侧作为内侧，将样品卷绕、固定在废气处理体上。这里，需要说明的是，不管是在哪种情况下，在将样品固定在废气处理体上时，都要使废气处理体的一个端部和靠近该端部的样品端部之间的距离、与、废气处理体的另一个端部和靠近该端部的样品端部之间的距离大致相等。
图15所示为使用了的废气处理体的外周面的电子显微镜照片。从该图可知，废气处理体的外周面具有很多极其微细的凹凸。
用手将卷绕了该样品的废气处理体压入内径为88mmφ、全长为115mm的圆筒形状的箱体内，测定在将废气处理体插至预定位置时的、相对于样品的预定位置的偏差量。在这个试验中，可以说，测定的偏差量越小，样品对废气处理体的支撑力越良好。
在实施例3的样品中，作为测定结果的偏差量为3mm。另外，在实施例4的样品中，偏差量为5mm。由此可以确认，通过增大包装材的与废气处理体相接一侧的摩擦系数，可以得到良好的、用于支撑废气处理体的支撑力。
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
本发明的衬垫产品可以作为应用于车辆等中的废气处理装置的支撑用密封材来使用。

Claims (29)

1.一种衬垫产品，具有包含无机纤维的垫材，所述衬垫产品的特征在于，
所述垫材具有全长Lm，并被收纳在具有全长Lr的包装材的内部空间，
所述包装材的内部空间与外部环境气体连通，
其中，
所述包装材的全长Lr大于所述垫材的全长Lm，所述垫材沿全长方向可以在所述内部空间内移动，
所述垫材具有第一表面以及位于该第一表面的相反侧的第二表面，
所述包装材具有与所述第一表面相对的第一侧以及与所述第二表面相对的第二侧，
所述包装材的所述第一侧以及第二侧的外侧表面具有实质上不同的摩擦系数。
2.根据权利要求1所述的衬垫产品，其特征在于，
所述包装材的内部空间被接合部所包围。
3.根据权利要求2所述的衬垫产品，其特征在于，
如果从与所述垫材的厚度方向平行的方向来观察，则所述接合部具有大致为长方形、正方形、圆形或椭圆形的形状，或者，具有在一组对边分别具有凹部和凸部的大致为长方形的形状。
4.根据权利要求2所述的衬垫产品，其特征在于，
如果从与所述垫材的厚度方向平行的方向来观察，则所述接合部具有与所述垫材大致相同的形状、以及比所述垫材大的尺寸。
5.根据权利要求2至4的任一项所述的衬垫产品，其特征在于，
所述内部空间通过设置在所述包装材的任意部位上的一个或两个以上的开口部与外部环境气体连通。
6.根据权利要求5所述的衬垫产品，其特征在于，
所述一个或两个以上的开口部通过使所述接合部的一部分开口来形成。
7.根据权利要求6所述的衬垫产品，其特征在于，
所述开口部具有0.1mm～5.0mm范围的尺寸。
8.根据权利要求1至4的任一项所述的衬垫产品，其特征在于，
所述包装材的全长Lr与所述垫材的全长Lm的比值在110％～130％的范围。
9.根据权利要求1至4的任一项所述的衬垫产品，其特征在于，
所述垫材和所述包装材分别具有宽度Wm和Wr，所述包装材的宽度Wr与所述垫材的宽度Wm的比值在100％～130％的范围。
10.根据权利要求1至4的任一项所述的衬垫产品，其特征在于，
所述包装材由包含有机材料的薄膜构成。
11.根据权利要求10所述的衬垫产品，其特征在于，
所述薄膜包含从由PET、聚丙烯以及聚乙烯组成的组中选定的至少一种材料。
12.根据权利要求11所述的衬垫产品，其特征在于，
所述包装材中含有的有机成分的量与所述垫材的重量和所述包装材的重量的总和的比值小于9wt％。
13.根据权利要求1所述的衬垫产品，其特征在于，
所述包装材的所述第一侧以及第二侧的外侧表面由不同的材料构成。
14.根据权利要求13所述的衬垫产品，其特征在于，
所述包装材的至少所述第一侧的外侧表面由不织布构成。
15.根据权利要求14所述的衬垫产品，其特征在于，
所述包装材的所述第一侧的外侧表面具有微细的凹凸。
16.根据权利要求15所述的衬垫产品，其特征在于，
所述包装材的至少所述第二侧的外侧表面具有粗大的凹凸。
17.根据权利要求16所述的衬垫产品，其特征在于，
在所述外侧表面上，进行压凸印加工、电晕加工以及波形加工中的至少一种处理。
18.根据权利要求1至4的任一项所述的衬垫产品，其特征在于，
所述垫材不包含有机成分。
19.根据权利要求1至4的任一项所述的衬垫产品，其特征在于，
所述垫材包含从由氧化铝纤维、莫来石纤维、硅铝纤维、玻璃纤维、石棉纤维以及生体溶解性纤维组成的组中选定的至少一种纤维。
20.根据权利要求1至4的任一项所述的衬垫产品，其特征在于，
所述垫材通过层叠多个垫材来构成。
21.一种制造衬垫产品的方法，该衬垫产品具有包含无机纤维的垫材，该方法的特征在于，具有：
准备包含无机纤维并具有全长Lm的垫材的步骤；
将所述垫材收纳入具有全长Lr的包装材的内部空间的步骤，在该步骤中，所述包装材的内部空间与外部环境气体连通，所述包装材的全长Lr大于所述垫材的全长Lm，所述垫材沿全长方向可以在所述内部空间内移动，
所述垫材具有第一表面以及位于该第一表面的相反侧的第二表面，
所述包装材具有与所述第一表面相对的第一侧以及与所述第二表面相对的第二侧，
所述包装材的所述第一侧以及第二侧的外侧表面具有实质上不同的摩擦系数。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，
所述将所述垫材收纳入具有全长Lr的包装材的内部空间的步骤包含：接合所述包装材以形成包围所述垫材的接合部的步骤。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，
如果从与所述垫材的厚度方向平行的方向来观察，则所述接合部具有与所述垫材大致相同的形状、以及比所述垫材大的尺寸。
24.根据权利要求21至23的任一项所述的方法，其特征在于，
所述内部空间通过设置在所述包装材的任意部位上的一个或两个以上的开口部与外部环境气体连通。
25.一种废气处理装置，由具有用于流通废气的两个开口面的废气处理体、通过卷绕在除了所述废气处理体的开口面之外的外周面的至少一部分上来使用的支撑用密封材、以及用于收纳卷绕了所述支撑用密封材的所述废气处理体的筒形部件构成，所述废气处理装置的特征在于，
所述支撑用密封材由权利要求1至20的任一项所述的衬垫产品构成。
26.根据权利要求25所述的废气处理装置，其特征在于，
所述废气处理体是催化剂载体或废气过滤器。
27.一种消音装置，具有内管、覆盖所述内管外侧的外壳、以及设置于所述内管和所述外壳之间的吸音材，所述消音装置的特征在于，
所述吸音材由权利要求1至20的任一项所述的衬垫产品构成。
28.一种废气处理装置，由具有用于流通废气的两个开口面的废气处理体、通过卷绕在除了所述废气处理体的开口面之外的外周面的至少一部分上来使用的支撑用密封材、以及用于收纳卷绕了所述支撑用密封材的所述废气处理体的筒形部件构成，所述废气处理装置的特征在于，
所述支撑用密封材由具有包含无机纤维的垫材的衬垫产品构成，
所述垫材具有全长Lm，并被收纳入具有全长Lr的包装材的内部空间，
所述包装材的内部空间与外部环境气体连通，
所述包装材的全长Lr大于所述垫材的全长Lm，所述垫材沿全长方向可以在所述内部空间内移动，
所述垫材具有第一表面以及位于所述第一表面相反侧的第二表面，
所述包装材具有与所述第一表面相对的第一侧以及与所述第二表面相对的第二侧，
所述包装材的所述第一侧的外侧表面的摩擦系数大于所述第二侧的外侧表面的摩擦系数，
将所述支撑用密封材卷绕在所述废气处理体上，以使所述包装材的所述第一侧的外侧表面位于所述废气处理体侧。
29.一种消音装置，具有内管、覆盖所述内管外侧的外壳、以及设置于所述内管和所述外壳之间的吸音材，所述消音装置的特征在于，
所述吸音材由具有包含无机纤维的垫材的衬垫产品构成，
所述垫材具有全长Lm，并被收纳入具有全长Lr的包装材的内部空间，
所述包装材的内部空间与外部环境气体连通，
所述包装材的全长Lr大于所述垫材的全长Lm，所述垫材沿全长方向可以在所述内部空间内移动，
所述垫材具有第一表面以及位于所述第一表面相反侧的第二表面，
所述包装材具有与所述第一表面相对的第一侧以及与所述第二表面相对的第二侧，
所述包装材的所述第一侧的外侧表面的摩擦系数大于所述第二侧的外侧表面的摩擦系数，
将所述吸音材卷绕在所述内管上，以使所述包装材的所述第一侧的外侧表面位于所述内管侧。
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