CN102444452B - 垫材、保持密封材料、垫材的制造方法及尾气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供剪切强度高的垫材、保持密封材料、垫材的制造方法及尾气净化装置。该垫材至少具有第一主面、位于与第一主面相向的位置的第二主面、第一侧面和位于与第一侧面相向的位置的第二侧面，是无机纤维相互缠结而构成的垫材，其特征在于：上述垫材形成有多个从形成在第一主面上的针贯通点到形成在第二主面上的针贯通点进行设置的交织部；与其它部分相比，交织部由相互致密缠结的无机纤维构成；在沿着与垫材的厚度方向垂直的方向画假想直线L1、沿着第一交织部画假想直线L2、沿着第二交织部画假想直线L3时，若从第一侧面侧向第二侧面侧透视垫材，则L1与L2以小于90°的角度α交叉；L1与L3以大于90°的角度β交叉；L2与L3以特定角度γ交叉。

Description

垫材、保持密封材料、垫材的制造方法及尾气净化装置

技术领域

本发明涉及垫材、保持密封材料、垫材的制造方法及尾气净化装置。

背景技术

在现有技术中，已知有通过对氧化硅纤维或氧化铝纤维等无机纤维进行压缩而成的无纺布状的垫材，该无纺布状的垫材在耐热性、弹性(回弹力)等特性方面优异，因而用于各种用途。

例如，无纺布状的垫材作为尾气净化装置的构成部件已被使用。

若进行具体说明，则一般的尾气净化装置由圆柱状的尾气处理体、容纳该尾气处理体的圆筒状的外壳以及配设于尾气处理体与外壳之间的垫状的保持密封材料所构成，上述无纺布状的垫材作为构成该保持密封材料的部件已被使用。另外，保持密封材料经由将无纺布状的垫材切断为特定形状的切断工序等进行制作。

利用呈无纺布状且具有回弹力的垫材构成的保持密封材料具有特定的保持力。因此，在上述尾气净化装置中，尾气处理体被保持密封材料牢固地保持在外壳内的特定的位置。另外，由于保持密封材料配设于尾气处理体与外壳之间，因而即使施加振动等，尾气处理体也不易与外壳相接触，另外，尾气也不易从尾气处理体与外壳之间泄漏。

此处，作为使用保持密封材料的尾气净化装置的制造方法，例如可以举出将卷绕有保持密封材料的尾气处理体压入到外壳中的方法。

具体地说，通过将保持密封材料卷绕在圆柱状的尾气处理体的外周部来制作卷绕体，对保持密封材料进行压缩，同时将卷绕体一边滑动一边插入到内径小于卷绕体的外径的圆筒状的外壳内。

在该制造方法中，为了易于压入卷绕体，需要适当降低卷绕在尾气处理体上的保持密封材料的体积。

另外，由于在向外壳中压入时在保持密封材料上产生了很大的剪切力，因而需要保持密封材料具有某种程度的强度(下文也简称为剪切强度)以便不会由于剪切力而发生撕裂。

在专利文献1和2中公开了由无机纤维构成的现有的无纺布状的垫材。

这些现有的无纺布状的垫材是如下制造的：对通过烧制转换为无机纤维的氧化铝纤维前体进行压缩来制作片材，通过在片材的厚度方向进行形成有2个以上的倒刺(バ一ブ(返し))的针的插入抽出来制作形成有2个以上的交织部的针刺片材，对针刺片材进行烧制，从而制造所述垫材。

将所制造的无纺布状的垫材切断为特定形状，制作保持密封材料。

专利文献1：日本特开2006-207393号公报

专利文献2：日本特开2007-127112号公报

发明内容

可以认为在专利文献1和2所述的现有的无纺布状的垫材中，还不能说剪切强度充分高。

对此，下面使用附图详细说明。

图10(a)为示意性示出现有垫材的一例的立体图，图10(b)为图10(a)所示的现有垫材的J-J线截面图，图10(c)为图10(a)所示的现有垫材的K-K线截面图。

图11(a)为从第一短侧面侧向着第二短侧面侧对图10(a)所示的现有垫材进行透视而得到的侧面透视图。

图11(b)为负载有剪切力的情况下图11(a)所示的现有垫材的X’区域的部分放大图。

另外，在图11(a)和图11(b)所示的现有垫材中，沿着后述的交织部310画出的假想直线以虚线l表示。

图10(a)、图10(b)和图10(c)所示的现有垫材300是无机纤维320相互缠结而构成的，据推测其比较柔软。

另外，从垫材300的一个主面300a上的针贯通点311a到另外的主面300b上的针贯通点311b形成了多个交织部310。

如图10(b)、图10(c)和图11(a)所示，在从第一短侧面侧向着位于与第一短侧面相向的位置的第二短侧面侧进行透视的侧面透视图中，沿着交织部310画出的假想直线l按照相对于与垫材300的厚度方向垂直的方向(垫材300面的主面300a、300b)呈一定角度的方式倾斜。

在交织部310中，无机纤维320致密缠结，与未设有交织部310的情况相比，推测其剪切强度一定程度地增高。

因此推测，在将比较小的剪切力施加至垫材300的情况下，垫材300不易产生大的变形。

但是，在对垫材300施加比较大的剪切力的情况下，如图11(b)所示(图11(b)中，施加剪切力的方向以箭头C’表示)，认为垫材300具有由大致为矩形的形状变形为大致平行四边形的形状的倾向。

特别是据推测，沿着将上述平行四边形的2个锐角相连接的对角线方向施加以从内侧向外侧拉伸垫材300的方式发挥作用的拉伸力(图11(b)中，施加拉伸力的方向以箭头D’表示)，由此垫材300会产生大的变形，根据情况有时会发生断裂。

关于其理由，本发明人推测，这是由于施加拉伸力的方向与形成有交织部310(假想直线l)的方向不一致，交织部310不易缓和拉伸力。

因此，在专利文献1和2所述的现有垫材中，具有剪切强度还不足够高这样的课题。

本发明人为弥补上述课题进行了深入研究，结果发现，通过形成相对于与垫材的厚度方向垂直的方向倾斜的第一交织部和第二交织部、并制成在由垫材的侧面透视图进行观察的情况下第一交织部和第二交织部以特定角度交叉的构成，能够大幅提高垫材的剪切强度。

本发明人基于该认知进一步继续进行了研究，结果完成了能够解决上述课题的本发明的垫材。

即，本发明的垫材至少具有第一主面、位于与上述第一主面相向的位置的第二主面、第一侧面、以及位于与上述第一侧面相向的位置的第二侧面，是无机纤维相互缠结而构成的垫材，该垫材的特征在于：

在上述垫材中形成有两个以上的从形成在上述第一主面上的针贯通点到形成在上述第二主面上的针贯通点进行设置的交织部；

与其它部分相比，上述交织部由相互致密缠结的无机纤维构成；

在沿着与上述垫材的厚度方向垂直的方向画假想直线L1、沿着第一交织部画假想直线L2、沿着第二交织部画假想直线L3时，若从上述第一侧面侧向上述第二侧面侧透视上述垫材，则：

上述假想直线L1与上述假想直线L2以小于90°的角度α交叉；

上述假想直线L1与上述假想直线L3以大于90°的角度β交叉；

上述假想直线L2与上述假想直线L3以特定角度γ交叉。

下面利用附图对本发明垫材的构成和效果进行详细说明。

图1(a)为示意性示出本发明垫材的一例的立体图，图1(b)为图1(a)所示的本发明垫材的A-A线截面图，图1(c)为图1(a)所示的本发明垫材的B-B线截面图。

图1(a)所示的本发明垫材1的形状是俯视图大致为矩形、具有特定厚度的平板状。

如图1(a)所示，本发明的垫材1具有第一主面10a和位于与第一主面10a相向的位置的第二主面10b。

具有第一长侧面11a和位于与第一长侧面11a相向的位置的第二长侧面11b。

另外具有第一短侧面12a和位于与第一短侧面12a相向的位置的第二短侧面12b。

本发明的垫材1是氧化硅纤维、氧化铝-氧化硅纤维、氧化铝纤维等各种组成的无机纤维13、14相互缠结而构成的。

如图1(b)所示，在本发明垫材1的第一主面10a上形成2个以上的第一针贯通点21a，在第二主面10b上形成2个以上的第二针贯通点21b。并且，从第一针贯通点21a到第二针贯通点21b沿着垫材1的厚度方向T连续形成了第一交织部31。

另外，如图1(c)所示，在本发明垫材1的第一主面10a上形成2个以上的第三针贯通点22a，在第二主面10b上形成2个以上的第四针贯通点22b。并且，从第三针贯通点22a到第四针贯通点22b沿着垫材1的厚度方向T连续形成了第二交织部32。

在第一交织部31和第二交织部32以外的部分(以下也简称为非形成区域)33，无机纤维13比较松散地缠结，呈无纺布状。

另外，在第一交织部31和第二交织部32，与构成非形成区域33的无机纤维13相比，无机纤维14相互致密缠结。

利用相互致密缠结的无机纤维14，垫材1呈沿着厚度方向缝上那样的状态，以第一交织部31和第二交织部32为中心，垫材1的体积适度降低。

如图1(b)和图1(c)所示，本发明垫材1的第一交织部31和第二交织部32相对于第一主面10a和第二主面10b以特定角度倾斜。

另外，第一交织部31和第二交织部32倾斜的方向相互不同。

由此，垫材1的剪切强度充分增高。

关于此，下面使用附图详细说明。

图2(a)为通过从第一短侧面侧向第二短侧面侧对图1(a)所示的本发明垫材进行透视而得到的侧面透视图。

图2(b)为图2(a)所示的本发明垫材的侧面透视图的X区域的部分放大图。

图2(c)为示出使本发明的垫材负载剪切力的情况下的X区域的部分放大图。

在图2(a)所示的本发明垫材的侧面透视图中，假想直线L1为沿着与垫材1的厚度方向T垂直的方向画出的假想直线。

假想直线L2为沿着图1(b)所示的本发明垫材的第一交织部31画出的假想直线，假想直线L3为沿着图1(c)所示的本发明垫材的第二交织部32画出的假想直线。

如图2(a)所示，本发明的垫材1中，若从第一短侧面侧向第二短侧面侧透视垫材1，则假想直线L1与假想直线L2以小于90°的角度α交叉。

另外，假想直线L1与假想直线L3以大于90°的角度β交叉。

并且，假想直线L2与假想直线L3以特定角度γ交叉。

在本说明书中，所谓“沿着第一交织部画假想直线L2”指的是，在图2(a)所示的本发明垫材的侧面透视图中，从第一针贯通点21a到第二针贯通点21b画出假想直线。即，假想直线L2为连接本发明垫材的第一针贯通点21a和第二针贯通点21b的假想直线。

另外，所谓“沿着第二交织部画假想直线L3”指的是，在图2(a)所示的本发明的垫材的侧面透视图中，从第三针贯通点22a到第四针贯通点22b画出假想直线。即，假想直线L3为连接本发明垫材的第三针贯通点22a和第四针贯通点22b的假想直线。

另外，在图2(a)、图2(b)和图2(c)中，仅示出了沿着图1(a)的A-A线形成为列状的第一交织部和沿着B-B线形成为列状的第二交织部，对于形成为列状的其它的第一交织部和第二交织部，省略了图示。

另外，在本说明书中，通过假想直线L1与假想直线L2交叉而形成的具有角度α的一个角和通过假想直线L1与假想直线L3交叉而形成的具有角度β的另一角在本发明垫材的侧面透视图中具有同位角的关系(参照图2(a)、图2(b))。

如图2(a)和图2(b)所示，在不对垫材1施加剪切力的状态下，垫材1不变形，呈大致矩形的形状。

如图2(c)所示，若沿着平行于第一主面10a和第二主面10b的方向对垫材1施加剪切力(图2(c)中，施加剪切力的方向以箭头C表示)，则无机纤维相互缠结而构成的比较柔软的垫材1具有从大致矩形的形状变形为大致平行四边形的形状的倾向。

在该过程中，沿着连接上述平行四边形的2个锐角的对角线方向，对垫材1施加以从内侧向外侧拉伸垫材1的方式发挥作用的拉伸力(图2(c)中，施加拉伸力的方向以箭头D表示)。与之相反地，沿着连接上述平行四边形的2个钝角的对角线方向，对垫材1施加以从外侧向内侧压缩垫材1的方式发挥作用的压缩力(图2(c)中，施加压缩力的方向以箭头E表示)。

然而，沿着无机纤维相互致密缠结而成的、机械强度高的第一交织部31画出的假想直线L2通过与假想直线L1以特定角度α交叉而倾斜着。同样地，沿着机械强度高的第二交织部32画出的假想直线L3通过与假想直线L1以特定角度β交叉而倾斜着。并且，假想直线L2与假想直线L3以特定角度γ交叉。

因而，第一交织部31与第二交织部32能够如相互交叉的斜撑(筋交い)那样发挥作用，即使在沿着平行于第一主面10a和第二主面10b的方向施加剪切力的情况下，也能够将垫材1的变形抑制在最小限。

因此，垫材1不易破损。

由此，可以认为，本发明的垫材1的剪切强度充分高。

在本发明的垫材中，上述角度γ优选为20°～120°，这种情况下，更优选上述角度α为30°～80°、上述角度β为100°～150°。

这是由于如此能够适当地享有上述的剪切强度充分高这样的本发明的效果。

在本发明的垫材中，上述角度γ进一步优选为60°～90°，这种情况下，特别优选上述角度α为45°～60°、上述角度β为120°～135°。

这是由于这样能够更为适当地享有上述的剪切强度充分高这样的本发明的效果。

在本发明的垫材中，优选2个以上的第一交织部保持特定的间隔进行排列而形成第一列，2个以上的第二交织部保持特定的间隔进行排列而形成第二列。

这种情况下，进一步优选本发明垫材的上述第一列与上述第二列是交替形成的。

另外，进一步优选沿着平行于上述垫材的长度方向或宽度方向的方向，上述第一列与上述第二列以保持特定的间隔的方式交替地形成。

在这些垫材中，由于不具有仅第一交织部或仅第二交织部过于密集的部位，第一交织部与第二交织部在垫材全体中均衡地进行配置，因而可以更为适当地享有剪切强度充分高这样的本发明的效果。

特别地，若沿着平行于上述垫材的长度方向或宽度方向的方向将上述第一列与上述第二列保持特定的间隔进行了交替地形成，则能够进一步提高垫材的剪切强度。

在本发明的垫材中，上述无机纤维优选为选自由氧化铝纤维、氧化铝-氧化硅纤维、氧化硅纤维、生物溶解性纤维和玻璃纤维组成的组中的至少一种无机纤维。

由于这些无机纤维在耐热性等特性方面优异，因而由这些无机纤维构成的垫材和使用该垫材的保持密封材料在耐热性、保持力等方面优异。

另外，在构成垫材的无机纤维为生物溶解性纤维的情况下，在进行垫材的处理时即使生物溶解性纤维发生飞散而进入到体内也会发生溶解并被排出体外，因而对人体的安全性优异。

本发明的垫材优选进一步含有有机粘结剂。

若将含有有机粘结剂的垫材暴露于高温，则有机粘结剂分解、无机纤维的粘接被解除而发生膨胀。

因而，若将使用了含有有机粘结剂的垫材的保持密封材料用于尾气净化装置中，则使用尾气净化装置时，因高温的尾气使有机粘结剂发生分解，无机纤维的粘接被解除，保持密封材料发生膨胀，因而能够发挥出高保持力。

本发明的垫材优选进一步含有膨胀材。

若含有膨胀材的垫材被暴露于高温，则发生膨胀。

由此，在使用了含有膨胀材的垫材的保持密封材料中，由于使用尾气净化装置时因高温的尾气使膨胀材发生膨胀，因而能够发挥出高保持力。

本发明的保持密封材料为用于在外壳内保持尾气处理体的保持密封材料，该保持密封材料的特征在于，其使用本发明的任意一种垫材。

本发明的垫材的制造方法为包括针刺工序和烧制工序的垫材的制造方法，在针刺工序中，准备至少具有第一主面、位于与上述第一主面相向的位置的第二主面、第一侧面、位于与上述第一侧面相向的位置的第二侧面、由通过烧制而转换为无机纤维的无机纤维前体相互缠结而构成的片材，通过使针贯通上述片材来制作针刺片材；在烧制工序中，对上述针刺片材进行烧制；该制造方法的特征在于：

在上述针刺工序中，使第一针贯通上述片材，使得在沿着与上述片材的厚度方向垂直的方向画假想直线L1、从上述第一侧面侧向上述第二侧面侧对上述片材进行透视时，所述第一针与上述假想直线L1以小于90°的角度α进行交叉，由此来形成第一交织部前体；

使第二针贯通上述片材，使得所述第二针与上述假想直线L1以大于90°的角度β进行交叉、且与沿着上述第一交织部前体画出的假想直线L2以特定角度γ进行交叉，由此来形成第二交织部前体。

利用本发明垫材的制造方法，可以适当地制造上述的剪切强度充分高的本发明的垫材。

本发明的尾气净化装置为包括尾气处理体、容纳上述尾气处理体的外壳、以及配设于上述尾气处理体和上述外壳之间的用于保持上述尾气处理体的保持密封材料的尾气净化装置，该尾气净化装置的特征在于，

上述保持密封材料使用了本发明的任意一种垫材或经本发明的垫材的制造方法制造的垫材。

附图说明

图1中，图1的(a)为示意性示出本发明垫材的一例的立体图，图1的(b)为图1的(a)所示的本发明垫材的A-A线截面图，图1的(c)为图1的(a)所示的本发明垫材的B-B线截面图。

图2中，图2的(a)为通过从第一短侧面侧向第二短侧面侧对图1的(a)所示的本发明的垫材进行透视而得到的侧面透视图；图2的(b)为图2的(a)所示的本发明垫材的侧面透视图的X区域的部分放大图；图2的(c)为示出使本发明的垫材负载剪切力的情况下的X区域的部分放大图。

图3为示意性示出使用了本发明第一实施方式的垫材的保持密封材料的一例的立体图。

图4中，图4的(a)为示意性示出本发明的第一实施方式的尾气净化装置的立体图，图4的(b)为图4的(a)所示的本发明第一实施方式的尾气净化装置的F-F线截面图。

图5中，图5的(a)为示意性示出构成图4的(a)所示的本发明第一实施方式的尾气净化装置的尾气处理体的立体图，图5的(b)为示意性示出构成图4的(a)所示的本发明第一实施方式的尾气净化装置的外壳的立体图。

图6为示意性示出本发明的垫材的制造方法中使用的针刺装置和片材的局部切口立体图。

图7中，图7的(a)为本发明的垫材制造方法中的第一次针刺处理时的针刺装置和片材的H-H线截面图，图7的(b)为本发明的垫材制造方法中的第二次针刺处理时的针刺装置和片材的I-I线截面图。

图8为示意性说明使用构成本发明的第一实施方式的尾气净化装置的保持密封材料、尾气处理体和外壳来制造尾气净化装置的情况的立体图。

图9为示意性示出剪切强度试验机的侧面图。

图10中，图10的(a)为示意性示出现有垫材的一例的立体图，图10的(b)为图10的(a)所示的现有垫材的J-J线截面图，图10的(c)为图10的(a)所示的现有垫材的K-K线截面图。

图11中，图11的(a)为通过从第一短侧面侧向第二短侧面侧对图10的(a)所示的现有的垫材进行透视而得到的侧面透视图；图11的(b)为负载有剪切力的情况下图11的(a)所示的现有垫材的X’区域的部分放大图。

符号说明

垫材 1

第一主面 10a

第二主面 10b

第一长侧面 11a

第二长侧面 11b

第一短侧面 12a

第二短侧面 12b

无机纤维 13、14

针贯通点 21a、21b、22a、22b

第一交织部 31

第二交织部 32

具体实施方式

(第一实施方式)

下面参照附图对作为本发明的垫材、保持密封材料、垫材的制造方法和尾气净化装置的一个实施方式的第一实施方式进行说明。

本实施方式的垫材与上述本发明的垫材具有同样的构成，因而在下面的说明中，参照图1(a)和图1(b)进行说明。

另外，对于与本发明垫材的说明重复的事项，省略其说明。

图1(a)、图1(b)和图1(c)所示的本实施方式的垫材1的形状为具有特定长度(图1(a)中双箭头L所示)、宽度(图1(a)中双箭头W所示)和厚度(图1(a)中双箭头T所示)的俯视图大致为矩形的形状。

对于垫材1的尺寸没有特别限定，优选为长度100～100000mm×宽度100～1500mm×厚度5～30mm的范围。

垫材1是无机纤维13、14相互缠结而构成的。

上述无机纤维优选由选自由氧化铝纤维、氧化铝-氧化硅纤维、氧化硅纤维、生物溶解性纤维和玻璃纤维组成的组中的至少一种无机纤维构成。

在氧化铝纤维中，除氧化铝以外，也可以含有例如CaO、MgO、ZrO₂等添加剂。

作为氧化铝-氧化硅纤维的组成比，以重量比计优选Al₂O₃∶SiO₂＝60∶40～80∶20，更优选Al₂O₃∶SiO₂＝70∶30～74∶26。

在上述组成比中，若氧化铝的含量多于氧化铝组成比的优选上限值(Al₂O₃∶SiO₂＝80∶20)，则易于进行氧化铝-氧化硅的结晶化，无机纤维的柔软性容易丧失。另外，在上述组成比中，若氧化硅少于氧化硅组成比的优选下限值(Al₂O₃∶SiO₂＝80∶20)，则无机纤维的刚性不足，不易得到充分的剪切强度。

另外，在氧化硅纤维中，除了氧化硅以外，也可以含有例如CaO、MgO、ZrO₂等添加剂。

上述生物溶解性纤维为含有选自由碱金属化合物、碱土金属化合物以及硼化合物组成的组中的至少一种化合物的无机纤维。

生物溶解性纤维即使进入到人体内也易于发生溶解，因而生物溶解性纤维相互缠结而构成的垫材对人体的安全性优异。

具体地说，对于生物溶解性纤维的组成，可以举出含有60～85重量％的氧化硅以及15～40重量％的选自由碱金属化合物、碱土金属化合物和硼化合物组成的组中的至少一种化合物的组成。

上述氧化硅为SiO或SiO₂。

另外，作为上述碱金属化合物，可以举出例如Na、K的氧化物等，作为上述碱土金属化合物，可以举出Mg、Ca、Ba的氧化物等。作为上述硼化合物，可以举出B的氧化物等。

上述氧化硅的含量若不足60重量％，则不易利用玻璃熔融法进行制作、不易纤维化。另外，结构上易碎，具有过于容易溶解于生理盐水中的倾向。

另一方面，若超过85重量％，则具有过于不易溶解于生理盐水中的倾向。

另外，氧化硅的含量是换算为SiO₂而计算出的。

另外，选自由碱金属化合物、碱土金属化合物和硼化合物组成的组中的至少一种化合物的含量若不足15重量％，则具有过于难以溶解于生理盐水中的倾向。

另一方面，若超过40重量％，则不易利用玻璃熔融法进行制作、不易纤维化。另外，结构上易碎，具有过于容易溶解于生理盐水中的倾向。

上述无机纤维在生理盐水中的溶解度优选为30ppm以上。这是由于，上述溶解度若不足30ppm，则在无机纤维进入到体内的情况下，不易排出到体外，在健康方面不优选。

另外，溶解度可以利用下述方法进行测定。

(I)首先使用食品用搅拌机将2.5g的无机纤维悬浮在蒸馏水中，然后静置使无机纤维沉淀。进一步地，通过倾析除去上层清液后，在110℃进行干燥来除去残留的液体。由此制备无机纤维试样。

(II)将氯化钠6.780g、氯化铵0.540g、碳酸氢钠2.270g、磷酸氢二钠0.170g、柠檬酸钠二水合物0.060g、甘氨酸0.450g以及硫酸(比重1.84)0.050g利用蒸馏水稀释到1升(1)，制备生理盐水溶液。

(III)将(I)中制备的无机纤维试样0.50g和(II)中制备的生理盐水溶液25cm³加入到离心管中，充分振荡后，利用37℃、20循环/分钟的恒温振荡器处理5小时。

其后，取出离心管，在4500rpm进行5分钟的离心分离，利用注射器取出其上清。

(IV)接下来，利用过滤器(0.45μm硝酸纤维素膜过滤器)对上述上层清液进行过滤，对于所得到的试样，利用原子吸光分析测定氧化硅、氧化钙和氧化镁在生理盐水溶液中的溶解度。

无机纤维13、14的平均纤维长优选为3.5mm～100mm。这是由于可以充分提高垫材的剪切强度。

无机纤维的平均纤维长若不足3.5mm，则无机纤维的纤维长过短，垫材的剪切强度降低。另外，若无机纤维的平均纤维长超过100mm，则无机纤维的纤维长过长，垫材制作时无机纤维的处理性会降低。

无机纤维13、14的平均纤维径优选为3～10μm。

无机纤维13、14的平均纤维径若为3～10μm，则无机纤维13、14的强度和柔软性充分高，能够提高垫材1的剪切强度。

在本实施方式的垫材1的第一主面10a(第二主面10b)上，4个第一针贯通点21a(第二针贯通点21b)通过保持特定的间隔沿着宽度方向W进行排列而形成第一列41。

另外，在本实施方式的垫材1的第一主面10a(第二主面10b)上，4个第三针贯通点22a(第四针贯通点22b)通过保持特定的间隔沿着宽度方向W进行排列而形成第二列42。

第一列41和第二列42保持特定的间隔沿着长度方向L交替地形成。

第一交织部31和第二交织部32的详细构成与图1(b)、图1(c)和图2(a)所示的本发明的垫材大致相同。

对于第一交织部31和第二交织部32，与非形成区域33相比，是由相互致密缠结的无机纤维14构成的。

对于本实施方式的垫材1，如图2(a)所示，若从第一短侧面12a侧向第二短侧面12b侧透视垫材，则优选假想直线L1与假想直线L2以30°～80°的角度α交叉、假想直线L1与假想直线L3以100°～150°的角度β交叉。另外，优选假想直线L2与假想直线L3以20°～120°的角度γ交叉。

上述角度α更优选为45°～60°、上述角度β更优选为120°～135°、上述角度γ更优选为60°～90°。

本实施方式的垫材1的第一交织部31和第二交织部32的合计形成密度(在下面的说明中，“交织部”包括“第一交织部”和“第二交织部”)优选为0.5～30个/cm²。这是由于如此垫材1的剪切强度会进一步得到提高、体积适度得以降低。

与此相对，若交织部的形成密度不足0.5个/cm²，则每单位面积形成的交织部的数目过少，剪切强度容易降低，体积不易降低。

另外，若交织部的形成密度超过30个/cm²，则每单位面积所形成的交织部的数目过多，因而垫材的体积过低、回弹力容易降低。另外会包含大量在针刺处理中被裁断得很碎的无机纤维，垫材的剪切强度容易降低。

另外，所谓交织部的形成密度指的是，沿着大致平行于第一主面和第二主面的平面将垫材在厚度方向的中间位置大致二等分地切断，在利用目视或放大镜对所得到的主截面进行观察的情况下所确认到的每1cm²的主截面上所形成的交织部的个数。

在本实施方式的垫材1中，一个第一针贯通点21a、第二针贯通点21b、第三针贯通点22a或第四针贯通点22b(在下面的说明中，不区别“第一针贯通点”、“第二针贯通点”、“第三针贯通点”、“第四针贯通点”，而简称为“针贯通点”)和与其最接近的其它针贯通点的最短距离(图1(a)中双箭头Y所示的距离)优选为1mm～10mm。这是由于，这样，交织部不会过分密集、垫材1的剪切强度容易充分提高、易于适度降低体积。

与此相对，一个针贯通点和与其最接近的其它的针贯通点的最短距离若超过10mm，则每单位面积所形成的交织部的数目过少、剪切强度容易降低、体积不易降低。

另外，上述最短距离若不足1mm，则每单位面积所形成的交织部的数目过多，因而垫材的体积过于降低、回弹力容易降低。另外会包含大量在针刺处理中被裁断得很碎的无机纤维，垫材的剪切强度容易降低。

本实施方式的垫材1的针贯通点的直径优选为0.1mm～2mm。

针贯通点的直径若处于上述范围，则针贯通点的直径不会过大，因而易于充分提高垫材1的剪切强度。

与此相对，若针贯通点的直径超过2mm，则针贯通点和构成交织部的无机纤维呈粗大的状态，垫材的剪切强度容易降低。

另外，若针贯通点的直径不足0.1mm，则在交织部无机纤维不易充分缠结，垫材的剪切强度容易降低、体积不易降低。

本实施方式的垫材1的单位面积重量(每单位面积的重量)优选为500～3000g/m²。这是由于，若垫材的单位面积重量为500～3000g/m²，则可适当地享有利用第一交织部和第二交织部带来的防止垫材变形的效果，并且垫材的体积会适度降低。

与此相对，若垫材的单位面积重量不足500g/m²，则不易发挥出由第一交织部和第二交织部带来的防止垫材变形的效果；若垫材的单位面积重量超过3000g/m²，则垫材的体积难以降低。

垫材1的单位面积重量更优选为1000～2800g/m²。

本实施方式的垫材1的密度优选为0.08～0.20g/cm³。

这是由于，若垫材的密度为0.08～0.20g/cm³，则无机纤维彼此缠结良好，因而不易发生无机纤维的剥离，垫材具有适度的柔软性。

与此相对，若垫材的密度不足0.08g/cm³，则无机纤维的缠结弱、无机纤维易于剥离。另外，若垫材的密度超过0.20g/cm³，则垫材变硬、处理性降低。

垫材1的密度更优选为0.10～0.15g/cm³。

本实施方式的垫材1可以含有有机粘结剂。

若将使用了含有有机粘结剂的垫材(下文也简称为粘结剂垫材)的保持密封材料用于尾气净化装置中，则在使用尾气净化装置时，有机粘结剂因高温的尾气而发生分解、无机纤维的粘接得到解除、保持密封材料发生膨胀，因而能够发挥出高保持力。

另外，对于有机粘结剂，例如可以为丙烯酸系树脂、丙烯酸橡胶等橡胶；羧甲基纤维素或聚乙烯醇等水溶性有机聚合物；苯乙烯树脂等热塑性树脂；环氧树脂等热固性树脂等。这些之中，特别优选丙烯酸橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶。

粘结剂垫材全体中所含有的有机粘结剂的总量优选为粘结剂垫材全体的重量的0.5～20重量％。选择该含量的原因在于，由于构成粘结剂垫材的无机纤维彼此能够更为强固地粘接，因而可以提高粘结剂垫材的强度。另外其原因还在于，易于适度地降低粘结剂垫材的体积。

另一方面，若粘结剂垫材全体中所含有的有机粘结剂的总量不足粘结剂垫材全体的重量的0.5重量％，则有机粘结剂的量过少，无机纤维容易飞散、粘结剂垫材的强度易于降低。

另外，若粘结剂垫材全体中所含有的有机粘结剂的总量超过粘结剂垫材全体的重量的20重量％，则在将使用了粘结剂垫材的保持密封材料用于尾气净化装置的情况下，所排出的尾气中的有机成分的量会增加，因而容易对环境施加负荷。

接下来利用附图对使用了本实施方式垫材的保持密封材料和尾气净化装置的构成进行说明。

图3为示意性示出使用了本发明的第一实施方式的垫材的保持密封材料的一例的立体图。

图3所示的本发明的保持密封材料200是通过将上述本实施方式的垫材1切断成特定形状来制造的。

图3所示的本发明的保持密封材料200的形状是具有特定的长度(图3中箭头L’所示)、宽度(图3中箭头W’所示)和厚度(图3中箭头T’所示)的俯视图大致为矩形的形状。另外，图3所示的本发明的保持密封材料200的长度方向、宽度方向和厚度方向分别对应于图1所示的本实施方式的垫材1的长度方向、宽度方向和厚度方向。

另外，在平行于保持密封材料200的宽度方向的端面233a、233b之中，一侧端面233a形成了凸部234a、另一端面233b形成了在将保持密封材料200卷起使端面233a与端面233b相抵接时与凸部234a相嵌合的形状的凹部234b。

本实施方式的保持密封材料200全体中所含有的有机粘结剂的总量优选为保持密封材料200全体的重量的0.5～20重量％。

其原因在于，由于能够将构成本实施方式的保持密封材料200的无机纤维彼此更为强固地粘接，因而能够提高本实施方式的保持密封材料200的强度。另外还在于易于适度地降低本实施方式的保持密封材料200的体积。

另一方面，若保持密封材料全体中所含有的有机粘结剂的总量小于保持密封材料全体的重量的0.5重量％，则有机粘结剂的量过少，无机纤维易于飞散，保持密封材料的强度容易降低。

另外，若保持密封材料全体中所含有的有机粘结剂的总量超过保持密封材料全体的重量的20重量％，则在将保持密封材料用于尾气净化装置中的情况下，所排出的尾气中的有机成分的量会增加，因而容易对环境施加负荷。

本实施方式的保持密封材料200的尺寸优选为长度200～1000mm×宽度50～500mm×厚度5～30mm。

在本实施方式的保持密封材料200中，在第一主面210a(第二主面210b)上，第一针贯通点221a(第二针贯通点221b)通过保持特定的间隔沿着宽度方向W’进行排列而形成第一列241。

另外，在本实施方式的保持密封材料200中，第三针贯通点222a(第四针贯通点222b)通过保持特定的间隔沿着宽度方向W’进行排列而形成第二列242。

在本实施方式的保持密封材料200中，第一列241和第二列242保持特定的间隔沿着长度方向L’交替地形成。

在本实施方式的保持密封材料200中，从第一针贯通点221a到第二针贯通点221b沿着保持密封材料200的厚度方向T’连续地形成第一交织部。

另外，在本实施方式的保持密封材料200中，从第三针贯通点222a到第四针贯通点222b沿着保持密封材料200的厚度方向T’连续地形成第二交织部。

关于本实施方式的保持密封材料200的第一交织部和第二交织部的详细构成，与在本发明垫材的说明中已经叙述的相同，因而省略说明。

如图3所示，优选第一列241和第二列242保持特定的间隔沿着长度方向L’交替地形成。

如后述的图8所示，在经由压入工序来制造尾气净化装置的情况下，在从一侧的短侧面侧向着另一侧的短侧面侧对保持密封材料进行透视得到的侧面透视图中，沿着平行于第一主面和第二主面的方向施加剪切力(参照图2(c))。即，沿着平行于保持密封材料200的宽度方向W’的方向施加剪切力。

若第一列241和第二列242保持特定的间隔沿着长度方向L’交替形成，则在由一侧短侧面侧向着另一侧的短侧面侧对保持密封材料进行透视的情况下，如图2(a)所示，假想直线L1和假想直线L2以特定角度α交叉、假想直线L1和假想直线L3以特定角度β交叉、假想直线L1和假想直线L2以特定角度γ交叉。

由此，第一交织部与第二交织部能够如斜撑那样发挥作用，即使在沿着保持密封材料200的宽度方向W’施加剪切力的情况下，也能够将保持密封材料200的变形抑制在最小限、能够防止破损。

本实施方式的保持密封材料200可适当地用于例如尾气净化装置中。

利用附图对使用了本实施方式的保持密封材料200的尾气净化装置的构成进行说明。

图4(a)为示意性示出本发明第一实施方式的尾气净化装置的立体图、图4(b)为图4(a)所示的本发明第一实施方式的尾气净化装置的F-F线截面图。

图5(a)为示意性示出构成图4(a)所示的本发明第一实施方式的尾气净化装置的尾气处理体的立体图，图5(b)为示意性示出构成图4(a)所示的本发明第一实施方式的尾气净化装置的外壳的立体图。

如图4(a)和图4(b)所示，本发明第一实施方式的尾气净化装置60由隔着孔道壁42在长度方向上并列设置有多个孔道41的柱状的尾气处理体40；容纳尾气处理体40的外壳50；以及配设于尾气处理体40和外壳50之间、用于保持尾气处理体40的本实施方式的保持密封材料200构成。

另外，关于本实施方式的保持密封材料200的构成，由于已经叙述，因而在此省略。

另外，在外壳50的端部，可以根据需要连接用于导入由内燃机中排出的尾气的导入管以及将通过了尾气净化装置的尾气排出到外部的排出管。

如图5(a)所示，尾气处理体40主要由多孔质陶瓷构成，其形状为大致圆柱状。另外，出于增强尾气处理体40的外周部、或调整形状、或提高尾气处理体40的绝热性的目的，在尾气处理体40的外周设有涂层44。

另外，在尾气处理体40的各个孔道中的任意一侧端部被密封材43封孔。

另外，作为尾气处理体40，例如可以由堇青石或钛酸铝等构成，可以为图5(a)所示那样的一体形成的尾气处理体。另外还可以为将2个以上的由碳化硅或含硅的碳化硅等构成的在长度方向上隔着孔道壁并列设置有多个孔道的柱状的蜂窝烧制体籍由主要含有陶瓷的粘接材料层结合而成的尾气处理体。

针对外壳50进行说明。图5(b)所示的外壳50主要由不锈钢等金属构成，其形状为大致圆筒状。另外，其内径比在尾气处理体40上缠绕有保持密封材料200的状态的卷绕体的直径稍短，其长度与尾气处理体40的长度方向上的长度大致相同。

另外，外壳的材质只要为具有耐热性的金属即可，并不限于上述的不锈钢，也可以为铝、铁等金属类。

另外，作为上述外壳，可以为沿着长度方向将大致圆筒状的外壳分割为2个以上的外壳片的外壳(即蛤壳)、仅在1处具有沿着长度方向延伸的狭缝(开口部)的截面为C字状或U字状的圆筒状的外壳、通过在缠绕于尾气处理体上的保持密封材料的外周进行卷接而成为圆筒状外壳的金属板等。

关于利用具有上述构成的本实施方式的尾气净化装置60使尾气得以净化的理由，使用图4(b)如下进行说明。

如图4(b)所示，由内燃机排出并流入尾气净化装置60的尾气(在图4(b)中，尾气以G表示、尾气的流动如箭头所示)向尾气处理体40的在尾气流入侧端面40a开口的一个孔道41中流入，通过隔开孔道41的孔道壁42。此时，尾气中的颗粒物质(下文也简称为PM)被孔道壁42所捕集，使尾气得以净化。净化后的尾气从在尾气流出侧端面40b开口的其它孔道41流出，被排出到外部。

接下来，对制造本实施方式的垫材的方法、使用所制造的垫材来制作保持密封材料的方法、以及使用所制作的保持密封材料来制造尾气净化装置的方法进行说明。

本实施方式的垫材经下述工序(1)～(4)进行制造。

此处，针对制造通过包含氧化铝-氧化硅纤维而成的垫材的情况进行说明，但对于构成本实施方式的垫材的无机纤维，并不限于氧化铝-氧化硅纤维，可以为上述的氧化铝纤维等各种组成的无机纤维。

(1)纺丝工序

制备碱性氯化铝水溶液以使Al含量以及Al与Cl的原子比处于特定值，在该碱性氯化铝水溶液中按照烧制后的无机纤维中的组成比为Al₂O₃∶SiO₂＝60∶40～80∶20(重量比)的方式添加硅溶胶。进一步地，为了提高成型性，适量添加有机聚合物，制备混合液。

对所得到的混合液进行浓缩来制成纺丝用混合物，利用喷纺(ブロ一イソグ)法对该纺丝用混合物进行纺丝，制作具有特定平均纤维径的无机纤维前体。

所谓喷纺法指的是向由喷气嘴喷出的高速气体流(空气流)中供给从纺丝用混合物供给用喷嘴中挤出的纺丝用混合物，从而进行无机纤维前体的纺丝的方法。

(2)层积工序

接下来，利用交错层积(クロスレイヤ一)法来层积无机纤维前体，制作特定尺寸的片材。

在交错层积法中使用由皮带输送机和机臂(arm)构成的层积装置，所述皮带输送机向一定方向进行传送驱动；所述机臂可在相对于皮带输送机的传送驱动方向正交的方向在皮带输送机上往复移动，用于供给集棉(集棉)为薄层片状的无机纤维前体(前体幅(ウエブ))。

在使用该层积装置通过交错层积法制作片材的情况下，首先使皮带输送机传送驱动。在该状态下，一边使机臂在相对于皮带输送机的传送驱动方向正交的方向往复移动，一边将前体幅由机臂连续供给到皮带输送机上。如此，一边将前体幅在皮带输送机上进行多次回折并叠起而进行层积，一边经由皮带输送机在一定方向连续传送。在层积的前体幅的长度达到适于处理的适当长度处进行切断，制作特定尺寸的片材。

对于通过交错层积法制作的片材，大部分无机纤维前体沿着大致平行于第一主面和第二主面的方向进行排列，相互松散地缠结。

(3)针刺工序

在针刺工序中，使用下述的图6所示的针刺装置进行针刺处理。

图6为示意性示出本发明垫材的制造方法中使用的针刺装置和片材的局部切口立体图。

图7(a)为本发明垫材的制造方法中的第一次针刺处理时的针刺装置和片材的H-H线截面图，图7(b)为本发明垫材的制造方法中的第二次针刺处理时的针刺装置和片材的I-I线截面图。

图6所示的针刺装置100由支承板110a、按压板110b、针板120、以及活塞112构成，其中支承板110a具有能够支承片材1x的载置面111；按压板110b与载置面111相向设置、可与支承板110a一起将片材1x夹入；针板120设于按压板110b的上方；活塞112安装于针板120，能够在刺入方向(片材1x的厚度方向，在图6、图7(a)和图7(b)中双箭头T”所示的方向)往复移动。

在针板120的与按压板110b相向的相向面122上，2个以上的针121以特定的间隔立设安装在大致垂直方向上，呈剑山(剣山)那样的形状。

针121是细的、前端尖的针，在该针表面形成有倒刺。

4个针121保持特定的间隔沿着宽度方向W”排列，形成第一针列141。

另外，4个针121保持特定的间隔沿着宽度方向W”排列而成的第二针列142与第一针列141相邻地形成。

尽管省略图示，但各针列是保持特定的间隔沿着长度方向L”(图6中的进深方向)连续形成的。

如图6和图7(a)所示，在支承板110a设有针121可贯通的2个以上的贯通孔113a，在按压板110b设有针121可贯通的2个以上的贯通孔113b。

另外，如图6和图7(b)所示，在按压板110b，在一个贯通孔113b与其它贯通孔113b的大致中间位置进一步形成有针121可贯通的另外的贯通孔113b’。

同样地，在支承板110a，在一个贯通孔113a与其它贯通孔113a的大致中间位置进一步形成有针121可贯通的另外的贯通孔113a’。

支承板110a和按压板110b按照能够倾斜特定角度的方式来构成。

片材1x具有第一主面10x、与第一主面10x相向设置的第二主面10y、第一长侧面11x、与第一长侧面11x相向设置的第二长侧面11y、第一短侧面12x、以及与第一短侧面12x相向设置的第二短侧面(未图示)，是通过烧制能转换为无机纤维的无机纤维前体114相互缠结而构成的片材。

在使用该针刺装置100进行针刺处理的情况下，首先，如图6所示，将片材1x设置于支承板110a的载置面111。

接下来，将按压板110b安装在片材1x的上面。

另外，使被支承板110a和按压板110b夹住的状态的片材1x连同支承板110a和按压板110b一起以特定角度倾斜。

具体地说，如图7(a)所示，在沿着针121的长度方向画出直线L1’的情况下，按照直线L1’与按压板110b的上表面所形成的倾斜角度α’为小于90°的角度的方式使支承板110a、按压板110b和片材1x进行倾斜。

其后使针板120下降，以使针121扎进按压板110b的贯通孔113b。

如此，针121贯通按压板110b的贯通孔113b、片材1x和支承板110a的贯通孔113a。

将贯通了的针121从片材1x中拔出，从而完成第一次的针刺处理。

在第一次的针刺处理中，若沿着与片材1x的厚度方向垂直的方向画出假想直线L1、从第一短侧面12x侧向着第二短侧面侧对片材1x进行透视，则针121按照与假想直线L1以不足90°的角度α进行交叉的方式贯通片材1x。

由此来形成在烧制后会转换为上述第一交织部的第一交织部前体。

接下来进行第二次针刺处理。

使被支承板110a和按压板110b夹住的状态的片材1x连同支承板110a和按压板110b一起在与第一次针刺处理中倾斜的方向相反的方向上以特定角度倾斜。

具体地说，如图7(b)所示，在沿着针121的长度方向画出直线L2’的情况下，按照直线L2’与按压板110b的上表面所形成的倾斜角度α’为大于90°的角度的方式使被支承板110a与按压板110b夹住的状态的片材1x进行倾斜。

并且，按照针121扎进按压板110b的贯通孔113b’中的方式使支承板110a、按压板110b和片材1x的位置发生移动。

其后，使针板120下降。

如此，针121贯通按压板110b的贯通孔113b’、片材1x和支承板110a的贯通孔113a’。

将贯通了的针121从片材1x中拔出，从而完成第二次的针刺处理。

该第二次的针刺处理中，针121按照与假想直线L1以大于90°的角度β进行交叉、且与沿着第一交织部前体画出的假想直线L2以特定角度γ进行交叉的方式贯通片材1x。由此来形成在烧制后会转换为第二交织部的第二交织部前体。

通过进行这样的第一次针刺处理和第二次针刺处理，可以制作针刺片材。

另外，通过适当变更第一次针刺处理或第二次针刺处理中的倾斜角度α’，可以将经过后述工序制造出的垫材中的角度α、β和γ变更为所期望的值。

在针刺工序中，使用以特定间隔在针板的相向面的每单位面积上安装有特定数目的针(具有特定直径的针)的针板，以使得经过后述的烧制工序制作出的垫材中所形成的交织部的形成密度为0.5～30个/cm²、一个针贯通点和与其最接近的其它的针贯通点的最短距离为1～10mm、针贯通点的直径为0.1～2mm。

另外，为了变更交织部的形成密度，可以适当变更进行针刺处理的次数。

(4)烧制工序

接下来在最高温度约1000℃～约1600℃下对所得到的针刺片材进行烧制，从而将无机纤维前体转换为无机纤维，制造本实施方式的垫材。

在使用经工序(4)制造的垫材来制作本实施方式的保持密封材料的情况下，可以通过将制造出的垫材供于下述工序(5)中来进行。

(5)成型切断工序

切断所制造的垫材来制作具有特定尺寸的保持密封材料。

此时，按照下述方式进行切断：在保持密封材料的端面之中，在一侧端面的一部分形成凸部、在另一侧端面的一部分形成与凸部嵌合的形状的凹部。

具体地说，可以通过使用具备安装于活塞的前端、能够在上下方向往复运动的冲切板；以及与冲切板相向、能够载置垫材的载置板的冲切装置来制作保持密封材料。

在冲切板上固定有与所制造的保持密封材料的外形相对应的形状的冲切刃以及由自由伸缩的橡胶等构成的弹性部件。另外，在载置板上与冲切刃相对应的位置设有贯通孔以使在冲切板与载置板相接近的情况下冲切刃不与载置板相接触。

在使用这样的冲切装置对垫材进行冲切的情况下，按照垫材的第一主面位于冲切板侧、第二主面位于载置板侧的方式在载置板上载置垫材，使冲切板在上下方向进行运动。

如此，弹性部件压住垫材并在垫材的厚度方向收缩，与此同时，冲切刃从垫材的第一主面侧侵入到垫材的内部，冲切刃贯通垫材。

由此，垫材被冲切为如图3所示的特定形状，制作出保持密封材料。

在使用经工序(5)制作的保持密封材料来制造本实施方式的尾气净化装置的情况下，可以通过将所制作的保持密封材料供于下述工序(6)中来进行。

下面使用附图对制造尾气净化装置的工序(6)进行说明。

图8是示意性说明使用构成本发明的第一实施方式的尾气净化装置的保持密封材料、尾气处理体和外壳来制造尾气净化装置的情况的立体图。

(6)压入工序

在圆柱形状的尾气处理体(蜂窝过滤器)40的外周按照凸部234a与凹部234b相嵌合的方式卷绕上述工序(5)中制作的保持密封材料200。随后，如图8所示，将卷绕有保持密封材料200的尾气处理体40压入到具有特定尺寸的圆筒状的、主要由金属等构成的外壳50中。

另外，在进行压入时，可以使用由锥形状的圆筒体构成的压入夹具，该圆筒体的一侧端部的内径稍小于外壳端部的内径、另一侧端部的内径充分大于包含了保持密封材料的尾气处理体的外径。

经过以上的工序制作出图4(a)和图4(b)所示的本实施方式的尾气净化装置60。

下面列举出本发明第一实施方式的垫材、保持密封材料、垫材的制造方法和尾气净化装置的效果。

(1)本实施方式的垫材具有从第一针贯通点到第二针贯通点沿着垫材的厚度方向连续形成的2个以上的交织部。

在交织部，无机纤维相互致密缠结，因而以交织部为中心的垫材的体积适度降低。

(2)在本实施方式的垫材中，如图2(a)所示，假想直线L1与假想直线L2以小于90°的角度α交叉、假想直线L1与假想直线L3以大于90°的角度β交叉、假想直线L2与假想直线L3以特定角度γ交叉。

因而，第一交织部和第二交织部能够如相互交叉的斜撑那样发挥作用，即使在沿着平行于第一主面和第二主面的方向施加剪切力的情况下，也能够将垫材的变形抑制在最小限。因此，垫材不易破损。

如此，本实施方式垫材的剪切强度充分高。

另外，在上述角度γ为20°～120°、上述角度α为30°～80°、上述角度β为100°～150°的情况下，可以进一步提高剪切强度。

在上述角度γ为60°～90°、上述角度α为45°～60°、上述角度β为120°～135°的情况下，能够进一步提高剪切强度。

(3)在本实施方式的垫材中，2个以上的第一交织部通过保持特定的间隔进行排列而形成第一列，2个以上的第二交织部通过保持特定的间隔进行排列而形成第二列。

更具体地说，沿着平行于垫材的长度方向或宽度方向的方向，第一列和第二列保持特定的间隔交替地形成。

因此，不存在仅第一交织部或仅第二交织部过于密集的部位，第一交织部和第二交织部在垫材全体中均衡地配置，因而剪切强度更高。

(4)构成本实施方式的垫材的无机纤维为选自由氧化铝纤维、氧化铝-氧化硅纤维、氧化硅纤维、生物溶解性纤维和玻璃纤维组成的组中的至少一种无机纤维。

这些无机纤维的耐热性等特性优异，因而本实施方式的垫材在耐热性、保持力等方面优异。

另外，构成垫材的无机纤维为生物溶解性纤维的情况下，在进行垫材的处理时即使生物溶解性纤维发生飞散而进入到体内也会发生溶解并被排出体外，因而对人体的安全性优异。

(5)本实施方式的保持密封材料由于使用了上述本实施方式的垫材，因而体积得以适度降低。从而，在将保持密封材料用于尾气净化装置的制造的情况下，易于将卷绕有保持密封材料的尾气处理体压入到外壳中。

(6)对于本实施方式的保持密封材料，由于使用了形成有如斜撑那样发挥作用的第一交织部和第二交织部的本实施方式的垫材，因而保持密封材料的剪切强度高。

因而，在将卷绕有保持密封材料的尾气处理体压入到外壳中时，保持密封材料不易破损。

另外，所制造的尾气净化装置的保持密封材料不易破损、耐久性高。

(7)利用本实施方式的垫材的制造方法可以适当地制造具有上述构成和效果的本实施方式的垫材。

(8)本实施方式的尾气净化装置由于具备具有上述特定结构的尾气处理体，因而能够有效去除尾气中的PM、有害气体等。

另外，作为构成尾气净化装置的保持密封材料，使用的是由剪切强度高的本实施方式的垫材制作的保持密封材料，因而在使用时等保持密封材料不易破损。

实施例

(实施例1)

通过经由下述工序(1)～(5)来制造本实施方式的垫材。

(1)纺丝工序

制备碱性氯化铝水溶液以使Al含量为70g/l、Al∶Cl＝1∶1.8(原子比)，向该碱性氯化铝水溶液中混合硅溶胶，以使烧制后的无机纤维中的组成比为Al₂O₃∶SiO₂＝72∶28(重量比)，进一步添加适量的有机聚合物(聚乙烯醇)制备混合液。

对所得到的混合液进行浓缩来制成纺丝用混合物，利用喷纺法对该纺丝用混合物进行纺丝，制作无机纤维前体。

无机纤维前体的平均纤维长为100mm、平均纤维径为8.0μm。

(2)层积工序

利用交错层积法对上述工序(1)中得到的无机纤维前体进行层积，制作具有特定尺寸的连续的长片材。

(3)切断工序

接下来，通过将长片材切断成特定的尺寸来制作片材。

对于所制作的片材，其俯视图为大致矩形的形状、为长度150mm×宽度150mm×厚度12mm、每单位面积的重量为2420g/m²。

(4)针刺工序

准备与图6所示的针刺装置具有大致相同构成的针刺装置。

另外，作为针板，使用针板相向面的每单位面积上所形成的针的数目为9个/cm²、以特定间隔安装有直径为约2mm的针的针板。

按照支承板的载置面与片材的第二主面相接的方式将片材设于载置面上。

另外，利用支承板和按压板夹住片材以使厚度为15mm。

在保持该状态的情况下按照沿着针的长度方向画出的直线与按压板的上表面所成的倾斜角度α’为45°的方式使支承板、按压板和片材倾斜。

接下来，通过使位于支承板、片材和按压板的上方的针板下降，使2个以上的针从片材的第一主面侧向着第二主面侧贯通。

其后，将针从片材中拔出，由此进行了第一次针刺处理。

接下来进行第二次针刺处理。

具体地说，按照沿着针的长度方向画出的直线与按压板的上表面所成的倾斜角度α’为135°的方式使被支承板和按压板夹住的状态的片材发生倾斜。

另外，按照将针扎进与第一次针刺处理中针所贯通的按压板的贯通孔不同的贯通孔中的方式来移动支承板、按压板和片材的位置。

接下来，通过使位于支承板、片材和按压板的上方的针板下降，将2个以上的针从片材的第一主面侧向着第二主面侧贯通。

其后，将针从片材中拔出，从而进行了第二次针刺处理。

经过以上的工序来制作针刺片材。

(5)烧制工序

接下来对针刺片材在最高温度1250℃下进行烧制，从而将无机纤维前体转换为无机纤维，制作本实施例的垫材。

所制造的垫材由氧化铝-氧化硅纤维相互缠结而构成、为长度105mm×宽度105mm×厚度8.4mm、每单位面积的重量为2470g/m²。

另外具有从第一针贯通点到第二针贯通点进行设置的第一交织部以及从第三针贯通点到第四针贯通点进行设置的第二交织部。

推测，假想直线L1与假想直线L2所成的角度α为45°、假想直线L1与假想直线L3所成的角度β为135°、假想直线L2与假想直线L3所成的角度为90°。

由所制作的垫材制作长度25mm×宽度50mm的尺寸的切断片，沿着大致平行于第一主面和第二主面的平面在厚度方向的中间位置将切断片大致二等分地切断，利用显微镜对所得到的主截面进行观察，由此求出第一交织部和第二交织部的合计形成密度。

其结果，第一交织部与第二交织部的合计形成密度为20个/cm²。

一个针贯通点和与其最接近的其它针贯通点的最短距离为2.7mm。

针贯通点的直径为1mm。

(剪切强度测定试验)

剪切强度测定试验使用图9所示的剪切强度试验机来进行。

图9为示意性示出剪切强度试验机的侧面图。

图9所示的剪切强度试验机70由仅在一侧主面形成有77个圆锥状突起(底面的直径1mm×高度1.6mm)72的SUS制造的2片板材(长度50mm×宽度50mm×厚度3mm)71a、71b以及在两主面分别形成有77个圆锥状突起(底面的直径1mm×高度1.6mm)72的SUS制造的中间板材(长度50mm×宽度50mm×厚度3mm)73构成。

使用剪切强度试验机70的剪切强度的测定如下进行。

首先，将所制造的垫材冲切成俯视图尺寸为宽度25×长度50mm，制成剪切强度测定用样品。另外，样品的宽度方向与垫材的宽度方向一致、样品的长度方向与垫材的长度方向一致。因此，若从一侧短侧面侧向另一侧短侧面侧对样品进行透视，则如图2(a)所示，假想直线L2(第一交织部)与假想直线L3(第二交织部)交叉。

在一方板材71a的形成了突起72的主面上放置一个测定用样品80，在其上放置两面形成了突起72的中间板材73，由此以特定间隔g夹入一个测定用样品80。

接下来，在中间板材73上放置另一个测定用样品80，进一步在该测定用样品80上以特定间隔g放置另一个的板材71b。

如此，在三张板材的各间隔中分别夹入一张、共计夹入二张测定用样品80，进行压缩。

此时，调整三张板材的间隔以使经压缩的各样品80的密度为0.35g/cm³。

接下来，将上下2片板材71a、71b和中间板材73向彼此相反的方向(图9中箭头t的方向)进行牵拉，测定此时产生的最大剪切应力(N)。

需要说明的是，按照沿着平行于样品宽度方向的方向施加剪切力的方式拉伸各板材。

其结果，所制作的样品的最大剪切应力为251.2N。

(实施例2～6、参考例1、2)

如下述表1所示对实施例1的工序(4)中的第一次针刺处理、第二次针刺处理中的倾斜角度α’进行变更，除此以外，与实施例1同样地制造垫材。

(比较例1)

在比较例1中，在实施例1的工序(4)中不使支承板和按压板倾斜，将倾斜角度α’设定为90°进行第一次和第二次针刺处理，除此以外，与实施例1同样地制造垫材。

(比较例2、3)

在比较例2中，将倾斜角度α’设定为45°进行第一次和第二次针刺处理，除此以外，与实施例1同样地制造垫材。

在比较例3中，将倾斜角度α’设定为60°进行第一次和第二次针刺处理，除此以外，与实施例1同样地制造垫材。

在实施例2～6、参考例1、2以及比较例1～3中，一个针贯通点和与其最接近的其它针贯通点的最短距离为2.7mm。

另外，在实施例2～6、参考例1、2以及比较例1～3中，第一主面上的第一针贯通点和第二主面上的第二针贯通点的直径为1mm。

对于实施例2～6、参考例1、2以及比较例1～3中制造的垫材，与实施例1同样地进行剪切强度测定试验。

将实施例2～6、参考例1、2以及比较例1～3的主要构成以及剪切强度测定试验的结果与实施例1的结果一同列于表1。

表1

(注1)示出了由第一次针刺处理中的倾斜角度(α’)和第二次针刺处理中的倾斜角度(α’)而计算出的推定值。

(注2)第一次针刺处理、第二次针刺处理中支承板和按压板均未倾斜。

(注3)第一次针刺处理、第二次针刺处理中均为同样的倾斜角度(α’)。

如表1所示，实施例1～6、参考例1、2中制造的垫材的最大剪切应力(剪切强度)高。

据认为，这是由于第一次的针刺处理中的倾斜角度α’(假想直线L1与假想直线L2所成的角度α)小于90°、第二次针刺处理中的倾斜角度α’(假想直线L1与假想直线L3所成的角度β)大于90°的缘故。

另外，如实施例1～6的结果所示，若第一次针刺处理中的倾斜角度α’(上述角度α)为30°～80°的范围、或第二次针刺处理中的倾斜角度α’(上述角度β)为100°～150°的范围、或假想直线L2与假想直线L3所成的角度γ为20°～120°的范围，则剪切强度更高。

特别是，如实施例1～3的结果所示，若第一次针刺处理中的倾斜角度α’(上述角度α)为45°～60°的范围、或第二次针刺处理中的倾斜角度α’(上述角度β)为120°～135°的范围、或上述角度γ为60°～90°的范围，则剪切强度进一步增高。

据推测，在比较例1的垫材中，由于第一交织部和第二交织部是按照相对于垫材的第一主面和第二主面正交的方式进行设置的，第一交织部和第二交织部并无倾斜，因而剪切强度极低。

在比较例2、3的垫材中，第一交织部和第二交织部是相对于第一主面和第二主面倾斜地设置的。但是，第一交织部和第二交织部是以相互大致平行的方式向同方向进行倾斜的，假想直线L2与假想直线L3不具有交叉的关系。

因此认为其剪切强度低。

(其它实施方式)

对于本发明的垫材的形状，只要至少具有第一主面、位于与上述第一主面相向的位置的第二主面、第一侧面、以及位于与上述第一侧面相向的位置的第二侧面即可，除了上述的俯视图大致为矩形的形状的具有特定厚度的平板状以外，也可以为例如俯视图大致为正方形的形状的具有特定厚度的平板状等形状。

在本发明的垫材中，在从第一侧面侧向着位于与上述第一侧面相向的位置的第二侧面侧对垫材进行透视时，假想直线L1与假想直线L2以小于90°的角度α交叉、假想直线L1与假想直线L3以大于90°的角度β交叉、假想直线L2与假想直线L3以特定角度γ交叉。

此处，第一侧面为垫材的任一侧面即可，第二侧面为位于与第一侧面相向的位置的垫材任一侧面即可。

具体地说，如第一实施方式的图2(a)中所说明，在将上述第一侧面作为第一短侧面、将上述第二侧面作为第二短侧面、从第一短侧面侧向着第二短侧面侧对垫材进行透视的侧面透视图中，上述假想直线等可以呈上述的特定关系。

另外，在将上述第一侧面作为第一长侧面、将上述第二侧面作为第二长侧面、从第一长侧面侧向着第二长侧面侧对垫材进行透视的侧面透视图中，上述假想直线等可以呈上述的特定关系。这种情况下，对于从第一长侧面侧向着第二长侧面侧对垫材进行透视的侧面透视图，除了假想直线L1、假想直线L2、假想直线L3、角度α、角度β和角度γ的个数等不同以外，与图2(a)所示的第一实施方式的垫材的侧面透视图呈大致相同的构成。

在本发明的垫材中，如本发明的第一实施方式中所说明(参照图1(a))，优选交替地形成了由2个以上的第一交织部通过保持特定的间隔进行排列而形成的第一列以及由2个以上的第二交织部通过保持特定的间隔进行排列而形成的第二列。

但是，第一列也可以彼此相邻、第二列也可以彼此相邻。例如，从第一短侧面侧向着第二短侧面侧，可以以第一列、第一列、第二列、第二列、第一列、第一列…这样的图案来形成第一列和第二列。

本发明的保持密封材料中也同样地可以第一列彼此相邻、第二列彼此相邻。

采用这样的实施方式的垫材也可以适当地享有剪切强度充分高这样的本发明的效果。

在本发明的垫材中，上述第一列与上述第二列可以沿着平行于垫材的宽度方向的方向保持特定的间隔交替地形成。

在本发明的保持密封材料中也同样地，第一列与第二列也可以沿着平行于保持密封材料的宽度方向的方向保持特定的间隔交替地形成。

采用这样的实施方式也可以适当地享有剪切强度充分高这样的本发明的效果。

对于本发明的垫材，如本发明的第一实施方式中所说明，可以为粘结剂垫材，在制作粘结剂垫材的情况下，可以通过进行下述工序(A)～(C)来进行制作。

(A)浸渍工序

首先准备含有本发明的第一实施方式中所说明的有机粘结剂的有机粘结剂溶液。

另外，通过流涂等将有机粘结剂溶液均匀浸渍到经过烧制工序而制造出的垫材整体中来制作浸渍垫材。

另外，有机粘结剂溶液可以通过将上述有机粘结剂溶解在水、有机溶剂等溶剂中、或将上述有机粘结剂分散在水等分散介质中来进行制作。

另外，优选对有机粘结剂溶液的浓度进行适当调整以使经后续工序制作的粘结剂垫材全体中所含有的有机粘结剂的总量为粘结剂垫材全体的重量的0.5～20重量％。

(B)吸引工序

接下来，使用吸引装置等将过剩的有机粘结剂溶液自浸渍垫材中吸引除去。

另外，关于吸引工序，不必一定要进行，例如，若浸渍垫材所含有的有机粘结剂溶液的量少，则在浸渍工序后，可以直接将所得到的浸渍垫材供于下述干燥工序中。

(C)干燥工序

其后，使用热风干燥机等一边对浸渍垫材进行压缩一边使浸渍垫材中残留的有机粘结剂溶液中所含有的溶剂等挥发。

由此来制作粘结剂垫材。

本发明的垫材可以进一步含有膨胀材。

对于使用了含有膨胀材的垫材的保持密封材料，由于膨胀材受到尾气净化装置的使用时的高温尾气的作用会发生膨胀，因而能够发挥出高保持力。

作为膨胀材，可以举出例如膨胀性蛭石、膨润土、膨胀性石墨等。

在本发明的垫材的制造方法中，使用了通过对无机纤维前体进行层积而制作出的片材。

但是，也可以不使用该片材而使用由无机纤维构成的片材(下文也称为无机纤维片材)。例如，即使不使用本发明第一实施方式的针刺工序(3)中使用的片材而使用无机纤维片材，也能够适当地制造本发明的垫材。

上述无机纤维片材可以通过对层积本发明的第一实施方式中说明的无机纤维前体而成的片材进行烧制来制作。

另外，上述无机纤维片材也可以利用离心法等来制作。

在利用离心法的情况下，首先，一边对周壁形成有多个小孔的可旋转的圆筒体进行加热一边以高速旋转，向圆筒体内供给熔融硅石或熔融氧化铝等熔融原料，通过离心力的作用使供给的熔融原料籍由上述小孔吐出到外部，将吐出的熔融原料利用设于圆筒体的周边部的燃烧器进行加热从而进行拉伸，通过对拉伸的纤维状的熔融原料进行冷却来制作无机纤维。

可以通过对所制作的无机纤维进行压缩来制作无机纤维片材。

作为构成无机纤维片材的无机纤维，可以使用与构成上述本发明的垫材的无机纤维具有同样构成(种类、组成、平均纤维长、平均纤维径等)的无机纤维。

在构成本发明的尾气净化装置的尾气处理体中可以担载催化剂。

作为催化剂，可以举出例如铂、钯、铑等贵金属、钾、钠等碱金属；钡等碱土金属；或者CeO₂等金属氧化物等。这些催化剂可以单独使用，也可以两种以上合用。

本发明的垫材中，假想直线L1与假想直线L2以小于90°的角度α交叉、假想直线L1与假想直线L3以大于90°的角度β交叉、假想直线L2与假想直线L3以特定角度γ交叉，这些为必要的构成要件，可以通过将所述必要的构成要件与第一实施方式和其它实施方式中详述的各种构成(例如，无机纤维的组成、无机纤维的纤维长等)进行适当组合来得到所期望的效果。

Claims (14)

1.一种垫材，该垫材至少具有第一主面、位于与所述第一主面相向的位置的第二主面、第一侧面、以及位于与所述第一侧面相向的位置的第二侧面，是无机纤维相互缠结而构成的垫材；该垫材的特征在于： 

在所述垫材中形成有两个以上的从形成在所述第一主面上的针贯通点到形成在所述第二主面上的针贯通点进行设置的交织部； 

与其它部分相比，所述交织部由相互致密缠结的无机纤维构成； 

在垫材的第一主面上形成2个以上的第一针贯通点，在第二主面上形成2个以上的第二针贯通点，从第一针贯通点到第二针贯通点沿着垫材的厚度方向连续形成了第一交织部， 

在垫材的第一主面上形成2个以上的第三针贯通点，在第二主面上形成2个以上的第四针贯通点，从第三针贯通点到第四针贯通点沿着垫材的厚度方向连续形成了第二交织部， 

在沿着与所述垫材的厚度方向垂直的方向画假想直线L1、沿着第一交织部画假想直线L2、沿着第二交织部画假想直线L3时，若从所述第一侧面侧向着所述第二侧面侧透视所述垫材，则： 

所述假想直线L1与所述假想直线L2以小于90°的角度α交叉； 

所述假想直线L1与所述假想直线L3以大于90°的角度β交叉； 

所述假想直线L2与所述假想直线L3以特定角度γ交叉。 

2.如权利要求1所述的垫材，其中，所述角度γ为20°～120°。 

3.如权利要求2所述的垫材，其中，所述角度α为30°～80°、所述角度β为100°～150°。 

4.如权利要求1所述的垫材，其中，所述角度γ为60°～90°。 

5.如权利要求4所述的垫材，其中，所述角度α为45°～60°、所述角度β为120°～135°。 

6.如权利要求1～5的任一项所述的垫材，其中，2个以上的第一交织部通过保持特定的间隔进行排列而形成第一列，2个以上的第二交织部通过保持特定的间隔进行排列而形成第二列。 

7.如权利要求6所述的垫材，其中，所述第一列与所述第二列是交替形成的。 

8.如权利要求7所述的垫材，其中，沿着与所述垫材的长度方向或宽度方向相平行的方向，所述第一列与所述第二列以保持特定的间隔的方式交替地形成。 

9.如权利要求1～5的任一项所述的垫材，其中，所述无机纤维为选自由氧化铝纤维、氧化铝-氧化硅纤维、氧化硅纤维、生物溶解性纤维和玻璃纤维组成的组中的至少一种无机纤维。 

10.如权利要求1～5的任一项所述的垫材，其中，所述垫材进一步包含有机粘结剂。 

11.如权利要求1～5的任一项所述的垫材，其中，所述垫材进一步含有膨胀材。 

12.一种保持密封材料，其是为了在外壳内保持尾气处理体而使用的保持密封材料，其特征在于，该保持密封材料使用了权利要求1～11的任一项所述的垫材。 

13.一种垫材的制造方法，其为包括针刺工序和烧制工序的垫材的制造方法， 

在所述针刺工序中，准备片材，通过使针贯通所述片材来制作针刺片材，其中所述片材至少具有第一主面、位于与所述第一主面相向的位置的第二主面、第一侧面、位于与所述第一侧面相向的位置的第二侧面，所述片材由能够通过烧制而转换为无机纤维的无机纤维前体相互缠结而构成； 

在所述烧制工序中，对所述针刺片材进行烧制； 

该制造方法的特征在于： 

在所述针刺工序中， 

使第一针贯通所述片材，使得在沿着与所述片材的厚度方向垂直的方向画假想直线L1、从所述第一侧面侧向着所述第二侧面侧对所述片材进行透视时，所述第一针与所述假想直线L1以小于90°的角度α进行交叉，由此来形成第一交织部前体； 

使第二针贯通所述片材，使得所述第二针与所述假想直线L1以大于90°的角度β进行交叉、且与沿着所述第一交织部前体画出的假想直线L2以特定角度γ进行交叉，由此来形成第二交织部前体。 

14.一种尾气净化装置，其包括尾气处理体、容纳所述尾气处理体的外壳、以及配设于所述尾气处理体和所述外壳之间的用于保持所述尾气处理体的保持密封材料，该尾气净化装置的特征在于， 

所述保持密封材料使用了权利要求1～11的任一项所述的垫材或使用了由权利要求13所述的垫材的制造方法制造的垫材。