CN105247186A - 保持密封件、保持密封件的制造方法及废气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的保持密封件的特征在于，无机纤维表面被粘结剂层(20)覆盖，上述粘结剂层(20)含有有机粘结剂(22)、无机粒子(21)及高分子系分散剂(23)。

Description

保持密封件、保持密封件的制造方法及废气净化装置
技术领域
本发明涉及一种保持密封件、保持密封件的制造方法及废气净化装置。
背景技术
从柴油发动机等内燃机排出的废气中含有烟尘等颗粒物质(以下还称为PM)，近年来，该PM对环境或人体带来危害这已成为问题。并且，废气中还含有CO或HC、NOx等有害气体成分，因此该有害气体成分对环境或人体带来的影响也令人担忧。
因此，作为捕集废气中的PM或者净化有害气体成分的废气净化装置，提出了由废气处理体、外壳及保持密封件构成的各种废气净化装置，该废气处理体由碳化硅或堇青石等多孔质陶瓷构成，该外壳容纳废气处理体，该保持密封件配设于废气处理体与外壳之间，且由无机纤维集合体构成。配设该保持密封件的主要目的在于防止废气处理体因由汽车行驶等产生的振动或冲击而与覆盖其外周的外壳接触而破损，或者防止废气从废气处理体与外壳之间泄漏等。因此，要求对保持密封件提高根据由压缩引起的推斥力产生的表面压力并可靠地保持废气处理体的功能。
作为如上述的保持密封件，已知有使由有机粘结剂和无机粒子构成的凝聚物含浸在由无机纤维材料构成的垫子中的保持密封件(例如参考专利文献1)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2012-157809号公报
发明的概要
发明要解决的技术课题
保持密封件的表面压力源自构成保持密封件的无机纤维受到应力时欲恢复原来状态之力。因此，当无机纤维彼此的摩擦较大时或者无机纤维彼此结合时，保持密封件的表面压力变大。
专利文献1中所公开的保持密封件中，仅在构成垫子的无机纤维的一部分添加有凝聚物。因此，在未添加凝聚物的部分，无机纤维彼此的摩擦变小，无法充分发挥提高表面压力的效果。因此，专利文献1中所公开的保持密封件有提高表面压力的余地。并且，专利文献1中所公开的保持密封件当有机粘结剂通过废气的热量烧除时，无机粒子仅存在于无机纤维的表面的一部分。因此，烧成后的表面压力也有提高的余地，期待表面压力进一步的提高。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够充分满足保持密封件所要求的表面压力特性的保持密封件及其制造方法。并且，本发明的目的在于提供一种具备上述保持密封件的废气净化装置。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，本发明的保持密封件中，无机纤维表面被粘结剂层覆盖，上述粘结剂层含有有机粘结剂、无机粒子及高分子系分散剂。
本发明的保持密封件由于在粘结剂层中含有高分子系分散剂，因此可以抑制有机粘结剂及无机粒子在粘结剂层中凝聚。通过抑制有机粘结剂的凝聚，含有有机粘结剂的上述粘结剂层形成于上述无机纤维的表面的较宽的范围内。另外，由于上述粘结剂层含有无机粒子，因此成为拉伸强度优异的粘结剂层。由于上述无机粒子通过高分子系分散剂抑制凝聚，因此遍及较宽的范围，粘结剂层的强度得到提高。
若粘结剂层的强度较弱，则在无机纤维彼此接触时，粘结剂层剥离的同时无机纤维进行滑移，导致保持密封件的表面压力下降，但若粘结剂层的强度较高，则可以防止无机纤维滑移，成为表面压力较高的保持密封件。
本发明的保持密封件优选如下：上述粘结剂层的上述无机粒子的表面被上述高分子系分散剂包覆，并且上述无机粒子分散于有机粘结剂成分中。若上述无机粒子的表面被上述高分子系分散剂包覆，则可以更加有效地抑制无机粒子在粘结剂层中凝聚，且由于上述无机粒子分散于上述有机粘结剂成分中，因此遍及无机纤维的表面的较宽的范围，粘结剂层的强度更加均匀地得到提高。因此，成为保持密封件的表面压力更高的保持密封件。
本发明的保持密封件中，相对于上述无机纤维100重量份，优选分别含有0.1重量份～10重量份的上述无机粒子及上述有机粘结剂。另外，相对于上述无机纤维100重量份，优选含有0.1重量份～3重量份的上述无机粒子及上述有机粘结剂。
已知若冲击施加于保持密封件，则无机纤维因冲击而断裂且断裂的无机纤维会飞散。抑制这种无机纤维的飞散，也是保持密封件所要求的特性之一。
在此，若在无机纤维的表面形成有粘结剂层，则即使无机纤维在形成有粘结剂层的部分断裂的情况下，由于断裂的无机纤维相缠，也可以防止纤维的飞散。
当上述无机粒子及上述有机粘结剂的含量相对于无机纤维100重量份小于0.1重量份时，形成粘结剂层的部分较小，抑制无机纤维的飞散的效果变小。并且，当上述无机粒子及上述有机粘结剂的含量相对于上述无机纤维100重量份超过10重量份时，抑制无机纤维的飞散的效果、以及提高表面压力的效果几乎不会发生变化，通过废气的热量产生的分解气体的量增多，有可能对周围的环境带来不良影响。因此，优选有机粘结剂的含量尽量较少，更优选为3重量份以下。
本发明的保持密封件中，优选上述高分子系分散剂为阴离子型高分子系分散剂。若上述高分子系分散剂为阴离子型高分子系分散剂，则即使在无机粒子的表面带正电荷的情况下，也容易通过抵消上述无机粒子的表面的电荷而使上述无机粒子分散。
本发明的保持密封件中，优选上述有机粘结剂为丙烯酸系树脂。若上述有机粘结剂为丙烯酸系树脂，则在粘结剂层中有机粘结剂与高分子系分散剂的相溶性容易提高，因此通过锚固效果容易提高上述粘结剂层的强度。
本发明的保持密封件优选实施有针刺处理。通过针刺处理使无机纤维交织，由此使无机纤维彼此的相互缠结变得牢固，容易提高表面压力。
本发明的保持密封件优选如下：当利用热量烧除上述有机粘结剂时，由上述无机粒子遍及上述无机纤维的整个表面地形成凹凸。
通过由无机粒子遍及无机纤维的整个表面地形成凹凸，无机纤维彼此变得难以滑移，无机纤维彼此的相互缠结变得牢固。因此，容易提高保持密封件的表面压力。
本发明的保持密封件中，优选上述粘结剂层形成于上述无机纤维的整个表面。通过粘结剂层形成于无机纤维的整个表面，无机纤维彼此接触时的摩擦增大，表面压力容易得到提高。
另外，若粘结剂层形成于无机纤维的整个表面，则即使无机纤维在任一部位发生断裂，也容易抑制无机纤维飞散。
本发明的保持密封件的另一方式通过包括以下工序的工序进行制造：垫子准备工序，准备含有无机纤维的垫子；粘结剂溶液准备工序，将无机粒子溶液和高分子系分散剂混合之后，与分散于水中的有机粘结剂进行混合，由此制备粘结剂溶液；赋予工序，对上述垫子赋予上述粘结剂溶液；及干燥工序，干燥被赋予上述粘结剂溶液的上述垫子来干燥上述有机粘结剂及上述无机粒子。
通过将无机粒子溶液和高分子系分散剂混合，上述无机粒子的表面被上述高分子系分散剂包覆。在此，通过混合分散于水中的有机粘结剂，成为无机粒子以表面被上述高分子系分散剂包覆的状态在分散于水中的有机粘结剂中分散的粘结剂溶液。由于有机粘结剂及无机粒子分散于粘结剂溶液中，因此有机粘结剂及无机粒子容易扩散至无机纤维的整个表面，在无机纤维的整个表面形成强度较高的粘结剂层。因此，可以遍及无机纤维的整个表面防止无机纤维滑移而成为表面压力较高的保持密封件。
另外，由于在无机纤维的整个表面形成粘结剂层，因此即使上述无机纤维在任一部位发生断裂，也容易抑制上述无机纤维飞散。
本发明的保持密封件的另一方式中，在上述粘结剂溶液准备工序中，优选使用玻璃化转变温度为-5℃以下的有机粘结剂作为上述有机粘结剂。利用使用玻璃化转变温度为-5℃以下的有机粘结剂的粘结剂溶液而得到的粘结剂层，其粘结剂层的强度较高，且被膜伸长度较高、挠性优异。因此，将保持密封件卷绕于废气处理体时等，保持密封件不易折断。
并且，由于粘结剂层不会过度变硬，因此容易抑制无机纤维的飞散。
本发明的保持密封件的另一方式中，在上述粘结剂溶液准备工序中，优选制备上述粘结剂溶液，使得干燥上述粘结剂溶液而得到的粘结剂层的拉伸强度达到5.0MPa以上。当粘结剂层的拉伸强度小于5.0MPa时，无机纤维彼此接触时，有时粘结剂层剥离而无机纤维滑移，难以提高表面压力。
本发明的保持密封件的制造方法包括：垫子准备工序，准备含有无机纤维的垫子；粘结剂溶液准备工序，将无机粒子溶液和高分子系分散剂混合之后，与分散于水中的有机粘结剂进行混合，由此制备粘结剂溶液；赋予工序，对上述垫子赋予上述粘结剂溶液；及干燥工序，干燥被赋予上述粘结剂溶液的上述垫子来干燥上述有机粘结剂及无机粒子。
上述高分子系分散剂通过包覆上述无机粒子来抑制与上述有机粘结剂的凝聚，因此在上述粘结剂溶液准备工序中准备的粘结剂溶液成为水中分散有有机粘结剂和无机粒子的粘结剂溶液。由于水中分散有有机粘结剂和无机粒子的上述粘结剂溶液容易扩散至无机纤维的整个表面，因此通过对上述垫子赋予上述粘结剂溶液，能够在无机纤维的整个表面形成粘结剂层。
因此，本发明的保持密封件的制造方法中，由于无机纤维的整个表面被粘结剂层所覆盖，且遍及无机纤维的整个表面防止无机纤维滑移，因此能够制造表面压力较高的保持密封件，该保持密封件即使上述无机纤维在任一部位发生断裂，也能够抑制上述无机纤维的飞散。
本发明的废气净化装置具备金属外壳；废气处理体，其容纳于上述金属外壳中；及保持密封件，其卷绕于上述废气处理体的周围，且配设于上述废气处理体与上述金属外壳之间，其中，上述保持密封件为本发明的保持密封件。
本发明的废气净化装置具备金属外壳；废气处理体，其容纳于上述金属外壳中；及保持密封件，其卷绕于上述废气处理体的周围，且配设于上述废气处理体与上述金属外壳之间，其中，上述保持密封件为通过本发明的保持密封件的制造方法制造的保持密封件。
附图说明
图1(a)是示意地表示构成本发明的保持密封件的无机纤维及覆盖无机纤维表面的粘结剂层的一例的立体图，图1(b)是图1(a)中的A-A线剖视图。图1(c)是图1(b)的粘结剂层的局部放大图。
图2(a)是在构成本发明的保持密封件的无机纤维的表面形成有粘结剂层的保持密封件的扫描型电子显微镜(以下还称为SEM)照片，图2(b)是热处理本发明的保持密封件而使有机粘结剂烧除之后的SEM照片。
图3是示意地表示本发明的保持密封件的一例的立体图。
图4(a)是示意地表示用于测定无机纤维的飞散性的测定装置的一例的侧视图，图4(b)是示意地表示构成用于测定无机纤维的飞散性的测定装置的样品支承臂的一部分的俯视图。
图5是示意地表示本发明的废气净化装置的一例的线剖视图。
图6是示意地表示构成本发明的废气净化装置的废气处理体的一例的立体图。
图7是示意地表示制造本发明的废气净化装置的方法的一例的立体图。
具体实施方式
(发明的详细说明)
以下，对本发明的保持密封件进行具体说明。但是，本发明并不限定于以下结构，在不改变本发明宗旨的范围内，可以适当地变更来适用。
以下，对本发明的保持密封件进行说明。
本发明的保持密封件，其中，无机纤维表面被粘结剂层覆盖，上述粘结剂层含有有机粘结剂、无机粒子及高分子系分散剂。
首先，对构成本发明的保持密封件的各种材料进行说明。
构成本发明的保持密封件的无机纤维并没有特别限定，但优选由选自氧化铝纤维、氧化硅纤维、氧化铝氧化硅纤维、莫来石纤维、生物可溶性纤维及玻璃纤维中的至少1种构成。
当无机纤维为氧化铝纤维、氧化硅纤维、氧化铝氧化硅纤维及莫来石纤维中的至少1种时，由于耐热性优异，因此即使在废气处理体暴露在充分高的温度的情况下，也不会发生变质等，能够充分维持作为保持密封件的功能。并且，当无机纤维为生物可溶性纤维时，使用保持密封件制作废气净化装置时，即使吸入飞散的无机纤维等，也会在活体内溶解，因此不会对工作人员的健康带来危害。
氧化铝纤维除了氧化铝以外，还可以含有例如氧化钙、氧化镁、氧化锆等添加剂。
作为氧化铝氧化硅纤维的组成比，优选以重量比为Al2O3:SiO2＝60:40～80:20，更优选为Al2O3:SiO2＝70:30～74:26。
无机纤维的平均纤维长度优选为5～150mm，更优选为10～80mm。
若无机纤维的平均纤维长度小于5mm，则无机纤维的纤维长度过短，因此无机纤维彼此的交织不充分，在废气处理体上的卷绕性下降，保持密封件容易破裂。并且，若无机纤维的平均纤维长度超过150mm，则无机纤维的纤维长度过长，因此构成保持密封件的纤维根数减少，因此垫子的致密性下降。其结果，保持密封件的剪切强度降低。
本发明的保持密封件中，无机纤维表面被粘结剂层覆盖。
图1(a)是示意地表示构成本发明的保持密封件的无机纤维及覆盖无机纤维表面的粘结剂层的一例的立体图，图1(b)是图1(a)中的A-A线剖视图。图1(c)是图1(b)的粘结剂层的局部放大图。
如图1(a)及图1(b)所示，本发明的保持密封件中，构成保持密封件的无机纤维10的表面被粘结剂层20覆盖。优选粘结剂层20形成于无机纤维10的整个表面。另外，如图1(b)所示，优选多个无机纤维10经由粘结剂层20结合。
如图1(c)所示，粘结剂层20含有无机粒子21、高分子系分散剂23及有机粘结剂成分22。另外，粘结剂层20中，高分子系分散剂23覆盖无机粒子21的表面，被高分子系分散剂23覆盖的无机粒子21分散于有机粘结剂成分22中。
若无机粒子21的表面被高分子系分散剂23包覆，则能够有效地抑制无机粒子21在粘结剂层20中凝聚。另外，通过无机粒子21分散于有机粘结剂成分22中，容易将粘结剂层的拉伸强度保持得较高。
本发明中的粘结剂层的拉伸强度优选为5.0MPa以上。当粘结剂层的拉伸强度小于5.0MPa时，纤维彼此接触时，有时粘结剂层剥离而无机纤维滑移，难以提高表面压力。
本发明中的粘结剂层的拉伸强度是使用将粘结剂层设为厚度0.4mm的哑铃形状的试验片，通过在室温下利用Instron型拉伸试验机以300mm/min的速度进行拉伸试验而测定的上述试验片的拉伸断裂强度。
另外，上述试验片能够通过使成为粘结剂层的原料的粘结剂溶液流入带框玻璃板并在室温下放置而使其干燥并作成被膜状来进行制作。
构成本发明的保持密封件的有机粘结剂通过干燥分散于水中的有机粘结剂(有机粘结剂溶液)而得到。
作为上述有机粘结剂并没有特别限定，可以举出丙烯酸系树脂、丙烯酸酯系胶乳、橡胶系胶乳、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、环氧树脂等热固化性树脂等。
本发明中的有机粘结剂中，作为固体成分，相对于构成保持密封件的无机纤维100重量份优选含有0.1重量份～10重量份，更优选含有0.1重量份～3重量份，进一步优选含有0.1重量份～2重量份。
当上述有机粘结剂的含量相对于上述无机纤维100重量份小于0.1重量份时，抑制无机纤维的飞散的效果变小。当超过10重量份时，提高表面压力的效果几乎不发生变化，通过废气的热量而产生的分解气体的量增多，有可能对周围的环境带来不良影响。因此，优选上述有机粘结剂的含量尽量较少，优选为10重量份以下，更优选为3重量份以下，进一步优选为2重量份以下。
本发明中的有机粘结剂的玻璃化转变温度优选为-5℃以下，更优选为-10℃以下，进一步优选为-30℃以下。若上述有机粘结剂的玻璃化转变温度为-5℃以下，则能够提高粘结剂层的强度，并且能够作成被膜伸长度较高、挠性优异的保持密封件。因此，将保持密封件卷绕于废气处理体时等，保持密封件不易折断。
并且，由于粘结剂层不会变得过硬，因此难以抑制无机纤维的飞散。
构成本发明中的粘结剂层的无机粒子是指从无机溶胶分散溶液等无机粒子溶液中除去溶剂后的固体成分。
作为上述无机溶胶分散溶液(无机粒子溶液)并没有特别限定，可以举出氧化铝溶胶、硅溶胶等。
作为上述无机粒子，优选源自氧化铝溶胶的氧化铝粒子、源自硅溶胶的氧化硅粒子。
通过透射型电子显微镜(以下还称为TEM)，能够确认本发明中的粘结剂层中分散有有机粘结剂成分及无机粒子。与由氧化铝或氧化硅等构成的无机粒子相比，以碳原子为主成分的有机粘结剂的电子密度较低，容易使电子射线透射。因此，在TEM图像中，与无机粒子相比，有机粘结剂成分表示为更亮。
本发明中的无机粒子相对于构成保持密封件的无机纤维100重量份优选含有0.1重量份～10重量份，更优选含有0.1重量份～3重量份，进一步优选含有0.1重量份～2重量份。
当上述无机粒子的含量相对于上述无机纤维100重量份小于0.1重量份时，由于无机粒子的含量不足，因此表面压力的提高效果容易变小。当超过10重量份时，提高表面压力的效果几乎不发生变化，但有时粘结剂层变得过硬，难以抑制无机纤维的飞散。因此，为了充分抑制无机纤维的飞散，本发明中的无机粒子相对于构成本发明的保持密封件的无机纤维100重量份更优选含有0.1重量份～3重量份。
关于本发明中的无机粒子的粒径并没有特别限定，但无机粒子的平均粒径优选为0.005～0.1μm。
本发明中的高分子系分散剂的数均分子量并没有特别限定，但优选为500～100000。
本发明中的高分子系分散剂的种类并没有特别限定，可以举出聚羧酸和/或其盐、萘磺酸盐福尔马林缩合物和/或其盐、聚丙烯酸和/或其盐、聚甲基丙烯酸和/或其盐、聚乙烯磺酸和/或其盐等阴离子型高分子系分散剂、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等非离子型高分子系分散剂等亲水性合成高分子物质；明胶、酪蛋白、水溶性淀粉等天然亲水性高分子物质；羧甲基纤维素等亲水性半合成高分子物质等。
在这些之中，优选亲水性合成高分子物质，更优选阴离子型高分子系分散剂。例如，当使用源自氧化铝溶胶的氧化铝粒子作为无机粒子时，上述氧化铝粒子的表面在分散溶液中成为阳离子性。因此，阴离子型高分子系分散剂容易通过静电引力吸附于氧化铝粒子。另外，当高分子系分散剂具有极性时，有机粘结剂也优选例如丙烯酸系树脂那样具有极性的有机粘结剂。这是因为，在粘结剂层中，有机粘结剂与高分子系分散剂的相溶性变高，由此粘结剂层的强度通过锚固效果得到提高。
并且，这些高分子系分散剂可以仅使用1种，也可以同时使用多种。并且，还可以是同时具有显示出作为阴离子型高分子系分散剂的性质的结构和显示出作为非离子型高分子系分散剂的性质的结构的高分子系分散剂。
并且，作为本发明中的高分子系分散剂，还尤其优选数均分子量为500～100000的阴离子型高分子系分散剂。
本发明中的高分子系分散剂的含量相对于构成保持密封件的无机纤维的重量优选为50～1000ppm。当高分子系分散剂的含量相对于上述无机纤维的重量小于50ppm时，难以抑制无机粒子和有机粘结剂在粘结剂溶液中的凝聚。当超过1000ppm时，使无机粒子分散于有机粘结剂成分中的效果不发生变化，因此不优选添加过量。
作为本发明的保持密封件，可以使用生物可溶性纤维作为无机纤维。生物可溶性纤维是除了例如氧化硅等以外，还含有选自碱金属化合物、碱土类金属化合物及硼化合物中的至少1种化合物的无机纤维。
由这些化合物构成的生物可溶性纤维即使进入人体也容易溶解，因此含有这些无机纤维而成的垫子对人体的安全性优异。
作为生物可溶性纤维的具体组成，可以举出含有氧化硅60～85重量％、以及选自碱金属化合物、碱土类金属化合物及硼化合物中的至少1种化合物15～40重量％的组成。上述氧化硅是指SiO或SiO2。
作为上述碱金属化合物，例如可以举出钠、钾的氧化物等，作为上述碱土类金属化合物，可以举出镁、钙、锶、钡的氧化物等。作为上述硼化合物，可以举出硼的氧化物等。
在生物可溶性纤维的组成中，当氧化硅的含量小于60重量％时，难以利用玻璃熔融法进行制作，且难以纤维化。
并且，当氧化硅的含量小于60重量％时，由于具有柔性的氧化硅的含量较少，因此结构上较脆，并且容易溶于生理盐水，且由于选自碱金属化合物、碱土类金属化合物及硼化合物中的至少1种化合物的比率相对较高，因此具有生物可溶性纤维容易过度溶于生理盐水的倾向。
另一方面，若氧化硅的含量超过85重量％，则选自碱金属化合物、碱土类金属化合物及硼化合物中的至少1种化合物的比率相对较低，因此具有生物可溶性纤维难以过度溶于生理盐水的倾向。
另外，氧化硅的含量通过将SiO及SiO2的量换算为SiO2来计算。
并且，在生物可溶性纤维的组成中，若选自碱金属化合物、碱土类金属化合物及硼化合物中的至少1种化合物的含量超过40重量％，则难以利用玻璃熔融法进行制作，且难以纤维化。并且，若选自碱金属化合物、碱土类金属化合物及硼化合物中的至少1种化合物的含量超过40重量％，则结构上较脆，生物可溶性纤维容易过度溶于生理盐水。
本发明中的生物可溶性纤维相对于生理盐水的溶解度优选为30ppm以上。这是因为，当生物可溶性纤维的溶解度小于30ppm时，在无机纤维进入到体内的情况下，难以向体外排出，健康上不优选。
在构成本发明的保持密封件的无机纤维中，玻璃纤维是以氧化硅和氧化铝为主成分，且除了碱金属以外还含有氧化钙、二氧化钛、氧化锌等的玻璃状纤维。
本发明的保持密封件中，当利用热量烧除有机粘结剂时，由无机粒子遍及无机纤维的整个表面地形成凹凸。
图2(a)是在构成本发明的保持密封件的无机纤维的表面形成有粘结剂层的保持密封件的SEM照片，图2(b)是热处理本发明的保持密封件而使有机粘结剂烧除之后的SEM照片。
本说明书中，在烧除有机粘结剂时只要没有特别写明，就是指在大气中以600℃加热1小时。
如图2(a)所示，在构成本发明的保持密封件的无机纤维的表面形成有粘结剂层，成为未形成凹凸的平滑的面。相对于此，在图2(b)中，遍及无机纤维的整个表面形成有无数个凹凸。认为这是由于分散于粘结剂层中的无机粒子通过有机粘结剂的烧除而露出。若由无机粒子遍及无机纤维的整个表面地形成凹凸，则有机粘结剂烧除之后，无机纤维彼此接触时，无机纤维彼此被凹凸卡住，可以防止无机纤维的表面滑移，因此容易提高表面压力。
对本发明的保持密封件的形状等进行说明。
图3是示意地表示本发明的保持密封件的一例的立体图。如图3所示，本发明的保持密封件可以由具有规定的长度方向的长度(以下，图3中用箭头L表示)、宽度(图3中用箭头W表示)及厚度(图3中用箭头T表示)的俯视时大致矩形的平板形状的垫子构成。
图3所示的保持密封件中，保持密封件的长度方向侧的端部中，在一个端部即第1端部111形成有凸部，在另一个端部即第2端部112形成有凹部。保持密封件的凸部111及凹部112形成为为了组装后述的废气净化装置而在废气处理体上卷绕保持密封件时恰好彼此嵌合的形状。
另外，“俯视时大致矩形”是包含凸部及凹部的概念。并且，俯视时大致矩形中还包含具有角部为90°以外的角度的形状。
本发明的保持密封件优选实施有针刺处理。通过针刺处理使无机纤维交织，由此使无机纤维彼此的相互缠结变得牢固，容易提高表面压力。
针刺处理能够使用针刺装置来进行。针刺装置由支承无机纤维前体的片状物的支承板、以及设置于该支承板的上方并能够沿穿刺方向(坯料垫子的厚度方向)往复移动的针板构成。在针板上安装有多个针。使该针板相对于载置于支承板上的无机纤维前体的片状物移动而使多个针相对于无机纤维前体的片状物进行拔插，由此能够使构成无机纤维前体的纤维复杂地交织。针刺处理的次数和针数根据目标体积密度和单位面积重量进行改变即可。
保持密封件的厚度并没有特别限定，但优选为2.0～20mm。若保持密封件的厚度超过20mm，则会失去保持密封件的柔性，因此将保持密封件卷绕于废气处理体时难以进行操作。并且，在保持密封件上容易产生卷绕褶皱和破裂。
若保持密封件的厚度小于2.0mm，则不足以利用保持密封件的表面压力保持废气处理体。因此，废气处理体容易脱落。并且，当废气处理体发生体积变化时，保持密封件难以吸收废气处理体的体积变化。因此，废气处理体上容易产生裂纹等。
本发明的保持密封件的表面压力能够使用表面压力测定装置并通过以下的方法进行测定。
表面压力的测定中，使用在压缩垫子的板的一部分具备加热器的热表面压力测定装置，在室温状态下将该样品压缩至体积密度(GBD)成为0.3g/cm3。将此时的表面压力作为烧成前表面压力。其后，保持10分钟。另外，样品的体积密度为利用“体积密度＝样品重量/(样品的面积×样品的厚度)”求出的值。
接着，在压缩样品的状态以40℃/min的升温速度升温至一面成为900℃、一面成为650℃，并且释放压缩直至体积密度成为0.273g/cm3。并且，将样品以一面的温度为900℃、另一面的温度为650℃、体积密度为0.273g/cm3的状态保持5分钟。
其后，以1inch(25.4mm)/min的速度压缩至体积密度成为0.3g/cm3。测定反复进行1000次体积密度成为0.273g/cm3为止的压缩的释放和体积密度成为0.3g/cm3为止的压缩之后的体积密度0.273g/cm3时的载荷。将所得到的载荷除以样品的面积，由此求出表面压力(kPa)，将其作为烧成后表面压力。
关于构成本发明的保持密封件的无机纤维的飞散性，能够按照以下顺序进行测定。
首先，以100mm×100mm切出保持密封件，作为飞散性试验用样品210。对于该飞散试验用样品，能够使用图4(a)及4(b)所示的测定装置测定无机纤维的飞散率。
图4(a)是示意地表示用于测定无机纤维的飞散性的测定装置的一例的侧视图。如图4(a)所示，试验装置200中，在基台250上垂直地设置的2根支柱260的上端部以能够在规定的范围内旋转的方式连接有样品支承臂270。另外，在2根支柱之间的能够与上述样品支承臂冲撞的位置固定有垂直壁部件290。
并且，图4(b)是示意地表示构成用于测定无机纤维的飞散性的测定装置的样品支承臂部的一例的俯视图。如图4(b)所示，样品支承臂270的另一个端部通过连接样品支承臂270的端部彼此的样品固定部件280固定。在从连接于样品支承臂270的端部的样品固定部件280向支柱260的方向上隔开一定距离的位置上，存在另一根样品固定部件280，2根样品支承臂270在至少2个部位通过样品固定部件连接。
在样品支承臂270与支柱260的角度成为90°的位置，通过规定的锁定机构锁定样品支承臂270，利用夹子220将飞散性试验用样品210固定于样品固定部件280。若解除样品支承臂270的锁定，则样品支承臂270和试验用样品210开始沿朝向固定有支柱260的基台250的方向落下，并改变方向使得以样品支承臂270和支柱260的连接部为中心进行旋转，在样品支承臂270和支柱260成平行的时刻，样品支承臂270与垂直壁部件290冲撞。因该冲撞，构成试验用样品290的无机纤维的一部分断裂并飞散。因此，能够通过测量冲撞前后的飞散试验用样品的重量并利用以下的公式(5)求出纤维飞散率。：
纤维飞散率(重量％)＝(试验前的飞散试验用样品的重量-试验后的飞散试验用样品的重量)/(试验前的飞散试验用样品的重量)×100(5)
本发明的保持密封件的单位面积重量(平均单位面积的重量)并没有特别限定，但优选为200～4000g/m2，更优选为1000～3000g/m2。若保持密封件的单位面积重量小于200g/m2，则保持力变得不充分，若保持密封件的单位面积重量超过4000g/m2，则保持密封件的体积变得难以降低。因此，当使用这种保持密封件制造废气净化装置时，废气处理体容易脱落。
并且，对于本发明的保持密封件的体积密度(卷绕之前的保持密封件的体积密度)也并没有特别限定，但优选为0.10～0.30g/cm3。若保持密封件的体积密度小于0.10g/cm3，则无机纤维的相互缠结变弱，无机纤维容易剥离，因此难以将保持密封件的形状保持为规定的形状。
并且，若保持密封件的体积密度超过0.30g/cm3，则保持密封件变硬，在废气处理体上的卷绕性下降，保持密封件容易破裂。
本发明的保持密封件还可以含有膨胀材料。膨胀材料优选具有在400～800℃的范围内膨胀的特性。
若保持密封件含有膨胀材料，则保持密封件会在400～800℃的范围内膨胀，因此即使在超过玻璃纤维的强度下降的700℃的高温区域中，也能够提高用作保持密封件时的保持力。
作为膨胀材料，例如可以举出蛭石、膨润土、金云母、珠光体、膨胀性黑铅及膨胀性氟化云母等。这些膨胀材料可以单独使用，也可以同时使用两种以上。
膨胀材料的添加量并没有特别限定，但相对于保持密封件的总重量优选为10～50重量％，更优选为20～30重量％。
当将本发明的保持密封件用作废气净化装置的保持密封件时，构成废气净化装置的保持密封件的片数并没有特别限定，可以是一片保持密封件，也可以是彼此结合的多片保持密封件。作为结合多片保持密封件的方法并没有特别限定，例如可以举出通过机缝结合保持密封件彼此的方法、利用粘结胶布或粘接剂粘接保持密封件彼此的方法等。
接着，对本发明的保持密封件的制造方法进行说明。
本发明的保持密封件的制造方法适于制造本发明的保持密封件的方法。
本发明的保持密封件的制造方法包括：垫子准备工序，准备含有无机纤维的垫子；粘结剂溶液准备工序，制备混合有无机粒子和高分子系分散剂的溶液之后，与分散于水中的有机粘结剂进行混合，由此制备粘结剂溶液；赋予工序，对上述垫子赋予上述粘结剂溶液；及干燥工序，干燥被赋予上述粘结剂溶液的上述垫子来干燥上述有机粘结剂及无机粒子。
(a)垫子准备工序
本发明的保持密封件的制造方法中，首先，进行准备含有无机纤维的垫子的垫子准备工序。
构成保持密封件的垫子能够通过各种方法来得到，例如能够通过针织法或造纸法进行制造。
当为针织法时，例如能够通过以下的方法进行制造。即，首先，例如将以碱性氯化铝水溶液和硅溶胶等为原料的纺丝用混合物通过吹制法纺丝来制作具有3～10μm的平均纤维直径的无机纤维前体。接着，压缩上述无机纤维前体来制作规定大小的连续的片状物，对其实施针刺处理，其后，实施烧成处理，由此完成垫子的准备。
当为造纸法时，将氧化铝纤维、氧化硅纤维等无机纤维、无机粒子及水以原料液中的无机纤维的含量成为规定值的方式进行混合，并利用搅拌机搅拌，由此制备混合液。混合液中根据需要可以含有由高分子化合物或树脂构成的胶体溶液。接着，使混合液流入底面形成有过滤用网眼的成型器之后，经由网眼将混合液中的水进行脱水，由此制作原料片。其后，在规定的条件下加热压缩原料片，由此完成垫子的准备。
(b)粘结剂溶液准备工序
接着，进行粘结剂溶液准备工序，在该粘结剂溶液准备工序中，制备混合有无机粒子溶液和高分子系分散剂的溶液之后，与分散于水中的有机粘结剂(有机粘结剂溶液)进行混合，由此制备粘结剂溶液。首先，通过制备混合有无机粒子和高分子系分散剂的溶液，利用高分子系分散剂包覆无机粒子的表面。接着，与分散于水中的有机粘结剂进行混合，由此能够使被高分子系分散剂包覆的无机粒子和有机粘结剂分散于水中。
作为本发明的粘结剂溶液准备工序中使用的无机粒子溶液并没有特别限定，可以使用本发明的保持密封件的说明中所描述的无机粒子溶液，可以使用氧化铝溶胶、硅溶胶等。
在本发明的粘结剂溶液准备工序中，无机粒子溶液的浓度并没有特别限定，但优选使用将无机粒子的浓度稀释成以固体成分换算为0.2～20重量％左右的溶液。
在本发明的粘结剂溶液准备工序中，作为与无机粒子溶液混合的高分子系分散剂并没有特别限定，可以使用本发明的保持密封件的说明中所描述的高分子系分散剂，因此省略其详细说明。优选的数均分子量的范围、种类也相同。
在本发明的粘结剂溶液准备工序中准备的粘结剂溶液中的高分子系分散剂的浓度并没有特别限定，但优选为50～1000ppm。当高分子系分散剂的浓度小于50ppm时，高分子系分散剂的量不足，因此难以在粘结剂溶液中抑制无机粒子和有机粘结剂的凝聚，当超过1000ppm时，分散效果不发生变化，因此不优选过量添加。
作为本发明的粘结剂溶液准备工序中使用的有机粘结剂并没有特别限定，可以使用本发明的保持密封件的说明中所描述的有机粘结剂，因此省略其详细说明。
在本发明的粘结剂溶液准备工序中，有机粘结剂溶液的浓度并没有特别限定，但优选使用稀释成以固体成分换算为0.2～20重量％左右的溶液。
在本发明的粘结剂溶液准备工序中，有机粘结剂的玻璃化转变温度并没有特别限定，但优选为-5℃以下，更优选为-10℃以下，进一步优选为-30℃以下。
在本发明的粘结剂溶液准备工序中，混合有无机粒子和高分子系分散剂的溶液与有机粘结剂溶液的混合比并没有特别限定，但优选以混合有无机粒子溶液和高分子系分散剂的溶液的无机粒子的固体成分重量:有机粘结剂溶液的有机粘结剂的固体成分重量＝3:1～1:3的重量比率进行混合。
在本发明的粘结剂溶液准备工序中，可以添加用于调整粘结剂溶液的pH的pH调整剂。
(c)赋予工序
接着，进行对上述垫子赋予上述粘结剂溶液的赋予工序。
在该赋予工序中，使垫子与粘结剂溶液接触的方法并没有特别限定，例如可以通过使垫子含浸于粘结剂溶液中而对垫子中的无机纤维赋予粘结剂溶液，也可以通过利用帘式涂布法等方法使粘结剂溶液落到垫子上而对垫子中的无机纤维赋予粘结剂溶液，还可以如喷涂法那样使粘结剂溶液喷雾而向垫子喷吹。
另外，优选通过对赋予了粘结剂溶液的垫子进行脱水处理来将上述粘结剂溶液调整为相对于构成上述垫子的无机纤维100重量份的赋予量成为50重量份～200重量份。
(d)干燥工序
其后，进行在110～140℃左右的温度下干燥被赋予上述粘结剂溶液的上述垫子的干燥工序，通过干燥上述有机粘结剂及上述无机粒子而使粘结剂溶液中的溶剂蒸发，由此能够制造在粘结剂层中含有有机粘结剂、无机粒子及高分子系分散剂的本发明的保持密封件。
其后，为了作成如图3所示的具备凸部和凹部的形状的保持密封件，进一步进行将保持密封件切割成规定形状的切割工序即可。
本发明的保持密封件的制造方法中，对由无机纤维构成的垫子赋予粘结剂溶液，该粘结剂溶液是通过将无机粒子溶液和高分子系分散剂混合之后，与分散于水中的有机粘结剂混合进行来制备的。通过事先将无机粒子溶液和高分子系分散剂混合，无机粒子的表面被高分子系分散剂包覆，在接下来进行的与有机粘结剂的混合时，有机粘结剂和无机粒子的凝聚得到抑制。并且，通过高分子系分散剂的效果，有机粘结剂的凝聚也得到抑制。因此，通过赋予工序，对无机纤维的整个表面赋予粘结剂溶液，经干燥工序成为粘结剂层。
由于通过上述(a)-(d)工序形成的粘结剂层含有有机粘结剂、无机粒子及高分子系分散剂，因此拉伸强度较高。因此，通过本发明的保持密封件的制造方法制造的保持密封件成为表面压力较高的保持密封件。另外，由于粘结剂层形成于无机纤维的整个表面，因此即使无机纤维在任一部位发生断裂，也能够抑制无机纤维的飞散。
接着，对本发明的保持密封件的另一方式进行说明。
本发明的密封件的另一方式为通过本发明的保持密封件的制造方法制造的保持密封件，其通过包括如下工序的工序进行制造：垫子准备工序，准备含有无机纤维的垫子；粘结剂溶液准备工序，将无机粒子溶液和高分子系分散剂混合之后，与分散于水中的有机粘结剂进行混合，由此制备粘结剂溶液；赋予工序，对上述垫子赋予上述粘结剂溶液；及干燥工序，干燥被赋予上述粘结剂溶液的上述垫子来干燥上述有机粘结剂及无机粒子。
关于用于制造本发明的保持密封件的另一方式的各工序，只要对于本发明的保持密封件的制造方法栏中说明的各工序没有特别记载，则可以设为相同的工序。
本发明的保持密封件的另一方式中，在上述粘结剂溶液准备工序中，作为高分子系分散剂，优选使用阴离子型高分子系分散剂。
本发明的保持密封件的另一方式中，在上述粘结剂溶液准备工序中，优选以无机粒子的固体成分重量成为0.1重量份～10重量份的方式制备粘结剂溶液，更优选以成为0.1重量份～3重量份的方式调整粘结剂溶液，进一步优选以成为0.1重量份～2重量份的方式调整粘结剂溶液。并且，优选以有机粘结剂的固体成分重量成为0.1重量份～10重量份的方式制备粘结剂溶液，更优选以成为0.1重量份～3重量份的方式调整粘结剂溶液，更优选以成为0.1重量份～2重量份的方式调整粘结剂溶液。并且，作为有机粘结剂，优选使用玻璃化转变温度为-5℃以下的有机粘结剂，更优选使用-10℃以下的有机粘结剂，进一步优选使用-30℃以下的有机粘结剂。
并且，在上述粘结剂溶液准备工序中，优选制备上述粘结剂溶液，使得干燥粘结剂溶液而得到的粘结剂层的拉伸强度达到5.0MPa以上。
本发明的保持密封件的另一方式中，优选无机纤维表面被粘结剂层覆盖，且上述粘结剂层含有有机粘结剂、无机粒子及高分子系分散剂。
通过进行上述垫子准备工序、上述粘结剂溶液准备工序、上述赋予工序、上述干燥工序，能够作成无机纤维表面被粘结剂层覆盖，且上述粘结剂层含有有机粘结剂、无机粒子及高分子系分散剂的保持密封件。
本发明的保持密封件的另一方式中，优选粘结剂层形成于无机纤维的整个表面。并且，优选无机粒子的表面被高分子系分散剂包覆，并且上述无机粒子分散于有机粘结剂成分中。
并且，当利用热量烧除有机粘结剂时，优选由上述无机粒子遍及无机纤维的整个表面地形成凹凸。
由于高分子系分散剂在水中抑制无机粒子和有机粘结剂的凝聚，因此上述粘结剂溶液准备工序中准备的粘结剂溶液成为在水中分散有有机粘结剂和无机粒子的粘结剂溶液。在水中分散有有机粘结剂和无机粒子的上述粘结剂溶液容易扩散至无机纤维的整个表面，因此通过对上述垫子赋予上述粘结剂溶液，能够在无机纤维的整个表面形成粘结剂层。其结果，能够作成粘结剂层形成于无机纤维的整个表面的保持密封件。
并且，通过将无机粒子和高分子系分散剂混合，无机粒子的表面被高分子系分散剂包覆，因此能够作成无机粒子的表面被高分子系分散剂包覆，并且上述无机粒子分散于有机粘结剂成分中的保持密封件。
另外，由于成为上述无机粒子扩散至无机纤维的整个表面的结构，因此能够作成当利用热量烧除有机粘结剂时由上述无机粒子遍及上述无机纤维的整个表面地形成凹凸的保持密封件。
本发明的保持密封件能够用作废气净化装置的保持密封件。
以下，对本发明的废气净化装置进行说明。
本发明的废气净化装置具备：金属外壳；废气处理体，其容纳于上述金属外壳；及保持密封件，其卷绕于上述废气处理体的周围，且配设于上述废气处理体与上述金属外壳之间，其中，上述保持密封件为本发明的保持密封件、本发明的保持密封件的另一方式、或通过本发明的保持密封件的制造方法制造的保持密封件。
图5是示意地表示本发明的废气净化装置的一例的剖视图。
如图5所示，本发明的废气净化装置100具备：金属外壳130；废气处理体120，其容纳于金属外壳130；及保持密封件110，其配设于废气处理体120与金属外壳130之间。
废气处理体120是多个孔室125隔着孔室壁126沿长度方向并列设置的柱状废气处理体。另外，在金属外壳130的端部根据需要连接有导入从内燃机排出的废气的导入管和通过废气净化装置的废气向外部排出的排出管。
接着，对构成本发明的废气净化装置的废气处理体(蜂窝过滤器)及金属外壳进行说明。
另外，对于构成废气净化装置的保持密封件的结构，已作为本发明的保持密封件进行了说明，因此省略说明。
构成本发明的废气净化装置的金属外壳的材质只要是具有耐热性的金属，则并没有特别限定，具体可以举出不锈钢、铝、铁等金属类。
构成本发明的废气净化装置的金属外壳的形状除了大致圆筒型形状以外，还可以适宜地使用蛤壳型形状、小型化型(downsizing)形状等。
接着，对构成废气净化装置的废气处理体进行说明。
图5是示意地表示构成本发明的废气净化装置的废气处理体的一例的立体图。
图5所示的废气处理体120是多个孔室125隔着孔室壁126沿长度方向并列设置的由柱状的陶瓷质构成的蜂窝结构体。并且，孔室125的任一端部被密封件128密封。
当孔室125的任一端部被密封时，从废气处理体120的一个端部观察时，优选端部被密封的孔室和未被密封的孔室交替配置。
将废气处理体120沿与长度方向垂直的方向切割的剖面形状并没有特别限定，可以是大致圆形、大致椭圆形，也可以是大致三角形、大致四边形、大致五边形、大致六边形等大致多边形。
构成废气处理体120的孔室125的剖面形状可以是大致三角形、大致四边形、大致五边形、大致六边形等大致多边形，并且，也可以是大致圆形、大致椭圆形。并且，废气处理体120还可以由多个剖面形状的孔室组合而成。
构成废气处理体120的坯料并没有特别限定，可以使用碳化硅质及氮化硅质等非氧化物、以及堇青石及钛酸铝等氧化物。在这些之中，尤其优选碳化硅质或氮化硅质等非氧化物多孔质烧成体。
由于这些多孔质烧成体为脆性材料，因此容易因机械冲击等而被破坏。但是，本发明的废气净化装置中，在废气处理体120的侧面周围夹装有保持密封件110吸收冲击，因此能够防止因机械冲击或热冲击而在废气处理体120上产生裂纹等。
构成本发明的废气净化装置的废气处理体上可以载持用于净化废气的催化剂，作为所载持的催化剂，例如优选铂、钯、铑等贵金属，其中，更优选铂。并且，作为其他催化剂，例如还可以使用钾、钠等碱金属、钡等碱土类金属。这些催化剂可以单独使用，也可以同时使用2种以上。若载持这些催化剂，则容易燃烧去除PM，也能够净化有毒的废气。
作为构成本发明的废气净化装置的废气处理体，可以是由堇青石等构成且一体形成的一体型蜂窝结构体、或者也可以是由碳化硅等构成，且将多个贯穿孔隔着隔壁沿长度方向并列设置的柱状的蜂窝烧成体通过主要含有陶瓷的糊料结合多个而成的集合型蜂窝结构体。
构成本发明的废气净化装置的废气处理体中，可以不在孔室设置密封件而孔室的端部不被密封。此时，废气处理体通过载持铂等催化剂来作为净化废气中所含的CO、HC或NOx等有害气体成分的催化剂载体发挥作用。
构成本发明的废气净化装置的废气处理体可以在外周面形成有外周涂层。若在废气处理体的外周面形成有外周涂层，则能够加强废气处理体的外周部、或者修整形状、或者提高绝热性。另外，废气处理体的外周面是指柱状的废气处理体的侧面部分。
以下，参考图5对废气通过具有上述结构的废气净化装置100的情况进行说明。
如图5所示，从内燃机排出并流入废气净化装置100的废气(图5中，用G表示废气，用箭头表示废气的流动)流入废气处理体(蜂窝过滤器)120的在废气流入型端面120a开口的一个孔室125，并通过隔开孔室125的孔室壁126。此时，废气中的PM捕集在孔室壁126，废气得到净化。净化的废气从在废气处理侧端面120b开口的其他孔室125流出，排出至外部。
接着，对本发明的废气净化装置的制造方法进行说明。
图7是示意地表示本发明的废气净化装置的制造方法的一例的立体图。
如图7所示，构成本发明的废气净化装置的废气处理体及保持密封件沿着废气处理体120的周围卷绕有保持密封件110，从而成为卷绕体140。接着，将该卷绕体140容纳于金属外壳130，由此成为本发明的废气净化装置。
接着，作为将卷绕体140容纳于金属外壳130的方法，例如可以举出将周围配设有保持密封件110的废气处理体120压入至金属外壳130内部的规定位置为止的压入方式(填充(staffing)方式)、从外周侧压缩以使金属外壳130内径缩小的定径(sizing)方式(镦锻形式)、以及将金属外壳设为能够分离成第1外壳及第2外壳这两个组件的形状，将卷绕体140载置于第1外壳上之后，覆盖第2外壳进行密封的蛤壳方式等。
当通过压入方式(填充方式)将卷绕体容纳于金属外壳时，金属外壳的内径(容纳废气处理体的部分的内径)优选稍微小于上述卷绕体的外径。
本发明的废气净化装置可以由相互结合的2层以上的多片保持密封件构成。作为结合多片保持密封件的方法并没有特别限定，例如可以举出通过机缝结合保持密封件彼此的方法、利用粘结胶布或粘接剂粘接保持密封件彼此的方法等。
经这些工序来制造本发明的废气净化装置。
本发明的废气净化装置中，在废气处理体与金属外壳之间夹装有保持密封件，上述保持密封件是本发明的保持密封件、本发明的保持密封件的另一方式、或通过本发明的保持密封件的制造方法制造的保持密封件。
因此，保持密封件能够发挥较高的表面压力，并能够稳定地保持废气处理体。另外，当粘结剂层中的有机粘结剂通过废气的热量烧除时，会在无机纤维的整个表面形成由无机粒子产生的凹凸。通过由该无机粒子产生的凹凸形成于无机纤维的整个表面，纤维彼此难以滑移，能够保持较高的表面压力，从而能够抑制废气处理体的破损。
另外，即使构成保持密封件的无机纤维在任一部位发生断裂，也能够抑制无机纤维飞散。
以下，对本发明的保持密封件、保持密封件的制造方法、保持密封件的另一方式及废气净化装置的作用效果进行说明。
(1)本发明的保持密封件中，由于粘结剂层含有高分子系分散剂，因此可以抑制有机粘结剂及无机粒子在粘结剂层中凝聚。通过抑制有机粘结剂的凝聚，含有有机粘结剂的上述粘结剂层形成于上述无机纤维的表面的较宽的范围。另外，由于上述粘结剂层含有无机粒子，因此成为拉伸强度优异的粘结剂层。上述无机粒子通过高分子系分散剂抑制凝聚，因此遍及较宽的范围，粘结剂层的强度得到提高。
若粘结剂层的强度较弱，则在无机纤维彼此接触时，粘结剂层的剥离的同时无机纤维滑移，导致保持密封件的表面压力降低，但若粘结剂层的强度较高，则可以防止无机纤维滑移，成为表面压力较高的保持密封件。
另外，本发明的保持密封件由于粘结剂层形成于无机纤维的表面的较宽的范围，因此粘结剂层中的有机粘结剂或高分子系分散剂通过废气的热量而分解时，构成粘结剂层的无机粒子会露出，从而在上述无机纤维的表面的较宽的范围形成凹凸。因此，即使由无机粒子产生的凹凸加大无机纤维彼此的摩擦，且粘结剂层通过废气的热量而分解之后，也会成为表面压力较高的保持密封件。
(2)本发明的保持密封件的制造方法中，能够轻松地制造上述结构的保持密封件。
(3)本发明的保持密封件的另一方式中，能够发挥与本发明的保持密封件相同的作用效果。
(4)本发明的废气净化装置中，由于在废气处理体与金属外壳之间夹装有保持密封件，因此能够防止废气泄漏，并且由于在构成保持密封件的无机纤维表面形成有含有高分子系分散剂的粘结剂层，因此保持密封件的表面压力较高，能够稳定地保持废气处理体。
(5)另外，本发明的废气净化装置中，通过使废气向构成废气净化装置的废气处理体流通等来烧除粘结剂层。若粘结剂层烧除，则构成粘结剂层的无机粒子会露出，提高无机纤维彼此的摩擦，因此能够将表面压力保持得较高。
(实施例)
以下，示出更具体地公开本发明的实施例。另外，本发明并不仅限于这些实施例。
(实施例1)
(a)垫子准备工序
首先，按照以下的顺序准备含有无机纤维的垫子。
(a-1)纺丝工序
对于Al含量为70g/l且制备成Al:Cl＝1:1.8(原子比)的碱性氯化铝水溶液，以在烧成后的无机纤维中的组成比成为Al2O3:SiO2＝72:28(重量比)的方式配合硅溶胶，并且，适量添加有机聚合物(聚乙烯醇)来制备混合液。
将所得到的混合液浓缩而作为纺丝用混合物，通过吹制法将该纺丝用混合物进行纺丝，从而制作平均纤维直径为5.1μm的无机纤维前体。
(a-2)压缩工序
将上述工序(a-1)中得到的无机纤维前体压缩而制作连续的片状物。
(a-3)针刺工序
对于上述工序(a-2)中得到的片状物，利用以下所示的条件连续进行针刺处理，从而制作针刺处理体。
首先，准备针以21个/cm2的密度安装的针板。接着，将该针板配设于片状物的一表面的上方，通过使针板沿着片状物的厚度方向上下移动一次来进行针刺处理，从而制作针刺处理体。此时，将针贯穿直至形成于针前端部分的倒刺针完全穿出至片状物的相反侧表面。
(a-4)烧成工序
在最高温度1250℃下连续烧成上述工序(a-3)中得到的针刺处理体，从而制造由以72重量份:28重量份含有氧化铝和氧化硅的无机纤维构成的烧成片状物。无机纤维的平均纤维直径为5.1μm，无机纤维直径的最小值为3.2μm。如此得到的烧成片状物的体积密度为0.15g/cm3，单位面积重量为1500g/m2。
(a-5)切割工序
切割上述工序(a-4)中得到的烧成片状物而制作含有无机纤维的垫子。
(b)粘结剂溶液准备工序
(b-1)有机粘结剂溶液制备工序
使用使玻璃化转变温度为-10℃的丙烯酸橡胶分散于水中而成的丙烯酸酯系胶乳(ZEONCORPORATION制NipolLX854E(固体成分浓度：45wt％))，用水进行稀释，由此制备固体成分浓度为2重量％的有机粘结剂溶液。
(b-2)无机粘结剂溶液制备工序
用水稀释氧化铝胶体溶液(氧化铝溶胶)(NISSANCHEMICALINDUSTRIES,LTD.制氧化铝溶胶550(固体成分浓度：15wt％))，并添加阴离子型高分子系分散剂(SANNOPCOLIMITED制NopcosantRFA)并充分搅拌，由此制备无机粒子的固体成分浓度为2重量％且上述阴离子型高分子系分散剂的浓度为500ppm的无机粘结剂溶液。
(b-3)粘结剂溶液制备工序
在上述工序(b-2)中得到的无机粒子溶液中，以成为无机粒子溶液:有机粘结剂溶液＝1:1的重量比的方式添加上述工序(b-1)中得到的有机粘结剂溶液并充分搅拌，从而制备有机粘结剂以固体成分浓度计为1重量％、无机粒子以固体成分浓度计为1重量％、上述阴离子型高分子系分散剂的浓度为250ppm的粘结剂溶液。
(c)赋予工序
通过帘式涂布法，对(a)垫子准备工序中得到的垫子赋予上述工序(b)粘结剂溶液准备工序中得到的粘结剂溶液。
(d)干燥工序
(d-1)脱水工序
利用脱水机对上述工序(c)赋予工序中得到的被赋予粘结剂溶液的垫子进行吸引脱水，由此以成为相对于无机纤维100重量份赋予100重量份的状态的方式制备上述粘结剂溶液。
(d-2)干燥工序
通过对结束上述(d-1)脱水工序的垫子喷吹温度130℃、风速2m/s的热风来进行加热热风干燥，从而作成保持密封件。
(实施例2)
作为有机粘结剂，使用使玻璃化转变温度为-31℃的丙烯酸橡胶分散于水中而成的丙烯酸酯系胶乳(ZEONCORPORATION制NipolLX874(固体成分浓度：45wt％))，除此以外，与实施例1同样地制造保持密封件。
(实施例3)
在(b-1)有机粘结剂溶液制备工序中，将有机粘结剂溶液的固体成分浓度设为1.0重量％，在(b-2)无机粒子溶液制备工序中，将无机粒子溶液中的无机粒子的固体成分浓度改变为3.0重量％，除此以外，与实施例2同样地制造保持密封件。
此时，构成保持密封件的粘结剂层所含的无机粒子的量相对于无机纤维100重量份为1.5重量份，有机粘结剂的量相对于无机纤维100重量份为0.5重量份。
(实施例4)
作为高分子系分散剂，使用聚乙二醇系分散剂(KaoCorporation制EMANON1112)，除此以外，与实施例1同样地制造保持密封件。
(实施例5)
作为高分子系分散剂，使用萘磺酸福尔马林缩合物系分散剂(KaoCorporation制DEMOLN)，除此以外，与实施例1同样地制造保持密封件。
(实施例6)
作为高分子系分散剂，使用聚乙烯醇系分散剂(DENKIKAGAKUKOGYOKABUSHIKIKAISHA制DENKAPOVALB-24N)，除此以外，与实施例1同样地制造保持密封件。
(比较例1)
在(b-2)无机粒子溶液制备工序中未添加高分子系分散剂，除此以外，与实施例2同样地制造保持密封件。
(比较例2)
在(b)粘结剂溶液准备工序中未添加有机粘结剂，除此以外，与实施例2同样地制造保持密封件。
(比较例3)
在(b)粘结剂溶液准备工序中未添加无机粒子，除此以外，与实施例2同样地制造保持密封件。
(粘结剂层的拉伸强度试验)
使各实施例及比较例中准备的粘结剂溶液流入带框的玻璃板上，在室温下放置并干燥之后，进行冲压，从而制作出厚度为0.4mm的哑铃形状的试验片。使用该试验片，利用Instron型拉伸试验机以300mm/min的速度进行拉伸试验，由此测定粘结剂层的拉伸强度(拉伸断裂强度)。将结果示于表1。
(表面压力试验)
对于各实施例及比较例的保持密封件进行表面压力试验。
通过表面压力测定装置进行的表面压力试验方法如同本发明的保持密封件的说明所述。
将结果示于表1。
(无机纤维的飞散性试验)
使用各实施例及比较例中制造的保持密封件进行无机纤维的飞散性试验。
无机纤维的飞散性试验的方法如同本发明的说明中所述。
将其结果示于表1。
如表1所示，若使用实施例1～6所涉及的保持密封件，则均能够确保在烧成前为150kPa以上、烧成后为35kPa以上的较高的表面压力，进而能够将无机纤维的飞散抑制为0.2wt％以下。并且，粘结剂层的拉伸强度显示出5.0MPa以上的较高的值。
另一方面，粘结剂层中不含有高分子系分散剂的比较例1中，有机粘结剂及无机粒子在粘结剂溶液中凝聚，粘结剂层的拉伸强度成为较低的值，表面压力也较低。
并且，比较例2的保持密封件中，由于粘结剂溶液中不含有有机粘结剂，因此未能形成粘结剂层。因此，未能抑制无机纤维的飞散。
并且，比较例3的保持密封件中，由于粘结剂层中不含有无机粒子，因此粘结剂层的拉伸强度成为较低的值，表面压力也较低。
符号说明
10-无机纤维，20-粘结剂层，21-无机粒子，22-有机粘结剂成分，23-高分子系分散剂，100-废气净化装置，110-保持密封件，120-废气处理体，130-金属外壳。

Claims (15)

1.一种保持密封件，其特征在于，
无机纤维表面被粘结剂层覆盖，
所述粘结剂层含有有机粘结剂、无机粒子及高分子系分散剂。
2.根据权利要求1所述的保持密封件，其中，
所述粘结剂层的所述无机粒子的表面被所述高分子系分散剂包覆，并且，
所述无机粒子分散于有机粘结剂成分中。
3.根据权利要求1或2所述的保持密封件，其中，
相对于所述无机纤维100重量份，分别含有0.1重量份～10重量份的所述无机粒子及所述有机粘结剂。
4.根据权利要求3所述的保持密封件，其中，
相对于所述无机纤维100重量份，分别含有0.1重量份～3重量份的所述无机粒子及所述有机粘结剂。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的保持密封件，其中，
所述高分子系分散剂为阴离子型高分子系分散剂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的保持密封件，其中，
所述有机粘结剂为丙烯酸系树脂。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的保持密封件，其中，
所述保持密封件实施有针刺处理。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的保持密封件，其中，
当利用热量烧除所述有机粘结剂时，由所述无机粒子遍及所述无机纤维的整个表面地形成凹凸。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的保持密封件，其中，
所述粘结剂层形成于所述无机纤维的整个表面。
10.一种保持密封件，其特征在于，
该保持密封件通过包括以下工序的工序进行制造：
垫子准备工序，准备含有无机纤维的垫子；
粘结剂溶液准备工序，将无机粒子溶液和高分子系分散剂混合之后，与分散于水中的有机粘结剂进行混合，由此制备粘结剂溶液；
赋予工序，对所述垫子赋予所述粘结剂溶液；及
干燥工序，干燥被赋予所述粘结剂溶液的所述垫子来干燥所述有机粘结剂及无机粒子。
11.根据权利要求10所述的保持密封件，其中，
在所述粘结剂溶液准备工序中，使用玻璃化转变温度为-5℃以下的有机粘结剂作为所述有机粘结剂。
12.根据权利要求10或11所述的保持密封件，其中，
在所述粘结剂溶液准备工序中，制备所述粘结剂溶液，使得干燥所述粘结剂溶液而得到的粘结剂层的拉伸强度达到5.0MPa以上。
13.一种保持密封件的制造方法，其特征在于，该制造方法包括：
垫子准备工序，准备含有无机纤维的垫子；
粘结剂溶液准备工序，将无机粒子溶液和高分子系分散剂混合之后，与分散于水中的有机粘结剂进行混合，由此制备粘结剂溶液；
赋予工序，对所述垫子赋予所述粘结剂溶液；及
干燥工序，干燥被赋予所述粘结剂溶液的所述垫子来干燥所述有机粘结剂及无机粒子。
14.一种废气净化装置，其具备：
金属外壳；
废气处理体，其容纳于所述金属外壳中；及
保持密封件，其卷绕于所述废气处理体的周围，且配设于所述废气处理体与所述金属外壳之间，
所述废气净化装置的特征在于，
所述保持密封件为权利要求1至12中任一项所述的保持密封件。
15.一种废气净化装置，其具备：
金属外壳；
废气处理体，其容纳于所述金属外壳中；及
保持密封件，其卷绕于所述废气处理体的周围，且配设于所述废气处理体与所述金属外壳之间，
所述废气净化装置的特征在于，
所述保持密封件为通过权利要求13所述的保持密封件的制造方法制造的保持密封件。
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