CN117128072A - 抄制垫、卷绕体和抄制垫的制造方法 - Google Patents

抄制垫、卷绕体和抄制垫的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及抄制垫、卷绕体和抄制垫的制造方法。本发明提供一种即使卷绕在基材上也不易产生裂纹的抄制垫，该抄制垫由无机纤维构成，具有第1主面和与上述第1主面相对的第2主面，其在俯视时为矩形，该抄制垫的特征在于，在上述第1主面形成有线状的多个隆起部，在俯视上述抄制垫时，上述隆起部在第1主面的面方向中在一个方向取向，上述隆起部的平均长度为5～200mm、平均宽度为1～50mm、平均高度为0.05～0.50mm，在上述第1主面的任意的纵×横＝10cm×10cm的范围内形成有5根以上的上述隆起部，上述隆起部包含由多根纤维以捻起来的方式交织而形成的纤维束。

Description

抄制垫、卷绕体和抄制垫的制造方法
技术领域
本发明涉及抄制垫、卷绕体和抄制垫的制造方法。
背景技术
从柴油发动机等内燃机排出的废气中包含颗粒物质(以下也称为PM)，近年来，该PM对环境和人体造成危害成为问题。另外，由于废气中还包含CO、HC、NOx等有害气体成分，因此也担心该有害气体成分对环境和人体造成的影响。
因此，作为捕集废气中的PM或净化有害气体成分的废气净化装置，提出了各种废气净化装置，其包括：由碳化硅或堇青石等多孔质陶瓷构成的废气处理体、容纳废气处理体的外壳、和配置在废气处理体与外壳之间的保持密封材料(垫材)。该保持密封材料(垫材)主要出于下述目的而配置：防止因汽车行驶等产生的振动或冲击而导致废气处理体与覆盖其外周的外壳接触而破损；防止废气从废气处理体与外壳之间漏出；等。
为了提高垫材保持废气处理体的力(面压)，专利文献1中公开了一种通过使用特定的纺丝助剂制造氧化铝纤维聚集体而提高了面压的垫材。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2018/012423号
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1中记载的垫材在使用时被卷绕在废气处理体上，但由于卷绕时的垫材的内外周差，存在垫材产生裂纹的问题。
本发明是为了解决上述问题而进行的发明，本发明的目的在于提供一种即使卷绕在基材上也不易产生裂纹的抄制垫。
用于解决课题的手段
即，本发明的抄制垫由无机纤维构成，具有第1主面和与上述第1主面相对的第2主面，其在俯视时为矩形，该抄制垫的特征在于，在上述第1主面形成有线状的多个隆起部，在俯视上述抄制垫时，上述隆起部在第1主面的面方向中在一个方向取向，上述隆起部的平均长度为5～200mm、平均宽度为1～50mm、平均高度为0.05～0.50mm，在上述第1主面的任意的纵×横＝10cm×10cm的范围内形成有5根以上的上述隆起部，上述隆起部包含由多根纤维以捻起来的方式交织而形成的纤维束。
本发明的抄制垫中，在第1主面具有规定的形状的隆起部以规定的密度在一个方向取向。
本发明的抄制垫被卷绕在基材上使用，此时，第1主面位于基材侧，并且抄制垫沿着与隆起部取向的方向垂直的方向被卷绕。
本发明的抄制垫即使如此被卷绕在基材上，也不易产生裂纹。
认为这是基于下述理由。
抄制垫通过使包含无机纤维的浆料沿一定方向流动，并抄起无机纤维来制造。
若浆料中包含多根无机纤维集中地以捻起来的方式交织而成的纤维束，则纤维束挂在其他无机纤维上，容易在与浆料流动的方向垂直的方向上取向。
因此，若使用包含纤维束的浆料制作抄制垫，则纤维束在一个方向(即，与浆料流动的方向垂直地)取向。需要说明的是，在这样制造的抄制垫中，位于抄制垫的主面附近的纤维束在抄制垫的主面形成隆起部，因此隆起部也在第1主面的面方向中在一个方向取向。
若在增减浆料量的同时抄起无机纤维而制成抄制垫，则部分地形成隆起部，隆起在与浆液流动的方向垂直的方向上取向。
反言之，如本发明的抄制垫那样，在第1主面隆起部在一个方向取向的情况下，是指在整个抄制垫中，纤维束在一个方向取向。
纤维束和/或隆起部与单独的无机纤维相比强度高、不易弯曲。因此，纤维束和/或隆起部在一个方向取向的抄制垫在纤维束和/或隆起部取向的方向上不易弯曲，但在与纤维束和/或隆起部取向的方向垂直的方向上容易弯曲。
因此，即使将这样的抄制垫在与纤维束和/或隆起部取向的方向(即，隆起部取向的方向)垂直的方向上弯曲，也难以产生应力。另外，难以产生由该应力引起的裂纹。
因此，即使将本发明的抄制垫卷绕在基材上，也不易产生裂纹。
本发明的抄制垫中，隆起部的平均长度为5～200mm、平均宽度为1～50mm、平均高度为0.05～0.50mm，在第1主面的任意的纵×横＝10cm×10cm的范围内形成有5根以上的隆起部。
若隆起部的形状和密度为上述范围，则抄制垫容易在与隆起部取向的方向垂直的方向上弯曲。
因此，能够适当地发挥如下效果：在卷绕在基材上时，抄制垫不产生裂纹。
本发明的抄制垫中，相对于无机纤维100重量份，优选包含有机粘结剂0.1～20重量份和无机粘结剂0.1～10重量份。
有机粘结剂和无机粘结剂将无机纤维彼此粘接，维持抄制垫的形状。
若有机粘结剂和无机粘结剂的含量为上述范围，则无机纤维彼此的粘接是适度的，能够兼顾抄制垫的柔软性和形状维持性。
另外，能够抑制无机纤维从抄制垫脱落以及飞散。
本发明的抄制垫中，上述有机粘结剂的玻璃化转变温度Tg优选为5℃以下。
若上述有机粘结剂的玻璃化转变温度Tg为5℃以下，则能够提高由有机粘结剂形成的有机粘结剂被膜的强度，并且制成被膜伸长率高、挠性优异的抄制垫。
本发明的抄制垫中，上述有机粘结剂优选为选自由作为水溶性有机聚合物发挥功能的丙烯酸类树脂、丙烯酸酯系胶乳、橡胶系胶乳、羧甲基纤维素和聚乙烯醇、作为热塑性树脂发挥功能的苯乙烯树脂、以及作为热固化树脂发挥功能的环氧树脂组成的组中的至少1种。
另外，本发明的抄制垫中，上述无机粘结剂优选包含氧化铝、二氧化硅、碳化硅、氧化锆、氮化硼、金刚石和轻石中的至少1种。
这些有机粘结剂和无机粘结剂适于将无机纤维彼此粘接，维持抄制垫的形状。
本发明的抄制垫优选为经下述工序制作的抄制垫：开纤工序，将无机纤维成型体在水中开纤，制作包含开纤后的无机纤维的浆料；和抄制工序，抄制上述浆料而制成抄制垫。
在将无机纤维成型体开纤时，有时无机纤维未完全被开纤，生成多根纤维以捻起来的方式交织而成的纤维束。
通过有意地生成这样的纤维束，能够在抄制垫的第1主面形成隆起部。
需要说明的是，隆起部的形状和密度可以通过调整开纤条件和抄制条件来调整。
本发明的抄制垫中，上述无机纤维成型体优选包含来自针刺垫的第1无机纤维成型体和/或来自抄制垫的第2无机纤维成型体。
无论无机纤维成型体是来自针刺垫，还是来自抄制垫，均能够在开纤工序中形成纤维束。
本发明的抄制垫优选为在上述抄制工序中通过分批抄制或连续抄制进行抄制而得到的抄制垫。
通过进行分批抄制或连续抄制，能够容易地得到本发明的抄制垫。
本发明的卷绕体包含：基材；和卷绕在上述基材上的抄制垫，该卷绕体的特征在于，上述抄制垫为上述本发明的抄制垫，上述抄制垫的第1主面位于上述基材侧，并且，上述抄制垫沿着与隆起部取向的方向垂直的方向被卷绕。
如上所述，本发明的抄制垫容易在与隆起部取向的方向垂直的方向上弯曲。另外，本发明的卷绕体中，本发明的抄制垫沿着与隆起部取向的方向垂直的方向被卷绕。
因此，本发明的卷绕体中，抄制垫不易产生裂纹。
本发明的抄制垫的制造方法为上述本发明的抄制垫的制造方法，其特征在于，包括下述工序：开纤工序，将无机纤维成型体在水中开纤，制作包含开纤后的无机纤维的浆料；和抄制工序，抄制上述浆料而制成抄制垫；上述开纤工序中，形成上述无机纤维以捻起来的方式交织而形成的纤维束，以此方式进行开纤。
在将无机纤维成型体开纤时，有时无机纤维未完全被开纤，生成多根纤维以捻起来的方式交织而成的纤维束。
本发明的抄制垫的制造方法中，通过有意地生成纤维束，能够在抄制垫的第1主面形成具有规定的形状和规定的密度的隆起部。
需要说明的是，隆起部的形状和密度可以通过调整开纤条件和抄制条件来调整。
本发明的抄制垫的制造方法中，上述无机纤维成型体优选包含来自针刺垫的第1无机纤维成型体和/或来自抄制垫的第2无机纤维成型体。
无论无机纤维成型体是来自针刺垫，还是来自抄制垫，均能够在开纤工序中形成纤维束。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种即使卷绕在基材上也不易产生裂纹的抄制垫。
附图说明
图1A是示意性地示出本发明的抄制垫的一例的立体图。
图1B是图1A的虚线部的放大图。
图1C是图1B的A-A线截面图。
图2是示意性地示出本发明的抄制垫的制造方法的开纤工序的一例的图。
图3是示意性地示出本发明的抄制垫的制造方法的抄制工序的一例的图。
图4是示意性地示出使用了本发明的抄制垫的废气净化装置的一例的截面图。
图5是示意性地示出本发明的卷绕体的一例的立体图。
图6A是使用了实施例1的抄制垫的卷绕性评价的试验结果的照片。
图6B是使用了比较例1的抄制垫的卷绕性评价的试验结果的照片。
具体实施方式
以下，对本发明的抄制垫进行具体说明。但是，本发明不限定于下述构成，能够在不变更本发明要点的范围内适当变更适用。需要说明的是，将以下记载的本发明的各优选构成组合2个以上而得的构成也是本发明。
利用附图来说明本发明的抄制垫。
图1A是示意性地示出本发明的抄制垫的一例的立体图。
图1B是图1A的虚线部的放大图。
图1C是图1B的A-A线截面图。
如图1A所示，抄制垫10是由无机纤维构成的抄制垫，具有第1主面10a和与第1主面10a相对的第2主面10b，其在俯视时为矩形，
抄制垫10是在一个端部11设有凸部11a、在另一个端部12设有凹部12a的俯视时为矩形的形状。
详细情况如后所述，抄制垫10卷绕在废气处理体上，配置于废气净化装置中。
凸部11a和凹部12a是在将抄制垫10卷绕在废气处理体上时正好嵌合的形状。
若设有这样的凸部11a和凹部12a，则在将抄制垫10配置于后述的废气净化装置时密封性提高。
需要说明的是，本发明的抄制垫也可以在端部不具有凸部和凹部。
如图1A和图1B所示，在抄制垫10的第1主面10a形成有线状的多个隆起部20。需要说明的是，虽未图示，但在抄制垫10的第2主面10b也与第1主面10a同样地形成有线状的多个隆起部20。
在俯视抄制垫10时，隆起部20在第1主面的面方向中在一个方向(用符号d表示的方向)取向。隆起部20取向的方向是与抄制垫10的长度方向垂直的方向。
需要说明的是，本说明书中，通过以下方法判断是否“隆起部在一个方向取向”。
首先，如图1B所示，在抄制垫10的第1主面10a，画出从隆起部20的一端21连接另一端22的线段23。接着，测定线段23和任意的方向d形成的锐角a的角度。并且，在该角度为0～45°的情况下，将作为该线段23的起源的隆起部20作为在方向d取向的隆起部20a。
在抄制垫10的第1主面10a的任意的纵×横＝10cm×10cm的范围内，隆起部20整体中的50％以上为在方向d取向的隆起部20a的情况下，判断为隆起部20整体在方向d取向。
并且，在隆起部为这样的状态的情况下，在抄制垫中，判断为“隆起部在一个方向取向”。
抄制垫10被卷绕在废气处理体上使用，此时，第1主面10a位于废气处理体侧，并且抄制垫10沿着与隆起部20取向的方向d垂直的方向被卷绕。
抄制垫10即使如此被卷绕在废气处理体上，也不易产生裂纹。
认为这是基于下述理由。
抄制垫10通过使包含无机纤维的浆料沿一定方向流动，并抄起无机纤维来制造。
若浆料中包含多根纤维集中地以捻起来的方式交织而成的纤维束，则会挂在其他无机纤维上，容易在与浆料流动的方向垂直的方向上取向。
因此，使用包含纤维束的浆料制作抄制垫10时，纤维束在一个方向(即，与浆料流动的方向垂直地)取向。需要说明的是，在这样制造的抄制垫中，位于抄制垫10的主面附近的纤维束在抄制垫10的主面形成隆起部20，因此隆起部20也在一个方向取向。
纤维束与单独的无机纤维相比强度高、不易弯曲。因此，纤维束在一个方向取向的抄制垫10在纤维束取向的方向上不易弯曲，但在与纤维束取向的方向垂直的方向上容易弯曲。
因此，即使将抄制垫10在与纤维束取向的方向(即，隆起部20取向的方向)垂直的方向上弯曲，也难以产生应力。另外，难以产生由该应力引起的裂纹。
因此，即使将抄制垫10卷绕在废气处理体上，也不易产生裂纹。
在抄制垫10中，隆起部20的平均长度(图1B中，符号“L”所示的距离)为5～200mm，平均宽度(图1中，符号“W”所示的距离)为1～50mm，平均高度(图1C中，符号“H”所示的高度)为0.05～0.50mm。
此外，在抄制垫10中，在第1主面10a的任意的纵×横＝10cm×10cm的范围内，形成有5根以上的隆起部20。
若隆起部20的形状和密度为上述范围，则抄制垫10容易在与隆起部20取向的方向垂直的方向上弯曲。
认为这是基于下述理由。
隆起部20的形状和密度与抄制垫中包含的纤维束的形状和密度相关联。
在隆起部20的形状和密度为上述范围的情况下，纤维束成为适于将抄制垫10在与隆起部20取向的方向垂直的方向上弯曲的形状和密度。
因此，能够适当地发挥如下效果：在卷绕在废气处理体上时，抄制垫10不产生裂纹。
隆起部20的平均长度L优选为5～200mm、更优选为50～150mm。
隆起部20的平均宽度W优选为1～50mm、更优选为5～50mm。
隆起部20的平均高度H优选为0.05～0.50mm，更优选为0.1～0.3mm。
需要说明的是，隆起部20的长度L是指在隆起部20取向的方向d上的从隆起部20的一端21到另一端22的距离。
另外，隆起部20的宽度W是指在与隆起部20取向的方向d垂直的方向上，隆起部20存在的部分的最大宽度。
另外，隆起部20的高度H是指从未形成隆起部20的第1主面10a到隆起部20的最顶部的距离。
在抄制垫10中，在第1主面10a的任意的纵×横＝10cm×10cm的范围内，优选形成有5～20根隆起部20，更优选形成有7～15根隆起部20。
作为构成抄制垫10的无机纤维，优选包含选自氧化铝纤维、二氧化硅纤维、氧化铝-二氧化硅纤维、莫来石纤维、玻璃纤维和生物溶解性纤维中的至少1种。
若抄制垫10由这些无机纤维构成，则耐热性充分。
构成抄制垫10的无机纤维优选平均纤维径为3～50μm、平均纤维长度为100～100000μm。
抄制垫10的堆积密度优选为0.05～0.30g/cm3。
若抄制垫10的堆积密度小于0.05g/cm3，则无机纤维的相互缠绕弱，无机纤维容易剥离，因此难以将抄制垫的形状保持为规定的形状。
若抄制垫10的堆积密度超过0.30g/cm3，则抄制垫变硬，卷绕性降低，容易产生垫破裂。
在抄制垫10中，相对于无机纤维100重量份，优选包含有机粘结剂0.1～20重量份，更优选包含0.5～10重量份。
另外，相对于无机纤维100重量份，优选包含无机粘结剂0.1～10重量份，更优选包含0.5～3.0重量份。
有机粘结剂和无机粘结剂将无机纤维彼此粘接，维持抄制垫的形状。
若有机粘结剂和无机粘结剂的含量为上述范围，则无机纤维彼此的粘接是适度的，能够兼顾抄制垫的柔软性和形状维持性。
另外，能够抑制无机纤维从抄制垫脱落以及飞散。
在抄制垫10中，有机粘结剂的玻璃化转变温度Tg优选为5℃以下、更优选为-35～5℃。
若有机粘结剂的玻璃化转变温度Tg为5℃以下，则能够提高由有机粘结剂形成的有机粘结剂被膜的强度，并且制成被膜伸长率高、挠性优异的抄制垫。
另外，在将抄制垫10卷绕到废气处理体上时等，难以发生垫破裂。此外，由于有机粘结剂被膜不会变得过硬，因此在无机纤维断裂时，能够发挥将无机纤维彼此连接的效果，能够抑制无机纤维的飞散。
有机粘结剂的玻璃化转变温度Tg小于-50℃时价格高，制造成本升高。
在有机粘结剂的玻璃化转变温度Tg超过5℃的情况下，有时抄制垫的挠性降低，断裂伸长率降低。
本发明的抄制垫中，上述有机粘结剂可以为水溶性有机聚合物，可以为热塑性树脂，也可以为热固化树脂。
作为水溶性有机聚合物，可以举出丙烯酸类树脂、丙烯酸酯系胶乳、橡胶系胶乳、羧甲基纤维素、聚乙烯醇。作为热塑性树脂，可以举出苯乙烯树脂。可以举出作为热固化树脂发挥功能的环氧树脂。
在抄制垫10中，无机粘结剂优选包含氧化铝、二氧化硅、碳化硅、氧化锆、氮化硼、金刚石和轻石中的至少1种。
这些有机粘结剂和无机粘结剂适于将无机纤维彼此粘接，维持抄制垫的形状。
接着，对本发明的抄制垫的制造方法进行说明。
本发明的抄制垫的制造方法包括(1)开纤工序和(2)抄制工序。
需要说明的是，在下述说明中，对使用来自针刺垫的第1无机纤维成型体和来自抄制垫的第2无机纤维成型体两者作为无机纤维成型体的情况进行说明，但本发明的抄制垫的制造方法中，可以使用任意一种无机纤维成型体。
以下对各工序进行详细说明。
(1)开纤工序
图2是示意性地示出本发明的抄制垫的制造方法的开纤工序的一例的图。
本工序中，将来自针刺垫的第1无机纤维成型体和来自抄制垫的第2无机纤维成型体在水中开纤，制作包含开纤后的无机纤维的浆料。
如图2所示，在将针刺垫和抄制垫开纤时，有时无机纤维25未完全被开纤，生成多根无机纤维25以捻起来的方式交织而成的纤维束26。
更具体而言，如下所述。
在制造针刺垫时，用针使无机纤维彼此交织，因此在该部分中无机纤维彼此强劲地交织。
另外，制造抄制垫时，有机粘结剂将无机纤维彼此粘接，因此无机纤维彼此变得难以分离。利用抄制法来制造抄制垫时，无机纤维彼此的集合中会产生不均匀，形成密度高的无机纤维的集合。
针刺垫中利用针使无机纤维彼此交织的部分、抄制垫中密度高的无机纤维的集合部分难以开纤，作为以捻起来的方式交织而成的纤维束残留。
通过有意地形成这样的纤维束26，能够在所制造的抄制垫的主面形成隆起部。
作为开纤的示例，可以举出例如以下的方法。
首先，将第1无机纤维成型体和第2无机纤维成型体在700～1000℃烧制1.0～8.0小时。优选的烧制温度为800～950℃。
由此，能够将第1无机纤维成型体和第2无机纤维成型体中包含的有机粘结剂热分解，容易使第1无机纤维成型体和第2无机纤维成型体开纤。
接着，将烧制后的第1无机纤维成型体和第2无机纤维成型体静置至常温，之后，用手解开第1无机纤维成型体和第2无机纤维成型体。
接着，将第1无机纤维成型体和第2无机纤维成型体加入到以重量比计为50～400倍量的水中，搅拌而进行开纤，由此制作包含无机纤维的浆料。该重量比优选为100～200倍量。
另外，搅拌的条件优选适当地设定，例如，在制作10L的浆料时，优选使用(产品名：SMT-101、制造商：ASONE)作为搅拌机，在转速为500～1000rpm、搅拌时间为200～900秒的条件下进行搅拌。优选旋转速度为650～850rpm、搅拌时间为500～700秒，更优选旋转速度为700～800rpm、搅拌时间为500～650秒。
接着，向浆料中加入有机粘结剂和无机粘结剂。
有机粘结剂优选按照在所制造的抄制垫中相对于无机纤维100重量份为0.1～20重量份的方式加入，更优选按照为0.5～15.0重量份的方式加入。
无机粘结剂优选按照在所制造的抄制垫中相对于无机纤维100重量份为0.1～10重量份的方式加入，更优选按照为0.5～15.0重量份的方式加入。
已经说明了优选的有机粘结剂和无机粘结剂的种类，因此此处省略说明。
(2)抄制工序
图3是示意性地示出本发明的抄制垫的制造方法的抄制工序的一例的图。
接着，向底面形成有过滤用网的成型器中浇注浆料，对浆料中的溶剂进行脱溶剂处理，由此得到无机纤维聚集体。
如图3所示，在将浆料浇注到成型器中时，包含无机纤维25的浆料沿一定方向(图3中箭头f所示的方向)流动。
浆料的流速优选为10～500cm/分钟、更优选为20～200cm/分钟。
若浆料中包含多根无机纤维集中地以捻起来的方式交织而成的纤维束26，则纤维束26挂在其他无机纤维25上，容易在与浆料流动的方向垂直的方向(图3中箭头d所示的方向)上取向。
因此，若使用包含纤维束26的浆料进行抄制，则纤维束26在方向d上取向。另外，在经后续工序得到的抄制垫10中，位于抄制垫10的第1主面附近的纤维束26在抄制垫10的第1主面上形成隆起部20。因此，隆起部20也在方向d取向。
需要说明的是，纤维束26的取向可以通过控制浆料中包含的无机纤维的含有比例、浆料的流速等来调整。
之后，通过对无机纤维聚集体进行脱水和干燥，并进行裁断，能够制造抄制垫10。
此时，按照抄制垫10的长度方向与隆起部20取向的方向d垂直的方式进行裁断。
在如此制造的抄制垫10中，在整个抄制垫10中，纤维束26在方向d取向。
纤维束26与单独的无机纤维25相比强度高、不易弯曲。因此，纤维束26在一个方向取向的抄制垫10在纤维束26取向的方向d上不易弯曲，但在与纤维束26取向的方向d垂直的方向上容易弯曲。
因此，即使将这样的抄制垫10在与纤维束26取向的方向d垂直的方向上弯曲，也难以产生应力。另外，难以产生由该应力引起的裂纹。
因此，即使将抄制垫10卷绕在废气处理体上，也不易产生裂纹。
需要说明的是，在抄制工序中，可以对无机纤维聚集体进行加热加压而进行干燥。在加热加压时，可以进行使热风通气到无机纤维聚集体来进行干燥的热处理，也可以不进行热处理而处于湿润状态。
在进行热处理的情况下，为了防止有机粘结剂因热而劣化，加热温度、热风温度优选为100～250℃。在100～250℃的范围内，能够抑制有机粘结剂的劣化，同时使水分从无机纤维聚集体飞散。加热温度、热风温度小于100℃的情况下，温度未传递至无机纤维聚集体的中央部，干燥时间变长。另外，若超过250℃，则使有机粘结剂劣化，降低纤维间的约束力，因此无机纤维聚集体的厚度变得难以控制。
本发明的抄制垫的制造方法中，优选在抄制工序中进行分批抄制或连续抄制。
通过进行分批抄制或连续抄制，能够容易地得到本发明的抄制垫。
接着，对本发明的抄制垫的使用方法进行说明。
图4是示意性地示出使用了本发明的抄制垫的废气净化装置的一例的截面图。
如图4所示，废气净化装置100具备金属外壳30、容纳于金属外壳30中的废气处理体40、和配置在废气处理体40和金属外壳30之间的抄制垫10。抄制垫10为本发明的抄制垫。
废气处理体40为隔着槽壁42沿长度方向并列设置有多个槽(cell)41的柱状体。需要说明的是，在金属外壳30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将通过废气净化装置后的废气排出到外部的排出管。
在图4所示的废气净化装置100中，作为废气处理体40，使用了各个槽中的任意一端被密封材料43封口的废气过滤器(蜂窝过滤器)，但也可以使用在任一端面均未利用密封材料进行封口的催化剂载体。
如图4所示，从内燃机排出并流入废气净化装置100的废气(图4中，用G表示废气，用箭头表示废气的流动)流入在废气处理体(蜂窝过滤器)40的废气流入侧端面40a开口的一个槽41，并通过隔开槽41的槽壁42。此时，废气中的PM被槽壁42捕集，废气被净化。净化后的废气从在废气流出侧端面40b开口的其他槽41流出，排出到外部。
废气处理体40可以由碳化硅或氮化硅等非氧化多孔质陶瓷构成，也可以由赛隆、氧化铝、堇青石、莫来石等氧化多孔质陶瓷构成。其中，优选为碳化硅。
在废气处理体40为碳化硅质的多孔质陶瓷的情况下，多孔质陶瓷的气孔率没有特别限定，优选为35～60％。
若气孔率小于35％，则废气处理体有时会立即发生堵塞，另一方面，若气孔率超过60％，则废气处理体的强度降低，有时容易被破坏。
另外，多孔质陶瓷的平均气孔径优选为5～30μm。
若平均气孔径小于5μm，则有时PM容易引起堵塞。
若平均气孔径超过30μm，则有时PM会穿过气孔，无法捕集PM，无法作为过滤器发挥功能。
需要说明的是，上述气孔率和气孔径可以通过利用扫描型电子显微镜(SEM)进行测定这样的现有公知方法进行测定。
废气处理体40的截面中的槽密度没有特别限定，优选的下限为31.0个/cm2(200个/英寸2)，优选的上限为93.0个/cm2(600个/英寸2)。另外，更优选的下限为38.8个/cm2(250个/英寸2)，更优选的上限为77.5个/cm2(500个/英寸2)。
也可以使废气处理体40负载用于净化废气的催化剂，作为所负载的催化剂，优选例如铂、钯、铑等贵金属，其中，更优选铂。另外，作为其他催化剂，也可以使用例如钾、钠等碱金属、钡等碱土金属。这些催化剂可以单独使用，也可以合用2种以上。
若负载有这些催化剂，则容易将PM燃烧除去，还能净化有毒的废气。
(金属外壳)
金属外壳30为近似圆筒形。
金属外壳30的内径(容纳废气处理体的部分的内径)优选比卷绕有抄制垫10的废气处理体40的直径略短。
金属外壳30没有特别限定，优选由不锈钢构成。
在制造这样的废气净化装置100时，将抄制垫10卷绕在废气处理体40上制成卷绕体后，容纳在金属外壳30中。
抄制垫10卷绕在废气处理体40上而成的卷绕体也是本发明的卷绕体。
图5是示意性地示出本发明的卷绕体的一例的立体图。
如图5所示，卷绕体50包含作为基材的废气处理体40和卷绕在废气处理体40上的抄制垫10。
在卷绕体50中，抄制垫10的第1主面10a位于废气处理体40侧，并且，抄制垫10沿着与隆起部(未图示)取向的方向d垂直的方向(图5中符号l所示的方向)被卷绕。
如上所述，抄制垫10容易在与隆起部取向的方向d垂直的方向l上弯曲，不易产生应力。
在卷绕体50中，抄制垫10沿着与隆起部取向的方向d垂直的方向l被卷绕，因此不易产生应力。因此，在卷绕体50中，抄制垫10也不易产生裂纹。
在上述说明中，对抄制垫被卷绕在废气处理体上的卷绕体进行了说明，但在本发明的卷绕体中，作为卷绕抄制垫的对象的基材不限于废气处理体，也可以是需要保温的配管等。
本说明书公开了以下事项。
本公开(1)为一种抄制垫，该抄制垫由无机纤维构成，具有第1主面和与上述第1主面相对的第2主面，其在俯视时为矩形，该抄制垫的特征在于，在上述第1主面形成有线状的多个隆起部，在俯视上述抄制垫时，上述隆起部在第1主面的面方向中在一个方向取向，上述隆起部的平均长度为5～200mm、平均宽度为1～50mm、平均高度为0.05～0.50mm，在上述第1主面的任意的纵×横＝10cm×10cm的范围内形成有5根以上的上述隆起部，上述隆起部包含由多根纤维以捻起来的方式交织而形成的纤维束。
本公开(2)为本公开(1)所述的抄制垫，其中，相对于上述无机纤维100重量份，包含有机粘结剂0.1～20重量份和无机粘结剂0.1～10重量份。
本公开(3)为本公开(2)所述的抄制垫，其中，上述有机粘结剂的Tg为5℃以下。
本公开(4)为本公开(2)或(3)所述的抄制垫，其中，上述有机粘结剂为选自由作为水溶性有机聚合物发挥功能的丙烯酸类树脂、丙烯酸酯系胶乳、橡胶系胶乳、羧甲基纤维素和聚乙烯醇、作为热塑性树脂发挥功能的苯乙烯树脂、以及作为热固化树脂发挥功能的环氧树脂组成的组中的至少1种。
本公开(5)为本公开(2)～(4)中任一项所述的抄制垫，其中，上述无机粘结剂包含氧化铝、二氧化硅、碳化硅、氧化锆、氮化硼、金刚石和轻石中的至少1种。
本公开(6)为本公开(1)～(5)中任一项所述的抄制垫，其经下述工序制作而得：开纤工序，将无机纤维成型体在水中开纤，制作包含开纤后的无机纤维的浆料；和抄制工序，抄制上述浆料而制成抄制垫。
本公开(7)为本公开(6)的抄制垫，其中，上述无机纤维成型体包含来自针刺垫的第1无机纤维成型体和/或来自抄制垫的第2无机纤维成型体。
本公开(8)为本公开(6)或(7)所述的抄制垫，其中，在上述抄制工序中，通过分批抄制或连续抄制来进行抄制。
本公开(9)为一种卷绕体，该卷绕体包含：基材；和卷绕在上述基材上的抄制垫，该卷绕体的特征在于，上述抄制垫为本公开(1)～(8)中任一项所述的抄制垫，上述抄制垫的第1主面位于上述基材侧，并且，上述抄制垫沿着与隆起部取向的方向垂直的方向被卷绕。
本公开(10)为一种抄制垫的制造方法，其为本公开(1)～(8)中任一项所述的抄制垫的制造方法，其特征在于，包括下述工序：开纤工序，将无机纤维成型体在水中开纤，制作包含开纤后的无机纤维的浆料；和抄制工序，抄制上述浆料而制成抄制垫；上述开纤工序中，形成上述无机纤维以捻起来的方式交织而形成的纤维束，以此方式进行开纤。
本公开(11)为本公开(10)所述的抄制垫的制造方法，其中，上述无机纤维成型体包含来自针刺垫的第1无机纤维成型体和/或来自抄制垫的第2无机纤维成型体。
实施例
以下，示出更具体地公开了本发明的实施例。需要说明的是，本发明并不仅限于这些实施例。
(实施例1)
准备来自针刺垫的第1无机纤维成型体，其由Al2O3：SiO2＝72：28(重量比)的氧化铝-二氧化硅纤维构成，堆积密度为0.17g/cm3，针迹的密度为21个/cm2的密度。
另外，准备来自抄制垫的第2无机纤维成型体，其由Al2O3：SiO2＝72：28(重量比)的氧化铝-二氧化硅纤维构成，堆积密度为0.12g/cm3。
接着，将第1无机纤维成型体和第2无机纤维成型体在600℃烧制1小时，使第1无机纤维成型体和第2无机纤维成型体中包含的有机粘结剂热分解。
接着，将烧制后的第1无机纤维成型体和第2无机纤维成型体静置至常温，之后，用手解开第1无机纤维成型体和第2无机纤维成型体。
取出第1无机纤维成型体5.0g、第2无机纤维成型体5.0g，加入0.4L的水中。之后，使用搅拌机(产品名：SMT-101、制造商：ASONE)，在转速为1000rpm、搅拌时间为10分钟的条件下搅拌，进行开纤，由此制作出无机纤维的浆料。
需要说明的是，为了确认浆料中是否形成了纤维束，将浆料取出、干燥，确认形成了由多根无机纤维以捻起来的方式交织而成的纤维束。
接着，按照相对于无机纤维100重量份为0.5～10重量份的方式，向浆料中加入有机粘结剂。
另外，按照相对于无机纤维100重量份为0.5～3.0重量份的方式，向浆料中加入无机粘结剂。
接着，向底面形成有过滤用网的成型器中浇注浆料，对浆料中的溶剂进行脱溶剂处理，由此得到无机纤维聚集体。此时，使浆料的流速为10～100cm/分钟。
之后，对无机纤维聚集体进行脱水，在150～210℃、5分钟～1.0小时的条件下进行干燥，由此制造出实施例1的抄制垫。实施例1的抄制垫的厚度为13mm。
观察实施例1的抄制垫的一个主面(即，第1主面)可知，在第1主面形成有线状的多个隆起部，隆起部在一个方向取向。
在实施例1的抄制垫上形成的隆起部的平均长度L为100mm、平均宽度W为30mm、平均高度为0.4mm。
另外，计算在第1主面的6处纵×横＝10cm×10cm的范围内形成的隆起部的数量，结果在各区域中该数量为15根、14根、10根、8根、9根、5根、10根。
(比较例1)
对于碱性氯化铝水溶液，按照烧制后的无机纤维中的组成比为Al2O3：SiO2＝72：28(重量比)的方式混配硅溶胶，进而适量添加有机聚合物(聚乙烯醇)，制备出混合液。
将所得到的混合液浓缩作为纺丝用混合物，通过喷纺法(纺丝气氛温度：120℃)将该纺丝用混合物纺丝，制作出氧化铝纤维前体。
接着，压缩所得到的无机纤维前体，制作出连续的片状物。之后，将片状物配置在加热炉内，进行烧制处理，由此制造出无机纤维聚集体。
接着，使用搅拌机(产品名：SMT-101、制造商：AS ONE)，以转速为1000rpm、搅拌时间为10分钟的条件进行搅拌，由无机纤维聚集体开纤。
需要说明的是，为了确认在浆料中是否形成了纤维束，取出浆料的一部分并使其干燥，结果确认到未形成由多根无机纤维以捻起来的方式交织而成的纤维束。
接着，按照相对于无机纤维100重量份为0.5～10重量份的方式，向浆料中加入有机粘结剂。
另外，按照相对于无机纤维100重量份为0.5～3.0重量份的方式，向浆料中加入无机粘结剂。
接着，向底面形成有过滤用网的成型器中浇注浆料，对浆料中的溶剂进行脱溶剂处理，由此得到无机纤维聚集体。此时，使浆料的流速为10～100cm/分钟。
之后，对无机纤维聚集体进行脱水，在150～210℃、5分钟～1.0小时的条件下进行干燥，由此制造出比较例1的抄制垫。比较例1的抄制垫的厚度为12.9mm。
观察比较例1的抄制垫的主面，结果观察到未形成隆起部。
(卷绕性评价)
将实施例1和比较例1的抄制垫裁断成长度方向的长度为350mm、宽度方向的长度为30mm的矩形，制作出试验片。
需要说明的是，此时，在抄制垫的制造时的抄制工序中，按照使浆料浇注到成型器中的方向与试验片的长度方向一致的方式进行裁断。
在实施例1的试验片中，长度方向和与隆起部取向的方向d垂直的方向一致。
接着，准备直径为100mm的圆柱体，按照各试验片的长度方向和卷绕方向一致的方式，将各试验片卷绕在该圆柱体上。然后，目视观察各试验片是否产生裂纹。
结果示于图6A和图6B中。
图6A是使用了实施例1的抄制垫的卷绕性评价的试验结果的照片。
图6B是使用了比较例1的抄制垫的卷绕性评价的试验结果的照片。
如图6A所示，在使用了实施例1的抄制垫的卷绕性评价中，试验片未产生裂纹。
另一方面，如图6B所示，在使用了比较例1的抄制垫的卷绕性评价中，试验片产生了裂纹(图6B中，用箭头表示裂纹)。
由该结果可知，实施例1的抄制垫即使卷绕在基材上，也不易产生裂纹。
符号说明
10抄制垫
10a第1主面
10b第2主面
11 一个端部
11a 凸部
12 另一个端部
12a 凹部
20 隆起部
20a在方向d取向的隆起部
21 隆起部的一端
22 隆起部的另一端
23 线段
25 无机纤维
26 纤维束
30 金属外壳
40 废气处理体
40a 废气流入侧端面
40b 废气排出侧端面
41 槽
42 槽壁
43 密封材料
50 卷绕体
100 废气净化装置

Claims (8)

1.一种抄制垫，该抄制垫由无机纤维构成，具有第1主面和与所述第1主面相对的第2主面，其在俯视时为矩形，
该抄制垫的特征在于，
在所述第1主面形成有线状的多个隆起部，
在俯视所述抄制垫时，
所述隆起部在第1主面的面方向中在一个方向取向，
所述隆起部的平均长度为5mm～200mm、平均宽度为1mm～50mm、平均高度为0.05mm～0.50mm，
在所述第1主面的任意的纵×横＝10cm×10cm的范围内形成有5根以上的所述隆起部；
所述隆起部包含由多根纤维以捻起来的方式交织而形成的纤维束。
2.如权利要求1所述的抄制垫，其中，相对于所述无机纤维100重量份，包含有机粘结剂0.1重量份～20重量份和无机粘结剂0.1重量份～10重量份。
3.如权利要求2所述的抄制垫，其中，所述有机粘结剂的Tg为5℃以下。
4.如权利要求2所述的抄制垫，其中，所述有机粘结剂为选自由作为水溶性有机聚合物发挥功能的丙烯酸类树脂、丙烯酸酯系胶乳、橡胶系胶乳、羧甲基纤维素和聚乙烯醇、作为热塑性树脂发挥功能的苯乙烯树脂、以及作为热固化树脂发挥功能的环氧树脂组成的组中的至少1种。
5.如权利要求2所述的抄制垫，其中，所述无机粘结剂包含氧化铝、二氧化硅、碳化硅、氧化锆、氮化硼、金刚石和轻石中的至少1种。
6.一种卷绕体，其包含：
基材；和
卷绕在所述基材上的抄制垫，
该卷绕体的特征在于，
所述抄制垫为权利要求1～5中任一项所述的抄制垫，
所述抄制垫的第1主面位于所述基材侧，并且所述抄制垫沿着与隆起部取向的方向垂直的方向被卷绕。
7.一种抄制垫的制造方法，其为权利要求1～5中任一项所述的抄制垫的制造方法，其特征在于，包括下述工序：
开纤工序，将无机纤维成型体在水中开纤，制作包含开纤后的无机纤维的浆料；和
抄制工序，抄制所述浆料而制成抄制垫；
所述开纤工序中，形成所述无机纤维以捻起来的方式交织而形成的纤维束，以此方式进行开纤。
8.如权利要求7所述的抄制垫的制造方法，其中，所述无机纤维成型体包含来自针刺垫的第1无机纤维成型体和/或来自抄制垫的第2无机纤维成型体。
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