CN117412857A - 垫材、废气净化装置和垫材的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垫材，其具有：包含无机纤维、具有第1主表面和第2主表面的基材垫；以及设置在上述第1主表面和第2主表面中的至少一方的片材，该垫材的特征在于，上述片材是纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材，上述片材具有被上述纵取向纤维和上述横取向纤维包围的开孔，上述片材的平均开孔面积大于0mm²/个且为0.7mm²/个以下。

Description

垫材、废气净化装置和垫材的制造方法

技术领域

本发明涉及垫材、废气净化装置和垫材的制造方法。

背景技术

从柴油发动机等内燃机中排出的废气中包含颗粒物质(以下也称为PM)，近年来，该PM危及环境和人体这一点成为问题。另外，由于废气中还包含CO、HC、NOx等有害气体成分，因此还担心该有害气体成分对环境、人体带来影响。

因此，作为捕集废气中的PM、对有害气体成分进行净化的废气净化装置，提出了由废气处理体(其由碳化硅、堇青石等多孔质陶瓷构成)、容纳废气处理体的外壳(筒状部件)、以及配设在废气处理体与外壳之间的保持密封材料构成的废气净化装置的各种方案。配设该保持密封材料的主要目的在于：防止因汽车的行驶等而产生的振动或冲击使废气处理体与覆盖其外周的外壳接触而发生破损；防止废气从废气处理体与外壳之间泄露；等等。

作为在这样的用途中使用的保持密封材料，使用了由无机纤维构成的垫材。由无机纤维构成的垫材还被用于缠绕于汽车等的配管而使用的绝热用途、隔音用途。

专利文献1中公开了一种缠绕于直径小的废气处理体(催化转换器)而使用的复合垫。作为复合垫，公开了由无机纤维、粘结剂、以及附着于无机纤维的层的至少一面的挠性片构成的垫。

另外，专利文献2中公开了一种保持密封材料，其在垫基材的表面设置有在面内具有伸长率各向异性的保护片。

另外，专利文献3中公开了一种保持密封材料，其中，在面内的至少一部分具有开孔的片材被设置在基底材的第1主表面和第2主表面中的至少一方。

另外，专利文献4中公开了一种垫材，其在基材垫的表面设置了具有取向的有机片。有机片是将第1有机片和第2有机片的至少2片叠置而成的，第1有机片的取向方向与第2有机片的取向方向不同。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2001-521847号公报

专利文献2：日本特开2008-51004号公报

专利文献3：日本特开2009-85092号公报

专利文献4：日本特开2020-84798号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1、2以及4中，为了防止在缠绕时垫材破裂而设有挠性片等片。

另外，专利文献3中，为了防止基底材中包含的无机纤维的飞散而设有片材。

作为这样的垫材的制造方法，一直以来使用了利用具有冲切刃的冲切模具进行冲切的方法(也称为冲切加工)。

该工序中，准备由无机纤维构成的片状部件、以及贴附有挠性片的大尺寸的贴附体，对该贴附体进行冲切，由此可以通过一次性冲切加工而得到大量垫材。

垫材具有作为缠绕方向的长边方向、以及与长边方向正交的短边方向。

在由1片大尺寸的贴附体得到这样的垫材的情况下，将在贴附体的纵向作为垫材的长边方向的方向对垫材进行冲切的部位、以及在贴附体的横向作为垫材的长边方向的方向对垫材进行冲切的部位进行组合，以从1片大尺寸的贴附体得到尽可能多的垫材。

这种情况下，可得到贴附体的纵横方向与垫材的长边方向的朝向关系不同的两种垫材。

此处，在使用具有伸长率各向异性的片的情况下，可得到垫材的长边方向的朝向与片的拉伸强度的取向性的关系不同的两种垫材。

具体地说，可得到垫材的长边方向的朝向与片的拉伸强度强的方向一致的垫材(强(hard)垫材)、以及垫材的长边方向的朝向与片的拉伸强度弱的方向一致的垫材(弱(easy)垫材)这两种。

强垫材是指下述垫材：由于垫材的长边方向的朝向与片的拉伸强度强的方向一致，因此将垫材的长边方向作为缠绕方向将垫材缠绕至废气处理体等时，由于片的拉伸强度所引起的阻抗强，缠绕中需要用力。

另一方面，弱垫材是指下述垫材：由于垫材的长边方向的朝向与片的拉伸强度弱的方向一致，因此将垫材的长边方向作为缠绕方向将垫材缠绕至废气处理体等时，由于片的拉伸强度所引起的阻抗弱，缠绕中不需要用力。

对于垫材，在其产品标准中要求具有一定的缠绕性，缠绕性偏离标准值的垫材被视为不良。

因此，从1片大尺寸的贴附体得到缠绕性不同的强垫材和弱垫材这两种垫材的情况下，某一种垫材被视为不良的可能性高。

鉴于这样的情况，即使在由1片大尺寸的贴附体得到两种垫材的情况下，也优选使两种垫材的缠绕性在标准值内为同等程度。

另外，即使设有例如挠性片等片，若片的开孔面积大，则在将垫材缠绕于废气处理体等时，也可能会导致垫材的破裂。

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种垫材，该垫材按照缠绕性稳定地处于标准值内的方式构成，并且能够抑制在缠绕时产生破裂。

用于解决课题的手段

本发明的垫材具有：包含无机纤维、具有第1主表面和第2主表面的基材垫；以及设置在上述第1主表面和第2主表面中的至少一方的片材，该垫材的特征在于，上述片材是纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材，上述片材具有被上述纵取向纤维和上述横取向纤维包围的开孔，上述片材的平均开孔面积大于0mm²/个且为0.7mm²/个以下。

本发明的垫材具有纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材作为上述片材，因而能够降低片材的拉伸强度的各向异性，从而使垫材成为缠绕性稳定地处于标准值内的构成。

另外，本发明的垫材中，上述片材具有被上述纵取向纤维和上述横取向纤维包围的开孔，上述片材的平均开孔面积大于0mm²/个且为0.7mm²/个以下，因此片材与基材垫的密合性增高，由此能够抑制垫材缠绕时的破裂的产生。

本发明的垫材中，上述片材的平均开孔面积若超过0.7mm²/个，则难以抑制垫材缠绕时的破裂的产生。

本发明的垫材中，上述纵取向纤维的取向方向与上述横取向纤维的取向方向所成的角度优选为60°以上、120°以下。

由此能够进一步降低片材的拉伸强度的各向异性，因此能够制成缠绕性更稳定的构成的垫材。

本发明的垫材中，上述片材的开孔率优选大于0％且为40％以下。

由此，能够更有效地抑制垫材缠绕时的破裂的产生。

本发明的垫材中，若上述片材的开孔率大于40％，则具有无法有效地抑制垫材缠绕时的破裂的产生的风险。

本发明的垫材中，上述片材优选由有机物和无机物中的至少一者构成。

由此，能够更有效地抑制垫材缠绕时的破裂的产生。

上述片材更优选由有机物构成。

由此，能够进一步有效地抑制垫材缠绕时的破裂的产生。

本发明的垫材中，上述片材的材质优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯或聚丙烯。

由此，能够更有效地抑制垫材缠绕时的破裂的产生。

本发明的垫材中，上述基材垫优选进一步包含无机粘结剂和有机粘结剂中的至少一者。

上述基材垫包含无机粘结剂时，能够提高保持废气处理体等的保持力。

这是由于，上述基材垫包含有机粘结剂时，能够防止基材垫中所包含的无机纤维的飞散。

本发明的废气净化装置具备流通废气的废气处理体、缠绕在上述废气处理体的外周来使用的保持密封材料、以及容纳缠绕有上述保持密封材料的上述废气处理体的外壳废气，其特征在于，上述保持密封材料为本发明的垫材。

如上所述，本发明的垫材能够抑制缠绕时的破裂的产生。因此，本发明的废气净化装置能够抑制未处理的废气从垫材的破裂处泄漏。

本发明的垫材的制造方法具有下述工序：基材垫准备工序，准备包含无机纤维、具有第1主表面和第2主表面的基材垫；片材准备工序，准备片材；以及片材设置工序，在上述基材垫的上述第1主表面和第2主表面中的至少一方设置上述片材，该制造方法的特征在于，上述片材是纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材，上述片材具有被上述纵取向纤维和上述横取向纤维包围的开孔，上述片材的平均开孔面积大于0mm²/个且为0.7mm²/个以下。

本发明的垫材的制造方法中，使用纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材作为上述片材，因此能够降低片材的拉伸强度的各向异性，由此能够由1片大尺寸的贴附体得到多片缠绕性处于标准值内的垫材。

另外，本发明的垫材的制造方法中，上述片材具有被上述纵取向纤维和上述横取向纤维包围的开孔，上述片材的平均开孔面积大于0mm²/个且为0.7mm²/个以下，因此能够以被基材垫密合的状态设置片材，由此能够抑制垫材缠绕时的破裂的产生。

本发明的垫材的制造方法中，若上述片材的平均开孔面积大于0.7mm²/个，则难以抑制垫材缠绕时的破裂的产生。

附图说明

图1是示意性示出垫材的一例的立体图。

图2是示意性示出图1所示的片材的放大立体图。

图3是图2所示的片材的俯视图。

图4是图2所示的片材的侧视图。

图5是示意性示出贴附体的一例的立体图。

图6是示意性示出通过冲切加工而得到两种垫材的工序的俯视图。

图7是示意性示出本发明的废气净化装置的一例的截面图。

图8是示意性示出比较例1的片材的放大俯视图。

图9是比较例2的垫材的照片。

具体实施方式

以下对本发明的垫材、废气净化装置和垫材的制造方法进行具体说明。但是，本发明并不限定于以下的构成，可以在不变更本发明要点的范围内适宜地变更来应用。需要说明的是，将以下记载的本发明的各个优选构成2个以上组合而成的方案也是本发明。

本发明的垫材具有：包含无机纤维、具有第1主表面和第2主表面的基材垫；以及设置在上述第1主表面和第2主表面中的至少一方的片材，该垫材的特征在于，上述片材是纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材，上述片材具有被上述纵取向纤维和上述横取向纤维包围的开孔，上述片材的平均开孔面积大于0mm²/个且为0.7mm²/个以下。

图1是示意性示出垫材的一例的立体图。

图1所示的垫材10具有将片材30叠置于具有第1主表面21和第2主表面22的基材垫20的第1主表面21而成的结构。

在垫材10的长边方向侧(图1中由双箭头L表示的方向)的端部中的一个端部即第1端部形成凸部11，在另一端部即第2端部形成凹部12。

凸部11和凹部12由分别设于基材垫20和片材30的凸部和凹部叠置而形成。

将垫材缠绕至外周为圆柱状的废气净化装置、废气处理体、排气管时，垫材的凸部和凹部成为恰好相互嵌合的形状。

需要说明的是，图1中，由双箭头W表示的方向为垫材的短边方向，由双箭头T表示的方向为垫材的厚度方向。

需要说明的是，图1中示出了仅在基材垫20的第1主表面21设置了片材30的情况，但也可以在基材垫20的第1主表面21和第2主表面22分别设置片材30。另外，除了基材垫20的第1主表面21和/或第2主表面22以外，还可以在基材垫20的侧面设置片材30。

图2是示意性示出图1所示的片材的放大立体图。图3是图2所示的片材的俯视图。图4是图2所示的片材的侧视图。

需要说明的是，图2～图4中为了示出片材30与基材垫20的配置关系，也用虚线表示了基材垫20。

如图2～图4所示，片材30是纵取向纤维31和横取向纤维32经层积而成的层积片材。

纵取向纤维31的取向方向为纵向，与垫材10的长边方向(由双箭头L所示的方向)平行。

横取向纤维32的取向方向为横向，与垫材10的短边方向(由双箭头W所示的方向)平行。

图2～图4中，作为一例，示出了纵取向纤维31的取向方向与横取向纤维32的取向方向所成的角度大致为90°的情况。

片材30是纤维沿纵向取向(排列)的纵取向纤维31与纤维沿横向取向(排列)的横取向纤维32经层积而成的在纵横方向具有纤维取向的无纺布。

片材30使用由原料直接纺丝的制造工艺来制作，通过将纺丝得到的纤维沿纵横各个方向进行拉伸而使长纤维长丝沿纵横各个方向均匀取向(排列)。

另外，片材30中，纤维进行排列配置，因此基重均匀性高，而且纤维的重叠少，因此具有平滑的结构。

纵取向纤维31和横取向纤维32相互接合。

纵取向纤维31和横取向纤维32的接合方法没有特别限定，例如可以举出水射流法、针刺法、热风(through air)法、热压纹法、粘接剂接合法、缝编法、超声波密封法、感应加热密封法等。

如图2和图3所示，片材30是带孔无纺布，具有被纵取向纤维31和横取向纤维32包围的开孔35。

如图3所示，各开孔35是被纵取向纤维31和横取向纤维32划分出的大致正方形或长方形。

需要说明的是，在图2～图4中，示出了将纵取向纤维31和横取向纤维32分别逐层地层积的情况，但纵取向纤维31和横取向纤维32的层积数没有特别限定，纵取向纤维31和横取向纤维32也可以交互层积计3层以上。

另外，图2～图4中示出了将这些层从基材垫20侧起按照纵取向纤维31和横取向纤维32的顺序进行层积的情况，但也可以将这些层从基材垫20侧起按照横取向纤维32和纵取向纤维31的顺序进行层积。

以下对它们的构成的详细内容进行说明。

构成本发明的垫材的基材垫由无机纤维构成。无机纤维没有特别限定，可以为氧化铝-二氧化硅纤维、氧化铝纤维、二氧化硅纤维等。另外，也可以为玻璃纤维、生物溶解性纤维。只要根据耐热性、耐风蚀性等垫材所要求的特性等进行变更即可，优选使用能够适合于各国的环境标准的粗径纤维、纤维长度的纤维。

其中优选低结晶性氧化铝质的无机纤维，更优选莫来石组成的低结晶性氧化铝质的无机纤维。此外，进一步优选包含尖晶石型化合物的无机纤维。

基材垫具有作为缠绕方向的长边方向、以及与长边方向正交的短边方向。

基材垫中，优选在基材垫的长边方向侧的端部中的一个端部即第1端部形成凸部，在另一端部即第2端部形成凹部。基材垫的凸部和凹部优选成为在将垫材缠绕至外周为圆柱状的废气净化装置、废气处理体、排气管时该凸部和凹部恰好相互嵌合的形状。

另外，基材垫也可以为未形成凸部和凹部的形状。

上述基材垫的厚度优选为2～30mm。

若基材垫的厚度小于2mm，则其厚度过薄，因此绝热性能、隔音性能降低。另一方面，若基材垫的厚度高于30mm，则柔软性降低，对作为装配对象的部件的装配性降低。

上述基材垫的堆积密度没有特别限定，优选为0.05～0.30g/cm³。

基材垫的堆积密度若小于0.05g/cm³，则无机纤维的缠结变弱，无机纤维容易剥离，因此不容易将基材垫的形状保持为规定的形状。另一方面，若基材垫的堆积密度高于0.30g/cm³，则基材垫变硬，对作为装配对象的部件的装配性降低，基材垫容易破裂。

构成本发明的垫材的片材是纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材。

因此，片材在纵横各个方向具有同样的特性，能够发挥出各向同性的拉伸强度。其结果，本发明的垫材成为按照缠绕性稳定地处于标准值内的方式构成的垫材。

构成纵取向纤维的纤维的长度方向所排列的方向成为纵取向纤维的取向方向，构成横取向纤维的纤维的长度方向所排列的方向成为纵取向纤维的取向方向。

优选构成纵取向纤维和横取向纤维的纤维分别为长纤维长丝。

长纤维长丝优选为比常见的短纤维纤维的长度(例如10～50mm)长的纤维，长丝的平均纤维长度优选比100mm长，长丝的平均纤维长度更优选为几百mm以上。

长纤维长丝可以为连续长纤维。

构成纵取向纤维和横取向纤维的纤维的平均纤维径在主要构成长丝中通常为10μm以下、优选为5μm左右。

片材具有被纵取向纤维和横取向纤维包围的开孔。即，在俯视观察中，在片材中存在大量的既不存在纵取向纤维也不存在横取向纤维的间隙。

片材的开孔的形状没有特别限定，优选实质上为正方形或长方形。

另外，片材所具有的大量的开孔中可以存在形状不同的各种形状的开孔。

若片材的开孔大，则片材与基材垫的密合性劣化，在垫材的缠绕时产生破裂，因此优选片材的开孔尽可能小。

具体地说，片材的平均开孔面积大于0mm²/个且为0.7mm²/个以下。

由此，片材与基材垫的密合性增高，因此能够抑制垫材缠绕时的破裂的产生。

片材的平均开孔面积优选为0.0001mm²/个以上、0.5mm²/个以下，更优选为0.0001mm²/个以上、0.1mm²/个以下，进一步优选为0.0001mm²/个以上、0.01mm²/个以下。

片材的平均开孔面积可以如下计算出。

使用显微镜拍摄片材的放大照片，将放大照片导入至任意的图形描绘软件，描绘出与片材的各开孔近似的矩形，将该矩形与面积已知的基准矩形进行比较，由此计算出该开孔的面积。

之后，将所计算出的全部开孔面积的平均值作为片材的平均开孔面积(每1个开孔的平均面积)。

片材优选与基材垫具有实质上相同的平面形状。即，在俯视观察中，片材与基材垫的配置区域优选实质上一致。

另外，片材优选被贴附至基材垫。片材与基材垫的贴附例如可借助粘接剂进行，也可以不使用粘接剂而通过对片材本身进行热压接(例如热层压)来进行。

片材的基重没有特别限定，优选为5g/m²以上、100g/m²以下，更优选为5g/m²以上、50g/m²以下，进一步优选为5g/m²以上、30g/m²以下。

需要说明的是，此处所说的片材的基重是每1片片材的基重。

纵取向纤维的取向方向与横取向纤维的取向方向所成的角度没有特别限定，优选为60°以上、120°以下，更优选为70°以上、110°以下，进一步优选为80°以上、100°以下，特别优选实质上为90°。

纵取向纤维的取向方向与横取向纤维的取向方向所成的角度可以如下计算出。

使用显微镜拍摄片材的放大照片，将放大照片导入至任意的图形描绘软件。之后描绘出与片材的各开孔近似的矩形，计算出该开孔的角度，由此计算出纵取向纤维的取向方向与横取向纤维的取向方向所成的角度。

需要说明的是，纵取向纤维以及横取向纤维的取向方向与垫材的长边方向以及短边方向的关系没有特别限定，优选纵取向纤维以及横取向纤维中一者的取向方向与垫材的长边方向平行，纵取向纤维以及横取向纤维中另一者的取向方向与垫材的短边方向平行。

片材的开孔率优选大于0％且为40％以下，更优选为5％以上、30％以下，进一步优选为10％以上、25％以下。

片材的开孔率可以如下计算出：通过片材的平均开孔面积的测定过程计算出开孔的面积，求出所计算出的全部开孔面积的合计值相对于片材在放大照片中所占的面积的比例(百分数)，由此计算出该开孔率。

片材优选由有机物和无机物中的至少一者构成。

例如，纵取向纤维可以由有机纤维和/或无机纤维构成，横取向纤维可以由有机纤维和/或无机纤维构成。纵取向纤维和横取向纤维的材质可以互不相同，但通常在纵取向纤维由有机纤维构成的情况下，横取向纤维也由有机纤维构成，在纵取向纤维由无机纤维构成的情况下，横取向纤维也由无机纤维构成。

片材更优选由有机物构成。

例如，纵取向纤维和横取向纤维可以均由有机纤维构成。

更具体地说，作为片材的合适的材质，可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等。

本发明的垫材中，上述基材垫优选进一步包含无机粘结剂和有机粘结剂中的至少一者。

无机粘结剂的用量(无机粘结剂的重量/垫材的重量)例如可以大于0重量％且为15重量％以下。

有机粘结剂的用量(有机粘结剂的重量/垫材的重量)例如可以大于0重量％且为15重量％以下。

作为无机粘结剂，可以使用铝溶胶、硅溶胶等。

作为有机粘结剂，优选使用丙烯酸类树脂、丙烯酸酯系乳液、橡胶系乳液、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。

接着对能够制造本发明的垫材的方法即本发明的垫材的制造方法进行说明。

本发明的垫材的制造方法具有下述工序：基材垫准备工序，准备包含无机纤维、具有第1主表面和第2主表面的基材垫；片材准备工序，准备片材；以及片材设置工序，在上述基材垫的上述第1主表面和第2主表面中的至少一方设置上述片材，该垫材的制造方法的特征在于，上述片材是纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材，上述片材具有被上述纵取向纤维和上述横取向纤维包围的开孔，上述片材的平均开孔面积大于0mm²/个且为0.7mm²/个以下。

本发明的垫材的制造方法中，优选制造两种垫材。两种垫材为第1垫材和第2垫材，任一垫材均为本发明的垫材。

本发明的垫材的制造方法中，首先准备具有第1主表面和第2主表面的基材垫、以及片材。

此处准备的基材垫和片材的结构、物性与在本发明的垫材中说明的基材垫和片材相同，因此省略此处的详细说明。

但是，此处准备的基材垫以及片材优选为能够通过冲切加工得到多片本发明的垫材的大尺寸的片。

基材垫可以通过各种方法来得到，例如通过抄造法或针刺法进行制造。

在抄造法的情况下，例如可通过下述方法制造。

将无机纤维开纤，将开纤后的无机纤维分散在溶剂中，制成混合液。将混合液倒入在底面形成有过滤用网的成型器中，对混合液中的溶剂进行脱溶剂处理，由此得到无机纤维聚集体。之后将无机纤维聚集体干燥，由此可得到基材垫。

在针刺法的情况下，例如通过下述方法进行制造。

将以碱性氯化铝水溶液和硅溶胶等作为原料的纺丝用混合物通过喷纺法进行纺丝，制作具有3～10μm的平均纤维径的无机纤维前体。接着，将上述无机纤维前体进行压缩，制作规定大小的连续的基材垫，实施烧制处理，由此可以得到基材垫。在该烧制处理之前或之后的任一阶段进行针刺处理，使无机纤维彼此交织。

片材例如通过下述方法进行制造。

首先，通过熔喷无纺布、纺粘无纺布等的无纺布纺丝装置对原料(例如树脂)进行熔融纺丝。接着，在纵向(MD)以及横向(CD)的各个方向上排列纤维、并且进行拉伸，由此制作将由长纤维长丝构成的连续体进行纵拉伸而成的纵拉伸网、以及将由同样的长纤维长丝构成的连续体进行横拉伸而成的横拉伸网。之后，将该纵拉伸网与横拉伸网进行层积接合，由此制作纵取向纤维与横取向纤维经层积而成的片材(层积片材)。

需要说明的是，作为纵拉伸网与横拉伸网的接合方法，如上所述，例如可以使用水射流法、针刺法、热风法、热压纹法、粘接剂接合法、缝编法、超声波密封法、感应加热密封法等。

像这样制作的片材具有被纵取向纤维和横取向纤维包围的开孔，片材的平均开孔面积大于0mm²/个且为0.7mm²/个以下。

接着，在基材垫的第1主表面和第2主表面中的至少一方设置片材。

此时，优选将大尺寸的片材贴附至大尺寸的基材垫而得到贴附体。

该贴附例如可借助粘接剂进行，也可以不使用粘接剂而通过对片材本身进行热压接(例如热层压)来进行。

图5是示意性示出贴附体的一例的立体图。

贴附体150是将大尺寸的片材130贴附至大尺寸的基材垫120的第1主表面121上而成的，是具有纵向的两条边和横向的两条边的矩形状的片。

片材130是纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材，片材130的纵取向纤维的取向方向为纵向且与贴附体150的纵向的两条边平行，片材130的横取向纤维的取向方向为横向且与贴附体150的横向的两条边平行。

片材130中，纵取向纤维的取向方向与横取向纤维的取向方向所成的角度特别优选为大致90°，但该角度没有特别限定。

从降低片材的拉伸强度的各向异性的方面出发，优选为60°以上、120°以下，更优选为70°以上、110°以下，进一步优选为80°以上、100°以下，特别优选实质上为90°。

接着，通过对贴附体进行冲切加工，能够制作出规定形状的垫材。

本发明的垫材的制造方法中，作为片材使用纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材，因此能够降低片材的拉伸强度的各向异性，由此能够由1片大尺寸的贴附体得到多片缠绕性处于标准值内的垫材。

另外，本发明的垫材的制造方法中，片材具有被纵取向纤维和横取向纤维包围的开孔，片材的平均开孔面积大于0mm²/个且为0.7mm²/个以下，因此能够以被基材垫密合的状态设置片材，由此能够抑制垫材缠绕时的破裂的产生。

在贴附体的冲切加工中，优选进行得到贴附体的纵向为垫材的长边方向、贴附体的横向为垫材的短边方向的第1垫材、以及贴附体的横向为垫材的长边方向、贴附体的纵向为垫材的短边方向的第2垫材的工序，从而得到第1垫材和第2垫材这两种垫材。

图6是示意性示出通过冲切加工得到两种垫材的工序的俯视图。

对于图6所示的贴附体150进行冲切加工，得到两种垫材。

图6的左侧示出了得到片材的纵取向纤维的取向方向(图6所示的纵向)为垫材的长边方向、片材的横取向纤维的取向方向(图6所示的横向)为垫材的短边方向的第1垫材1。

另外，图6的右侧示出了得到片材的横取向纤维的取向方向(图6所示的横向)为垫材的长边方向、片材的纵取向纤维的取向方向(图6所示的纵向)为垫材的短边方向的第2垫材2。

在第1垫材1和第2垫材2中，沿垫材的长边方向取向的片材的纤维(纵取向纤维或横取向纤维)与沿垫材的短边方向取向的片材的纤维(横取向纤维或纵取向纤维)的根数以及密度等同，因此显示出大致相同的拉伸强度以及缠绕性。即，得到第1垫材与第2垫材的缠绕性之差最小、任一垫材的缠绕性均为标准值内的垫。

由此可以说，能够由1片大尺寸的贴附体得到多片缠绕性处于标准值内的垫材。

另外，在冲切加工中，优选使片材的纵取向纤维以及横取向纤维中的一者的取向方向与第1垫材的长边方向平行、并且与第2垫材的短边方向平行。

另外，优选使片材的纵取向纤维和横取向纤维中的另一者的取向方向与第1垫材的短边方向平行、并且与第2垫材的长边方向平行。

图6所示的冲切方向是满足上述条件的方向。

如到目前为止所说明的，本发明的垫材的制造方法中，得到了第1垫材和第2垫材，第1垫材和第2垫材的缠绕性受到片材的纵取向纤维的取向方向和片材的横取向纤维的取向方向这两者的影响。

由于纵取向纤维的取向方向与横取向纤维的取向方向不同，因此这些取向方向对于垫材的缠绕性带来不同的影响。

第1垫材和第2垫材的任一垫材中，垫材的缠绕性均不仅由纵取向纤维的取向方向来决定、也不仅由横取向纤维的取向方向来决定，因此一者的取向方向对垫材的缠绕性带来的影响被缓解。

这样，由于冲切方向不同的第1垫材与第2垫材的缠绕性之差减小，因此能够使第1垫材和第2垫材的缠绕性均处于标准值内。

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：流通废气的废气处理体；缠绕在上述废气处理体的外周来使用的保持密封材料；以及容纳缠绕有上述保持密封材料的上述废气处理体的外壳，该废气净化装置的特征在于，上述保持密封材料为本发明的垫材。

如上所述，本发明的垫材能够抑制缠绕时的破裂的产生。因此，本发明的废气净化装置能够抑制未处理的废气从垫材(保持密封材料)的破裂处泄漏。

图7是示意性示出本发明的废气净化装置的一例的截面图。

如图7所示，本发明的废气净化装置100具备：外壳50；容纳在外壳50中、流通废气的废气处理体40；以及配设在废气处理体40以及外壳50之间，保持废气处理体40的保持密封材料60。

保持密封材料60是缠绕在废气处理体的外周的垫材。

废气处理体40是多个孔道41隔着孔道壁42沿长边方向并列设置的柱状的处理体。孔道的一侧的端部利用封装材料43进行密封。

需要说明的是，根据需要，将导入管(导入从内燃机排出的废气)、以及排出管(将通过了废气净化装置的废气排出到外部)连接至外壳50的端部。

以下参照图7对于废气通过具有上述构成的废气净化装置100的情况进行说明。

如图7所示，从内燃机中排出、流入至废气净化装置100中的废气(图7中，废气用G表示，废气的流动用箭头表示)流入到废气处理体(蜂窝过滤器)40的在废气流入侧端面开孔的一个孔道41中，通过分隔孔道41的孔道壁42。此时，废气中的PM被孔道壁42捕集，废气被净化。净化后的废气从在废气流出侧端面开孔的其他孔道41流出，排出到外部。

图7所示的废气净化装置100中，保持密封材料60为本发明的垫材，保持密封材料60的第1主面以及第2主面中的至少一者由构成本发明的垫材的片材(纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材)构成。

构成本发明的废气净化装置的外壳的材质只要是具有耐热性的金属就没有特别限定，具体地说，可以举出不锈钢、铝、铁等金属类。

另外，外壳的形状除了为大致圆筒形的形状以外，还可适当地使用蛤壳形的形状、外壳截面为大致椭圆形的形状、为大致多边形的形状等。

需要说明的是，图7所示的废气处理体40是孔道41中的任一端部被封装材料43密封的过滤器，但构成本发明的废气净化装置的废气处理体中，孔道的端部也可以不被密封。这样的废气处理体能够适当地用作催化剂载体。

废气处理体40可以由碳化硅、氮化硅等非氧化物多孔质陶瓷构成，也可以由氧化铝、堇青石、莫来石等氧化物多孔质陶瓷构成。这些之中，优选为碳化硅。

废气处理体40的截面中的孔道密度没有特别限定，优选的下限为31.0个/cm²(200个/inch²)，优选的上限为93.0个/cm²(600个/inch²)。另外，更优选的下限为38.8个/cm²(250个/inch²)，更优选的上限为77.5个/cm²(500个/inch²)。

废气处理体40中可以担载用于净化废气的催化剂废气，作为所担载的催化剂，例如优选铂、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，也可以两种以上合用。

若担载有这些催化剂，则容易燃烧除去PM，也能够净化有毒废气。

(实施例)

以下示出进一步具体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)

通过抄造法制作基重量(每单位面积的纤维重量)为2400g/m²、由无机纤维(莫来石纤维)构成的大尺寸的基材垫。

作为大尺寸的片材，准备PET纤维沿纵向取向的纵取向纤维与PET纤维沿横向取向的横取向纤维经层积而成的在纵横方向具有纤维取向的层积片材(无纺布)。其在PET纤维的长度方向所排列的方向具有取向，纵取向纤维的取向方向与横取向纤维的取向方向所成的角度大致为90°。另外，该片材具有实质上为正方形或长方形的开孔。此外，该片材的基重(秤量)为10g/m²。

将基材垫与片材进行热压接，得到与图5中示意性示出的贴附体为同样的矩形形状的贴附体。

之后，对于贴附体，与图6中示意性示出的配置同样地进行冲切加工，得到两种垫材(第1垫材和第2垫材)。

第1垫材中，片材的纵取向纤维的取向方向与垫材的长边方向平行，第2垫材中，片材的横取向纤维的取向方向与垫材的长边方向平行。

(比较例1)

与实施例1同样地制作大尺寸的基材垫。

作为大尺寸的片部件，准备使PET纤维无规取向的无纺布。其中，PET纤维的长度方向所排列的方向为纵向(MD)，在该方向具有平缓的取向。另外，该片部件具有平行四边形等无规形状的开孔。

将基材垫与片材进行热压接，得到具有纵向的两条边和横向的两条边的矩形形状的贴附体。

之后，对于贴附体与实施例1同样地进行冲切加工，得到两种垫材(第1垫材和第2垫材)。

第1垫材中，片材的PET纤维的长边方向与垫材的长度方向平行，第2垫材中，片材的PET纤维的长度方向与垫材的短边方向平行。

图8是示意性示出比较例1的片材的放大俯视图。

比较例1的片材30’具有纵取向纤维31但不具有横取向纤维。开孔35通过被纵取向纤维31包围而形成。

(比较例2)

与实施例1同样地制作大尺寸的基材垫。

作为大尺寸的片材，准备将纵向网(将沿纵向拉伸的聚烯烃膜进行割纤而沿纵向具有纤维取向的纵向网)与横向网(将沿横向拉伸的聚烯烃膜进行割纤而沿横向具有纤维取向的横向网)层积并进行热熔接而成的片材。该片材实质上具有正方形或长方形的开孔。

将基材垫与片材进行热压接，得到具有纵向的两条边和横向的两条边的矩形形状的贴附体。

之后，对于贴附体，与实施例1同样地进行冲切加工，得到两种垫材(第1垫材和第2垫材)。

第1垫材中，片材的纵向网的取向方向(纵向)与垫材的长边方向平行，第2垫材中，片材的横向网的取向方向(横向)与垫材的长边方向平行。

(平均开孔面积以及开孔率的测定)

使用显微镜分别拍摄实施例1和比较例2中使用的片材的放大照片。

将所拍摄的放大照片导入到任意的图形描绘软件中，描绘与片材的各开孔近似的矩形，将该矩形与面积已知的基准矩形进行比较，由此计算出该开孔的面积。

之后，将所计算出的全部开孔面积的平均值作为片材的平均开孔面积(每1个开孔的平均面积)。

另外，将所计算出的全部开孔面积的合计值相对于片材在扩大照片中所占的面积的比例(百分数)作为开孔率。

表1中示出结果。

(缠绕试验)

将各实施例和比较例中制造的两种垫材(第1垫材和第2垫材)分别缠绕至的圆柱状的基体。

在缠绕时使基材垫为基体侧，使片材为外侧。

测定缠绕时的垫材的长边方向的尺寸(垫尺寸)以及在凸部与凹部嵌合的位置处凸部与凹部之间的间隙(分缝间隙(シームGap))的合计长度。

对于两种垫材测定上述合计长度，计算出其差值(第1垫材/第2垫材之差)。

表1中示出结果。

在差异中示出的○表示良好，×表示不良。

第1垫材与第2垫材中的差越小，越得到了均匀的垫材。

(有无垫材的破裂)

对于各实施例和比较例中制造的两种垫材，在上述缠绕试验后确认有无产生破裂。

表1中示出结果。

在有无破裂中示出的○表示无破裂的产生，×表示有破裂的产生。

由该结果可知，通过使用纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材，第1垫材和第2垫材的垫尺寸与分缝间隙的合计长度之差减小。

这意味着得到了缠绕性类似的两种垫材，意味着能够从1片大尺寸的贴附体得到多片缠绕性良好的垫材。

另外可知，通过使片材的平均开孔面积大于0mm²/个且为0.7mm²/个以下，能够防止垫材缠绕时的破裂的产生。

图9是比较例2的垫材的照片。

如图9所示，比较例2的垫材中，在缠绕试验后，在被虚线包围的部分产生了破裂。

符号的说明

1 第1垫材

2 第2垫材

10 垫材

11 凸部

12 凹部

20、120 基材垫

21、121 基材垫的第1主表面

22 基材垫的第2主表面

30、130 片材

31 纵取向纤维

32 横取向纤维

35 开孔

40 废气处理体

41 孔道

42 孔道壁

43 封装材料

50 外壳

60 保持密封材料

100 废气净化装置

150 贴附体

Claims (9)

1.一种垫材，其具有：

包含无机纤维、具有第1主表面和第2主表面的基材垫；以及

设置在所述第1主表面和第2主表面中的至少一方的片材，

该垫材的特征在于，

所述片材是纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材，

所述片材具有被所述纵取向纤维和所述横取向纤维包围的开孔，

所述片材的平均开孔面积大于0mm²/个且为0.7mm²/个以下。

2.如权利要求1所述的垫材，其中，所述纵取向纤维的取向方向与所述横取向纤维的取向方向所成的角度为60°以上、120°以下。

3.如权利要求1或2所述的垫材，其中，所述片材的开孔率大于0％且为40％以下。

4.如权利要求1～3中任一项所述的垫材，其中，所述片材由有机物和无机物中的至少一者构成。

5.如权利要求4所述的垫材，其中，所述片材由有机物构成。

6.如权利要求1～5中任一项所述的垫材，其中，所述片材的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯或聚丙烯。

7.如权利要求1～6中任一项所述的垫材，其中，所述基材垫进一步包含无机粘结剂和有机粘结剂中的至少一者。

8.一种废气净化装置，其具备：

流通废气的废气处理体，

缠绕在所述废气处理体的外周来使用的保持密封材料，以及

容纳缠绕有所述保持密封材料的所述废气处理体的外壳，

该废气净化装置的特征在于，

所述保持密封材料为权利要求1～7中任一项所述的垫材。

9.一种垫材的制造方法，其具有下述工序：

基材垫准备工序，准备包含无机纤维、具有第1主表面和第2主表面的基材垫，

片材准备工序，准备片材，以及

片材设置工序，在所述基材垫的所述第1主表面和第2主表面中的至少一方设置所述片材，

该制造方法的特征在于，

所述片材是纵取向纤维和横取向纤维经层积而成的层积片材，

所述片材具有被所述纵取向纤维和所述横取向纤维包围的开孔，

所述片材的平均开孔面积大于0mm²/个且为0.7mm²/个以下。