專利名稱：墊材、墊材的制造方法以及尾氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及墊材、墊材的制造方法以及尾氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，已知有對二氧化硅纖維或氧化鋁纖維等無機纖維進行壓縮而成的無紡布狀的墊材，該墊材在耐熱性、彈性(回彈力)等特性方面優(yōu)異，因而用于各種用途。例如，墊材可作為尾氣凈化裝置的構(gòu)成部件進行使用。若進行具體說明，則一般的尾氣凈化裝置由圓柱狀的尾氣處理體、容納該尾氣處理體的圓筒狀的外殼以及配設(shè)于尾氣處理體和外殼之間的墊狀的保持密封材料所構(gòu)成，其中將上述墊材作為構(gòu)成該保持密封材料的部件進行使用。另外，保持密封材料經(jīng)由將墊材切斷為預(yù)定形狀的切斷工序等進行制作。利用呈無紡布狀且具有回彈力的墊材構(gòu)成的保持密封材料具有特定的保持力。因此，在上述尾氣凈化裝置中，尾氣處理體被保持密封材料牢固地保持在外殼內(nèi)的特定的位置。另外，由于保持密封材料配設(shè)于尾氣處理體與外殼之間，因而即使施加振動等，尾氣處理體也不易與外殼相接觸，另外，尾氣也不易從尾氣處理體與外殼之間泄漏。此處，作為使用了保持密封材料的尾氣凈化裝置的制造方法，例如可以舉出將卷繞有保持密封材料的尾氣處理體壓入到外殼中的方法。具體地說，將保持密封材料卷繞在圓柱狀的尾氣處理體的外周部來制作卷繞體， 在壓縮保持密封材料的同時，一邊使卷繞體滑動一邊將其壓入到內(nèi)徑小于卷繞體的外徑的圓筒狀的外殼內(nèi)。因此，在該制造方法中，為了易于壓入卷繞體，需要適當降低卷繞在尾氣處理體上的保持密封材料的體積。另外，由于在壓入至外殼時在保持密封材料上產(chǎn)生較大的剪切力，因而要求保持密封材料具有一定程度的強度(以下也簡單稱為剪切強度)以使其不會由于剪切力而發(fā)生撕裂。進一步地，要求保持密封材料具有一定程度的柔軟性(以下也簡單稱為撓性)以使得在將保持密封材料卷繞至尾氣處理體上時保持密封材料不會出現(xiàn)裂痕。作為用于所述保持密封材料中的現(xiàn)有墊材，在專利文獻1中公開了由氧化鋁纖維構(gòu)成的墊材。該現(xiàn)有的墊材是如下制造的對通過燒制而轉(zhuǎn)換為無機纖維的氧化鋁纖維前體進行壓縮來制作片材，通過在片材的厚度方向插入拔出形成有2個以上的倒刺(H·(返
))的針來制作形成有纏結(jié)部的針刺片材，對針刺片材進行燒制，從而制造該現(xiàn)有的墊材。將所制造的墊材切斷為預(yù)定形狀，制作保持密封材料。在專利文獻2中公開了通過在由無機纖維構(gòu)成的抄制片材的上面層積聚酯纖維無紡布、實施上述的針刺處理而制造的現(xiàn)有的墊材。
將所制造的墊材切斷為預(yù)定形狀，制作保持密封材料。專利文獻1 日本特開昭62-56348號公報專利文獻2 日本特開昭59-519號公報

發(fā)明內(nèi)容
專利文獻1所述的現(xiàn)有墊材由于是由平均纖維長較長的氧化鋁纖維(氧化鋁長纖維)構(gòu)成的，因而以沿著墊材的厚度方向形成的纏結(jié)部為中心的氧化鋁長纖維復(fù)雜地纏結(jié)，可認為剪切強度高、體積適當降低。另外，由于使用了柔軟的氧化鋁長纖維，因而認為與僅由平均纖維長較短的氧化鋁纖維(氧化鋁短纖維)構(gòu)成的墊材相比，墊材的撓性提高。因而認為，使用了該墊材的保持密封材料的剪切強度高、體積適當降低、撓性高。但是，由于氧化鋁長纖維比氧化鋁短纖維更容易相互纏結(jié)，因而在墊材中混合存在有氧化鋁長纖維彼此良好纏結(jié)的密度較高的部分(高密度部)以及氧化鋁長纖維彼此沒有太纏結(jié)的密度較低的部分(低密度部)。低密度部與高密度部相比易于彎曲，可以說在墊材中混合存在有易于彎曲的部位和不易彎曲的部位。因而，若將使用了該墊材的保持密封材料卷繞在尾氣處理體上，則會發(fā)生保持密封材料的撓曲，在尾氣處理體與墊材之間易于產(chǎn)生縫隙。因此，具有不得不小心謹慎地將保持密封材料卷繞在尾氣處理體上、卷繞時的處理性低的問題。另外，在壓入至外殼時，受到保持密封材料所產(chǎn)生的剪切力的影響，具有特別是在以低密度部為中心的保持密封材料處易于產(chǎn)生褶皺等的問題。另外，對于氧化鋁長纖維的密度不均勻的理由，據(jù)推測是由于，在使用下述的噴紡 (^ 口一4 > V )法對氧化鋁纖維前體進行紡絲的工序中以及在對所制作的氧化鋁纖維前體進行壓縮來成型為預(yù)定形狀的工序中，一部分氧化鋁纖維前體彼此間過于良好地相互纏結(jié)而成為塊狀，或氧化鋁纖維前體不能均勻地飛散開。另外，在制造專利文獻1所述的現(xiàn)有墊材的情況下，氧化鋁纖維前體是利用噴紡法進行制作的。但是，一般來說，使用噴紡法制作平均纖維長較長的氧化鋁纖維前體的情況下，其成本大多高于制作平均纖維長較短的氧化鋁纖維前體的成本。因此，具有墊材的制造成本增加的問題。于是，本發(fā)明人嘗試如下來制造墊材通過對制造成本低、平均纖維長較短的無機纖維前體進行壓縮來制作片材，對所制作的片材實施針刺處理從而制作針刺片材，對所制作的針刺片材進行燒制，由此來制造墊材。然而，即使對由平均纖維長較短的無機纖維前體構(gòu)成的片材進行針刺處理，也許是由于纖維長過短、無機纖維前體彼此間不能充分纏結(jié)的原因，導(dǎo)致在對針刺片材進行燒制而成的墊材中無機纖維彼此間未能充分纏結(jié)。因此，墊材的剪切強度低、不能充分地降低體積。另外，由于墊材由柔軟性低的短纖維構(gòu)成，因而墊材的撓性低。在專利文獻2所述的墊材中，構(gòu)成抄制片材的平均纖維長較長的無機纖維和構(gòu)成聚酯纖維無紡布的聚酯纖維以沿著墊材的厚度方向形成的纏結(jié)部為中心進行纏結(jié)，盡管沒有使用有機粘結(jié)劑，但認為剪切強度也較高、體積適當降低。另外，由于使用了平均纖維長較長的無機纖維和聚酯纖維，因而認為墊材的撓性
尚ο因而認為，使用了該墊材的保持密封材料的剪切強度高、體積適當降低、撓性高。但是，若利用使用了專利文獻2所述的墊材的保持密封材料來制造尾氣凈化裝置、使用所制造的尾氣凈化裝置來凈化尾氣，則在暴露于高溫尾氣的情況下聚酯纖維發(fā)生燃燒分解、產(chǎn)生氣體。特別是近年來出于改善燃費的目的有時會在接近于理論空燃比的條件下使內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)，有時尾氣的溫度達到1000°c左右的高溫，因而擔心使用上述聚酯纖維無紡布的問題將會更為顯著。另外，對于該墊材，由于與專利文獻1所述的墊材同樣地使用了制造成本高的平均纖維長較長的無機纖維作為抄制片材的材料，因而具有制造成本高的問題。本發(fā)明人為了解決上述課題進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在具有第一主面和位于該第一主面的相反側(cè)的第二主面、通過無機纖維相互纏結(jié)而構(gòu)成的墊材中，通過利用長纖維形成含有第一主面的第一層、利用短纖維形成第一層以外的層、從第一主面到第二主面設(shè)置長纖維與短纖維相互致密纏結(jié)而成的纏結(jié)部，則墊材的剪切強度可以得到提高。另外發(fā)現(xiàn)，還能夠適當?shù)亟档腕w積、能夠確保良好的撓性、并且能夠確保卷繞時的處理性。另外發(fā)現(xiàn)，無需使用聚酯纖維無紡布等有機材料作為構(gòu)成部件，即使用于高溫用途也能充分耐受。進一步發(fā)現(xiàn)，能夠減少制造成本高的長纖維的用量，將墊材的制造成本抑制在較低水平。本發(fā)明人基于相關(guān)知識繼續(xù)進行進一步的研究，從而完成了能夠解決上述課題的本發(fā)明的墊材。S卩，本發(fā)明的墊材為具有第一主面和位于上述第一主面的相反側(cè)的第二主面，該墊材通過無機纖維相互纏結(jié)而構(gòu)成，該墊材的特征在于該墊材至少含有第一層和第二層這二層，上述第一層從上述第一主面起在上述墊材的厚度方向占據(jù)一定范圍，上述第二層與上述第一層相鄰接； 上述第一層含有第一長纖維；上述第二層含有平均纖維長比上述第一長纖維短的短纖維；從上述第一主面到上述第二主面設(shè)有纏結(jié)部；上述纏結(jié)部含有與構(gòu)成除上述纏結(jié)部以外的部分的無機纖維相比相互纏結(jié)更為致密的第一長纖維和短纖維。在本發(fā)明的墊材中，從第一主面到第二主面設(shè)有纏結(jié)部，纏結(jié)部中含有與構(gòu)成除纏結(jié)部以外的部分的無機纖維相比相互纏結(jié)更為致密的第一長纖維和短纖維。因此，與未設(shè)有纏結(jié)部的墊材相比，墊材的剪切強度高、體積適當降低。另外，由于在第一層中含有平均纖維長較長、柔軟的第一長纖維，墊材并非全部由平均纖維長較短、柔軟性低的短纖維構(gòu)成，因而墊材的撓性高。進一步地，由于第二層由平均纖維長較短、不易通過適度纏結(jié)而形成高密度部的短纖維構(gòu)成，因而構(gòu)成第二層的無機纖維的密度的偏差少。由此，盡管由平均纖維長較長、 易于形成高密度部的第一長纖維構(gòu)成的第一層的無機纖維的密度的偏差大，但墊材整體中無機纖維(第一長纖維和短纖維)的密度的偏差仍被抑制在較低水平。因此，本發(fā)明的墊材易于均勻彎曲，使用了墊材的保持密封材料在卷繞時的處理性優(yōu)異、壓入時不易產(chǎn)生褶皺等。在構(gòu)成墊材的無機纖維中，除了含有制造成本高的第一長纖維之外，還含有制造成本低的短纖維，因而能夠?qū)|材的制造成本抑制在較低水平。另外，由于在主要的構(gòu)成部件中沒有使用有機材料，因而即使用于高溫用途也能充分耐受。下面使用附圖對本發(fā)明墊材的構(gòu)成和效果進行詳細說明。圖1(a)為示意性示出本發(fā)明的墊材的立體圖，圖1(b)為圖1(a)所示的墊材的 A-A線截面圖。圖1 (a)所示的本發(fā)明的墊材1的形狀為俯視圖為大致矩形的具有特定厚度的平板狀。關(guān)于墊材1的其他構(gòu)成，在下面以后述的本發(fā)明第一實施方式的記載中的說明的形式，主要針對本發(fā)明墊材1的內(nèi)部構(gòu)成進行詳細說明。如圖1(a)和圖1(b)所示，本發(fā)明的墊材1具有一側(cè)的主面(下文也稱為第一主面)IOa以及位于第一主面IOa的相反側(cè)的另一側(cè)的主面(下文也稱為第二主面)10b。墊材1由第一層1 和第二層14b構(gòu)成，第一層1 包含第一主面10a，從第一主面IOa起在墊材1的厚度方向(圖1(a)和圖1(b)中，墊材的厚度以雙箭頭T表示)占據(jù)一定范圍；第二層14b與第一層Ha相鄰接，包含第二主面10b，在墊材1的厚度方向占據(jù)一定范圍。另外，本發(fā)明的墊材只要為由至少二層構(gòu)成的墊材即可，并不限于圖1(a)和圖 1(b)所示例的僅由二層構(gòu)成的墊材。例如，可以將第一層或第二層分割為2個以上的層； 或者可以在第一層和第二層之間存在由具有各種的組成、平均纖維長和平均纖維徑等的無機纖維相互纏結(jié)而構(gòu)成的一層或二層以上的層、或者使這些層進一步與第二層相鄰接，由此使墊材形成三層以上的多層結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的墊材1是通過二氧化硅纖維、氧化鋁-二氧化硅纖維、氧化鋁纖維等的各種組成的無機纖維相互纏結(jié)而構(gòu)成的。在第一層1 中含有第一長纖維15a，在第二層14b中含有平均纖維長比第一長纖維1 短的短纖維15b。另外，第一長纖維1 和短纖維15b的組成可以相同，也可以相互不同。在墊材1中，第一層14a中含有柔軟性高的第一長纖維15a，墊材1并非全部由柔軟性低的短纖維1 構(gòu)成，因而墊材1的撓性高。進一步地，在第二層14b中含有平均纖維長較短、不易形成高密度部的短纖維 15b，盡管也包含了含有第一長纖維15a、無機纖維的密度偏差稍大的第一層14a，但在墊材 1整體中無機纖維的密度的偏差也得到了平均化，該偏差也被抑制在較低水平。因而，墊材 1易于均勻彎曲，使用了墊材1的保持密封材料在卷繞時的處理性優(yōu)異，在壓入時不易產(chǎn)生褶皺等。在墊材1中，第二層14b中含有制造成本低的短纖維15b，構(gòu)成墊材1的無機纖維并非全部由制造成本高的第一長纖維1 構(gòu)成，因而墊材1的制造成本低。
在第一主面IOa上形成有纏結(jié)點(下文也稱為第一纏結(jié)點)11a，在第二主面IOb 上形成有另外的纏結(jié)點(下文也稱為第二纏結(jié)點)lib。由此，從第一纏結(jié)點Ila到第二纏結(jié)點lib沿著墊材1的厚度方向連續(xù)地形成了纏結(jié)部12。在纏結(jié)部12以外的部分(下文也簡單稱為非形成區(qū)域)13，無機纖維比較松散地纏結(jié)，呈無紡布狀。若具體進行說明，則在第一層14a中第一長纖維1 彼此松散地纏結(jié)， 在第二層14b中短纖維15b比較松散地纏結(jié)。另一方面，在纏結(jié)部12，第一長纖維1 和短纖維1 朝向第二主面IOb側(cè)排列， 與構(gòu)成非形成區(qū)域13的無機纖維相比，第一長纖維1 和短纖維1 相互更為致密地纏結(jié)。因此，與未形成纏結(jié)部12的墊材相比，墊材1的剪切強度增高。另外，利用相互致密纏結(jié)的第一長纖維1 和短纖維15b，墊材1呈沿著厚度方向被縫上這樣的狀態(tài)。因此，以纏結(jié)部12為中心，墊材1的體積適當降低。因而，對于通過將所制造的墊材1切斷為預(yù)定形狀等來制作的保持密封材料，可提高剪切強度、可適當降低體積。如此，在將所制作的保持密封材料用于尾氣凈化裝置的制造的情況下，易于將卷繞有保持密封材料的尾氣處理體壓入至外殼中。另外，在所制造的尾氣凈化裝置中，保持密封材料不易破損，其耐久性得以提高。在本發(fā)明的墊材中，優(yōu)選上述第一長纖維的平均纖維長與上述墊材厚度的2倍的長度相同或比其更長。據(jù)認為，在第一長纖維的平均纖維長與墊材厚度的2倍的長度相同的情況下，由于第一長纖維的平均纖維長足夠長，因而纏結(jié)部所含有的第一長纖維從第一纏結(jié)點到達至第二纏結(jié)點。特別是在第一長纖維的平均纖維長比墊材厚度的2倍的長度還長的情況下， 認為從第一纏結(jié)點到達至第二纏結(jié)點的第一長纖維的大部分在第二纏結(jié)點處折回，與短纖維更復(fù)雜地纏結(jié)。因而，以纏結(jié)部為中心的第一長纖維與短纖維的纏結(jié)程度進一步提高，墊材的剪切強度進一步得到提高。另外，通過相互間更為復(fù)雜地纏結(jié)的第一長纖維和短纖維，墊材處于沿著厚度方向被更牢固地縫上這樣的狀態(tài)，因而能夠確實地降低墊材的體積。此外，由于第一長纖維的平均纖維長足夠長，因而能夠確保良好的撓性。在本發(fā)明的墊材中，優(yōu)選上述第一長纖維的平均纖維長為20mm 100mm、上述短纖維的平均纖維長為3. 5mm 20mm。若第一長纖維的平均纖維長為20mm 100mm、短纖維的平均纖維長為3. 5mm 20mm，則取得了第一長纖維的平均纖維長與短纖維的平均纖維長的平衡，因而以纏結(jié)部為中心的第一長纖維與短纖維的纏結(jié)程度進一步得到提高，墊材的剪切強度進一步得到提高。另外，利用以纏結(jié)部為中心的第一長纖維和短纖維，墊材處于被更為牢固地縫上這樣的狀態(tài)，因而可確實地降低墊材的體積。另外，由于第一長纖維的平均纖維長足夠長，因而可確保良好的撓性。進一步地，由于具有由平均纖維長為3. 5mm 20mm、更不易形成高密度部的短纖維所構(gòu)成的第二層，因而盡管包含無機纖維的密度偏差大的第一層，但墊材整體中無機纖維的密度的偏差得到平均化，被抑制為較低水平。
因此，墊材更易于均勻彎曲，使用了該墊材的保持密封材料在卷繞時的處理性方面更為優(yōu)異，在壓入時不易產(chǎn)生褶皺等。此外，一般來說，與第一長纖維相比，具有上述平均纖維長的短纖維的制造成本大多充分低。因此，可確實將墊材的制造成本抑制在較低水平。另外，由于短纖維的平均纖維長要短于第一長纖維的平均纖維長，因而第一長纖維的平均纖維長與短纖維的平均纖維長均為20mm的墊材并不包含在本發(fā)明的墊材中。在本發(fā)明的墊材中，優(yōu)選上述第一層的厚度與上述第二層的厚度之比為1 1 1 10。即，優(yōu)選上述第一層的厚度上述第二層的厚度=1 1 1 10。若上述第一層的厚度與上述第二層的厚度之比為1 1 1 10，則第一長纖維的量不會過少，能夠確實地實現(xiàn)墊材剪切強度的提高、體積的適當降低和良好的撓性。另外，短纖維的量不會過少，能夠?qū)|材整體中的無機纖維的密度的偏差抑制在更低的水平。進一步地，能夠?qū)|材整體中所使用的第一長纖維的量限制在必要最小限度，從而確實地抑制制造成本。另一方面，在第一層的厚度大于在上述比中的第一層厚度的最大值(第一層的厚度第二層的厚度=1 1)的情況下，墊材所含有的短纖維的量過少，墊材整體中的無機纖維的密度的偏差易于增大，卷繞時的處理性容易降低，在壓入時易于產(chǎn)生褶皺等。另外， 墊材的制造成本容易增高。在第一層的厚度小于在上述比中的第一層厚度的最小值(第一層的厚度第二層的厚度=1 10)的情況下，墊材所含有的第一長纖維的量過少，墊材的剪切強度容易降低。另外，體積不容易降低、撓性易于降低。本發(fā)明的墊材可以包含從上述第二主面起在上述墊材的厚度方向占據(jù)一定范圍的第三層，上述第三層含有平均纖維長比上述短纖維要長的第二長纖維，在上述纏結(jié)部可以含有與構(gòu)成除上述纏結(jié)部以外的部分的無機纖維相比相互纏結(jié)更為致密的第一長纖維和短纖維和第二長纖維。具有該構(gòu)成的墊材也能夠適當?shù)叵碛猩鲜霰景l(fā)明的墊材的效果。關(guān)于該墊材的詳細構(gòu)成在后述本發(fā)明的第二實施方式中進行說明。另外，本發(fā)明的墊材只要為由至少三層構(gòu)成的墊材即可，并不限于后述本發(fā)明的第二實施方式的圖8(a)和圖8(b)所示例那樣的僅由三層構(gòu)成的墊材。例如，可以將第一層、第二層或第三層分割為2個以上的層，或者可以在第一層和第二層之間或在第二層和第三層之間存在由具有各種的組成、平均纖維長和平均纖維徑等的無機纖維相互纏結(jié)而構(gòu)成的一層或者2層以上的層，由此可使墊材形成三層以上的多層結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的墊材中，優(yōu)選上述纏結(jié)部由第一纏結(jié)部和第二纏結(jié)部構(gòu)成；在上述第一纏結(jié)部含有從上述第一主面?zhèn)瘸虻诙髅鎮(zhèn)扰帕?、同時相互致密纏結(jié)的第一長纖維和短纖維和第二長纖維；在上述第二纏結(jié)部含有從上述第二主面?zhèn)瘸蛏鲜龅谝恢髅鎮(zhèn)扰帕?、同時相互致密纏結(jié)的第一長纖維和短纖維和第二長纖維。在具有該構(gòu)成的墊材中，由于形成第一纏結(jié)部的第一長纖維、短纖維和第二長纖維的排列方向與形成第二纏結(jié)部的第一長纖維、短纖維和第二長纖維的排列方向處于相向的關(guān)系，因而以第一纏結(jié)部和第二纏結(jié)部為中心的無機纖維更為復(fù)雜地纏結(jié)。因此，墊材的剪切強度進一步提高，能夠確實地實現(xiàn)體積的適當降低。在本發(fā)明的墊材中，優(yōu)選上述第一長纖維和上述第二長纖維的平均纖維長與上述墊材厚度的2倍的長度相同或比其更長。這種情況下，由于第一長纖維的平均纖維長足夠長，因而認為第一纏結(jié)部所含有的第一長纖維從第一主面到達至第二主面。特別是在第一長纖維的平均纖維長比墊材厚度的2倍的長度還長的情況下，認為由第一主面到達至第二主面的第一長纖維的大部分在第二主面處折回，與短纖維和第二長纖維更為復(fù)雜的纏結(jié)。另外，由于第二長纖維的平均纖維長足夠長，因而認為第二纏結(jié)部所含有的第二長纖維由第二主面到達至第一主面。特別是在第二長纖維的平均纖維長比墊材厚度的2倍的長度還長的情況下，認為從第二主面到達至第一主面的第二長纖維的大部分在第一主面處折回，與短纖維和第一長纖維更為復(fù)雜的纏結(jié)。因而，具有該構(gòu)成的墊材中，以纏結(jié)部為中心的第一長纖維、短纖維和第二長纖維的纏結(jié)程度進一步得到提高、剪切強度進一步得到提高。此外，利用相互間更為復(fù)雜地纏結(jié)起來的第一長纖維、短纖維和第二長纖維，墊材處于沿著厚度方向被更為牢固地縫上這樣的狀態(tài)，因而可確實地降低墊材的體積。進一步地，由于第一長纖維和第二長纖維的平均纖維長足夠長，因而能夠確保良好的撓性。在本發(fā)明的墊材中，優(yōu)選上述第一長纖維的平均纖維長為20mm 100mm、上述短纖維的平均纖維長為3. 5mm 20mm、上述第二長纖維的平均纖維長為20mm 100mm。若第一長纖維和第二長纖維的平均纖維長分別為20mm 100mm、短纖維的平均纖維長為3. 5mm 20mm，則取得了第一長纖維和第二長纖維的平均纖維長與短纖維的平均纖維長的平衡，因而以纏結(jié)部為中心的第一長纖維、短纖維和第二長纖維的纏結(jié)程度進一步得到提高，墊材的剪切強度進一步得到提高。另外，利用以纏結(jié)部為中心的第一長纖維、短纖維和第二長纖維，墊材處于被更為牢固地縫上這樣的狀態(tài)，因而可確實地降低墊材的體積。另外，由于第一長纖維和第二長纖維的平均纖維長足夠長，因而能夠確保良好的撓性。進一步地，由于具有由平均纖維長為3. 5mm 20mm、更不易形成高密度部的短纖維所構(gòu)成的第二層，因而盡管含有無機纖維的密度偏差大的第一層和第三層，但墊材整體中無機纖維的密度的偏差被平均化，被抑制為較低水平。因此，墊材更易于均勻彎曲，使用了該墊材的保持密封材料在卷繞時的處理性更為優(yōu)異，在壓入時更不易產(chǎn)生褶皺等。進一步地，一般來說，與第一長纖維和第二長纖維相比，具有上述平均纖維長的短纖維的制造成本大多充分低。因此，可確實地將墊材的制造成本抑制在較低水平。另外，由于短纖維的平均纖維長比第一長纖維的平均纖維長和第二長纖維的平均纖維長要短，因而第一長纖維的平均纖維長、短纖維的平均纖維長和第二長纖維的平均纖維長為20mm的墊材并不包含在本發(fā)明的墊材中。在本發(fā)明的墊材中，優(yōu)選上述第一層和上述第三層的合計厚度與上述第二層的厚度之比為1 1 1 5。即，優(yōu)選上述第一層和上述第三層的合計厚度上述第二層的厚度=1 1 1 5。若第一層和第三層的合計厚度與第二層的厚度之比為1 1 1 5，則第一長纖維和第二長纖維的量不會過少，能夠確實地實現(xiàn)墊材的剪切強度的提高、體積的適當降低和良好的撓性。另外，短纖維的量不會過少，能夠?qū)|材整體中的無機纖維的密度的偏差抑制在更低的水平。進一步地，能夠?qū)|材整體中所使用的第一長纖維的量限制在必要最小限度，能夠確實地抑制制造成本。另一方面，在第一層和第三層的合計厚度大于在上述比中的第一層和第三層的合計厚度的最大值(第一層和第三層的合計厚度第二層的厚度=1 1)的情況下，墊材所含有的短纖維的量過少，墊材整體中的無機纖維的密度的偏差易于增大，卷繞時的處理性容易降低，在壓入時易于產(chǎn)生褶皺等。另外，墊材的制造成本容易增高。此外，在第一層和第三層的合計厚度小于在上述比中的第一層和第三層的合計厚度的最小值(第一層和第三層的合計厚度第二層的厚度=1 5)的情況下，墊材所含有的第一長纖維和第二長纖維的量過少，墊材的剪切強度容易降低。另外，體積不容易降低、 撓性易于降低。在本發(fā)明的墊材中，優(yōu)選上述無機纖維為選自由氧化鋁纖維、氧化鋁-二氧化硅纖維、二氧化硅纖維、溶解性纖維和玻璃纖維組成的組中的至少一種無機纖維。這些無機纖維在耐熱性等特性方面優(yōu)異，因而由這些無機纖維構(gòu)成的墊材和使用了該墊材的保持密封材料在耐熱性、保持力等方面優(yōu)異。另外，在構(gòu)成墊材的無機纖維中含有溶解性纖維的情況下，在進行墊材的處理時即使溶解性纖維飛散進入到體內(nèi)也會發(fā)生溶解、排出體外，因而對人體的安全性優(yōu)異。本發(fā)明的墊材的制造方法為包括針刺工序和燒制工序的墊材的制造方法，在針刺工序中，準備具有第一主面和位于上述第一主面的相反側(cè)的第二主面、由通過燒制轉(zhuǎn)換為無機纖維的無機纖維前體相互纏結(jié)而構(gòu)成的片材，通過使針在上述片材中貫通來制作針刺片材；在燒制工序中，對上述針刺片材進行燒制；該制造方法的特征在于上述片材至少含有從上述第一主面起在上述片材的厚度方向占據(jù)一定范圍的第一片材以及與上述第一片材相鄰接的第二片材這二張小片材；上述第一片材含有第一長纖維前體，上述第二片材含有平均纖維長比上述第一長纖維前體短的短纖維前體；在上述針刺工序中，使上述針由上述第一主面?zhèn)瘸蛏鲜龅诙髅鎮(zhèn)蓉炌?。利用本發(fā)明的墊材的制造方法可以適當?shù)刂圃焐鲜霰景l(fā)明的墊材。下面采用附圖對本發(fā)明墊材的制造方法中所用的針刺工序的一例進行說明。圖2(a)為示意性示出本發(fā)明的墊材的制造方法的針刺工序中所使用的針刺裝置以及片材的立體圖，圖2(b)為示意性示出本發(fā)明的墊材的制造方法中的針貫通片材的情況下的針刺裝置和片材的截面圖。圖2(a)所示的針刺裝置100由支持板110、活塞112和針板120構(gòu)成，支持板110 具有能夠支持片材Ix的放置面111 ；活塞112能夠在刺入方向(片材Ix的厚度方向；在圖 2(a)和圖2(b)中，雙箭頭T1所示方向)往復(fù)移動；針板120與支持板110的放置面111相向地設(shè)置，安裝在活塞112的前端。
在針板120上，以預(yù)定間隔自與支持板110相向的相向面122安裝在垂直方向上立設(shè)的2個以上的針121，針121呈劍山(剣山)樣的形狀。針121是細、前端尖的針，其為在該針表面形成有向針的前端方向突出的2個以上的刺狀的倒刺121a的針。另外，在支持板110上，在與針板120的安裝有針121的位置相對應(yīng)的位置設(shè)有貫通孔113。因此，在針板120與支持板110相接近的情況下，由于針121貫通貫通孔113，因而可以使針板120與支持板110靠近到放置面111與相向面122相接觸的程度。下面針對所使用的片材Ix的構(gòu)成進行說明。片材Ix由第一片材1 和第二片材15y構(gòu)成，第一片材1 含有第一主面10x，并從第一主面IOx起在片材Ix的厚度方向占據(jù)一定范圍；第二片材15y與第一片材1 相鄰接，含有第二主面10y，并在片材Ix的厚度方向占據(jù)一定范圍。另外，本發(fā)明的墊材的制造方法中使用的片材只要為由至少二張小片材構(gòu)成的片材即可，并不限于圖2(a)和圖2(b)所示例出的由二張小片材(第一片材1 和第二片材 15y)構(gòu)成的片材。例如，可以將第一片材或第二片材分割為多張；或者可以在第一片材和第二片材之間存在通過包含具有各種的組成、平均纖維長和平均纖維徑等的無機纖維前體而成的一張小片材或多張小片材、或者使這些小片材進一步與第二片材相鄰接，由此使片材形成三層以上的多層結(jié)構(gòu)。片材Ix是無機纖維前體相互纏結(jié)而構(gòu)成的。具體地說，第一片材15x中含有第一長纖維前體16x，第二片材15y中含有與第一長纖維前體16x相比平均纖維長較短的短纖維前體16y。另外，無機纖維前體通過燒制而轉(zhuǎn)換為構(gòu)成上述本發(fā)明的墊材的無機纖維。如圖2(a)所示，在進行針刺處理的情況下，在支持板110的放置面111上設(shè)置片材Ix0此時，按照片材Ix的第一主面IOx與針板120的相向面122相對、片材Ix的第二主面IOy與支持板110的放置面111相接的方式設(shè)置片材lx。接下來，使針板120沿著片材Ix的厚度方向上下移動。如此，針121按照第一片材15x、第二片材15y的順序從片材Ix的第一主面IOx側(cè)貫通到第二主面10y，將貫通的針121從片材Ix中拔出，完成針刺處理。如圖2(b)所示，在該針刺處理中，由于在針121從第一主面IOx側(cè)來貫通片材Ix 時，在第一長纖維前體16x纏繞在倒刺121a上的狀態(tài)下針121在片材Ix內(nèi)部移動，因而纏繞在倒刺121a上的第一長纖維前體16x被拉入至片材Ix內(nèi)部。由于第一長纖維前體16x具有足夠長的平均纖維長，因而在拉入的過程中不會被馬上切斷，容易與構(gòu)成第二片材15y的短纖維前體16y中的位于針121的貫通位置的短纖維前體16y相互間良好地纏結(jié)。相互致密纏結(jié)起來的第一長纖維前體16x和短纖維前體 16y朝向針121貫通的方向(S卩，向第二主面IOy側(cè))進行排列。由于在將針121由片材Ix中拔出時，第一長纖維前體16x和短纖維前體16y反而較不易掛在倒刺121a上，因而對于大部分的第一長纖維前體16x和短纖維前體16y而言， 其排列狀態(tài)和纏結(jié)狀態(tài)得以維持。
因此，若將針121從片材Ix中完全拔出，則形成從第一主面IOx上的第一纏結(jié)點到第二主面IOy上的第二纏結(jié)點的在厚度方向上連續(xù)的纏結(jié)部的前體。另外，第一纏結(jié)點在第一主面IOx上的針121貫通的位置形成，第二纏結(jié)點在第二主面IOy上的針121貫通的位置形成。在本發(fā)明的墊材的制造方法中，優(yōu)選上述第一長纖維前體的平均纖維長與上述片材厚度的2倍的長度相同或比其更長。這是由于，可以適當?shù)刂圃斓谝婚L纖維的平均纖維長與墊材厚度的2倍的長度相同或比其更長的本發(fā)明的墊材。在本發(fā)明的墊材的制造方法中，優(yōu)選上述第一長纖維前體的平均纖維長為 30mm 140mm、上述短纖維前體的平均纖維長為5mm 30mm。這是由于，可以適當?shù)刂圃斓谝婚L纖維的平均纖維長為20mm 100mm、短纖維的平均纖維長為3. 5mm 20mm的本發(fā)明的墊材。在本發(fā)明的墊材的制造方法中，優(yōu)選上述第一片材的厚度與上述第二片材的厚度之比為1 1 1 10。即，優(yōu)選上述第一片材的厚度上述第二片材的厚度=1 1 1 10。這是由于，可以適當?shù)刂圃斓谝粚拥暮穸扰c第二層的厚度之比為1 1 1 10 的本發(fā)明的墊材。在本發(fā)明的墊材的制造方法中，上述片材可以含有從上述第二主面起在上述片材的厚度方向占據(jù)一定范圍的第三片材，在上述第三片材中可以含有與上述短纖維前體相比平均纖維長較長的第二長纖維前體。利用本發(fā)明的墊材的制造方法，可以適當?shù)刂圃旌猩鲜龅谌龑拥谋景l(fā)明的墊材。另外，本發(fā)明的墊材的制造方法中所用的片材只要為由至少三張小片材構(gòu)成的片材即可，并不限于由三張小片材構(gòu)成的片材。例如，可以將第一片材、第二片材或第三片材分割為多張，或者可以在第一片材與第二片材之間或在第二片材與第三片材之間存在通過包含具有各種的組成、平均纖維長和平均纖維徑等的無機纖維前體而成的一張小片材或者多張小片材，由此使片材形成三層以上的多層結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的墊材的制造方法中，在上述針刺工序中，優(yōu)選使上述針從上述第一主面?zhèn)认蛏鲜龅诙髅鎮(zhèn)冗M行貫通、并且使上述針從上述第二主面?zhèn)认蛏鲜龅谝恢髅鎮(zhèn)冗M行貫通。這是由于，如此可以適當?shù)刂圃煨纬捎械谝焕p結(jié)部和第二纏結(jié)部的本發(fā)明的墊材，其中第一纏結(jié)部由向第二主面?zhèn)扰帕星蚁嗷ブ旅芾p結(jié)起來的第一長纖維和短纖維和第二長纖維構(gòu)成，第二纏結(jié)部由向第一主面?zhèn)扰帕星蚁嗷ブ旅芾p結(jié)起來的第一長纖維和短纖維和第二長纖維構(gòu)成。在本發(fā)明的墊材的制造方法中，優(yōu)選上述第一長纖維前體和上述第二長纖維前體的平均纖維長與上述片材厚度的2倍的長度相同或比其更長。這是由于可以適當?shù)刂圃斓谝婚L纖維和第二長纖維的平均纖維長與墊材厚度的2 倍的長度相同或比其更長的本發(fā)明的墊材。
在本發(fā)明的墊材的制造方法中，優(yōu)選上述第一長纖維前體的平均纖維長為 30mm 140mm、上述短纖維前體的平均纖維長為5mm 30mm、上述第二長纖維前體的平均纖維長為30mm 140mm。這是由于，如此能夠適當?shù)刂圃斓谝婚L纖維的平均纖維長為20mm 100mm、短纖維的平均纖維長為3. 5mm 20mm、第二長纖維的平均纖維長為20mm IOOmm的本發(fā)明的墊材。在本發(fā)明的墊材的制造方法中，優(yōu)選上述第一片材和上述第三片材的合計厚度與上述第二片材的厚度之比為1 1 1 5。即，優(yōu)選上述第一片材和上述第三片材的合計厚度上述第二片材的厚度=1 1 1 5。這是由于可以適當?shù)刂圃斓谝粚雍偷谌龑拥暮嫌嫼穸扰c第二層的厚度之比為 1 1 1 5的本發(fā)明的墊材。在本發(fā)明的墊材的制造方法中，優(yōu)選上述無機纖維前體為選自由氧化鋁纖維前體、氧化鋁-二氧化硅纖維前體、二氧化硅纖維前體、溶解性纖維前體和玻璃纖維前體組成的組中的至少一種無機纖維前體。這是由于能夠適當?shù)刂圃煊蛇x自由氧化鋁纖維、氧化鋁-二氧化硅纖維、二氧化硅纖維、溶解性纖維和玻璃纖維組成的組中的至少一種無機纖維構(gòu)成的本發(fā)明的墊材。本發(fā)明的尾氣凈化裝置為由尾氣處理體、容納上述尾氣處理體的外殼、以及配設(shè)于上述尾氣處理體和上述外殼之間的用于保持上述尾氣處理體的保持密封材料構(gòu)成的尾氣凈化裝置，該尾氣凈化裝置的特征在于，上述保持密封材料使用了本發(fā)明的任一墊材。本發(fā)明的尾氣凈化裝置為由尾氣處理體、容納上述尾氣處理體的外殼、以及配設(shè)于上述尾氣處理體和上述外殼之間的用于保持上述尾氣處理體的保持密封材料構(gòu)成的尾氣凈化裝置，該尾氣凈化裝置的特征在于，上述保持密封材料使用了由本發(fā)明的墊材的制造方法制造出的任一墊材。


圖1中，圖1(a)為示意性示出本發(fā)明的墊材的立體圖，圖1(b)為圖1 (a)所示的墊材的A-A線截面圖。圖2中，圖2(a)為示意性示出本發(fā)明墊材的制造方法的針刺工序所使用的針刺裝置和片材的立體圖，圖2(b)為示意性示出本發(fā)明墊材的制造方法的針貫通片材的情況下的針刺裝置和片材的截面圖。圖3為示意性示出使用了本發(fā)明第一實施方式的墊材的保持密封材料的一例的立體圖。圖4中，圖4(a)為示意性示出本發(fā)明第一實施方式的尾氣凈化裝置的立體圖，圖 4(b)為圖4(a)所示的尾氣凈化裝置的B-B線截面圖。圖5中，圖5(a)為示意性示出構(gòu)成圖4(a)中所示的尾氣凈化裝置的尾氣處理體的立體圖，圖5(b)為示意性示出構(gòu)成圖4(a)中所示的尾氣凈化裝置的外殼的立體圖。圖6為對使用構(gòu)成本發(fā)明第一實施方式的尾氣凈化裝置的保持密封材料、尾氣處理體和外殼來制造尾氣凈化裝置的情況進行示意性說明的立體圖。圖7為示意性示出剪切強度試驗器的側(cè)視圖。
圖8中，圖8(a)為示意性示出本發(fā)明第二實施方式的墊材的立體圖，圖8 (b)為圖 8(a)所示的墊材的C-C線截面圖。符號說明
1、2墊材
第·一主面 10a、20a
第-二主面 10b、20b
第·一 M 14a>24a
第-二層 14b、24b
第·一長纖維15a、25a
短纖維15b、25b
纏結(jié)部 12,22a,22b
具體實施例方式(第一實施方式)下面參照附圖對作為本發(fā)明的墊材、墊材的制造方法和尾氣凈化裝置的實施方式之一的第一實施方式進行說明。由于本實施方式的墊材與上述本發(fā)明的墊材具有同樣的構(gòu)成，因而在下面的說明中，參照圖1(a)和圖1(b)進行說明。另外，對于與本發(fā)明的墊材的說明相重復(fù)的事項，省略其說明。圖1(a)和圖1(b)所示的本實施方式的墊材1為具有特定長度(圖1 (a)中雙箭頭L所示)、寬度(圖1(a)中雙箭頭W所示)和厚度(圖1(a)中雙箭頭T所示)的俯視圖為大致矩形的形狀。墊材1的具體尺寸沒有特別限定，為長度100 IOOOOmmX寬度100 1500mmX 厚度5 30mm。墊材1具有在墊材1的表面之中作為面積最大的主面的第一主面IOa以及位于第一主面IOa的相反側(cè)的第二主面10b，墊材1由含有第一主面IOa的第一層14a以及與第一層Ha相鄰接的第二層14b這二層所構(gòu)成。第一層14a的厚度與第二層14b的厚度之比優(yōu)選為1 1 1 10。墊材1是無機纖維相互纏結(jié)而構(gòu)成的，在第一層14a中含有第一長纖維15a，在第二層14b中含有平均纖維長比第一長纖維1 短的短纖維15b。上述無機纖維(第一長纖維1 和短纖維15b)優(yōu)選由選自由氧化鋁纖維、氧化鋁-二氧化硅纖維、二氧化硅纖維、溶解性纖維和玻璃纖維組成的組中的至少一種無機纖維構(gòu)成。在氧化鋁纖維中，除了氧化鋁以外，也可以含有例如CaO、MgOJiO2等添加劑。作為氧化鋁-二氧化硅纖維的組成比，以重量比計優(yōu)選Al2O3 SiO2 = 60 40 80 20，更優(yōu)選 Al2O3 SiO2 = 70 30 74 26。在二氧化硅纖維中，除了二氧化硅以外，也可以含有例如Ca0、Mg0、&02等添加劑。溶解性纖維為含有選自由堿金屬化合物、堿土金屬化合物以及硼化合物組成的組中的至少一種化合物的無機纖維。
由這些化合物構(gòu)成的溶解性纖維是所謂的生物體溶解性無機纖維，即使進入到人體中也易于溶解，因而這些無機纖維相互纏結(jié)而構(gòu)成的墊材對人體的安全性優(yōu)異。作為上述堿金屬化合物，可以舉出例如Na、K的氧化物等，作為上述堿土金屬化合物，可以舉出Mg、 Ca, Ba的氧化物等。作為上述硼化合物，可以舉出B的氧化物等。另外，第一長纖維1 和短纖維15b的組成可以相互相同，也可以相互不同。第一長纖維1 的平均纖維長優(yōu)選與墊材1厚度的2倍的長度相同或比其更長。更具體地說，優(yōu)選第一長纖維1 的平均纖維長為20mm 100mm、短纖維1 的平均纖維長為3. 5mm 20mm。優(yōu)選第一長纖維1 和短纖維1 的平均纖維徑為3 10 μ m。若第一長纖維1 和短纖維1 的平均纖維徑為3 10 μ m，則第一長纖維1 和短纖維1 的強度和柔軟性足夠高，可以提高墊材1的剪切強度和撓性。在第一主面IOa上形成了第一纏結(jié)點11a，在第二主面IOb上形成了第二纏結(jié)點 lib。并且，從第一纏結(jié)點Ila到第二纏結(jié)點lib沿著墊材1的厚度方向連續(xù)形成了纏結(jié)部 12。另外，第一纏結(jié)點11a、第二纏結(jié)點lib和纏結(jié)部12形成于上述針刺處理中針貫通片材的位置。在纏結(jié)部12中，第一長纖維1 和短纖維15b向第二主面IOb側(cè)排列，相互致密
地纏結(jié)。另外，利用以纏結(jié)部12為中心的相互致密纏結(jié)的第一長纖維1 和短纖維15b，墊材1處于沿著厚度方向被縫上這樣的狀態(tài)，與未形成纏結(jié)部12的非形成區(qū)域13相比，纏結(jié)部12附近的無機纖維的密度高。纏結(jié)部12的形成密度優(yōu)選為0. 5 30個/cm2。這是由于墊材1的剪切強度進一步得以提高、體積得到適當降低。與此相對，若纏結(jié)部的形成密度不足0.5個/cm2，則每單位面積所形成的纏結(jié)部的數(shù)目過少，剪切強度容易降低，不易減少體積。另外，若纏結(jié)部的形成密度超過30個/cm2，則每單位面積所形成的纏結(jié)部的數(shù)目過多，因而墊材的體積過度降低，回彈力容易降低。此外導(dǎo)致含有大量經(jīng)針刺處理而被裁斷得很碎的無機纖維，墊材的剪切強度容易降低。另外，在本說明書中，所謂纏結(jié)部的形成密度指的是，沿著與第一主面和第二主面大致平行的平面將墊材在厚度方向的中間位置大致二等分地切斷，在利用目視或放大鏡對所得到的主截面進行觀察的情況下所確認到的每Icm2的主截面上所形成的纏結(jié)部的個數(shù)。纏結(jié)部12沿著墊材1的長度方向和寬度方向的各方向形成多列。在沿著墊材1 的長度方向的纏結(jié)部12的一列中，纏結(jié)部12以大致均勻的間隔形成，在沿著墊材1的寬度方向的纏結(jié)部12的一列中，纏結(jié)部12以大致均勻的間隔形成?！獋€第一纏結(jié)點lla( —個第二纏結(jié)點llb)和與其最接近的其他第一纏結(jié)點 Ila(其他第二纏結(jié)點lib)的最短距離(圖1(a)中雙箭頭X所示距離)優(yōu)選為Imm 10mm。 這是由于纏結(jié)部12不會過分密集，易于充分提高墊材1的剪切強度，容易適當?shù)亟档腕w積。與此相對，若第一纏結(jié)點(第二纏結(jié)點)和與其最接近的其他第一纏結(jié)點(其他的第二纏結(jié)點)的最短距離超過10mm，則每單位面積所形成的纏結(jié)部的數(shù)目過少，剪切強度容易降低，體積不那么容易降低。另外，若上述最短距離不足1mm，則每單位面積所形成的纏結(jié)部的數(shù)目過多，因而墊材的體積過于降低，回彈力容易降低。此外導(dǎo)致含有大量經(jīng)針刺處理而被裁斷得很碎的無機纖維，墊材的剪切強度容易降低。第一纏結(jié)點Ila和第二纏結(jié)點lib的直徑優(yōu)選為0. Imm 2mm。若第一纏結(jié)點Ila和第二纏結(jié)點lib的直徑處于上述范圍，則第一纏結(jié)點Ila和第二纏結(jié)點lib的直徑不會過大，因而易于充分提高墊材1的剪切強度。與此相對，若第一纏結(jié)點和第二纏結(jié)點的直徑超過2mm，則構(gòu)成第一纏結(jié)點、第二纏結(jié)點和纏結(jié)部的無機纖維呈稀疏的狀態(tài)，墊材的剪切強度易于降低。另外，若第一纏結(jié)點和第二纏結(jié)點的直徑不足0. 1mm，則在纏結(jié)部中第一長纖維和短纖維可能沒有充分纏結(jié)，墊材的剪切強度容易降低、體積不易充分降低。墊材1的單位面積重量優(yōu)選為900 3000g/m2。墊材1的單位面積重量更優(yōu)選為1500 ^00g/m2。另外，墊材1的密度優(yōu)選為0. 08 0. 20g/cm3。墊材1的密度更優(yōu)選為0. 10 0. 15g/cm3。接下來，采用附圖對使用了本實施方式的墊材的保持密封材料和尾氣凈化裝置的構(gòu)成進行說明。圖3是示意性示出使用了本發(fā)明第一實施方式的墊材的保持密封材料的一例的立體圖。圖3所示的保持密封材料200通過將上述本實施方式的墊材1切斷為預(yù)定形狀來制造。圖3所示的保持密封材料200的形狀為具有特定長度(圖3中箭頭L’所示)、寬度(圖3中箭頭W’所示)和厚度(圖3中箭頭T’所示)的俯視圖為大致矩形的形狀。另外，在平行于保持密封材料200的寬度方向的端面233a、23!3b之中，在一側(cè)端面233a形成有凸部23 ，在另一側(cè)端面23 形成有在將保持密封材料200卷起并使端面 233a與端面23 相抵接時與凸部23 相嵌合的形狀的凹部234b。整個保持密封材料200中所含有的有機粘結(jié)劑的總量為保持密封材料200整體重量的0.5 20重量％。保持密封材料200的尺寸為長度200 IOOOmmX寬度50 500mmX厚度5 30mmo該保持密封材料200例如可適當?shù)赜糜谖矚鈨艋b置中。對于使用保持密封材料200的尾氣凈化裝置的構(gòu)成，使用附圖進行說明。圖4(a)為示意性示出本發(fā)明第一實施方式的尾氣凈化裝置的立體圖，圖4 (b)為圖4(a)所示的尾氣凈化裝置的B-B線截面圖。圖5(a)為示意性示出構(gòu)成圖4(a)所示的尾氣凈化裝置的尾氣處理體的立體圖， 圖5(b)為示意性示出構(gòu)成圖4(a)所示的尾氣凈化裝置的外殼的立體圖。如圖4(a)和圖4(b)所示，尾氣凈化裝置60由隔著孔道壁42在長度方向上并列設(shè)置有多個孔道41的柱狀的尾氣處理體40 ；容納尾氣處理體40的外殼50 ；以及配設(shè)于尾氣處理體40和外殼50之間、用于保持尾氣處理體40的使用了本實施方式的墊材的保持密封材料200構(gòu)成。另外，關(guān)于保持密封材料200的構(gòu)成，由于已經(jīng)敘述，因而在此省略。另外，在外殼50的端部，可以根據(jù)需要連接用于導(dǎo)入由內(nèi)燃機中排出的尾氣的導(dǎo)入管以及將通過了尾氣凈化裝置的尾氣排出到外部的排出管。如圖5(a)所示，尾氣處理體40主要由多孔質(zhì)陶瓷構(gòu)成，其形狀為近圓柱狀。另外， 出于增強尾氣處理體40的外周部、調(diào)整形狀、提高尾氣處理體40的絕熱性的目的，在尾氣處理體40的外周設(shè)有涂層44。另外，尾氣處理體40的各孔道的任意一個端部被密封材43封孔。另外，作為尾氣處理體40，例如可以為由堇青石或鈦酸鋁等構(gòu)成、圖5(a)所示那樣的一體形成的尾氣處理體。另外可以為將由碳化硅或含硅的碳化硅等構(gòu)成的多個柱狀蜂窩燒制體(在該蜂窩燒制體中，多個孔道隔著孔道壁在長度方向上并列設(shè)置)藉由主要含有陶瓷的粘接材料層結(jié)合而成的尾氣處理體。針對外殼50進行說明。圖5(b)所示的外殼50主要由不銹鋼等金屬構(gòu)成，其形狀為近圓筒狀。另外，外殼50的內(nèi)徑比在尾氣處理體40上卷繞有保持密封材料200的狀態(tài)的卷繞體的直徑稍短，其長度與尾氣處理體40的長度方向上的長度大致相同。另外，外殼的材質(zhì)只要為具有耐熱性的金屬即可，并不限于上述的不銹鋼，可以為
鋁、鐵等金屬類。另外，作為上述外殼，可以為沿著長度方向?qū)⒔鼒A筒狀的外殼分割為2個以上的外殼片的外殼(即蛤殼)、僅在1個位置具有沿著長度方向延伸的狹縫(開口部)的截面為C字狀或U字狀的圓筒狀的外殼、通過在卷繞于尾氣處理體上的保持密封材料的外周進行卷接而成為圓筒狀的外殼的金屬板等。下面使用圖4 (b)對利用具有上述構(gòu)成的尾氣凈化裝置60使尾氣得以凈化的理由進行說明。如圖4(b)所示，由內(nèi)燃機排出、流入到尾氣凈化裝置60中的尾氣(圖4(b)中，尾氣以G表示，尾氣的流動如箭頭所示)向尾氣處理體40的在尾氣流入側(cè)端面40a開口的一個孔道41中流入，通過將孔道41隔開的孔道壁42。此時，尾氣中的顆粒物質(zhì)(下文也簡單稱為PM)被孔道壁42所捕集，從而尾氣被凈化。凈化后的尾氣由在尾氣流出側(cè)端面40b開口的其他孔道41中流出，排出到外部。接下來，對制造本實施方式的墊材的方法、使用所制造的墊材來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來制造尾氣凈化裝置的方法進行說明。本實施方式的墊材經(jīng)下述工序(1) ( 進行制造。此處，針對制造通過含有氧化鋁-二氧化硅纖維而成的墊材的情況進行說明，但對于構(gòu)成本實施方式的墊材的無機纖維，并不限于氧化鋁-二氧化硅纖維，也可以使用上述的氧化鋁纖維等各種組成的無機纖維。(1)第一片材制作工序(1-1)第一長纖維制作工序按照Al含量以及Al與Cl的原子比達到特定值的方式制備堿性氯化鋁水溶液，在該堿性氯化鋁水溶液中按照燒制后的無機纖維中的組成比例如為Al2O3 SiO2 = 60 40 80 20(重量比)的方式添加硅溶膠。進一步地，為了提高成型性，適量添加有機聚合物，制備混合液。對所得到的混合液進行濃縮制成紡絲用混合物，利用噴紡法對該紡絲用混合物進行紡絲，制作出具有特定平均纖維徑和平均纖維長的無機纖維前體、即第一長纖維前體。此時，在制作具有與經(jīng)后續(xù)的工序所制作出的片材厚度的2倍的長度相同或比其更長的平均纖維長的第一長纖維前體、或制作具有30mm 140mm的平均纖維長的第一長纖維前體的情況下，只要對例如紡絲條件進行調(diào)整即可。所謂噴紡法指的是，通過向由噴氣嘴噴出的高速氣體流(空氣流)中供給由紡絲用混合物供給用噴嘴擠出的紡絲用混合物來進行無機纖維前體的紡絲的方法。(1-2)壓縮工序接下來，對第一長纖維前體進行壓縮，來制作特定尺寸的連續(xù)的長片材。壓縮工序例如可通過交錯層積(夕α ；^ X Y—)法來進行。(1-3)切斷工序接下來，通過將長片材切斷為特定尺寸來制作第一片材。所制作的第一片材是俯視圖為大致矩形的形狀，具有第一主面和位于第一主面的相反側(cè)的第二主面，其是上述的具有特定平均纖維長的第一長纖維前體相互纏結(jié)而構(gòu)成的片材。(2)第二片材制作工序經(jīng)由與第一片材制作工序(1)中的工序(1-1) (1-3)同樣的工序，從而制作第二片材。但是，在工序(1-1)中不制作第一長纖維前體而制作平均纖維長比第一長纖維前體要短的短纖維前體，使用所制作的短纖維前體經(jīng)由與工序(1-2)和工序(1-3)同樣的工序，由此來制作第二片材。此時，在制作平均纖維長為5mm 30mm的短纖維前體的情況下，只要對例如紡絲條件進行調(diào)整即可。所制作的第二片材是俯視圖為大致矩形的形狀，具有第一主面和位于上述第一主面的相反側(cè)的第二主面，其是上述的具有特定平均纖維長的短纖維前體相互纏結(jié)而構(gòu)成的片材。另外，為了將第一片材的厚度與第二片材的厚度之比調(diào)整為1 1 1 10，通過降低所使用的短纖維前體的量、或者變更短纖維前體的壓縮程度，來調(diào)整第二片材的厚度即可。(3)層積工序按照第一片材的第二主面與第二片材的第一主面彼此相接的方式將第一片材層積在第二片材的上面。由此來制作由自第一主面起在片材的厚度方向占據(jù)一定范圍的第一片材以及與第一片材相鄰接的第二片材這二張小片材構(gòu)成的片材。另外優(yōu)選經(jīng)后續(xù)的工序所制作的片材中的第一片材的厚度與第二片材的厚度之比為1 1 1 10。(4)針刺工序在針刺工序中，使用針刺裝置進行針刺處理。
作為針刺裝置，可以使用與圖2(a)所示的針刺裝置具有大致相同的構(gòu)成的針刺
直ο在進行針刺處理的情況下，首先按照支持板的放置面與片材的第二主面(下側(cè)的主面)相接的方式將上述工序(3)中制作的片材設(shè)置在放置面上，使位于支持板和片材上方的針板沿著片材的厚度方向下降，從而使2個以上的針自第一主面?zhèn)?第一片材的第一主面?zhèn)龋磮D2(a)和圖2(b)所示的片材的上側(cè)的主面)朝向第二主面?zhèn)?第二片材的第二主面?zhèn)?，即，圖2(a)和圖2(b)所示的片材的下側(cè)的主面)貫通。其后，將針自片材中拔出。第一主面上的針貫通的位置成為在經(jīng)后面工序制作的墊材的第一主面上所形成的第一纏結(jié)點，第二主面上的針貫通的位置成為在墊材的第二主面上所形成的第二纏結(jié)點，片材內(nèi)部的針貫通的部位成為墊材的纏結(jié)部。另外，為了制造纏結(jié)部的形成密度為0. 5個 30個/cm2、一個第一纏結(jié)點(一個第二纏結(jié)點)和與其最接近的其他第一纏結(jié)點(其他第二纏結(jié)點)的最短距離為Imm 10mm、第一纏結(jié)點和第二纏結(jié)點的直徑為0. Imm 2mm的墊材，使用在針板相向面的每單位面積上以特定間隔安裝有規(guī)定數(shù)目的針(具有特定直徑的針)的針板即可。通過進行該針刺處理來制作針刺片材。(5)燒制工序接下來，通過對針刺片材在最高溫度約1000 約1600°C下進行燒制，將第一長纖維前體轉(zhuǎn)換為第一長纖維、將短纖維前體轉(zhuǎn)換為短纖維，由此來制造本實施方式的墊材。在使用經(jīng)工序( 制造的墊材來制作保持密封材料的情況下，可以將所制造的墊材供給至下述工序(6)中來進行。(6)成型切斷工序切斷墊材來制作具有特定尺寸的保持密封材料。此時，按照下述方式進行切斷在保持密封材料的端面之中，在一側(cè)端面的一部分形成凸部、在另一側(cè)端面的一部分形成與凸部嵌合的形狀的凹部。具體地說，可以通過使用具備安裝于活塞的前端、能夠在上下方向往復(fù)運動的沖切板；以及與沖切板相向、能夠放置墊材的放置板的沖切裝置來制作保持密封材料。在沖切板上固定有與所制造的保持密封材料的外形相對應(yīng)的形狀的沖切刃以及由可自由伸縮的橡膠等構(gòu)成的彈性部件。另外，在放置板的與沖切刃相對應(yīng)的位置設(shè)置有貫通孔，使得在沖切板接近于放置板的情況下，沖切刃不與放置板相接觸。在使用這樣的沖切裝置對墊材進行沖切的情況下，按照墊材的第一主面位于沖切板側(cè)、第二主面位于放置板側(cè)的方式在放置板上放置墊材，使沖切板在上下方向運動。如此，彈性部件壓住墊材并在墊材的厚度方向收縮，與此同時，沖切刃從墊材的第一主面?zhèn)惹秩氲綁|材的內(nèi)部，沖切刃貫通墊材，由此，墊材被沖切為圖3所示的預(yù)定形狀， 制作出保持密封材料。在使用經(jīng)工序(6)制作出的保持密封材料來制造尾氣凈化裝置的情況下，可以通過將制作的保持密封材料供給至下述工序(7)中來進行。下面使用附圖對制造尾氣凈化裝置的工序(7)進行說明。圖6是示意性說明使用構(gòu)成本發(fā)明第一實施方式的尾氣凈化裝置的保持密封材料、尾氣處理體和外殼來制造尾氣凈化裝置的情況的立體圖。
(7)壓入工序在圓柱狀的尾氣處理體(蜂窩過濾器)40的外周按照凸部23 與凹部234b相嵌合的方式卷繞上述工序(6)中制作的保持密封材料200。并且，如圖6所示，將卷繞有保持密封材料200的尾氣處理體40(卷繞體)壓入到圓筒狀的、主要由金屬等構(gòu)成的外殼50中。 另外，外殼50的內(nèi)徑比卷繞體的直徑稍短。經(jīng)過以上工序來制作本實施方式的尾氣凈化裝置60。下面列舉出本發(fā)明第一實施方式的墊材、墊材的制造方法和尾氣凈化裝置的作用效果。(1)本實施方式的墊材具有從第一纏結(jié)點到第二纏結(jié)點的沿著墊材的厚度方向連續(xù)形成的纏結(jié)部。在纏結(jié)部中，由于第一長纖維和短纖維向第二主面?zhèn)扰帕?、相互纏結(jié)，因而墊材的剪切強度增高。并且，利用以纏結(jié)部為中心的相互致密纏結(jié)起來的第一長纖維和短纖維，墊材的體積適當減少了。因而，在將使用了該墊材的保持密封材料用于尾氣凈化裝置的制造的情況下，保持密封材料不易發(fā)生破損，其耐久性得到提高，并且容易將卷繞有保持密封材料的尾氣處理體壓入到外殼中。另外，由于在第一層含有第一長纖維、墊材并非全部由短纖維構(gòu)成，因而墊材的撓性高。因此，在將使用了該墊材的保持密封材料卷繞在尾氣處理體上時，保持密封材料不易產(chǎn)生裂痕。此外，盡管第一層由平均纖維長較長、易于形成高密度部的第一長纖維構(gòu)成，但由于第二層由平均纖維長較短、不易形成高密度部的短纖維構(gòu)成，因而墊材整體中無機纖維的密度的偏差被平均化、被抑制在較低水平。因而，本實施方式的墊材容易均勻彎曲，使用了墊材的保持密封材料在卷繞時的處理性優(yōu)異，在壓入時不易產(chǎn)生褶皺等。進一步地，由于在第二層中含有制造成本低的短纖維、構(gòu)成墊材的無機纖維并非全部由制造成本高的第一長纖維構(gòu)成，因而能夠降低墊材的制造成本。(2)在第一長纖維的平均纖維長與墊材厚度的2倍的長度相同的情況下，認為纏結(jié)部所含有的第一長纖維從第一纏結(jié)點到達至第二纏結(jié)點。特別是在第一長纖維的平均纖維長比墊材厚度的2倍的長度更長的情況下，認為從第一纏結(jié)點到達至第二纏結(jié)點的第一長纖維的大部分在第二纏結(jié)點處折回，與短纖維進行更為復(fù)雜地纏結(jié)。另外，在第一長纖維的平均纖維長為20mm 100mm、短纖維的平均纖維長為 3. 5mm 20mm的情況下，取得了第一長纖維的平均纖維長與短纖維的平均纖維長的平衡。 因此，以纏結(jié)部為中心的第一長纖維與短纖維更為復(fù)雜地纏結(jié)，剪切強度進一步得到提高。 進一步地，利用以纏結(jié)部為中心相互更為復(fù)雜地纏結(jié)的第一長纖維和短纖維，墊材處于沿著厚度方向被更為牢固地縫上這樣的狀態(tài)，因而墊材的體積充分降低。另外，由于第一長纖維的平均纖維長足夠長，因而能夠確保良好的撓性。在短纖維的平均纖維長為3. 5mm 20mm的情況下，由于短纖維更不易形成高密度部，因而墊材整體中無機纖維的密度的偏差更為平均化。因此，使用了該墊材的保持密封材料在卷繞時的處理性更為優(yōu)異、在壓入時更不易產(chǎn)生褶皺等。
此外，一般來說，與第一長纖維相比，平均纖維長為3. 5mm 20mm的短纖維的制造成本大多較低，墊材的制造成本充分降低。C3)在第一層的厚度與第二層的厚度之比為1 1 1 10的情況下，第一長纖維的量不會過少，可以確實地實現(xiàn)墊材的剪切強度的提高、體積的適當降低和良好的撓性。另外，短纖維的量不會過少，可以將墊材整體中的無機纖維的密度偏差抑制在更低水平。進一步地，可以將墊材整體中使用的第一長纖維的量限制在必要最小限度，進一步降低制造成本。(4)在構(gòu)成墊材的無機纖維由選自由耐熱性等特性優(yōu)異的氧化鋁纖維、氧化鋁-二氧化硅纖維、二氧化硅纖維、溶解性纖維和玻璃纖維組成的組中的至少一種無機纖維構(gòu)成的情況下，墊材和使用了該墊材的保持密封材料的耐熱性、保持力等優(yōu)異。另外，在構(gòu)成墊材的無機纖維為溶解性纖維的情況下，在進行墊材的處理時即使溶解性纖維飛散進入到體內(nèi)也會發(fā)生溶解并被排出體外，因而對人體的安全性優(yōu)異。(5)利用本實施方式的墊材的制造方法可以適當?shù)刂圃炀哂猩鲜鰳?gòu)成和作用效果的本實施方式的墊材。(6)本實施方式的尾氣凈化裝置由于具備具有上述構(gòu)成的尾氣處理體，因而能夠除去尾氣中的PM、有害氣體等。另外，由于在構(gòu)成尾氣凈化裝置的保持密封材料中使用了制造成本低、剪切強度高的本實施方式的墊材，因而在使用時等情況下保持密封材料不易破損，尾氣凈化裝置的制造成本得以降低。實施例(實施例1)通過經(jīng)由下述工序(1) ( 來制造本實施方式的墊材。(1)第一片材制作工序(1-1)紡絲工序按照Al含量為70g/l、Al Cl = I 1. 8 (原子比)的方式制備堿性氯化鋁水溶液，在該堿性氯化鋁水溶液中按照燒制后的無機纖維中的組成比為Al2O3 SiO2 = 72 28(重量比)的方式混合硅溶膠，進一步適量添加有機聚合物(聚乙烯醇)，制備混合液。對所得到的混合液進行濃縮以制成紡絲用混合物，利用噴紡法對該紡絲用混合物進行紡絲，制作出無機纖維前體(第一長纖維前體)。第一長纖維前體的平均纖維長為100mm、平均纖維徑為8. 0 μ m。(1-2)壓縮工序利用交錯層積法對上述工序(1-1)中得到的第一長纖維前體進行壓縮，制作特定尺寸的連續(xù)的長片材。(1-3)切斷工序接下來，通過將長片材切斷為特定尺寸來制作第一片材。所制作的第一片材是俯視圖為大致矩形的形狀，為長度150mmX寬度150mmX厚度6. 3mm,單位面積重量為;340g/m2。
(2)第二片材制作工序通過進行與上述工序(1-1)同樣的操作來制作短纖維前體。但是，通過對紡絲條件進行變更，使短纖維前體的平均纖維長為20mm、平均纖維徑為 8. 0 μ m0通過對該短纖維前體進行與上述工序(1-2)同樣的壓縮，制作特定尺寸的連續(xù)的長片材。通過與上述工序(1-3)同樣地將所制作的長片材切斷為預(yù)定尺寸來制作第二片材。所制作的第二片材是俯視圖為大致矩形的形狀，為長度150mmX寬度150mmX厚度18. 7mm，單位面積重量為1020g/m2。(3)層積工序按照第一片材的第二主面與第二片材的第一主面彼此相接的方式將第一片材層積在第二片材的上面。由此來制作由自第一主面起在片材的厚度方向占據(jù)一定范圍的第一片材以及與第一片材相鄰接的第二片材這二張小片材構(gòu)成的片材。所制作的片材是俯視圖為大致矩形的形狀，為長度150mmX寬度150mmX厚度 25mm，單位面積重量為1360g/m2。所制作的片材中第一片材的厚度與第二片材的厚度之比為 1 3。(4)針刺工序準備具有圖2(a)中示意性示出的構(gòu)成的針刺裝置。另外，作為針板，使用針板的相向面的每單位面積(Icm2)上所形成的針的數(shù)目為7 個、以特定間隔(針之間的最短距離1mm)安裝有直徑2mm的針的針板。隨后，按照針刺裝置的支持板的放置面與片材的第二主面(下側(cè)的主面)相接的方式將片材設(shè)置于放置面上，使位于支持板和片材上方的針板沿著片材的厚度方向下降， 從而使2個以上的針自第一主面(上側(cè)的主面)側(cè)朝向第二主面?zhèn)蓉炌?。其后，將針自片材中拔出。通過進行該針刺處理來制作針刺片材。(5)燒制工序接下來對針刺片材在最高溫度1200°C下進行燒制，從而制造本實施方式的墊材。所制造的墊材為長度105mmX寬度105mmX厚度10mm，單位面積重量為1400g/m2。通過對第一片材進行燒制而形成的第一層的厚度為2. 5mm，通過對第二片材進行燒制而形成的第二層的厚度為7. 5mm，第一層的厚度與第二層的厚度之比為1 3。墊材是氧化鋁-二氧化硅纖維相互纏結(jié)而構(gòu)成的，在第一層中含有平均纖維長為 70mm的第一長纖維，在第二層中含有平均纖維長為14mm的短纖維。另外，在第一主面上和第二主面上形成有纏結(jié)點，從第一主面上的纏結(jié)點到第二主面上的纏結(jié)點連續(xù)形成了纏結(jié)部。纏結(jié)部沿著墊材的長度方向和寬度方向的各方向形成多列，在沿著墊材的長度方向的纏結(jié)部的一列中，纏結(jié)部以大致均勻的間隔形成，在沿著墊材的寬度方向的纏結(jié)部的一列中，纏結(jié)部以大致均勻的間隔形成。另外，纏結(jié)部的形成密度為7個/cm2。在纏結(jié)部中，第一長纖維和短纖維向第二主面?zhèn)扰帕?、相互纏結(jié)。
另外，一個纏結(jié)點和與其最接近的其他纏結(jié)點的最短距離為約3mm。第一主面上的纏結(jié)點和第二主面上的纏結(jié)點的直徑為約1mm。另外，第一長纖維和短纖維的平均纖維長的測定如下進行。首先，將所制造的墊材拆分為第一層和第二層這二層。接下來，從第一層隨機選擇10處測定點。對于每一測定點，任意選擇50根第一長纖維，對所選擇的50根第一長纖維的纖維長采用10倍倍率的光學(xué)顯微鏡進行測定。對全部的測定點進行該測定，從而測定合計500 根第一長纖維的纖維長，計算出第一長纖維的平均纖維長。對于短纖維的平均纖維長的測定，使用第二層來代替第一層，除此以外，與計算第一長纖維的平均纖維長的方法同樣地進行。(剪切強度測定試驗)剪切強度測定試驗使用圖7所示的剪切強度試驗器來進行。圖7為示意性示出剪切強度試驗器的側(cè)視圖。圖7所示的剪切強度試驗器70由僅在一側(cè)主面形成了 77個圓錐狀的突起(底面的直徑ImmX高度1.6mm) 72的SUS制造的2片板材(長度50mmX寬度50mmX厚度3mm) 71a、71b以及在兩主面分別形成了 77個圓錐狀的突起(底面的直徑ImmX高度 1. 6mm) 72的SUS制造的中間板材(長度50mmX寬度50mmX厚度3mm) 73所構(gòu)成。采用了剪切強度試驗器70的剪切強度的測定如下進行。首先，將所制造的墊材沖切為俯視圖尺寸為50X50mm，制成剪切強度測定用樣品。在一側(cè)板材71a的形成有突起72的主面上載置一個測定用樣品80，在其上載置在兩面形成有突起72的中間板材73，由此以特定間隔g夾持一個測定用樣品80。接下來，在中間板材73上載置另一個測定用樣品80，進一步在該測定用樣品80的上面以特定間隔g載置另一側(cè)板材71b。由此，在三張板材的每個間隔中各夾入一張、合計夾入二張測定用樣品80，進行壓縮。此時，調(diào)整三張板材的間隔以使經(jīng)壓縮的各樣品80的密度為0. 35g/cm3。接下來，將上下2片板材71a、71b與中間板材73彼此向相反方向(圖7中箭頭t 的方向)牽拉，測定此時所產(chǎn)生的應(yīng)力(N)。其結(jié)果，所制作的樣品的剪切強度為183. 8N。(密度測定試驗)將所制造的墊材沖切為俯視圖尺寸為IOOmmX 100mm,制成密度測定用樣品。對該樣品的厚度(mm)進行測定，計算出體積(cm3)，對重量(g)進行測定，從而計算出密度(g/cm3)。其結(jié)果，所制作的樣品的密度為0. 140g/cm3。另外，在本試驗中，密度高則表示構(gòu)成墊材的無機纖維被進一步壓縮，這意味著墊材的體積低。(卷繞性確認試驗)準備直徑為127mm、長度方向的長度為150mm的圓柱狀的多孔質(zhì)陶瓷制尾氣處理體。
經(jīng)由與所制造的墊材相同的方法來制作以俯視圖尺寸計為長度400mmX寬度 IOOmm的尺寸的卷繞試驗用樣品。在尾氣處理體的外周部卷繞該樣品。此時，通過目視觀察在樣品上是否產(chǎn)生裂痕。其結(jié)果，在所制作的樣品中并未產(chǎn)生裂痕，尾氣處理體與所卷繞的樣品之間未出現(xiàn)縫隙。(實施例2 4)變更實施例1的工序O)中的短纖維前體的平均纖維長，從而將短纖維的平均纖維長變更為如下述表1所示(實施例2為20mm、實施例3為10mm、實施例4為5mm)，除此以外，與實施例1同樣地制造墊材。(實施例5 8)通過變更實施例1的工序(1-1)中的第一長纖維前體的平均纖維長，從而將第一長纖維的平均纖維長變更為如下述表1所示(實施例5為30mm、實施例6為40mm、實施例 7為80mm、實施例8為100mm)，除此以外，與實施例1同樣地制造墊材。(實施例9 11)變更實施例1的工序(1-1)中的第一長纖維前體的壓縮程度以及工序( 中的短纖維前體的壓縮程度，從而將第一層的厚度與第二層的厚度之比變更為如表1所示(實施例9為1 5、實施例10為1 1、實施例11為1 10)，除此以外，與實施例1同樣地制造墊材。(參考例1 3)采用與實施例2 11相同的方法，按表1所示變更第一長纖維的平均纖維長、短纖維的平均纖維長、墊材的厚度、或第一層的厚度與第二層的厚度之比，除此以外，與實施例1同樣地制造墊材。對于參考例1，在第一長纖維的平均纖維長為20mm、短纖維的平均纖維長為IOmm 等方面與實施例1不同；對于參考例2，在第一層的厚度與第二層的厚度之比為1 15等方面與實施例1不同；對于參考例3，在第一層的厚度與第二層的厚度之比為1 0.5等方面與實施例1不同。(比較例1、2)在比較例1中，將實施例1的工序(1-1)中使用的第一長纖維前體變更為平均纖維長為20mm的短纖維前體，從而第一層和第二層均由平均纖維長為14mm的短纖維來形成； 除此以外，與實施例1同樣地制造墊材。在比較例2中，將實施例1的工序(1-1)中使用的短纖維前體變更為平均纖維長為IOOmm的長纖維前體，從而第一層和第二層均由平均纖維長為70mm的長纖維來形成；除此以外，與實施例1同樣地制造墊材。(比較例3)使用與比較例1中使用的短纖維前體相同的短纖維前體，不實施針刺處理；除此以外，與比較例1同樣地制造墊材。對于實施例1 11、參考例1 3、以及比較例1 3的主要構(gòu)成，合并示于表1 中。
另外，盡管表1中并未示出，但實施例1 11、參考例1 3以及比較例1、2中的一個纏結(jié)點和與其最接近的其他纏結(jié)點的最短距離為約3mm。另外，在實施例1 11、參考例1 3、以及比較例1、2中，第一主面上的第一纏結(jié)點和第二主面上的第二纏結(jié)點的直徑為約1mm。
權(quán)利要求
1.一種墊材，所述墊材具有第一主面和位于所述第一主面的相反側(cè)的第二主面，所述墊材是通過無機纖維相互纏結(jié)而構(gòu)成的，該墊材的特征在于，該墊材包含第一層和第二層至少這二層，所述第一層從所述第一主面起在所述墊材的厚度方向占據(jù)一定范圍，所述第二層與所述第一層相鄰接； 所述第一層含有第一長纖維；所述第二層含有平均纖維長比所述第一長纖維短的短纖維； 從所述第一主面到所述第二主面設(shè)有纏結(jié)部；所述纏結(jié)部含有與構(gòu)成除所述纏結(jié)部以外的部分的無機纖維相比更為致密地相互纏結(jié)的第一長纖維和短纖維。
2.如權(quán)利要求1所述的墊材，其中，所述第一長纖維的平均纖維長與所述墊材厚度的2 倍的長度相同或比所述墊材厚度的2倍的長度更長。
3.如權(quán)利要求1或2所述的墊材，其中，所述第一長纖維的平均纖維長為20mm 100mm，所述短纖維的平均纖維長為3. 5mm 20mm。
4.如權(quán)利要求1 3的任一項所述的墊材，其中，所述第一層的厚度與所述第二層的厚度之比為1 1 1 10。
5.如權(quán)利要求1所述的墊材，其中，所述墊材包含從所述第二主面起在所述墊材的厚度方向占據(jù)一定范圍的第三層；所述第三層含有平均纖維長比所述短纖維長的第二長纖維；所述纏結(jié)部含有與構(gòu)成除所述纏結(jié)部以外的部分的無機纖維相比更為致密地相互纏結(jié)的第一長纖維和短纖維和第二長纖維。
6.如權(quán)利要求5所述的墊材，其中， 所述纏結(jié)部包含第一纏結(jié)部和第二纏結(jié)部；所述第一纏結(jié)部含有從所述第一主面?zhèn)瘸虻诙髅鎮(zhèn)扰帕胁⑾嗷ブ旅芾p結(jié)的第一長纖維和短纖維和第二長纖維；所述第二纏結(jié)部含有從所述第二主面?zhèn)瘸蛩龅谝恢髅鎮(zhèn)扰帕胁⑾嗷ブ旅芾p結(jié)的第一長纖維和短纖維和第二長纖維。
7.如權(quán)利要求5或6所述的墊材，其中，所述第一長纖維和所述第二長纖維的平均纖維長與所述墊材厚度的2倍的長度相同或比所述墊材厚度的2倍的長度更長。
8.如權(quán)利要求5 7的任一項所述的墊材，其中， 所述第一長纖維的平均纖維長為20mm IOOmm ； 所述短纖維的平均纖維長為3. 5mm 20mm ； 所述第二長纖維的平均纖維長為20mm 100mm。
9.如權(quán)利要求5 8的任一項所述的墊材，其中，所述第一層和所述第三層的合計厚度與所述第二層的厚度之比為1 1 1 5。
10.如權(quán)利要求1 9的任一項所述的墊材，其中，所述無機纖維為選自由氧化鋁纖維、 氧化鋁-二氧化硅纖維、二氧化硅纖維、溶解性纖維和玻璃纖維組成的組中的至少一種無機纖維。
11.一種墊材的制造方法，其為包括針刺工序和燒制工序的墊材的制造方法，在所述針刺工序中，準備具有第一主面和位于所述第一主面的相反側(cè)的第二主面、由通過燒制轉(zhuǎn)換為無機纖維的無機纖維前體相互纏結(jié)而構(gòu)成的片材，通過使針貫通所述片材來制作針刺片材；在所述燒制工序中，對所述針刺片材進行燒制；該制造方法的特征在于，所述片材包含從所述第一主面起在所述片材的厚度方向占據(jù)一定范圍的第一片材以及與所述第一片材相鄰接的第二片材至少這二張小片材；所述第一片材含有第一長纖維前體，所述第二片材含有平均纖維長比所述第一長纖維前體短的短纖維前體；在所述針刺工序中，使所述針從所述第一主面?zhèn)瘸蛩龅诙髅鎮(zhèn)冗M行貫通。
12.如權(quán)利要求11所述的墊材的制造方法，其中，所述第一長纖維前體的平均纖維長與所述片材厚度的2倍的長度相同或比所述片材厚度的2倍的長度更長。
13.如權(quán)利要求11或12所述的墊材的制造方法，其中，所述第一長纖維前體的平均纖維長為30mm 140mm，所述短纖維前體的平均纖維長為5mm 30mm。
14.如權(quán)利要求11 13的任一項所述的墊材的制造方法，其中，所述第一片材的厚度與所述第二片材的厚度之比為1 1 1 10。
15.如權(quán)利要求11所述的墊材的制造方法，其中，所述片材包含從所述第二主面起在所述片材的厚度方向占據(jù)一定范圍的第三片材，所述第三片材含有平均纖維長比所述短纖維前體長的第二長纖維前體。
16.如權(quán)利要求15所述的墊材的制造方法，其中，在所述針刺工序中，使所述針從所述第一主面?zhèn)认蛩龅诙髅鎮(zhèn)冗M行貫通，并且使所述針從所述第二主面?zhèn)认蛩龅谝恢髅鎮(zhèn)冗M行貫通。
17.如權(quán)利要求15或16所述的墊材的制造方法，其中，所述第一長纖維前體和所述第二長纖維前體的平均纖維長與所述片材厚度的2倍的長度相同或比所述片材厚度的2倍的長度更長。
18.如權(quán)利要求15 17的任一項所述的墊材的制造方法，其中，所述第一長纖維前體的平均纖維長為30mm 140mm ；所述短纖維前體的平均纖維長為5mm 30mm ；所述第二長纖維前體的平均纖維長為30mm 140mm。
19.如權(quán)利要求15 18的任一項所述的墊材的制造方法，其中，所述第一片材和所述第三片材的合計厚度與所述第二片材的厚度之比為1 1 1 5。
20.如權(quán)利要求11 19的任一項所述的墊材的制造方法，其中，所述無機纖維前體為選自由氧化鋁纖維前體、氧化鋁-二氧化硅纖維前體、二氧化硅纖維前體、溶解性纖維前體和玻璃纖維前體組成的組中的至少一種無機纖維前體。
21.一種尾氣凈化裝置，其包括尾氣處理體、容納所述尾氣處理體的外殼、以及配設(shè)于所述尾氣處理體和所述外殼之間的用于保持所述尾氣處理體的保持密封材料，該尾氣凈化裝置的特征在于，所述保持密封材料使用權(quán)利要求1 10的任一項所述的墊材。
22.一種尾氣凈化裝置，其包括尾氣處理體、容納所述尾氣處理體的外殼、以及配設(shè)于所述尾氣處理體和所述外殼之間的用于保持所述尾氣處理體的保持密封材料，該尾氣凈化裝置的特征在于，所述保持密封材料使用由權(quán)利要求11 20的任一項所述的墊材的制造方法制造出的墊材。
全文摘要
本發(fā)明提供墊材、墊材的制造方法以及尾氣凈化裝置，該墊材的剪切強度高、體積適當降低、撓性高、制造成本低。還提供在加工為保持密封材料的情況下卷繞時的處理性優(yōu)異、在壓入時不易產(chǎn)生褶皺等的墊材。該墊材具有第一主面和位于上述第一主面的相反側(cè)的第二主面，其是通過無機纖維相互纏結(jié)而構(gòu)成的，其中，該墊材含有從上述第一主面起在上述墊材的厚度方向占據(jù)一定范圍的第一層和與上述第一層相鄰接的第二層至少這二層，上述第一層含有第一長纖維；上述第二層含有平均纖維長比上述第一長纖維短的短纖維；從上述第一主面到上述第二主面設(shè)有纏結(jié)部；上述纏結(jié)部含有與構(gòu)成除上述纏結(jié)部以外的部分的無機纖維相比相互纏結(jié)更為致密的第一長纖維和短纖維。
文檔編號F01N13/18GK102251840SQ201110118119
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者辻浩光 申請人:揖斐電株式會社