支撑用密封材以及废气处理装置

摘要

本发明涉及支撑用密封材以及废气处理装置，该支撑用密封材具有不易产生无机纤维飞散、以及、实际应用于废气处理装置时所排出的有机成分含量较少的特点。所述支撑用密封材包括：基材，其含有无机纤维，并具有第一主表面和第二主表面；片材，其设置在所述第一主表面和所述第二主表面的至少一个上。其中，所述片材由热密封材料制成，所述片材的表面的至少一部分上具有开口，并且所述片材热密封在所述基材上。

权利要求

1.一种支撑用密封材，该支撑用密封材包括：基材，其含有无机纤维，并具有第一主表面和第二主表面；

片材，其设置在所述第一主表面和所述第二主表面的至少一个上，其中，所述片材由热密封材料制成，所述片材的表面的至少一部分上具有开口，并且所述片材热密封在所述基材上。

2.根据权利要求1所述的支撑用密封材，其中，所述片材具有多个开口，

所述多个开口大致规则地排列。

3.根据权利要求1或2所述的支撑用密封材，其中，所述片材具有多个开口，

所述多个开口的形状大致相同。

4.根据权利要求1或2所述的支撑用密封材，其中，所述片材具有所述开口和框架部，该框架部围绕所述开口，所述框架部至少具有大致沿第一方向延伸的第一直线部和大致沿第二方向延伸的第二直线部。

5.根据权利要求4所述的支撑用密封材，其中，所述第一直线部具有大致沿第一方向延伸的、大致等间隔排列的多条直线，所述第二直线部具有大致沿第二方向延伸的、大致等间隔排列的多条直线。

6.根据权利要求1或2所述的支撑用密封材，其中，所述片材的所述开口的最大长度等于或小于所述无机纤维的纤维长度分布的95％的下限值。

7.根据权利要求1或2所述的支撑用密封材，其中，所述片材的所述开口的最大长度等于或小于6mm。

8.根据权利要求1或2所述的支撑用密封材，其中，所述片材包括聚乙烯、聚丙烯或者聚对苯二甲酸乙二酯。

9.根据权利要求1或2所述的支撑用密封材，其中，所述无机纤维包含氧化铝和二氧化硅。

10.根据权利要求1或2所述的支撑用密封材，其中，所述基材还包括无机黏着剂和有机黏着剂两者之一或者两者。

11.根据权利要求1或2所述的支撑用密封材，其中，所述支撑用密封材的有机成分含量等于或小于4.5wt％。

12.一种废气处理装置，包括：废气处理体，其具有用来使废气通过的两个开口表面；

支撑用密封材，其卷绕在所述废气处理体的外周表面的至少一部分上，该外周表面不包括所述开口表面；

筒形部件，其用来容纳卷绕了所述支撑用密封材的所述废气处理体，其中，所述支撑用密封材包含权利要求1或2所述的支撑用密封材。

13.一种废气处理装置，包括：废气的入口管和出口管；

废气处理体，其设置在所述入口管和所述出口管之间，其中，

在所述入口管的至少一部分上设有绝热材，所述绝热材包含权利要求1或2所述的支撑用密封材。

14.根据权利要求12或13所述的废气处理装置，其中，所述废气处理体是触媒载体或者废气过滤器。

说明书

支撑用密封材以及废气处理装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种含有无机纤维的垫材，特别地，涉及一种用于车辆等的废气处理装置和消音装置的垫材。

[0002] 背景技术

[0003] 汽车的数量在进入本世纪后飞跃增长，与此同时，汽车内燃机排出的废气量也在急剧增大。特别是柴油发动机废气中含有的各种物质，已经成为污染的重要原因，正对世界环境产生严重的影响。

[0004] 在这样的情况下，已经提出了多种废气处理装置，并且已被实用化。在一种典型的废气处理装置中具有筒形部件(箱体)，其位于连接至发动机排气歧管的排气管中途。在这个箱体中包含废气处理体，该废气处理体具有废气入口和废气出口的开口面，并且其内部还具有多个微细孔。废气处理体通常包括触媒载体和柴油微粒过滤器(DPF)。例如，如果废气处理体是DPF时，因为其具有上述结构，当废气从废气处理体被排出时，在入口面和出口面之间，废气中的微粒被微细孔壁捕捉，因此，可以从废气中除去微粒。 [0005] 一般来说，在上述废气处理体和箱体之间通常设有支撑用密封材。支撑用密封材用来防止车辆行走时等产生的、由废气处理体和箱体的接触而引起的损伤。另外，它还可以防止废气从箱体和废气处理体之间的缝隙发生泄露。再有，废气的排出压力可能引起废气处理体的脱落，所以支撑用密封材还具有防止该脱落的作用。另外，因为废气处理体需要保持高温以维持其反应性，这就要求支撑用密封材还要具有良好的绝热性能。可以满足上述要求的材料的一个例子是由例如氧化铝系列纤维等无机纤维构成的垫材。 [0006] 上述垫材被卷绕在废气处理体的除了开口面之外的外表面的至少一 部分上，并且例如以胶带固定的方式将其一体地固定在废气处理体上，用作支撑用密封材。之后，再将这个一体化的部品安装至箱体内，构成废气处理装置。

[0007] 另外，垫材中含有大量的微细无机纤维(直径通常为3μm-6μm左右)，并且其中的很多微细无机纤维都暴露在垫材的表面。这些无机纤维会破坏工作环境。例如，当工人处理垫材时，特别地，当工人把垫材卷绕至废气处理体时，那些微细无机纤维会很容易地飞散到空气中。

[0008] 为了解决上述问题，已经提出了一种具有树脂薄膜的垫材，该树脂薄膜设置在垫材的正反两面(参考日本发明专利公开“特开平8-61054号公报”以及“特开2003-293756号公报”)。

[0009] 但是，正反两面具有树脂薄膜的上述垫材被用作废气处理装置的支撑用密封材时，还存在着这样的问题，即：在实际使用废气处理装置时，特别是第一次使用时，废气的高温会导致树脂薄膜中含有的有机成分产生热分解，生成的有机成分会被排出到废气处理装置的外部。近年来，因为对废气中有机成分含量的管制越来越严格，所以应该尽可能地控制废气中的有机成分含量。

[0010] 另一方面，日本发明专利公开“特开2003-293756号公报”公开的垫材中，基材被位于正反面的树脂薄膜所夹持，并且，针状的树脂部件用来融接正反面的树脂以使其固定在基材上。这样，就可以降低基材中有机粘合剂的含量。

[0011] 但是，当树脂材料被应用于上述薄膜和针状部件中时，如果该垫材被用作装置的支撑用密封材，上述薄膜和针状部件中含有的那些树脂成分就会因为废气的高温而产生热分解，这样就不可避免会有相当多的无机成分被排出到装置的外部。

[0012] 因此，如上所述，现有的垫材中含有大量的有机成分，并且，当这样的垫材被用作高温部件时，例如，被用作废气处理装置的支撑用密封材时，其仍会引起有机成分排出量过多的问题。

[0013] 发明内容

[0014] 本发明的目的在于解决上述课题，具体地，在于提供一种支撑用密封材，该支撑用密封材具有不易产生无机纤维飞散、以及、实际应用于废气处理装置和消音装置等时，从这些装置排出的有机成分含量较少的特点。另外，本发明的目的还在于提供一种能够抑制使用时排出的有机成分含有量的废气处理装置和消音装置。

[0015] 一方面，本发明提供一种支撑用密封材，该支撑用密封材包括：基材，其含有无机纤维并具有第一和第二主表面；片材，其设置在该第一和第二主表面的至少一个上。其中，所述片材由热密封材料制成，所述片材的表面的至少一部分上具有开口，并且所述片材热密封在所述基材上。

[0016] 在所述支撑用密封材中，片材也可以具有多个开口，这些开口可以被大致规则地进行排列。

[0017] 另外，所述片材也可以具有多个开口，并且，这些开口互相之间的形状大致相同。 [0018] 再有，所述片材也可以具有所述开口和围绕该开口的框架部，并且，该框架部至少包括大致沿第一方向延伸的第一直线部和大致沿第二方向延伸的第二直线部。 [0019] 另外，所述第一直线部可以包括大致沿所述第一方向延伸的、大致等间隔设置的多条直线，所述第二直线部可以包括大致沿所述第二方向延伸的、大致等间隔设置的多个直线。

[0020] 特别地，所述片材的开口最大长度最好是等于或小于所述无机纤维的纤维长度分布的95％的下限值。

[0021] 另外，所述片材的开口最大长度最好是等于或小于6mm。

[0022] 另外，所述片材可以包含例如聚乙烯、聚丙烯、或者、聚对苯二甲酸乙二酯。 [0023] 另外，所述基材内含有的无机纤维还可以包含有机粘合剂或者有机粘合剂，或者，两者都包括。

[0024] 另外，所述支撑用密封材内含有的有机成分含有量可以是等于或小于4.5wt％。 [0025] 另一方面，本发明还提供一种废气处理装置，包括：废气处理体，具有用于废气通过的两个开口表面；支撑用密封材，其卷绕在所述废气处理体的圆周表面的除了所述开口表面的至少一部分上；筒形部件，其用来容纳卷绕了所述支撑用密封材的所述废气处理体。其中，所述支撑用密封材包含上述支撑用密封材。

[0026] 另一方面，本发明还提供一种废气处理装置，包括：废气的入口管和出口管；废气处理体，其位于所述入口管和出口管之间。其中，在所述入口管的至少一部分上设置绝热材，该绝热材包含上述支撑用密封材。

[0027] 另外，所述废气处理体可以是触媒载体或废气过滤器。

[0028] 由本发明的实施例可知，本发明可以提供一种具有不易产生无机纤维飞散、以及、实际应用于废气处理装置和消音装置等时，从这些装置排出的有机成分含量较少的特点的支撑用密封材。另外，在具有将上述支撑用密封材用作支撑用密封材以及/或者绝热材的废气处理装置、以及、具有将上述垫材用作吸音材的消音装置中，实际应用时可以显著地抑制从这些装置排出的废气中的有机成分含有量。

[0029] 附图说明

[0030] 图1是本发明的垫材的一个实施例的示意图。

[0031] 图2是本发明的垫材被用作支撑用密封材并构成废气处理装置时的构成图。 [0032] 图3是构成本发明的垫材的片材的一部分的扩大示意图。

[0033] 图4是本发明的废气处理装置的一个构成例的示意图。

[0034] 图5是本发明的消音装置的一个构成例的示意图。

[0035] 图6是将在第一主表面设置了片材的各垫材(第一至第四实施例)中的有机成分含量与在第一主表面设置了薄膜的现有垫材(第一比较例)以及不具有片材的现有垫材(第一比较例)进行比较的示意图。

[0036] 图7是片材的设置位置和有机成分含有量之间的关系的示意图。

[0037] 图8是无机纤维飞散性试验装置的一部分的示意图。

[0038] 图9是无机纤维飞散率与各垫材的片材开口最大长度之间的关系的示意图。 [0039] 图10是片材的设置位置和无机纤维飞散率之间的关系的示意图。 具体实施方式

[0040] 以下参考附图说明本发明的最佳实施方式。

[0041] 图1是本发明的垫材的一个例子的示意图。图2是本发明的垫材被用作支撑用密封材的废气处理装置的分解构成图。

[0042] 如图1所示，垫材30包含基材340以及分别设置在垫材30的第一和第二主表面210、260(所以，也是基材340的第一和第二主表面)上的片材310、360。基材340主要由无机纤维构成，还可以包含无机和/或有机粘合剂。另外，在图1的实例中，片材设置在垫材的第一和第二主表面上。但是，片材也可以只设置在其中的一个主表面上。 [0043] 如图1所示，由本发明的一个实施例可知，垫材30被制成具有长边(与X方向平行)和短边70、71(与Y方向平行)的“大致矩形”。短边70和71分别具有凸镶嵌部50和凹镶嵌部60。短边71还具有两个与凹镶嵌部60相邻的凸部61。但是，图1所示垫材的短边70和71的形状仅是一个例子，也可以具有其他形状。例如，也可以完全没有图示的镶嵌部，或者，每个短边都可以具有多个凸镶嵌部50和凹镶嵌部60。另外，在本说明书中，上述“大致矩形”是指如图1所示的矩形，在其短边具有一组凸镶嵌部50和凹镶嵌部60。另外，“大致矩形”的长边与短边的交角也可能不是90度(例如，是具有曲率的形状)。 [0044] 如图1所示，当上述垫材30被用作支撑用密封材24时，其长边方向与卷绕方向(即：X方向)保持一致。另外，如图2所示，当垫材30被卷绕在废气处理体20(例如，触媒载体)上时，其凸镶嵌部50和凹镶嵌部60镶嵌在一起，这样，垫材30就被安装到废气处理体20上。然后，将卷绕了支撑用密封材24的废气处理体20压入和安装至箱体12，该箱体
12例如可以由金属制成。另外，需要注意的是，在图2中，垫材30的第一片材310被描绘为斜线状。

[0045] 再参考图1，如图1所示，垫材30包括第一和第二片材310和360， 其分别设置在第一和第二主表面210和260上。另外，在片材310和360的至少一部分上还具有开口。换言之，每一个片材310和360并不是完全均质的，其具有预定的开口率。

[0046] 在这样的片材中，开口率用来降低片材的总重量。所以，即使假设片材310和360由高分子树脂等有机材料制成，当本发明的垫材30被用作废气处理装置的支撑用密封时，与具有树脂薄膜的现有垫材相比，其也可以显著地抑制由于热分解而产生的有机成分含量。

[0047] 另外，显然地，片材310和360还包含除了开口之外的其他部分(以下简称“框架部”)。框架部可以压住并束缚基材340的无机纤维。因此，当对具有上述片材的垫材进行操作时，与不具有上述片材的现有垫材相比，可以有效地抑制其产生的无机纤维飞散量。另外，需要注意的是，在本说明书中，“框架部”是指片材的除了上述开口之外的部分。 [0048] 在本发明的垫材中，对形成在片材上的开口的数量并没有特别的限制。另外，对开口率也没有特别的限制。例如，本发明的片材可以具有多个开口，另外，这些开口(框架部亦同样)也可以被大致规则地进行排列。再有，这些开口形状可以彼此大致相同也可以彼此不相同。例如，这些开口的形状可以是大致的圆形、椭圆形、三角形、矩形、正方形、菱形、多角形等。

[0049] 上述片材可以由例如有机高分子系列材料等构成。本发明中对有机高分子材料没有特别限制，可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯等。特别地，片材最好是包含例如聚乙烯(例如，新日石Plasto株式会社制“WARIFU”(一种注册商标)以及“CONWED”(一种注册商标))那样的热密封材料。在这种情况下，片材加热时不需使用任何黏接剂就可以被固定在基材的主表面上。这样就可以提高其操作性，还可以更有效地抑制其有机成分的排出量。另外，此时设置在基材主表面上的无机纤维与片材热密封，这样，基材的无机纤维飞散量也能够被有效地进行控制。

[0050] 接下来，对本发明的垫材的特征性效果(即：降低有机成分含量和减少无机纤维飞散量)进行详细的说明。

[0051] (关于降低有机成分含量)

[0052] 在汽车行业，支撑用密封材中的有机成分含有总量一般最好为等于或小于4.5wt％，这样就可以减少废气处理装置排出的有机成分含量。

[0053] 一般地，包含有机材料的片材中含有的有机成分含量“M1”需要满足公式(1)的要求。

[0054] M1＝S×t×ρ×(1-α) (1)

[0055] 其中，S(cm2)为片材的露出面积；t(cm)为片材的厚度；ρ(g/cm3)为片材的真密度；α为片材的开口率。

[0056] 在制作过程中，通常加入预定量的有机粘合剂(例如，大约为1wt％)以改善垫材的可操作性。因此，如果基材中含有的有机成分含量用“M2”来表示，就可以得到用来控制从垫材中排放的有机成分含量的公式(2)。

[0057] {(M1+M2)/(M1+W+M2)}×100≤4.5(wt％) (2)

[0058] 其中，符号“W”表示不包含有机粘合剂的基材的重量(g)(因此，基材的重量为“W+M2”)。

[0059] 这里，为了试算本发明的垫材中含有的有机成分总含量，选用如下参数： [0060] 基材的单位面积重量：1,160g/m2；

[0061] 面积：100cm2；

[0062] 基材的有机粘合剂含量：基材总重量(基材重量+有机粘合剂含量)的1wt％； [0063] 片材材料：聚丙烯，密度为0.91g/cm3；

[0064] 片材厚度：0.15mm；

[0065] 片材开口率：93％。

[0066] 这样，计算后的结果为M1＝0.096g、M2＝0.117g、W＝11.6g。

[0067] 由上述结果可知，当片材为一片(即：只在垫材的一个主表面上设置片材)时，本发明的垫材中含有的有机成分总含量为1.8wt％；而当片材为两片(即：垫材的两个主表面都设置片材)时，本发明的垫材中含有的有机成分总含量为2.6wt％。因此，两者均满足上述公式(2)。

[0068] 另一方面，使用现有片材(即：开口率α＝0)时，计算后的结果为 M1＝1.365g、M2＝0.117g、W＝11.6g。

[0069] 由上述结果可知，当片材为一片和两片时，其垫材中含有的有机成分总含量分别为11.3wt％和19.7wt％。因此，即使片材被设置在垫材的一个主表面上，也不能满足上述公式(2)。另外，在现有垫材中，如果为了满足上述公式(2)，当片材为一片时，需要将片材的厚度t减薄至小于0.047mm；当片材为两片时，需要将片材的厚度t减薄至小于0.024mm。但是，这样薄的片材，其操作性很低。

[0070] 因此，如上所述，通过将本发明的垫材与现有的垫材相对比可知，本发明的垫材对有机成分含量的控制效果较好。另外，本发明的垫材中含有的有机成分含量也较容易达到该行业的要求(即：4.5wt％以下)。另外，需要注意的是，上述试算仅是为了说明本发明效果的一个单纯的例子。实际应用中，由于热分解而使垫材排放的有机成分含量取决于很多因素，例如，基材中含有的有机黏着剂的面内分布不均匀性就是其中的一个。 [0071] (减少无机纤维飞散量)

[0072] 图3是本发明的垫材中所使用的片材310和360(以下，如果不需要对两者进行区别时，将两者简称为“片材310”)的局部扩大示意图。

[0073] 图3所示的片材310由框架部312和开口315构成。特别地，在图3的例子中，框架部312具有沿X1方向延伸的多条直线312X1以及沿Y1方向延伸的多条直线312Y1，两者所围成的区域构成开口315。

[0074] 显然，一部分基材340的主表面在开口315中露出。但是，在本发明的垫材中，由以下理由可知，基材340中含有的无机纤维342在开口315的脱落和飞散可以被有效地控制。

[0075] 即：存在于与片材310相邻的基材340主表面侧的无机纤维342被片材310的框架部312(312X1和312Y1)所按压和束缚。一般来说，基材340内存在的无机纤维342的长度大约介于10-100mm之间。所以，一旦无机纤维中的至少一部分被框架部312所按压和束缚，在开口315处，无机纤维342就不会发生明显的脱落和飞散。特别地，当以下列步骤选定和形成开口315的“最大长度”时，无机纤维342在开口315处的 脱落和飞散就能够被更有效地进行控制。另外，需要注意的是，上述“最大长度”是指二维平面内开口的任意两端的最大距离。例如，当开口具有图3所示形状(四边形)时，开口的最大长度相当于开口的对角线中具有最大长度的那个对角线的长度。

[0076] 特别地，开口315的最大长度最好等于或小于基材340中含有的无机纤维342的纤维长度的“95％的下限值”(“M95％”)。

[0077] 这里，无机纤维的纤维长度的“95％的下限值”(“M95％”)可以根据基材340中含有的无机纤维342的纤维长度分布按照以下方法来确定。

[0078] 首先，从基材340含有的无机纤维中随机取出100根纤维，然后使用光学显微镜分别测定其长度Li(i＝1-100)，并分别求出Li值的自然对数值ln(Li)。接下来，求出ln(Li)的平均值“A”和标准偏差“σ”，再由公式(3)求出“K”值。

[0079] K＝A-2×α (3)

[0080] 上述K相当于“95％的下限值”，即：无机纤维的纤维长度数据是以95％的概率位K于等于或大于K值的范围内。最后，利用指数函数e 进行变换，将K变换回原来的次元，得到无机纤维的纤维长度的“95％的下限值”(“M95％”)。

[0081] 当把开口315的最大长度设定为基材340中含有的无机纤维342的纤维长度的“95％的下限值”(“M95％”)以下时，基材340中含有的无机纤维342的绝大部分就都被片材310的框架部312所束缚。因此，此时就可以非常有效地抑制经由开口315脱落和飞散的无机纤维量。

[0082] 因此，如上所述，与现有的垫材相比，本发明的垫材不仅可以抑制有机成分的含有量，而且还能得到与现有垫材相同的无机纤维飞散抑制效果。

[0083] 另外，在图3所示例子中，片材310的框架部312包含沿X1方向延伸的多条直线312X1和沿Y1方向延伸的多条直线312Y1。这些直线312X1和312Y1可以按一定的间隔来排列，也可以按不规则的间隔来排列。另外，直线312X1和直线312Y1也不是必须互相垂直，两者的交角可为0度之外的任何角度。再有，片材310的框架部312也可以具有例 如分别沿第三和第四方向延伸的多条第三直线和多条第四直线。

[0084] 例如，片材310可以是网状的片形部件。该网状的片形部件可以是每个交点上都具有结点的(即：所谓的结点网)形态，也可以是无结点的拉舍尔网(reschel net)和无结点网的形态，或者是沿两个方向延伸的直线相互交织以形成框架部的所谓织网的形态。 [0085] 另外，框架部也可以不全是直线排列，还可以是曲线排列。再有，片材也可以包含使用打孔方法规则或随机形成的一个或多个开口。换言之，在本发明的垫材的片材中，重要的是片材具有开口，只要能够满足这点，片材以及构成该片材的框架部和开口的形状可以为任意形状。

[0086] 本发明的上述垫材可以用作例如废气处理装置10的支撑用密封材和/或绝热材。图4所示为本发明的废气处理装置10的一个构成例子。

[0087] 废气处理装置10包含：废气处理体20，其外周面上卷绕支撑用密封材24；箱体12，其用来容纳废气处理体；废气进口管2和废气出口管4，其分别连接至箱体12的入口侧和出口侧。入口管2和出口管4呈漏斗状，具有向箱体12的连接处逐渐增大的直径。另外，在入口管2的漏斗状部分设置绝热材26，用于防止废气处理装置10内部的热量通过入口管
2被传递到外部。在图示例子中，废气处理体20还具有用于废气入口和出口的开口面，并且是具有平行于废气流动方向的多个贯穿孔的触媒载体。触媒载体例如可以由蜂窝状的多孔质碳化硅构成。但是，本发明的废气处理装置10并不局限于这样的构成。例如，在另一例子中，废气处理体20也可以由其中一些贯穿孔被封闭了的DPF(柴油微粒过滤器)构成。 [0088] 这里，支撑用密封材24和绝热材26由本发明的垫材30构成。在这样的废气处理装置中，对垫材30进行处理时，例如，将垫材30作为支撑用密封材卷绕在废气处理体20上时、或者、作为绝热材安装到废气处理装置上时，可以有效地抑制无机纤维的飞散量。另外，使用废气处理装置10时(特别是第一次使用时)，也可以有效地抑制废气中排出的、由于高温热分解而产生的有机成分的含有量。

[0089] 以下说明本发明的垫材的另一个应用实例。图5是具有本发明的垫 材的消音装置的示意图。该消音装置例如可以被安装至汽车发动机的废气排放管。消音装置70包括：内管72(例如，由不锈钢等金属制成)；外壳76(例如，由不锈钢等金属制成)，其用来覆盖内管72；吸音材74，其设置在内管72和外壳76之间。一般地，内管72的表面具有小孔。
在这样的消音装置70中，当废气流经内管72的内部时，吸音材74可以减衰废气中含有的噪音成分。

[0090] 这里，吸音材74可以由本发明的垫材30制成。采用这种方法，可以有效地抑制吸音材74安装至消音器70时产生的无机纤维飞散。

[0091] 下面说明本发明的垫材30的一个例子的制造方法。

[0092] 首先，制成主要由无机纤维构成的基材。另外，在下面的叙述中，尽管无机纤维由氧化铝和二氧化硅混合物构成，但是无机纤维并不局限于此，例如，也可以由氧化铝和二氧化硅单独构成。在铝含量为70g/l、AL/Cl＝1.8(原子比)的碱基性氯化铝水溶液中，例如，添加氧化铝和二氧化硅的组成比为60-80∶40-20的二氧化硅胶体溶液，调制无机纤维的前躯体。氧化铝和二氧化硅的组成比最好为70-74∶30-26左右。如果氧化铝的组成比小于等于60％，由氧化铝和二氧化硅生成的莫来石(mullite)的组成比就会降低，这样，制成的垫材的热传导率就会增加。

[0093] 其次，在上述氧化铝系列纤维的前躯体中添加例如聚乙烯乙醇等有机聚合物。然后，浓缩此液体，调制成纺丝液。接下来，使用此纺丝液，通过吹制法进行纺丝。 [0094] 吹制法是通过由空气喷嘴吹出的空气流和由纺丝液供给喷嘴压出的纺丝液流进行纺丝的方法。空气喷嘴吹出的一个缝隙(slit)的气体流速一般为40-200m/s。另外，纺丝喷嘴的直径一般为0.1-0.5mm，一个纺丝液供给喷嘴的液体量一般为1-120ml/h，最好为3-50ml/h。在这样的条件下，从纺丝液供给喷嘴被压出的纺丝液不为喷散状(雾状)，而是被充分地延长，这样，纤维之间就不容易发生溶敷。因此，通过最优化纺丝条件，可以获得纤维直径分布狭窄、均匀的氧化铝前躯体。

[0095] 纺丝处理结束之后将前躯体积层，制成基材。然后对该基材进行针刺处理。针刺处理是指用针对基材进行插拔以使其变薄的处理。通常， 使用针刺装置来执行该处理。 [0096] 一般地，针刺装置包含：针板，其可沿突刺方向(一般是上下方向)往复移动；一对支撑板，其分别设置在基材的正反面两侧。其中，针板上设置多个用于突刺的针，针的密2
度例如约为25-5000个/100cm。另外，各支撑板还具有多个贯穿孔，针可以穿过这些贯穿孔。所以，在使用一对支撑板将基材从两面压上的状态下，通过使针板接近和远离层叠片，针就可以对基材进行刺入和拔出的针刺处理，形成纤维交织的多个交织点。 [0097] 另外，针刺装置还可以具有两组针板。各针板分别具有支撑板。两组针板分别被设置在基材的第一表面和第二表面上，而两组支撑板则从两面对基材进行固定。这里，这些针需要配置为在针刺处理过程中其中一个针板上的一组针的位置不与另一个针板上的另一组针的位置重合。另外，在各支撑板中，考虑到两个支撑板的针的配置情况，在进行从基材两侧的针刺处理时，还需要设置多个贯穿孔，以使针不与支撑板接触。使用这样的装置，也可以进行用两组支撑板从基材两面夹住基材，并用两组针板从基材两侧进行针刺的处理。
采用这种方法进行针刺处理，可以缩短处理的时间。

[0098] 上述针刺处理生成的交织点处，复杂交织的纤维沿层叠方向排列，这样就可以提高基材层叠方向的强度。

[0099] 接下来，将施行了上述针刺处理的基材从常温开始加热，使其在最高温度为1250℃左右的温度下连续烧成，得到具有预定单位面积重量的基材。

[0100] 之后，为了提高基材的操作性，还可以对其进行含浸树脂等有机黏着剂的处理。另外，最好还要尽可能地对有机黏着剂的使用量进行控制，例如，可将其控制为1.0wt％左右。 [0101] 有机粘合剂可以使用例如环氧树脂、丙烯树脂、橡胶系列树脂、苯乙烯树脂等，但最好使用例如丙烯系(ACM)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)树脂等。

[0102] 然后，在基材的第一以及/或者第二主表面上设置至少在一部分上 具有开口的片材。如上所述，将具有热密封性材料(例如，聚乙烯)作为片材时，可以不需要使用黏接剂就可以很容易地把片材固定在基材的主表面上，这可以提高处理的操作性。另外，将这样构成的垫材安装至废气处理装置时，还可以进一步有效地抑制有机成分的排放量。将含有热密封性材料的片材设置在基材的两个主表面上时，在第一次将片材设置在基材的第一表面之后，在温度约为140-270度、压力约为10-100kPa的环境下对其进行一分钟左右的加热处理，使片材固定在第一主表面上。接下来，在第二主表面上设置包含上述或其他热密封性材料的片材后，在温度约为140-270度、压力约为10-100kPa的环境下对其进行同样的加热处理。这样，就可以将片材固定在基材的两个主表面上。但是，也可以一次性地将片材固定在基材的两个主表面上。

[0103] 经过这样的工序，就可以得到在第一以及/或者第二主表面上设置了具有开口的片材的垫材。

[0104] 另外，制得的上述垫材最后被剪切成预定的形状(例如，如图1所示的形状)。但是，垫材的这个最后剪切过程也可以在设置片材前(即：基材阶段)进行。 [0105] 下面，结合具体实施例来说明本发明的效果。

[0106] (第一实施例)

[0107] 首先，在铝含量为70g/l、AL/Cl＝1.8(原子比)的碱基性氯化铝水溶液中添加二氧化硅胶体溶液，以使氧化铝系列纤维的组成比为Al2O3∶SiO2＝72∶28，制成氧化铝系列纤维前躯体。其次，在氧化铝系列纤维前躯体中添加聚乙烯乙醇。之后，浓缩此液体，调制成纺丝液，再使用该纺丝液，通过吹制纺丝法进行纺丝。其中，载气流量为52m/s，纺丝液的供给速度为5.3ml/h。

[0108] 其次，折叠该氧化铝系列纤维前躯体，制成氧化铝系列纤维基材。 [0109] 接下来，对上述基材进行针刺处理。该针刺处理是将设置了密度为80个/100cm2的针的针板设置在基材的一侧并在这一侧使针贯穿基材的处理。

[0110] 之后，将得到的垫材从常温开始加热至最高温度1250度，并在该温 度下对其进行连续烧成。然后，从第一主表面侧向上述基材进行含浸有机黏着剂的处理。有机黏着剂使用丙烯系列乳胶，含浸量为基材总量(包含有机黏着剂)的1wt％。得到的基材的单位面2
积重量为1160g/m。

[0111] 然后，测定基材中含有的无机纤维中的100根纤维的长度，并使用上述方法算出无机纤维的“95％的下限值”M95％，即：M95％为6.08mm。

[0112] 接下来，在基材一侧的主表面(第一主表面)上设置具有开口的聚丙烯制片材(厚度为0.15mm)。片材放置在基材第一主表面的整个面上后，在温度约为200度、压力约为15kPa的环境下对其进行加热处理，使其固定在第一主表面上。片材的框架部是具有如图3所示的、沿相互垂直的两个方向延伸的规则的直线状构造，直线的粗细(宽度)在X1方向和Y1方向都为0.15mm，直线的间隔(中心间的距离)在X1方向和Y1方向都为2.8mm。片材的开口的最大长度为4.0mm。另外，片材的开口率为93％。将这样制成的垫材作为第一实施例。

[0113] (第二至第四实施例)

[0114] 使用与上述第一实施例同样的方法制作在第一主表面上设置了具有开口的片材的垫材(第二至第四实施例)。但是，在第二实施例中，构成片材框架部的直线的间距(中心部的间隔)在X1方向和Y1方向均为4mm，片材的开口的最大长度为5.7mm，开口率为93％。在第三实施例中，直线的间距(中心部的间隔)在X1方向和Y1方向均为6mm，片材的开口的最大长度为8.5mm，开口率为95％。在第四实施例中，直线的间距(中心部的间隔)在X1方向为8mm，在Y1方向为9mm，片材的开口的最大长度为12.0mm，开口率为96％。 [0115] (第五实施例)

[0116] 使用与第二实施例同样的方法制作垫材(第五实施例)。但是，在第五实施例中，基材的第一主表面设置了具有开口的片材之后，将其反转，再以同样的方法在基材的第二主表面的整个面上也设置具有开口的片材。另外，设置在两个主表面上的片材都与第二实施例中使用的片材相同。即：构成片材框架部的直线的间距(中心部的间隔)在X1方向和Y1方向上均为4mm，片材的开口的最大长度为5.7mm，开口率为93％。

[0117] (第六实施例)

[0118] 使用与第五实施例同样的方法制作垫材(第六实施例)。但是，在第六实施例中，除了基材的两个主表面之外，还在基材的所有端面上也采用同样的方法设置了相同的片材。

[0119] (第一比较例)

[0120] 使用与第一实施例同样的方法制作在第一主表面上设置了片材的垫材。但是，在第一比较例中，片材中使用了没有开口的聚丙烯薄膜。该薄膜的厚度为0.05mm。 [0121] (第二比较例)

[0122] 制作一个使用与第一实施例同样的方法制作的、只由基材构成的垫材，并将其作为第二比较例。

[0123] (有机成分含量的测定)

[0124] 使用上述各垫材，对各垫材中含有的有机成分含有量进行测定。该有机成分含有量采用下述方法进行测定。

[0125] 首先，在温度约为110度下对垫材试样(100mm×100mm)进行一个小时左右的干燥处理，之后，测定试样的重量(mg)(烧成前重量)。其次，在温度约为600度下对试样进行烧成。接下来，将其降温至室温，再次测定其重量(mg)(烧成后重量)。然后使用得到的值，由公式(4)计算垫材的有机成分含量。

[0126] 有机成分含量(％)＝

[0127] {(烧成前重量-烧成后重量)/(烧成前重量)}×100 (4)

[0128] 表1所示为对各垫材进行有机成分含有量测定所得到的测定结果。图6所示为将第一主表面上设置了片材的各垫材(第一至第四实施例)的有机成分含量与第一主表面上设置了薄膜的现有垫材(第一比较例)以及没有片材的现有垫材(第二比较例)的有机成分含有量进行比较的比较结果。另外，图7所示为片材的设置位置和有机成分含有量之间的关系。

[0129] 表1

[0130]

[0131] 由表1、图6和图7可知，在本发明的垫材(第一至第六实施例)中，与第一比较例的垫材相比，其有机成分含有量明显降低。另外，即使在垫材的两个主表面上都设置了片材的第五实施例以及另外连垫材的端面都设置了片材的第六实施例中，垫材中的有机成分含有量也不到4.5wt％，这完全满足上述公式(2)。

[0132] (无机纤维的飞散性试验)

[0133] 飞散性试验采用以下方法进行。首先，将上述各垫材(100mm×100mm)作为试验用试样160。如图8所示，用两个夹子130将该试验用试样160固定至从试样装置110突出的臂框140(全长为915mm，宽度为322mm)的前端。臂框140的另一侧的前端与试验装置110的垂直框150相连。垂直框150具有沿图8的XZ面延伸的主平面(Z方向的高度(不包含基础框架部分151的高度)为1016mm，X方向的长度为322mm)。

[0134] 图中，构成垂直框150的两根金属柱153的X方向的宽度为255mm，Y方向的宽度为25mm。另外，臂框140能够以与垂直框150的上端(图中未表示)相连的前端部为支点相对于垂直框150的主表面在垂直平面(YZ平面)内旋转。该旋转至少可以在从垂直框主表面开始的、与该主表面角度成90度以下的角度范围内进行。

[0135] 试验时，使臂框从与铅直方向成90度角的状态(即：水平状态)落下，这样，臂框140在YZ平面上沿箭头方向旋转90度角，与此同时，试样160也沿箭头方向旋转。最后，臂框140撞击垂直框150的金属柱153。该撞击导致了一部分无机纤维从试样160中飞散出去。

[0136] 试验结束后，从夹子130上轻轻地取下试样160。然后，使用公式(5)来计算无机纤维的飞散率。

[0137] 无机纤维飞散率(wt％)＝(试验前垫材试样重量-试验后垫材试样重量)/(试验前垫材试样重量)×100 (5)

[0138] 上述表1所示为对各垫材进行飞散性试验的试验结果。图9所示为开口的最大长度与无机纤维飞散率之间的关系。另外，图10所示为片材的设置位置与无机纤维飞散率之间的关系。

[0139] 由表1、图9和图10可知，在本发明的垫材(第一至第六实施例)中，与第二比较例的垫材相比，其无机纤维飞散率明显降低。特别地，即使在第一和第二实施例的垫材中，与第一比较例的垫材相比，其无机纤维飞散率也几乎没有增加，因此，可以得到非常有效的无机纤维飞散抑制效果(图9)。另外，在第五和第六实施例的垫材中，其无机纤维飞散率也比第一比较例的垫材低(图10)。由这些结果可知，将设置了具有开口的片材的基材的区域按“第一主表面→第一和第二主表面→两个主表面+端面”的顺序进行扩大，可以得到更大的无机纤维飞散抑制效果。

[0140] 另外，在图9中，片材的开口的最大长度为5.7mm以下时和8.5以上时之间，其无机纤维飞散率急剧变化。在本实施例中，基材的无机纤维长度分布的“95％的下限值”M95％为6.08mm。因此，该结果表明，通过将片材的开口的最大长度设定在基材的无机纤维长度分布的“95％的下限值”M95％以下，可以进一步降低无机纤维的飞散率。

[0141] 工业实用性

[0142] 本发明的垫材和废气处理装置可以用于车辆废气处理装置等。