CN101053771A - 片材及废气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种片材和一种废气净化装置，所述片材组装性优异，容易安装在规定的部位，所述废气净化装置具有所述片材。具体地说，本发明提供的所述片材含有无机纤维，并具有彼此相对且与该片材的厚度方向基本上垂直的第1表面和第2表面；至少所述第1表面具有凹部和凸部，该凹部和凸部之间的最大差(最大凹凸差)h为0.4mm≤h≤9mm。当使所述片材的第1表面与其他部件相接触时，由于第1表面上形成有凹凸而使所述片材与其他部件之间的接触面积变小，因此能够减小相对于其他部件水平移动所述片材时产生的摩擦力。

Description

片材及废气净化装置
技术领域
本发明主要涉及含有无机纤维的片材以及使用这种片材作为保持密封材料的废气净化装置。
背景技术
进入本世纪后汽车的数量猛增，由汽车发动机室中排出的废气排放量也随着汽车数量而日趋剧增。特别是柴油发动机的废气中含有的各种物质造成环境污染，使得这些物质现在正严重地影响着全球环境。
在这种背景下，至今已提出了各种废气净化装置并将其实用化。一般的废气净化装置在与发动机室的废气集合管相连结的排气管当中设置壳体(金属外壳)，在壳体中配置具有多个小孔的废气处理体。作为废气处理体的例子有催化剂载体和柴油颗粒过滤器(DPF)。例如在DPF的情况中，基于上述构造，当废气通过废气处理体时，微粒子被孔周围的孔壁捕获，从而能够从废气中除去微粒子。废气处理体的构成材料有金属、合金和陶瓷等。作为包含陶瓷的废气处理体的代表例，已知有由堇青石制成的蜂窝过滤器。最近，从耐热性、机械强度、化学稳定性等观点出发，使用多孔碳化硅烧结体作为废气处理体的材料。
通常在上述废气处理体和金属外壳之间设置保持密封材料。保持密封材料不仅用于防止车辆行驶过程中废气处理体和金属外壳由于接触而破损，还用于防止废气从金属外壳和废气处理体之间的空隙泄漏。并且，保持密封材料还具有防止废气处理体由于废气的排压而脱落的重要作用。另外为了使反应稳定，需要使废气处理体保持高温，因此还要求保持密封材料具有绝热性能。作为满足这些条件的构成部件，有包含诸如氧化铝类纤维等无机纤维的片材。
该片材缠绕在废气处理体的除开口面以外的至少部分外周面上，在通过缠绕与废气处理体固定为一体后，通过压入金属外壳内而将这一整体组装进废气净化装置内。
另外，将上述保持密封材料压嵌到金属外壳内时，保持密封材料由于与金属外壳内壁发生摩擦而受到较大的剪切力，所以压嵌到金属外壳中之后的保持密封材料上可能会出现错位或缝隙。若产生了这样的错位或缝隙，则不仅会损害保持密封材料的密封性，还会无法发挥上述的保持密封材料的作用。于是为了解决这样的问题，提出了在保持密封材料的与金属外壳内壁相接的表面上涂布液体润滑剂以使保持密封材料容易地压嵌到金属外壳中的方法(参照专利文献1)。
专利文献1：特开2002-173875号公报
发明内容
然而，上述方法中存在的问题是，为了在保持密封材料表面涂布润滑剂而需要新的处理，这使得保持密封材料的制作工序复杂化。并且，在用润滑剂处理保持密封材料时，由于涂布在保持密封材料上的润滑剂会附着到各种装置和操作者上，在操作性上存在问题。此外，这些润滑剂中往往含有有机类的粘合剂，将保持密封材料用于废气净化装置时，这种润滑剂会因受热而释放到大气中。因此，从环境角度考虑，优选尽量避免使用这种润滑剂。
并且，因为如今考虑到组装操作者的健康问题，所以存在片材中含有的无机纤维的纤维直径增大的趋势。例如，预计今后无机纤维将由现在平均纤维直径最大在6μm以下改变为7μm以上。由于这种纤维直径的增加具有导致片材的柔软性下降的趋势，因此在压嵌保持密封材料时产生的错位的问题将会更加普遍。
鉴于上述问题，本发明的主要目的在于提供一种片材和具有该片材的废气净化装置，所述片材的组装性优异，不使用表面润滑剂就可以容易地安装在规定的部位。
为了达到上述目的，本发明提供了一种含有无机纤维的片材，该片材具有第1表面和第2表面，所述第1表面和所述第2表面彼此相对，且与所述片材的厚度方向实质上垂直；所述片材的特征为，至少所述第1表面具有凹部和凸部，该第1表面的凹部和凸部之间的最大差(最大凹凸差)h为0.4mm≤h≤9mm。
当配置具有这种性能的片材以使所述第1表面与其他部件相接触时，由于第1表面上形成有凹凸而使片材与其他部件之间的接触面积变小。因此，能够减小相对于其他部件水平移动片材时产生的摩擦力。因此，可以容易地进行使片材相对于其他部件移动来将其配置在规定的位置的操作。
另外，根据本发明的一个实施方式，这种片材例如可以通过对无机纤维制成的层压片进行针刺处理而形成。这种情况下，可以利用现有的片材制造技术容易地制造本发明的片材。并且，在针刺处理中，由于纤维以片材的厚度方向进行编织，厚度变薄，因此片材体积得以限制，可以得到易于处理的片材。
并且，根据本发明，所述片材可以含有粘合材料。通过含有粘合材料，可以提高纤维之间的粘接性，从而防止纤维在片材的切断加工时飞散。
并且，根据本发明，所述无机纤维的平均直径可以在6μm以上。如上所述，通常无机纤维的平均直径变大会导致片材的柔软性降低的趋势，从而使片材的操作性下降。然而，本发明的片材中，由于具有上述的抑制摩擦力的效果，即使是无机纤维的平均直径为例如6μm～7μm以上的片材，也能够容易地进行片材相对于其他部件的移动等操作。
进而，根据本发明的一个实施方式，包含于片材中的无机纤维也可以是氧化铝和氧化硅的混合物。由此提高绝热性能。
另外，为了达到上述目的，本发明的另一个方面提供了一种废气净化装置，该废气净化装置具有废气处理体、保持密封材料和金属外壳，所述保持密封材料被绕在所述废气处理体的除开口面以外的外周面的至少一部分上使用，所述金属外壳容纳所述废气处理体，所述废气处理体被所述保持密封材料缠绕；所述废气净化装置的特征为，保持密封材料由上述的片材构成，保持密封材料被配置为，该片材的所述第1表面与所述金属外壳的内面紧密接触。在这种废气净化装置中，由于所述片材的上述效果，而可以容易地将保持密封材料安装在金属外壳内。因此，能够防止保持密封材料在装置内部的错位和缝隙的产生。
此外，本发明所述废气处理体可以是催化剂载体或废气过滤器。这种情况下，能够提供气密性优异和对催化剂载体或废气过滤器的保持性优异的废气净化装置。
本发明能够提供一种组装性优异的片材，所述片材可以容易地安装至规定的部位而不需要对现有的制造工序进行较大的改变。并且，将该片材用于废气处理装置的保持密封材料，压嵌到金属外壳中时不易发生错位，从而能够将保持密封材料安装到废气处理装置的规定的位置。由此能够得到组装性优异的废气净化装置。
附图说明
阅读以下详细说明时结合以下附图，将会更加清楚本发明的其它目的、特征和优点，其中：
图1是本发明片材的结构的一个例子。
图2是使用本发明的片材作为保持密封材料来构成废气处理装置时的构成图。
图3是本发明废气净化装置的结构的一个例子。
图4是摩擦力评价试验装置的结构的概要图。
图5是第1表面的凹凸差与摩擦系数的关系的图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。
图1表示本发明的片材24的一个例子。片材24含有无机纤维，还具有第1表面26和第2表面28，所述第1表面26和所述第2表面28彼此相对，且与片材的厚度方向基本上垂直。如图1内的截面放大图所示，本发明的片材中，至少第1表面26为凹凸形状。第1表面26的凹部和凸部之间的最大差(下文中称为最大凹凸差)h为0.4mm≤h≤9mm。
在配置具有上述特征的片材24以使第1表面26和其他部件相接触的情况下，由于第1表面26上形成有凹凸而使片材24与其他部件之间的接触面积变小，所以能够减小相对于其他部件平行移动片材24时产生的摩擦力。因此可以容易地进行使片材24相对于其他部件移动而将片材24配置在规定的位置的操作。
如后述那样，特别是当最大凹凸差h为3mm≤h≤7mm时，可以进一步降低降低摩擦力。
另外，以如下方式测定片材的第1表面26的最大凹凸差h。即，在片材24的任意截面的任意位置拍摄放大倍率为12倍的照片，在照片内的第1表面26上，测出片材24的最凸出处与最凹陷处的差。然后对在片材24的9个其他位置拍摄的截面照片进行同样的测定，将得到的10个值的平均值定义为第1表面26的最大凹凸差h。另外，“第1表面”和“第2表面”的表达方式是为了方便。需要注意的是，只要最大凹凸差h为0.4mm≤h≤9mm，则片材两个表面的任意一面都可以成为“第1表面”。
图2是使用本发明的片材24作为废气处理体20的保持密封材料15来制作废气处理装置时的组装图。使用图1所示形状的片材24作为保持密封材料15。例如，通过将保持密封材料15缠绕在诸如催化剂载体等呈圆筒状的废气处理体20的外周面来进行适当设置。另外，保持密封材料15在与缠绕方向(图1中的X方向)垂直的两个端面70和71上具有1对嵌合凸部50和嵌合凹部60，如图2所示，当该保持密封材料15缠在废气处理体20上时，嵌合凸部50和嵌合凹部60相嵌合，从而使保持密封材料15固定在废气处理体20上。此时，保持密封材料15设置成上述片材24的第1表面26在外侧。然后，将该保持密封材料15和废气处理体20的一体化物压嵌到呈圆筒状的金属外壳12内，所述金属外壳12具有比废气处理体20的外径稍大的内径。
通常金属外壳12的内径比所述一体化物的外径稍小，以使所述一体化物能够被设置在金属外壳12内的指定位置。因此，在将一体化物压嵌到金属外壳中时，由于与金属外壳12的内壁发生摩擦，在保持密封材料15外侧的表面上产生剪切力。因此，有时在压嵌时保持密封材料15的位置会偏离指定的位置，或者有时在安装后在金属外壳12和保持密封材料15之间会出现缝隙。
然而，使用本发明的片材24作为保持密封材料15时，通过使第1表面26与金属外壳12的内壁相接触，能够减轻压嵌时的摩擦，从而更容易地将一体化物安装在金属外壳12内。因此，减少了以往的错位和出现缝隙等问题。
图3给出了利用上述片材24作为保持密封材料15的废气净化装置10的结构的一个例子。该图中，所给出的废气处理体20为催化剂载体，所述催化剂载体在平行于气流的方向上具有多个贯通孔，但本发明的废气净化装置10并不限于这样的结构。例如，还可以将废气处理体20制成部分贯通孔被封堵了的DPF。通过在这样的废气净化装置10中使用上述片材24，能够提高气密性和对废气处理体20的保持性。
下面对本发明的片材的制作方法的一个例子进行说明。
首先制作含有无机纤维的层压片。在下面的说明中，使用氧化铝和氧化硅的混合物作为无机纤维，但无机纤维材料并不限于所述混合物。例如，可以仅由氧化铝或仅由氧化硅构成无机纤维。在一个例子中，向铝含量为70g/l、Al/Cl＝1.8(原子比)的碱性氯化铝水溶液中添加例如硅溶胶，以使氧化铝-氧化硅的组成比为(60～80)∶(40～20)，由此制备无机纤维的前体。特别优选氧化铝-氧化硅的组成比为(70～74)∶(30～26)。如果氧化铝的组成比小于60％时，由氧化铝和氧化硅生成的富铝红柱石的组成比率变低，制备后的片材的热传导度变高，从而无法得到充分的绝热性能。
然后，向该氧化铝类纤维的前体中添加聚乙烯醇等有机聚合物。之后浓缩该液体，制备纺丝液。进而使用该纺丝液，利用放浆法进行纺丝。
放浆法是指，利用从喷气孔中吹出的空气流和从纺丝液供给喷孔中挤出的纺丝液流进行纺丝的方法。通过喷气孔的每个缝隙的气体流速通常为40m/s～200m/s。而且纺丝喷孔的直径通常为0.1mm～0.5mm，每个纺丝液供给喷孔的液量通常为1ml/h～120ml/h左右，但是优选为3ml/h～50ml/h。在这种条件下，由纺丝液供给喷孔中挤出的纺丝液充分地被拉伸而不会成为喷雾状(雾状)，纤维不易相互粘结。因此，可以通过将纺丝条件最佳化来得到纤维直径分布窄的氧化铝纤维前体。
此处，优选制作的氧化铝类纤维的平均纤维长度为250μm以上。更优选为500μm以上。这是因为，平均纤维长度小于250μm时，纤维之间不能充分地相互缠绕，无法得到充分的强度。但对无机纤维的平均直径没有特别限定。不过，需要注意的是，本发明在无机纤维的平均直径大于等于5μm、例如大于等于7μm时也能发挥效果。
将完成纺丝的前体层压，制作层压片。进而对层压片进行针刺处理。针刺处理是指，在层压片上将针插入并抽出以使层压片变薄的处理。针刺处理中通常使用针刺装置。针刺装置通常由针板和分别设置在层压片两侧的一组支持板构成，所述针板能够在针刺的方向上来回移动。以例如大约100根/cm2～5000根/100cm2的密度在针板上安装多个用于针刺层压片的针。并且在支持板上设置使针通过的贯通孔。因此，在利用一组支持板由两侧夹住层压片的状态下，在层压片上将针插入并抽出，以进行针刺处理，由此可以将复杂地缠绕在一起的纤维沿层压方向定向，从而实现层压片在层压方向上的强化。并且，采用针刺装置，通过改变相对于层压片按压针板的次数(即将针插入层压板并抽出层压板的次数)，能够控制层压片的表面的凹凸差。因此，可以利用针刺处理容易地得到本发明所述的片材，所述片材的第1表面的凹凸差被控制在规定范围内。不过，在之后所示的加热压缩干燥工序中也可对片材的第1表面的凹凸差进行控制。
由常温加热经过上述针刺处理的层压片，在最高温度1250℃左右的条件下连续烧制，由此得到具有规定定量(concentration)的片材24。
为了便于操作，将如此得到的片材裁切为规定的尺寸。
接下来，优选使树脂之类的有机类粘合剂浸渗到裁切的片材中。由此可以控制片材的体积。并且可以提高片材的操作性，例如利用该片材作为废气净化装置的保持密封材料时，可以防止无机纤维从保持密封材料中脱离，防止保持力下降。此外，由于向正在使用的废气净化装置中导入高温废气时，浸渗于保持密封材料中的有机粘合材料会受热消失，因此经过压缩的保持密封材料恢复原状。然后，将金属外壳和废气处理体之间可能存在的一点点缝隙填满，从而提高保持密封材料的保持力和密封性。
有机类粘合材料的含量优选为1.0重量％～10.0重量％的范围。这是因为，若该含量小于1.0重量％，则无法充分地防止无机纤维的脱离。而若该含量大于10.0重量％，则片材将不具有柔软性，难以将片材缠绕在废气处理体上。
另外，优选使用环氧树脂、丙烯酸树脂、橡胶类树脂、苯乙烯类树脂等作为有机类粘合材料。例如优选使用丙烯酸类(ACM)树脂、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)树脂、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)树脂等。
使用以这种有机类粘合材料和水制备的水性分散液，利用流涂法使树脂浸渗到片材中。另外，片材中含有的多余的附着固形物和水分将在后面的工序中除去。
接着进行多余的固形物的除去和干燥处理。利用抽吸法来除去多余的固形物。并且利用加热压缩干燥工序除去多余的水分。由于该方法中向片材施加按压，所以在除去多余水分的同时，片材变薄。干燥处理在95℃～155℃左右的温度下进行。若温度低于95℃，则干燥时间变长，生产效率降低。而若干燥温度超过155℃，则有机类粘合材料本身开始分解，基于有机类粘合材料的粘合性遭到破坏。另外，可以在该工序进行片材的第1表面的凹凸差的控制。例如，可以通过在进行片材的加热压缩干燥处理时使用的压模的与片材表面相接触的面上预先赋予规定的凹凸形状，在压缩干燥后得到其表面具有规定的最大凹凸差的片材。
最后，将片材裁切为规定的结构(例如图1所示的结构)。
如此得到的片材可以作为废气净化装置10的废气处理体20的保持密封材料15来使用。此时，在废气处理体20上缠绕保持密封材料15，以使片材的第1表面包在外侧，然后将用于接合的端部的嵌合凸部50和嵌合凹部60嵌合、固定。在这种状态下，将保持密封材料15与废气处理体20的一体化物安装进由不锈钢等构成的金属外壳12内，由于上述的效果，金属外壳12的内壁与保持密封材料15的表面之间的摩擦变小，从而易于将一体化物安装进金属外壳12内，避免了保持密封材料15的错位。于是制作出密封性良好的废气净化装置10。
下面根据实施例说明本发明的效果。
实施例
按照如下程序来制作片材。
[片材的制作]
向铝含量为70g/l、Al/Cl＝1.8(原子比)的碱性氯化铝水溶液中添加硅溶胶，以使氧化铝类纤维的组成比为Al2O3∶SiO2＝72∶28，从而形成了氧化铝类纤维的前体。
然后向该氧化铝类纤维的前体中添加聚乙烯醇等有机聚合物。进而浓缩该液体制成纺丝液，使用该纺丝液，利用放浆法进行纺丝。
然后对氧化铝类纤维的前体的折叠结构进行层压，制作氧化铝类纤维的层压片。接着将具有密度为80根/100cm2的针的针板反复压向该层压片，对其进行针刺处理。针刺处理后，在薄片的第1表面上出现了每平方厘米约14.7个的针刺处理痕。之后，在从常温到最高温度为1250℃的条件下连续加热，得到定量为1160g/m2的氧化铝类纤维的片材。氧化铝类纤维的平均直径为5.0μm，最小直径为3.2μm。且片材的厚度为约9mm。
另外，根据如下方法测定纤维的平均直径。首先，将氧化铝类纤维装入圆筒，在20.6MPa的压力下加压粉碎处理。然后将该试料放在筛网上，将通过筛子的试料作为电子显微镜观察用试验体。在该试验体的表面上蒸镀金等物质后，拍摄放大倍率约为1500倍左右的电子显微镜照片。由得到的照片测定至少40根纤维的直径。对5份试料重复此操作，以测定值的平均值作为纤维的平均直径。
[片材的裁切]
裁切由上述步骤制作的片材，以使尺寸为垂直长度 1270mm、水平长度1280mm。
[浸渗有机类粘合材料]
向裁切的片材中浸渗有机类粘合材料(丙烯酸类胶乳)。制备丙烯酸类树脂水性分散液(Nippon Zeon制LX803，固形物浓度为50％±10％，pH为5.5～7.0)以使树脂浓度为1.0重量％～10.0重量％，由此得到浸渍液。之后，利用流涂法将该浸渍液浸渗到片材中。
[固形物的抽吸工序]
经过有机类粘合材料浸渗处理的片材上附着有超过规定量的固形物，因此利用固形物的抽吸处理(3秒左右)来除去多余的固形物。进行该处理后以称量法进行测定，结果片材的有机类粘合材料的浸渗率约为4重量％。
[加热压缩干燥工序]
在干燥温度为95℃～155℃的条件下，使用抽吸工序之后的片材进行加热压缩干燥处理。这里，以夹具上下夹住片材来进行加热压缩干燥。由此处理后即得到平均厚度为8mm左右的片材。由上述工序得到的片材为实施例1。
接着，除了改变针刺处理时针板向片材按压的次数以使片材的第1表面上产生的针刺处理痕数为2.3个/cm2～9.8个/cm2以外，利用与上述实施例1相同的方法来制作实施例2～6的片材。此外，除了使片材的主表面上产生的针刺处理痕数为1.0个/cm2、19.6个/cm2和24.3个/cm2以外，利用与上述实施例1相同的方法和工序来制作比较例1～比较例3的片材。
将如此制作的实施例1～6和比较例1～3的片材中第1表面的最大凹凸差h于表1示出。另外，这里将各片材的两个表面中最大凹凸差h更大的表面作为第1表面。
[表1]
平均纤维直径(μm) 针刺处理痕数(个/cm2) 凹凸差平均值h(mm)     摩擦力(N)     摩擦系数   压入试验结果
实施例1 5.0 14.7 0.89     1211.9(X)     0.240.24(X) 良好
实施例2     5.0     2.3     8.80     11.8     0.24   良好
实施例3     5.0     3.2     7.94     10.3     0.21   良好
实施例4     5.0     5.6     6.02     9.3     0.19   良好
实施例5     5.0     6.4     3.94     9.8     0.20   良好
实施例6 5.0 9.8 2.55     10.810.9(X)     0.220.22(X) 良好
比较例1     5.0     1.0     9.70     13.2     0.27   表面损伤多
比较例2 5.0 19.6 0.21     12.912.9(X)     0.260.26(X) 表面损伤多
比较例3     5.0     24.3     0.10     13.1     0.27   表面损伤多
实施例7     7.2     1.9     8.70     11.3     0.23   良好
实施例8     7.2     2.8     8.19     9.8     0.20   良好
实施例9     7.2     5.2     6.12     8.8     0.18   良好
实施例10     7.2     6.9     3.81     9.3     0.19   良好
实施例11     7.2     10.6     1.96     10.5     0.21   良好
实施例12     7.2     15.4     0.92     11.2     0.23   良好
比较例4     7.2     0.9     9.50     13.2     0.27   表面损伤多
比较例5     7.2     20.3     0.32     12.5     0.25   表面损伤多
比较例6     7.2     25.1     0.10     12.6     0.26   表面损伤多
另外，除了将氧化铝类纤维的平均直径改为7.2μm，改变针刺处理时针板向片材按压的次数以使片材的第1表面上产生的针刺处理痕数为1.9个/cm2～15.4个/cm2以外，利用与上述实施例1相同的方法和工序来制作实施例7～12的片材。此外，除了将氧化铝类纤维的平均直径改为7.2μm，使片材的第1表面上产生的针刺处理痕数为0.9个/cm2、20.3个/cm2和25.1个/cm2以外，利用与上述实施例1相同的方法和工序来制作比较例4～6的片材。将这些片材中第1表面的最大凹凸差h于表1示出。另外，这里也将各片材的两个表面中最大凹凸差h更大的表面作为第1表面。
如表1所示，改变通过针刺处理产生的针刺处理痕数，由此能够得到第1表面的最大凹凸差h不同的各种片材。
接着使用从所得到的各片材上切下的试料进行如下的评价试验。以下是对评价试验所进行的说明。
[摩擦力评价试验]
将按照上述方法制作的各片材裁切为30mm×50mm的试料，并在摩擦力评价试验中使用。并且在摩擦力评价试验中使用具有测压元件的万能试验机(Instron社制)。图4表示试验方法的概要。将作为试料的片材样本150设置在平坦不锈钢板155上，以使图4的左右方向(X方向)为样本150的长度方向。此处，设置样本150以使样本的第1表面26与其下侧的平坦不锈钢板155相接触。然后在样本150的上面水平地设置尺寸大于样本150(例如X方向上的长度为150mm，Y方向上的长度为50mm)的负载支持板160，并在负载支持板160的上面进一步设置重锤165。负载支持板160与重锤165的总重量为5kg。样本150的上面和与该表面接触的负载支持板160的界面以粘着剂等固定，彼此不能独立地移动。并且，负载支持板160通过钢丝绳170与万能试验机的测压元件相连，并在钢丝绳170上设置滑轮175，以使测压元件沿垂直方向(图4的Z方向)的移动转换为负载支持板160水平方向(X方向)的移动。即，测压元件向图中上部移动时，该移动通过钢丝绳170和滑轮175被传递至负载支持板160，负载支持板160和固定在负载支持板160上的样本150受到水平方向上的力而向右移动。于是，利用该装置可以测定样本150受到相对于下侧的不锈钢板155的剪切力而移动时产生的摩擦力。
使用该装置，以10mm/min的速度水平地牵引负载支持板160，在样本150开始移动后，待测压元件的显示值稳定。此时，测定负载值。并且以得到的负载值作为摩擦力，用该负载值除以放在样本150上的载重(5kg)，由此得到摩擦系数。
表1给出了针对各个片材得到的摩擦系数的结果。表1中，在实施例1、实施例6和比较例2的栏里记载了两个摩擦系数的值。其中以(X)表示的摩擦系数的结果是，设置样本150以使形成于样本150上的针刺处理痕的方向与牵引方向垂直时的值。此外，其他的摩擦系数的结果是，设置样本150以使形成于样本150上的针刺处理痕的方向与牵引方向一致时的值。但是，通过对在实施例1、实施例6和比较例2中的两种配置方式的各自结果进行比较，发现样本150的针刺处理痕方向与牵引方向之间的关系对摩擦系数的测定结果没有显著的影响。
图5将表1的结果表示为图表。图5的横轴表示片材的第1表面的最大凹凸差h，纵轴表示摩擦系数。由该图可知，当最大凹凸差h为0.4mm≤h≤9mm时，摩擦系数为0.18～0.24左右。并且，一般作为废气净化装置的保持密封材料而使用的片材中，通常针刺处理痕数多为20个/cm2～25个/cm2左右。由表1可以预测此时的最大凹凸差h为0mm＜h≤0.3mm左右，而由图5的比较例2、3、5、6的结果可以推算，这种片材的摩擦系数为0.25～0.27左右。因此，通过将第1表面的最大凹凸差h调整至0.4mm≤h≤9mm，可以得到在将片材装入废气净化装置的金属外壳内时所产生的摩擦力小于现有片材的片材。
另外，当片材中含有的无机纤维的平均直径变大时，发现尽管最大凹凸差h相同，但也存在摩擦系数略微变小的趋势。推测其原因如下。即，当无机纤维的平均直径变大时，存在于第1表面的凸部的纤维数相对减少，相对于剪切方向的阻力会变得更小。
此外，当最大凹凸差h大到某个值(例如约6mm)以上时，发现反而出现摩擦系数增大的趋势。推测其原因如下。即，对于第1表面的最大凹凸差h较大的片材来说，由于制造时减少了进行针刺处理时针板对片材的按压次数，所以在第1表面的最大凹凸差h较大的片材中，片材的压缩变得不充分，第1表面的凸部由于与其他部件(不锈钢板)相接触而被挤压，从而导致接触面积增大。由这些结果可以说明，片材的第1表面的最大凹凸差h优选为3.0mm≤h≤7.0mm。
[压嵌状态评价试验]
使用按照上述方法制作的各个片材作为保持密封材料，将其缠绕在呈圆筒状的催化剂载体上而使两者一体化之后，将该一体化物压入呈圆筒状的金属外壳内，制作催化剂转换器。此时，设置片材以使片材的第1表面为外侧，即所述第1表面与金属外壳相接。另外，催化剂载体与金属外壳之间的空隙约为3.5mm。然后，沿着与圆筒轴垂直的竖直方向切断该催化剂转换器，观察保持密封材料的与金属外壳内面相接触一侧的表面状态。
由各个片材得到的结果于表1示出。使用实施例1～12的片材时，试验后的片材表面没有损伤，状态是良好的。与此相对，使用比较例1～6的片材时，试验后发现片材表面产生了剥离等损伤。
本发明的保持密封材料和废气净化装置可以用于车辆用废气净化装置。
本发明不限于这些具体公开的实施例，各种修饰和变化形式并没有脱离本发明的保护范围。
本申请基于2006年3月10日提交的日本优先权申请2006-066517和2006年8月21日提交的2006-224032，在此将它们的全部内容引入作为参考。

Claims (7)

1.一种含有无机纤维的片材，该片材具有第1表面和第2表面，所述第1表面和所述第2表面彼此相对，且与所述片材的厚度方向实质上垂直；
该片材的特征为，至少所述第1表面具有凹部和凸部，该第1表面的凹部和凸部之间的最大差(最大凹凸差)h为0.4mm≤h≤9mm。
2.如权利要求1所述的片材，其特征为，所述片材通过对无机纤维制成的层压片进行针刺处理而形成。
3.如权利要求1或2所述的片材，其特征为，所述片材含有粘合材料。
4.如权利要求1至3的任意一项所述的片材，其特征为，所述无机纤维的平均直径为6μm以上。
5.如权利要求1至4的任意一项所述的片材，其特征为，所述无机纤维是氧化铝和氧化硅的混合物。
6.一种废气净化装置；
该废气净化装置包括废气处理体、保持密封材料和金属外壳；所述保持密封材料被绕在所述废气处理体的除开口面以外的外周面的至少一部分上使用，所述金属外壳容纳所述废气处理体，所述废气处理体被所述保持密封材料缠绕；
该废气净化装置的特征为，所述保持密封材料由权利要求1～5的任意一项所述的片材构成，该保持密封材料被配置为，该片材的所述第1表面与所述金属外壳的内面紧密接触。
7.如权利要求6所述的废气净化装置，其特征为，所述废气处理体是催化剂载体或废气过滤器。
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