专利名称：片材及其制造方法、废气处理装置及消音装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含有无机纤维的片材及其制造方法、将该片材作为支撑用密封材或者隔热材的废气处理装置。另外，本发明还涉及一种将该片材作为吸音材的消音装置。
背景技术：
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，已经成为引起污染的原因，目前正对世界环境产生严重的影响。
在这样的情况下，已经提出了各种废气处理装置，并且已被实用化。一般的废气处理装置是在连接至发动机排气歧管的排气管的中途设置由金属等构成的箱体，其中配置废气处理体，该废气处理体具有由格子壁划分的、沿长度方向延伸的多数格子。作为废气处理体的一个例子，有触媒载体以及柴油微粒过滤器(DPF)等的排气过滤器。例如，如果是DPF，每一个格子的一端被密封为相间的方格状，废气通过各格子由废气处理体排出之前，微粒(particulate)被格子壁所捕捉，这样即可从废气中除去微粒。废气处理体的构成材料有金属、合金，还有陶瓷等。作为由陶瓷构成的废气处理体的代表例子，堇青石(cordierite)制的蜂窝过滤器已经广为熟知。最近，从耐热性、机械强度、化学稳定性等观点出发，多孔质碳化硅烧结体也已经作为废气处理体的材料来使用。
一般来说，上述废气处理体和箱体之间设有支撑用密封材。支撑用密封材用来防止车辆行走时等产生的、由于废气处理体和箱体内表面的接触而引起的损伤，另外，还用来防止废气未经处理就从箱体和废气处理体之间的缝隙泄露。另外，支撑用密封材还可以起到防止由于废气的排出压力而引起的废气处理体位置偏移的作用。另外，废气处理体因为要维持其反应性，所以需要保持高温，这就要求支撑用密封材还要具有隔热性能。能够满足这些条件的构件是由氧化铝系纤维等无机纤维构成的片材。
该片材被卷绕在废气处理体的开口面之外的外表面的至少一部分上，例如，将其两端的结合部嵌合在一起，再用胶带等将其与废气处理体固定成一体来使用。之后，将这个一体化的部件设置在箱体内，构成废气处理装置。
但是，通常这种片材所含有的无机纤维中包含各种直径的纤维，比如还存在极其微细的纤维。这种微细纤维在使用时容易飞散、操作困难，而且从作业环境卫生方面看，也并不令人满意。例如，有报告称直径3μm以下的无机纤维的一部分含有不利于健康的物质，而且在国外这种无机纤维被列为限制对象(例如，德国技术guide lineTRGS905)。
因此，为了避免纤维飞散的问题，提出了一种不包含直径3μm以下的无机纤维的片材(日本专利申请公开“特开2005-120560号公报”) 但是，不包含小直径纤维(例如，含直径为3μm以下的纤维)的片材作为支撑用密封材，通常对废气处理体缺乏足够的支撑力。这是由于仅由大直径纤维构成的片材，在使用时多数纤维被折断而受损，对外部压缩应力的抵抗力降低。因此，为了将片材作为支撑用密封材，需要使片材含有一定程度的小直径纤维(例如，直径为3μm以下的纤维)，但上述的纤维飞散的问题依然存在。
上述问题并不仅仅存在于具有触媒载体或柴油微粒过滤器(DPF)的废气处理装置中。比如，用于两轮汽车或四轮汽车的消声器等消音装置中也可能发生相同的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种纤维飞散少、操作性及作业环境性良好、而且用来作支撑用密封材时具有适当支撑力的片材。并且，本发明的目的在于提供一种将这种片材用来作支撑用密封材或隔热材的废气处理装置。此外，本发明的目的在于提供一种将上述片材用来作吸音材的消音装置。
本发明的片材含有无机纤维，并至少具有第一外层、中心层及第二外层这三个层，所述第一外层、所述中心层及所述第二外层被层叠成所述第一外层和所述第二外层处于外表面侧，所述中心层含有直径小于或等于3μm的无机纤维，所述第一外层及第二外层由最小直径超过3μm的无机纤维构成。
本发明的片材可以抑制无机纤维的飞散，可以提高片材的操作性及作业环境性。
本发明的片材含有无机纤维，并至少具有第一外层、中心层及第二外层这三个层，所述第一外层、所述中心层及所述第二外层被层叠成所述第一外层和所述第二外层处于外表面侧，所述中心层含有直径小于或等于3μm的无机纤维，所述第一外层及第二外层由根据式(1)算出的A值超过6μm的无机纤维构成。
A＝(M-2×e) 式(1) 这里，M是外层中含有的无机纤维的平均直径，e是下述式(2)表示的标准误差，其中，σ是标准偏差、n是测定数。
式(2) 本发明的片材含有无机纤维，并至少具有第一外层、中心层及第二外层这三个层，所述第一外层、所述中心层及所述第二外层被层叠成所述第一外层和所述第二外层处于外表面侧，所述中心层含有直径小于或等于3μm的无机纤维，所述第一外层或第二外层由生物可溶性无机纤维材料构成。
在此，所述第一外层无机纤维的平均直径及最小直径可以分别与所述第二外层的平均直径及最小直径相同。
并且，所述第一外层及第二外层实质上可以为相同的层。
此外，所述第一外层及第二外层相对于片材的总重量比W最好在0＜W≤50wt％的范围内。
并且，所述第一外层及第二外层相对于片材的厚度比t最好在0＜t≤50％的范围内。
所述中心层的侧面构成片材的所述两个外表面之外的端面的至少一部分，在该侧面的至少一部分可以设置被覆层。
此时，所述被覆层可以覆盖所述中心层的整个侧面。
所述被覆层可以由与所述第一外层或第二外层相同的层构成。
片材还可以含有结合材。
片材还可以包含设在所述第一外层和所述中心层或第二外层和所述中心层之间的粘接层。
本发明的片材制造方法，该片材含有无机纤维，所述制造方法包含步骤制作由最小直径超过3μm的无机纤维构成的第一外层；制作含有直径小于或等于3μm的无机纤维的中心层；制作由最小直径超过3μm的无机纤维构成的第二外层；以及，至少层叠所述第一外层、所述中心层及所述第二外层这三个层，使所述第一外层和所述第二外层处于外表面侧，并接合各层。
本发明的片材制造方法，该片材含有无机纤维，所述制造方法包含步骤制作由根据式(1)算出的A值超过6μm的无机纤维构成的第一外层；制作包含直径小于或等于3μm的无机纤维的中心层；制作由根据式(1)算出的A值超过6μm的无机纤维构成的第二外层；以及，至少层叠所述第一外层、所述中心层及所述第二外层这三个层，使所述第一外层和所述第二外层处于外表面侧，并接合各层。
A＝(M-2×e) 式(1) 在这里，M是外层中含有的无机纤维的平均直径，e是下述式(2)表示的标准误差，其中σ是标准偏差、n是测定数。
式(2) 本发明的片材制造方法，该片材含有无机纤维，所述制造方法包含步骤制作由第一生物可溶性无机纤维材料构成的第一外层；制作包含直径小于或等于3μm的无机纤维的中心层；制作由第二生物可溶性无机纤维材料构成的第二外层；以及，至少层叠所述第一外层、所述中心层及所述第二外层这三个层，使所述第一外层和所述第二外层处于外表面侧，并接合各层。
在此，接合所述各层的步骤包含以粘接层接合各层的步骤。
本发明的片材制造方法，该片材含有无机纤维，所述制造方法包含步骤将只含有最小直径超过3μm的无机纤维的第一原料浆注入到成型器中；对第一原料浆进行脱水，得到第一成形体；将含有直径小于或等于3μm的无机纤维的第二原料浆注入到已脱水的第一原料浆之上；对第二原料浆进行脱水，在所述第一成形体上形成第二成形体；将只含有最小直径超过3μm的无机纤维的第三原料浆注入到成型器中；对第三原料浆进行脱水，在所述第一成形体及第二成形体上形成第三成形体；对在所述第一成形体及第二成形体上形成了第三成形体的三层结构的成形体进行压缩干燥，形成三层结构的片材。
本发明的所述各种方法可以进一步包含含浸结合材的步骤。
本发明的废气处理装置，包含废气处理体和卷绕在该废气处理体外周面的至少一部分的支撑用密封材，所述支撑用密封材由所述的任意一个片材构成。
本发明的废气处理装置，包含废气入口管及出口管、设置在所述入口管及出口管之间的废气处理体，所述入口管的至少一部分设置隔热材，该隔热材由所述的任意一个片材构成。
在此，所述废气处理体可以为触媒载体或废气过滤器。
本发明的消音装置，包含内管、覆盖该内管外周的外壳、设置在所述内管与外壳之间的吸音材，所述吸音材由所述的任意一个片材构成，该片材设置在所述内管与外壳之间时使第一外层位于外侧。
本发明的片材可以抑制纤维飞散、提高操作性及作业环境性。而且，将这种片材用来作废气处理装置的支撑用密封材时，抑制针对废气处理体的支撑力下降。并且，将这种片材用来作消音装置的吸音材时，可以抑制内管与外壳之间的面压力的下降。
因此，本发明提供一种将所述片材应用于支撑用密封材及/或隔热材的废气处理装置，以及制造这种废气处理装置的方法。并且，本发明提供一种将上述片材应用于吸音材的消音装置。
图1为本发明的片材形状的一个例子。
图2为表示将本发明的片材与废气处理体一起安装至箱体内时的状态的概念图。
图3为本发明的另一个片材结构的一个例子。
图4为沿图3的A-A线截取的截面图。
图5为本发明废气处理装置的一个例子的结构示意图。
图6为本发明消音装置的一个例子的结构示意图。
图7为以“贴合方式”制造本发明片材的方法流程图。
图8为以“一次制造方式1”制造本发明片材的方法流程图。
图9为纤维飞散性试验装置的一部分的示意图。
图10为压缩恢复疲劳试验装置的简单示意图。
图11为表示外层的总重量比与1000周期后的恢复面压力关系的曲线图。
图12为表示外层的总重量比与1000周期后的面压力下降率关系的曲线图。
图13为表示相对于片材整体厚度的外层厚度比与1000周期后的恢复面压力关系的曲线图。
图14为表示相对于片材整体厚度的外层厚度比与1000周期后的面压力下降率关系的曲线图。
主要符号说明 2为入口管，4为出口管，10为废气处理装置，12为箱体，20为废气处理体，24为支撑用密封材，26为隔热材，30、31为片材，50为配合吐部，60为配合凹部，82为第一外层，84为中心层，86为第二外层，88为被覆层，110为纤维飞散性试验装置，120为塑胶袋，130为压板，140为臂，150为垂直壁，160为试样，310为压缩恢复疲劳试验装置，700为消音装置，720为内管，740为吸音材，760为外壳。
本发明的最佳实施方式 以下参考
本发明的最佳实施方式。
[第一实施方式] 图1为本发明片材的第一实施方式的一个例子。但是，本发明的片材并不局限于图1所示的形状。另外，图2为将本发明的片材作为支撑用密封材的废气处理装置的分解结构图。
当本发明的片材30被卷绕在触媒载体等废气处理体20上作为废气处理装置的支撑用密封材24来使用时，如图1所示，在与片材30的卷绕方向(X方向)垂直的两个端面70、71上设置一组嵌合用凸部50和嵌合用凹部60。片材30被卷绕在废气处理体20上时，如图2所示，嵌合用凸部50和嵌合用凹部60嵌合，片材30被固定在废气处理体20上。之后，卷绕了片材30的废气处理体20通过如压入方式被压入由金属等制成的筒状箱体12内，形成废气处理装置10。
本发明的片材30是以无机纤维为主体构成的，但是如下所述，还可以含有结合材。
本发明的片材30至少包含第一外层82、中心层84以及第二外层86，第一外层82、中心层84以及第二外层86被层叠构成，将第一外层82和第二外层86作为外表面。例如，在图1中，本发明的片材30由第一外层82、中心层84以及第二外层86顺序层叠而构成。
中央的中心层84是包含直径小于或等于3μm的无机纤维(以下称为“微细纤维”)的片材。另外，第一外层82及第二外层86由不包含“微细纤维”的无机纤维构成。
这种三层结构的片材在操作时，由于中心层84所包含的“微细纤维”受到设置在片材上下两个最表面的第一外层及第二外层82、86限制而不能自由移动。因此，可以抑制片材的“微细纤维”飞散，改善片材的操作性及作业环境。据此，本发明可以提供作业性良好的片材。
如现有技术中将只由不含有“微细纤维”的大直径纤维构成的片材作为废气处理装置的支撑用密封材来使用时，在操作时(卷绕在废气处理体上或安装于箱体时)或使用废气处理装置时，片材中所含有的许多纤维被折断而受损，对外部压缩应力的抵抗力降低，针对废气处理体的支撑力下降。但是，本发明的片材包含提高支撑力的“微细纤维”。因此，将该片材作为废气处理装置的支撑用密封材来使用时，可以抑制使用不包含“微细纤维”的片材对废气处理体的支撑力的下降，能够维持对废气处理体足够的支撑力。
在本发明中，并没有特别限定第一外层及第二外层相对于片材的重量比W的上限值，但是，W最好为W≤50wt％，优选为W≤20wt％。另外，W的下限值在理论上可以采用满足0＜W的任何值。只是，如果W值过小，中心层84中的一部分微细纤维可能贯穿第一外层82或第二外层86而飞散到外部。因此，从实用的角度出发，W的下限值最好为W≥2wt％。第一外层82和第二外层86的重量可以相同也可以不同，例如两者重量比可以在1∶9～9∶1的范围。
第一外层及第二外层相对于整个片材的总厚度比t，例如可以为0＜t≤70％，最好为0＜t≤50％，优选为0＜t≤20％。比如，水平静止状态的整个片材的厚度可为5～20mm。第一外层82和第二外层86的厚度可以相同也可以不同，例如两者厚度比可以在1∶9～9∶1的范围。
但是，如果t值过小，中心层84中的一部分微细纤维可能贯穿第一外层82或第二外层86而飞散到外部。因此，从实用的角度出发，t的最小值最好为t≥1％。
第一外层及第二外层以及中心层的单位面积重量并没有被特别限定，例如第一外层及第二外层的单位面积重量为60g/m2～1500g/m2，中心层的单位面积重量为500g/m2～3000g/m2。单位面积重量是指片材的单位面积所含有的纤维总重量，当片材包含结合材时，表示单位面积所含有的结合材和纤维的总重量。此外，各层的体积密度(bulk density)并没有被特别限定，例如可以为0.07g/cm3～0.30g/cm3。
本发明没有限定整个片材的体积密度及单位面积重量，例如整个片材的体积密度为0.07g/cm3～0.30g/cm3、单位面积重量为500g/m2～3000g/m2。
本实施方式中没有限定第一外层及第二外层所含有的无机纤维的平均直径，比如可以使用如平均直径为5μm～10μm的纤维。但是，需要注意第一外层及第二外层并不包含“微细纤维”。为此，通常第一外层及第二外层所含有的无机纤维的最小直径在3.1μm～5.0μm范围。在本发明中，第一外层及第二外层的各种特性(平均纤维直径、最小纤维直径、制作方法)可以相同也可以不同。
另外，中心层所含有的无机纤维的平均直径在3.0μm～8.0μm的范围内。但是，中心层可以包含“微细纤维”。
各层所含有的无肌纤维的平均直径是按照下述方法测定的。首先，将从任何一个层提取的氧化铝系纤维放入汽缸中，并使用20.6MPa加压粉碎。然后，将该试料放在筛网上，将通过筛子的试料作为用电子显微镜进行观察的样本。在该样本的表面蒸镀金等之后，用放大率约为1500倍左右的电子显微镜进行拍摄。从拍到的照片至少可以测到40根纤维的直径。针对5个样本重复进行该操作，并将测定值的平均值作为该层无机纤维的平均直径。
各层所含有的纤维的最小直径按照下述方法求出。分别拍摄外层及中心层的适当部分的电子显微镜照片(放大率约为1500倍左右)。在拍出的照片(约50根纤维)中选择直径最小的纤维并测定其直径。针对从各层的不同位置提取的六张照片进行相同的操作，并将得到的直径中的最小直径作为该层的最小纤维直径。
当片材由后述的“针刺(needling)处理法”制造时，各层的针(needle)迹密度最好在2.0个/cm2～20.0个/cm2的范围内。这是由于当各层的针迹密度小于2.0个/cm2时，可能使强度下降。另外，当针迹密度超过20.0个/cm2时，即使再增加针迹密度，体积密度也几乎不变化，而且片材被硬质化而导致操作性下降。
在本申请中，“针迹”是指，在通过“针刺处理法”制造的片材中，在插入拔出针或者其它纤维交织工具时，在片材上生成的最大尺寸为3mm2以下的纤维交织痕迹。
本发明的片材30，如上所述，被卷绕在废气处理体20的外周，并将其端部嵌合、胶带固定而使用。被该片材30卷绕的废气处理体20，通过压入等方法设置在箱体12内，以此构成废气处理装置10。
[第二实施方式] 下面说明根据本发明的第二实施方式。
本实施方式的片材与上述图1中的片材30相同，由第一外层、中心层以及第二外层顺序层叠构成。但是，该片材的第一外层及第二外层由A值超过6μm的无机纤维构成，所述A值通过下述的式(1)算出 A＝(M-2×e) 式(1) 在此，M是外层所含有的无机纤维的平均直径，e是下述式(2)表示的标准误差，其中σ是标准偏差、n是测定数。
式(2) 根据欧洲有关玻璃纤维的健康安全性规定(EU directive97/69/EC，1997年12月5日生效)(下面称为“欧洲指令”)，上述式(1)的A满足A＞6μm的无机纤维属于所谓的“Note-R”，被列在限制对象之外。
因此，具有上述第一外层及第二外层的本实施方式的片材，即使第一外层及第二外层自身发生无机纤维的飞散，这种无机纤维对人体引起不良影响的可能性也很小。并且，如上所述，由于片材的两个表面设有第一外层及第二外层，因此在操作时可以有效抑制中心层的“微细纤维”飞散。因此，采用这种片材时，如上所述，也能改善片材的操作性及作业环境。而且，由于该片材含有提高支撑力的“微细纤维”，因此可以减小支撑力的下降。
第二实施方式的片材只需满足上述A＞6μm的关系，不必限定第一外层及第二外层的无机纤维的平均直径。应该注意到与第一实施方式不同，第二实施方式的片材中第一外层及第二外层可以含有若干的“微细纤维”。另外，中心层与第一实施方式相同，包含“微细纤维”，无机纤维的平均直径最好在3.0μm～8.0μm的范围。
[第三实施方式] 根据本发明的片材的上述方式，第一外层及第二外层由最小直径超过3μm的无机纤维或根据式(1)算出的A值超过6μm的无机纤维构成。相对于此，本发明的片材的第三实施方式的特征在于，其第一外层及/或第二外层由“生物可溶性无机纤维材料”构成。
在此，“生物可溶性无机纤维材料”是指，在上述“欧洲指令”中被排除在无机纤维限制对象之外的、满足所谓的“Note-Q”基准的无机纤维的总称。在此，作为被排除在限制对象之外的无机纤维，“欧洲指令”的“Note-Q”中列出了如下条件 A)在根据短期吸入的生物体内滞留性试验中，长度大于20μm的无机纤维具有不到10天的半减期； B)在根据期间内注入的短期的生物体内滞留性试验中，长度大于20μm的无机纤维具有不到40天的负荷半减期； C)在适当的腹腔内投予试验中，没有过高致癌性的证据； D)在适当的长期吸入试验中，不会产生相关的病原性变化或肿瘤性变化。
这种“生物可溶性无机纤维材料”，即使被吸入人体也会在体内溶解，因此对人体的影响非常小，是安全的。因此，当由“生物可溶性无机纤维材料”构成片材的第一外层及第二外层时，从这些层本身飞散的无机纤维对人体没有丝毫影响。而且，片材中央部的中心层所含有的“微细纤维”，其向外部的飞散被第一外层及第二外层抑制。因此，通过这种第三实施方式的片材也能有意改善片材的操作性及作业环境，尤其是作业环境性。
[第四实施方式] 上述三个实施方式的片材是在中心层84的两个“主表面”设置第一外层82及第二外层86。但是，本发明的片材并不限定于这种结构。
图3及图4中示出了根据本发明第四实施方式的片材结构的例子。图4为沿图3的A-A线截取的截面图。该片材31也与上述图1中示出的片材30相同，由第一外层82、中心层84以及第二外层86顺序层叠而构成。但是，与图1中示出的片材30不同，片材31还包含覆盖整个片材侧面40的被覆层88。
具有这种被覆层88的片材31，在片材的侧面40也没有露出中心层84。因此，在对片材进行操作时等，在片材的侧面40也能抑制“微细纤维”的飞散。因此，可以进一步抑制片材的“微细纤维”向外部飞散。
虽然图3中被覆层88覆盖了片材31的整个侧面40，但是应该注意到，被覆层88也可以只设置在侧面40的一部分。此时，虽然与图3中示出的片材31相比，其“微细纤维”的飞散抑制效果有所下降，但是与图1中示出的片材30相比，依然可以有效地抑制“微细纤维”的飞散。
被覆层88可以通过粘接剂或以缝合等方法设置在片材的侧面。被覆层88只要可以抑制“微细纤维”的飞散，可以采用任何结构，例如，可以采用与第一实施方式的片材或第二实施方式的片材相同的层。
图3的例子中，第一外层及第二外层可以由不含有“微细纤维”的无机纤维构成。但是，第一外层及第二外层也可以由式(1)定义的A值超过6μm的无机纤维或“生物可溶性无机纤维材料”构成。
图5中示出本发明的废气处理装置10的结构之一个例子。废气处理装置10包含外周卷绕支撑用密封材24的废气处理体20、用于容纳该废气处理体的箱体12、分别连接于该箱体的入口端及出口端的废气入口管2及出口管4。在图5示出的例子中，支撑用密封材24使用图1中示出的片材30。但是，支撑用密封材24也可以使用图3中示出的片材31。入口管2及出口管4形成为锥形，口径在与箱体12连接的位置变大。但是，本实施方式并不限于一种锥形。在入口管2的一部分(图5的例子中为锥形部)设置隔热材26，据此可以抑制废气处理装置10内部的热量通过入口管2传到外部。
在该图的例子中，废气处理体20是一个触媒载体，其具有作为废气入口和出口的开口面，在平行于气流的方向具有多个格子(或贯通孔)。触媒载体由蜂窝(honeycomb)状的多孔质碳化硅等构成。但是，本发明的废气处理装置10并不限定于这种结构。例如，废气处理体20也可由各格子的一端被密封而形成相间的方格状的柴油微粒过滤器(DPFDiesel Particulate Filter)构成。
在这种废气处理装置中，如上述片材的效果，将片材卷绕在废气处理体20时，可以有效地抑制无机纤维的飞散。并且，支撑用密封材可以向废气处理体提供适当的支撑力。
另外，也可用本发明片材构成隔热材26。
下面说明本发明片材的其它应用例。图6表示具有本发明片材的消音装置的概图。该消音装置设置在两轮汽车或四轮汽车等的发动机排气管中。消音装置700包含内管720(例如，由不锈钢等金属制造的)、覆盖内管外周的外壳760(例如，由不锈钢等金属制造的)、设置在内管与外壳之间的吸音材740。通常，内管720的表面设置多个小穿孔。废气在内管720内部流动时，这种消音装置700可以通过消音材740衰减废气中所含有的噪音成份。
吸音材740可以使用本发明的片材。通过在吸音材740中使用本发明的第一至第四实施方式片材中的任意一个，在内管720上卷绕片材时，可以有效地抑制无机纤维的飞散，并且可以抑制内管与外壳之间的面压力的下降。
下面说明本发明的片材的制造方法。下面的描述以上述第一实施方式的片材30为例，说明其制造方法。
制造本发明片材30的典型的方法有“贴合方式”和“一次制造方式”两种方式。
图7表示通过“贴合方式”制造本发明片材30的方法流程图。该方式分别制作不含有“微细纤维”的两个层(即，第一外层82及第二外层86)和含有“微细纤维”的中心层，然后将这些层层叠使其一体化而制造三层结构的片材。
首先，在步骤S100制作不含有“微细纤维”的第一外层。第一外层如下所述，通过如“针刺处理法”或“抄制法”制作。需要注意的是，本申请中的“针刺处理法”之术语包含，具有在片材上插入拔出如针等纤维交织工具的针处理工序的各种片材的制造方法。此外，需要注意，本申请中的“抄制法”指包含纤维的开纤、浆化、成型及压缩干燥各工序的片材制造方法。
然后，在步骤S110制作不含有“微细纤维”的第二外层。第二外层与第一外层相同，也采用“针刺处理法”或“抄制法”制作。
然后，在步骤S120制作含有“微细纤维”的中心层。与第一外层及第二外层相同，中心层也采用“针刺处理法”或“抄制法”制作。在此，该三个层的制作方法(“针刺处理法”或“抄制法”)可以相同，也可以不同。而且，步骤S100～S120的工序并不一定要按照该顺序进行，例如可以最先制作中心层，然后再制作第一外层及第二外层。
接着，在步骤S130中将第一外层、中心层、第二外层这三个层顺序层叠，并接合各层。接合各层的方法包含在第一外层及第二外层/中心层表面设置两面胶或粘接剂等“粘接层”使其粘接的方法，或者将各层之间的表面缝合进行接合的方法等。上述通过“粘接层”进行接合的方法，除了通过“粘接层”直接接合各层的方法之外，还有在中心层的两面以及相对于该两面的各外层表面以140℃温度热粘接热可塑性膜(例如，PE膜、CLAF(注册商标)等)，并在这些膜中的任意两面设置胶带或粘接剂等接合三层的方法。粘接剂可以使用丙烯系粘接剂、丙烯酸盐(acrylate)系胶乳(latex)等。两面胶、粘接剂及热可塑性膜的厚度没有被特别限定，例如为0.02mm～0.20mm。
在本申请中，“粘接层”指如两面胶或粘接剂等为了接合中心层和两个外层而设置在各表面的层，若中间设有上述热可塑性膜，则包含该膜。因此，对于夹有上述热可塑性膜的结构，一个“粘接层”的厚度为热可塑性膜的厚度×2+两面胶(或粘接剂)的厚度。“粘接层”的厚度例如在0.02mm～0.60mm的范围。
“贴合方式”经过这种工序制造本发明的片材。
另外，“一次制造方式”与上述的“贴合方式”不同，通常在一系列工序中形成由三层构成的片材。在“一次制造方式”中也通过“针刺处理法”或“抄制法”中的任意一个制造片材。只是，“一次制造方式”无需单独准备各层，可以使用另一种简单的制造装置，因此具有可以简化制作工序的优点。
下面具体说明使用“贴合方式”及“一次制造方式”制造本发明片材的方法之一例。在下面的说明中，以含有作为无机纤维的氧化铝(alumina)和二氧化硅(silica)的混合物的片材为例进行说明。只是，纤维材料并不限定于此，可以只由氧化铝或二氧化硅中的一种构成。或者，也可以使用其它无机纤维。
(贴合方式1) 如上所述，该方式最初需要准备各层。各层使用“针刺处理法”，经过调制纺丝液、吹气(blowing)处理、针刺(needle)处理、焙烧(burning)、含浸结合材的各工序而制作。
(调制纺丝液的工序) 在铝含有量为70g/l、Al/Cl＝1.8(原子比)的碱性氯化铝水溶液中添加氧化铝和二氧化硅组成比为60～97∶40～3的硅溶胶(silica sol)，调制无机纤维的前躯体。尤其，氧化铝-二氧化硅组成比最好为70～97∶30～3。这是由于当氧化铝组成比在60％以下时，由氧化铝和二氧化硅生成的莫来石(mullite)组成比率下降，因此完成后具有各层的导热性提高、隔热性下降的倾向。另外，当氧化铝组成比超过97％时，会损坏无机纤维的柔软性。
然后，在该氧化铝系纤维的前躯体加入聚乙烯醇(polyvinylalcohol)等有机聚合物。然后，浓缩该液体调制纺丝液。
(吹气处理工序) 然后，使用得到的纺丝液通过吹气处理进行纺丝。吹气处理是根据载波喷嘴喷出的载波流和纺丝液供应喷嘴挤出的纺丝液流进行纺丝的方法。该处理方法可以通过控制载波气体(空气)的流量和纺丝液供应速度，控制氧化铝纤维前躯体的平均直径及最小直径。因此，在该工序确定完成后的外层及中心层所含有的无机纤维的平均直径和最小直径。
通常，纺丝喷嘴的直径为0.1～0.5mm。制作外层时，由载波喷嘴喷出的空气流速通常为30～150m/s，由纺丝液供应喷嘴的纺丝液供应速度通常为1～120ml/h。另外，制作中心层时，由载波喷嘴喷出的空气流速通常为40～200m/s。并且，由纺丝液供应喷嘴的纺丝液供应速度通常为1～60ml/h。
然后，通过层叠完成纺丝的前躯体制作原料片。
(针刺处理工序) 然后，针对原料片进行针刺处理。针刺处理通常使用针刺装置。
通常，针刺装置包含可以沿针刺方向(一般为上下方向)往返移动的针板、设在原料片的表面及背面两面的一对支撑板。针板上以约25～5000个/100cm2的密度装有用于刺入原料片的多个针。各支撑板上设有针刺用的多个贯通孔。因此，在用一对支撑板压住原料片两面的状态下，使针板靠近或远离原料片向原料片插入拔出针，以此形成纤维交织的原料片。在此，针刺装置还可以设置按一定移送速度(例如，约20mm/秒)朝一定方向(约平行于原料片内外表面的方向)搬送原料片的搬送单元。此时，可以在按一定速度移动原料片的状态下进行针处理，因此无需在每压接一次针板时移动原料片。
此外，作为另一种结构，针刺装置也可以具有两张为一组的针板。各针板分别具有支撑板。通过将两张针板分别设置在原料片的表面及背面，从而通过各支撑板从两面固定原料片。在此，一个针板的针布置为进行针处理时不会与另一个针板的针群发生位置重合。各支撑板考虑到两侧针板的针布置情况设置多个贯通孔，以用于从原料片的两面进行针处理时不会导致针接触支撑板。通过这种装置，可以使用两张支撑板从原料片的两面夹住原料片，并使用两张针板由原料片的两侧进行针处理。根据这种方法插入拔出针，可以容易地形成针迹密度高的外层或中心层。
(焙烧工序) 然后，从常温加热所得到的原料片，在最高温度1250℃左右连续焙烧0.5～2小时，由此可以得到用于片材的外层及中心层。
(含浸附着结合材的工序) 可以根据需要进行结合材含浸附着处理，使外层及中心层含浸如有机树脂的结合材。据此，可以防止外层及中心层的体积变大。并且，可以进一步防止纤维从制成的片材的脱离。但是，结合材含浸附着处理并不一定要在该阶段进行。例如，也可以在如下所述的中心层与两个外层接合之后(即，形成片材之后)，进行结合材含浸附着处理。
在含浸附着处理中，结合材的附着量最好在1.0～10.0重量百分比的范围内。如果低于1.0重量百分比，防止无机纤维脱离的效果会降低。如果超过10.0重量百分比，则使用废气处理装置时排出的有机成份(结合材的分解气体)量增加 结合材可以使用环氧(epoxy)树脂、丙烯树脂、橡胶系树脂、苯乙烯系树脂等有机系结合材。也可以使用丙烯系(ACM)、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)树脂等。
使用由这种结合材与水调制的水分散液进行喷雾涂敷，使外层及中心层含浸结合材。通过这种处理添加到外层及中心层中的多余的附着固体成分及水分，通过下述方法进行清除。
清除多余的固体成分时，通过使用真空泵等吸引装置的吸引法进行。清除多余的水分时，在90～160℃温度加热片材及/或以40kPa～100kPa的压力进行压缩。
经过这种工序，制作含浸结合材的外层及中心层。
(外层及中心层的接合工序) 然后，在中心层的表面和背面层叠外层而接合该三层。接合三层的方法如上所述，有使用“粘接层”的方法、缝合各层之间的表面进行接合的方法等。经过这种工序、制造本发明的片材。
(贴合方式2) 在贴合方式的另一个例子中，制作各层时使用“抄制法”。在“抄制法”中各层经过纤维的开纤、浆化、成型及压缩干燥的各工序进行制作。
(纤维的开纤) 首先，进行无机纤维的开纤处理。开纤处理可以只单独实施干式开纤处理，也可以实施干式开纤处理以及湿式开纤处理的两阶段处理。在干式开纤处理中，使用浆磨(feather mill)装置等装置对原料纤维进行开纤。另一方面，在湿式开纤处理中，将由上述干式开纤处理所得的绵状的干式开纤纤维投入到湿式开纤装置中，再进行开纤。在湿式开纤处理中，使用打浆机(pulper)等湿式开纤装置。经过这样的开纤处理，就可以得到开纤的原料纤维。
(浆化工序) 之后，投入搅拌机中例如搅拌1～5分钟，以使此原料纤维的重量相对于水的比率为1～2wt％。接下来，在该液体中添加4wt％～8wt％的有机结合材，搅拌1～5分钟。另外，在该液体中再添加相对于原料纤维为0.5wt％～1.0wt％的无机结合材，搅拌1～5分钟。然后，再在该液体中添加相对于原料纤维为0.5wt％左右的凝聚剂，进行最长约为2分钟左右的搅拌，调制原料浆。
作为无机结合材，例如，可使用氧化铝溶胶以及/或者硅溶胶。另外，作为有机结合材，例如，可使用橡胶系材料、水溶性有机高分子化合物、热可塑性树脂、热硬化性树脂等，作为凝聚剂，例如，可使用Ciba Specialty Chemicals公司产的pakol292等。
(成型工序) 接下来，将得到的原料浆添加至想要的形状的成型器中，再进行脱水。一般地，在成型器的底部设置过滤网(例如，网的尺寸为30目)，成型器内添加的原料浆中的水分透过该过滤网被排出。因此，通过使用这样的成型器，可以同时进行从原料浆至片形状的成形和脱水。另外，如果有必要，还可以使用吸入泵、真空泵等，从成型器的下侧，通过过滤网，进行水分的强制吸引。
(干燥压缩工序) 之后，将得到的成形体从成型器中取出，使用压缩器等对其进行压缩，将其厚度变为原来的0.3～0.5倍，同时，以例如90～150℃的温度对其进行5分～1小时的加热和干燥，就可以得到外层。
中心层也可以通过同样的工序制作。
另外，使用得到的外层，还可以进行如“贴合方式1”中所述的结合材含浸处理。但是，如上所述，在“贴合方式”中，这样的结合材含浸处理也可以在三个层接合后实施。
然后，将三个层进行层叠后，通过上述方法(两面胶、粘接剂或缝合)进行接合，得到本发明的片材。
(一次制造方式1) 即使在“一次制造方式”中，也可以使用“针刺处理法”和“抄制法”。在“一次制造方式1”中，对基于“抄制法”的“一次制造方式”进行说明。
图8是根据一次制造方式1制造本发明的片材的流程图。在该方式中，使用“抄制法”在一连串的工序中形成三层结构的片材。
在该方式中，步骤S200的纤维的开纤工序～浆化工序与上述的“贴合方式2”相同。但是，在该方式中，步骤S210之后的工序与上述内容不同。
具体来讲，该方式在步骤S210中，将第一原料浆添加至成型器，在实施脱水后且取出片原料前(即，半干燥状态下)，将第二原料浆添加至脱水后的成形体(以下称“第一成形体”)上(步骤S220)。在此，需要注意，第一原料浆中包含的无机纤维不含有“微细纤维”，第二原料浆中包含的无机纤维含有“微细纤维”。
接下来，第二原料浆内含有的水分经由第一成形体和过滤网从成型器的下侧排出，进行第二原料浆的脱水，以调制第二成形体。如上所述，此时如果有必要，也可以从成型器的下侧实施水分的强制吸引。
然后，在步骤S230中，在取出由该第一成形体及第二成形体形成的“两层层形体”之前(即，半干燥状态下)，将第三原料浆添加至所述“两层成形体”上。并且，第三原料浆内含有的水分经由“两层成形体”和过滤网从成型器的下侧排出，进行第三原料浆的脱水。如上所述，此时如果有必要，也可以从成型器的下侧实施水分的强制吸引。在此，需要注意，第三原料浆中包含的无机纤维不含有“微细纤维”。第三原料浆可以与第一原料浆相同或不相同。
经过这种工序，得到三层层叠的“层叠成形体”。
然后，在步骤S240从成型器取出“层叠成形体”，并使用压缩器等对其进行压缩，将其厚度变为原来的0.3～0.5倍，同时，以例如90～150℃的温度对其进行5分～1小时的加热和干燥。通过这种方法，在连续的处理工序中一次形成三层结构的片材。在此，也可以使用得到的片材进一步进行上述的结合材含浸处理。
通过该方法得到的片材相对于上述通过使用粘接剂等接合各层的工序得到的片材具有表面接合强度高的特征。这是因为，在一个层完全形成之前在该层的上面直接层叠相邻的层，因此使各层接触面积变大而得到的。
(一次制造方式2) “一次制造方式2”是基于“针刺处理法”的“一次制造方式”。
在这个方式中，基本上也采用与上述“贴合方式1”的同样的工序制造片材。但是，该一次制造方式2，在纺丝液的调制工序～吹气纺丝处理工序中，一次层叠由三个层构成的前躯体，制作原料片。然后，在针刺处理工序中，通过在该三层层叠的原料片进行针刺处理，得到三层结构得原料片。在此，需要注意的是，由三个层构成的前躯体，在吹气纺丝工序中被制作成中间的层含有“微细纤维”，另外两个层不含有“微细纤维”。
之后的工序与上述的“贴合方式1”相同，只是很明显，该方式无需进行接合三个层的工序。
在上述的各制造方法中，对制造三层结构的片材进行了说明。但是，本发明只要片材的两个最表面设有不含有“微细纤维”的层，则具有四层以上的层叠结构也是显而易见的。这种多层片材，通过在如“贴合方式1”及“贴合方式2”中层叠四层以上的层，或者在“一次制造方式1”中在第三成形体上再添加第四原料浆，就可以容易地制作。
虽然，上述记载以第一片材为例说明了其制造方法。但是，本领域技术人员应该知道，所记载的方法基本上也能应用于上述的第二至第四实施方式的片材。
[实施例] 下面通过实施例说明本发明的效果。
为了验证本发明的效果，使用上述“贴合方式”制造本发明的第一片材，并进行各种试验。片材由以下顺序制成。
(实施例1) 通过“针刺处理法”制作第一外层。首先，在铝含有量为70g/l、Al/Cl＝1.8(原子比)的碱性氯化铝水溶液中混合硅乳液，以使氧化铝系纤维的组成变为Al2O3∶SiO2＝72∶28，形成氧化铝系纤维的前躯体。然后，在氧化铝系纤维的前躯体内添加聚乙烯醇。接下来，将此液体浓缩，作为纺丝液，使用该纺丝液以吹气纺丝处理进行纺丝。载波气体(空气)流量为52m/s，纺丝液的供应速度为5.3ml/h。
然后，将折叠氧化铝系纤维的前躯体的物质层叠，制作氧化铝系纤维的原料片。
接下来，对该原料片进行针刺处理。针刺处理将以80个/100cm2的密度设置了针的针板只配置在原料片的一侧，从原料片的一侧进行处理。另外，针的全长比原料片的厚度长，通过从针板的一侧进行压接，针可以充分地贯穿原料片。
之后，对得到的原料片从常温开始加热至1250度连续焙烧一个小时。接下来，使得到的第一外层含浸结合材。结合材中使用丙烯系橡胶乳液，含浸量为总重量的5wt％。
使用同样的方法得到第二外层。第一外层及第二外层的氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm、最小直径为3.2μm。层的厚度均为0.3mm，单位面积重量为60g/m2。
使用同样的方法制作中心层。在此，制作中心层时，吹气纺丝工序中的空气流量为63m/s，纺丝液的供应速度为4.3ml/h。中心层的氧化铝系纤维的平均直径为5.1μm，最小直径为2.4μm。并且，中心层的厚度及单位面积重量为6.8mm及1080g/m2。
然后，通过两面胶(厚度为100μm，Beiersdorf公司制造)顺序贴合第一外层/中心层/第二外层，制造三层结构的片材。第一外层∶中心层∶第二外层的重量比(wt％)为5∶90∶5。将此作为实施例1。
(实施例2) 根据与实施例1相同的方法制造三层结构的片材。但是，在该实施例中第一外层及第二外层使用厚度为0.7mm，单位面积重量为120g/m2的层，中心层使用厚度为6.0mm，单位面积重量为960g/m2的层。第一外层∶中心层∶第二外层的重量比(wt％)为10∶80∶10。将此作为实施例2。
(实施例3) 根据与实施例1相同的方法制造三层结构的片材。但是，在该实施例中第一外层及第二外层使用厚度为0.9mm，单位面积重量为180g/m2的层，中心层使用厚度为5.6mm，单位面积重量为840g/m2的层。第一外层∶中心层∶第二外层的重量比(wt％)为15∶70∶15。将此作为实施例3。
(实施例4) 根据与实施例1相同的方法制造三层结构的片材。但是，在该实施例中第一外层及第二外层使用厚度为1.4mm，单位面积重量为240g/m2的层，中心层使用厚度为4.6mm，单位面积重量为720g/m2的层。第一外层∶中心层∶第二外层的重量比(wt％)为20∶60∶20。将此作为实施例4。
(实施例5) 根据与实施例1相同的方法制造三层结构的片材。但是，在该实施例中第一外层及第二外层使用厚度为1.8mm，单位面积重量为300g/m2的层，中心层使用厚度为3.8mm，单位面积重量为600g/m2的层。第一外层∶中心层∶第二外层的重量比(wt％)为25∶50∶25。将此作为实施例5。
(实施例6) 根据与实施例1相同的方法制造三层结构的片材。但是，在该实施例中第一外层及第二外层使用厚度为2.2mm，单位面积重量为360g/m2的层，中心层使用厚度为3.0mm，单位面积重量为480g/m2的层。第一外层∶中心层∶第二外层的重量比(wt％)为30∶40∶30。将此作为实施例6。
(实施例7) 根据与实施例1相同的方法制造三层结构的片材。但是，在该实施例中第一外层及第二外层使用厚度为2.6mm，单位面积重量为420g/m2的层，中心层使用厚度为2.2mm，单位面积重量为360g/m2的层。第一外层∶中心层∶第二外层的重量比(wt％)为35∶30∶35。将此作为实施例7。
(实施例8) 使用“抄制法”制作第一外层。
首先，进行无机纤维的开纤处理。作为开纤处理，只进行了使用浆磨机的干式开纤处理。将开纤的原料纤维投入到搅拌机，使其重量相对于水为1～2wt％，并搅拌一分钟左右。然后，在该液体中添加5wt％左右的有机结合材，搅拌一分钟左右。再向该液体添加0.5wt％左右的无机结合材，搅拌一分钟左右。再向该液体添加0.5wt％左右的凝聚剂，搅拌最长约2分钟左右的时间，调制原料浆。
作为无机结合材，使用氧化铝溶胶。另外，作为有机结合材，使用丙烯系胶乳，作为凝聚剂，使用pakol292。
然后，将得到的原料浆添加到800mm×500mm尺寸的成型器(网目尺寸30目)中，进行脱水。
然后，从成型体取出得到的成形体，并使用压缩器等对其进行压缩，将其厚度变为原来的0.5倍左右，同时，以150℃的温度加热5分钟进行干燥，得到第一外层。
第二外层使用相同的方法制作。第一外层及第二外层的氧化铝系纤维的平均直径为7.2μm，最小直径为3.2μm。层的厚度均为0.8mm，单位面积重量为120g/m2。
再用同样的方法制作中心层。在此，制作中心层时，在开纤处理中实施使用浆磨机的干式开纤。中心层的氧化铝系纤维的平均直径为5.1μm，最小直径为2.4μm。层的厚度为6.4mm，单位面积重量为960g/m2。
然后，通过两面胶(厚度为100μm，Beiersdorf公司制造)顺序贴合第一外层/中心层/第二外层，制造三层结构的片材。第一外层∶中心层∶第二外层的重量比(wt％)为10∶80∶10。将此作为实施例8。
(比较例1) 使用与实施例1相同的方法制作中心层。中心层的单位面积重量为1200g/m2，厚度为7.4mm。但是，在该例子中，将没有设置外层的、只有中心层的单层作为片材。将该片材作为比较例1。
(比较例2) 使用与实施例1相同的方法制作第一外层及第二外层。第一外层及第二外层的单位面积重量均为600g/m2，厚度均为3.7mm。但是，在该例子中，没有使用中心层，通过两面胶(厚度为100μm，Beiersdorf公司制造)贴合第一外层/第二外层后作为片材。第一外层及第二外层的重量比(wt％)为50∶50。将该片材作为比较例2。
在表1中整理了实施例1～8、比较例1、2中的两个外层和中心层的各自的单位面积重量、厚度、重量比以及相对于片材的第一外层及第二外层的总厚度比。
[表1]
使用上述的各片材进行了纤维飞散性试验。在该试验中可以预测到实际操作片材时发生的“微细纤维”的飞散情况。
图9示出纤维飞散性试验装置的一部分装置。纤维飞散性试验如下所述进行。首先，将各片材剪切成图1的形状(X方向的最大长度262mm×Y方向的长度83.5mm)，将其作为试样160。将该试样160装入到尺寸大于该试样的塑胶袋120中，如图9所示，使用压板130将试样160固定在塑胶袋120的一边。在塑胶袋120中填充适量的空气之后，密封塑胶袋120。然后，通过上述的或其它的压板将塑胶袋120固定到由试验装置110突出的臂140(全长80cm)上。臂140的另一端连接于试验装置110的垂直壁150。垂直壁150由金属制成，主表面在图9的XZ平面延伸，厚度(Y方向的长度)为25mm。臂140以连接于垂直壁150的端部为支点，可以在与垂直壁主表面相垂直的平面(YZ)上进行旋转。该旋转相对于垂直壁的主表面至少可以旋转90°以上的角度。但是，臂140在试验前通过卡扣(未图示)相对于垂直方向保持90°的角度(即，水平状态)。在该状态下解除卡扣时，臂140沿YZ平面朝箭头方向旋转90°，而塑胶袋120也随之朝箭头方向旋转与垂直壁150碰撞。因为此刻的碰撞，从片材试样160飞散无机纤维，飞散的无机纤维被捕获在塑胶袋120中。然后，轻轻地打开塑胶袋120，并通过胶带(1cm×1cm)回收附着在塑胶袋120的飞散纤维。然后，通过扫描型电子显微镜在胶带的适当位置拍摄约1500倍左右的照片，并测定无机纤维的直径。对约300根无机纤维进行测定，通过下式求出“微细纤维”的飞散率 “微细纤维”飞散率(％)＝(直径3μm以下的无机纤维的根数)/(测定根数)×100 表1中示出相对于各片材得到的结果。从该表可知，比较例1的飞散率为1.2％，相对于此，实施例1～8中的片材的飞散率为0.3％以下，根据本发明的3层结构的片材可以显著降低“微细纤维”的飞散率。
(压缩恢复疲劳试验) 使用上述的各片材进行了压缩恢复疲劳试验。该试验最多重复1000次进行片材的压缩和恢复，测定片材的面压力变化。该试验可以相对评价片材支撑力的下降倾向。
图10中显示用来进行压缩恢复疲劳试验的装置310。装置310由具有略水平的试料支持台320的门型支柱330构成。该装置310的中央(试料支持台320的上部)设有具备负荷测量功能并上下升降的丁字头340，该丁字头340的下面设有不锈钢制的直径约103mm的半圆筒状的上部压块350。该上部压块350上安装变位计360。试料支持台320上设有不锈钢制的直径约111mm的半圆筒状的下部支撑物370。该下部支撑物370的内部被挖成半圆筒形状，以使内表面与上部压块350的外部形状相吻合，而且设置为该被挖掘的内表面面对上部压块350。进行试验时，下部支撑物370的内表面设置重量已知的各片材的试样380(尺寸，50cm×50cm)。
使用这种装置310通过下述方法进行测定。首先，事先下降丁字头340，以使试样380与上部压块350之间看不到大间隙。在该状态下，以1mm/分的速度下降丁字头340以压缩试样380，当试样380的体积密度变为0.4g/mm3时，测定发生在试样380上的负荷。在此，试样380的体积密度可以通过试样380的重量/试样380的面积/上部压块350和下部支撑物370的间隔求出。对得到的负荷除以试样面积，算出压缩面积(kPa)。
然后，以1mm/分的速度提升丁字头340，恢复试样380，当试样380的体积密度变为0.367g/mm3时，测定发生在试样380上的负荷，并根据上述方法将由负荷换算面压力，算出恢复面压力(kPa)。将该操作重复1000循环，测定片材的压缩面压力及恢复面压力的变化。对于各试样进行三次同样的测定，求出平均值作为其结果。
将通过各试样得到的结果显示在图11～图14以及表1中。图11及图12中，横轴表示相对于片材的外层的重量比(wt％)，纵轴在图11中表示1000循环后的恢复面压力(kPa)，在图12中表示面压力下降率(％)。该面压力下降率可由下式表示面压力下降率(％)＝100×(1循环后的恢复面压力-1000循环后的恢复面压力)/(1循环后的恢复面压力)。在图13及图14中，横轴表示相对于片材整体厚度的外层的厚度比(％)，纵轴在图13中表示1000循环后的恢复面压力(kPa)，在图14中表示面压力下降率(％)。
由试验结果可知，比较例2的片材在1000循环后恢复面压力下降68.8％。而本发明的实施例1～8中的片材，在1000循环后恢复面压力维持高状态，下降率最大为66.3％。
尤其，实施例1～5及8的片材(外层的总重量比10wt％～50wt％，外层的总厚度比8％～50％)，在1000循环后恢复面压力下降62.6％以下，被认可具有充分的抑制面压力下降效果。而实施例1、2及8的片材(外层的总重量比10wt％～20wt％，外层的总厚度比8％～20％)，其下降率达到51.3％至53.6％，与现有片材(比较例1)的50.4％相当，可以得知具有低的下降率。
在此，从图12的结果可知，第一外层及第二外层相对于片材的总重量比W在W＞50％的范围内，面压力下降率具有接近最大值(68.8％比较例2)的倾向。并且，上述W在W≤20wt％的范围内，面压力下降率具有接近最小值(50.4％比较例1)的倾向。
同样，从图14的结果可知，第一外层及第二外层相对于片材的总厚度比t在t＞50％的范围内，面压力下降率具有接近最大值(68.8％比较例2)的倾向。并且，上述t在t≤20％的范围内，面压力下降率具有接近最小值(50.4％比较例1)的倾向。
根据以上结果可知，第一外层及第二外层相对于片材的总重量比W最好在0＜W≤50％的范围内，优选在0＜W≤20％的范围内。并且，第一外层及第二外层相对于片材的总厚度比t最好在0＜t≤50％的范围内，优选在0＜t≤20％的范围内。但是，如上所述，从实用的角度出发，外层的总重量比W应该在W≥2wt％，外层的总厚度比t应该在t≥1％。
[工业上的应用性] 本发明的片材可以应用于车辆用废气处理装置的支撑用密封材和隔热材以及消音装置的吸音材等。
权利要求
1.一种片材，含有无机纤维，其特征在于
至少具有第一外层、中心层及第二外层这三个层，
所述第一外层、所述中心层及所述第二外层被层叠成所述第一外层和所述第二外层处于外表面侧，
所述中心层含有直径小于或等于3μm的无机纤维，
所述第一外层及第二外层由根据式(1)算出的A值超过6μm的无机纤维构成，
A＝(M-2×e)式(1)
这里，M是外层中含有的无机纤维的平均直径，e是下述式(2)表示的标准误差，其中σ是标准偏差、n是测定数，
式(2)。
2.根据权利要求1所述的片材，其特征在于，所述第一外层的无机纤维的平均直径及最小直径分别与所述第二外层的无机纤维的平均直径及最小直径相同。
3.根据权利要求1所述的片材，其特征在于，所述第一外层及第二外层实质上为相同的层。
4.根据权利要求1所述的片材，其特征在于，所述第一外层及第二外层相对于所述片材的总重量比W在0＜W≤50wt％的范围内。
5.根据权利要求1所述的片材，其特征在于，所述第一外层及第二外层相对于所述片材的厚度比t在0＜t≤50％的范围内。
6.根据权利要求1所述的片材，其特征在于，
所述中心层的侧面构成该片材的所述两个外表面之外的端面的至少一部分，
在该侧面的至少一部分设置被覆层。
7.根据权利要求6所述的片材，其特征在于，所述被覆层覆盖所述中心层的整个侧面。
8.根据权利要求6所述的片材，其特征在于，所述被覆层由与所述第一外层或第二外层相同的层构成。
9.根据权利要求1所述的片材，其特征在于，所述片材还含有结合材。
10.根据权利要求1所述的片材，其特征在于，所述片材还包含设在所述第一外层和所述中心层或第二外层和所述中心层之间的粘接层。
11.一种片材制造方法，该片材含有无机纤维，所述方法的特征在于包含步骤
制作由根据式(1)算出的A值超过6μm的无机纤维构成的第一外层；
制作包含直径小于或等于3μm的无机纤维的中心层；
制作由根据式(1)算出的A值超过6μm的无机纤维构成的第二外层；以及
至少层叠所述第一外层、所述中心层及所述第二外层这三个层，使所述第一外层和所述第二外层处于外表面侧，并接合各层，
A＝(M-2×e)式(1)
这里，M是外层中含有的无机纤维的平均直径，e是下述式(2)表示的标准误差，其中σ是标准偏差、n是测定数，
式(2)。
12.根据权利要求11所述的片材制造方法，其特征在于接合所述各层的步骤包含以粘接层接合各层的步骤。
13.根据权利要求11所述的片材制造方法，所述方法的特征在于，还包含含浸结合材的步骤。
14.一种废气处理装置，包含废气处理体和卷绕在该废气处理体外周面的至少一部分的支撑用密封材，其特征在于，
所述支撑用密封材由所述权利要求1至10中的任意一项所述的片材构成。
15.一种废气处理装置，包含废气入口管及出口管、设置在所述入口管及出口管之间的废气处理体，其特征在于，
在所述入口管的至少一部分设置隔热材，
该隔热材由所述权利要求1至10中的任意一项所述的片材构成。
16.根据权利要求14或15所述的废气处理装置，其特征在于，所述废气处理体为触媒载体或废气过滤器。
17.一种消音装置，包含内管、覆盖该内管的外周的外壳、设置在所述内管与外壳之间的吸音材，其特征在于，
所述吸音材由权利要求1至10中的任意一项所述的片材构成，
该片材设置在所述内管与外壳之间，使所述第一外层位于外侧。
全文摘要
本发明提供一种纤维飞散少、用来作支撑用密封材时具有适当支撑力的片材。本发明所提供的片材含有无机纤维，并至少具有第一外层、中心层及第二外层这三个层，所述第一外层、所述中心层及所述第二外层被层叠成所述第一外层和所述第二外层处于外表面侧，所述中心层含有直径小于等于3μm的无机纤维，所述第一外层及第二外层由根据式A＝(M-2×e)算出的A值超过6μm的无机纤维构成，这里，M是外层中含有的无机纤维的平均直径，e是式表示的标准误差，其中σ是标准偏差、n是测定数。
文档编号B32B5/02GK101758649SQ200910253
公开日2010年6月30日 申请日期2008年1月28日 优先权日2007年1月26日
发明者冈部隆彦 申请人:揖斐电株式会社