JP6691865B2 - 汚染防止装置において又は火炎止めで使用するのに好適な不織布繊維性材料を製造するための再利用廃水の使用 - Google Patents

Description

本発明は、水性スラリーを使用して（例えば、汚染防止装置、火炎止め用途等において用いるために）無機繊維で不織布繊維性材料を作製することに関し、詳細には、前回の使用済みスラリーからの廃水の少なくとも一部を再利用することを含むそのような方法に関し、より詳細には、例えば、汚染防止装置（例えば、実装マット及び断熱材（thermal insulation））及び火炎止め用途（例えば、ブランケット、ラップ、及びテープの形態）で有用であるもののような不織布繊維性材料のそのような製造方法、並びにその方法によって製造される不織布繊維性材料に関する。

幅広い用途で用いるための様々な不織布繊維性材料を製造するために、無機繊維を含有する水性スラリーがこれまで使用されてきた。そのような水性スラリーを使用する不織布繊維性材料の製造方法は、例えば、米国特許第６，２２４，８３５号に開示されているもののような湿式抄紙技術、及び米国特許第５，８００，８７５号に開示されているもののような真空成型法を含んでいる。

典型的な湿式抄紙法では、スクリーン又は多孔質ウェブの片側上にそのような水性スラリーを流しかけ、スクリーンの反対側から排水を除去し（例えば、重力、真空の適用、又はそれら両方によって）、それによって、スクリーン又は多孔質ウェブの上記片側上にぬれた状態の不織布繊維性材料が残る。その後、ぬれた状態の得られた不織布繊維性材料を乾燥させて（例えば、空気乾燥、加熱乾燥、又はそれら両方によって）、連続ウェブ又はシート状不織布繊維性材料を形成し、これを所望の形状（例えば、マット、ストリップ、２次元端部コーン形状等）へと更に加工又は変換することができる。

典型的な真空成型法では、スクリーン、あるいは別様に穿孔された表面で形成されたモールド型をそのような水性スラリーに沈め、モールド型から穿孔を介して排水を吸い出し、それによって、モールド型の穿孔面上にぬれた状態の不織布繊維性材料が残る。次に、湿式成形された得られた繊維性材料をモールドから取り外し、乾燥させて（例えば、空気乾燥、加熱乾燥、又はそれら両方によって）、モールド型（例えば、端部コーン断熱体のための切頭円錐形状）に対応する形状を有する不織布繊維性材料を形成する。

不織布繊維性材料を製造するためにそのような水性スラリーを使用する先行技術の方法では、排水は廃棄される。環境に対する懸念から、そのような排水には、廃棄する前に、必ず上水処理が施される。そのような廃水の処理の程度は、管轄区域ごとに、特に国ごとに異なる場合がある。米国では、そのような処理排水のｐＨレベルは、通常、約５から９まで（９を含む）、又は更には１１の範囲であることが求められ、そうなった末にやっと廃水を公共用水施設（例えば、町の下水道）に移動させることができるようになる。

そのような不織布繊維性材料は、汚染防止装置（例えば、触媒コンバータ、ディーゼル微粒子フィルタ、及びディーゼルトラップ）で使用するための実装マット及び断熱材など、並びに炎止め用途で使用するためのブランケット、ラップ、及びテープといった代表的な物品に製品化されてきた。

そうした方法に対する改善の必要性が依然として存在する。本発明は、そうした改善を提供することを目的とする。

本発明の一態様において、汚染防止装置において又は火炎止めとして使用するのに好適な不織布繊維性材料の製造方法が提供される。本方法は、水と、第１の無機繊維と、第１の有機結合剤と、第１の中性ｐＨ凝集剤と、を含む第１のスラリーを準備することと、第１のスラリーから第１の廃水を除去することと、任意追加的に、第１のスラリーから第１の不織布繊維性材料を形成することと、ある量の第１の廃水と、任意の量の比較的きれいな水と、第２の無機繊維と、第２の有機結合剤と、第１のスラリーで使用した凝集剤と同一の及び／又は異なる第２の凝集剤と、を含む第２のスラリーを準備することと、第２のスラリーから第２の不織布繊維性材料を形成することと、を含む。第１の廃水を第２のスラリーに加えることは、第２のスラリー中の第２の有機結合剤の凝集に悪影響を与えない。本発明はまた、かかる方法に従って製造された不織布繊維性材料を提供する。

本発明の更なる態様において、後述する材料ｐＨ試験に従って試験した場合に、約５．５から約８．５まで（８．５を含む）範囲内のｐＨを示す不織布繊維性材料が提供される。

本発明の更なる態様において、ハウジングと、ハウジング内に配設された汚染制御要素と、ハウジング内に配設された、本発明による不織布繊維性材料と、を備える汚染防止装置が提供される。

本発明の更に別の態様において、本発明による不織布繊維性材料を含む火炎止めが提供される。

本発明の更なる態様において、不織布繊維性材料を製造するためのスラリーが提供される。スラリーは、水と、第１の無機繊維と、第１の有機結合剤と、第１の中性ｐＨ凝集剤と、を含む第１のスラリーから除去されたある量の第１の廃水を含む。スラリーは、第２の無機繊維と、第２の有機結合剤と、任意の第２の中性ｐＨ凝集剤と、を含む。スラリーはまた、任意の量の比較的きれいな水を含み得る。第１の中性ｐＨ凝集剤により、第１の廃水が比較的中性のｐＨを維持する。本発明はまた、本発明によるスラリーを使用して形成された不織布繊維性材料を提供する。

本発明のこれら及び他の態様、特徴、並びに／又は利点を、同様の参照番号を用いて同様の部材を表している本発明の図面及び発明を実施するための形態に更に示し、説明する。ただし、図面及び説明は単に例示のためのものであり、本発明の範囲を不当に制限するものとして読まれるべきではないことを理解されたい。

本発明の上記の「発明の概要」は、本発明のそれぞれの開示された実施形態又は全ての実施を説明することを意図したものではない。以下の説明は、例示的実施形態をより詳細に例証する。本出願の全体を通じて幾つかの箇所で、実施例のリストによって指針が与えられるが、これらの実施例は異なる組み合わせで使用することができる。いずれの場合も、記載されるリストは、あくまで代表的な群としてのみの役割を果たすものであって、排他的なリストとして解釈するべきではない。

添付の図面において、
本発明による不織布繊維性材料の異なる実施形態を使用した代表的な汚染防止装置の断面図である。

本発明の好ましい実施形態の説明では、明瞭化のために特定の専門用語を用いる。ただし、本発明は、そのように選択された特定の用語に限定されることを意図するものではなく、そのように選択された各用語は、同様に作用する全ての技術的等価物を包含する。

端点による数値範囲の列挙には、その範囲内に含まれる全ての数（例えば１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）、並びにその範囲内のあらゆる範囲が含まれる。

本明細書及び添付の「特許請求の範囲」で用いられる場合、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」という単数形は、文脈による明確な別様の指示がない限り、複数の指示対象を有する実施形態を包含し、「又は」という用語は一般に、「及び／又は」を含む意味で用いられる。本明細書で使用するとき、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つの」及び「１つ以上の」は、互換可能に使用される。用語「及び／又は」は、列挙した要素の１つ若しくはすべて、又は列挙した要素の任意の２つ以上の組み合わせを意味する。

用語「ポリマー」は、ポリマー、コポリマー（例えば、２種以上の異なるモノマーを使用して形成されたポリマー）、オリゴマー及びこれらの組み合わせ、並びに混和性ブレンド中で形成され得るポリマー、オリゴマー、又はコポリマーを含むものと理解されるであろう。

用語「含む」及びその変化形は、本明細書及び「特許請求の範囲」においてこれらの用語が用いられる場合、限定的な意味を有するものではない。

「好ましい」及び「好ましくは」という語は、特定の状況下で特定の利点をもたらし得る本発明の実施形態を指す。しかし、同じ又は他の状況下においては他の実施形態が好ましい場合もある。更に、１つ以上の好ましい実施形態の詳細説明は、他の実施形態が有用でないことを示唆するものではなく、本発明の範囲から他の実施形態を排除することを意図するものでもない。

本発明による不織布繊維性材料の１つの代表的な製造方法では、本発明による初期スラリーは、最初に、スラリーを作製するのに適したある量の水（例えば、住宅用水又は商用水道水）を容器に充填することによって作製され得る。スラリーは、典型的には、約６５重量％、７０重量％、７５重量％、８０重量％、８５重量％、９０重量％、又は９５重量％超の水を含有する。次に、水を攪拌し（例えば、混合動作によって）、水を攪拌している間に、ある量の無機繊維及び有機結合剤を撹拌水に加える。次に、無機繊維、及びスラリーの他の任意の固形成分上に有機結合剤を析出させるために、中性ｐＨ凝集剤を撹拌水に加える。中性ｐＨ凝集剤の意味については後で詳述する。有機結合剤は、有機結合剤液滴、粒子、又はその両方の液分散体又は懸濁液の形態であってもよい。任意成分を水に含ませることが望ましい場合もある。スラリーに添加されるそのような任意成分としては、例えば、ある量の、中性ｐＨ凝集剤ではない凝集剤、消泡剤、有機繊維、無機粒子（例えば、膨張粒子、コロイド状シリカ粒子、研磨粒子、摩擦誘引粒子等）、充填剤、及び他の従来の添加剤のうちの任意の１つ又は任意の組み合わせを挙げることができる。得られた混合物の攪拌は、スラリー全体にわたる構成成分の均一分布又は均質性をもたらす傾向がある。

有用な無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、セラミック繊維、非酸化物無機繊維、例えば、グラファイト繊維又はホウ素繊維、及びこれらの混合物を挙げることができる。

有用なセラミック繊維としては、例えば、アルミノボロシリケート繊維、アルミノシリケート繊維、アルミナ繊維、それらの熱処理された種類、及びこれらの混合物を挙げることができる。好適なアルミノボロシリケート繊維の例としては、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から商品名「ＮＥＸＴＥＬ ３１２セラミック繊維」、「ＮＥＸＴＥＬ ４４０セラミック繊維」、及び「ＮＥＸＴＥＬ ５５０セラミック繊維」として市販されているものが挙げられる。好適なアルミノシリケート繊維の例としては、Ｕｎｉｆｒａｘ Ｃｏｒｐ．（Ｎｉａｇａｒａ Ｆａｌｌｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）から商品名「ＦＩＢＥＲＦＲＡＸ」７０００Ｍ、Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｅｒａｍｉｃｓ（Ａｕｇｕｓｔａ，Ｇｅｏｒｇｉａ）から商品名「ＣＥＲＡＦＩＢＥＲ」、及び新日鐵化学株式会社（日本・東京）から商品名「ＳＮＳＣタイプ１２６０ Ｄ１」として入手可能なものが挙げられる。好適な市販のアルミナ繊維の例としては、Ｓａｆｆｉｌ（Ｗｉｄｎｅｓ（Ｅｎｇｌａｎｄ）から商品名「ＳＡＦＦＩＬ」として入手可能な多結晶アルミナ繊維が挙げられる。

他の好適な無機繊維の例としては、石英繊維、高シリカ含有量の非晶質及び結晶性繊維、アルミナ繊維及び高アルミナ繊維、非晶質及び結晶性アルミナ−シリカ繊維、酸化物及び非酸化物繊維、金属繊維、溶融物の吹き込み、紡績、牽引により形成された繊維、ゾル−ゲル形成無機繊維、有機前駆体から形成された繊維、ガラス繊維、溶出ガラス繊維、米国特許第５，７１４，４２１号に教示されているもののような生物分解性（別名：生体内溶解性）繊維、及び実質的に無機組成物の他の繊維が挙げられる。そのような無機繊維のそれぞれの表面の一部、大部分、又は全てを、有機及び／又は無機材料でコーティング又はサイジングするのが望ましい場合がある。好適な無機繊維は、単独で又は他の好適な無機繊維との組み合わせにおいて使用されてもよい。

一般的に言えば、ショットの相当量を含有する無機繊維は、ショットを含まない、又は部分的に浄化された無機繊維より安価である。しかしながら、ショットを含まない無機繊維は、一般に、より弾性のある物品（例えば、ウェブ、シート、マット）を提供する。そのようなショットを含まない無機繊維を用いて製造された実装マットは、室温への戻りを含めてあらゆる温度で保持力をより良好に維持することができる。したがって、本発明による無機繊維性材料は、無機繊維性材料の総乾燥重量に基づいて、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５重量パーセント未満、又は更には１０重量パーセント未満、又はそれより少ないショットを含有することが望ましく場合がある。

有用な有機結合剤としては、例えば、アクリルポリマー、ビニルポリマー（例えば、エチレン及びビニルアセテートを含むモノマーのコポリマー）、ポリウレタン、及びアニオン性基（例えば、末端基及び／又はペンダント側鎖基）を有するシリコーンポリマーのうちの１つ以上、又はこれらの任意の組み合わせを含むものを挙げることができる。有機結合剤は、水性アニオン安定化ポリマーエマルション（例えば、ラテックス）の形態であり得るが、場合によっては、溶媒系ポリマー結合剤、又は１００パーセント固形分のポリマー結合剤が有用であり得る。有機結合剤ポリマーは、３０℃、０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃未満、又は更には−４０℃未満のガラス転移温度を有し得るが、これは要件ではない。有機結合剤ポリマーは、エラストマーを含んでもよい。水性ポリマーエマルション（ラテックスエマルションを包含する）の形態の有用な有機結合剤としては、例えば、無機繊維性材料に所望の強度及び可撓性を提供するために好適な、アクリルポリマーエマルション、ポリウレタンエマルション、シリコーンポリマーエマルション、エポキシポリマーエマルション、ブチルゴムエマルション、ビニルポリマーエマルション、及びビニルアセテートポリマーエマルションのうちの任意の１つ又はこれらの任意の組み合わせを挙げることができる。好適な市販の水性ポリマーエマルションの例としては、例えば、Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）により市販される商品名「ＲＨＯＰＬＥＸ ＨＡ−８」（アクリルコポリマーの４４．５重量％固形分の水性エマルション）、及びＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ．）により市販される商品名「ＡＩＲＦＬＥＸ ６００ＢＰ」（５５％固形分のエチレンビニルアセテートコポリマー）として入手可能なもののうちの任意の１つ又はこれらの組み合わせを挙げることができる。有機結合剤はまた、少なくとも１つ以上の可塑剤を包含してもよい。可塑剤は、ポリマーマトリックスを軟化させる傾向があり、それによって無機繊維性材料の可撓性及び成形性に寄与する。有機結合剤はまた、例えば無機繊維性材料を共に保持するのを助けるために、１つ以上の粘着付与剤又は粘着付与樹脂を含んでもよい。好適な粘着付与剤の使用可能な例は、Ｅｋａ Ｎｏｂｅｌ，Ｉｎｃ．（Ｔｏｒｏｎｔｏ，Ｃａｎａｄａ）から商品名「ＳＮＯＷＴＡＣＫ ８１０Ａ」として市販されている。

凝集剤をスラリーの一構成成分として使用することは、有機結合剤と無機繊維とを互いに引き合わせるために望ましい。凝集剤は、典型的には、有機結合剤及び無機繊維がスラリー全体に均一に分布するのに十分な時間だけ混合された後に添加される。このように、凝集剤を使用することにより、廃水がスラリーから除去されるとき際に（例えば、無機繊維性材料の形成中に）、無機繊維及びスラリーの他の固形成分（例えば、膨張材料、充填剤、強化成分等）に十分な有機結合剤が確実に付着したままとなり、得られた無機繊維性材料を確実に取り扱うことができ、又は得られた無機繊維性材料が別様に所望の構造的完全性を確実に呈するのを助けることができる。本明細書で使用するとき、用語「廃水」は、スラリーが形成された後しばらくしてから（例えば、無機繊維性材料が形成されたとき）、又はスラリーが形成された後の他の時点でスラリーから除去される、水及びスラリーの他の構成成分を指す。

汚染防止装置（例えば、実装マット及び断熱材）、火炎止め、又は他のそのような用途用の不織布無機繊維性材料を製造する従来技術では、ミョウバン凝集剤が一般にスラリーで使用される。本発明者らは、そのようなミョウバン凝集剤が酸性ｐＨを示し、そのようなスラリーから除去された排水を、ミョウバン凝集剤又は他の酸性凝集剤を含有する後続のスラリーで使用した場合に、後続のスラリー中のミョウバン凝集剤が効力を失うように見受けられることを発見した。例えば、十分な無機繊維及び他の固形のスラリー構成成分（例えば、膨張材料、充填剤等の粒子）が、無機繊維性材料中に存在する十分な有機結合剤によって結合されないため、得られた不織布無機繊維性材料は、所望の特性（例えば、構造的完全性）を示すことができなくなる場合がある。

理論に束縛されることを意図しないが、（例えば、得られる不織布無機繊維性材料の構造的完全性の欠如として示される）後続スラリーの凝集不足は、廃水中の反応性凝集剤の残渣によって引き起こされると考えられ、この残渣は、有機結合剤、無機繊維、及び他の固形のスラリー構成成分が、後続スラリー全体にわたって均等に分布する機会を有する前に、後続スラリー中の有機結合剤の早期凝集を引き起こす。本明細書で使用するとき、早期凝集は、有機結合剤が最初に均等に分布されることなく（すなわち、有機結合剤が、スラリー全体にわたって均等に分布するように混合されることができる前に）、かつ無機繊維及びスラリーの他の任意の固形成分上に付着することなく、有機結合剤の２０重量％、２５重量％、３０重量％、３５重量％、４０重量％、４５重量％、５０重量％、５５重量％、６０重量％、６５重量％、７０重量％、７５重量％、８０重量％、８５重量％、９０重量％又は９５重量％超が、既に凝集しているか、ないしは別の方法で凝結していることを指す。

塩基性ｐＨを示す凝集剤もある（例えば、カルシウム、水酸化カルシウム、及びケイ酸ナトリウム）。そのような塩基性ｐＨ凝集剤を使用することにより、そのような塩基性ｐＨ凝集剤を使用して作製したスラリーの廃水が塩基性ｐＨを示すことになり、そのようなスラリーから除去した排水を、同一若しくは別の塩基性ｐＨ凝集剤、又は更には場合により酸性ｐＨ凝集剤を含有する後続スラリーで使用すると、後続スラリー中の凝集剤は、同じように効力を失うことになると考えられる。スラリーの凝集不足（例えば、得られる無機繊維性材料の構造的完全性の欠如）は、塩基性ｐＨ廃水中の反応性凝集剤の残存量によっても引き起こされると考えられ、この残存量は、有機結合剤、無機繊維、及び他の固形のスラリー構成成分が後続スラリー全体にわたって均等に分布する機会を有する前に、後続スラリー中の有機結合剤の早期凝集を引き起こす。同様に、酸性ｐＨ廃水（すなわち、廃水を酸性ｐＨにするのに十分な反応性凝集剤の残渣を含有している廃水）を、塩基性ｐＨ凝集剤、又は同一若しくは別の酸性ｐＨ凝集剤を使用した後続スラリーにおいて使用した場合、上述のように、酸性ｐＨ廃水の反応性により有機結合剤の早期凝集が生じる可能性があり、後続スラリー中の凝集剤は同じように効力を失うことになると考えられる。

本発明者らは、更に、無機繊維、有機結合剤、及び水のスラリーにおいてある凝集剤を使用すると、このスラリーから生成される廃水は、（例えば、無機繊維性材料を作製するために使用される場合に）後続スラリーに再利用されることができ、後続スラリー中の有機結合剤の有意な早期凝集又は沈殿を引き起こすことがないことを発見した。そのような凝集剤は、対応する排水のｐＨを中性に維持する又は中性にすることができ、そのような中性ｐＨの廃水を、同一又は類似の凝集剤を有する後続スラリーにおいて使用した場合、廃水が中性ｐＨであることにより、後続スラリーで使用されている凝集剤は、商業的に許容される無機繊維性材料を製造するのに十分な有効性を維持することが可能である。つまり、十分な量（すなわち、５０重量％、５５重量％、６０重量％、６５重量％、７０重量％、７５重量％、８０重量％、８５重量％、９０重量％、又は９５重量％超）の無機繊維及び他の固形のスラリー構成成分が、無機繊維性材料中に存在する十分な有機結合剤（例えば、凝集する、ないしは別の方法で沈殿する、及び十分な固形スラリー構成成分に付着するのに十分な有機結合剤）によって結合されるため、得られる無機繊維性材料は所望の特性（例えば、構造的完全性）を示す。そのような中性ｐＨ廃水は、任意の種類の凝集剤（すなわち、酸性ｐＨ凝集剤、塩基性ｐＨ凝集剤、又は中性ｐＨ凝集剤）が添加される後続スラリーを形成するために使用することができ、後続スラリー中の凝集剤の有効性に悪影響を与えないと考えられる。

理論に束縛されることを意図しないが、そのような中性ｐＨ廃水は、後続スラリーに悪影響を与えないと考えられ、それは、中性ｐＨ廃水が、後続スラリー中の有機結合剤の有意な早期凝集又は他の沈殿を引き起こすのに十分なだけの反応性凝集剤の残渣を含有していないためである。すなわち、有機結合剤及びスラリーの固形成分が、スラリー全体にわたって均等に分布する機会を有し、凝集剤がスラリーに添加されるまで、有機結合剤の有意な凝集は生じない。よって、本明細書使用するとき、用語「中性ｐＨ廃水」は、中性ｐＨを示す廃水に必ずしも限定されず、むしろ、反応性凝集剤残渣の含有量が十分に低く、中性ｐＨ廃水の使用が、後続スラリー中の有機結合剤の有意な早期凝集又は他の沈殿を生じさせない、あらゆる廃水を包含する。廃水中の反応性凝集剤の残渣の量は、廃水を形成するために使用するスラリー中に存在する反応性凝集剤の量の約０％から、１％刻みで、最大約５０％までの範囲、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、１％〜４０％、５％〜３０％等）であり得る。

したがって、本明細書で使用するとき、用語「中性ｐＨ凝集剤」は、凝集剤が示すｐＨに関わらず、「中性ｐＨ廃水」を生成する任意の凝集剤を指すものとする。本発明の中性ｐＨ凝集剤は、対応する中性ｐＨ廃水の、少なくとも約１０体積％（Ｖｏｌ．％）から、５体積％刻みで、約１００体積％まで（１００％を含む）（すなわち、少なくとも約１０体積％、１５体積％、２０体積％、２５体積％、３０体積％、３５体積％、４０体積％、４５体積％、５０体積％、５５体積％、６０体積％、６５体積％、７０体積％、７５体積％、８０体積％、８５体積％、９０体積％、９５体積％、又は１００体積％）を後続スラリーとして再利用させることができ、（例えば、スラリーから製造された無機繊維性材料の構造的完全性に影響を及ぼすことによって）後続スラリーにおける凝集（例えば、有機結合剤がスラリー全体にわたって均一又は均等に分布される前の早期凝集）に有意な程度の悪影響を与えない、任意の凝集剤であると考えることもできる。再利用される中性ｐＨ廃水の量は、商業的に有意であることが望ましい。中性ｐＨ廃水の再利用量は、廃水が排出される前にその量を前処理する必要がないことによる節約が商業的に有意である場合に、商業的に有意と考えられる。後続スラリーが、少なくとも約２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％又は７０％の再利用中性ｐＨ廃水を含有するのが商業的に好ましい場合がある。加えて、後続スラリーから形成される得られた無機繊維性材料が、構造的完全性（例えば、機械的完全性）及びその目的とする用途（例えば、汚染防止装置のための実装及び／又は断熱用途、排気システムの他の構成要素の断熱、火炎止め用途等）において機能するのに必要な他の特性を示す場合に、凝集の程度は、廃水の使用によって悪影響を受けたと考えられない。使用した中性ｐＨ凝集剤が廃水のｐＨを比較的中性に維持する場合に、所望の結果が得られている。

本発明による中性ｐＨ凝集剤は、特に従来のミョウバン凝集剤と比べて、単独で比較的中性のｐＨを示す凝集剤であり得る。そうであっても、（例えば、廃水から製造された後続スラリーの早期凝集を引き起こすことによって）廃水から製造された後続スラリーにおける凝集に該廃水が有意な程度の悪影響を与えるのに十分な反応性凝集剤が、抽出された廃水中に残らないか別様に残留しないほど、凝集剤が凝集時に高効率である場合には、単独で比較的酸性のｐＨ又は塩基性のｐＨを示す凝集剤もまた、本発明による中性ｐＨ凝集剤として機能することが可能である。したがって、中性ｐＨ凝集剤は、使用したときに、（ａ）結果として対応する廃水のｐＨが比較的中性を維持する、及び／又は（ｂ）廃水が後続スラリーに加えられたときに、結果として対応する廃水が後続の凝集に悪影響を与えない、若しくはそれに少なくとも寄与する、任意の凝集剤であってよい。よって、中性ｐＨ凝集剤の少なくともいくつかの実施形態がスラリーで使用された場合、本発明によると、スラリーから抽出された、得られた廃水は、特に従来のミョウバン凝集剤を使用した結果生じる廃水と比べて、比較的中性のｐＨを示し得る。

従来のミョウバン凝集剤はそのように効率が悪いので、望ましい凝集の程度を生じさせるためには、より多くのミョウバン凝集剤が必要となり、その結果、過剰な未反応の（すなわち、反応性の）ミョウバン凝集剤が廃水中に残留することになると考えられる。過剰な反応性凝集剤が存在することで、得られる廃水が比較的酸性のｐＨを有する可能性がある、及び／又は、さもなければ、反応性凝集剤を含有する廃水を用いて製造された後続スラリー中に早期凝集が生じる可能性がある。更に、十分な凝集を得るために必要な従来のミョウバン凝集剤の量は、本発明による少なくともいくつかの中性ｐＨ凝集剤を使用した場合に必要となる量の１０倍以上であり得ることが見出された。よって、本発明による中性ｐＨ凝集剤（例えば、Ｍｉｄ Ｓｏｕｔｈ ９３０７Ｃ）は、比較的少量で使用することができ（特に従来のミョウバン凝集剤と比べて）、それでも尚十分な凝集を生成することができるほど高効率であるのものを包含し得る。

本発明の文脈において、前回の又は初期のスラリーから得た廃水の商業的に有意な量を後続スラリーに加えたとき、有機結合剤及び固形成分が混合されて後続スラリーの中に均等に分布する前に、スラリーの中の有機結合剤の早期凝集又は沈殿が生じない場合に、廃水のｐＨは中性であると考えられる。廃水が十分に中性のｐＨ廃水である場合、後続スラリーから形成された無機繊維性材料（例えば、平坦な若しくは湾曲したシート、単一ピース若しくはマルチピース切頭コーン、又は任意の他の所望の２次元若しくは３次元形状の形態）は、構造的に存続可能である（例えば、バラバラにならずに取り扱う及び設置することができる）、ないしは別様に商業的に実現可能である（例えば、実装マット、断熱シート、端部コーンインサート、又はその目的とする用途、例えば、汚染防止装置において若しくは火炎止めとして適している他の２次元若しくは３次元の繊維構造体として使用することができる）。

中性ｐＨ凝集剤として有用な凝集剤としては、カチオン性基を有する有機ポリマーを含むものを挙げることができる。要件ではないが、そのような凝集剤ポリマーは、水膨潤性、水可溶性、又は水分散性であり得る。好適な中性ｐＨ凝集剤の例としては、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロライド）（以後、ＰＤＡＤＭＡＣ）及びジメチルアミンとエピクロロヒドリンとのコポリマーの溶液（典型的には水性）又は分散体を挙げることができる。任意追加的に、中性ｐＨ凝集剤は、金属カチオン（例えば、アルミニウム）を更に含んでもよく、これは、解離した錯体で（例えば、ハイドレート、クロライド、又はクロロハイドレート）、又はポリマー形態で（例えば、ポリ（メタルオキサイド）又はオキシクロライドとして）存在してもよい。

中性ｐＨ凝集剤として使用するのに好適な市販の凝集剤の例としては、Ｇａｒｒａｔｔ Ｃａｌｌａｈａｎ（Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から商品名「ＦＯＲＭＵＬＡ ７６４４」（ＰＤＡＤＭＡＣの水溶液）、「ＦＯＲＭＵＬＡ ７６４３」、「ＦＯＲＭＵＬＡ ７６４２」、「ＦＯＲＭＵＬＡ ＡＨ−４２３」、「ＦＯＲＭＵＬＡ ７６０２」、「ＦＯＲＭＵＬＡ ７６０３」、「ＦＯＲＭＵＬＡ ７５５２」、「ＦＯＲＭＵＬＡ ７６２２」、「ＦＯＲＭＵＬＡ ７６５５」、又は「ＦＯＲＭＵＬＡ ７５６８」として；Ｍｉｄ−Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｒｉｎｇｏｌｄ，Ｌｏｕｉｓｉａｎａ）から商品名「ＭＰ ９３０７」（ジメチルアミンとエピクロロヒドリンとのコポリマーの水溶液であると考えられている）として；Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）から商品名「ＺＥＴＡＧ ７１２５」（ＰＤＡＤＭＡＣの水溶液）、「ＺＥＴＡＧ ７１２７」（ＰＤＡＤＭＡＣの水溶液）として；並びに、Ｈａｗｋｉｎｓ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から商品名「ＡＲＣＴＩＣＦＬＯＣ ＡＦ１２１０４」（ＰＤＡＤＭＡＣの水溶液）、「ＡＱＵＡ ＨＡＷＫ ２９８７」（ポリアルミニウムヒドロキシクロライド及びカチオン性有機ポリマーの水溶液）、「ＡＱＵＡ ＨＡＷＫ １０１」（ポリアルミニウムヒドロキシクロライド及びポリ（第４級アミン）の水溶液）、「ＡＱＵＡ ＨＡＷＫ ４２７」（ポリアルミニウムヒドロキシクロライド及びポリ（第４級アミン）の水溶液）、及び「ＡＱＵＡ ＨＡＷＫ ２７５７」（アルミニウム系ポリ無機物及びカチオン性有機ポリマーの水溶液）として入手可能なもの、並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。ポリアミンは、プロトン化した（すなわち、カチオン性及びポリカチオン性の）形態と平衡して水性媒体中に存在することが認められることになる。

スラリー中に存在する凝集剤の割合は、ミョウバン凝集剤であるか中性ｐＨ凝集剤であるかに関わらず、スラリー中の固体要素（例えば、結合剤、繊維、充填剤、膨張材料等）の重量に基づく。例えば、非膨張不織布繊維性材料を製造する場合、使用される中性ｐＨ凝集剤の割合は、主に、スラリーの有機結合剤及び無機繊維含有量の重量に基づいてもよい。膨張不織布繊維性材料を製造する場合、使用される中性ｐＨ凝集剤の割合は、主に、スラリーの有機結合剤、無機繊維、及び膨張材料含有量の重量に基づいてもよい。スラリーで使用した水の量は、必要となる中性ｐＨ凝集剤の量に影響を与える場合がある。一般に、スラリーの含水量が増加するにつれて、所与の量のスラリー固形物（例えば、有機結合剤及び無機繊維）に対して必要となる凝集剤の量が多くなる。これは、追加の水がスラリーに加えられると、スラリー中の凝集剤の濃度が低下するためであると考えられる。

一般に、中性ｐＨ凝集剤は、使用される有機結合剤（例えば、乳化性有機ポリマー結合剤）を凝集させるのに有効な量で使用される。使用される中性ｐＨ凝集剤の量が、従来使用されているミョウバン凝集剤の量よりも著しく少ない場合でも、望ましい結果が得られた。他の量を用いることも可能であるが、中性ｐＨ凝集剤（固形分基準）は、通常使用される従来のミョウバン凝集剤の量よりも著しく少ない量でスラリー中に存在するのが望ましい場合がある。例えば、使用される中性ｐＨ凝集剤の量は、スラリー構成成分の乾燥重量に基づいて、少なくとも約０．２％から、０．１％刻みで、約５％まで（５％を含む）、場合によっては約１０％までの範囲内、及びこれらの間の任意の範囲内（例えば、少なくとも約０．２５％から約５％、４％、３％、２％、又は１％まで（５％、４％、３％、２％、又は１％を含む）の範囲内）であり得る。それに対して、従来のミョウバン凝集剤は、少なくとも５％超から、更には場合により５０％までの量で使用される必要がある。典型的な用途では、ミョウバン凝集剤は約２０％の量で使用されているが、中性ｐＨ凝集剤は約１％の量で使用されている。

表１（下記）は、本発明による中性ｐＨ凝集剤として有用であり得る凝集剤を列挙する。

本発明の以前には、スラリーから無機繊維性材料を製造する従来の方法からの排水は、廃棄される（例えば、貯蔵池、許可されている場合には下水道などに）、又は、廃水を再使用又は廃棄できるようにする前に、費用のかかる水処理に供される必要があった。本発明は、スラリーを作製するために使用される水の少なくとも約１０％から、１．０％刻みで、約１００％まで（更には場合により約１００％を含む）（例えば、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％又は９５％、更には場合により１００％）を形成するように、廃水の全て、ほとんど、又は少なくとも有意な量を再使用又は再利用できるようにする。スラリーで必要な水の残部（もしあれば）は、例えば、住宅用水又は商用水道水供給元のような供給源からの、ある量の比較的きれいな水である（すなわち、廃水ではない）。

使用される廃水の量は、得られるスラリー組成物の一貫性を制御し維持する能力に依存し得る。スラリー組成物の一貫性は、得られる無機繊維性材料の特性がスラリーごとに同じであるか否かに影響を及ぼし得る。無機繊維性材料の各バッチ又はランの特性の一貫性は、商業的に望ましくあり得る。更に、廃水のｐＨは比較的中性に保たれているので、廃水は、特別な又は費用のかかる水処理を施さずに又はあまり施さずに、より簡単に廃棄する又は捨てることができる。例えば、本発明に従って作製された中性ｐＨ廃水を、ほとんどの地方自治体の下水道に直接廃棄する、又は、下水道に廃棄する前に、中性ｐＨ廃水をある量の比較的きれいな水（すなわち、廃水ではない）で最初に希釈するくらいで廃棄することを、許容することができる。

任意追加的に、本発明による不織布繊維性材料は、所望の最終用途に応じて、１つ以上の膨張材料を含んでもよい。膨張材料は、未膨張、部分膨張、又はこれらの混合物であってよい。例えば、約５００℃超える温度で使用する場合、未膨張のバーミキュライト材料が約３００℃〜約３４０℃の温度範囲で膨張を開始するため、適している。これは、膨張する金属ハウジングと、触媒コンバータ内のモノリスとの間の膨張格差を埋めるのに有用である可能性がある。例えばディーゼル用モノリス又は微粒子フィルタなど、約５００℃未満の温度で使用する場合、膨張可能なグラファイト、又は膨張可能なグラファイトと未膨張バーミキュライト材料との混合物が好ましい場合があるが、膨張可能なグラファイトが約２１０℃で膨張（expand）又は膨張（intumesce）を開始するからである。処理済みバーミキュライトも有用であり、通常は約２９０℃の温度で膨張する。

有用である可能性のある膨張材料の例としては、未膨張のバーミキュライトフレーク又は原鉱、処理した未膨張バーミキュライトフレーク又は原鉱、部分的脱水バーミキュライト原鉱、膨張可能なグラファイト、膨張可能なグラファイトと、処理した又は未処理の未膨張バーミキュライト原鉱との混合物、ハイドロバイオタイト、米国特許第３，００１，５７１号（Ｈａｔｃｈ）に記載された水膨張性合成フッ素四ケイ素雲母（tetrasilicic fluorine type mica）、米国特許第４，５２１，３３３号（Ｇｒａｈａｍら）に記載されたアルカリ金属シリケート粒剤、加工した膨張可能ケイ酸ナトリウム（例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから商品名「ＥＸＰＡＮＴＲＯＬ」として市販されている不溶性のケイ酸ナトリウム）、及びこれらの混合物が挙げられる。市販の膨張可能なグラファイト材料の例は、ＵＣＡＲ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｏ．（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ）から商品名「ＧＲＡＦＯＩＬ Ｇｒａｄｅ ３３８−５０」膨張可能グラファイトフレークとして入手可能なものである。処理済み未膨張バーミキュライトフレーク又は原鉱としては、イオン交換塩（例えば、リン酸二水素アンモニウム、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム、又は当該技術分野において既知の他の好適な化合物）によるイオン交換などのプロセスによって処理された、未膨張のバーミキュライトが挙げることができる。

本発明による不織布繊維性材料を形成する工程は、例えば、従来の湿式法などの任意の好適な技術を用いて行われ得る。スラリーを使用して不織布繊維性材料を形成するためのそのような方法の１つは、旧来の湿式不織布製紙技術であり得る。簡潔に述べると、かかる方法は、スラリー構成成分を一緒に混合する工程と、得られたスラリーを、ワイヤーメッシュ、スクリーン、又は他の多孔質表面上に沈積させて（例えば、注いで）水の大部分を除去する工程と、を含み得る。概ね２次元のシートが得られ、次にこれを乾燥させて不織布繊維性材料を形成する。次に、不織布繊維性材料は、（例えば、打抜き、レーザー切断等によって）シート及びマットのような所望の最終形態に変換され得る。他の湿式タイプの形成方法は、成形型キャビティを有する成形型の使用を含み得、その場合、スラリーは成形型キャビティの中に注がれ、ないしは別の方法で沈積され、廃水は、（例えば、成形型キャビティの少なくとも一部を画定するメッシュ、スクリーン、又は他の多孔質表面若しくは穿孔面を介して廃水を吸引する又は抜くために真空を用いることによって）除去される。そのような成形型を使用して、予備形態又は所望の最終形態（例えば、２次元又は３次元形状）を有する不織布繊維性材料を形成することができる。そのような形成方法は、段階的、バッチ、及び／又は連続方式のうちの任意の１つ又は任意の組み合わせで行うことができる。

スラリーを作製するとき、沈積工程の直前に、任意の膨張材料及びより高密度の充填剤（使用される場合）のようなより高密度の材料を、より少容量の混合容器の中のスラリーに、一定速度で添加してもよい。そのような材料を含有するスラリーを十分に攪拌して、メッシュ若しくはスクリーン上に又は成形型の中にスラリーを沈積させる前に、これらのより高密度の材料（典型的には粒子の形態である）が混合タンクの中に沈降するのを防止する。こうしたスラリーは、より高密度の材料の望ましくない沈降を防ぐために、典型的には、メッシュ若しくはスクリーン上に、又は成形型の中に沈積させたほぼすぐ後に又は直後に部分的に脱水されるべきである。スラリーの真空脱水が望ましくい場合がある。更なる脱水又は乾燥に有用な方法は、当該技術分野において既知のように、脱水されたスラリーを、例えば、圧縮又は加圧ローラーを通してウェットプレスし、続いて、得られた不織布繊維性材料を任意の加熱されたローラーに通過させ、続いて、強制熱風乾燥を行うことを含み得る。成形型を使用して不織布繊維性材料又はその構造体を製造する場合、雌モールド型のキャビティの中で脱水されたスラリーを形成した後、脱水されたスラリーをウェットプレスするように、加圧下で相手の雄モールド型を成形型キャビティに挿入し、予備形態又は所望の最終形態（例えば、２次元又は３次元形状）を有する、得られる不織布繊維性材料を形成することができる。あるいは、脱水されたスラリーを雄モールド型の表面上で形成した後、脱水されたスラリーをウェットプレスするように、加圧下で雌モールド型キャビティに嵌合して、予備形態又は所望の最終形態（例えば、２次元又は３次元形状）を有する、得られる不織布繊維性材料を形成することができる。

そのような押圧操作はまた、得られる不織布繊維性材料の厚さを低減させる及び／又は密度を増加させることができる。得られる不織布繊維性材料は、繊維性材料中の有機結合剤を使用して、所望の厚さ及び／又は密度を有するように作製されることができ、この有機結合剤は、不織布繊維性材料が圧縮状態にある間に、（例えば、有機結合剤を架橋及び／又は固化することによって）硬化又は固化させることができる。例えば、有機結合剤が熱硬化型である場合、圧縮した不織布繊維性材料に熱を加えて、必要な程度まで硬化させることができる。一旦有機結合剤が硬化すると、繊維性材料は、押圧操作が完了し、不織布繊維性材料が取り除かれた後であっても、所望の厚さ及び／又は密度を維持することができる。

本発明による不織布繊維性材料は、乾燥重量基準で、約３０パーセントから、約０．５パーセント刻みで、約９９．５パーセントまで（９９．５パーセントを含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、約４０〜約９８．５重量パーセント、約５０〜約９８重量パーセント、約６０〜約９７．５重量パーセント、又は約７０〜約９７重量パーセント）の無機繊維を含むことができる。不織布繊維性材料はまた、有機結合剤を、約０．５重量パーセントから、約０．５重量パーセント刻みで、約１５重量パーセント（１５重量パーセントを含む）範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、約０．５、１．０、又は１．５重量パーセントから、約３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５重量パーセントまで（３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５重量パーセントを含む））で含むことができる。火炎止め用途では、機結合剤含有量はこれより高くてもよい。任意追加的に、不織布繊維性材料は、約１５重量パーセントから、約１重量パーセント刻みで、約７０重量パーセントまで（７０重量パーセントを含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、約２０重量パーセントから約６０重量パーセントまで（６０重量パーセントを含む））の膨張材料を含むことができる。しかしながら、これらの範囲外の組成物の使用が望ましい場合もある。膨張材料及び他のそのような材料を含まない実施形態では、乾燥重量基準で、無機繊維の割合は、少なくとも約８５重量パーセント（例えば、少なくとも９０、９１、９２、９３、９４、９５重量パーセント、又はそれ以上）であるのが望ましい場合があるが、より低い重量パーセントを使用してもよい。

本発明の不織布繊維性材料は、任意追加的に、１種以上の無機充填剤、無機結合剤、有機繊維、及びこれらの任意の組み合わせ又は混合物を含有してもよい。使用可能な充填剤の例としては、層剥離バーミキュライト、中空のガラスミクロスフェア、パーライト、アルミナ三水和物、リン酸マグネシウム六水和物、炭酸カルシウム、及びこれらの混合物を挙げることができる。充填剤は、不織布繊維性材料の乾燥重量で、０パーセントから、１パーセント刻みで、約５０パーセントまで（５０パーセントを含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、又は５０パーセントまで（１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、又は５０パーセントを含む））のレベルで、不織布繊維性材料中に存在してもよい。使用可能な無機結合剤の例としては、雲母粒子、カオリン粘土、ベントナイト粘土、及び他の粘土様鉱物を挙げることができる。無機結合剤は、不織布繊維性材料の乾燥重量で、０から、１パーセント刻みで、約５０パーセントまで（５０パーセントを含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、約１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、又は５０パーセントまで（１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、又は５０パーセントを含む））のレベルで、不織布繊維性材料中に存在してもよい。任意追加的に、有機繊維（例えば、短繊維又はフィブリル化繊維）を、例えば、加工中の湿潤強度、及び目的とする用途（例えば、汚染防止装置内にキャニングされるかないしは別の方法で設置される前のマット状又はシート状実装材料）における乾燥強度及び弾力性を提供するために、本発明の不織布繊維性材料に含ませてもよい。しかしながら、一般的に、有機構成成分は、使用中にそれらの燃焼温度を超える温度で燃焼除去されると、好ましくない結果（例えば、煙及び悪臭）の一因となり得るので、特に汚染防止装置用途においては、有機繊維及び他の有機材料の含有量を最小限に抑えるのが望ましい場合がある。本発明による不織布繊維性材料に含ませることが可能な他の添加剤又は加工助剤としては、消泡剤、界面活性剤、分散剤、湿潤剤、沈殿を助ける塩、殺真菌剤、及び殺菌剤を挙げることができる。

本発明による不織布繊維性材料は、（例えば、汚染防止装置における）目的とする用途に適した物理的特性を有するように配合されるが、所望により、異なる物理的特性を有して配合されてもよい。例えば、不織布繊維性材料は、６インチ（１５．２４ｃｍ）、５インチ（１２．７０ｃｍ）、４インチ（１０．１６ｃｍ）、３インチ（７．６２ｃｍ）、２インチ（５．０８ｃｍ）、１インチ（２．５４ｃｍ）、３／４インチ（１．９１ｃｍ）、又は更には１／２インチ（１．２７ｃｍ）の直径を有するマンドレルを使用する可撓性試験（以下で述べる）に合格するだけの十分な可撓性を有することが望ましい場合がある。更に、本発明の不織布繊維性材料は、引張強度試験（以下で述べる）に従って、少なくとも７．３ポンド／平方インチ又はｐｓｉ（５０ｋＰａ）、１０．７ｐｓｉ（７５ｋＰａ）、又は１４．５ｐｓｉ（１００ｋＰａ）の引張強度を有することが望ましい場合がある。

本発明による不織布繊維性材料は、縁部保護材料を更に含んでもよい。好適な縁部保護材料の例としては、米国特許第５，００８，０８６号（Ｍｅｒｒｙ）に記載される、縁部の周囲に巻装されるステンレススチールワイヤースクリーン、及び米国特許第４，１５６，５３３号（Ｃｌｏｓｅら）に記載される、編まれた又はロープ状のセラミック繊維編み材料又は金属ワイヤー材料が挙げられる。縁部保護材料はまた、例えば欧州特許第６３９７０１ Ａ１号（（Ｈｏｗｏｒｔｈら）、同第６３９７０２ Ａ１号（（Ｈｏｗｏｒｔｈら）、及び同第６３９７００ Ａ１号（Ｓｔｒｏｏｍら）に記載されるようなガラス粒子を有する組成から形成されてもよい。好適な縁部保護材料の他の例としては、米国特許第５，８８２，６０８号（Ｓａｎｏｃｋｉら）に記載される、多結晶及びその他の不織布繊維性材料のストリップが挙げられる。

図１は、本発明による不織布繊維性材料の代表的な使用を示す。すなわち、触媒コンバータなどの汚染防止装置１０である。汚染防止装置１０は、一般に端部コーン領域と呼ばれる概ね円錐形の入口１４及び出口１６を有するハウジング１２を備えている。ハウジング２１２は、一般に缶又はケーシングと呼ばれ、通常は金属（例えば、ステンレス鋼）から作製される。典型的には、ハウジング１２内に配設されるのは、セラミック又は金属材料により作製されたモノリシック構造体１８であり、これは触媒でコーティングされてもよい。断熱実装材料のマット２２は、ハウジング１２内のモノリシック構造体１８を取り囲んで固定する。モノリシック構造体１８は、例えば、触媒コンバータ要素又はディーゼル微粒子フィルタ要素であってもよい。本発明による不織布繊維性材料は、マット２２として使用することができる。金属ハウジングの入口１４及び出口１６端部コーン領域のそれぞれは、内側端部コーンハウジング２８及び外側端部コーンハウジング２６を含む。入口１４及び出口１６を形成する端部コーンハウジングは、同一の又は異なる形状を有していてもよい。断熱材３０が、内側端部コーンハウジング２８と外側端部コーンハウジング２６との間に位置付けられ得る。本発明による不織布繊維性材料は、断熱材３０として使用されてもよい。

本発明による、実装マット２２の形態の不織布繊維性材料は、触媒コンバータ又はディーゼル微粒子フィルタと同様な様式で、モノリス１８とハウジング１２との間に配設されてもよい。これは、例えばモノリス１８を実装マット２２で包み、包まれたモノリスをハウジング１２に挿入することによって行うことができる。同様に、端部コーン形状の不織布繊維性材料３０は、最初に、各内側端部コーンハウジング２８上に配置され、次に、外側端部コーンハウジング２６が断熱材３０の上に配置されて、内側端部コーンハウジングに対して適所に溶接される。多くの汚染防止装置は、当該技術分野において周知であり、例えば、触媒コンバータ、エンドコーンサブアセンブリ、並びにディーゼル微粒子トラップ及びフィルタが挙げられる。かかる装置に関する更なる詳細は、例えば、米国特許第５，８８２，６０８号（Ｓａｎｏｃｋｉら）及び米国特許出願公開第２００６／０１５４０４０ Ａ１号（Ｍｅｒｒｙ）に見出すことができる。

本発明による不織布繊維性材料は、目的とする用途に適した任意の寸法及び／又は厚さを有することができる。しかしながら、汚染防止装置で用いる場合、代表的な不織布繊維性材料の厚さは、キャリパー測定の一般手順（以下に開示）に従って、典型的には、約０．１インチ（０．３ｃｍ）から、約０．１インチ（０．３ｃｍ）刻みで、約２インチ（５ｃｍ）まで（２インチ（５ｃｍ）を含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、約０．１インチ（０．３ｃｍ）、０．１５インチ（０．３８ｃｍ）、又は０．２インチ（０．５ｃｍ）から、約０．３、０．５、０．７、又は１インチ（０．８、１．３、１．８、又は２．５ｃｍ）まで（０．３、０．５、０．７、又は１インチ（０．８、１．３、１．８、又は２．５ｃｍ）を含む）、あるいはそれ以上である。汚染防止装置用で用いる場合、本発明による不織布繊維性材料は、典型的には、約４００グラム／平方メートル（ｇｓｍ）から、約１００ｇｓｍ刻みで、約１５０００ｇｓｍまで（１５０００ｇｓｍを含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、約７００、１０００、１５００、又は２０００ｇｓｍから、約５０００、１００００、又は１５０００ｇｓｍまで（５０００、１００００、又は１５０００ｇｓｍを含む））の乾燥坪量を有する。本本発明による非膨張不織布繊維性材料は、典型的には、約４００ｇｓｍから、約１００ｇｓｍ刻みで、約２５００ｇｓｍまで（２５００ｇｓｍを含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、約１０００ｇｓｍから約１５００ｇｓｍまで（１５００ｇｓｍを含む））の乾燥坪量を有する。本発明による膨張不織布繊維性材料は、典型的には、約１２００ｇｓｍから、約１００ｇｓｍ刻みで、約１５０００ｇｓｍまで（１５００ｇｓｍを含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、約２４００ｇｓｍから約８０００ｇｓｍまで（８０００ｇｓｍを含む））の乾燥坪量を有する。

試験方法
可撓性試験（亀裂試験）
試験される標本を僅かに曲げることにより両側に既に亀裂がないことを、目視検査することにより確認する。亀裂のある標本は使用されるべきではない。試験される標本の１インチ幅ストリップ（１つ又は複数）を、ステンレス抜き型を使用して、最小でも４インチ（１０ｃｍ）の長さに切断する。ストリップの１つの面を、直径６インチ（１５．２４ｃｍ）の円筒形マンドレル（長さが少なくとも２インチ（５．１ｃｍ））の周りに１８０°（半分）まで、ストリップがマンドレルの周りにあることを確実にし、かつ少なくとも３０秒間保持するのに必要な最小限の力を用いてそっと巻く。繊維分離又は亀裂についてストリップを目視検査する。繊維分離又は亀裂のいずれかが観察されるまで、５インチ（１２．７０ｃｍ）、４インチ（１０．１６ｃｍ）、３インチ（７．６２ｃｍ）、２インチ（５．０８ｃｍ）、１インチ（２．５４ｃｍ）、０．７５インチ（１．９１ｃｍ）、０．５インチ（１．２７ｃｍ）の直径を有する、次第により小さくなる直径のマンドレルを使用して繰り返す。亀裂が目視観察されるまで継続する。取るに足りない又は表面的な亀裂以外のいずれの繊維分離又は亀裂も目視観察されない場合、標本は可撓性試験に合格する。

引張強度試験
キャリパー測定手順（上記）に従ってキャリパーを測定した後、試験される標本を、幅１インチ（２．５ｃｍ）×長さ７インチ（１８ｃｍ）のストリップに切断する。１つのストリップの各末端部を、試料の破断点におけるピーク引張荷重を記録できる好適な荷重フレーム中の１インチ平方の空気式グリップの中に、グリップの各末端部間にストリップの６インチ（１５ｃｍ）が存在するようにクランプする。次に、１インチ（２．５４ｃｍ）毎分の速度でストリップを引き離し、破断する前にサンプルが支持したピーク荷重を記録する。引張強度は、分裂した試料の幅とキャリパーを乗じることによって計算された断面積で除したピーク荷重として定義される。

キャリパー測定の一般手順
デジタルマイクロメータを、滑らかな金属ベースプレート上に載置される円筒形重荷の上に定置されたときにゼロインチ（０ｃｍ）を示すように較正する。円筒形重荷は、２．５インチ（６．３５ｃｍ）のベース直径を有し、０．７１２ｐｓｉ（４．９ｋＰａ）の圧力を加えるのに十分な重量を有する。円筒形重荷は次に、測定される標本（例えば、シート）の上に定置され、較正されたデジタルマイクロメータを重荷の上に定置することにより、標本のキャリパーが決定される。

不織布繊維性材料を調製するための代表的な手順

（実施例１）
４０００ｍＬの水道水を１ガロンのワーリングブレンダーに加える。７０ｇのＣＥＲＡＦＩＢＥＲ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｅｒａｍｉｃｓ（Ａｕｇｕｓｔａ，Ｇｅｏｒｇｉａ）製）をブレンダーに加える（繊維は予め約２０％のショット含有量に浄化され、１０５０℃でアニール処理されている）。ブレンダーを低速で５秒間動作させる。得られたスラリーを混合用容器に注ぎ込み、固形分を懸濁し続けるように、気流型混合機を使用して中速度で攪拌し続ける。１．７３ｇの消泡剤（Ｈｅｎｋｅｌ（Ｅｄｉｓｏｎ Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）製のＦｏａｍａｓｔｅｒ １１１）を添加した後、９．０ｇのエチレンビニルアセテートターポリマーラテックス（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ製の商品名ＡＩＲＦＬＥＸ ６００ＢＰ、５５重量パーセント固形分）を添加する。次に、混合開始から約１分後に、１．５ｇの凝集剤（Ｍｉｄ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ製のＭＰ９３０７Ｃ）を添加する。混合を１〜３分間継続する。混合機を取り除き、内容物を、８インチ×８インチ（２０．３ｃｍ×２０．３ｃｍ）シートフォーマー又は成形型に注ぎ込み、水抜きする。シートフォーマーは、例えば、４つの固体側壁（内寸８インチ×８インチ）と、有孔底部（例えば、スクリーンで形成される）とを有することができ、穿孔は、水を通過させることができると同時に、スラリーからの固形分の大部分（全部ではないが）を保持するようにサイジングされる。吸取紙のシート数枚を水抜きされたシートの上に広げ、のし棒を用いて水抜きされたシートを３回延ばした後、のし棒を除去し、シートを１３〜１４ｐｓｉ（９０〜９７ｋＰａ）の表面圧力で、吸取紙の間で５分間圧搾する。次に、シートを１５０℃にて強制空気オーブン中で１０〜１５分間乾燥させ、試験前に雰囲気に曝しながら一晩平衡化させる。

（実施例２）
水道水を２０００ｍＬ、及び廃水を２０００ｍＬ使用したことを除いて、実施例１に関してすでに説明した通りに繊維性シートを作製する。実施例１と同様にスラリーを作製することによって廃水を得たが、スラリーは、シート成形装置に注ぎ込むのではなく、フィルターバッグを通して濾過し、固形分の大部分又は全てを除去した。廃水のｐＨをｐＨ試験紙で測定したところ、約７．３６であった。

表３及び４に示されていることを除いて、実施例１に関して既に説明した通りに実施例３、５、７、９、１１、１３、及び１５を作製した。表３及び４に示されていることを除いて、実施例２に関して既に説明した通りに実施例４、６、８、１０、１２、及び１４を作製した。

^＊−浄化及びアニール処理済み
^＊＊−アルミン酸ナトリウム／ミョウバン（最初の数字がアルミン酸ナトリウムであり、２つ目の数字がミョウバンである）

^＊−４”で亀裂試験結果はＯＫ
^＊＊−燃焼除去された有機物の量
^＊＊＊−アルミン酸ナトリウム及びミョウバン

追加の実施形態
不織布繊維性材料の製造方法の実施形態
１．不織布繊維性材料の製造方法であって、
例えば、廃水、比較的きれいな水（例えば、通常の住宅用水、商用水道水、又はスラリーで使用するのに商業的に許容され、かつ廃水でない任意の他の水）などの水と、１種又は複数種の第１の無機繊維と、１種以上の第１の有機結合剤と、第１の中性ｐＨ凝集剤と、を含む第１のスラリーを準備することと、
第１のスラリーからある量の第１の廃水を（例えば、重力、圧搾を用いることによって、及び／又は第１のスラリーに対して真空若しくは他の吸引力を加えることによって）分離ないしは別の方法で除去することと（例えば、第１の不織布繊維性材料の形成前、形成中、若しくは形成後に除去される、あるいは別様に第１のスラリーから除去される）、
任意追加的に、第１のスラリーから第１の不織布繊維性材料（例えば、平坦な若しくは湾曲したシート、単一ピース若しくはマルチピース切頭コーン、又は任意の他の所望の２次元若しくは３次元形状の形態）を形成する（例えば、湿式抄紙法、成形法等によって）ことと、
ある量の第１の廃水（例えば、第１の不織布繊維性材料の形成前、形成中、若しくは形成後に除去される、あるいは別様に第１のスラリーから除去される）と、廃水でない任意の量の比較的きれいな水と、第１のスラリーで使用したものと同一の及び／又は異なる１種又は複数種の第２の無機繊維と、第１のスラリーで使用したものと同一の及び／又は異なる１種以上の第２の有機結合剤と、第１のスラリーで使用した凝集剤と同一の及び／又は異なる第２の凝集剤と、を含む第２のスラリーを準備することと、
第２のスラリーから第２の不織布繊維性材料（例えば、平坦な若しくは湾曲したシート、単一ピース若しくはマルチピース切頭コーン、又は任意の他の所望の２次元若しくは３次元形状の形態）を形成する（例えば、湿式抄紙法、成形法等によって）ことと、を含み、
第１の廃水を第２のスラリーに加えることが、第２のスラリー中の第２の有機結合剤の凝集に悪影響を与えない、方法。例えば、第２のスラリー中で第１の廃水を使用したことに起因する第２の有機結合剤の有意な早期凝集を、第２のスラリーが示さない場合に、第２のスラリー中の第１の廃水は、第２のスラリー中の第２の有機結合剤の凝集に悪影響を与えないと見なすことができる。

好ましくは、第１の中性ｐＨ凝集剤を使用することにより、第１の廃水が比較的中性のｐＨを維持する。第２の廃水の中性ｐＨは、唯一又は主に、第２の中性ｐＨ凝集剤によるものであり、第１の中性ｐＨ凝集剤は、第２の廃水の中性ｐＨの維持を殆ど又は全く助けないと考えられる。不織布繊維性材料は、例えば、平坦な又は湾曲したシート若しくはマットの形態、単一ピース若しくはマルチピース切頭コーンの形態、又は任意の他の所望の２次元若しくは３次元形状の形態であり得る。更に、不織布繊維性材料は、様々な用途において好適となるように、機能的に適合される（すなわち、寸法設定、組成、及び／又は構成される）ことができる。概して、得られる不織布繊維性材料は、断熱材、防音材（acoustic insulation）等として使用するのに好適であり得る。無機材料を含有していることから、不織布繊維性材料は、例えば、汚染防止装置において（例えば、実装マット、断熱シート、若しくは端部コーンインサート等として）、又は火炎止め若しくは火炎止め物品の構成要素としてなど、高温用途で使用されるのが望ましい場合がある。しかしながら、本発明の不織布繊維性材料は、本明細書に記載又は特定されるように使用されることのみに必ずしも限定されない。

２．第１のスラリーから第１の不織布繊維性材料を形成することを更に含む、実施形態１に記載の方法。
３．第１のスラリーから第１の不織布繊維性材料を形成している間に、ある量の第１の廃水が第１のスラリーから分離ないしは別の方法で除去され、第１の無機繊維は第１の不織布繊維性材料に形成される、実施形態２に記載の方法。
４．第２のスラリーが、ある量の比較的きれいな水を含む、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の方法。
５．第２の凝集剤が、第１のスラリーで使用した凝集剤同一の及び／又は異なる凝集剤である第２の中性ｐＨ凝集剤を含み、上記方法が、
第２のスラリーからある量の第２の廃水を分離ないしは別の方法で除去することを更に含む（例えば、第２の不織布繊維性材料の形成前、形成中、若しくは形成後に除去される、あるいは別様に第２のスラリーから除去される）、実施形態１〜４のいずれか１つに記載の方法。
６．第２のスラリーから第２の不織布繊維性材料を形成している間に、ある量の第２の廃水が第２のスラリーから分離ないしは別の方法で除去され、第２の無機繊維は第２の不織布繊維性材料に形成される、実施形態５に記載の方法。
７．第２の凝集剤が、第１のスラリーで使用した凝集剤と同一の及び／又は異なる凝集剤である第２の中性ｐＨ凝集剤を含む、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の方法。
８．第２の凝集剤が、第１のスラリーで使用した凝集剤と同一の又は異なる凝集剤である第２の中性ｐＨ凝集剤を含み、上記方法が、
第２のスラリーからある量の第２の廃水を分離ないしは別の方法で除去することと（例えば、第２の不織布繊維性材料の形成前、形成中、若しくは形成後に除去される、あるいは別様に第２のスラリーから除去される）、
ある量の第２の廃水（例えば、第２の不織布繊維性材料の形成前、形成中、若しくは形成後に除去される、あるいは別様に第２のスラリーから除去される）と、廃水でない任意の量の比較的きれいな水と、第２のスラリーで使用したものと同一の及び／又は異なる１種又は複数種の第３の無機繊維と、第２のスラリーで使用したものと同一の及び／又は異なる１種以上の第３の有機結合剤と、第２のスラリーで使用した凝集剤と同一の又は異なる第３の中性ｐＨ凝集剤と、を含む第３のスラリーを準備することと、
第３のスラリーから第３の不織布繊維性材料（例えば、平坦な若しくは湾曲したシート、切頭コーン、又は任意の他の所望の２次元若しくは３次元形状の形態）を形成する（例えば、湿式抄紙法、成形法等によって）ことと、を含み、
第２の廃水を第３のスラリーに加えることが、第３のスラリー中の第３の有機結合剤の凝集に悪影響を与えない、方法。例えば、第３のスラリー中で第２の廃水を使用したことに起因する第３の有機結合剤の有意な早期凝集を、第３のスラリーが示さない場合に、第３のスラリー中の第２の廃水は、第３のスラリー中の第３の有機結合剤の凝集に悪影響を与えないと見なすことができる。

好ましくは、第２の中性ｐＨ凝集剤を使用することにより、第２の廃水が比較的中性のｐＨを維持する。第３の廃水の中性ｐＨは、唯一又は主に、第３の中性ｐＨ凝集剤によるものであり、第１及び第２の中性ｐＨ凝集剤は、第３の廃水の中性ｐＨの維持を殆ど又は全く助けないと考えられる。

９．第３のスラリーが、ある量の比較的きれいな水を含む、実施形態８に記載の方法。
１０．第３のスラリーからある量の第３の廃水を分離ないしは別の方法で除去すること（例えば、第３の不織布繊維性材料の形成前、形成中、若しくは形成後に除去される、あるいは別様に第３のスラリーから除去される）を更に含む、実施形態８又は９に記載の方法。
１１．分離が、第３のスラリーから第３の不織布繊維性材料を形成している間（すなわち、第３の無機繊維が第３の不織布繊維性材料に形成されている間）に生じる、実施形態１０に記載の方法。
１２．第３の中性ｐＨ凝集剤が第２の中性ｐＨ凝集剤と同一である、実施形態８〜１１のいずれか１つに記載の方法。
１３．各追加のＮ番目のスラリーに関し、上記方法が、
前回のスラリー又はＮ−１番目のスラリーから除去されたある量の廃水（例えば、前回の不織布繊維性材料の形成前、形成中、若しくは形成後に除去される、あるいは別様に前回のスラリーから除去される）と、廃水でない任意の量の比較的きれいな水と、任意の前回のスラリーで使用したものと同一の及び／又は異なる１種又は複数種のＮ番目の無機繊維と、任意の前回のスラリーで使用した有機結合剤と同一の及び／又は異なる１種以上のＮ番目の有機結合剤と、任意の前回のスラリー又はＮ−１番目のスラリーで使用した凝集剤と同一の又は異なるＮ番目の中性ｐＨ凝集剤と、を含むＮ番目のスラリーを準備することと、
Ｎ番目のスラリーからＮ番目の不織布繊維性材料（例えば、平坦な若しくは湾曲したシート、切頭コーン、又は任意の他の所望の２次元若しくは３次元形状の形態）を形成する（例えば、湿式抄紙法、成形法等によって）ことと、を更に含み、
Ｎが４以上の整数であり、Ｎ−１番目の廃水をＮ番目のスラリーに加えることが、Ｎ番目のスラリー中のＮ番目の有機結合剤の凝集に悪影響を与えない、実施形態８〜１２のいずれか１つに記載の方法。

例えば、Ｎ番目のスラリー中でＮ−１番目の廃水を使用したことに起因するＮ番目の有機結合剤の有意な早期凝集を、Ｎ番目のスラリーが示さない場合に、Ｎ番目のスラリー中のＮ−１番目の廃水は、Ｎ番目のスラリー中のＮ番目の有機結合剤の凝集に悪影響を与えないと見なすことができる。好ましくは、Ｎ−１番目の中性ｐＨ凝集剤を使用することにより、Ｎ−１番目の廃水が比較的中性のｐＨを維持する。Ｎ番目の廃水の中性ｐＨは、唯一又は主に、Ｎ番目の中性ｐＨ凝集剤によるものであり、使用された前回の中性ｐＨ凝集剤は、Ｎ番目の廃水の中性ｐＨの維持を殆ど又は全く助けないと考えられる。

１４．Ｎ番目のスラリーが、ある量の比較的きれいな水を含む、実施形態１３に記載の方法。
１５．Ｎ番目のスラリーからある量のＮ番目の廃水を分離ないしは別の方法で除去すること（例えば、Ｎ番目の不織布繊維性材料の形成前、形成中、若しくは形成後に除去される、あるいは別様にＮ番目のスラリーから除去される）を更に含む、実施形態１３又は１４に記載の方法。
１６．Ｎ番目のスラリーからＮ番目の不織布繊維性材料を形成している間に、ある量のＮ番目の廃水がＮ番目のスラリーから分離ないしは別の方法で除去され、Ｎ番目の無機繊維はＮ番目の不織布繊維性材料に形成される、実施形態１５に記載の方法。
１７．Ｎ番目の中性ｐＨ凝集剤が、前回使用した中性ｐＨ凝集剤（例えば、Ｎ−１番目の中性ｐＨ凝集剤）と同一である、実施形態１３〜１６のいずれか１つに記載の方法。
１８．各スラリー中の無機繊維が、ガラス繊維、無機生体溶解性繊維、耐火セラミック繊維、及び他のセラミック繊維のうちの少なくとも１つ以上、又はこれらの任意の組み合わせを含む、実施形態１〜１７のいずれか１つに記載の方法。
１９．各スラリーが、ある量の膨張材料を更に含む、実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の方法。かかる膨張材料は、例えば、未膨張のバーミキュライト、及びグラファイトのうちの１つ以上、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。
２０．使用される不織布繊維性材料の少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全てが、膨張材料である、実施形態１〜１９のいずれか１つに記載の方法。
２１．使用される不織布繊維性材料の少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全てが、約１５重量パーセントから、約１重量パーセント刻みで、約７０重量パーセントまで（７０重量パーセントを含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、約２０重量パーセントから約重量６０パーセントまで（６０重量パーセントを含む））の膨張材料を含む、実施形態１〜２０のいずれか１つに記載の方法。
２２．使用される不織布繊維性材料の少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全てが、非膨張材料である、実施形態１〜２１のいずれか１つに記載の方法。
２３．使用される不織布繊維性材料の少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全てが、約３０重量パーセントから、約１重量パーセント刻みで、少なくとも約８５重量パーセントまで（８５重量パーセントを含む）の範囲内（例えば、少なくとも約８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、若しくは９９重量パーセントまで（８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、若しくは９９重量パーセントを含む）、又はそれ以上）の無機繊維を含むが、ただしより低い重量パーセントも使用可能である、実施形態１〜２２のいずれか１つに記載の方法。
２４．使用されるスラリーの少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全ての中の有機結合剤が、アニオン性基（例えば、末端基及び／又はペンダント側鎖基）を有する少なくとも１つのポリマーを含む、実施形態１〜２３のいずれか１つに記載の方法。例えば、有機結合剤は、アクリルポリマー、ビニルポリマー（例えば、エチレン及びビニルアセテートを含むモノマーのコポリマー）、ポリウレタン、及びアニオン性基（例えば、アニオン性末端基及び／又はペンダント側鎖基）を有するシリコーンポリマーのうちの１つ以上、又はこれらの任意の組み合わせを含むことができる。有機結合剤ポリマーはまた、エチレン及びビニルアセテートのうちの１つ以上、又はこれらの任意の組み合わせを含むモノマーのコポリマーを含んでもよい。
２５．使用されるスラリーの少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全ての中の有機結合剤が、水性アニオン安定化ポリマーエマルション（例えば、ラテックス）の形態である、実施形態１〜２４のいずれか１つに記載の方法。
２６．使用されるスラリーの少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全てが、約−６０℃から、１℃刻みで、約３０℃までの範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、−４０℃から１０℃まで）のガラス転移温度を有する、実施形態１〜２５のいずれか１つに記載の方法。
２７．使用される不織布繊維性材料の少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全ての有機結合剤含有量が、約０．５重量パーセントから、約０．５重量パーセント刻みで、約１５重量パーセントまで（１５重量パーセントを含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、約０．５、１．０、又は１．５重量パーセントから、約３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５重量パーセントまで（３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５重量パーセントを含む））である、実施形態１〜２６のいずれか１つに記載の方法。
２８．使用される不織布繊維性材料の少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全てが、約０．５重量パーセントから、約０．５重量パーセント刻みで、約１５重量パーセントまで（１５重量パーセントを含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、約０．５、１．０、又は１．５重量パーセントから、約３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５重量パーセントまで（３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５重量パーセントを含む））の有機構成成分総重量を有する、実施形態１〜２７のいずれか１つに記載の方法。この有機構成成分総重量は、一部又は完全に、使用される有機結合剤によってもたらされ得る。
２９．使用される不織布繊維性材料の少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全てが、無機繊維の総重量又は不織布繊維性材料の総重量の９パーセント以下の有機構成成分総重量を有する、実施形態１〜２８のいずれか１つに記載の方法。
３０．使用される中性ｐＨ凝集剤の少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全て（同一の又は異なる凝集剤の形態）が、カチオン性基を有する有機ポリマーを含む、実施形態１〜２９のいずれか１つに記載の方法。
３１．使用される中性ｐＨ凝集剤の少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全てが、その対応するスラリー中に、有機結合剤ポリマーの、少なくとも約１重量％から、１重量％刻みで、約１００重量％まで（１００重量％を含む）、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、少なくとも約５重量％、１０重量％、１５重量％、及び２０重量％）の量で存在する、実施形態１〜３０のいずれか１つに記載の方法。繊維性材料中の中性ｐＨ凝集剤の重量パーセントは、乾燥重量基準で２０％未満であるのが望ましい場合がある。
３２．使用される有機結合剤の少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全てが、対応する中性ｐＨ凝集剤と反応生成物を形成する有機ポリマーを含む、実施形態１〜３１のいずれか１つに記載の方法。
３３．使用される中性ｐＨ凝集剤の少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全て（例えば、同一の又は異なる凝集剤の形態）が、金属カチオン（例えば、アルミニウムカチオン）を含む、実施形態１〜３２のいずれか１つに記載の方法。
３４．使用される中性ｐＨ凝集剤の少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全てが、凝集剤１〜凝集剤３０、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、実施形態１〜３３のいずれか１つに記載の方法。
３５．使用されるスラリーの少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全てが、約５．５から、約０．１刻みで（すなわち、５．６、５．７、５．８、５．９、６．０、６．１、６．２、６．３、６．４、６．５、６．６、６．７、６．８、６．９、７．０、７．１、７．２、７．３、７．４、７．５、７．６、７．７、７．８、７．９、８．０、８．１、８．２、８．３、８．４）、約８．５まで（８．５を含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内のｐＨを示す、実施形態１〜３４のいずれか１つに記載の方法。この実施形態は、指定範囲を記述するときに「刻みで」という語句を使用することにより意図されること例示している。
３６．廃水を含有するスラリーの少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又は全てが、少なくとも約１０％から、約１％刻みで、約１００％まで（１００％を含む）の範囲内を含む総含水量を有する（例えば、スラリーを作製するために使用される水の少なくとも約１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、又はそれ以上が廃水である）、実施形態１〜３５のいずれか１つに記載の方法。
３７．形成することが、湿式抄紙法である、実施形態１〜３６のいずれか１つに記載の方法。
３８．少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又はそれぞれの不織布繊維性材料が、連続した平坦な又は湾曲したシート又はウェブである、実施形態１〜３７のいずれか１つに記載の方法。形成された後、シート又はウェブは、形成方法に沿って個々の部品に連続的に変換されるか、又は最初に巻回された後、続いて巻き出されて変換されるのが望ましい場合がある。
３９．形成することが、少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又はそれぞれの不織布繊維性材料を、複数の不織布繊維性材料構造体に変換することを更に含み、各不織布繊維性材料構造体は２次元形状を有する（例えば、実装マット、Ｃ字形端部コーン断熱体、又はノッチ付きドーナツ形端部コーン断熱体の形態である）、実施形態１〜３８のいずれか１つに記載の方法。
４０．形成することが、スラリー成形法である、実施形態１〜３６のいずれか１つに記載の方法。
４１．少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又はそれぞれの不織布繊維性材料が、個別に成形された不織布繊維性材料構造体の形態であり、各不織布繊維性材料構造体は２次元又は３次元形状を有する、実施形態１〜３６及び４０のいずれか１つに記載の方法。２次元マット又はシート（例えば、さねはぎ実装マット、円形平面部品等）、３次元切頭円錐形状の単一ピース端部コーン断熱体、切頭円錐形状のマルチピース端部コーン断熱体、管形状の部品（例えば、管状の実装マット）など、任意の所望の２次元又は３次元形状の構造体を作製することができる。
４２．少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又はそれぞれの不織布繊維性材料が、汚染防止装置のハウジング内に汚染制御要素を実装する際に用いるように機能的に適合された（すなわち、寸法設定、組成、及び／又は構成された）少なくとも１つ又は複数の実装マットの形態である、実施形態１〜４１のいずれか１つに記載の方法。
４３．少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又はそれぞれの不織布繊維性材料が、汚染防止装置で用いるように機能的に適合された少なくとも１つ又は複数の端部コーン断熱体又は他の断熱体の形態である、実施形態１〜４１のいずれか１つに記載の方法。
４４．少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又はそれぞれの不織布繊維性材料が、少なくとも１つ又は複数の火炎止めの形態である、実施形態１〜４１のいずれか１つに記載の方法。
４５．中性ｐＨ凝集剤を含むスラリーから形成された、少なくとも１つ、大部分、又はそれぞれの不織布繊維性材料が、材料ｐＨ試験に従って試験した場合に、約５．５から、約０．１刻みで（すなわち、５．６、５．７、５．８、５．９、６．０、６．１、６．２、６．３、６．４、６．５、６．６、６．７、６．８、６．９、７．０、７．１、７．２、７．３、７．４、７．５、７．６、７．７、７．８、７．９、８．０、８．１、８．２、８．３、８．４）、約８．５まで（８．５を含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内のｐＨを示す、実施形態１〜４４のいずれか１つに記載の方法。

材料ｐＨ試験
材料ｐＨ試験は、５０グラムの不織布繊維性材料サンプルを、１２ｍｍ×１２ｍｍかそれより小さい寸法の片に切断し、３００ｍＬのきれいな水を収容している５００ｍＬのビーカーの中にこれら片を入れることを含む。これら片を飽和するまで水の中に沈め、少なくとも１時間にわたって、又は無機繊維上の水溶性のスラリー構成成分の過半量が水に溶解するまで、水中に維持する。次に、各サンプルを収容している水のｐＨを、ｐＨ計を使用して、又は浸したサンプル片を収容している水の中にｐＨ指示ストリップ（例えば、ｃｏｌｏｒｐＨａｓｔ（登録商標））を浸すことによって、試験する。濡れている間に、ｐＨ指示ストリップを、ｐＨ指示ストリップの容器に印刷されている色コードと比較する。この測定されたｐＨ指示値は、不織布繊維性材料のサンプルの、材料ｐＨ試験の結果である。

４６．上記方法がバッチプロセスであり、各スラリーは別々に形成される、実施形態１〜４５のいずれか１つに記載の方法。
４７．各スラリーの配合が、同一処方に基づいている、実施形態１〜４６のいずれか１つに記載の方法。同一処方に基づいている場合でも、各スラリーの組成は、例えば、廃水組成の変動及び各スラリーで用いられる廃水の量によって異なり得る。
４８．各スラリーの配合が、異なる処方に基づいている（すなわち、各スラリーの組成が異なる）、実施形態１〜４７のいずれか１つに記載の方法。

不織布繊維性材料の実施形態
４９．実施形態１〜４８のいずれか１つに記載の方法に従って製造された不織布繊維性材料（例えば、平坦な若しくは湾曲したシート、単一ピース若しくはマルチピース切頭コーン、又は任意の他の所望の２次元若しくは３次元形状の形態）。
５０．材料ｐＨ試験に従って試験した場合に、約５．５から約８．５まで（８．５を含む）の範囲内のｐＨを示す、実施形態４９に記載の不織布繊維性材料。

公害防止装置の実施形態
５１．ハウジングと、ハウジング内に配設された汚染制御要素と、実施形態４９又は５０に記載の不織布繊維性材料と、を含み、不織布繊維性材料がハウジングの内部又は外側に配設される、汚染防止装置。
５２．少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又はそれぞれの不織布繊維性材料が、ハウジングと汚染制御要素との間の間隙内に配置される実装マットの形態である、実施形態５１に記載の汚染防止装置。
５３．ハウジングが、入口端部コーン領域と出口端部コーン領域とを含み、少なくとも一方又はそれぞれの端部コーン領域が、内側端部コーンハウジングと外側端部コーンハウジングとを含み、少なくとも１つ以上、若しくは大部分、又はそれぞれの不織布繊維性材料が、内側端部コーンハウジングと外側端部コーンハウジングとの間の間隙内に配置される端部コーン断熱体の形態である、実施形態５１又は５２に記載の汚染防止装置。

火炎止めの実施形態
５４．実施形態４９又は５０に記載の不織布繊維性材料を含む火炎止め。

スラリーの実施形態
５５．実施形態１〜４８のいずれか１つに記載の方法で使用されるスラリーのうちのいずれか１つ。
５６．不織布繊維性材料（例えば、汚染防止装置において又は火炎止めとして使用するのに好適なものなど）を製造するためのスラリーであって、
例えば、廃水、比較的きれいな水（例えば、通常の住宅用水又は商用水道水）などの水と、１種又は複数種の第１の無機繊維と、１種以上の第１の有機結合剤と、第１の中性ｐＨ凝集剤と、を含む第１のスラリーから除去されたある量の第１の廃水と、
任意の量の比較的きれいな水（すなわち、廃水ではない）と、
第１のスラリーで使用されるものと同一の又は異なる、１種又は複数種の第２の無機繊維と、
第１のスラリーで使用されるものと同一の又は異なる、１種以上の第２の有機結合剤と、
第１のスラリーで使用されるものと同一の又は異なる、任意の第２の中性ｐＨ凝集剤（例えば、同一の又は異なる凝集剤の形態）と、を含み、
第１の中性ｐＨ凝集剤により、第１の廃水が比較的中性のｐＨを維持する、スラリー。廃水の中性ｐＨは、中性ｐＨ凝集剤の使用によってもたらされると考えられる。更に、第１の中性ｐＨ凝集剤は、第２の廃水の中性ｐＨを維持するのを助けることができないと考えられる。不織布繊維性材料は、例えば、平坦な若しくは湾曲したシート、単一ピース若しくはマルチピース切頭コーン、又は任意の他の所望の２次元若しくは３次元形状の形態であり得る。更に、不織布繊維性材料は、汚染防止装置において（例えば、実装マット、断熱シート、又は端部コーンインサート等として）、又は火炎止めとして使用するのに好適であるように、機能的に適合され得る。
５７．各スラリー中の無機繊維が、ガラス繊維、及びセラミック繊維のうちの１つ以上、又はこれらの任意の組み合わせを含む、実施形態５５又は５６に記載のスラリー。
５８．各スラリーが、ある量の膨張材料を更に含む、実施形態５５〜５７のいずれか１つに記載のスラリー。かかる膨張材料は、例えば、未膨張のバーミキュライト、及びグラファイトの少なくとも１つ以上、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。
５９．少なくとも第１の有機結合剤、又は第１の有機結合剤及び第２の有機結合剤のそれぞれが、アニオン性基（例えば、末端基及び／又はペンダント側鎖基）を有する少なくとも１つのポリマーを含む、実施形態５５〜５８のいずれか１つに記載のスラリー。例えば、有機結合剤は、アクリルポリマー、ビニルポリマー（（例えば、エチレン及びビニルアセテートを含むモノマーのコポリマー）、ポリウレタン、及びアニオン性基（例えば、アニオン性末端基及び／又はペンダント側鎖基）を有するシリコーンポリマーのうちの１つ以上、又はこれらの任意の組み合わせを含むことができる。有機結合剤ポリマーはまた、エチレン及びビニルアセテートのうちの１つ以上、又はこれらの任意の組み合わせを含むモノマーのコポリマーを含んでもよい。
６０．第１の有機結合剤、又は第１の有機結合剤及び第２の有機結合剤のそれぞれが、水性アニオン安定化ポリマーエマルション（例えば、ラテックス）の形態である、実施形態５５〜５９のいずれか１つに記載のスラリー。
６１．第１の有機結合剤、又は第１の有機結合剤及び第２の有機結合剤のそれぞれが、例えば、少なくとも約−６０℃から、１℃刻みで、３０℃までの範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、−４０℃から１５℃まで、又は１０℃まで）のガラス転移温度を有することができる、実施形態５５〜６０のいずれか１つに記載のスラリー。
６２．少なくとも第１の中性ｐＨ凝集剤、又は第１の中性ｐＨ凝集剤及び第２の中性ｐＨ凝集剤（同一の又は異なる凝集剤の形態）のそれぞれが、カチオン性基を有する有機ポリマーを含む、実施形態５５〜６１のいずれか１つに記載のスラリー。
６３．少なくとも第１の中性ｐＨ凝集剤、又は第１の中性ｐＨ凝集剤及び第２の中性ｐＨ凝集剤のそれぞれが、その対応するスラリー中に、スラリーの固形成分の乾燥重量で（すなわち、水ではない）、少なくとも約０．１％から、０．１％刻みで、約１５％まで（１５％を含む）、及びそれらの間の任意の範囲内（例えば、約０．５％から約１０％まで）の量で存在し得る、実施形態５５〜６２のいずれか１つに記載の方法。
６４．少なくとも第１の有機結合剤、又は第１の有機結合剤及び第２の有機結合剤のそれぞれが、対応する中性ｐＨ凝集剤と反応生成物を形成する有機ポリマーを含む、実施形態５５〜６３のいずれか１つに記載のスラリー。
６５．少なくとも第１の中性ｐＨ凝集剤、又は第１の中性ｐＨ凝集剤及び第２の中性ｐＨ凝集剤（同一の又は異なる凝集剤の形態）のそれぞれが、金属カチオン（例えば、アルミニウムカチオン）を更に含む、実施形態５５〜６４のいずれか１つに記載のスラリー。
６６．凝集剤が、凝集剤１〜凝集剤３０、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、実施形態５５〜６５のいずれか１つに記載のスラリー。
６７．各スラリーが、約５．５から、約０．１刻みで（すなわち、５．６、５．７、５．８、５．９、６．０、６．１、６．２、６．３、６．４、６．５、６．６、６．７、６．８、６．９、７．０、７．１、７．２、７．３、７．４、７．５、７．６、７．７、７．８、７．９、８．０、８．１、８．２、８．３、８．４）、約８．５まで（８．５を含む）の範囲内、及びそれらの間の任意の範囲内のｐＨを示す、実施形態５５〜６６のいずれか１つに記載のスラリー。
６８．廃水を含有する各スラリーが、少なくとも約１０％から、約１％刻みで、約１００％まで（１００％を含む）の範囲内を含む総含水量を有する（例えば、スラリーを作製するために使用される水の少なくとも約１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、又はそれ以上が廃水である）、実施形態５５〜６７のいずれか１つに記載のスラリー。
６９．ある量の比較的きれいな水（すなわち、廃水でない）を更に含む、実施形態５５〜６８のいずれか１つに記載のスラリー。
７０．第１のスラリーで使用したのと同一の又は異なる第２の中性ｐＨ凝集剤を更に含む、実施形態５５〜６９のいずれか１つに記載のスラリー。

不織布繊維性材料の実施形態
７１．実施形態５５〜７０のいずれか１つに記載のスラリーを使用して形成された不織布繊維性材料（例えば、平坦な若しくは湾曲したシート、単一ピース若しくはマルチピース切頭コーン、又は任意の他の所望の２次元若しくは３次元形状の形態）。
７２．平坦な若しくは湾曲したシート、単一ピース若しくはマルチピース切頭コーン、又は任意の他の所望の２次元若しくは３次元形状の形態の、実施形態７１に記載の不織布繊維性材料。
７３．材料ｐＨ試験に従って試験した場合に、約５．５から約８．５まで（８．５を含む）の範囲内のｐＨを示す、実施形態７１又は７２に記載の不織布繊維性材料。

本発明は、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正形態及び変更形態を取り得る。したがって、本発明は上記の記載によって限定されるものではないが、以下の「特許請求の範囲」及びそのあらゆる均等物において記載される限定条件によって規制されるものである。本発明は、本明細書において具体的に開示されていない任意の要素がなくても好適に実施され得る。

Claims (20)

1. 汚染防止装置において又は火炎止めとして使用するのに好適な不織布繊維性材料の製造方法であって、
   水と、第１の無機繊維と、第１の有機結合剤と、第１の中性ｐＨ凝集剤と、を含む第１のスラリーを準備することと、
   前記第１のスラリーから第１の廃水を除去することと、
   ある量の前記第１の廃水と、任意の量の比較的きれいな水と、第２の無機繊維と、第２の有機結合剤と、前記第１のスラリーで使用した凝集剤と同一の及び／又は異なる第２の凝集剤と、を含む第２のスラリーを準備することと、
   前記第２のスラリーから第２の不織布繊維性材料を形成することと、を含み、
   前記第１の廃水を前記第２のスラリーに加えることが、前記第２のスラリー中の前記第２の有機結合剤の凝集に悪影響を与えない、方法。
2. 前記第２の凝集剤が、前記第１のスラリーで使用した凝集剤と同一の又は異なる凝集剤である第２の中性ｐＨ凝集剤を含み、前記方法は、
   前記第２のスラリーからある量の第２の廃水を除去することと、
   ある量の前記第２の廃水と、任意の量の比較的きれいな水と、第３の無機繊維と、第３の有機結合剤と、第３の中性ｐＨ凝集剤と、を含む第３のスラリーを準備することと、
   前記第３のスラリーから第３の不織布繊維性材料を形成することと、を更に含み、
   前記第２の廃水を前記第３のスラリーに加えることが、前記第３のスラリー中の前記第３の有機結合剤の凝集に悪影響を与えない、請求項１に記載の方法。
3. 各追加のＮ番目のスラリーに関し、上記方法が、
   前回のスラリーから除去されたある量の廃水と、任意の量の比較的きれいな水と、Ｎ番目の無機繊維と、Ｎ番目の有機結合剤と、Ｎ番目の中性ｐＨ凝集剤と、を含むＮ番目のスラリーを準備することと、
   前記Ｎ番目のスラリーからＮ番目の不織布繊維性材料を形成することと、を更に含み、
   Ｎが４以上の整数であり、Ｎ−１番目の廃水を前記Ｎ番目のスラリーに加えることが、前記Ｎ番目のスラリー中の前記Ｎ番目の有機結合剤の凝集に悪影響を与えない、請求項１又は２に記載の方法。
4. 少なくとも１つのスラリー中の前記有機結合剤が、アニオン性基を有する少なくとも１つのポリマーを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 少なくとも１つの中性ｐＨ凝集剤が、カチオン性基を有する有機ポリマーを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 少なくとも１つの中性ｐＨ凝集剤が、金属カチオンを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 少なくとも１つのスラリーが、約５．５から約８．５まで（８．５を含む）の範囲内のｐＨを示す、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 廃水を含有する各スラリーが、約１０％以上の総廃水含有量を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記形成することが、スラリー成形法である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 各不織布繊維性材料が、２次元又は３次元形状を有する個別に成形された不織布繊維性材料構造体の形態である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 少なくとも１つの不織布繊維性材料が、（ａ）汚染防止装置内に汚染制御要素を実装する際に用いるように機能的に適合された少なくとも１つの実装マット、（ｂ）汚染防止装置の端部コーン領域を断熱する際に用いるように機能的に適合された少なくとも１つの端部コーン断熱体、（ｃ）少なくとも１つの火炎止め、の形態である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記第１のスラリーから第１の不織布繊維性材料を形成することを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記第１のスラリーから第１の不織布繊維性材料を形成することを含み、前記第１の不織布繊維性材料は、材料ｐＨ試験に従って試験した場合に、約５．５から約８．５まで（８．５を含む）の範囲内のｐＨを示す、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
14. ハウジングを提供するステップと、前記ハウジング内に汚染制御要素を配設するステップと、前記ハウジング内に請求項１〜１３のいずれか一項に記載の製造方法において形成される少なくとも１つの不織布繊維性材料を配設するステップと、を備える、汚染防止装置の製造方法。
15. 火炎止めを製造する方法であって、前記方法は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の製造方法において形成される少なくとも１つの不織布繊維性材料を火炎止め内に形成することを含む、火炎止めの製造方法。
16. 不織布繊維性材料を製造するためのスラリーであって、前記スラリーは、
    水と、第１の無機繊維と、第１の有機結合剤と、第１の中性ｐＨ凝集剤と、を含む第１のスラリーから除去されたある量の第１の廃水と、
    任意の量の比較的きれいな水と、
    第２の無機繊維と、
    第２の有機結合剤と、
    任意の第２の中性ｐＨ凝集剤と、を含み、
    前記第１の中性ｐＨ凝集剤により、前記第１の廃水が比較的中性のｐＨを維持する、スラリー。
17. 少なくとも前記第１の中性ｐＨ凝集剤が、カチオン性基を有する有機ポリマーを含む、請求項１６に記載のスラリー。
18. 少なくとも前記第１の中性ｐＨ凝集剤が、金属カチオンを更に含む、請求項１６又は１７に記載のスラリー。
19. 前記凝集剤が、下記表１に記載された凝集剤１〜凝集剤３０、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載のスラリー。
    

    
20. 各スラリーが、約５．５から約８．５まで（８．５を含む）範囲内のｐＨを示す、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載のスラリー。
    

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