JP7186098B2 - マット材 - Google Patents

Description

本発明は、マット材に関する。

ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、パティキュレートマター（以下、ＰＭともいう）が含まれており、近年、このＰＭが環境や人体に害を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、ＣＯやＨＣ、ＮＯｘ等の有害なガス成分も含まれていることから、この有害なガス成分が環境や人体に及ぼす影響についても懸念されている。

そこで、排ガス中のＰＭを捕集したり、有害なガス成分を浄化したりする排ガス浄化装置として、炭化ケイ素やコージェライトなどの多孔質セラミックからなる排ガス処理体と、排ガス処理体を収容するケーシングと、排ガス処理体とケーシングとの間に配設される保持シール材とから構成される排ガス浄化装置が種々提案されている。この保持シール材は、自動車の走行等により生じる振動や衝撃により、排ガス処理体がその外周を覆うケーシングと接触して破損するのを防止することや、排ガス処理体とケーシングとの間から排気ガスが漏れることを防止すること等を主な目的として配設されている。

このような用途で用いられる保持シール材としては、無機繊維からなるマット材が用いられる。無機繊維からなるマット材は、自動車等の配管に巻き付けて使用する断熱用途、防音用途にも用いられる。

特許文献１には、無機繊維からなるマットが複数枚積層されており、複数枚のマットが固着力を有していない帯状体により結束されている保持シール材が開示されている。

特開２０１２－２３３４３３号公報

特許文献１に記載された保持シール材では、マットと帯状体は固着していないのでマットが脱落してしまうことがある。そのため、複数枚のマットの相対位置を安定させるためには複数枚のマットを帯状体により強い力で結束させる必要がある。そして、帯状体による結束力を強くした場合には保持シール材の巻き付けを行う際にマット間が滑りにくくなるために内側のマットがたわんでしまい、巻き付け性が不充分になることがあった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、複数枚のマットを備えたマット材であって巻き付け性に優れたマット材を提供することを目的とする。

本発明のマット材は、無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層され、各マットの長手方向の長さが、積層されるにつれて順次長くなるように構成された積層マットと、
上記積層マットに巻き付けられた有機シートとからなるマット材であって、
上記積層マットは、マットの長手方向の長さが最も長い第１の主面と、上記第１の主面の反対側でマットの長手方向の長さが最も短い第２の主面と、マットの長手方向に平行な第１の長側面と、上記第１の長側面の反対側の第２の長側面とを有し、
上記有機シートは、上記積層マットの上記第１の主面、上記第１の長側面、上記第２の主面及び上記第２の長側面に連続的に巻き付けられており、
マットの主面間同士は接着されておらず、かつ、
上記有機シートは、上記積層マットの上記第１の主面と上記第２の主面の両方に接着されており、上記第１の長側面及び上記第２の長側面には接着されていないことを特徴とする。

有機シートを積層マットに巻き付け、さらに有機シートを積層マットの第１の主面と第２の主面の両方に接着することによって、マットの脱落が生じないように複数枚のマットの相対位置を安定させることができる。
有機シートは、ある程度伸長性を持っている材料であるため、巻き付け時にゆがむことができる。そして、マットの主面間同士は接着されておらず、かつ、積層マットの第１の長側面及び第２の長側面は有機シートと接着されていないので、そのため、マット同士が適度に滑ってマット間でずれることができる。そのために巻き付け時に内側のマットがたわむことは防止されるので、巻き付け性に優れたマット材とすることができる。

本発明のマット材においては、上記積層マットの上記第２の主面において、上記有機シートの巻き付け開始部と巻き付け終了部が存在し、上記有機シートの上記巻き付け開始部及び上記巻き付け終了部が上記積層マットに接着されていて、上記巻き付け開始部と上記巻き付け終了部の間に上記有機シートが存在せずに積層マットの主面が露出する露出部が形成されていることが好ましい。
露出部が形成されているということは、露出部を設けない場合に比べて有機シートの使用量が少ないということになる。有機シートは使用時に加熱されることにより有機ガス分を放出する原因となるのでその使用量が少ないほうが好ましい。

また、露出部が積層マットの第２の主面に設けられていると、排ガス処理体にマット材を巻き付けた際に排ガス処理体と露出部が接するため密着性が向上する。また、排ガス処理体にマット材を巻き付けたのちにケーシングに圧入をする際に、ケーシング側に露出部が無く有機シートがケーシングに接する面積が大きいとマット材が滑りやすくなり圧入がしやすくなる。

本発明のマット材においては、上記積層マットの上記第２の主面において、上記有機シートの巻き付け開始部と巻き付け終了部が存在し、上記巻き付け開始部の有機シートと上記巻き付け終了部の有機シートが重なって接着されていることが好ましい。
有機シートが重なって接着される部位がマット材を巻き付ける際に内側になる面であると、巻き付け時にテンションがかかりにくいためである。

本発明のマット材では、上記積層マットの上記第１の主面及び上記第２の主面の両方において、上記積層マットの幅方向の全体にわたって上記有機シートが上記積層マットに接着されていることが好ましい。

本発明のマット材において、上記有機シートが上記積層マットに接着されている部位は、上記積層マットの主面の長手方向に沿った向きに伸びていることが好ましい。

本発明のマット材において、上記有機シートは有機繊維からなる不織布であることが好ましい。また、上記有機シートは樹脂フィルムからなることも好ましい。

本発明のマット材において、上記有機シートはポリエステル、ポリエチレン及びポリプロピレンからなる群から選択された少なくとも１種の樹脂からなることが好ましい。
これらの材料は柔軟性及び弾性に優れており、ヒートシールにより積層マットに接着することができるため好ましい。

本発明のマット材において、上記有機シートはヒートシールにより上記積層マットに接着されていることが好ましい。
ヒートシールにより有機シートを積層マットを構成する無機繊維に融着させることにより、確実に有機シートを積層マットに接着することができる。
また、熱板で押圧することで接着が可能であり、有機シートを接着する工程が簡便である。

本発明のマット材において、上記有機シートは接着剤により上記積層マットに接着されていることが好ましい。
接着剤を使用すると接着部位の設定が容易になる。
例えば、積層マットの中央部分は強度の強い接着剤を用いて接着し、積層マットの端部は強度の弱い接着剤を用いて接着することができる。
このようにすると巻き付け時に強くテンションがかかる端部については、積層マットと有機シートが程よく剥がれるために有機シートが巻き付け性を阻害しないようにすることができる。

本発明のマット材においては、上記積層マットの上記第１の主面における上記有機シートと上記積層マットの間の接着力が、上記積層マットの上記第２の主面における上記有機シートと上記積層マットの間の接着力よりも弱いことが好ましい。
第１の主面は巻き付け時に外側になる面であり、巻き付け時に内側よりも強い張力が加わる面である。第１の主面における有機シートと積層マットの間の接着力が弱いと巻き付け維持の張力により有機シートが積層マットから剥がれて、マット間がずれやすくなるので巻き付け性を向上させることができる。

図１（ａ）は、マット材の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すマット材のＡ－Ａ線断面図の一例であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示すマット材のＡ－Ａ線断面図の別の一例である。 図２（ａ）は、マット材の別の一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すマット材のＢ－Ｂ線断面図である。 図３（ａ）は、マット材のさらに別の一例を模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すマット材のＣ－Ｃ線断面図である。 図４は、比較例１において製造したマット材を模式的に示す斜視図である。

（発明の詳細な説明）
以下、本発明のマット材について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。

本発明のマット材は、無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層され、各マットの長手方向の長さが、積層されるにつれて順次長くなるように構成された積層マットと、上記積層マットに巻き付けられた有機シートとからなるマット材であって、上記積層マットは、マットの長手方向の長さが最も長い第１の主面と、上記第１の主面の反対側でマットの長手方向の長さが最も短い第２の主面と、マットの長手方向に平行な第１の長側面と、上記第１の長側面の反対側の第２の長側面とを有し、上記有機シートは、上記積層マットの上記第１の主面、上記第１の長側面、上記第２の主面及び上記第２の長側面に連続的に巻き付けられており、マットの主面間同士は接着されておらず、かつ、上記有機シートは、上記積層マットの上記第１の主面と上記第２の主面の両方に接着されており、上記第１の長側面及び上記第２の長側面には接着されていないことを特徴とする。

図１（ａ）は、マット材の一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すマット材のＡ－Ａ線断面図の一例であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示すマット材のＡ－Ａ線断面図の別の一例である。
図１（ａ）に示すマット材１０は、マットが複数枚積層されてなる積層マット２０と、積層マット２０に巻き付けられた有機シート３０とからなる。

積層マット２０は第１のマット２１と第２のマット２２の２枚が積層されてなる。
第１のマット２１はその長手方向（図１（ａ）中、両矢印Ｌで示す方向）の長さが長いマットであり、第２のマット２２はその長手方向の長さが短いマットである。

積層マット２０は２つの主面を有しており、マットの長手方向の長さが最も長い主面が第１の主面２３であり、マットの長手方向の長さが最も短い主面が第２の主面２４である。
第１の主面２３は第１のマット２１の下側の主面であり、第２の主面２４は第２のマット２２の上側の主面である。

積層マット２０は４つの側面を有しており、マットの長手方向に沿った側面が第１の長側面２５及び第２の長側面２６である。また、マットの幅方向（図１（ａ）中、両矢印Ｗで示す方向）に沿った側面が第１の短側面２７及び第２の短側面２８である。
第１の短側面２７には凹部、第２の短側面２８には凸部がそれぞれ形成されている。凹部と凸部は、外周が円柱状の排ガス浄化装置、排ガス処理体や排気管にマット材を巻きつける際に、ちょうど互いに嵌合するような形状となっている。
なお、図１（ａ）中、両矢印Ｔで示す方向がマット材の厚さ方向である。

有機シート３０は、積層マット２０に連続的に巻き付けられている。
有機シート３０には巻き付け開始部３１と巻き付け終了部３２が存在しており、巻き付け開始部３１と巻き付け終了部３２は積層マット２０の第２の主面２４に存在している。
すなわち、有機シート３０は積層マット２０の第２の主面２４の巻き付け開始部３１から、第１の長側面２５、第１の主面２３、第２の長側面２６を経て第２の主面２４の巻き付け終了部３２まで連続的に巻き付けられている。

また、有機シート３０の巻き付け開始部３１及び巻き付け終了部３２の間には有機シート３０が存在せずに積層マット２０の主面が露出する露出部２９が形成されている。
露出部が形成されているということは、露出部を設けない場合に比べて有機シートの使用量が少ないということになる。有機シートは使用時に加熱されることにより有機ガス分を放出する原因となるのでその使用量が少ないほうが好ましい。

本発明のマット材において有機シートは積層マットの第１の主面と第２の主面の両方に接着されている。
図１（ａ）には有機シート３０が積層マット２０の第２の主面２４に接着されている部分の有機シート３０に斜線でハッチングを示している。
図１（ｂ）及び図１（ｃ）には、有機シート３０が積層マット２０の第１の主面２３に接着されている部分の有機シート３０に斜線でハッチングを示している。
図１（ｂ）及び図１（ｃ）はそれぞれ異なる形態のマット材であるので、図１（ｂ）に示すマット材は参照符号１０ａ、図１（ｃ）に示すマット材は参照符号１０ｂを付す。

図１（ｂ）に示すように、有機シート３０が積層マット２０の幅方向（図１（ｂ）で両矢印Ｗで示す方向）の全体にわたって第１の主面２３に接着されていてもよい。
また、図１（ｃ）に示すように、有機シート３０が積層マット２０の幅方向（図１（ｃ）で両矢印Ｗで示す方向）の一部にわたって第１の主面２３に接着されていてもよい。
図１（ｃ）では、積層マット２０の幅方向の両端（参照符号３０ａ、３０ｂで示す領域）では有機シート３０が積層マット２０の第１の主面２３に接着されており、積層マット２０の幅方向の中央（参照符号３０ｃで示す領域）では有機シート３０が積層マット２０の第１の主面２３に接着されていない。

マット材に露出部が形成される場合、露出部は積層マットの第１の主面と第２の主面のいずれに設けられていてもよいが、露出部は積層マットの第２の主面に設けられていることが好ましい。排ガス処理体にマット材を巻き付けた際に排ガス処理体と露出部が接すると密着性が向上する。また、排ガス処理体にマット材を巻き付けたのちにケーシングに圧入をする際に、ケーシング側に露出部が無く有機シートがケーシングに接する面積が大きい方がマット材が滑りやすくなり圧入がしやすくなるためである。

有機シート３０が積層マット２０に接着されている部位の長さは図１（ａ）で両矢印Ｌ_１で示す長さである。
積層マット２０の第２の主面２４において、有機シート３０が積層マット２０に接着されている部位の幅は図１（ａ）で両矢印Ｗ_１で示す長さと両矢印Ｗ_２で示す長さの合計である。なお、露出部２９の幅は図１（ａ）で両矢印Ｗ_３で示す長さである。

また、積層マット２０の第１の主面２３において、有機シート３０が積層マット２０に接着されている部位の幅は、図１（ｂ）の態様の場合は両矢印Ｗ_４で示す長さである。図１（ｃ）の態様の場合は両矢印Ｗ_５で示す長さと両矢印Ｗ_６で示す長さの合計である。

有機シートを積層マットに巻き付け、さらに有機シートを積層マットの第１の主面と第２の主面の両方に接着することによって、マットの脱落が生じないように複数枚のマットの相対位置を安定させることができる。
有機シートは、ある程度伸長性を持っている材料であるため、巻き付け時にゆがむことができる。そして、マットの主面間同士は接着されておらず、かつ、積層マットの第１の長側面及び第２の長側面は有機シートと接着されていないので、そのため、マット同士が適度に滑ってマット間でずれることができる。そのために巻き付け時に内側のマットがたわむことは防止されるので、巻き付け性に優れたマット材とすることができる。

本発明のマット材において、有機シートが積層マットに接着されている部位は、積層マットの主面の長手方向に沿った向きに伸びていることが好ましい。
本明細書において有機シートが積層マットに接着されている部位の伸びる方向は、有機シートが積層マットに接着されている部位の形状を見て、長辺の方向がどちらになるかにより判断する。
図１（ａ）に示すマット材１０では、有機シート３０が積層マット２０に接着されている部位を長方形のハッチングで示している。この長方形２つの長辺の方向は、積層マット２０の第２の主面２４の長手方向に沿った向きとなっていることから、このマット材１０では有機シート３０が積層マット２０に接着されている部位は積層マット２０の第２の主面２４の長手方向に沿った向きに伸びていると判断できる。
有機シートが積層マットに接着されている部位が積層マットの主面の長手方向に沿った向きに伸びていると、巻き付け性により優れたマット材とすることができる。

有機シート３０はヒートシールにより積層マット２０に接着されていることが好ましい。
ヒートシールにより有機シートを積層マットを構成する無機繊維に融着させることにより、確実に有機シートを積層マットに接着することができる。
また、熱板で押圧することで接着が可能であり、有機シートを接着する工程が簡便である。

また、有機シート３０は接着剤により積層マット２０に接着されていることも好ましい。
接着剤を使用すると接着部位の設定が容易になる。
例えば、マット材の中央部分は強度の強い接着剤を用いて接着し、マット材の端部には弱い接着剤を用いることができる。
このようにすると巻き付け時に強くテンションがかかる端部については、マット材と有機シートが程よく剥がれるために有機シートが巻き付け性を阻害しないようにすることができる。

また、本発明のマット材では、積層マットの第１の主面における有機シートと積層マットの間の接着力が、積層マットの第２の主面における有機シートと積層マットの間の接着力よりも弱いことが好ましい。
第１の主面は巻き付け時に外側になる面であり、巻き付け時に内側よりも強い張力が加わる面である。第１の主面における有機シートと積層マットの間の接着力が弱いと巻き付け維持の張力により有機シートが積層マットから剥がれて、マット間がずれやすくなるので巻き付け性を向上させることができる。

有機シートと積層マットの間の接着力は、有機シートと積層マットが接着されている部分において、後述する実施例で説明するように、マット材の両面に両面テープを介してＴ字型治具を接着し、Ｔ字型治具を上下方向に引っ張る引張試験により測定することができる。
また、第１の主面における有機シートと積層マットの間の接着力が、第２の主面における有機シートと積層マットの間の接着力の５０～９０％であることが好ましい。

上記のような本発明のマット材を構成する材料、寸法等の特性について説明する。
マット材を構成するマットは無機繊維からなる。無機繊維は、特に限定されず、アルミナ－シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維等であってもよい。また、ガラス繊維や生体溶解性繊維であってもよい。耐熱性や耐風蝕性等、マット材に要求される特性等に応じて変更すればよく、各国の環境規制に適合できるような太径繊維や繊維長のものを使用するのが好ましい。

この中でも、低結晶性アルミナ質の無機繊維が好ましく、ムライト組成の低結晶性アルミナ質の無機繊維がより好ましい。加えて、スピネル型化合物を含む無機繊維がさらに好ましい。

積層マットにおいてマット材が積層される枚数は複数枚であれば特に限定されるものではない。２枚又は３枚であることが好ましく、２枚であることがより好ましい。

積層マットの寸法の好ましい範囲は以下の通りである。
積層マットの長手方向の長さ（図１（ａ）で両矢印Ｌで示す長さで、第１の主面を有するマットの長手方向の長さ）が３００～１３００ｍｍであることが好ましい。
積層マットの幅方向の長さ（図１（ａ）で両矢印Ｗで示す長さ）が４０～４００ｍｍであることが好ましい。
積層マットの厚さ（図１（ａ）で両矢印Ｔで示す長さ）が２～３０ｍｍであることが好ましい。
積層マットの厚さが２ｍｍ未満であると、その厚さが薄すぎるため、断熱性能や防音性能が低下してしまう。一方、積層マットの厚さが３０ｍｍを超えると、柔軟性が低下し、装着対象となる部材への装着性が低下する。
また、積層マットを構成するマット１枚の厚さは、複数枚のマットごとに異なっていても同じであってもよいが、１枚の厚さが１～１５ｍｍであることが好ましい。

積層マットは、巻き付け方向となる長手方向と、長手方向に直交する短手方向を有する。
積層マットには、積層マットの長手方向側の端部のうち、一方の端部である第１の端部には凸部が形成されており、他方の端部である第２の端部には凹部が形成されていることが好ましい。積層マットの凸部及び凹部は、外周が円柱状の排ガス浄化装置、排ガス処理体や排気管に積層マットを巻きつける際に、ちょうど互いに嵌合するような形状となっていることが好ましい。
また、積層マットは凸部及び凹部が形成されていない形状であってもよい。

積層マットを構成するマットのかさ密度は、特に限定されるものではないが、０．０５～０．３０ｇ／ｃｍ^３であることが望ましい。マットのかさ密度が０．０５ｇ／ｃｍ^３未満であると、無機繊維のからみ合いが弱く、無機繊維が剥離しやすいため、マットの形状を所定の形状に保ちにくくなる。一方、マットのかさ密度が０．３０ｇ／ｃｍ^３を超えると、マットが硬くなり、装着対象となる部材への装着性が低下し、マットが割れやすくなる。

積層マットを構成するマットは、種々の方法により得ることができるが、例えば、抄造法又はニードリング法により製造することができる。
抄造法の場合、例えば、以下の方法により製造することができる。
無機繊維を開繊し、開繊した無機繊維を溶媒中に分散させて混合液とする。底面にろ過用のメッシュが形成された成形器に混合液を流し込み、混合液中の溶媒を脱溶媒処理することで無機繊維集合体を得る。そして、無機繊維集合体を乾燥することによりマットを得ることができる。
ニードリング法の場合、例えば、以下の方法により製造することができる。
塩基性塩化アルミニウム水溶液とシリカゾル等とを原料とする紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して３～１０μｍの平均繊維径を有する無機繊維前駆体を作製する。続いて、上記無機繊維前駆体を圧縮して所定の大きさの連続したシート状物を作製し、焼成処理を施すことによりマットを得ることができる。この焼成処理の前後のいずれかにニードルパンチング処理を行い、無機繊維同士を交絡させる。

積層マットを構成するマットの凸部及び凹部は、外周が円柱状の排ガス浄化装置、排ガス処理体や排気管にマット材を巻きつける際に、ちょうど互いに嵌合するような形状となっていることが好ましい。
また、積層マットを構成するマットは凸部及び凹部が形成されていない形状であってもよい。

本発明のマット材を構成する有機シートは、有機材料からなる。有機材料は、特に限定されない。例えば、紙、樹脂フィルム、有機繊維からなる不織布等が挙げられる。
また、上記有機シートは樹脂フィルムからなることも好ましい。
有機シートは、ポリエステル、ポリエチレン及びポリプロピレンからなる群から選択された少なくとも１種の樹脂からなることが好ましい。
これらの材料は柔軟性及び弾性に優れており、ヒートシールにより積層マットに接着することができるため好ましい。

有機繊維からなる不織布としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維にＰＥ（ポリエチレン）パウダーが融着したものが挙げられる。
他に使用できる有機繊維としては、ＰＰ（ポリプロピレン）、レーヨン等が挙げられる。
また、有機シートが樹脂フィルムである場合、樹脂フィルムを構成する有機材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）等が挙げられる。

有機シートと積層マットの貼り付けは、有機シートとは別の接着剤を介して行ってもよく、接着剤を使用せずに、有機シート自体をヒートシールすることにより行ってもよい。

有機シートと積層マットの貼り付けを接着剤を介して行う場合、接着剤としてはアクリル系接着剤、アクリレート系ラテックス、ウレタン系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤等を使用することができる。

有機シート自体をヒートシールする場合は、有機シートを構成する有機材料の種類に応じて適切な加熱温度によりヒートシールを行えばよい。

有機シートの目付量は、特に限定されるものではないが、１０ｇ／ｍ^２以上であることが好ましく、３０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。
有機シートの目付量が上記範囲であると、巻き付け性を阻害することがなく、マットの脱落が生じない程度に複数枚のマットの相対位置を安定させることができる。

有機シートの厚さは、特に限定されるものではないが、０．０５ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以下であることが好ましい。
有機シートの目付量が上記範囲であると、巻き付け性を阻害することがなく、マットの脱落が生じない程度に複数枚のマットの相対位置を安定させることができる。

以下、本発明のマット材につき、図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示したマット材とは別の形態の例について説明する。
図２（ａ）は、マット材の別の一例を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すマット材のＢ－Ｂ線断面図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すマット材１１は、図１（ａ）に示すマット材１０と、積層マット２０の構成は同じであり、有機シート３０を巻き付けて接着する形態が異なる。

マット材１１では、有機シート３０は積層マット２０の第１の主面２３と第２の主面２４の両方に接着されている。
有機シート３０が積層マット２０に接着されている第２の主面２４において、有機シート３０の巻き付け開始部３１と巻き付け終了部３２が存在し、巻き付け開始部３１の有機シートと巻き付け終了部３２の有機シートが重なって接着されている。
巻き付け開始部３１の有機シートと巻き付け終了部３２の有機シート間が接着されていて、さらに巻き付け開始部３１の有機シートは積層マット２０の第２の主面２４に接着されている。

この場合、巻き付け開始部３１及び巻き付け終了部３２の間に積層マット２０の主面は露出しないので露出部は形成されていない。
また、有機シート３０が積層マット２０に接着されている部位は、積層マット２０の主面の長手方向に沿った向きに伸びている。

また、有機シート３０は積層マット２０の第２の主面２４に対して、図２（ａ）及び図２（ｂ）でハッチングを付した箇所（巻き付け開始部と巻き付け終了部が重なる場所）でのみ接着されている。すなわち、有機シートは積層マットの第２の主面の一部に接着されていることになる。
有機シート３０が積層マット２０の第２の主面２４に対して接着されている部位の幅は図２（ａ）で両矢印Ｗ_７で示す長さである。

有機シートが積層マットに接着されている主面において、有機シートの巻き付け開始部と巻き付け終了部が存在し、巻き付け開始部の有機シートと巻き付け終了部の有機シートが重なって接着されるようにすると、巻き付け開始部の有機シートと巻き付け終了部の有機シートが重なっている部位にヒートシールを行うことで巻き付け開始部と巻き付け終了部の固定と、有機シートと積層マットの接着を一度の工程で行うことができるので作業が簡便であるため好ましい。

また、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すマット材１１のように巻き付け開始部の有機シートと巻き付け終了部の有機シートが重なって接着される場合、有機シートが重なって接着される部位が第２の主面側であることが好ましい。有機シートが重なって接着される部位がマット材を巻き付ける際に内側になる面であると、巻き付け時にテンションがかかりにくいためである。

また、積層マット２０の第１の主面２３においては、有機シート３０が積層マット２０の幅方向の一部にわたって第１の主面２３に接着されている。
図２（ｂ）では、積層マット２０の幅方向の中央（参照符号３０ｄで示す領域）では有機シート３０が積層マット２０の第１の主面２３に接着されており、積層マット２０の幅方向の両端（参照符号３０ｅ、３０ｆで示す領域）では有機シート３０が積層マット２０の第１の主面２３に接着されていない。
図２（ｂ）に示すように有機シート３０が積層マット２０と接着される幅方向での位置が積層マット２０の両面で同じであると、一度のヒートシールにより積層マット２０の両面での有機シート３０の接着を行うことができる。

なお、積層マットの第１の主面において有機シートが接着される部位は図２（ｂ）に示す部位に限定されるものではなく、積層マットの幅方向の全体にわたって接着されていてもよいし、積層マットの幅方向の両端で接着されていてもよい。

図３（ａ）は、マット材のさらに別の一例を模式的に示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すマット材のＣ－Ｃ線断面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すマット材１２は、図１（ａ）に示すマット材１０と、積層マット２０の構成は同じであり、有機シート３０を巻き付けて接着する形態が異なる。

マット材１２では、積層マット２０の第２の主面２４と第１の主面２３の両方において、積層マット２０の幅方向の全体にわたって有機シート３０が積層マット２０に接着されている。
また、第２の主面２４において、有機シート３０の巻き付け開始部３１と巻き付け終了部３２が存在し、巻き付け開始部３１の有機シートと巻き付け終了部３２の有機シートが重なって接着されている。
また、有機シート３０が積層マット２０に接着されている部位は、積層マット２０の主面の長手方向に沿った向きに伸びている。
このような形態でも本発明のマット材の効果を発揮させることができる。

本発明のマット材は、排ガス浄化装置、排ガス処理体や排気管にマット材を巻きつけることにより、保持シール材、断熱材、防音材等の用途に使用することができる。
排ガス浄化装置、排ガス処理体や排気管の形状は特に限定されるものではないが、円柱状、角柱状、円管状、角管状等とすることができる。

排ガス処理体は、多孔質セラミック等のセラミック質のハニカム構造体であり、触媒担体として使用される。触媒担体においては、排ガス流入側端面及び排ガス流出側端面がともに開口した貫通孔に排ガスが流入し、貫通孔を隔てる隔壁に担持させた触媒の作用により排ガスが浄化される。
また、排ガス処理体は貫通孔のいずれかの端部が交互に封止されてなるＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）であってもよい。
排ガス処理体を構成する素材は特に限定されないが、炭化ケイ素質及び窒化ケイ素質等の非酸化物、並びに、コージェライト及びチタン酸アルミニウム等の酸化物を用いることができる。

本発明のマット材を排ガス処理体や排気管に巻き付ける際は、積層マットの第２の主面を巻き付け対象物の側（内側）に配置し、積層マットの第１の主面を外側に配置する。
この際、有機シートの巻き付け開始部と巻き付け終了部は積層マットの第２の主面に存在していることが好ましい。
また、巻き付け開始部と巻き付け終了部の間に露出部が形成されていてもよい。
露出部が積層マットの第２の主面に設けられていると、排ガス処理体にマット材を巻き付けた際に排ガス処理体と露出部が接するため密着性が向上する。また、排ガス処理体にマット材を巻き付けたのちにケーシングに圧入をする際に、ケーシング側に露出部が無く有機シートがケーシングに接する面積が大きいとマット材が滑りやすくなり圧入がしやすくなる。
また、巻き付け開始部の有機シートと巻き付け終了部の有機シートが重なって接着されていてもよい。有機シートが重なって接着される部位がマット材を巻き付ける際に内側になる面であると、巻き付け時にテンションがかかりにくいためである。
また、本発明のマット材は、巻き付け時にマット同士が適度に滑ってマット間でずれることができるため、巻き付け性の指標であるＳｅａｍＧａｐが小さくなる。
ＳｅａｍＧａｐは、凸部と凹部が嵌合する位置での凸部と凹部の間の隙間の長さであり、これが短いほど巻き付け性が良いことを意味する。

続いて、本発明のマット材を製造する方法の一例について説明する。
まず、積層マットを構成するマットを作製し、マットを積層することで積層マットを作製する。
マットは、種々の方法により得ることができるが、例えば、抄造法又はニードリング法により得たシート状部材を所定形状に打ち抜くことにより得ることができる。

打ち抜きの際の寸法を変更することで、長手方向の長さの異なる複数のマットを作製し、複数のマットを長さが長くなる順で、又は、短くなる順で積層することで積層マットを作製する。
積層させるマットの数は、マット材に求められる保持力や断熱性能に応じて変更すればよい。

次に、積層マットに有機シートを巻き付ける。有機シートの寸法を調整して、図１（ａ）に示すように露出部を設けるように巻き付けてもよいし、図２（ａ）及び図２（ｂ）並びに図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように巻き付け開始部の有機シート及び巻き付け終了部の有機シートが積層マットの第２の主面側で重なるようにしてもよい。

積層マットと有機シートの接着を接着剤により行う場合は、積層マット及び／又は有機シートの一部に接着剤を塗布しておく。
また、巻き付け開始部の有機シートと巻き付け終了部の有機シートの間の接着を接着剤により行う場合も、当該部位に接着剤を塗布しておく。
必要に応じて乾燥等を行い接着剤の接着力を発揮させる。
また、積層マットの第１の主面と第２の主面のそれぞれにおける有機シートと積層マットの接着力を異ならせる場合には、接着剤の種類、塗布量、乾燥条件等を両面で異なるようにすればよい。

積層マットと有機シートの接着をヒートシールにより行う場合は、積層マットと有機シートを接着させる部位にヒートシーラーを当ててヒートシールを行う。
巻き付け開始部の有機シート及び巻き付け終了部の有機シートと積層マットを一度のヒートシールで接着してもよい。
また、積層マットの第１の主面と第２の主面のそれぞれにおける有機シートと積層マットの接着力を異ならせる場合には、ヒートシールの温度や時間等を両面で異なるようにすればよい。

また、積層マットを構成するマットには通常は表裏面の区別があり、相対的に表面が粗いラフ面と、相対的に表面が平滑なスムース面がある。
マットを積層して積層マットとする際に、一方の面がラフ面、一方の面がスムース面になるように積層面を定めることで、積層マットの第１の主面と第２の主面の表面状態を異ならせることができる。積層マットの第１の主面と第２の主面の表面状態が異なる場合、同じ接着条件で積層マットと有機シートの接着を行った場合にも積層マットの第１の主面と第２の主面のそれぞれにおける有機シートと積層マットの接着力を異ならせることができる。
上記工程により本発明のマット材を製造することができる。

（実施例）
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

（実施例１）
抄造法により、目付量（単位面積当たりの繊維重量）が１０５０ｇ／ｍ^２である、無機繊維（ムライト繊維）からなるシート状部材を作製した。
このシート状部材を打ち抜き加工して、長手方向の長さ６７３ｍｍ、幅９８ｍｍ、厚さ６．８ｍｍの第１のマットと長手方向の長さ６３０ｍｍ、幅９８ｍｍ、厚さ６．８ｍｍの第２のマットを作製した。第１のマットと第２のマットは図３（ａ）に示すような凹部及び凸部を有する形状である。
第１のマットに第２のマットを積層して積層マットとした。

有機シートとして、目付量が１８ｇ／ｍ^２で幅が５００ｍｍの有機繊維からなる不織布を準備した。これは、ＰＥＴ繊維にＰＥパウダーが融着した不織布である。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、積層マットの第２の主面の側で、有機シートの巻き付け開始部と巻き付け終了部を重ねて、有機シートを積層マットに巻き付けた。
積層マットの第２の主面の全面及び第１の主面の全面に有機シートをヒートシールにより接着した。
ヒートシールの条件は１００℃で５秒加熱である。
有機シートが積層マットに接着されている部位の長さ（図１（ａ）で両矢印Ｌ_１で示す長さに相当）は不織布の幅の５００ｍｍである。

（比較例１）
図４は、比較例１において製造したマット材を模式的に示す斜視図である。
比較例１では、図４に示すようなマット材１３を製造した。
マット材１３では、２本のフィルムバンド１３０ａ及び１３０ｂで積層マット２０を結束した。フィルムバンド１３０ａ及び１３０ｂは積層マット２０と接着されていない。
フィルムバンドはＯＰＰ（２軸延伸ポリプロピレンフィルム）であり、フィルムバンドの目付量は６０ｇ／ｍ^２である。
フィルムバンドが積層マットを結束する部位の長さ（図４で両矢印Ｌ_２及びＬ_３で示す長さ）はそれぞれ３０ｍｍである。

（巻き付け試験）
φ２００ｍｍの円柱状の基体に対し、実施例１及び比較例１に係るマット材をそれぞれ巻き付けた。
巻き付けの際には積層マットの第２の主面（第２のマット）を基体側とし、第１の主面（第１のマット）が外側になるようにした。
巻き付けた際の、凸部と凹部が嵌合する位置での凸部と凹部の間の隙間（Ｓｅａｍ Ｇａｐ）を、内側のマット（第２のマット）と外側のマット（第１のマット）のそれぞれにつき測定した。
その結果を表１にまとめた。

（脱落試験）
マット材を構成する第１のマットの一方の端部を固定して、マット材の長手方向が鉛直方向となるようにマット材を吊るした。さらに、第１のマットを固定した端部（マット材を吊るした際の上側の端部）と反対側の端部（マット材を吊るした際の下側の端部）において第２のマットにステンレス板を吊るして第２のマットに下向きの荷重を加えた。
ステンレス板の枚数を変化させて荷重を変化させ、この状態で５秒間位置ずれを生じない荷重の最大値を求めた。この数値が大きいほど、複数枚のマットの相対位置が安定しており、マットの脱落が生じにくいこととなる。
測定結果を表１にまとめた。
なお、実施例１ではステンレス板の枚数を増やして荷重を３ｋｇｆまで高くしても位置ずれが生じなかったので「脱落無し」とした。

巻き付け試験、脱落試験ともに、各実施例及び比較例に関し、試験試料としてマット材を３つずつ使用して測定を行い、その平均値を算出した。

実施例１ではＳｅａｍＧａｐの値が比較例１に比べて小さくなっており、巻き付け性に優れていることが分かる。
また、実施例１では脱落試験の結果も良好であり、実施例１の構成とすることによってマットの脱落が生じない程度に複数枚のマットの相対位置を安定させることができることがわかる。

（実施例２）
実施例１で製造した第１のマットと第２のマットを積層して積層マットとする際に、一方の面がラフ面、一方の面がスムース面になるように積層面を定めることで、積層マットの第１の主面がラフ面であり、第２の主面がスムース面である積層マットを作製した。
積層マットの第１の主面（ラフ面）の全面に有機シートをヒートシールにより接着してマット材Ａを作製した。
積層マットの第２の主面（スムース面）には有機シートを接着していない。
積層マットの第２の主面（スムース面）の全面に有機シートをヒートシールにより接着してマット材Ｂを作製した。
積層マットの第１の主面（ラフ面）には有機シートを接着していない。
ヒートシールの条件は１００℃で５秒加熱である。
マット材Ａは積層マットのラフ面と有機シートの接着強度を測定するための試料であり、マット材Ｂは積層マットのスムース面と有機シートの接着強度を測定するための試料である。

マット材Ａ、Ｂのそれぞれを２５ｍｍ×２５ｍｍに切断し、第１の主面と第２の主面に両面テープを貼り付けた。
マット材Ａでは第１の主面で有機シートに両面テープが貼り付けられており、第２の主面で積層マットのスムース面に両面テープが貼り付けられている。
マット材Ｂでは第２の主面で有機シートに両面テープが貼り付けられており、第１の主面で積層マットのラフ面に両面テープが貼り付けられている。
２５ｍｍ×２５ｍｍのプラスチック板（マット材との接着面となる板）に垂直方向に幅２５ｍｍ×高さ７７．５ｍｍのプラスチック板が立てて接合されたＴ字型治具を準備し、このＴ字型治具をマット材に貼り付けた両面テープによりマット材の第１の主面と第２の主面のそれぞれに接着した。
Ｔ字型治具を上下方向に引っ張り速度１０ｍｍ／ｍｉｎで引っ張り、ピーク荷重値（接着強度）を測定した。

積層マットのラフ面が有機シートとの接着面となっているマット材Ａでは接着強度が０．３１Ｎ／ｍｍ^２であった。積層マットのスムース面が有機シートとの接着面となっているマット材Ｂでは接着強度が０．４４Ｎ／ｍｍ^２であった。

以上のことから、積層マットのラフ面とスムース面で有機シートとの接着強度を異ならせることができることが分かる。
従って、マットを積層して積層マットとする際に、積層マットの一方の面がラフ面、一方の面がスムース面になるように積層面を定めて、同じ接着条件で積層マットと有機シートの接着を行うことで、積層マットの第１の主面と第２の主面のそれぞれにおける有機シートと積層マットの接着力を異ならせることができる。
接着力を異ならせたマット材においては、有機シートと積層マットの接着力が弱い面を第１の主面とすることが好ましい。
第１の主面は巻き付け時に外側になる面であり、巻き付け時に内側よりも強い張力が加わる面である。
第１の主面における有機シートと積層マットの間の接着力が弱いと巻き付け維持の張力により有機シートが積層マットから剥がれて、マット間がずれやすくなるので巻き付け性を向上させることができる。

１０、１０ａ、１０ｂ、１１、１２、１３ マット材
２０ 積層マット
２１ 第１のマット
２２ 第２のマット
２３ 積層マットの第１の主面
２４ 積層マットの第２の主面
２５ 積層マットの第１の長側面
２６ 積層マットの第２の長側面
２７ 積層マットの第１の短側面
２８ 積層マットの第２の短側面
２９ 露出部
３０ 有機シート
３０ａ、３０ｂ、３０ｄ 有機シートが接着されている領域
３０ｃ、３０ｅ、３０ｆ 有機シートが接着されていない領域
３１ 巻き付け開始部
３２ 巻き付け終了部
１３０ａ、１３０ｂ フィルムバンド

Claims (11)

1. 無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層され、各マットの長手方向の長さが、積層されるにつれて順次長くなるように構成された積層マットと、
   前記積層マットに巻き付けられた有機シートとからなるマット材であって、
   前記積層マットは、マットの長手方向の長さが最も長い第１の主面と、前記第１の主面の反対側でマットの長手方向の長さが最も短い第２の主面と、マットの長手方向に平行な第１の長側面と、前記第１の長側面の反対側の第２の長側面とを有し、
   前記有機シートは、前記積層マットの前記第１の主面、前記第１の長側面、前記第２の主面及び前記第２の長側面に連続的に巻き付けられており、
   マットの主面間同士は接着されておらず、かつ、
   前記有機シートは、前記積層マットの前記第１の主面と前記第２の主面の両方に接着されており、前記第１の長側面及び前記第２の長側面には接着されていないことを特徴とするマット材。
2. 前記積層マットの前記第２の主面において、前記有機シートの巻き付け開始部と巻き付け終了部が存在し、前記有機シートの前記巻き付け開始部及び前記巻き付け終了部が前記積層マットに接着されていて、前記巻き付け開始部と前記巻き付け終了部の間に前記有機シートが存在せずに積層マットの主面が露出する露出部が形成されている請求項１に記載のマット材。
3. 前記積層マットの前記第２の主面において、前記有機シートの巻き付け開始部と巻き付け終了部が存在し、前記巻き付け開始部の有機シートと前記巻き付け終了部の有機シートが重なって接着されている請求項１に記載のマット材。
4. 前記積層マットの前記第１の主面及び前記第２の主面の両方において、前記積層マットの幅方向の全体にわたって前記有機シートが前記積層マットに接着されている請求項１に記載のマット材。
5. 前記有機シートが前記積層マットに接着されている部位は、前記積層マットの主面の長手方向に沿った向きに伸びている請求項１～４のいずれか１項に記載のマット材。
6. 前記有機シートは有機繊維からなる不織布である請求項１～５のいずれか１項に記載のマット材。
7. 前記有機シートは樹脂フィルムからなる請求項１～５のいずれか１項に記載のマット材。
8. 前記有機シートはポリエステル、ポリエチレン及びポリプロピレンからなる群から選択された少なくとも１種の樹脂からなる請求項１～７のいずれか１項に記載のマット材。
9. 前記有機シートはヒートシールにより前記積層マットに接着されている請求項１～８のいずれか１項に記載のマット材。
10. 前記有機シートは接着剤により前記積層マットに接着されている請求項１～８のいずれか１項に記載のマット材。
11. 前記積層マットの前記第１の主面における前記有機シートと前記積層マットの間の接着力が、前記積層マットの前記第２の主面における前記有機シートと前記積層マットの間の接着力よりも弱い請求項１～１０のいずれか１項に記載のマット材。

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