JP7449105B2 - マット材 - Google Patents
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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。
特許文献１に記載された保持シール材では、帯状体は、積層された複数枚のマットの長さ方向中央近傍のみに巻かれており、保持シール材の両端付近では帯状体は巻かれていない。
このような形態で帯状体が巻かれている場合、特に保持シール材の両端付近では各マットが拘束されていないので、マット材を持ち上げた際には下側のマットが下方向に垂れることがあった。
このように「垂れる」マット材は、ハンドリング性に劣っており、排ガス処理体への巻き付けやケーシングへの圧入の際の作業性に劣ることがあった。
このような形態で帯状体が巻かれている場合、特に保持シール材の両端付近では各マットが拘束されていないので、マット材を持ち上げた際には下側のマットが下方向に垂れることがあった。
このように「垂れる」マット材は、ハンドリング性に劣っており、排ガス処理体への巻き付けやケーシングへの圧入の際の作業性に劣ることがあった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、複数枚のマットが積層された積層マットに帯状体を巻き付けてなるマット材であって、ハンドリング性に優れたマット材を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様に係るマット材は、無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層された積層マットと、上記積層マットに巻き付けられた帯状体とからなるマット材であって、上記帯状体の上記マット材の長さ方向における寸法が、１００ｍｍを超えることを特徴とする。
上記マット材では、帯状体のマット材の長さ方向における寸法が１００ｍｍを超えて長くなっているため、帯状体が積層マットを拘束している領域が広い。
そのため、マット材に垂れが生じにくく、ハンドリング性に優れたマット材とすることができる。
そのため、マット材に垂れが生じにくく、ハンドリング性に優れたマット材とすることができる。
本発明の第２の態様に係るマット材は、無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層された積層マットと、上記積層マットに巻き付けられた帯状体とからなるマット材であって、上記帯状体の上記マット材の長さ方向における寸法が、上記マット材の長さ方向における寸法の３０％を超えることを特徴とする。
上記マット材では、帯状体のマット材の長さ方向における寸法がマット材の長さ方向における寸法の３０％を超えて長くなっているため、帯状体が積層マットを拘束している領域が広い。
そのため、マット材に垂れが生じにくく、ハンドリング性に優れたマット材とすることができる。
そのため、マット材に垂れが生じにくく、ハンドリング性に優れたマット材とすることができる。
本発明のマット材では、上記帯状体は、有機材料、セラミック材料及び金属材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことが好ましい。
また、上記帯状体が有機繊維からなる不織布であることが好ましい。
また、上記帯状体が樹脂フィルムからなることが好ましい。
これらの材料からなる帯状体は、本発明のマット材を構成する帯状体として適当である。
また、上記帯状体が有機繊維からなる不織布であることが好ましい。
また、上記帯状体が樹脂フィルムからなることが好ましい。
これらの材料からなる帯状体は、本発明のマット材を構成する帯状体として適当である。
本発明のマット材では、上記帯状体は上記積層マットと接着されていないことが好ましい。
帯状体が積層マットと接着されていないと、積層マットを構成するマットの位置を調整することができる。
帯状体が積層マットと接着されていないと、積層マットを構成するマットの位置を調整することができる。
本発明のマット材では、上記帯状体の目付量は５～５００ｇ／ｍ２であることが好ましい。
帯状体の目付量が上記範囲内であると、積層マットを拘束するのに充分な機械的強度を備える。
帯状体の目付量が上記範囲内であると、積層マットを拘束するのに充分な機械的強度を備える。
本発明のマット材では、上記マット材の長さ方向における寸法が３３３ｍｍ以上であることが好ましい。
また、上記マットの１枚あたりの目付量が５００～４０００ｇ／ｍ２であることが好ましい。
また、上記マットの１枚あたりの厚さが２～３０ｍｍであることが好ましい。
マット材又はマットが上記のような規定を満たす場合、マット材に垂れが生じやすくなる。本発明のマット材では帯状体を適切な態様で積層マットに巻き付けているので、垂れが生じやすいマット材に対して、垂れを防止することができる。
また、上記マットの１枚あたりの目付量が５００～４０００ｇ／ｍ２であることが好ましい。
また、上記マットの１枚あたりの厚さが２～３０ｍｍであることが好ましい。
マット材又はマットが上記のような規定を満たす場合、マット材に垂れが生じやすくなる。本発明のマット材では帯状体を適切な態様で積層マットに巻き付けているので、垂れが生じやすいマット材に対して、垂れを防止することができる。
本発明のマット材では、上記帯状体を巻き付けていない上記積層マットの垂れ試験による垂れ量が１０ｍｍ以上であることが好ましい。
垂れ試験による垂れ量が上記規定を満たすような積層マットを用いて作製したマット材は垂れが生じやすいマット材である。
本発明のマット材では帯状体を適切な態様で積層マットに巻き付けているので、垂れが生じやすいマット材に対して、垂れを防止することができる。
垂れ試験による垂れ量が上記規定を満たすような積層マットを用いて作製したマット材は垂れが生じやすいマット材である。
本発明のマット材では帯状体を適切な態様で積層マットに巻き付けているので、垂れが生じやすいマット材に対して、垂れを防止することができる。
（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。
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。
本発明の第１の態様に係るマット材は、無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層された積層マットと、上記積層マットに巻き付けられた帯状体とからなるマット材であって、上記帯状体の上記マット材の長さ方向における寸法が、１００ｍｍを超えることを特徴とする。
図１は、マット材の一例を模式的に示す斜視図である。
図１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に巻き付けられた帯状体３０とからなる。
図１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に巻き付けられた帯状体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及び第２のマット２２はその長手方向（図１中、両矢印Ｌ１及びＬ２で示す方向）の長さが長いマットである。第１のマット２１はその長手方向の長さが長いマットであり、その長手方向における長さを両矢印Ｌ１で示している。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り、その長手方向における長さを両矢印Ｌ２で示している。
第１のマット２１及び第２のマット２２はその長手方向（図１中、両矢印Ｌ１及びＬ２で示す方向）の長さが長いマットである。第１のマット２１はその長手方向の長さが長いマットであり、その長手方向における長さを両矢印Ｌ１で示している。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り、その長手方向における長さを両矢印Ｌ２で示している。
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。
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、本実施形態のマット材では、嵌合する部分の形状を凹部と凸部としているが、嵌合する部分の形状をＬ字型の組合せとしてもよい。
なお、図１中、両矢印Ｔで示す方向がマット材の厚さ方向である。
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、本実施形態のマット材では、嵌合する部分の形状を凹部と凸部としているが、嵌合する部分の形状をＬ字型の組合せとしてもよい。
なお、図１中、両矢印Ｔで示す方向がマット材の厚さ方向である。
帯状体３０は、積層マット２０に連続的に巻き付けられている。
帯状体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、帯状体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２の長側面２６、第１の主面２３、第１の長側面２５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。
なお、巻き付け開始部３１と巻き付け終了部３２は積層マット２０のどこに存在してもよい。
図１に示すマット材１０では、帯状体３０の一部が積層マット２０の第２の主面２４上で重なっているが、帯状体が積層マットに巻き付けられる周方向において重なっていなくてもよい。帯状体が積層マットに巻き付けられる周方向において重なっていない場合、巻き付け開始部と巻き付け終了部の間に帯状体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る。
露出部は積層マット２０の第１の主面２３と第２の主面２４のいずれか一方に存在していればよい。
露出部の幅は特に限定されないが、積層マット２０の幅方向の長さの０％を超えて８０％以下であることが好ましい。
帯状体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、帯状体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２の長側面２６、第１の主面２３、第１の長側面２５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。
なお、巻き付け開始部３１と巻き付け終了部３２は積層マット２０のどこに存在してもよい。
図１に示すマット材１０では、帯状体３０の一部が積層マット２０の第２の主面２４上で重なっているが、帯状体が積層マットに巻き付けられる周方向において重なっていなくてもよい。帯状体が積層マットに巻き付けられる周方向において重なっていない場合、巻き付け開始部と巻き付け終了部の間に帯状体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る。
露出部は積層マット２０の第１の主面２３と第２の主面２４のいずれか一方に存在していればよい。
露出部の幅は特に限定されないが、積層マット２０の幅方向の長さの０％を超えて８０％以下であることが好ましい。
帯状体３０のマット材の長さ方向における寸法は、図１に両矢印Ｘで示す長さであり、この長さが１００ｍｍを超える。
帯状体のマット材の長さ方向における寸法が１００ｍｍを超えると、帯状体が積層マットを拘束している領域が広い。
そのため、マット材に垂れが生じにくく、ハンドリング性に優れたマット材とすることができる。
また、帯状体のマット材の長さ方向における寸法は２００ｍｍ以上であることが好ましく、３００ｍｍ以上であることがより好ましい。
また、帯状体のマット材の長さ方向における寸法は（積層マットの長さ－５０ｍｍ以下）であってもよく、マット材が嵌合する部分以外の部分の長さと略同じであってもよい。
帯状体のマット材の長さ方向における寸法が１００ｍｍを超えると、帯状体が積層マットを拘束している領域が広い。
そのため、マット材に垂れが生じにくく、ハンドリング性に優れたマット材とすることができる。
また、帯状体のマット材の長さ方向における寸法は２００ｍｍ以上であることが好ましく、３００ｍｍ以上であることがより好ましい。
また、帯状体のマット材の長さ方向における寸法は（積層マットの長さ－５０ｍｍ以下）であってもよく、マット材が嵌合する部分以外の部分の長さと略同じであってもよい。
帯状体は、有機材料、セラミック材料及び金属材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことが好ましい。
帯状体が有機材料からなる場合、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。
帯状体は、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。
帯状体は、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、帯状体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。
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、帯状体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。
帯状体がセラミック材料からなる場合、セラミック材料は、特に限定されない。例えば、アルミナ、シリカ、チタニア等のシートが挙げられる。また、セラミック繊維からなる布でもよく、アルミナクロス、シリカクロス、チタニアクロス等が挙げられる。
帯状体が金属材料からなる場合、金属材料は、特に限定されない。例えば、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等のシートが挙げられる。また、金属繊維からなるメッシュでもよく、ステンレスメッシュ、アルミメッシュ等が挙げられる。
帯状体は、積層マットに接着されていなくてもよい。
帯状体が積層マットと接着されていないと、積層マットを構成するマットの位置を調整することができる。
帯状体が積層マットと接着されていないと、積層マットを構成するマットの位置を調整することができる。
また、帯状体は接着剤を介して積層マットに接着されていてもよい。帯状体が有機材料からなる場合、接着剤を使用せずに帯状体自体を積層マットにヒートシールすることにより帯状体を積層マットに接着してもよい。
帯状体と積層マットの接着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。
帯状体自体を積層マットにヒートシールする場合は、帯状体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。
帯状体と積層マットの接着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。
帯状体自体を積層マットにヒートシールする場合は、帯状体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。
帯状体はその目付量が５～５００ｇ／ｍ２であることが好ましい。
帯状体の目付量が上記範囲内であると、積層マットを拘束するのに充分な機械的強度を備える。
また、帯状体に穴等の空隙を設けたり、ネット状とすることにより帯状体の目付量を調整する（小さくする）ことができるので、帯状体には空隙等を設けてもよい。
帯状体の目付量が上記範囲内であると、積層マットを拘束するのに充分な機械的強度を備える。
また、帯状体に穴等の空隙を設けたり、ネット状とすることにより帯状体の目付量を調整する（小さくする）ことができるので、帯状体には空隙等を設けてもよい。
積層マット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で両矢印Ｌ２で示す長さで、第２の主面２４を有する第２のマット２２の長手方向の長さ）が３３３ｍｍ以上であることが好ましく、１５００ｍｍ以下であることが好ましい。
積層マットの幅方向の長さ（図１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で両矢印Ｔで示す長さ）が４～６０ｍｍであることが好ましい。
積層マットの厚さが４ｍｍ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６０ｍｍ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。
積層マットの長手方向の長さ（図１で両矢印Ｌ２で示す長さで、第２の主面２４を有する第２のマット２２の長手方向の長さ）が３３３ｍｍ以上であることが好ましく、１５００ｍｍ以下であることが好ましい。
積層マットの幅方向の長さ（図１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で両矢印Ｔで示す長さ）が４～６０ｍｍであることが好ましい。
積層マットの厚さが４ｍｍ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６０ｍｍ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。
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。
また、本実施形態の積層マットでは嵌合する部分の形状を凹部と凸部としているが、嵌合する部分の形状をＬ字型の組合せとしてもよい。
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。
また、本実施形態の積層マットでは嵌合する部分の形状を凹部と凸部としているが、嵌合する部分の形状をＬ字型の組合せとしてもよい。
本発明のマット材は帯状体を適切な態様で積層マットに巻き付けているので、垂れが生じやすいマット材に対して、垂れを防止することができる。そのため、本発明のマット材は、積層マットが垂れが生じやすい場合に好適に発明の効果を発揮することができる。
具体的には、積層マットを構成するマットが、それぞれ長く、やわらかく、薄い場合に積層マットの垂れが生じやすくなる。
具体的には、積層マットを構成するマットが、それぞれ長く、やわらかく、薄い場合に積層マットの垂れが生じやすくなる。
積層マットを構成するマットが垂れやすいマットである場合、マットの長さ方向における寸法の好ましい範囲は以下の通りである。
各マットの長さ方向における寸法が３３３ｍｍ以上である。
マットの１枚あたりの目付量が５００～４０００ｇ／ｍ３である。
マットの１枚あたりの厚さが２～３０ｍｍである。
各マットの長さ方向における寸法が３３３ｍｍ以上である。
マットの１枚あたりの目付量が５００～４０００ｇ／ｍ３である。
マットの１枚あたりの厚さが２～３０ｍｍである。
帯状体を巻き付けていない積層マットの垂れ試験による垂れ量が１０ｍｍ以上である場合、積層マットの垂れが生じやすいといえる。
図２は、垂れ試験の様子を模式的に示す側面図である。
垂れ試験では、ステージ４０に積層マット２０を載置する。その際、短いマットである第２のマット２２をステージ４０に接する側に配置する。第２のマット２２がステージ４０の端から３００ｍｍ突出するようにする。第２のマット２２がステージ４０に接している部位では第２のマット２２とステージ４０は固定しておく。そして、第２のマット２２がステージの端から突出した部位では自重により第２のマット２２がステージ４０の上面から垂れ下がるので、ステージ４０の上面を基準として第２のマット２２が垂れ下がった高さ（図２中、両矢印Ｙで示す寸法）を測定して、この測定値を「垂れ量」とする。
図２は、垂れ試験の様子を模式的に示す側面図である。
垂れ試験では、ステージ４０に積層マット２０を載置する。その際、短いマットである第２のマット２２をステージ４０に接する側に配置する。第２のマット２２がステージ４０の端から３００ｍｍ突出するようにする。第２のマット２２がステージ４０に接している部位では第２のマット２２とステージ４０は固定しておく。そして、第２のマット２２がステージの端から突出した部位では自重により第２のマット２２がステージ４０の上面から垂れ下がるので、ステージ４０の上面を基準として第２のマット２２が垂れ下がった高さ（図２中、両矢印Ｙで示す寸法）を測定して、この測定値を「垂れ量」とする。
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／ｃｍ３であることが望ましい。マットのかさ密度が０．０５ｇ／ｃｍ３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／ｃｍ３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。
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。
本発明の第２の態様に係るマット材は、無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層された積層マットと、上記積層マットに巻き付けられた帯状体とからなるマット材であって、上記帯状体の上記マット材の長さ方向における寸法が、上記マット材の長さ方向における寸法の３０％を超えることを特徴とする。
本発明の第２の態様に係るマット材は、帯状体のマット材の長さ方向における寸法の規定が異なる他は本発明の第１の態様のマット材と同じとすることができる。
そのため、帯状体のマット材の長さ方向における寸法の規定以外の特徴事項についての説明は省略する。
そのため、帯状体のマット材の長さ方向における寸法の規定以外の特徴事項についての説明は省略する。
図１に示すマット材１０において、帯状体３０のマット材の長さ方向における寸法は両矢印Ｘで示す長さである。マット材１０の長さ方向における寸法は、長手方向の長さが短いマットである第２のマット２２の長手方向における長さであり、両矢印Ｌ２で示す長さである。
帯状体３０のマット材の長さ方向における寸法(両矢印Ｘ)が、マット材１０の長さ方向における寸法(両矢印Ｌ２)の３０％を超えている。
帯状体のマット材の長さ方向における寸法がマット材の長さ方向における寸法の３０％を超えて長くなると、帯状体が積層マットを拘束している領域が広い。
そのため、マット材に垂れが生じにくく、ハンドリング性に優れたマット材とすることができる。
帯状体のマット材の長さ方向における寸法がマット材の長さ方向における寸法の３０％を超えて長くなると、帯状体が積層マットを拘束している領域が広い。
そのため、マット材に垂れが生じにくく、ハンドリング性に優れたマット材とすることができる。
帯状体のマット材の長さ方向における寸法は、マット材の長さ方向における寸法の５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。
また、帯状体のマット材の長さ方向における寸法は、マット材の長さ方向における寸法の９５％以下であってもよい。
また、帯状体のマット材の長さ方向における寸法は、マット材の長さ方向における寸法の９５％以下であってもよい。
図１に示すマット材では、積層マットに巻き付けられた帯状体の数が１つであるが、本発明の第１の態様及び第２の態様におけるマット材において、積層マットに巻き付けられた帯状体は複数であってもよい。
図３は、積層マットに巻き付けられた帯状体の数が２つであるマット材の一例を模式的に示す斜視図である。
図３は、積層マットに巻き付けられた帯状体の数が２つであるマット材の一例を模式的に示す斜視図である。
図３に示すマット材１１０は、図１に示すマット材１０が備える積層マット２０と同じ積層マット２０を備えており、積層マット２０に帯状体１３０ａ、帯状体１３０ｂが巻き付けられている。
帯状体１３０ａのマット材の長さ方向における寸法は両矢印Ｘ１で示す長さであり、帯状体１３０ｂのマット材の長さ方向における寸法は両矢印Ｘ２で示す長さである。
積層マットに巻き付けられた帯状体の数が複数である場合、帯状体のマット材の長さ方向における寸法は、各帯状体のマット材の長さ方向における寸法の合計とする。
すなわち、図３に示すマット材１１０における帯状体のマット材の長さ方向における寸法は、両矢印Ｘ１で示す長さと両矢印Ｘ２で示す長さの合計である。
帯状体１３０ａのマット材の長さ方向における寸法は両矢印Ｘ１で示す長さであり、帯状体１３０ｂのマット材の長さ方向における寸法は両矢印Ｘ２で示す長さである。
積層マットに巻き付けられた帯状体の数が複数である場合、帯状体のマット材の長さ方向における寸法は、各帯状体のマット材の長さ方向における寸法の合計とする。
すなわち、図３に示すマット材１１０における帯状体のマット材の長さ方向における寸法は、両矢印Ｘ１で示す長さと両矢印Ｘ２で示す長さの合計である。
マット材１１０が本発明の第１の態様のマット材である場合、帯状体１３０ａ及び帯状体１３０ｂのマット材１１０の長さ方向における寸法の合計（Ｘ１＋Ｘ２）が１００ｍｍを超える。
また、マット材１１０が本発明の第２の態様のマット材である場合、帯状体１３０ａ及び帯状体１３０ｂのマット材の長さ方向における寸法の合計（Ｘ１＋Ｘ２）がマット材１１０の長さ方向における寸法(両矢印Ｌ２)の３０％を超える。
帯状体１３０ａ、帯状体１３０ｂの好ましい材質等は図１に示すマット材１０が備える帯状体３０の好ましい材質等と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
また、マット材１１０が本発明の第２の態様のマット材である場合、帯状体１３０ａ及び帯状体１３０ｂのマット材の長さ方向における寸法の合計（Ｘ１＋Ｘ２）がマット材１１０の長さ方向における寸法(両矢印Ｌ２)の３０％を超える。
帯状体１３０ａ、帯状体１３０ｂの好ましい材質等は図１に示すマット材１０が備える帯状体３０の好ましい材質等と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
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。
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。
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。
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。
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、積層マットに帯状体を巻き付ける。
積層マットに帯状体を巻き付けたあと、積層マットと帯状体の接着を行ってもよい。
積層マットと帯状体の接着を接着剤により行う場合は、積層マット及び／又は帯状体の一部に接着剤を塗布しておく。
積層マットと帯状体の接着をヒートシールにより行う場合は、積層マットと帯状体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。
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。
積層マットに帯状体を巻き付けたあと、積層マットと帯状体の接着を行ってもよい。
積層マットと帯状体の接着を接着剤により行う場合は、積層マット及び／又は帯状体の一部に接着剤を塗布しておく。
積層マットと帯状体の接着をヒートシールにより行う場合は、積層マットと帯状体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。
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。
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）
ニードリング法により、目付量（単位面積当たりの繊維重量）が１０５０ｇ／ｍ２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６４３ｍｍ、幅９８ｍｍ、厚さ６．８ｍｍの第１のマットと長手方向の長さ６００ｍｍ、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１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。
当該積層マットの垂れ試験による垂れ量は１４６ｍｍである。
ニードリング法により、目付量（単位面積当たりの繊維重量）が１０５０ｇ／ｍ２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６４３ｍｍ、幅９８ｍｍ、厚さ６．８ｍｍの第１のマットと長手方向の長さ６００ｍｍ、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１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。
当該積層マットの垂れ試験による垂れ量は１４６ｍｍである。
帯状体として、目付量が１８ｇ／ｍ２で幅が３００ｍｍ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１に示すように、帯状体を積層マットに巻き付けた。
帯状体が積層マットに巻き付けられている部位の長さ（図１で両矢印Ｘで示す長さ）は不織布の幅の３００ｍｍである。
帯状体のマット材の長さ方向における寸法は、マット材の長さ方向における寸法（６００ｍｍ）の５０％である。
帯状体が積層マットに巻き付けられている部位の長さ（図１で両矢印Ｘで示す長さ）は不織布の幅の３００ｍｍである。
帯状体のマット材の長さ方向における寸法は、マット材の長さ方向における寸法（６００ｍｍ）の５０％である。
（比較例１）
帯状体として、幅が３０ｍｍの有機繊維からなる不織布を準備し、帯状体を積層マットに巻き付けた。
帯状体が積層マットに巻き付けられている部位の長さ（図１で両矢印Ｘで示す長さ）は不織布の幅の３０ｍｍである。
帯状体のマット材の長さ方向における寸法は、マット材の長さ方向における寸法（６００ｍｍ）の５％である。
帯状体として、幅が３０ｍｍの有機繊維からなる不織布を準備し、帯状体を積層マットに巻き付けた。
帯状体が積層マットに巻き付けられている部位の長さ（図１で両矢印Ｘで示す長さ）は不織布の幅の３０ｍｍである。
帯状体のマット材の長さ方向における寸法は、マット材の長さ方向における寸法（６００ｍｍ）の５％である。
実施例１のマット材と比較例１のマット材を比較すると、マット材を持ち上げた際の垂れ量が実施例１のマット材において小さく、実施例１のマット材はハンドリング性に優れるものであった。
１０、１１０ 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
３０、１３０ａ、１３０ｂ 帯状体
３１ 巻き付け開始部
３２ 巻き付け終了部
４０ ステージ
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
３０、１３０ａ、１３０ｂ 帯状体
３１ 巻き付け開始部
３２ 巻き付け終了部
４０ ステージ
Claims (11)
- 無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層された積層マットと、
前記積層マットに巻き付けられた帯状体とからなるマット材であって、
前記帯状体の前記マット材の長さ方向における寸法が、２００ｍｍ以上であり、
前記積層マットの長さ方向における前記帯状体の端部のうち、前記積層マットの幅方向に沿った第１の短側面に最も近い端部と、前記積層マットの前記幅方向に沿った第２の短側面に最も近い端部とで挟まれる領域で定義される、帯状体が配置された領域が、前記積層マットの前記長さ方向の中央に重なるように配置されていることを特徴とするマット材。 - 無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層された積層マットと、
前記積層マットに巻き付けられた帯状体とからなるマット材であって、
前記帯状体の前記マット材の長さ方向における寸法が、前記マット材の長さ方向における寸法の５０％以上であり、
前記積層マットの長さ方向における前記帯状体の端部のうち、前記積層マットの幅方向に沿った第１の短側面に最も近い端部と、前記積層マットの前記幅方向に沿った第２の短側面に最も近い端部とで挟まれる領域で定義される、帯状体が配置された領域が、前記積層マットの前記長さ方向の中央に重なるように配置されていることを特徴とするマット材。 - 前記帯状体は、有機材料、セラミック材料及び金属材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含む請求項１に記載のマット材。
- 前記帯状体が有機繊維からなる不織布である請求項３に記載のマット材。
- 前記帯状体が樹脂フィルムからなる請求項３に記載のマット材。
- 前記帯状体は前記積層マットと接着されていない請求項１～５のいずれか１項に記載のマット材。
- 前記帯状体の目付量は５～５００ｇ／ｍ２である請求項１～６のいずれか１項に記載のマット材。
- 前記マット材の長さ方向における寸法が３３３ｍｍ以上である請求項１～７のいずれか１項に記載のマット材。
- 前記マットの１枚あたりの目付量が５００～４０００ｇ／ｍ２である請求項１～８のいずれか１項に記載のマット材。
- 前記マットの１枚あたりの厚さが２～３０ｍｍである請求項１～９のいずれか１項に記載のマット材。
- 前記帯状体を巻き付けていない前記積層マットの垂れ試験による垂れ量が１０ｍｍ以上である請求項１～１０のいずれか１項に記載のマット材。
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