WO2011002005A1 - マット材および排気ガス処理装置 - Google Patents

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WO2011002005A1
WO2011002005A1 PCT/JP2010/061118 JP2010061118W WO2011002005A1 WO 2011002005 A1 WO2011002005 A1 WO 2011002005A1 JP 2010061118 W JP2010061118 W JP 2010061118W WO 2011002005 A1 WO2011002005 A1 WO 2011002005A1
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exhaust gas
mat
mat material
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glass fiber
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PCT/JP2010/061118
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順一 杉野
山崎　努
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イビデン株式会社
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • C03C13/06—Mineral fibres, e.g. slag wool, mineral wool, rock wool
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
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    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
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    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
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    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
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    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2853—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
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    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/696—Including strand or fiber material which is stated to have specific attributes [e.g., heat or fire resistance, chemical or solvent resistance, high absorption for aqueous compositions, water solubility, heat shrinkability, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a mat material containing glass fiber, and more particularly to a mat material used for an exhaust gas treatment device of a vehicle or the like.
  • a general exhaust gas treatment apparatus is provided with a cylindrical member (casing) in the middle of an exhaust pipe connected to an exhaust gas manifold of an engine, and has an exhaust gas inlet and outlet opening surfaces therein, It has a structure in which an exhaust gas processing body having a large number of fine pores is arranged inside.
  • the exhaust gas processing body include a catalyst carrier and an exhaust gas filter such as a diesel particulate filter (DPF).
  • DPF diesel particulate filter
  • a holding sealing material is installed between the exhaust gas treating body and the casing.
  • the holding sealing material is used to prevent damage due to contact between the exhaust gas processing body and the casing during traveling of the vehicle, and to prevent the exhaust gas from leaking from the gap between the casing and the exhaust gas processing body.
  • the holding sealing material has a role of preventing the exhaust gas processing body from falling off due to exhaust gas exhaust pressure.
  • the exhaust gas treating body needs to be kept at a high temperature in order to maintain the reactivity, and the holding sealing material is also required to have heat insulation performance.
  • This mat material is wound around at least a part of the outer peripheral surface excluding the opening surface of the exhaust gas processing body and functions as a holding seal material by being integrally fixed with the exhaust gas processing body by taping or the like. Thereafter, the integrated product is press-fitted into the casing to constitute an exhaust gas processing device.
  • the mat material includes inorganic fibers such as alumina fibers and an organic binder, and is manufactured by a needle processing method or a papermaking method.
  • inorganic fibers such as alumina fibers and an organic binder
  • a mat material using glass fibers such as E-glass instead of alumina fibers (for example, Patent Document 1).
  • the conventional mat material using glass fibers such as E-glass has a problem that the initial holding force is low.
  • the exhaust gas processing body in the exhaust gas processing apparatus undergoes repeated expansion and contraction cycles as the temperature rises and falls due to the flow and stop of the exhaust gas. Accordingly, the holding sealing material is repeatedly subjected to compression and decompression during use, corresponding to the expansion and contraction behavior of the exhaust gas treating body.
  • a mat member using glass fibers such as E-glass has a problem that the holding power of the mat member is greatly reduced when such compression and decompression cycles are repeated.
  • the mat material when a mat material using glass fibers such as E-glass is applied to the holding sealing material, the mat material may be damaged due to insufficient initial holding force and / or a decrease in holding power of the mat material over time. There is a possibility that the exhaust gas treating body to be held off.
  • the present invention has been made in view of such problems, and in the present invention, although it is a mat material containing glass fibers, the initial holding force is high, and even after receiving a repeated load of compression and restoration, it is relatively
  • An object of the present invention is to provide a mat member that maintains a good holding force. It is another object of the present invention to provide an exhaust gas processing apparatus provided with such a mat material as a holding sealing material.
  • a mat material containing glass fiber comprising, by weight, 52-62 wt% SiO 2 , 9-17 wt% Al 2 O 3 , 17-27 wt% CaO, 0-9 wt% MgO, 0-4 wt% TiO 2 , and Contains 0-5 wt% ZnO, does not substantially contain B 2 O 3, and the sum of Na 2 O and K 2 O is in the range of 0-2 wt%,
  • the glass fiber may not substantially contain fluorine.
  • the glass fiber is 59 to 62 wt% SiO 2 , 12 to 15 wt% Al 2 O 3 , 20 to 24 wt% CaO, 1 to 4 wt% MgO, It may contain 0 to 0.9 wt% TiO 2 and substantially no ZnO, and the total of Na 2 O and K 2 O may be in the range of 0 to 1 wt%.
  • the glass fiber is 56 to 62 wt% SiO 2 , 9 to 15 wt% Al 2 O 3 , 17 to 25 wt% CaO, 0 to 5 wt% MgO, It may contain 0 to 4 wt% TiO 2 and 0 to 5 wt% ZnO, and the sum of Na 2 O and K 2 O may be in the range of 0 to 1 wt%.
  • the average diameter of the glass fibers may be in the range of 9 ⁇ m to 13 ⁇ m.
  • the average length of the glass fibers may be in the range of 1 mm to 10 mm, or in the range of 5 mm to 100 mm.
  • the mat material according to the present invention may further include an organic binder.
  • the mat material according to the present invention may further include an expansion material.
  • the expansion agent may include at least one material selected from the group consisting of vermiculite, bentonite, phlogopite, pearlite, expandable graphite, and expandable fluoride mica.
  • An exhaust gas treating body having two opening surfaces through which exhaust gas flows;
  • a holding sealing material used by being wound around at least a part of an outer peripheral surface excluding an opening surface of the exhaust gas treating body;
  • An exhaust gas treatment device comprising: An exhaust gas treatment device is provided in which the holding sealing material is made of a mat material having the above-described characteristics.
  • the exhaust gas processing body may be a catalyst carrier or an exhaust gas filter.
  • the present invention although it is a mat material containing glass fibers, it is possible to provide a mat material that has a high initial holding force and maintains a relatively good holding force even after repeated loading of compression and restoration. In addition, it is possible to provide an exhaust gas processing apparatus provided with such a mat material as a holding sealing material.
  • Example 4 is a graph showing values of initial surface pressure (P 0 ) of samples according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1;
  • samples according to Examples 1, 2 and Comparative Example 1 is a graph showing a value of the surface pressure after 1000 cycles (P 1000).
  • 6 is a graph showing a temperature change of an initial surface pressure in samples according to Example 3 and Comparative Example 2.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a mat member according to the present invention.
  • FIG. 2 shows a schematic assembly diagram when the exhaust gas treatment apparatus is configured using the mat material shown in FIG. 1 as a holding sealing material.
  • the mat member 30 has a long side (side parallel to the X direction) and a short side (side parallel to the Y direction), and is formed to be substantially rectangular. Is done.
  • a fitting convex portion 50 and a fitting concave portion 60 are provided, respectively.
  • two convex portions 61 are formed at positions adjacent to the fitting concave portion 60 on the short side 71.
  • the short sides 70 and 71 of the mat material of the present invention are not limited to the shape of FIG. 1. For example, those having no fitting part as shown in FIG. Those having a plurality of fitting convex portions 50 and fitting concave portions 60 can also be used.
  • the “substantially rectangular shape” is a concept including a rectangle having a pair of fitting convex portions 50 and fitting concave portions 60 on the short side as shown in FIG. Further, the “substantially rectangular shape” includes a shape in which a corner portion where the long side and the short side intersect has an angle other than 90 ° (for example, a shape having a curvature).
  • this mat member 30 When this mat member 30 is used as the holding sealing member 24, it is used such that the long side direction is the winding direction (X direction in FIG. 1). Further, when the mat member 30 is wound around the exhaust gas processing body 20 such as a catalyst carrier as the holding seal member 24, as shown in FIG. 2, the mating projection 50 and the mating recess 60 of the mat member 30 are provided. And the mat member 30 is fixed to the exhaust gas processing body 20. After that, the exhaust gas processing body 20 around which the holding sealing material 24 is wound is press-fitted into the cylindrical casing 12 made of metal or the like by press-fitting or the like.
  • the mat material there is a mat material containing an inorganic fiber such as an alumina fiber and an organic binder, but recently, for example, a glass fiber such as E-glass is used as the inorganic fiber for cost reduction. It has been proposed.
  • E-glass means a general term for glasses having the composition shown in the column of “E-glass composition” in Table 1.
  • E-glass is 52-62 wt% SiO 2 , 12-16 wt% Al 2 O 3 , 16-25 wt% CaO, 0-5 wt% MgO, 5-10 wt% B 2 by weight.
  • O 3 is a glass containing 0 to 1.5 wt% of TiO 2 and having a total of Na 2 O and K 2 O in the range of 0 to 2 wt%.
  • a mat material using glass fibers such as E-glass has a problem that initial holding power is lower than a mat material using alumina fibers.
  • the exhaust gas processing body in the exhaust gas processing apparatus undergoes repeated expansion and contraction cycles as the temperature rises and falls due to the flow and stop of the exhaust gas. Therefore, the holding sealing material is subjected to repeated compression and decompression loads in use, corresponding to the expansion and contraction behavior of the exhaust gas treating body.
  • a mat member using glass fibers such as E-glass has a problem that the holding power of the mat member is greatly reduced when such compression and decompression cycles are repeated.
  • the mat material when a mat material using glass fibers such as E-glass is applied to the holding sealing material, the mat material may be damaged due to insufficient initial holding force and / or a decrease in holding power of the mat material over time. There is a possibility that the exhaust gas treating body to be held off.
  • the inventors of the present application have so far conducted intensive research and development. And when glass fibers of a specific composition and characteristics are used, the initial holding force is significantly high, and a mat that can maintain a relatively good holding force even after being subjected to repeated compression and decompression loads. The present inventors have found that a material can be obtained and have reached the present invention.
  • a mat material containing glass fibers comprise, by weight, 52-62 wt% SiO 2 , 9-17 wt% Al 2 O 3 , 17-27 wt% CaO, 0-9 wt% MgO, 0-4 wt% TiO 2 , and Contains 0-5 wt% ZnO, does not substantially contain B 2 O 3, and the sum of Na 2 O and K 2 O is in the range of 0-2 wt%,
  • a mat member having a surface pressure of 100 kPa or more when measured when the temperature of the upper base and the lower base reaches 700 ° C. and 400 ° C., respectively.
  • the column of “Glass fiber composition of the present invention” in Table 1 below shows the composition of glass fibers contained in the mat material according to the present invention.
  • Glass fibers are 52-62 wt% SiO 2 , 9-17 wt% Al 2 O 3 , 17-27 wt% CaO, 0-9 wt% MgO, 0-4 wt% TiO 2 , and 0 by weight. It contains ⁇ 5 wt% ZnO, substantially does not contain B 2 O 3, and the total of Na 2 O and K 2 O is in the range of 0 to 2 wt%.
  • the glass fiber used in the mat material according to the present invention has a feature that it is substantially free of B 2 O 3 .
  • B 2 O 3 is considered to have a role of lowering the softening point of glass fibers.
  • the present invention because it eliminates the B 2 O 3 from the glass fibers, it is possible to suppress the reduction of the softening point of the glass fibers. Thereby, the intensity
  • Such a mat material according to the present invention has a feature that the initial holding force is significantly high. Further, even in an environment that is repeatedly subjected to high temperature compression and decompression, a decrease in holding force is suppressed, and a long holding force can be exhibited.
  • the composition of the glass fiber is 59 to 62 wt% SiO 2 , 12 to 15 wt% Al 2 O 3 , 20 to 24 wt% CaO, and 1 to 4 wt% in weight ratio.
  • MgO, 0 to 0.9 wt% of TiO 2 , ZnO is not substantially contained, and the total of Na 2 O and K 2 O is in the range of 0 to 1 wt% (also referred to as “first glass fiber composition”). ).
  • the composition of the glass fiber is 56-62 wt% SiO 2 , 9-15 wt% Al 2 O 3 , 17-25 wt% CaO, 0-5 wt% MgO, 0-4 wt% TiO by weight ratio. 2 and 0 to 5 wt% ZnO, and the total of Na 2 O and K 2 O is preferably in the range of 0 to 1 wt% (also referred to as “second glass fiber composition”).
  • Table 1 described later shows the first and second glass fiber compositions according to the present invention at the same time.
  • the mat member 30 according to the present invention may include an organic binder in addition to the glass fiber.
  • the organic binder for example, epoxy resin, acrylic resin, rubber resin, styrene resin, and the like can be used.
  • the content of the organic binder (the weight of the organic binder relative to the total weight of the mat material) is preferably in the range of 1 to 10 wt%, for example.
  • the organic binder impregnated in the mat member contributes to an increase in the amount of organic components discharged from the exhaust gas processor when an exhaust gas processor having such a mat member is used. Therefore, the content of the organic binder is preferably as small as possible.
  • the mat material may not be impregnated at all.
  • the mat member 30 may further include an expansion material.
  • the expansion material preferably has a characteristic of expanding in the range of 400 ° C to 800 ° C.
  • expansion material examples include vermiculite, bentonite, phlogopite, pearlite, expandable graphite, and expandable fluoride mica.
  • the mat member 30 expands in the range of 400 ° C. to 800 ° C., and thereby, even in a high temperature range exceeding 700 ° C. at which the strength of the glass fiber is reduced.
  • the holding power of the mat material can be improved.
  • the amount of the expansion material added is not particularly limited, but for example, it is preferably in the range of 10 wt% to 50 wt% with respect to the total weight of the mat material.
  • FIG. 3 shows a configuration example of the exhaust gas processing apparatus 10 according to the present invention.
  • the exhaust gas processing apparatus 10 is connected to an exhaust gas processing body 20 in which a holding sealing material 24 is wound around an outer peripheral surface, a casing 12 that houses the exhaust gas processing body, and an inlet side and an outlet side of the casing.
  • the exhaust gas inlet pipe 2 and the outlet pipe 4 are provided.
  • the inlet pipe 2 and the outlet pipe 4 have a tapered shape so that the diameter is expanded at a position where the inlet pipe 2 and the outlet pipe 4 are connected to the casing 12.
  • the exhaust gas processing body 20 is a catalyst carrier having an opening surface for inlet and outlet of exhaust gas and having a large number of through holes in a direction parallel to the gas flow.
  • the catalyst carrier is made of, for example, honeycomb cordierite.
  • the exhaust gas treatment device 10 of the present invention is not limited to such a configuration.
  • the exhaust gas treating body 20 may be an exhaust gas filter in which a part of a through hole is sealed, for example, a porous DPF such as porous silicon carbide, porous cordierite, or porous aluminum titanate.
  • the holding sealing material 24 is composed of a mat material containing glass fibers as described above. Therefore, the holding sealing material 24 has a good holding force with respect to the exhaust gas processing body 20 in the initial stage. Further, in such an exhaust gas processing apparatus 10, even if a repeated load of compression and restoration is applied to the holding sealing material 24 due to repeated circulation and stop of the exhaust gas, the rate of decrease in the holding force of the holding sealing material 24 is significant. To be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the exhaust gas processing body 20 from being displaced from a predetermined position or dropping off after a long period of use, and the reliability of the exhaust gas processing apparatus 10 is improved.
  • Method 1 for producing mat material according to the present invention Next, an example of a method for manufacturing a mat material according to the present invention will be described with reference to FIG.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the production flow of the mat material according to the present invention.
  • the method for producing a mat material according to the present invention includes: (A) preparing a glass fiber having the composition as described above (S110); (B) Using this glass fiber, a step of preparing a laminated sheet (S120); (C) A step of forming a mat material from the laminated sheet by a needling method (S130); Have
  • the mat material is manufactured by the so-called “needling method”.
  • the “needling method” is a general term for a method of manufacturing a mat member by inserting and removing a needle from a laminated sheet containing inorganic fibers.
  • step S110 glass fibers having the composition as described above are prepared.
  • the length of the glass fiber is not particularly limited. However, it is preferable that the glass fiber is relatively long so that the fibers are easily entangled during the subsequent needling treatment.
  • the “average length” of the glass fiber is preferably in the range of 5 to 100 mm (for example, 50 mm), for example.
  • the “average length” is a value obtained by averaging the total lengths of 100 fibers collected at random.
  • the diameter of the glass fiber is not particularly limited.
  • the average diameter of the glass fibers is preferably in the range of 9 ⁇ m to 13 ⁇ m (for example, 11 ⁇ m), for example. This “average diameter” is a value obtained by measuring the diameters of 300 fibers collected at random by SEM and averaging them.
  • Step S120 a fiber-opening process is performed using the above-described glass fiber, thereby forming a cotton-like laminated sheet.
  • the opening process may be performed by, for example, a carding method. In this method, a nonwoven fabric called a web is formed, and a large number of these are laminated to form a laminated sheet.
  • Step S130 Next, a mat member is formed from the laminated sheet by a “needling method”.
  • a needling device is used for the needling method.
  • a needling device is comprised by the needle board which can be reciprocated in the stab direction (usually up-down direction), and a pair of support plate installed in the double-sided side of the surface of a laminated sheet, and a back surface.
  • a large number of needles for piercing the laminated sheet are attached to the needle board at a density of, for example, about 25 to 5000/100 cm 2 .
  • Each support plate is provided with a number of through holes for needles. Therefore, with the laminated sheet pressed from both sides by a pair of support plates, the needle board is moved closer to or away from the laminated sheet so that the needle is inserted into and removed from the laminated sheet, and the mat material in which the glass fibers are entangled. It is formed.
  • the needling device may include two sets of needle boards.
  • Each needle board has a respective support plate.
  • Two sets of needle boards are disposed on the front and back surfaces of the laminated sheet, respectively, and the laminated sheet is fixed from both sides with each support plate.
  • the needles are arranged on one needle board so that the positions of the needle groups on the other needle board do not overlap during the needling process.
  • each support plate is provided with a large number of through-holes so that the needle does not contact the support plate during the needling process from both sides of the laminated sheet in consideration of the needle arrangement of both needle boards. It has been.
  • the laminated sheet may be sandwiched from both sides by two sets of support plates, and needling may be performed from both sides of the laminated sheet by two sets of needling boards.
  • needling process By performing the needling process by such a method, the processing time is shortened.
  • this glass fiber is heat-treated.
  • the heat treatment temperature is preferably in the range of 600 ° C. to 800 ° C. (eg, 700 ° C.)
  • the heat treatment time is preferably in the range of, for example, 10 minutes to 24 hours (eg, 20 minutes).
  • the mat material manufactured in this way is cut into a predetermined shape (for example, a shape having a concave portion and a convex portion on the end face of a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 1), and the mat material according to the present invention is manufactured. .
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of another manufacturing flow of the mat material according to the present invention.
  • This second manufacturing method is (A) preparing a glass fiber having the composition as described above (S210); (B) A step of preparing a slurry using this glass fiber (S220); (C) A step of forming a mat material from the slurry by a papermaking method (S230); Have
  • the mat material is manufactured by the so-called “papermaking method”.
  • the “papermaking method” is a general term for a method of obtaining a mat material by pouring a slurry of inorganic fibers into a papermaking mold and suction-dehydrating the papermaking mold.
  • Step S210 Since the step of preparing the glass fiber is substantially the same as the step S110 in the above-described needling method, the description thereof is omitted.
  • the glass fiber is preferably relatively short.
  • the “average length” of the glass fiber is preferably in the range of 1 mm to 10 mm (eg, 3 mm), for example.
  • the diameter of the glass fiber is not particularly limited, but the “average diameter” is preferably in the range of 9 ⁇ m to 13 ⁇ m (for example, 11 ⁇ m).
  • Step S220 Next, a slurry is prepared by the following method using the glass fiber obtained in step S210.
  • a predetermined amount of glass fiber and an organic binder are put in water and mixed. Further, an inorganic binder and / or a flocculant may be added thereto. Moreover, you may add the expansion material which consists of the above materials.
  • the inorganic binder for example, alumina sol and silica sol are used.
  • the organic binder latex or the like is used.
  • the content of the organic binder is preferably within 20% by weight. If it exceeds 20% by weight, the amount of organic components discharged from the exhaust gas treatment device will increase significantly.
  • stirring is preferably performed for about 20 seconds to 120 seconds.
  • Step S230 Next, a mat material is manufactured by a papermaking method using the obtained slurry.
  • the slurry is introduced into, for example, a molding machine having a fine hole at the bottom.
  • a raw material mat having a predetermined shape can be obtained by sucking moisture from the lower side of the molding machine with a suction device or the like and performing a dehydration process.
  • the mat material is manufactured by compressing the material mat using a press or the like, and heating and drying at a predetermined temperature.
  • the compression treatment is usually preferably performed so that the sheet density after compression is about 0.10 g / cm 3 to 0.40 g / cm 3 .
  • the heat drying treatment is preferably performed for about 5 to 60 minutes at a temperature of 90 to 180 ° C., for example, by placing the raw material mat in a heat treatment device such as an oven.
  • Example 1 First, a commercially available glass fiber having an average diameter of 11 ⁇ m ⁇ was prepared.
  • the nominal composition of this glass fiber is shown in the column of “first glass fiber composition” in Table 1, specifically, 59 to 62 wt% SiO 2 , 12 to 15 wt% by weight ratio.
  • the glass fiber was cut so as to have an average fiber length of 3 mm, and further used after being held at 700 ° C. for 20 minutes.
  • the obtained slurry was poured into a paper machine, and water was filtered to obtain a raw material mat.
  • This raw material mat was kept at 105 ° C. in a compressed state using a press and dried. Thereby, a mat member having a sheet density of about 0.14 g / cm 3 was obtained.
  • Example 1 a sample of the mat material
  • Example 2 A mat material according to Example 2 was manufactured in the same manner as in Example 1. However, in Example 2, a commercially available glass fiber (average diameter 11 ⁇ m ⁇ ) having the nominal composition shown in the column of “second glass fiber composition” in Table 1 described above was used as the glass fiber. Specifically, the glass fiber composition has a weight ratio of 56 to 62 wt% SiO 2 , 9 to 15 wt% Al 2 O 3 , 17 to 25 wt% CaO, 0 to 5 wt% MgO, 0 to 4 wt%. TiO 2 and 0 to 5 wt% ZnO, and the total of Na 2 O and K 2 O is in the range of 0 to 1 wt%. Further, the glass fiber was used after being cut so that the average fiber length was 3 mm and further maintained at 700 ° C. for 20 minutes.
  • Comparative Example 1 A mat material according to Comparative Example 1 was manufactured by the same method as in Example 1. However, in Comparative Example 1, a commercially available E-glass fiber (general E-glass) (average diameter 11 ⁇ m ⁇ ) was used as the glass fiber. Further, the glass fiber was used after being cut so that the average fiber length was 3 mm and further maintained at 700 ° C. for 20 minutes.
  • E-glass fiber generally E-glass
  • the nominal composition of the E-glass fiber used is that shown in Table 1 above. Specifically, 52-62 wt% SiO 2 , 12-16 wt% Al 2 O 3 , 16-25 wt% CaO, 0-5 wt% MgO, 5-10 wt% B 2 O 3 , 0-1. It contains 5 wt% TiO 2 and the sum of Na 2 O and K 2 O is in the range of 0 to 2 wt%.
  • the evaluation test was carried out using the test apparatus shown in FIG.
  • the test apparatus 600 shown in FIG. 6 includes a lower base 610 and an upper base 620 disposed on the upper part of the lower base 610.
  • the lower base 610 and the upper base 620 have the same shape and dimensions and are arranged so as to be aligned in the vertical direction.
  • Each of the lower base 610 and the upper base 620 has a built-in heater (not shown), and each of the lower base 610 and the upper base 620 can be heated to a predetermined temperature.
  • the lower base 610 is connected to the support body 630 on the lower surface of the lower base 610.
  • the support 630 is non-movable, and therefore the lower base 610 is also fixed.
  • the upper base 620 is connected to the support body 640 on the upper surface of the upper base 620.
  • the support body 640 can move in the vertical direction, and therefore the upper base 620 is also movable up and down.
  • the upper table 620 is a load cell, and the load applied to the lower surface of the upper table 620 can be measured in a state where the upper table 620 and the lower table 610 are in contact with each other.
  • one of the above-described samples 650 (56.42 mm ⁇ ) is installed on the upper surface of the lower base 610.
  • the upper base 620 is lowered by lowering the support body 640.
  • the upper base 620 is lowered until the apparent density GBD of the sample 650 becomes 0.35 g / cm 3 .
  • GBD is an index value obtained by (mass of sample 650 / area of sample 650 / thickness of sample 650).
  • the temperatures of the lower base 610 and the upper base 620 are 400 ° C. and 700 ° C. (that is, the temperature on the lower surface side of the sample 650 is 400 ° C.).
  • the heaters in the lower base 610 and the upper base 620 are heated so that the temperature on the upper surface side becomes 700).
  • the temperature increase rate of the lower base 610 was 8.6 ° C./min
  • the temperature increase rate of the upper base 620 was 15 ° C./min.
  • the load of the sample 650 when the temperature of the lower base 610 and the upper base 620 reaches 400 ° C. and 700 ° C. is measured with a load cell.
  • the measurement is performed within at least 5 minutes after the temperature of the lower base 610 and the upper base 620 reaches a predetermined temperature.
  • the maximum value of the obtained values is defined as the initial surface pressure (P 0 ) of the sample 650.
  • FIG. 7 shows the relationship between the temperature of the upper base 620 obtained in the initial surface pressure evaluation test and the initial surface pressure of the samples 650 of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.
  • FIG. 8 is a graph showing the initial surface pressure (P 0 ) values of the samples of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.
  • the mat material according to the present invention has a significantly higher initial holding force than the mat material using the conventional E-glass.
  • the high-temperature cycle test was performed by the following procedure using the above-described test apparatus shown in FIG.
  • one of the above-described samples 650 (56.42 mm ⁇ ) is installed on the upper surface of the lower base 610.
  • the upper base 620 is lowered by lowering the support body 640.
  • the upper table 620 is lowered until the apparent density GBD of the sump 650 becomes 0.38 g / cm 3 .
  • the temperature of the lower base 610 and the upper base 620 is 400 ° C. and 700 ° C. (that is, the temperature of the lower surface side of the sample 650 is 400 ° C., and the temperature of the upper surface side is 600).
  • the heaters in 610 and the upper base 620 are heated.
  • the temperature increase rate of the lower base 610 was 8.6 ° C./min
  • the temperature increase rate of the upper base 620 was 15 ° C./min.
  • the upper base 620 is gradually raised, and when the sample 650 is heated to these predetermined temperatures, the sample is compressed so that the apparent density GBD of the sample becomes 0.35 g / cm 3. Gradually open.
  • the sample 650 is held for 5 minutes while maintaining the apparent density GBD at 0.35 g / cm 3 .
  • the upper base 620 is lowered until the apparent density GBD of the sample 650 becomes 0.38 g / cm 3 .
  • the upper base 620 is immediately raised.
  • the upper base 620 is raised until the apparent density GBD becomes 0.35 g / cm 3 .
  • the load of the sample 650 is measured with a load cell, and this is defined as the surface pressure (P 1 ) (unit: kPa) of the sample after one cycle.
  • Holding power decrease rate D (%) ⁇ (P 1 -P 1000 ) / (P 1 ) ⁇ ⁇ 100 (1)
  • Formula Table 2 summarizes the surface pressure after one cycle (P 1 ), the surface pressure after 1000 cycles (P 1000 ), and the holding force decrease rate D (%) obtained by the high-temperature cycle test of each sample. Show.
  • FIG. 9 is a graph showing the surface pressure (P 1000 ) after 1000 cycles obtained in the samples of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.
  • the surface pressure (P 1000 ) after 1000 cycles of the samples according to Example 1 and Example 2 is higher than that of the sample according to Comparative Example 1, and the reduction rate D of the holding force is D. It can be seen that (%) is significantly smaller.
  • the surface pressure (P 1000 ) after 1000 cycles is about 70 kPa, and this value is obtained in a general mat material using alumina fibers as inorganic fibers. It was comparable to the value (45 kPa to 70 kPa). From the above test results, it was confirmed that by using the mat material according to the present invention, a significantly higher initial holding force can be obtained as compared with the mat material using the conventional E-glass. Further, it was confirmed that the mat material according to the present invention maintains a relatively good holding force even after being repeatedly subjected to compression / decompression load.
  • Example 3 A commercially available glass fiber having an average diameter of 11 ⁇ m ⁇ and a commercially available vermiculite (made by Australia AVI, Grade 1) were prepared.
  • the nominal composition of the glass fiber is shown in the column of “first glass fiber composition” in Table 1 described above. This glass fiber is substantially free of B 2 O 3 .
  • the glass fiber was cut so that the average fiber length was 3 mm.
  • the glass fiber was used after being held at 740 ° C. for 10 minutes and then cooled to 650 ° C. at a rate of 10 ° C./min.
  • vermiculite 6.4 g was added to 500 ml of water, and this was used after being pulverized for 1 minute with a mixer (TMD1000E5 model, manufactured by TESCOM).
  • the obtained slurry was poured into a paper machine, and water was filtered to obtain a raw material mat.
  • This raw material mat was kept at 105 ° C. in a compressed state using a press and dried. Thereby, a mat member having a sheet density of about 0.14 g / cm 3 was obtained.
  • Example 3 a sample of the mat material (hereinafter referred to as “sample according to Example 3”).
  • the content of vermiculite is 25 wt%.
  • Comparative Example 2 A mat material according to Comparative Example 2 was manufactured by the same method as in Example 3. However, in Comparative Example 2, a commercially available E-glass fiber (general E-glass) (average diameter 11 ⁇ m ⁇ ) was used as the glass fiber. Other manufacturing conditions are the same as those in the third embodiment.
  • FIG. 10 collectively shows the measurement results of the initial surface pressure obtained in Example 3 and Comparative Example 2.
  • the initial surface pressure of the mat material was further improved by adding an expansion material to the mat material according to the present invention, particularly in the range of 500 ° C. to 800 ° C.
  • the mat material of the present invention can be applied to a holding sealing material of an exhaust gas treatment device used for a vehicle or the like.

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Abstract

　本発明では、ガラス繊維を含むマット材であって、前記ガラス繊維は、重量比で、５２～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、９～１７ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、１７～２７ｗｔ％のＣａＯ、０～９ｗｔ％のＭｇＯ、０～４ｗｔ％のＴｉＯ２、および０～５ｗｔ％のＺｎＯを含み、Ｂ２Ｏ３を実質的に含まず、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～２ｗｔ％の範囲にあり、当該マット材を上部板と下部板の間に設置し、ＧＢＤ＝０．３５ｇ／ｃｍ３において、前記上部板を昇温速度１５℃／分で昇温すると同時に、前記下部板を昇温速度８．６℃／分で昇温し、前記上部板および前記下部板の温度がそれぞれ、７００℃および４００℃に到達時点で測定したときの最大面圧が１００ｋＰａ以上である、マット材が提供される。

Description

マット材および排気ガス処理装置
　本発明は、ガラス繊維を含むマット材に関し、特に、車両等の排気ガス処理装置に使用されるマット材に関する。
　自動車の台数は、今世紀に入って飛躍的に増加しており、それに比例して、自動車の内燃機関から排出される排気ガスの量も急激な増大の一途を辿っている。特にディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれる種々の物質は、汚染を引き起こす原因となるため、現在では、世界環境にとって深刻な影響を与えつつある。
　このような事情の下、各種排気ガス処理装置が提案され、実用化されている。一般的な排気ガス処理装置は、エンジンの排気ガスマニホールドに連結された排気管の途上に筒状部材（ケーシング）を設け、その中に、排気ガスの入口および出口用の開口面を有し、内部に微細な気孔を多数有する排気ガス処理体を配置した構造となっている。排気ガス処理体の一例としては、触媒担持体、およびディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）のような排気ガスフィルタ等がある。例えばＤＰＦの場合、上述の構造により、排気ガスが排気ガス処理体の入口開口面から出口開口面を通って排出される間に、気孔の周囲の壁に微粒子がトラップされ、排気ガス中の微粒子を除去することができる。
　このような排気ガス処理体とケーシングの間には、保持シール材が設置されている。保持シール材は、車両走行中等における排気ガス処理体とケーシングの当接による破損を防ぎ、さらにケーシングと排気ガス処理体との隙間から排気ガスがリークすることを防止するために用いられる。また、保持シール材は、排気ガスの排圧により排気ガス処理体が脱落することを防止する役割を有する。さらに排気ガス処理体は、反応性を維持するため高温に保持する必要があり、保持シール材には断熱性能も要求される。これらの要件を満たす部材としては、アルミナ繊維などの無機繊維を含むマット材がある。
　このマット材は、排気ガス処理体の開口面を除く外周面の少なくとも一部に巻き付けられ、テーピング等によって排気ガス処理体と一体固定化されることにより、保持シール材として機能する。その後、この一体品は、ケーシング内に圧入されて排気ガス処理装置が構成される。
　一般に、マット材は、アルミナ繊維などの無機繊維と有機バインダ等とを含み、ニードル処理法または抄造法等により製作される。最近では、例えば低コスト化等のため、アルミナ繊維の代わりに、Ｅ－ガラスのようなガラス繊維を使用したマット材を使用することが提案されている（例えば特許文献１）。
特表２００６－５１６０４３号公報
　しかしながら、Ｅ－ガラスのようなガラス繊維を使用した従来のマット材では、初期の保持力が低いという問題がある。
　さらに、排気ガス処理装置内の排気ガス処理体は、排気ガスの流通および停止による温度上昇および低下に伴い、膨脹および収縮の繰り返しサイクルを受ける。従って、保持シール材は、使用中に、この排気ガス処理体の膨脹および収縮挙動に対応して、圧縮および復元の繰り返し負荷を受ける。しかしながら、Ｅ－ガラスのようなガラス繊維を使用したマット材では、このような圧縮および復元サイクルを繰り返すと、マット材の保持力が大きく低下してしまうという問題がある。
　従って、Ｅ－ガラスのようなガラス繊維を使用したマット材を保持シール材に適用した場合、初期の保持力の不足、および／または経時的なマット材の保持力の低下によって、該マット材に保持される排気ガス処理体が脱落するおそれがある。
　本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、本発明では、ガラス繊維を含むマット材でありながら、初期保持力が高く、圧縮および復元の繰り返し負荷を受けた後にも、比較的良好な保持力を維持するマット材を提供することを目的とする。また、そのようなマット材を保持シール材として備える排気ガス処理装置を提供することを目的とする。
　本発明では、ガラス繊維を含むマット材であって、
　前記ガラス繊維は、重量比で、５２～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、９～１７ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、１７～２７ｗｔ％のＣａＯ、０～９ｗｔ％のＭｇＯ、０～４ｗｔ％のＴｉＯ２、および０～５ｗｔ％のＺｎＯを含み、Ｂ２Ｏ３を実質的に含まず、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～２ｗｔ％の範囲にあり、
　当該マット材を上部板と下部板の間に設置し、ＧＢＤ＝０．３５ｇ／ｃｍ３において、前記上部板を昇温速度１５℃／分で昇温すると同時に、前記下部板を昇温速度８．６℃／分で昇温し、前記上部板および前記下部板の温度がそれぞれ、７００℃および４００℃に到達時点で測定したときの面圧が１００ｋＰａ以上であるマット材が提供される。
　ここで、本発明によるマット材において、前記ガラス繊維は、実質的にフッ素を含んでいなくても良い。
　また、本発明によるマット材において、前記ガラス繊維は、重量比で、５９～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、１２～１５ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、２０～２４ｗｔ％のＣａＯ、１～４ｗｔ％のＭｇＯ、０～０．９ｗｔ％のＴｉＯ２を含み、ＺｎＯを実質的に含まず、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～１ｗｔ％の範囲にあっても良い。
　また、本発明によるマット材において、前記ガラス繊維は、重量比で、５６～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、９～１５ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、１７～２５ｗｔ％のＣａＯ、０～５ｗｔ％のＭｇＯ、０～４ｗｔ％のＴｉＯ２、および０～５ｗｔ％のＺｎＯを含み、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～１ｗｔ％の範囲にあっても良い。
　また、本発明によるマット材において、前記ガラス繊維の平均直径は、９μｍ～１３μｍの範囲にあっても良い。
　また、本発明によるマット材において、前記ガラス繊維の平均長さは、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲、または５ｍｍ～１００ｍｍの範囲にあっても良い。
　また、本発明によるマット材は、さらに、有機バインダを有しても良い。
　また、本発明によるマット材は、さらに、膨張材を有しても良い。
　膨張剤は、バーミキュライト、ベントナイト、金雲母、パーライト、膨脹性黒鉛、および膨脹性フッ化雲母からなる群から選定された少なくとも一つの材料を含んでも良い。
　さらに、本発明では、
　排気ガスの流通する２つの開口面を有する排気ガス処理体と、
　前記排気ガス処理体の開口面を除く外周面の少なくとも一部に巻き付けて使用される保持シール材と、
　該保持シール材が巻き回された前記排気ガス処理体を収容する筒状部材と、
　で構成される排気ガス処理装置であって、
　前記保持シール材は、前述の特徴を有するマット材で構成されることを特徴とする排気ガス処理装置が提供される。
　ここで、当該排気ガス処理装置において、前記排気ガス処理体は、触媒担持体または排気ガスフィルタであっても良い。
　本発明では、ガラス繊維を含むマット材でありながら、初期保持力が高く、圧縮および復元の繰り返し負荷を受けた後にも、比較的良好な保持力を維持するマット材を提供することができる。また、そのようなマット材を保持シール材として備える排気ガス処理装置を提供することが可能となる。
本発明によるマット材の一例を模式的に示した斜視図である。 本発明によるマット材を使用して、排気ガス処理装置を構成するときの一構成図である。 本発明による排気ガス処理装置の一構成例を示す図である。 本発明によるマット材の製造方法のフローの一例を概略的に示した図である。 本発明によるマット材の別の製造方法のフローの一例を概略的に示した図である。 初期面圧評価用の試験装置の概略的な構成を示した図である。 実施例１、２および比較例１に係るサンプルにおける、上台６２０の温度とサンプル６５０の初期面圧の関係を示したグラフである。 実施例１、２および比較例１に係るサンプルの初期面圧（Ｐ０）の値を示したグラフである。 実施例１、２および比較例１に係るサンプルにおける、１０００サイクル後の面圧（Ｐ１０００）の値を示したグラフである。 実施例３および比較例２に係るサンプルにおける初期面圧の温度変化を示したグラフである。
　以下、図面を参照して、本発明をより詳しく説明する。図１には、本発明によるマット材の概略的な斜視図を示す。また図２には、図１に示したマット材を保持シール材として使用し、排気ガス処理装置を構成する際の概略的な組立図を示す。
　図１に示すように、本発明によるマット材３０は、長辺（Ｘ方向に平行な辺）と短辺（Ｙ方向に平行な辺）を有し、実質的に矩形状となるように形成される。短辺７０および７１には、それぞれ嵌合凸部５０および嵌合凹部６０が設置されている。また、短辺７１の嵌合凹部６０に隣接する位置には、２つの凸部６１が形成されている。ただし本発明のマット材の短辺７０、７１は、図１の形状に限られるものではなく、例えば、図１のような嵌合部を全く有さないものや、各短辺が、それぞれ、嵌合凸部５０および嵌合凹部６０を複数有するもの等も使用できる。なお、本願において、「実質的に矩形状」とは、図１に示すような、短辺に１組の嵌合凸部５０と嵌合凹部６０を有する矩形を含む概念である。さらに、「実質的に矩形状」には、長辺と短辺の交差するコーナー部が、９０゜以外の角度を有する形状（例えば、曲率を有するもの）も含まれる。
　このマット材３０は、保持シール材２４として使用する場合、長辺方向が巻回方向（図１のＸ方向）となるようにして使用される。またマット材３０が、保持シール材２４として触媒担持体等の排気ガス処理体２０に巻き付けられた際には、図２に示すように、マット材３０の嵌合凸部５０と嵌合凹部６０が嵌合され、マット材３０が排気ガス処理体２０に固定される。その後、保持シール材２４が巻き回された排気ガス処理体２０は、圧入等により、金属等で構成された筒状のケーシング１２内に圧入され、装着される。
　マット材としては、アルミナ繊維のような無機繊維と有機バインダとを含むマット材があるが、最近では、例えば低コスト化のため、無機繊維として、例えばＥ－ガラスのようなガラス繊維を使用することが提案されている。ここで、Ｅ－ガラスとは、表１の「Ｅ－ガラスの組成」の欄に示す組成を有するガラスの総称を意味する。
　すなわち、Ｅ－ガラスは、重量比で、５２～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、１２～１６ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、１６～２５ｗｔ％のＣａＯ、０～５ｗｔ％のＭｇＯ、５～１０ｗｔ％のＢ２Ｏ３、０～１．５ｗｔ％のＴｉＯ２を含み、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～２ｗｔ％の範囲にあるガラスのことを言う。
　しかしながら、Ｅ－ガラスのようなガラス繊維を使用したマット材では、アルミナ繊維を使用したマット材に比べて、初期の保持力が低いという問題がある。
　さらに、排気ガス処理装置内の排気ガス処理体は、排気ガスの流通および停止による温度上昇および低下に伴い、膨脹および収縮の繰り返しサイクルを受ける。従って、保持シール材は、使用時に、この排気ガス処理体の膨脹および収縮挙動に対応して、圧縮および復元の繰り返し負荷を受ける。しかしながら、Ｅ－ガラスのようなガラス繊維を使用したマット材では、このような圧縮および復元サイクルを繰り返すと、マット材の保持力が大きく低下してしまうという問題がある。
　従って、Ｅ－ガラスのようなガラス繊維を使用したマット材を保持シール材に適用した場合、初期の保持力の不足、および／または経時的なマット材の保持力の低下によって、該マット材に保持される排気ガス処理体が脱落するおそれがある。
　このような問題の下、本願発明者等は、これまで鋭意研究開発を重ねてきた。そして、特定の組成および特性のガラス繊維を使用した場合、初期の保持力が有意に高く、圧縮および復元の繰り返し負荷を受けた後にも、比較的良好な保持力を維持することが可能なマット材が得られることを見出し、本発明に至った。
　すなわち、本発明では、ガラス繊維を含むマット材であって、
　前記ガラス繊維は、重量比で、５２～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、９～１７ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、１７～２７ｗｔ％のＣａＯ、０～９ｗｔ％のＭｇＯ、０～４ｗｔ％のＴｉＯ２、および０～５ｗｔ％のＺｎＯを含み、Ｂ２Ｏ３を実質的に含まず、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～２ｗｔ％の範囲にあり、
　当該マット材を上台と下台の間に設置し、ＧＢＤ＝０．３５ｇ／ｃｍ３において、前記上台を昇温速度１５℃／分で昇温すると同時に、前記下台を昇温速度８．６℃／分で昇温し、前記上台および前記下台の温度がそれぞれ、７００℃および４００℃に到達時点で測定したときの面圧が１００ｋＰａ以上である、マット材が提供される。
　なお、マット材の面圧の詳細な測定方法は、以降の実施例の欄で説明する。
　後述の表１の「本発明のガラス繊維の組成」の欄には、本発明によるマット材に含まれるガラス繊維の組成を示す。ガラス繊維は、重量比で、５２～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、９～１７ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、１７～２７ｗｔ％のＣａＯ、０～９ｗｔ％のＭｇＯ、０～４ｗｔ％のＴｉＯ２、および０～５ｗｔ％のＺｎＯを含み、Ｂ２Ｏ３を実質的に含まず、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～２ｗｔ％の範囲にある。本発明によるマット材に使用されるガラス繊維は、Ｅ－ガラスとは異なり、Ｂ２Ｏ３を実質的に含まないという特徴を有する。一般に、Ｂ２Ｏ３は、ガラス繊維の軟化点を低下させる役割を有すると考えられる。本発明では、ガラス繊維からこのＢ２Ｏ３を排除しているため、ガラス繊維の軟化点の低下を抑制することができる。また、これにより、高温でのガラス繊維の強度を高めることができる。
　このような本発明によるマット材は、初期の保持力が有意に高いという特徴を有する。また、高温の圧縮および復元の繰り返し負荷を受ける環境においても、保持力の低下が抑制され、長時間安定な保持力を発揮することができる。
　なお、本発明によるマット材において、特に、ガラス繊維の組成は、重量比で、５９～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、１２～１５ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、２０～２４ｗｔ％のＣａＯ、１～４ｗｔ％のＭｇＯ、０～０．９ｗｔ％のＴｉＯ２を含み、ＺｎＯを実質的に含まず、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～１ｗｔ％の範囲（「第１のガラス繊維組成」ともいう）にあることが好ましい。
　あるいは、ガラス繊維の組成は、重量比で、５６～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、９～１５ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、１７～２５ｗｔ％のＣａＯ、０～５ｗｔ％のＭｇＯ、０～４ｗｔ％のＴｉＯ２、および０～５ｗｔ％のＺｎＯを含み、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～１ｗｔ％の範囲（「第２のガラス繊維組成」ともいう）にあることが好ましい。
　後述の表１には、本発明による第１および第２のガラス繊維組成を同時に示す。
　なお、本発明によるマット材３０には、ガラス繊維の他、有機バインダが含まれても良い。
　有機バインダとしては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ゴム系樹脂、スチレン系樹脂などが使用できる。有機バインダの含有量（マット材の総重量に対する有機バインダの重量）は、例えば、１～１０ｗｔ％の範囲にあることが好ましい。ただし、マット材に含浸される有機バインダは、そのようなマット材を備える排気ガス処理装置を使用した際に、排気ガス処理装置から排出される有機成分量を増加させる一因となる。従って、有機バインダの含有量は、できるだけ少ないことが好ましく、例えば、マット材に全く含浸されていなくても良い。
　なお、本発明において、マット材３０は、さらに膨張材を有しても良い。膨張材は、４００℃～８００℃の範囲で膨脹する特性を有するものが好ましい。
　膨張材としては、例えば、バーミキュライト、ベントナイト、金雲母、パーライト、膨脹性黒鉛、および膨脹性フッ化雲母等が挙げられる。
　このような膨張材を使用した場合、マット材３０は、４００℃～８００℃の範囲で膨脹するようになり、これにより、ガラス繊維の強度が低下する７００℃を超えるような高温域においても、マット材の保持力を向上させることが可能となる。
　膨張材の添加量は、特に限られないが、例えば、マット材の全重量に対して１０ｗｔ％～５０ｗｔ％の範囲にあることが好ましい。
　このような本発明によるマット材３０は、例えば、排気ガス処理装置１０の保持シール材として使用することができる。図３には、本発明による排気ガス処理装置１０の一構成例を示す。
　排気ガス処理装置１０は、保持シール材２４が外周面に巻き回された排気ガス処理体２０と、該排気ガス処理体を収容するケーシング１２と、該ケーシングの入口側および出口側のそれぞれに接続された、排気ガスの入口管２および出口管４とを有する。入口管２および出口管４は、ケーシング１２と接続される位置で径が拡張されるように、テーパ形状となっている。この図３の例では、排気ガス処理体２０は、排気ガスの入口と出口用の開口面を有し、ガス流と平行な方向に多数の貫通孔を有する触媒担持体である。触媒担持体は、例えばハニカム状のコージェライト等で構成される。ただし、本発明の排気ガス処理装置１０は、このような構成に限られるものではない。例えば、排気ガス処理体２０を貫通孔の一部が目封じされた排気ガスフィルタ、例えば多孔質炭化珪素、多孔質コージェライト、または多孔質チタン酸アルミニウム等のＤＰＦとすることも可能である。
　ここで、保持シール材２４は、前述のようなガラス繊維を含むマット材で構成される。従って、保持シール材２４は、初期の段階において、排気ガス処理体２０に対して良好な保持力を有する。また、このような排気ガス処理装置１０では、排気ガスの流通および停止の繰り返しによって、保持シール材２４に圧縮および復元の繰り返し負荷が加わっても、保持シール材２４の保持力の低下率が有意に抑制される。従って、長時間使用後に、排気ガス処理体２０が所定の位置からずれたり、脱落したりすることが抑制され、排気ガス処理装置１０の信頼性が向上する。
　（本発明によるマット材の製造方法１）
　次に、図４を参照して、本発明によるマット材の製造方法の一例について説明する。
　図４は、本発明によるマット材の製造フローの一例を概略的に示した図である。
　本発明によるマット材の製造方法は、
　（Ａ）前述のような組成を有するガラス繊維を準備するステップ（Ｓ１１０）と、
　（Ｂ）このガラス繊維を用いて、積層シートを調製するステップ（Ｓ１２０）と、
　（Ｃ）前記積層シートから、ニードリング法によりマット材を形成するステップ（Ｓ１３０）と、
　を有する。
　この方法では、いわゆる「ニードリング法」により、マット材が製作される。「ニードリング法」とは、無機繊維を含む積層シートにニードルを抜き差しして、マット材を製作する方法の総称である。
　以下、各ステップについて、詳しく説明する。
　（ステップＳ１１０）
　ステップＳ１１０では、前述のような組成を有するガラス繊維が準備される。ガラス繊維の長さは、特に限られない。ただし、後のニードリング処理の際に、繊維同士が容易に絡み合うよう、ガラス繊維は、比較的長いものが好ましい。ガラス繊維の「平均長さ」は、例えば、５ｍｍ～１００ｍｍの範囲（例えば５０ｍｍ）が好ましい。なお、「平均長さ」は、ランダムに採取した１００本の繊維の全長を平均した値である。
　ガラス繊維の直径は、特に限られない。ガラス繊維の平均直径は、例えば、９μｍ～１３μｍの範囲（例えば１１μｍ）であることが好ましい。この「平均直径」は、ランダムに採取した３００本の繊維の直径をＳＥＭにより測定し、これらを平均した値である。
　（ステップＳ１２０）
　次に、前述のガラス繊維を用いて開繊処理が行われ、これにより、綿状の積層シートが形成される。開繊処理は、例えば、カーディング法により、実施されても良い。この方法では、ウェブと呼ばれる不織布が形成され、これが多数積層されることにより、積層シートが形成される。
　（ステップＳ１３０）
　次に、前記積層シートから、「ニードリング法」により、マット材が形成される。
　通常の場合、ニードリング法には、ニードリング装置が用いられる。
　通常、ニードリング装置は、突き刺し方向（通常は上下方向）に往復移動可能なニードルボードと、積層シートの表面および裏面の両面側に設置された一対の支持板とで構成される。ニードルボードには、積層シートに突き刺すための多数のニードルが、例えば約２５～５０００個／１００ｃｍ２の密度で取り付けられている。また各支持板には、ニードル用の多数の貫通孔が設けられている。従って、一対の支持板によって積層シートを両面から押さえつけた状態で、ニードルボードを積層シートの方に近づけたり遠ざけたりすることにより、ニードルが積層シートに抜き差しされ、ガラス繊維が交絡されたマット材が形成される。
　また、別の構成として、ニードリング装置は、２組のニードルボードを備えていても良い。各ニードルボードは、それぞれの支持板を有する。２組のニードルボードを、それぞれ、積層シートの表面および裏面に配設して、各支持板で積層シートを両面から固定する。ここで、一方のニードルボードには、ニードリング処理時に他方のニードルボードのニードル群と位置が重ならないように、ニードルが配置されている。また、それぞれの支持板には、両方のニードルボードのニードル配置を考慮して、積層シートの両面側からのニードリング処理時に、ニードルが支持板に当接しないように、多数の貫通孔が設けられている。このような装置を用いて、２組の支持板で積層シートを両面側から挟み、２組のニードリングボードで積層シートの両側からニードリング処理が行われても良い。このような方法でニードリング処理を行うことにより、処理時間が短縮される。
　次に、このガラス繊維を熱処理する。熱処理温度は、例えば、６００℃～８００℃の範囲が好ましく（例えば７００℃）、熱処理の時間は、例えば、１０分～２４時間の範囲が好ましい（例えば２０分）。
　最後に、このようにして製造されたマット材が所定の形状に裁断され（例えば図１に示すような、直方体の端面に凹部と凸部を有する形状）、本発明によるマット材が製作される。
　（本発明によるマット材の製造方法２）
　次に、図５を参照して、本発明によるマット材の別の製造方法（第２の方法）の一例について説明する。
　図５は、本発明によるマット材の別の製造フローの一例を概略的に示した図である。
　この第２の製造方法は、
　（Ａ）前述のような組成を有するガラス繊維を準備するステップ（Ｓ２１０）と、
　（Ｂ）このガラス繊維を用いて、スラリーを調製するステップ（Ｓ２２０）と、
　（Ｃ）前記スラリーから、抄造法によりマット材を形成するステップ（Ｓ２３０）と、
　を有する。
　この方法では、いわゆる「抄造法」により、マット材が製作される。「抄造法」とは、抄造型に無機繊維のスラリーを流し込み、この抄造型を吸引脱水してマット材を得る方法の総称である。
　以下、各ステップについて、詳しく説明する。
　（ステップＳ２１０）
　ガラス繊維を準備するステップは、前述のニードリング法におけるステップＳ１１０の工程と実質的に等しいため、説明は省略する。
　なお、「抄造法」の場合、ガラス繊維は、比較的短いものが好ましい。ガラス繊維の「平均長さ」は、例えば、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲（例えば３ｍｍ）が好ましい。ガラス繊維の直径は、特に限られないが、「平均直径」は、例えば、９μｍ～１３μｍの範囲が好ましい（例えば１１μｍ）。
　（ステップＳ２２０）
　次に、ステップＳ２１０で得られたガラス繊維を用いて、以下の方法により、スラリーが調製される。
　まず、所定量のガラス繊維と、有機バインダとを水に入れて、混合する。さらに、これに、無機バインダおよび／または凝集剤を添加しても良い。また、前述のような材料からなる膨脹材を添加しても良い。
　無機バインダとしては、例えばアルミナゾルおよびシリカゾル等が使用される。また有機バインダとしては、ラテックス等が使用される。有機バインダの含有量は、２０重量％以内であることが好ましい。２０重量％よりも多くなると、排気ガス処理装置から排出される有機成分の量が有意に増加する。
　次に、得られた混合物を抄紙器等の混合器内で撹拌し、開繊されたスラリーを調製する。通常、撹拌は、２０秒～１２０秒程度行われることが好ましい。
　（ステップＳ２３０）
　次に、得られたスラリーを用いて、抄造法により、マット材が製作される。
　まず、スラリーが、例えば底部に微細な孔の開いた成形器に導入される。さらに、例えば、成形器の下側から、吸引装置等により、水分を吸引し、脱水処理を行うことにより、所定の形状の原料マットが得られる。
　次に、この原料マットをプレス器等を用いて圧縮し、所定の温度で加熱、乾燥させることにより、マット材が製作される。圧縮処理は、通常圧縮後のシート密度が０．１０ｇ／ｃｍ３～０．４０ｇ／ｃｍ３程度となるように行われることが好ましい。加熱乾燥処理は、原料マットをオーブン等の熱処理器内に設置し、例えば９０～１８０℃の温度で、５～６０分程度行うことが好ましい。
　以下、本発明の効果を実施例により説明する。
　（実施例１）
　まず、平均直径１１μｍφの市販のガラス繊維を準備した。このガラス繊維の公称組成は、表１において、「第１のガラス繊維組成」の欄に示したものであり、具体的には、重量比で、５９～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、１２～１５ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、２０～２４ｗｔ％のＣａＯ、１～４ｗｔ％のＭｇＯ、０～０．９ｗｔ％のＴｉＯ２を含み、ＺｎＯを実質的に含まず、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～１ｗｔ％の範囲にあるものである。なお、このガラス繊維には、実質的にＢ２Ｏ３は、含まれていない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　ガラス繊維は、平均繊維長が３ｍｍとなるように切断し、さらに、７００℃で２０分間保持してから使用した。
　次に、このガラス繊維３０ｇを、６Ｌの水の入った混合器に入れ、１分間撹拌し、繊維を開繊した。開繊後のガラス繊維を含む水中に、ラテックス３．５ｇ（固形分５０％）、アルミナゾル１．２ｇ（固形分２０％）、および凝集剤３０ｇ（固形分０．５％）を添加し、さらに１分間撹拌し、スラリーを調製した。
　次に、得られたスラリーを抄紙機に注入し、水分をろ過し、原料マットを得た。この原料マットを、プレス機を用いて圧縮した状態で、１０５℃に保持し、乾燥させた。これにより、シート密度が０．１４ｇ／ｃｍ３程度のマット材が得られた。
　その後、マット材を所定の寸法に切断し、マット材のサンプル（以下、「実施例１に係るサンプル」という）を得た。
　（実施例２）
　実施例１と同様の方法により、実施例２に係るマット材を製作した。ただし、実施例２では、ガラス繊維として、前述の表１において、「第２のガラス繊維組成」の欄に示した公称組成を有する市販のガラス繊維（平均直径１１μｍφ）を使用した。具体的には、ガラス繊維組成は、重量比で、５６～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、９～１５ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、１７～２５ｗｔ％のＣａＯ、０～５ｗｔ％のＭｇＯ、０～４ｗｔ％のＴｉＯ２、および０～５ｗｔ％のＺｎＯを含み、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～１ｗｔ％の範囲にある。また、ガラス繊維は、平均繊維長が３ｍｍとなるように切断し、さらに、７００℃で２０分間保持してから使用した。
　（比較例１）
　実施例１と同様の方法により、比較例１に係るマット材を製作した。ただし、比較例１では、ガラス繊維として、市販のＥ－ガラス繊維（一般的なＥ－ガラス）（平均直径１１μｍφ）を使用した。また、ガラス繊維は、平均繊維長が３ｍｍとなるように切断し、さらに、７００℃で２０分間保持してから使用した。
　使用したＥ－ガラス繊維の公称組成は、前述の表１に示したものであり、具体的には、
重量比で、５２～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、１２～１６ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、１６～２５ｗｔ％のＣａＯ、０～５ｗｔ％のＭｇＯ、５～１０ｗｔ％のＢ２Ｏ３、０～１．５ｗｔ％のＴｉＯ２を含み、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～２ｗｔ％の範囲にあるものである。
　（初期面圧評価試験）
　マット材の高温での保持力を評価するため、各サンプルを用いて、初期面圧評価試験を行った。
　評価試験は、図６に示す試験装置を用いて実施した。
　図６に示す試験装置６００は、下台６１０と、該下台６１０の上部に配置される上台６２０と、を備える。下台６１０および上台６２０は、同一の形状および寸法を有し、鉛直方向に揃うように配置される。また下台６１０および上台６２０は、いずれも内蔵ヒータ（図示されていない）を有しており、下台６１０および上台６２０のそれぞれを、所定の温度まで昇温することができる。下台６１０は、該下台６１０の下面で支持体６３０と接続されている。支持体６３０は、非可動式であり、このため、下台６１０も固定されている。一方、上台６２０は、該上台６２０の上面で支持体６４０と接続されている。支持体６４０は、鉛直方向に移動することが可能であり、このため、上台６２０も上下に可動である。また、上台６２０は、ロードセルとなっており、上台６２０と下台６１０が接触された状態では、上台６２０の下面に加わる荷重を測定することができる。
　このような試験装置６００を用いて、以下の手順により、各サンプルの保持力（面圧）を測定した。
　まず、試験装置６００において、下台６１０の上面に、前述のいずれかのサンプル６５０（５６．４２ｍｍφ）が設置される。次に、支持体６４０を下降させることにより、上台６２０が下降される。上台６２０は、サンプル６５０の見かけの密度ＧＢＤが０．３５ｇ／ｃｍ３となるまで下降される。なお、ＧＢＤは、（サンプル６５０の質量／サンプル６５０の面積／サンプル６５０の厚さ）で求められる指標値である。
　次に、見かけの密度ＧＢＤを０．３５ｇ／ｃｍ３に維持したまま、下台６１０および上台６２０の温度がそれぞれ、４００℃および７００℃となるように（すなわち、サンプル６５０の下面側の温度が４００℃となり、上面側の温度が７００となるように）、下台６１０および上台６２０内のヒータを加熱する。下台６１０の昇温速度は、８．６℃／分とし、上台６２０の昇温速度は、１５℃／分とした。
　下台６１０および上台６２０の温度がそれぞれ、４００℃および７００℃となったときのサンプル６５０の荷重を、ロードセルで測定する。測定は、下台６１０および上台６２０の温度が所定の温度になった後、少なくとも５分以内に測定する。得られた値の最大値を、サンプル６５０の初期面圧（Ｐ０）とする。
　図７には、初期面圧評価試験の際に得られた上台６２０の温度と、実施例１、２、および比較例１のサンプル６５０の初期面圧の関係を示す。また、図８には、実施例１、２、および比較例１のサンプルの初期面圧（Ｐ０）の値をグラフにして示す。
　これらの結果から、比較例１に係るサンプルの場合、初期面圧（Ｐ０）は、約８０ｋＰａ程度であるのに対して、実施例１および実施例２に係るサンプルの初期面圧（Ｐ０）は、１００ｋＰａを超えることがわかった。
　このことから、本発明に係るマット材は、従来のＥ－ガラスを使用したマット材に比べて、有意に高い初期保持力を有することが確認された。
　（高温サイクル試験）
　次に、マット材の圧縮および復元の繰り返し負荷後の保持力の変化を把握するため、実施例１、実施例２および比較例１の各サンプルを用いて、高温サイクル試験を行った。
　高温サイクル試験は、図６に示した前述の試験装置を用いて、以下の手順で行った。
　まず、試験装置６００において、下台６１０の上面に、前述のいずれかのサンプル６５０（５６．４２ｍｍφ）が設置される。次に、支持体６４０を下降させることにより、上台６２０が下降される。上台６２０は、サンプ６５０の見かけの密度ＧＢＤが０．３８ｇ／ｃｍ３となるまで下降される。
　次に、下台６１０および上台６２０の温度がそれぞれ、４００℃および７００℃となるように（すなわち、サンプル６５０の下面側の温度が４００℃となり、上面側の温度が６００となるように）、下台６１０および上台６２０内のヒータを加熱する。下台６１０の昇温速度は、８．６℃／分とし、上台６２０の昇温速度は、１５℃／分とした。
　昇温中は、上台６２０を徐々に上昇させ、サンプル６５０がこれらの所定の温度に昇温された際に、サンプルの見かけの密度ＧＢＤが０．３５ｇ／ｃｍ３となるように、サンプルの圧縮を徐々に開放する。
　下台６１０および上台６２０の温度がそれぞれ、４００℃および７００℃となった状態で、見かけの密度ＧＢＤを０．３５ｇ／ｃｍ３に維持したまま、サンプル６５０を５分間保持する。次に、サンプル６５０の見かけの密度ＧＢＤが０．３８ｇ／ｃｍ３となるまで、上台６２０を下降させる。そして、この状態に到達したら、すかさず上台６２０を上昇させる。このとき上台６２０は、見かけの密度ＧＢＤが０．３５ｇ／ｃｍ３となるまで上昇させる。この状態に到達したら、サンプル６５０の荷重をロードセルで測定し、これを１サイクル後のサンプルの面圧（Ｐ１）（単位ｋＰａ）とする。
　このような操作を１０００回繰り返す。１０００回目に、サンプル６５０の見かけの密度ＧＢＤが０．３５ｇ／ｃｍ３となるまで、上台６２０を上昇させたときのロードセルの荷重（Ｐ１０００）（単位ｋＰａ）を測定する。
　得られた結果から、以下の式により、サンプルの保持力の低下率を測定した。
 
　　　保持力の低下率Ｄ（％）
　　　　　　　＝｛（Ｐ１－Ｐ１０００）／（Ｐ１）｝×１００　　　（１）式
 
　表２には、各サンプルの高温サイクル試験によって得られた、１サイクル後の面圧（Ｐ１）、１０００サイクル後の面圧（Ｐ１０００）、および保持力の低下率Ｄ（％）をまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 　また、図９には、実施例１、２、および比較例１のサンプルにおいて得られた、１０００サイクル後の面圧（Ｐ１０００）をグラフにして示す。
　これらの結果から、実施例１および実施例２に係るサンプルは、比較例１に係るサンプルに比べて、１０００サイクル後の面圧（Ｐ１０００）が大きくなっており、また保持力の低下率Ｄ（％）が有意に小さくなっていることがわかる。特に、実施例１に係るサンプルの場合、１０００サイクル後の面圧（Ｐ１０００）は、約７０ｋＰａとなっており、この値は、無機繊維としてアルミナ繊維を用いた一般的なマット材において得られる値（４５ｋＰａ～７０ｋＰａ）に匹敵するものであった。
　以上の試験結果から、本発明によるマット材を使用することにより、従来のＥ－ガラスを使用したマット材に比べて、有意に高い初期保持力が得られることが確認された。また、本発明によるマット材は、圧縮／復元の繰り返し負荷を受けた後にも、比較的良好な保持力を維持することが確認された。
　（実施例３）
　平均直径１１μｍφの市販のガラス繊維、および市販のバーミキュライト（オーストラリアＡＶＩ社製、Ｇｒａｄｅ１）を準備した。
　ガラス繊維の公称組成は、前述の表１において、「第１のガラス繊維組成」の欄に示したものである。このガラス繊維には、実質的にＢ２Ｏ３は、含まれていない。
　ガラス繊維は、平均繊維長が３ｍｍとなるように切断した。また、ガラス繊維は、７４０℃で１０分間保持した後、６５０℃まで１０℃／分の速度で降温してから使用した。
　バーミキュライトは、水５００ｍｌ中に６．４ｇ添加し、これを混合器（ＴＭＤ１０００Ｅ５型番、ＴＥＳＣＯＭ社製）で１分間粉砕処理してから使用した。
　次に、ガラス繊維２４．７ｇと、バーミキュライト６．４ｇとを、５Ｌの水の入った混合器に入れ、１分間撹拌し、繊維を開繊した。開繊後のガラス繊維を含む水中に、ラテックス３．５ｇ（固形分５０％）、アルミナゾル１．２ｇ（固形分２０％）、および凝集剤３０ｇ（固形分０．５％）を添加し、さらに１分間撹拌し、スラリーを調製した。
　次に、得られたスラリーを抄紙機に注入し、水分をろ過し、原料マットを得た。この原料マットを、プレス機を用いて圧縮した状態で、１０５℃に保持し、乾燥させた。これにより、シート密度が０．１４ｇ／ｃｍ３程度のマット材が得られた。
　その後、マット材を所定の寸法に切断し、マット材のサンプル（以下、「実施例３に係るサンプル」という）を得た。なお、本マット材において、バーミキュライトの含有量は、
２５ｗｔ％である。
　（比較例２）
　実施例３と同様の方法により、比較例２に係るマット材を製作した。ただし、比較例２では、ガラス繊維として、市販のＥ－ガラス繊維（一般的なＥ－ガラス）（平均直径１１μｍφ）を使用した。その他の製作条件は、実施例３と同様である。
　（高温面圧評価試験）
　実施例３および比較例２に係るマット材の高温での保持力を評価するため、両サンプルを用いて、高温面圧評価試験を行った。この試験方法は、前述の（初期面圧評価試験）の欄に示した方法と同様である。ただし、ここでは、初期の見かけの密度ＧＢＤを０．４０ｇ／ｃｍ３とした。また、上台６２０は、室温から８００℃まで昇温させ、下台６１０は、室温から４５６℃まで昇温させた。上台６２０の昇温速度は、１５℃／分とし、下台６１０の昇温速度は、８．６℃／分とした。
　図１０には、実施例３および比較例２において得られた初期面圧の測定結果をまとめて示す。
　この図に示すように、膨張材を添加した実施例３のマット材では、５００℃～８００℃の範囲において、膨張材の添加効果による面圧の向上が観測された。
　この結果から、本発明によるマット材に、さらに膨張材を添加することにより、特に５００℃～８００℃の範囲で、マット材の初期面圧がより一層向上することが示された。
　一方、ガラス繊維として一般的なＥ－ガラスを使用した比較例２の場合も、５００℃～７００℃の範囲において、膨張材の添加効果による初期面圧の向上が観測された。しかしながら、その他の温度域では、十分な初期面圧は、得られなかった。
　本発明のマット材は、車両等に使用される排気ガス処理装置の保持シール材に適用することができる。
　本願は、２００９年７月１日に出願した日本国特許出願２００９－１５６５３８号、および２０１０年３月２５日に出願した日本国特許出願２０１０－０７０７０５号に基づく優先権を主張するものであり、同日本国出願の全内容を本願の参照として援用する。
　１０　　　排気ガス処理装置
　１２　　　金属ケーシング
　２０　　　排気ガス処理体
　２４　　　保持シール材
　３０　　　マット材
　５０　　　嵌合凸部
　６０　　　嵌合凹部
　６００　　試験装置
　６１０　　下台
　６２０　　上台
　６３０、６４０　　支持体
　６５０　　サンプル。

Claims (11)

  1. 　ガラス繊維を含むマット材であって、
    　前記ガラス繊維は、重量比で、５２～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、９～１７ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、１７～２７ｗｔ％のＣａＯ、０～９ｗｔ％のＭｇＯ、０～４ｗｔ％のＴｉＯ２、および０～５ｗｔ％のＺｎＯを含み、Ｂ２Ｏ３を実質的に含まず、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～２ｗｔ％の範囲にあり、
    　当該マット材を上部板と下部板の間に設置し、ＧＢＤ＝０．３５ｇ／ｃｍ３において、前記上部板を昇温速度１５℃／分で昇温すると同時に、前記下部板を昇温速度８．６℃／分で昇温し、前記上部板および前記下部板の温度がそれぞれ、７００℃および４００℃に到達時点で測定したときの面圧が１００ｋＰａ以上である、マット材。
  2. 　前記ガラス繊維は、実質的にフッ素を含まないことを特徴とする請求項１に記載のマット材。
  3. 　前記ガラス繊維は、重量比で、５９～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、１２～１５ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、２０～２４ｗｔ％のＣａＯ、１～４ｗｔ％のＭｇＯ、０～０．９ｗｔ％のＴｉＯ２を含み、ＺｎＯを実質的に含まず、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～１ｗｔ％の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のマット材。
  4. 　前記ガラス繊維は、重量比で、５６～６２ｗｔ％のＳｉＯ２、９～１５ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３、１７～２５ｗｔ％のＣａＯ、０～５ｗｔ％のＭｇＯ、０～４ｗｔ％のＴｉＯ２、および０～５ｗｔ％のＺｎＯを含み、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの総和が０～１ｗｔ％の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のマット材。
  5. 　前記ガラス繊維の平均直径は、９μｍ～１３μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載のマット材。
  6. 　前記ガラス繊維の平均長さは、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲、または５ｍｍ～１００ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のマット材。
  7. 　さらに、有機バインダを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載のマット材。
  8. 　さらに、膨張材を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載のマット材。
  9. 　前記膨張材は、バーミキュライト、ベントナイト、金雲母、パーライト、膨脹性黒鉛、および膨脹性フッ化雲母からなる群から選定された少なくとも一つの材料を含むことを特徴とする請求項８に記載のマット材。
  10. 　排気ガスの流通する２つの開口面を有する排気ガス処理体と、
    　前記排気ガス処理体の開口面を除く外周面の少なくとも一部に巻き付けて使用される保持シール材と、
    　該保持シール材が巻き回された前記排気ガス処理体を収容する筒状部材と、
    　で構成される排気ガス処理装置であって、
    　前記保持シール材は、請求項１乃至９のいずれか一つに記載のマット材で構成されることを特徴とする排気ガス処理装置。
  11. 　前記排気ガス処理体は、触媒担持体または排気ガスフィルタであることを特徴とする請求項１０に記載の排気ガス処理装置。
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