JP7352759B1 - 抄造マット、巻き付け体及び抄造マットの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 基材に巻き付けたとしても、割れが生じにくい抄造マットを提供する。【解決手段】 無機繊維から構成され、第１主面と上記第１主面に対面する第２主面を有する平面視矩形の抄造マットであって、上記第１主面には、線状の複数の隆起部が形成されており、上記抄造マットを平面視した際に、上記隆起部は一方向に配向しており、上記隆起部は、平均長さが５～２００ｍｍであり、平均幅が１～５０ｍｍであり、平均高さが０．０５～０．５０ｍｍであり、上記第１主面の任意の縦×横＝１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲において、上記隆起部が５本以上形成されていることを特徴とする抄造マット。【選択図】 図１Ａ
Description
本発明は、抄造マット、巻き付け体及び抄造マットの製造方法に関する。
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（マット材）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（マット材）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。
マット材が排ガス処理体を保持する力（面圧）を向上させるため、特許文献１では、特定の紡糸助剤を用いてアルミナ繊維集合体を製造することにより面圧を向上させたマット材が開示されている。
特許文献１に記載されたようなマット材は、使用時に排ガス処理体に巻き付けられることになるが、巻き付け時のマット材の内外周差が原因となり、マット材に割れが生じるという問題がある。
本発明は、上記問題を解決するためになされた発明であり、本発明の目的は、基材に巻き付けたとしても、割れが生じにくい抄造マットを提供することである。
すなわち、本発明の抄造マットは、無機繊維から構成され、第１主面と上記第１主面に対面する第２主面を有する平面視矩形の抄造マットであって、上記第１主面には、線状の複数の隆起部が形成されており、上記抄造マットを平面視した際に、上記隆起部は一方向に配向しており、上記隆起部は、平均長さが５～２００ｍｍであり、平均幅が１～５０ｍｍであり、平均高さが０．０５～０．５０ｍｍであり、上記第１主面の任意の縦×横＝１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲において、上記隆起部が５本以上形成されていることを特徴とする。
本発明の抄造マットでは、第１主面に所定の形状を有する隆起部が所定の密度で一方向に配向している。
本発明の抄造マットは、基材に巻き付けられて使用されることになるが、この際、第１主面が基材側に位置し、かつ、隆起部が配向している方向と垂直な方向に巻き付けられる。
本発明の抄造マットは、このように基材に巻き付けられたとしても割れが生じにくい。
これは以下の理由によるものであると考えれる。
本発明の抄造マットは、基材に巻き付けられて使用されることになるが、この際、第１主面が基材側に位置し、かつ、隆起部が配向している方向と垂直な方向に巻き付けられる。
本発明の抄造マットは、このように基材に巻き付けられたとしても割れが生じにくい。
これは以下の理由によるものであると考えれる。
抄造マットは、無機繊維を含むスラリーを一定の方向に流し、無機繊維を抄き上げることにより製造される。
スラリーに複数の無機繊維が集中して交絡した繊維束が含まれていると、繊維束が他の無機繊維に引っ掛かり、スラリーの流れる方向に対し垂直な方向に配向しやすくなる。
そのため、繊維束を含むスラリーを用いて抄造マットを作製すると、繊維束が一方向（すなわち、スラリーが流れる方向に対し垂直に）に配向する。なお、このように製造された抄造マットにおいて、抄造マットの主面近傍に位置する繊維束は、抄造マットの主面に隆起部を形成するので、隆起部も一方向に配向する。
スラリー量を増減させながら無機繊維を抄き上げて抄造マットを作成すると、部分的に隆起部を形成され、スラリーが流れる方向に対し垂直な方向に隆起が配向される。
逆に言えば、本発明の抄造マットのように、第１主面に隆起部が一方向に配向している場合、抄造マット全体において、繊維束が一方向に配向していることを意味する。
スラリーに複数の無機繊維が集中して交絡した繊維束が含まれていると、繊維束が他の無機繊維に引っ掛かり、スラリーの流れる方向に対し垂直な方向に配向しやすくなる。
そのため、繊維束を含むスラリーを用いて抄造マットを作製すると、繊維束が一方向（すなわち、スラリーが流れる方向に対し垂直に）に配向する。なお、このように製造された抄造マットにおいて、抄造マットの主面近傍に位置する繊維束は、抄造マットの主面に隆起部を形成するので、隆起部も一方向に配向する。
スラリー量を増減させながら無機繊維を抄き上げて抄造マットを作成すると、部分的に隆起部を形成され、スラリーが流れる方向に対し垂直な方向に隆起が配向される。
逆に言えば、本発明の抄造マットのように、第１主面に隆起部が一方向に配向している場合、抄造マット全体において、繊維束が一方向に配向していることを意味する。
繊維束及び／又は隆起部は、単独の無機繊維よりも強度が高く曲がりにくい。そのため、繊維束及び／又は隆起部が一方向に配向している抄造マットは、繊維束及び／又は隆起部が配向している方向には曲がりにくいが、繊維束及び／又は隆起部が配向している方向と垂直な方向には曲がりやすい。
従って、このような抄造マットを繊維束及び／又は隆起部が配向している方向（すなわち、隆起部が配向している方向）と垂直な方向に曲げたとしても応力が生じにくい。また、当該応力に起因する割れが生じにくい。
そのため、本発明の抄造マットを基材に巻き付けたとしても、割れが生じにくい。
従って、このような抄造マットを繊維束及び／又は隆起部が配向している方向（すなわち、隆起部が配向している方向）と垂直な方向に曲げたとしても応力が生じにくい。また、当該応力に起因する割れが生じにくい。
そのため、本発明の抄造マットを基材に巻き付けたとしても、割れが生じにくい。
本発明の抄造マットでは、隆起部は、平均長さが５～２００ｍｍであり、平均幅が１～５０ｍｍであり、平均高さが０．０５～０．５０ｍｍであり、第１主面の任意の縦×横＝１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲において、隆起部が５本以上形成されている。
隆起部の形状及び密度が上記範囲であると、抄造マットが、隆起部が配向している方向に対し垂直な方向に曲がりやすくなる。
従って、基材に巻き付けた際に、抄造マットに割れが生じないという効果を好適に発揮することができる。
隆起部の形状及び密度が上記範囲であると、抄造マットが、隆起部が配向している方向に対し垂直な方向に曲がりやすくなる。
従って、基材に巻き付けた際に、抄造マットに割れが生じないという効果を好適に発揮することができる。
本発明の抄造マットでは、無機繊維が１００重量部に対し、有機バインダを０．１～２０重量部、及び、無機バインダを０．１～１０重量部含むことが好ましい。
有機バインダ及び無機バインダは、無機繊維同士を接着し、抄造マットの形状を維持する。
有機バインダ及び無機バインダの含有量が上記範囲であると、無機繊維同士の接着が適度となり、抄造マットの柔軟性と形状維持性を両立することができる。
また、抄造マットから無機繊維が脱落すること、及び、飛散することを抑止することができる。
有機バインダ及び無機バインダは、無機繊維同士を接着し、抄造マットの形状を維持する。
有機バインダ及び無機バインダの含有量が上記範囲であると、無機繊維同士の接着が適度となり、抄造マットの柔軟性と形状維持性を両立することができる。
また、抄造マットから無機繊維が脱落すること、及び、飛散することを抑止することができる。
本発明の抄造マットでは、上記有機バインダのガラス転移温度Ｔｇは、５℃以下であることが好ましい。
上記有機バインダのガラス転移温度Ｔｇが５℃以下であると、有機バインダにより形成される有機バインダ皮膜の強度を高くしつつ、皮膜伸度が高くて可撓性に優れた抄造マットとすることができる。
上記有機バインダのガラス転移温度Ｔｇが５℃以下であると、有機バインダにより形成される有機バインダ皮膜の強度を高くしつつ、皮膜伸度が高くて可撓性に優れた抄造マットとすることができる。
本発明の抄造マットでは、上記有機バインダは、水溶性有機重合体として機能するアクリル樹脂、アクリレート系ラテックス、ゴム系ラテックス、カルボキシメチルセルロース及びポリビニルアルコール、熱可塑性樹脂として機能するスチレン樹脂、並びに、熱硬化樹脂として機能するエポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
また、本発明の抄造マットでは、上記無機バインダは、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、ジルコニア、窒化ホウ素、ダイヤモンド及び軽石からなる少なくとも１種を含むことが好ましい。
これらの有機バインダ及び無機バインダは、無機繊維同士を接着し、抄造マットの形状を維持するのに適している。
また、本発明の抄造マットでは、上記無機バインダは、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、ジルコニア、窒化ホウ素、ダイヤモンド及び軽石からなる少なくとも１種を含むことが好ましい。
これらの有機バインダ及び無機バインダは、無機繊維同士を接着し、抄造マットの形状を維持するのに適している。
本発明の抄造マットは、無機繊維成形体を水中で開繊し、開繊された無機繊維を含むスラリーを作製する開繊工程と、上記スラリーを抄造して抄造マットとする抄造工程とを経て作製された抄造マットであることが好ましい。
無機繊維成形体を開繊する際、無機繊維が完全に開繊されず、複数の繊維が交絡した繊維束が生じる場合がある。
このような繊維束を意図的に生じさせることにより、抄造マットの第１主面に隆起部を形成することができる。
なお、隆起部の形状及び密度は、開繊条件及び抄造条件を調整することにより調整することができる。
無機繊維成形体を開繊する際、無機繊維が完全に開繊されず、複数の繊維が交絡した繊維束が生じる場合がある。
このような繊維束を意図的に生じさせることにより、抄造マットの第１主面に隆起部を形成することができる。
なお、隆起部の形状及び密度は、開繊条件及び抄造条件を調整することにより調整することができる。
本発明の抄造マットでは、上記無機繊維成形体は、ニードルマット由来の第１無機繊維成形体及び／又は抄造マット由来の第２無機繊維成形体を含むとが好ましい。
無機繊維成形体が、ニードルマット由来であっても、抄造マット由来であっても、開繊工程において繊維束を形成することができる。
無機繊維成形体が、ニードルマット由来であっても、抄造マット由来であっても、開繊工程において繊維束を形成することができる。
本発明の抄造マットは、上記抄造工程において、バッチ抄造又は連続抄造により抄造を行うことにより得られた抄造マットであることが好ましい。
バッチ抄造又は連続抄造を行うことにより、容易に本発明の抄造マットを得ることができる。
バッチ抄造又は連続抄造を行うことにより、容易に本発明の抄造マットを得ることができる。
本発明の巻付け体は、基材と、上記基材に巻き付けられた抄造マットとを含む巻き付け体であって、上記抄造マットは、上記本発明の抄造マットであり、上記抄造マットは、第１主面が上記基材側に位置し、かつ、隆起部が配向している方向と垂直な方向に巻き付けられていることを特徴とする。
上述の通り、本発明の抄造マットは、隆起部が配向している方向と垂直な方向に曲がりやすい。また、本発明の巻付け体では、本発明の抄造マットが、隆起部が配向している方向と垂直な方向に巻き付けられている。
そのため、本発明の巻付け体では、抄造マットに割れが生じにくい。
そのため、本発明の巻付け体では、抄造マットに割れが生じにくい。
本発明の抄造マットの製造方法は、上記本発明の抄造マットの製造方法であって、無機繊維成形体を水中で開繊し、開繊された無機繊維を含むスラリーを作製する開繊工程と、上記スラリーを抄造して抄造マットとする抄造工程とを含むことを特徴とする。
無機繊維成形体を開繊する際、無機繊維が完全に開繊されず、複数の繊維が交絡した繊維束が生じる場合がある。
本発明の抄造マットの製造方法では、繊維束を意図的に生じさせることにより、抄造マットの第１主面に所定の形状及び所定の密度を有する隆起部を形成することができる。
なお、隆起部の形状及び密度は、開繊条件及び抄造条件を調整することにより調整することができる。
本発明の抄造マットの製造方法では、繊維束を意図的に生じさせることにより、抄造マットの第１主面に所定の形状及び所定の密度を有する隆起部を形成することができる。
なお、隆起部の形状及び密度は、開繊条件及び抄造条件を調整することにより調整することができる。
本発明の抄造マットの製造方法では、上記無機繊維成形体は、ニードルマット由来の第１無機繊維成形体及び／又は抄造マット由来の第２無機繊維成形体を含むことが好ましい。
無機繊維成形体が、ニードルマット由来であっても、抄造マット由来であっても、開繊工程において繊維束を形成することができる。
無機繊維成形体が、ニードルマット由来であっても、抄造マット由来であっても、開繊工程において繊維束を形成することができる。
本発明によれば、基材に巻き付けたとしても、割れが生じにくい抄造マットを提供することができる。
以下、本発明の抄造マット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好ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
本発明に係る抄造マットを、図面を用いて説明する。
図１Ａは、本発明の抄造マットの一例を模式的に示す斜視図である。
図１Ｂは、図１Ａの破線部の拡大図である。
図１Ｃは、図１ＢのＡ－Ａ線断面図である。
図１Ａに示すように、抄造マット１０は、無機繊維から構成され第１主面１０ａと第１主面１０ａに対面する第２主面１０ｂを有する平面視矩形の抄造マットである。
抄造マット１０は、一方の端部１１に凸部１１ａが設けられており、他方の端部１２に凹部１２ａが設けられた、平面視矩形の形状である。
図１Ａは、本発明の抄造マットの一例を模式的に示す斜視図である。
図１Ｂは、図１Ａの破線部の拡大図である。
図１Ｃは、図１ＢのＡ－Ａ線断面図である。
図１Ａに示すように、抄造マット１０は、無機繊維から構成され第１主面１０ａと第１主面１０ａに対面する第２主面１０ｂを有する平面視矩形の抄造マットである。
抄造マット１０は、一方の端部１１に凸部１１ａが設けられており、他方の端部１２に凹部１２ａが設けられた、平面視矩形の形状である。
詳しくは後述するが、抄造マット１０は、排ガス処理体に巻き付けられて、排ガス浄化装置に配置される。
凸部１１ａ及び凹部１２ａは、抄造マット１０を排ガス処理体に巻き付けた際に、丁度嵌合する形状である。
このような凸部１１ａ及び凹部１２ａが設けられていると、抄造マット１０を後述する排ガス浄化装置に配置した際にシール性が向上する。
なお、本発明の抄造マットは、端部に凸部及び凹部を有していなくてもよい。
凸部１１ａ及び凹部１２ａは、抄造マット１０を排ガス処理体に巻き付けた際に、丁度嵌合する形状である。
このような凸部１１ａ及び凹部１２ａが設けられていると、抄造マット１０を後述する排ガス浄化装置に配置した際にシール性が向上する。
なお、本発明の抄造マットは、端部に凸部及び凹部を有していなくてもよい。
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、抄造マット１０の第１主面１０ａには、線状の複数の隆起部２０が形成されている。なお、図示していないが、抄造マット１０の第２主面１０ｂにも第１主面１０ａと同様に線状の複数の隆起部２０が形成されている。
抄造マット１０を平面視した際に、隆起部２０は一方向（符号ｄで示方向）に配向している。隆起部２０が配向している方向は、抄造マット１０の長手方向に垂直な方向である。
なお、本明細書において、「隆起部が一方向に配向している」かどうかは以下の方法により判断する。
まず、図１Ｂに示すように、抄造マット１０の第１主面１０ａにおいて、隆起部２０の一方端２１から他方端２２を結ぶ線分２３を引く。次に、線分２３と任意の方向ｄとが形成する鋭角ａの角度を測定する。そして、当該角度が、０～４５°である場合、その線分２３の由来元である隆起部２０を、方向ｄに配向する隆起部２０ａとする。
抄造マット１０の第１主面１０ａの任意の縦×横＝１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲において、隆起部２０全体の内、５０％以上が、方向ｄに配向する隆起部２０ａである場合、隆起部２０全体が方向ｄに配向していると判断する。
そして、隆起部がこのような状態である場合、抄造マットにおいて、「隆起部が一方向に配向している」と判断する
まず、図１Ｂに示すように、抄造マット１０の第１主面１０ａにおいて、隆起部２０の一方端２１から他方端２２を結ぶ線分２３を引く。次に、線分２３と任意の方向ｄとが形成する鋭角ａの角度を測定する。そして、当該角度が、０～４５°である場合、その線分２３の由来元である隆起部２０を、方向ｄに配向する隆起部２０ａとする。
抄造マット１０の第１主面１０ａの任意の縦×横＝１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲において、隆起部２０全体の内、５０％以上が、方向ｄに配向する隆起部２０ａである場合、隆起部２０全体が方向ｄに配向していると判断する。
そして、隆起部がこのような状態である場合、抄造マットにおいて、「隆起部が一方向に配向している」と判断する
抄造マット１０は、排ガス処理体に巻き付けられて使用されることになるが、この際、第１主面１０ａが排ガス処理体側に位置し、かつ、隆起部２０が配向している方向ｄと垂直な方向に巻き付けられる。
抄造マット１０は、このように排ガス処理体に巻き付けられたとしても割れが生じにくい。
これは以下の理由によるものであると考えられる。
抄造マット１０は、このように排ガス処理体に巻き付けられたとしても割れが生じにくい。
これは以下の理由によるものであると考えられる。
抄造マット１０は、無機繊維を含むスラリーを一定の方向に流し、無機繊維を抄き上げることにより製造される。
スラリーに複数の繊維が集中して交絡した繊維束が含まれていると、他の無機繊維に引っ掛かり、スラリーの流れる方向に対し垂直な方向に配向しやすくなる。
そのため、繊維束を含むスラリーを用いて抄造マット１０をした際は、繊維束が一方向（すなわち、スラリーが流れる方向に対し垂直に）に配向する。なお、このように製造された抄造マットにおいて、抄造マット１０の主面近傍に位置する繊維束は、抄造マット１０の主面に隆起部２０を形成するので、隆起部２０も一方向に配向する。
スラリーに複数の繊維が集中して交絡した繊維束が含まれていると、他の無機繊維に引っ掛かり、スラリーの流れる方向に対し垂直な方向に配向しやすくなる。
そのため、繊維束を含むスラリーを用いて抄造マット１０をした際は、繊維束が一方向（すなわち、スラリーが流れる方向に対し垂直に）に配向する。なお、このように製造された抄造マットにおいて、抄造マット１０の主面近傍に位置する繊維束は、抄造マット１０の主面に隆起部２０を形成するので、隆起部２０も一方向に配向する。
繊維束は、単独の無機繊維よりも強度が高く曲がりにくい。そのため、繊維束が一方向に配向している抄造マット１０は、繊維束が配向している方向には曲がりにくいが、繊維束が配向している方向と垂直な方向には曲がりやすい。
従って、抄造マット１０を繊維束が配向している方向（すなわち、隆起部２０が配向している方向）と垂直な方向に曲げたとしても応力が生じにくい。また、当該応力に起因する割れが生じにくい。
そのため、抄造マット１０を排ガス処理体に巻き付けたとしても、割れが生じにくい。
従って、抄造マット１０を繊維束が配向している方向（すなわち、隆起部２０が配向している方向）と垂直な方向に曲げたとしても応力が生じにくい。また、当該応力に起因する割れが生じにくい。
そのため、抄造マット１０を排ガス処理体に巻き付けたとしても、割れが生じにくい。
抄造マット１０では、隆起部２０は、平均長さ（図１Ｂ中、符号「Ｌ」で示す距離）が５～２００ｍｍであり、平均幅（図１中、符号「Ｗ」で示す距離）が１～５０ｍｍであり、平均高さ（図１Ｃ中、符号「Ｈ」で示す高さ）が０．０５～０．５０ｍｍである。
さらに、抄造マット１０では、第１主面１０ａの任意の縦×横＝１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲において、隆起部２０が５本以上形成されている。
隆起部２０の形状及び密度が上記範囲であると、抄造マット１０が、隆起部２０が配向している方向に対し垂直な方向に曲がりやすくなる。
これは以下の理由によるものであると考えられる。
隆起部２０の形状及び密度と、抄造マットに含まれる繊維束の形状及び密度とは関連している。
隆起部２０の形状及び密度が上記範囲である場合、繊維束が、抄造マット１０を隆起部２０が配向している方向に対し垂直な方向に曲げるのに、適した形状及び密度となる。
従って、排ガス処理体に巻き付けた際に、抄造マット１０に割れが生じないという効果を好適に発揮することができる。
さらに、抄造マット１０では、第１主面１０ａの任意の縦×横＝１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲において、隆起部２０が５本以上形成されている。
隆起部２０の形状及び密度が上記範囲であると、抄造マット１０が、隆起部２０が配向している方向に対し垂直な方向に曲がりやすくなる。
これは以下の理由によるものであると考えられる。
隆起部２０の形状及び密度と、抄造マットに含まれる繊維束の形状及び密度とは関連している。
隆起部２０の形状及び密度が上記範囲である場合、繊維束が、抄造マット１０を隆起部２０が配向している方向に対し垂直な方向に曲げるのに、適した形状及び密度となる。
従って、排ガス処理体に巻き付けた際に、抄造マット１０に割れが生じないという効果を好適に発揮することができる。
隆起部２０の平均長さＬは、５～２００ｍｍであることが好ましく、５０～１５０ｍｍであることがより好ましい。
隆起部２０の平均幅Ｗは、１～５０ｍｍであることが好ましく、５～５０ｍｍであることがより好ましい。
隆起部２０の平均高さＨは、０．０５～０．５０ｍｍであることが好ましく、０．１～０．３ｍｍであることがより好ましい。
なお、隆起部２０の長さＬは、隆起部２０の配向している方向ｄにおける隆起部２０の一方端２１から他方端２２までの距離を意味する。
また、隆起部２０の幅Ｗは、隆起部２０の配向している方向ｄと垂直な方向において、隆起部２０が存在する部分の最大幅のことを意味する。
また、隆起部２０の高さＨは、隆起部２０が形成されていない第１主面１０ａから、隆起部２０の最頂部までの距離を意味する。
隆起部２０の平均幅Ｗは、１～５０ｍｍであることが好ましく、５～５０ｍｍであることがより好ましい。
隆起部２０の平均高さＨは、０．０５～０．５０ｍｍであることが好ましく、０．１～０．３ｍｍであることがより好ましい。
なお、隆起部２０の長さＬは、隆起部２０の配向している方向ｄにおける隆起部２０の一方端２１から他方端２２までの距離を意味する。
また、隆起部２０の幅Ｗは、隆起部２０の配向している方向ｄと垂直な方向において、隆起部２０が存在する部分の最大幅のことを意味する。
また、隆起部２０の高さＨは、隆起部２０が形成されていない第１主面１０ａから、隆起部２０の最頂部までの距離を意味する。
抄造マット１０では、第１主面１０ａの任意の縦×横＝１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲において、隆起部２０が、５～２０本形成されていることが好ましく、７～１５本形成されていることがより好ましい。
抄造マット１０を構成する無機繊維としては、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ－シリカ繊維、ムライト繊維、ガラス繊維及び生体溶解性繊維から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
抄造マット１０がこれらの無機繊維からなると耐熱性が充分になる。
抄造マット１０がこれらの無機繊維からなると耐熱性が充分になる。
抄造マット１０を構成する無機繊維は、平均繊維径が３～５０μｍであり、平均繊維長が１００～１０００００μｍであることが好ましい。
抄造マット１０のかさ密度は、０．０５～０．３０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。
抄造マット１０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、抄造マットの形状を所定の形状に保ちにくくなる。
抄造マット１０のかさ密度が０．３０ｇ／ｃｍ３を超えると、抄造マットが硬くなり、巻き付け性が低下し、マット裂けが発生しやすくなる。
抄造マット１０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、抄造マットの形状を所定の形状に保ちにくくなる。
抄造マット１０のかさ密度が０．３０ｇ／ｃｍ３を超えると、抄造マットが硬くなり、巻き付け性が低下し、マット裂けが発生しやすくなる。
抄造マット１０では、無機繊維が１００重量部に対し、有機バインダを０．１～２０重量部含むことが好ましく、０．５～１０重量部含むことがより好ましい。
また、無機繊維が１００重量部に対し、無機バインダを０．１～１０重量部含むことが好ましく、０．５～３．０重量部含むことがより好ましい。
有機バインダ及び無機バインダは、無機繊維同士を接着し、抄造マットの形状を維持する。
有機バインダ及び無機バインダの含有量が上記範囲であると、無機繊維同士の接着が適度となり、抄造マットの柔軟性と形状維持性を両立することができる。
また、抄造マットから無機繊維が脱落すること、及び、飛散することを抑止することができる。
また、無機繊維が１００重量部に対し、無機バインダを０．１～１０重量部含むことが好ましく、０．５～３．０重量部含むことがより好ましい。
有機バインダ及び無機バインダは、無機繊維同士を接着し、抄造マットの形状を維持する。
有機バインダ及び無機バインダの含有量が上記範囲であると、無機繊維同士の接着が適度となり、抄造マットの柔軟性と形状維持性を両立することができる。
また、抄造マットから無機繊維が脱落すること、及び、飛散することを抑止することができる。
抄造マット１０では、有機バインダのガラス転移温度Ｔｇは、５℃以下であることが好ましく、－３５～５℃であることがより好ましい。
有機バインダのガラス転移温度Ｔｇが５℃以下であると、有機バインダにより形成される有機バインダ皮膜の強度を高くしつつ、皮膜伸度が高くて可撓性に優れた抄造マットとすることができる。
また、抄造マット１０を排ガス処理体に巻きつける際等にマット裂けが発生しにくくなる。さらに、有機バインダ皮膜が硬くなり過ぎないため、無機繊維が破断した際に、無機繊維同士を繋ぎ止める効果を発揮し、無機繊維の飛散を抑制することができる。
有機バインダのガラス転移温度Ｔｇが－５０℃未満のものは高価であり、製造コストが高くなる。
有機バインダのガラス転移温度Ｔｇが５℃を超える場合、抄造マットの可撓性が低下し、破断伸度が低下してしまうことがある。
有機バインダのガラス転移温度Ｔｇが５℃以下であると、有機バインダにより形成される有機バインダ皮膜の強度を高くしつつ、皮膜伸度が高くて可撓性に優れた抄造マットとすることができる。
また、抄造マット１０を排ガス処理体に巻きつける際等にマット裂けが発生しにくくなる。さらに、有機バインダ皮膜が硬くなり過ぎないため、無機繊維が破断した際に、無機繊維同士を繋ぎ止める効果を発揮し、無機繊維の飛散を抑制することができる。
有機バインダのガラス転移温度Ｔｇが－５０℃未満のものは高価であり、製造コストが高くなる。
有機バインダのガラス転移温度Ｔｇが５℃を超える場合、抄造マットの可撓性が低下し、破断伸度が低下してしまうことがある。
本発明の抄造マットでは、上記有機バインダは、水溶性有機重合体であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化樹脂であってもよい。
水溶性有機重合体としては、アクリル樹脂、アクリレート系ラテックス、ゴム系ラテックス、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールが挙げられる。熱可塑性樹脂としてはスチレン樹脂が挙げられる。熱硬化樹脂として機能するエポキシ樹脂が挙げられる。
水溶性有機重合体としては、アクリル樹脂、アクリレート系ラテックス、ゴム系ラテックス、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールが挙げられる。熱可塑性樹脂としてはスチレン樹脂が挙げられる。熱硬化樹脂として機能するエポキシ樹脂が挙げられる。
抄造マット１０では、無機バインダは、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、ジルコニア、窒化ホウ素、ダイヤモンド及び軽石からなる少なくとも１種を含むことが好ましい。
これらの有機バインダ及び無機バインダは、無機繊維同士を接着し、抄造マットの形状を維持するのに適している。
次に、本発明の抄造マットの製造方法について説明する。
本発明の抄造マットの製造方法は、（１）開繊工程及び（２）抄造工程とを含む。
なお、以下の説明では、無機繊維成形体として、ニードルマット由来の第１無機繊維成形体及び抄造マット由来の第２無機繊維成形体の両方を用いる場合について説明するが、本発明の抄造マットの製造方法では、どちらか一方の無機繊維成形体を用いてもよい。
各工程について以下に詳述する。
本発明の抄造マットの製造方法は、（１）開繊工程及び（２）抄造工程とを含む。
なお、以下の説明では、無機繊維成形体として、ニードルマット由来の第１無機繊維成形体及び抄造マット由来の第２無機繊維成形体の両方を用いる場合について説明するが、本発明の抄造マットの製造方法では、どちらか一方の無機繊維成形体を用いてもよい。
各工程について以下に詳述する。
（１）開繊工程
図２は、本発明の抄造マットの製造方法の開繊工程の一例を模式的に示す図である。
本工程では、ニードルマット由来の第１無機繊維成形体及び抄造マット由来の第２無機繊維成形体を水中で開繊し、開繊された無機繊維を含むスラリーを作製する。
図２に示すように、ニードルマット及び抄造マットを開繊する際、無機繊維２５が完全に開繊されず、複数の無機繊維２５が交絡した繊維束２６が生じる場合がある。
このような繊維束２６を意図的に形成することにより、製造される抄造マットの主面に隆起部を形成することができる。
図２は、本発明の抄造マットの製造方法の開繊工程の一例を模式的に示す図である。
本工程では、ニードルマット由来の第１無機繊維成形体及び抄造マット由来の第２無機繊維成形体を水中で開繊し、開繊された無機繊維を含むスラリーを作製する。
図２に示すように、ニードルマット及び抄造マットを開繊する際、無機繊維２５が完全に開繊されず、複数の無機繊維２５が交絡した繊維束２６が生じる場合がある。
このような繊維束２６を意図的に形成することにより、製造される抄造マットの主面に隆起部を形成することができる。
開繊の例としては、例えば以下の方法が挙げられる。
まず、第１無機繊維成形体及び第２無機繊維成形体を７００～１０００℃で１．０～８．０時間焼成する。好ましい焼成温度は、８００～９５０℃である。
これにより、第１無機繊維成形体及び第２無機繊維成形体に含まれる有機バインダを熱分解することができ、第１無機繊維成形体及び第２無機繊維成形体を開繊しやすくなる。
まず、第１無機繊維成形体及び第２無機繊維成形体を７００～１０００℃で１．０～８．０時間焼成する。好ましい焼成温度は、８００～９５０℃である。
これにより、第１無機繊維成形体及び第２無機繊維成形体に含まれる有機バインダを熱分解することができ、第１無機繊維成形体及び第２無機繊維成形体を開繊しやすくなる。
次に、焼成後の第１無機繊維成形体及び第２無機繊維成形体を常温になるまで静置し、その後、第１無機繊維成形体及び第２無機繊維成形体を手でほぐす。
次に、第１無機繊維成形体及び第２無機繊維成形体を、重量比５０～４００倍量の水に入れ、攪拌して開繊を行うことにより無機繊維を含むスラリーを作製する。当該重量比は、１００～２００倍量であることが好ましい。
また、攪拌の条件は適宜設定することが好ましいが、例えば、１０Ｌのスラリーを作製する際は、撹拌機として、（製品名：ＳＭＴ－１０１、製造元：ＡＳＯＮＥ）を用い、回転数が５００～１０００ｒｐｍ、攪拌時間が２００～９００秒の条件で攪拌することが好ましい。好ましくは、回転速度６５０～８５０ｒｐｍ、攪拌時間５００～７００秒であり、より好ましくは、回転速度７００～８００ｒｐｍ、攪拌時間５００～６５０秒である。
また、攪拌の条件は適宜設定することが好ましいが、例えば、１０Ｌのスラリーを作製する際は、撹拌機として、（製品名：ＳＭＴ－１０１、製造元：ＡＳＯＮＥ）を用い、回転数が５００～１０００ｒｐｍ、攪拌時間が２００～９００秒の条件で攪拌することが好ましい。好ましくは、回転速度６５０～８５０ｒｐｍ、攪拌時間５００～７００秒であり、より好ましくは、回転速度７００～８００ｒｐｍ、攪拌時間５００～６５０秒である。
次に、スラリーに有機バインダ及び無機バインダを加える。
有機バインダは、製造される抄造マットにおいて、無機繊維が１００重量部に対し、０．１～２０重量部となるように加えることが好ましく、０．５～１５．０重量部となるように加えることがより好ましい。
無機バインダは、製造される抄造マットにおいて、無機繊維が１００重量部に対し、０．１～１０重量部となるように加えることが好ましく、０．５～１５．０重量部重量部となるように加えることがより好ましい。
好ましい有機バインダ及び無機バインダの種類は既に説明しているので、ここでの説明は省略する。
有機バインダは、製造される抄造マットにおいて、無機繊維が１００重量部に対し、０．１～２０重量部となるように加えることが好ましく、０．５～１５．０重量部となるように加えることがより好ましい。
無機バインダは、製造される抄造マットにおいて、無機繊維が１００重量部に対し、０．１～１０重量部となるように加えることが好ましく、０．５～１５．０重量部重量部となるように加えることがより好ましい。
好ましい有機バインダ及び無機バインダの種類は既に説明しているので、ここでの説明は省略する。
（２）抄造工程
図３は、本発明の抄造マットの製造方法の抄造工程の一例を模式的に示す図である。
次に、底面にろ過用のメッシュが形成された成形器にスラリーを流し込み、スラリー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。
図３は、本発明の抄造マットの製造方法の抄造工程の一例を模式的に示す図である。
次に、底面にろ過用のメッシュが形成された成形器にスラリーを流し込み、スラリー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。
図３に示すように、成形器にスラリーを流し込む際、無機繊維２５を含むスラリーは一定の方向（図３中、矢印ｆで示す方向）に流される。
スラリーの流速は、１０～５００ｃｍ／分であることが好ましく、２０～２００ｃｍ／分であることがより好ましい。
スラリーの流速は、１０～５００ｃｍ／分であることが好ましく、２０～２００ｃｍ／分であることがより好ましい。
スラリーに複数の無機繊維が集中して交絡した繊維束２６が含まれていると、繊維束２６が他の無機繊維２５に引っ掛かり、スラリーの流れる方向に対し垂直な方向（図３中、矢印ｄで示す方向）に配向しやすくなる。
そのため、繊維束２６を含むスラリーを用いて抄造を行うと、繊維束２６が方向ｄに配向する。また、後の工程を経て得られた抄造マット１０において、抄造マット１０の第１主面近傍に位置する繊維束２６は、抄造マット１０の第１主面に隆起部２０を形成する。そのため、隆起部２０も方向ｄに配向する。
なお、繊維束２６の配向は、スラリーに含まれる無機繊維の含有割合、スラリーの流速等を制御することにより調整することができる。
その後、無機繊維集合体を脱水及び乾燥し、裁断を行うことにより、抄造マット１０を製造することができる。
この際、抄造マット１０の長手方向と、隆起部２０が配向している方向ｄとが垂直になるように裁断を行う。
この際、抄造マット１０の長手方向と、隆起部２０が配向している方向ｄとが垂直になるように裁断を行う。
このように製造された抄造マット１０では、抄造マット１０全体において、繊維束２６が方向ｄに配向している。
繊維束２６は、単独の無機繊維２５よりも強度が高く曲がりにくい。そのため、繊維束２６が一方向に配向している抄造マット１０は、繊維束２６が配向している方向ｄには曲がりにくいが、繊維束２６が配向している方向ｄと垂直な方向には曲がりやすい。
従って、このような抄造マット１０を、繊維束２６が配向している方向ｄと垂直な方向に曲げたとしても応力が生じにくい。また、当該応力に起因する割れが生じにくい。
そのため、抄造マット１０を排ガス処理体に巻き付けたとしても、割れが生じにくい。
従って、このような抄造マット１０を、繊維束２６が配向している方向ｄと垂直な方向に曲げたとしても応力が生じにくい。また、当該応力に起因する割れが生じにくい。
そのため、抄造マット１０を排ガス処理体に巻き付けたとしても、割れが生じにくい。
なお、抄造工程では、無機繊維集合体を加熱加圧して乾燥してもよい。加熱加圧の際、熱風を無機繊維集合体に通気させて乾燥する熱処理をしてもよく、熱処理をせずに湿潤状態としてもよい。
熱処理をする場合には、有機バインダの熱による劣化を防ぐため、加熱温度や熱風温度は１００～２５０℃であることが好ましい。１００～２５０℃の範囲においては、有機バインダの劣化を抑制しつつ、水分を無機繊維集合体からとばすことができる。加熱温度や熱風温度が１００℃未満の場合、無機繊維集合体の中央部まで温度が伝わらず、乾燥時間が長くなる。また、２５０℃を超えると、有機バインダを劣化させてしまい、繊維間の拘束力を低減させるため、無機繊維集合体の厚みが制御しにくくなる。
熱処理をする場合には、有機バインダの熱による劣化を防ぐため、加熱温度や熱風温度は１００～２５０℃であることが好ましい。１００～２５０℃の範囲においては、有機バインダの劣化を抑制しつつ、水分を無機繊維集合体からとばすことができる。加熱温度や熱風温度が１００℃未満の場合、無機繊維集合体の中央部まで温度が伝わらず、乾燥時間が長くなる。また、２５０℃を超えると、有機バインダを劣化させてしまい、繊維間の拘束力を低減させるため、無機繊維集合体の厚みが制御しにくくなる。
本発明の抄造マットの製造方法では、抄造工程において、バッチ抄造又は連続抄造を行うことが好ましい。
バッチ抄造又は連続抄造を行うことにより、容易に本発明の抄造マットを得ることができる。
バッチ抄造又は連続抄造を行うことにより、容易に本発明の抄造マットを得ることができる。
次に、本発明の抄造マットの使用方法について説明する。
図４は、本発明の抄造マットが用いられた排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。
図４に示すように、排ガス浄化装置１００は、金属ケーシング３０と、金属ケーシング３０に収容された排ガス処理体４０と、排ガス処理体４０及び金属ケーシング３０の間に配設された抄造マット１０とを備えている。抄造マット１０は本発明の抄造マットである。
排ガス処理体４０は、多数のセル４１がセル壁４２を隔てて長手方向に並設された柱状のものである。なお、金属ケーシング３０の端部には、必要に応じて、内燃機関から排出された排ガスを導入する導入管と、排ガス浄化装置を通過した排ガスが外部に排出される排出管とが接続されることになる。
図４に示す排ガス浄化装置１００では、排ガス処理体４０として、各々のセルにおけるいずれか一方が封止材４３によって目封じされた排ガスフィルタ（ハニカムフィルタ）を用いているが、いずれの端面にも封止材による目封じがなされていない触媒担体を用いてもよい。
図４は、本発明の抄造マットが用いられた排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。
図４に示すように、排ガス浄化装置１００は、金属ケーシング３０と、金属ケーシング３０に収容された排ガス処理体４０と、排ガス処理体４０及び金属ケーシング３０の間に配設された抄造マット１０とを備えている。抄造マット１０は本発明の抄造マットである。
排ガス処理体４０は、多数のセル４１がセル壁４２を隔てて長手方向に並設された柱状のものである。なお、金属ケーシング３０の端部には、必要に応じて、内燃機関から排出された排ガスを導入する導入管と、排ガス浄化装置を通過した排ガスが外部に排出される排出管とが接続されることになる。
図４に示す排ガス浄化装置１００では、排ガス処理体４０として、各々のセルにおけるいずれか一方が封止材４３によって目封じされた排ガスフィルタ（ハニカムフィルタ）を用いているが、いずれの端面にも封止材による目封じがなされていない触媒担体を用いてもよい。
図４に示すように、内燃機関から排出され、排ガス浄化装置１００に流入した排ガス（図４中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示す）は、排ガス処理体（ハニカムフィルタ）４０の排ガス流入側端面４０ａに開口した一のセル４１に流入し、セル４１を隔てるセル壁４２を通過する。この際、排ガス中のＰＭがセル壁４２で捕集され、排ガスが浄化されることとなる。浄化された排ガスは、排ガス排出側端面４０ｂに開口した他のセル４１から流出し、外部に排出される。
排ガス処理体４０は、炭化ケイ素や窒化ケイ素などの非酸化多孔質セラミックからなっていてもよく、サイアロン、アルミナ、コーデェライト、ムライト等の酸化多孔質セラミックからなっていてもよい。これらの中では、炭化ケイ素であることが好ましい。
排ガス処理体４０が炭化ケイ素質の多孔質セラミックである場合、多孔質セラミックの気孔率は特に限定されないが、３５～６０％であることが好ましい。
気孔率が３５％未満であると、排ガス処理体がすぐに目詰まりを起こすことがあり、一方、気孔率が６０％を超えると、排ガス処理体の強度が低下して容易に破壊されることがある。
気孔率が３５％未満であると、排ガス処理体がすぐに目詰まりを起こすことがあり、一方、気孔率が６０％を超えると、排ガス処理体の強度が低下して容易に破壊されることがある。
また、多孔質セラミックの平均気孔径は５～３０μｍであることが好ましい。
平均気孔径が５μｍ未満であると、ＰＭが容易に目詰まりを起こすことがある。
平均気孔径が３０μｍを超えると、ＰＭが気孔を通り抜けてしまい、ＰＭを捕集することができず、フィルタとして機能することができないことがある。
なお、上記気孔率及び気孔径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による測定の従来公知の方法により測定することができる。
平均気孔径が５μｍ未満であると、ＰＭが容易に目詰まりを起こすことがある。
平均気孔径が３０μｍを超えると、ＰＭが気孔を通り抜けてしまい、ＰＭを捕集することができず、フィルタとして機能することができないことがある。
なお、上記気孔率及び気孔径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による測定の従来公知の方法により測定することができる。
排ガス処理体４０の断面におけるセル密度は、特に限定されないが、好ましい下限は、３１．０個／ｃｍ２（２００個／ｉｎｃｈ２）、好ましい上限は、９３．０個／ｃｍ２（６００個／ｉｎｃｈ２）である。また、より好ましい下限は、３８．８個／ｃｍ２（２５０個／ｉｎｃｈ２）、より好ましい上限は、７７．５個／ｃｍ２（５００個／ｉｎｃｈ２）である。
排ガス処理体４０には、排ガスを浄化するための触媒を担持させてもよく、担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が好ましく、この中では、白金がより好ましい。また、その他の触媒として、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属を用いることもできる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
これら触媒が担持されていると、ＰＭを燃焼除去しやすくなり、有毒な排ガスの浄化も可能になる。
これら触媒が担持されていると、ＰＭを燃焼除去しやすくなり、有毒な排ガスの浄化も可能になる。
（金属ケーシング）
金属ケーシング３０は、略円筒形である。
金属ケーシング３０の内径（排ガス処理体を収容する部分の内径）は、抄造マット１０が巻き付けられた排ガス処理体４０の直径より若干短くなっていることが好ましい。
金属ケーシング３０は、略円筒形である。
金属ケーシング３０の内径（排ガス処理体を収容する部分の内径）は、抄造マット１０が巻き付けられた排ガス処理体４０の直径より若干短くなっていることが好ましい。
金属ケーシング３０は、特に限定されないが、ステンレス鋼からなることが好ましい。
このような排ガス浄化装置１００を製造する際は、抄造マット１０を排ガス処理体４０に巻き付けて巻付け体とした後に、金属ケーシング３０に収容する。
抄造マット１０が排ガス処理体４０に巻き付けられた巻付け体は、本発明の巻付け体でもある。
抄造マット１０が排ガス処理体４０に巻き付けられた巻付け体は、本発明の巻付け体でもある。
図５は、本発明の巻付け体の一例を模式的に示す斜視図である。
図５に示すように巻付け体５０は、基材である排ガス処理体４０と、排ガス処理体４０に巻き付けられた抄造マット１０とを含む。
巻付け体５０では、抄造マット１０が、第１主面１０ａが排ガス処理体４０側に位置し、かつ、隆起部（図示せず）が配向している方向ｄと垂直な方向（図５中、符号ｌで示す方向）に巻き付けられている。
図５に示すように巻付け体５０は、基材である排ガス処理体４０と、排ガス処理体４０に巻き付けられた抄造マット１０とを含む。
巻付け体５０では、抄造マット１０が、第１主面１０ａが排ガス処理体４０側に位置し、かつ、隆起部（図示せず）が配向している方向ｄと垂直な方向（図５中、符号ｌで示す方向）に巻き付けられている。
上記の通り、抄造マット１０は、隆起部が配向している方向ｄと垂直な方向ｌに曲がりやすく応力が生じにくい。
巻付け体５０では、抄造マット１０は、隆起部が配向している方向ｄと垂直な方向ｌに巻き付けられているので、応力が生じにくい。そのため、巻付け体５０においても、抄造マット１０は割れが生じにくい。
巻付け体５０では、抄造マット１０は、隆起部が配向している方向ｄと垂直な方向ｌに巻き付けられているので、応力が生じにくい。そのため、巻付け体５０においても、抄造マット１０は割れが生じにくい。
上記説明では、抄造マットが排ガス処理体に巻き付けられた巻付け体について説明しているが、本発明の巻付け体では、抄造マットを巻付ける対象となる基材は、排ガス処理体に限らず、保温が必要な配管等であってもよい。
本明細書には、以下の事項が開示されている。
本開示（１）は、無機繊維から構成され、第１主面と上記第１主面に対面する第２主面を有する平面視矩形の抄造マットであって、上記第１主面には、線状の複数の隆起部が形成されており、上記抄造マットを平面視した際に、上記隆起部は一方向に配向しており、上記隆起部は、平均長さが５～２００ｍｍであり、平均幅が１～５０ｍｍであり、平均高さが０．０５～０．５０ｍｍであり、上記第１主面の任意の縦×横＝１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲において、上記隆起部が５本以上形成されていることを特徴とする抄造マットである。
本開示（２）は、上記無機繊維が１００重量部に対し、有機バインダを０．１～２０重量部、及び、無機バインダを０．１～１０重量部含む本開示（１）に記載の抄造マットである。
本開示（３）は、上記有機バインダのＴｇは、５℃以下である本開示（２）に記載の抄造マットである。
本開示（４）は、上記有機バインダは、水溶性有機重合体として機能するアクリル樹脂、アクリレート系ラテックス、ゴム系ラテックス、カルボキシメチルセルロース及びポリビニルアルコール、熱可塑性樹脂として機能するスチレン樹脂、並びに、熱硬化樹脂として機能するエポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも１種である本開示（２）又は（３）に記載の抄造マットである。
本開示（５）は、上記無機バインダは、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、ジルコニア、窒化ホウ素、ダイヤモンド及び軽石からなる少なくとも１種を含む本開示（２）～（４）のいずれかに記載の抄造マットである。
本開示（６）は、無機繊維成形体を水中で開繊し、開繊された無機繊維を含むスラリーを作製する開繊工程と、上記スラリーを抄造して抄造マットとする抄造工程とを経て作製された本開示（１）～（５）のいずれかに記載の抄造マットである。
本開示（７）は、上記無機繊維成形体は、ニードルマット由来の第１無機繊維成形体及び／又は抄造マット由来の第２無機繊維成形体を含む本開示（６）の抄造マットである。
本開示（８）は、上記抄造工程では、バッチ抄造又は連続抄造により抄造を行う本開示（６）又は（７）に記載の抄造マットである。
本開示（９）は、基材と、上記基材に巻き付けられた抄造マットとを含む巻き付け体であって、上記抄造マットは、本開示（１）～（８）のいずれか記載の抄造マットであり、上記抄造マットは、第１主面が上記基材側に位置し、かつ、隆起部が配向している方向と垂直な方向に巻き付けられていることを特徴とする巻付け体である。
本開示（１０）は、本開示（１）～（８）のいずれか記載の抄造マットの製造方法であって、無機繊維成形体を水中で開繊し、開繊された無機繊維を含むスラリーを作製する開繊工程と、上記スラリーを抄造して抄造マットとする抄造工程とを含むことを特徴とする抄造マットの製造方法である。
本開示（１１）は、上記無機繊維成形体は、ニードルマット由来の第１無機繊維成形体及び／又は抄造マット由来の第２無機繊維成形体を含む本開示（１０）に記載の抄造マットの製造方法である。
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）
Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８（重量比）であるアルミナ－シリカ繊維からなり、かさ密度が０．１７ｇ／ｃｍ３であり、ニードル痕の密度が２１個／ｃｍ２の密度であるニードルマット由来の第１無機繊維成形体を準備した。
また、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８（重量比）であるアルミナ－シリカ繊維からなり、かさ密度が０．１２ｇ／ｃｍ３である抄造マットである抄造マット由来の第２無機繊維成形体を準備した。
Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８（重量比）であるアルミナ－シリカ繊維からなり、かさ密度が０．１７ｇ／ｃｍ３であり、ニードル痕の密度が２１個／ｃｍ２の密度であるニードルマット由来の第１無機繊維成形体を準備した。
また、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８（重量比）であるアルミナ－シリカ繊維からなり、かさ密度が０．１２ｇ／ｃｍ３である抄造マットである抄造マット由来の第２無機繊維成形体を準備した。
次に、第１無機繊維成形体及び第２無機繊維成形体を６００℃で１時間焼成し、第１無機繊維成形体及び第２無機繊維成形体に含まれる有機バインダを熱分解させた。
次に、焼成後の第１無機繊維成形体及び第２無機繊維成形体を常温になるまで静置し、その後、第１無機繊維成形体及び第２無機繊維成形体を手でほぐした。
第１無機繊維成形体を５．０ｇ、第２無機繊維成形体を５．０ｇ取り出し、０．４Ｌの水に入れた。その後、撹拌機（製品名：ＳＭＴ－１０１、製造元：ＡＳＯＮＥ）を用い、回転数が１０００ｒｐｍ、攪拌時間が１０分間の条件で攪拌して、開繊を行うことにより、無機繊維のスラリーを作製した。
次に、スラリーに有機バインダを、無機繊維が１００重量部に対し、０．５～１０重量部となるように加えた。
また、スラリーに無機バインダを、無機繊維が１００重量部に対し、０．５～３．０重量部となるように加えた。
また、スラリーに無機バインダを、無機繊維が１００重量部に対し、０．５～３．０重量部となるように加えた。
次に、底面にろ過用のメッシュが形成された成形器にスラリーを流し込み、スラリー中の溶媒を脱溶媒処理することで無機繊維集合体を得た。この際、スラリーの流速を、１０～１００ｃｍ／分とした。
その後、無機繊維集合体を脱水し、１５０～２１０℃、５分～１．０時間の条件で乾燥することにより実施例１に係る抄造マットを製造した。実施例１に係る抄造マットの厚さは、１３ｍｍであった。
その後、無機繊維集合体を脱水し、１５０～２１０℃、５分～１．０時間の条件で乾燥することにより実施例１に係る抄造マットを製造した。実施例１に係る抄造マットの厚さは、１３ｍｍであった。
実施例１に係る抄造マットの一方の主面（すなわち第１主面）を観察したところ、第１主面に線状の複数の隆起部が形成され、隆起部が一方向に配向していた。
実施例１に係る抄造マットに形成された隆起部の平均長さＬは１００ｍｍであり、平均幅Ｗは３０ｍｍであり、平均高さは０．４ｍｍであった。
また、第１主面の６箇所の縦×横＝１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲において、形成された隆起部の数を数えたところ、その数は、各領域において１５本、１４本、１０本、８本、９本、５本、１０本であった。
また、第１主面の６箇所の縦×横＝１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲において、形成された隆起部の数を数えたところ、その数は、各領域において１５本、１４本、１０本、８本、９本、５本、１０本であった。
（比較例１）
塩基性塩化アルミニウム水溶液に対して、焼成後の無機繊維における組成比が、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８（重量比）となるようにシリカゾルを配合し、さらに、有機重合体（ポリビニルアルコール）を適量添加して混合液を調製した。
得られた混合液を濃縮して紡糸用混合物とし、この紡糸用混合物をブローイング法（紡糸雰囲気温度：１２０℃）により紡糸してアルミナ繊維前駆体を作製した。
次に、得られた無機繊維前駆体を圧縮し、連続したシート状物を作製した。その後シート状物を加熱炉内に配置し、焼成処理を行うことにより、無機繊維集合体を製造した。
次に、無機繊維集合体から、撹拌機（製品名：ＳＭＴ－１０１、製造元：ＡＳ ＯＮＥ）を用いて回転数が１０００ｒｐｍ、攪拌時間が１０分間の条件で攪拌して開繊した。
塩基性塩化アルミニウム水溶液に対して、焼成後の無機繊維における組成比が、Ａｌ２Ｏ３：ＳｉＯ２＝７２：２８（重量比）となるようにシリカゾルを配合し、さらに、有機重合体（ポリビニルアルコール）を適量添加して混合液を調製した。
得られた混合液を濃縮して紡糸用混合物とし、この紡糸用混合物をブローイング法（紡糸雰囲気温度：１２０℃）により紡糸してアルミナ繊維前駆体を作製した。
次に、得られた無機繊維前駆体を圧縮し、連続したシート状物を作製した。その後シート状物を加熱炉内に配置し、焼成処理を行うことにより、無機繊維集合体を製造した。
次に、無機繊維集合体から、撹拌機（製品名：ＳＭＴ－１０１、製造元：ＡＳ ＯＮＥ）を用いて回転数が１０００ｒｐｍ、攪拌時間が１０分間の条件で攪拌して開繊した。
なお、スラリーに繊維束が形成されているかを確認するため、スラリーを一部取り出し、乾燥させたところ、繊維束が形成されていないことが確認された。
次に、スラリーに有機バインダを、無機繊維が１００重量部に対し、０．５～１０重量部となるように加えた。
また、スラリーに無機バインダを、無機繊維が１００重量部に対し、０．５～３．０重量部となるように加えた。
また、スラリーに無機バインダを、無機繊維が１００重量部に対し、０．５～３．０重量部となるように加えた。
次に、底面にろ過用のメッシュが形成された成形器にスラリーを流し込み、スラリー中の溶媒を脱溶媒処理することで無機繊維集合体を得た。この際、スラリーの流速を、１０～１００ｃｍ／分とした。
その後、無機繊維集合体を脱水し、１５０～２１０℃、５分～１．０時間の条件で乾燥することにより比較例１に係る抄造マットを製造した。比較例１に係る抄造マットの厚さは、１２．９ｍｍであった。
その後、無機繊維集合体を脱水し、１５０～２１０℃、５分～１．０時間の条件で乾燥することにより比較例１に係る抄造マットを製造した。比較例１に係る抄造マットの厚さは、１２．９ｍｍであった。
比較例１に係る抄造マットの主面を観察したところ、隆起部が形成されていないことが観察された。
（巻付け性評価）
実施例１及び比較例１に係る抄造マットを、長手方向の長さが３５０ｍｍとなり、短手方向の長さが３０ｍｍの矩形となるように裁断して試験片を作製した。
なおこの際、抄造マットの製造時の抄造工程において、成形器にスラリーを流し込む方向と、試験片の長手方向とが一致するように裁断を行った。
実施例１に係る試験片では、長手方向は、隆起部が配向している方向ｄに垂直な方向に一致する。
実施例１及び比較例１に係る抄造マットを、長手方向の長さが３５０ｍｍとなり、短手方向の長さが３０ｍｍの矩形となるように裁断して試験片を作製した。
なおこの際、抄造マットの製造時の抄造工程において、成形器にスラリーを流し込む方向と、試験片の長手方向とが一致するように裁断を行った。
実施例１に係る試験片では、長手方向は、隆起部が配向している方向ｄに垂直な方向に一致する。
次に、直径が１００ｍｍの円柱体を準備し、各試験片の長手方向と巻付け方向とが一致するように、各試験片を当該円柱体に巻き付けた。そして、各試験片に割れが生じるかを目視で観察した。
結果を図６Ａ及び図６Ｂに示す。
図６Ａは、実施例１に係る抄造マットを用いた巻付け性評価の試験結果の写真である。
図６Ｂは、比較例１に係る抄造マットを用いた巻付け性評価の試験結果の写真である。
結果を図６Ａ及び図６Ｂに示す。
図６Ａは、実施例１に係る抄造マットを用いた巻付け性評価の試験結果の写真である。
図６Ｂは、比較例１に係る抄造マットを用いた巻付け性評価の試験結果の写真である。
図６Ａに示すように、実施例１に係る抄造マットを用いた巻付け性評価では、試験片に割れが生じていなかった。
一方、図６Ｂに示すように、比較例１に係る抄造マットを用いた巻付け性評価では、試験片に割れが生じていた（図６Ｂ中、割れを矢印で示す）。
この結果より、実施例１に係る抄造マットは、基材に巻き付けたとしても、割れが生じにくいことが判明した。
一方、図６Ｂに示すように、比較例１に係る抄造マットを用いた巻付け性評価では、試験片に割れが生じていた（図６Ｂ中、割れを矢印で示す）。
この結果より、実施例１に係る抄造マットは、基材に巻き付けたとしても、割れが生じにくいことが判明した。
１０ 抄造マット
１０ａ 第１主面
１０ｂ 第２主面
１１ 一方の端部
１１ａ 凸部
１２ 他方の端部
１２ａ 凹部
２０ 隆起部
２０ａ 方向ｄに配向する隆起部
２１ 隆起部の一方端
２２ 隆起部の他方端
２３ 線分
２５ 無機繊維
２６ 繊維束
３０ 金属ケーシング
４０ 排ガス処理体
４０ａ 排ガス流入側端面
４０ｂ 排ガス排出側端面
４１ セル
４２ セル壁
４３ 封止材
５０ 巻付け体
１００ 排ガス浄化装置
１０ａ 第１主面
１０ｂ 第２主面
１１ 一方の端部
１１ａ 凸部
１２ 他方の端部
１２ａ 凹部
２０ 隆起部
２０ａ 方向ｄに配向する隆起部
２１ 隆起部の一方端
２２ 隆起部の他方端
２３ 線分
２５ 無機繊維
２６ 繊維束
３０ 金属ケーシング
４０ 排ガス処理体
４０ａ 排ガス流入側端面
４０ｂ 排ガス排出側端面
４１ セル
４２ セル壁
４３ 封止材
５０ 巻付け体
１００ 排ガス浄化装置
Claims (8)
- 無機繊維から構成され、第１主面と前記第１主面に対面する第２主面を有する平面視矩形の抄造マットであって、
前記第１主面には、線状の複数の隆起部が形成されており、
前記抄造マットを平面視した際に、
前記隆起部は、第１主面の面方向において一方向に配向しており、
前記隆起部は、平均長さが５～２００ｍｍであり、平均幅が１～５０ｍｍであり、平均高さが０．０５～０．５０ｍｍであり、
前記第１主面の任意の縦×横＝１０ｃｍ×１０ｃｍの範囲において、前記隆起部が５本以上形成されており、
前記隆起部は、複数の繊維が撚れるように交絡して形成された繊維束を含むことを特徴とする抄造マット。 - 前記無機繊維が１００重量部に対し、有機バインダを０．１～２０重量部、及び、無機バインダを０．１～１０重量部含む請求項１に記載の抄造マット。
- 前記有機バインダのＴｇは、５℃以下である請求項２に記載の抄造マット。
- 前記有機バインダは、水溶性有機重合体として機能するアクリル樹脂、アクリレート系ラテックス、ゴム系ラテックス、カルボキシメチルセルロース及びポリビニルアルコール、熱可塑性樹脂として機能するスチレン樹脂、並びに、熱硬化樹脂として機能するエポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも１種である請求項２に記載の抄造マット。
- 前記無機バインダは、アルミナ、シリカ、炭化ケイ素、ジルコニア、窒化ホウ素、ダイヤモンド及び軽石からなる少なくとも１種を含む請求項２に記載の抄造マット。
- 基材と、
前記基材に巻き付けられた抄造マットとを含む巻き付け体であって、
前記抄造マットは、請求項１～５のいずれか記載の抄造マットであり、
前記抄造マットは、第１主面が前記基材側に位置し、かつ、隆起部が配向している方向と垂直な方向に巻き付けられていることを特徴とする巻付け体。 - 請求項１～５のいずれか記載の抄造マットの製造方法であって、
無機繊維成形体を水中で開繊し、開繊された無機繊維を含むスラリーを作製する開繊工程と、
前記スラリーを抄造して抄造マットとする抄造工程とを含み、
前記開繊工程では、前記無機繊維が撚れるように交絡して形成された繊維束が形成されるように開繊を行うことを特徴とする抄造マットの製造方法。 - 前記無機繊維成形体は、ニードルマット由来の第１無機繊維成形体及び／又は抄造マット由来の第２無機繊維成形体を含む請求項７に記載の抄造マットの製造方法。
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