(57)【要約】【課題】加熱環境下で使用される装置又は構造体に適用されるマット材であって優れた保持力を有するマット材及びこれを含む汚染コントロール装置を提供する。【解決手段】本開示の保持材は、第１の表面及び第２の表面を有するマット状の本体部と、本体部の第１及び第２の表面の少なくとも一方の表面上に配置された、加熱されることによって接着性を発現する無機接着剤を含む無機接着シートとを備える。本開示の汚染コントロール装置は、ケーシングと、ケーシング内に設置された汚染コントロール要素と、ケーシングと汚染コントロール要素との間に配置された上記マット材とを備える。【選択図】図２
2020084962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面及び第２の表面を有するマット状の本体部と、
前記本体部の前記第１及び第２の表面の少なくとも一方の表面上に配置された、加熱されることによって接着性を発現する無機接着剤を含む無機接着シートと、
を備える、マット材。
【請求項２】
前記無機接着剤は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びリン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも一種の塩を含む、請求項１に記載のマット材。
【請求項３】
前記アルカリ金属塩がアルカリ金属ケイ酸塩である、請求項２に記載のマット材。
【請求項４】
前記アルカリ金属ケイ酸塩がケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム及びケイ酸リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項３に記載のマット材。
【請求項５】
前記リン酸塩が、リン酸アルミニウム、リン酸マグネシウム及びリン酸カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項２に記載のマット材。
【請求項６】
前記無機接着シートの前記塩の含有量が２〜１００ｇ／ｍ２である、請求項２〜５のいずれか一項に記載のマット材。
【請求項７】
前記無機接着シートが前記無機接着剤を支持する基材を更に有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のマット材。
【請求項８】
前記基材の単位面積あたりの質量が１〜２００ｇ／ｍ２である、請求項７に記載のマット材。
【請求項９】
前記基材が不織布、紙、織布又は樹脂フィルムである、請求項７又は８に記載のマット材。
【請求項１０】
前記基材が不織布、紙又は織布であり、前記基材に前記無機接着剤が含浸されている、請求項７又は８に記載のマット材。
【請求項１１】
前記基材がネット状である、請求項７〜１０のいずれか一項に記載のマット材。
【請求項１２】
ケーシングと、
前記ケーシング内に設置された汚染コントロール要素と、
前記ケーシングと前記汚染コントロール要素との間に配置された請求項１〜１１のいずれか一項に記載のマット材と、
を備える汚染コントロール装置。
【請求項１３】
少なくとも、前記汚染コントロール要素と前記マット状の本体部との間に、前記無機接着シートが配置されている、請求項１２に記載の汚染コントロール装置。
【請求項１４】
２００℃以上の温度となり得る表面を有する第１部材と、
前記第１部材の前記表面と対面する表面を有する第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に配置された請求項１〜１１のいずれか一項に記載のマット材と、
を備える断熱構造体。
【請求項１５】
汚染コントロール装置において汚染コントロール要素の固定のために使用され、加熱されることによって接着性を発現する無機接着剤を含む、無機接着シート。
【請求項１６】
前記無機接着シートは、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びリン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも一種の塩を含む無機接着剤を含有する、請求項１５に記載の無機接着シート。
【請求項１７】
前記無機接着シートが前記無機接着剤を支持する基材を更に有する、請求項１５又は１６に記載の無機接着シート。
【請求項１８】
前記基材が不織布、紙、織布又は樹脂フィルムである、請求項１７に記載の無機接着シート。
【請求項１９】
第１の表面及び第２の表面を有するマット状の本体部を準備する工程と、
前記本体部の前記第１及び第２の表面の少なくとも一方の表面上に、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の無機接着シートを配置する工程と、
を含む、マット材の製造方法。
【請求項２０】
無機繊維を含むマット状の部材と、前記マット状の部材の少なくとも一方の表面上に配置された、加熱されることによって接着性を発現する無機接着剤を含む無機接着シートを備える積層体を準備する工程と、
前記積層体を型抜きする工程と、
を含む、マット材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、マット材及びその製造方法、並びに、無機接着シート、汚染コントロール装置及び断熱構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンからの排気ガスは、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等を含む。ディーゼルエンジンから排出される排気ガスは、更にスス等のパティキュレートマターも含んでいる。これらを除去するための手段として、セラミック触媒コンバータやディーゼルパーティキュレートフィルター（ＤＰＦ）を用いた排気ガス浄化システムが知られている。また、ガソリンパーティキュレートフィルター（ＧＰＦ）の搭載も検討されている。これらのデバイスは一般には汚染コントロール装置と呼ばれる。
【０００３】
一般的に、汚染コントロール装置（例えば、セラミック触媒コンバータ）は、汚染コントロール要素（例えば、ハニカム状のセラミック製触媒担体）と、汚染コントロール要素を収容する金属製ケーシングと、汚染コントロール要素の外周面とケーシングの内面との隙間に充填される保持材とを備える。保持材は、ケーシング内における汚染コントロール要素の移動及び破壊を防止し、汚染コントロール要素の動作寿命期間において、望ましい効果を提供する。このタイプの保持材は、マット材、マウンティング材、あるいはマットマウント材と呼ばれることもある。これらの保持材は通常、単層又は複数層からなるマット状であり、汚染コントロール要素に巻きつけて使用される。保持材の構成材料は、優れた断熱性及び耐熱性を達成する観点から、通常、主に無機繊維等の無機材料である。特許文献１〜３は保持材（マウンティング材）の例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−６１６８６号公報
【特許文献２】特開２００２−６６３３１号公報
【特許文献３】特開２００６−２２３９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の保持材は、主にその圧接力や摩擦力によって使用時に位置ずれが生じないように工夫がなされていた。すなわち、保持材が汚染コントロール要素とともにケーシング内に収容された後において、保持材が接する他の部材の面（ケーシングの内面及び／又は汚染コントロール要素の外面）に対して十分に圧接保持し、ケーシング内において汚染コントロール要素が所定の位置から移動しないようにする技術が提案されていた。
【０００６】
本開示は、加熱環境下で使用される装置又は構造体に適用されるマット材であって優れた保持力を有するマット材及びその製造方法、並びに、無機接着シート、汚染コントロール装置及び断熱構造体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一側面はマット材に関する。このマット材は、第１の表面及び第２の表面を有するマット状の本体部と、本体部の第１及び第２の表面の少なくとも一方の表面上に配置された、加熱されることによって接着性を発現する無機接着剤を含む無機接着シートとを備える。本開示の一側面は無機接着シートに関する。この無機接着シートは、汚染コントロール装置において汚染コントロール要素の固定のために使用されるものであり、加熱されることによって接着性を発現する無機接着剤を含む。
【０００８】
本開示の一側面は汚染コントロール装置に関する。この汚染コントロール装置は、ケーシングと、ケーシング内に設置された汚染コントロール要素と、ケーシングと汚染コントロール要素との間に配置された上記マット材とを備える。本開示の一側面は断熱構造体に関する。この断熱構造体は、２００℃以上の温度となり得る表面を有する第１部材と、第１部材の表面と対面する表面を有する第２部材と、第１部材と第２部材との間に配置された上記マット材とを備える。
【０００９】
本開示の一側面はマット材の製造方法に関する。マット材の製造方法の第一の態様は、第１の表面及び第２の表面を有するマット状の本体部を準備する工程と、本体部の第１及び第２の表面の少なくとも一方の表面上に、無機接着シートを配置する工程とを含む。マット材の製造方法の第二の態様は、無機繊維を含むマット状の部材と、マット状の部材の少なくとも一方の表面上に配置された無機接着シートを備える積層体を準備する工程と、積層体を型抜きする工程とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、加熱環境下で使用される装置又は構造体に適用されるマット材であって優れた保持力を有するマット材及びその製造方法、並びに、無機接着シート及び汚染コントロール装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本開示に係るマット材の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った模式断面図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は本開示に係る無機接着シートの実施形態をそれぞれ示す模式断面図である。
【図４】図４は本開示に係る汚染コントロール装置の一実施形態を示す模式断面図である。
【図５】図５は本開示に係るマット材が適用された断熱構造体の一例を示す模式断面図である。
【図６】図６は実施例、比較例及び参考例において接着力の評価に使用したツールを示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施形態に係るマット材は、第１の表面及び第２の表面を有するマット状の本体部と、本体部の第１及び第２の表面の少なくとも一方の表面上に配置された無機接着シートとを備える。本実施形態に係る無機接着シートは可とう性を有するシート材であり、加熱されることによって接着性を発現する無機接着剤を含む。加熱環境下で使用される装置又は構造体にこのマット材を適用することで、無機接着剤による接着効果により使用時におけるマット材又はこれと接する他の部材の位置ずれを抑制できる。
【００１３】
無機接着剤を無機接着シートの形態で提供することで、無機接着シート単体でマット材の本体部と独立して取り扱うことが可能となる。このことにより、既存のマット材に本実施形態の無機接着シートを配置することで、本実施形態のマット材とすることも可能であるし、マット材とは別に断熱部材との組み合わせで使用することも可能になる。
【００１４】
本実施形態に係るマット材は、汚染コントロール装置及び断熱構造体等のデバイスに適用される。本実施形態に係る汚染コントロール装置は、ケーシングと、ケーシング内に設置された汚染コントロール要素と、ケーシングと汚染コントロール要素との間に配置された上記マット材とを備える。断熱構造体は、２００℃以上の温度となり得る表面を有する第１部材と、第１部材の表面と対面する表面を有する第２部材と、第１部材と第２部材との間に配置された上記マット材とを備える。以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態のマット材の一例を示す斜視図である。同図に示すマット材１０は、円柱又は楕円柱の外形を有する汚染コントロール要素３０を巻回してケーシング２０内に保持するためのものである（図４参照）。マット材１０は、汚染コントロール要素３０の外周の長さに応じた長さを有する。マット材１０は、例えば、一端に凸部１０ａを有し、他端に凹部１０ｂを有しており、汚染コントロール要素３０にマット材１０を巻きつけたときに、互いに凸部１０ａと凹部１０ｂが嵌合する形状を有する。なお、Ｌ字型等の他の形態をとることもでき、嵌合の形状等は特に限定されない。
【００１６】
マット材１０は、図２に示すように、マット状の本体部１と、本体部１に積層された無機接着シート５とを備える。本体部１の厚さは、例えば、約５〜約１５ｍｍ程度としてよい。本体部１は、例えば、直径（平均直径）が約３〜約１０μｍの無機繊維と、必要に応じて配合される他の成分とによって構成されている。本体部１は第１の表面１ａ及び第２の表面１ｂを有する。本体部１の第１の表面１ａ上に無機接着シート５が配置されている。本実施形態の無機接着シート５は汚染コントロール要素３０と接する側に配置されている（図４参照）。
【００１７】
なお、無機接着シート５は、第１の表面１ａ及び第２の表面１ｂ上の両方に配置されていてもよいし、第２の表面１ｂ上のみに配置されていてもよい。無機接着シート５は、第１の表面１ａ及び／又は第２の表面１ｂの全面を覆うように配置されていてもよいし、十分な保持力が発揮される限り、一部を覆うように配置されていてもよい。ケーシング２０と接する側に無機接着シート５を配置する場合、その無機接着シート５の表面にガラスバブル、プラスチックバルブ及びシラス等の粒子が付着していてもよい。無機接着シート５の表面に粒子が付着していることで、マット材が巻き付けられた状態の汚染コントロール要素３０をケーシング２０に圧入しやすい。
【００１８】
無機接着シート５は、基材５ａと、無機接着剤層５ｂとによって構成されている。基材５ａは無機接着剤層５ｂを支持している。例えば、図３（ａ）に示すように、無機接着シート５は、無機接着剤層５ｂの内部に基材５ａが埋め込まれているとともに、無機接着剤層５ｂが単独で存在する部分があってもよい。無機接着シートにおいて、無機接着剤層５ｂが単独で存在していなくてもよく、図３（ｂ）に示すように、無機接着シートは基材５ａに無機接着剤５ｃが含浸された態様であってもよい。
【００１９】
基材５ａは、例えば、不織布、紙、織布又は樹脂フィルムである。基材５ａが不織布、紙又は織布である場合、基材５ａに無機接着剤を含浸させることによって無機接着シート５を得ることができる。基材５ａが樹脂フィルムである場合、樹脂フィルムの少なくとも一方に無機接着剤層５ｂを形成することによって無機接着シートを得ることができる。この場合、無機接着剤層５ｂは、例えば、塗布によって形成されるコート層からなる。不織布、織布及び樹脂フィルムの材質としては、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。紙としては、パルプ、レーヨン、ガラス繊維紙等が挙げられる。基材５ａはネット状であってもよい。この場合、ネット状の基材と、その表面に付着した無機接着剤とによって無機接着シートが構成される。ネット状に基材としては、工法を問わず、織布、編布、不織布等が挙げられる。ネット状の基材の使用は、無機接着シートにより柔軟性を付与できる。また、無機接着シートは、切り込みが入っていてもよい。これにより更に柔軟性を付与することができる。
【００２０】
基材５ａの単位面積あたりの質量は、例えば、１〜２００ｇ／ｍ２であり、その下限値は１０ｇ／ｍ２又は５０ｇ／ｍ２であってもよく、その上限値は１５０ｇ／ｍ２又は１００ｇ／ｍ２であってもよい。基材５ａの単位面積あたりの質量が１ｇ／ｍ２以上であることで、無機接着剤層５ｂを支持する役割を基材５ａが十分に果たすことができ、他方、２００ｇ／ｍ２以上であることで、適度な可とう性を確保できるとともに熱分解等によって比較的短期間のうちに消滅する。なお、無機接着剤層５ｂ自体がシートの形状を保持でき且つ適度な可とう性を有していれば、無機接着シート５は基材５ａを含んでいなくてもよい。
【００２１】
無機接着剤層５ｂは、加熱されることによって接着性を発現する無機接着剤と、必要に応じて配合される他の成分とを含む。ここでいう無機接着剤には、加熱による他の部材との反応物生成による接着のみならず、加熱により無機接着剤が流動性を発揮し、接触面である他の部材の表面に侵入し、アンカー効果による接着（固着状態）を生じるものも含む。接着性を発現する温度に限定はないが、例えば、２００℃以上、３００℃以上、あるいは６００℃以上で接着性を発現する。例えば、マット材１０が二つの部材によって挟まれた状態とし、マット材１０を６００℃の温度条件下に１時間にわたって放置された後において、マット材１０が他の部材に対して接着性を発現する。接着性の発現は、加熱後のマット材１０を冷却後、他の部材との間に固着領域が形成されているか否かで目視で判断することができる場合もある。
【００２２】
本実施形態における無機接着シート５は、常温で液体でありながら、実質的に乾燥していているものでもよい。なお、ここでいう「実質的に乾燥している」とは、例えば１２０℃で３０分にわたって無機接着シート５を加熱した後において、加熱前の無機接着シート５の質量を基準とした質量の減少率が５％以内である。無機接着シート５が実質的に乾燥していることで、マット材１０をデバイスに組み付ける際の作業性に優れるという利点がある。この作業性の更なる向上及び初期保持力向上の観点から、無機接着剤層５ｂは、適量の有機材料（例えば、アクリル系バインダ、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）及びＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂））を含んでもよい。
【００２３】
無機接着剤は、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びリン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも一種の塩である。アルカリ金属塩の具体例としては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム及びケイ酸リチウム等のアルカリ金属ケイ酸塩が挙げられる。アルカリ土類金属塩の具体例として、ケイ酸マグネシウム及びケイ酸カルシウム等のアルカリ土類金属ケイ酸塩が挙げられる。リン酸塩の具体例として、リン酸アルミニウム、リン酸マグネシウム及びリン酸カルシウムが挙げられる。これらの成分は一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
【００２４】
無機接着シート５は上記無機接着剤を含む液を基材５ａに含浸させた後、加熱処理を経て得ることができる。無機接着シート５における無機接着剤（上記塩類）の含有量は、例えば、２〜１００ｇ／ｍ２であり、その下限値は５ｇ／ｍ２又は８ｇ／ｍ２であってもよく、その上限値は５０ｇ／ｍ２又は３０ｇ／ｍ２であってもよい。無機接着シート５における無機接着剤の量はマット材１０に求められる他の部材に対する接着性に応じて適宜設定すればよい。
【００２５】
本体部１は主に無機繊維によって構成されている。本体部１を構成する無機繊維の具体例として、ガラス繊維、セラミック繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維及びホウ素繊維が挙げられるが、必要であれば他の無機繊維が使用されてもよい。無機繊維として、上記から選ばれる一種を単独で又は二種以上を組み合わせて使用してもよく、複合繊維としてもよい。これらの中で特に好ましいのは、アルミナ繊維、シリカ繊維、及びアルミナ−シリカ繊維のようなセラミック繊維である。セラミック繊維は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて使用してもよく、複合繊維としてもよい。
【００２６】
本体部１は、出発物質としての無機繊維及び有機バインダを任意の添加剤と混合し、その後、無機繊維の開繊、スラリーの調製、製紙による成形、及び型の加圧などの工程を連続して行うことで得られる。湿式法（湿式積層法）の詳細については、国際公開第２００４／０６１２７９号及び米国特許第６０５１１９３号明細書を参考にすることができる。なお、有機バインダの種類及びその使用量は特に限定されない。例えば、ラテックスの形態で提供されるアクリル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリウレタン樹脂、天然ゴム、ポリ酢酸ビニル樹脂などを有機バインダとして使用することができる。あるいは、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルエステル樹脂などの可撓性熱可塑性樹脂を有機バインダとして用いてもよい。
【００２７】
本体部１は表面層（不図示）を有していてもよい。表面層は、無機コロイド粒子は含有してもよく、例えば、金属酸化物、窒化物及び炭化物からなる無機粒子を含んでもよい。耐熱性を有する金属酸化物の好ましい例として、シリカ、アルミナ、ムライト、ジルコニア、マグネシア、及びチタニアが挙げられる。他の好適な材料の例として、窒化ホウ素及び炭化ホウ素が挙げられる。これらの無機粒子は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。無機コロイド粒子（無機粒子）の平均粒径は、例えば、約１〜１００ｎｍであればよい。平均粒径が１ｎｍ以上であることで、摩擦増加効果に寄与できる摩擦層を形成することができ、１００ｎｍ以下であることで、摩擦増加効果に寄与できる摩擦層を形成することができるとともに、無機粒子が剥がれ落ちることを抑制できる。無機粒子の平均粒径は、約１０〜８０ｎｍ又は約２０〜５０ｎｍであってもよい。無機コロイド粒子については、国際公開第２００７／０３０４１０号を参考にすることができる。
【００２８】
本体部１の表面層は必要に応じて無機繊維を更に含有してもよい。無機繊維の直径は、例えば、約１ｎｍ〜約１５ｎｍであり、その下限値は約１ｎｍ、約２ｎｍ又は約３ｎｍであってもよく、その上限値は約１５ｎｍ、約８ｎｍ又は約５ｎｍであってもよい。直径が約１ｎｍ以上の無機繊維はこれよりも細い無機繊維と比較して入手しやすいという利点がある。これに加え、汚染コントロール装置等のデバイスの製造時に、ファイバ片の飛散を抑制できる傾向にある。他方、直径が約１５ｎｍ以下の無機繊維はこれよりも太い無機繊維と比較してデバイスの製造時に、ファイバ片の発生自体を抑制できる傾向にある。無機繊維の平均長さは、例えば、約５００〜約５０００ｎｍであり、約１０００〜約４０００ｎｍ又は約１４００〜約３０００ｎｍであってもよい。無機繊維の直径（平均直径）及び平均長さ（平均繊維長）は、顕微鏡写真像（ＴＥＭ像、ＳＥＭ像等）からランダムに抽出した繊維の太さ及び長さを、例えば、５０以上の測定し、その平均値を算出することで求めることができる。無機繊維のアスペクト比は平均長さの値を直径の値で除すことによって算出される。
【００２９】
上記無機繊維のアスペクト比は、例えば、約６０〜約２０００であり、約１００〜約１５００又は約３００〜約８００であってもよい。アスペクト比が約６０以上の無機繊維はこれよりもアスペクト比が小さい無機繊維と比較してデバイスの製造時に、ファイバ片の飛散を抑制できる傾向にある。他方、アスペクト比が約２０００以下の無機繊維はこれよりもアスペクト比が大きい無機繊維と比較して入手しやすいという利点がある。無機繊維については、特願２０１７−２１０８１５号の明細書を参考にすることができる。
【００３０】
本実施形態に係るマット材１０の製造方法は、本体部１を準備する工程と、本体部１の第１の表面１ａ及び第２の表面１ｂの少なくとも一方の表面上に、無機接着シート５を配置する工程とを含む。上記製造方法によれば、本体部１の少なくとも一方の表面上に任意のサイズの無機接着シート５が配置されたマット材１０を得ることができる。マット材１０の製造方法は以下の態様であってもよい。すなわち、マット材１０の製造方法は、無機繊維を含むマット状の部材と、マット状の部材の少なくとも一方の表面上に配置された無機接着シートを備える積層体を準備する工程と、積層体をマット材１０の形状に型抜きする工程とを含む。この製造方法は、例えば、ロールｔｏロール方式でマット材１０を製造する場合に適している。
【００３１】
マット材１０は、図４に示すとおり、汚染コントロール装置５０内において汚染コントロール要素３０を保持するのに使用される。汚染コントロール要素３０の具体例としては、エンジンからの排ガス浄化用の触媒担体やフィルター要素などが挙げられる。汚染コントロール装置５０の具体例としては、触媒コンバータ及び排気浄化装置（例えば、ディーゼルパーティキュレートフィルター装置）が挙げられる。
【００３２】
図４に示す汚染コントロール装置５０は、ケーシング２０と、ケーシング２０内に設置された汚染コントロール要素３０と、ケーシング２０の内面と汚染コントロール要素３０の外面との間に配置されたマット材１０とを備える。汚染コントロール装置５０は、汚染コントロール要素３０に排ガスを導入するガス流入口２１と、汚染コントロール要素３０を通過した排気ガスを排出するガス流出口２２とを更に備える。
【００３３】
汚染コントロール装置５０において、マット材１０はケーシング２０の内面と汚染コントロール要素３０の外面との間に挟まれた状態で配置されている。ケーシング２０の内面と、汚染コントロール要素３０の外面との隙間の幅は、気密性の確保及びマット材１０の使用量の低減の観点から、好ましくは約１．５〜約１５ｍｍである。マット材１０は、加熱によってマット材１０がこれと当接する他の部材と固着できるように、適度に圧縮されている状態であるのが好ましい。マット材１０がケーシング２０の内面及び汚染コントロール要素３０の外面に固着することで、汚染コントロール装置５０における汚染コントロール要素３０の位置ずれを高度に抑制することができる。また、従来と比較して組み付け時の嵩密度を低く設定することができ、比較的高価な無機繊維材料の使用量を削減できる。マット材１０を圧縮して組み付ける手法には、クラムシェル法、スタッフィング法、ターニキット法などがある。
【００３４】
汚染コントロール要素３０は、その内部を高温の排気ガスが通過することで、高温となる。汚染コントロール要素３０とマット材１０の間は２００〜１１００℃程度にまで加熱される。他方、マット材１０とケーシング２０の間は１００〜８００℃程度にまで加熱される。汚染コントロール装置５０は、加熱によって接着性を発現する無機接着シート５を有するマット材１０を備えることにより、ケーシング２０内に汚染コントロール要素３０を強固に保持することができる。
【００３５】
触媒担体に担持されるべき触媒は、通常、金属（例えば、白金、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウムなど）及び金属酸化物（例えば、五酸化バナジウム、二酸化チタンなど）であり、好ましくは、コーティングの形で用いられる。なお、触媒担体の代わりにフィルター要素を適用することにより、ディーゼルパーティキュレートフィルターやガソリンパーティキュレートフィルターとして汚染コントロール装置を構築することもできる。
【００３６】
以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においてはマット材１０を汚染コントロール装置に適用する場合を例示したが、マット材１０を排気マニフォルドや排気管等の熱源又は高温の流体が流れる排気系部品とその周囲に設置される遮熱カバーからなる断熱構造体に適用してもよい。図５に簡易に示すように、断熱構造体６０は、２００℃以上の温度となり得る表面６１ａを有する第１部材６１（例えば、熱源又は高温の流体が流れる排気系部品）と、第１部材６１の表面６１ａと対面する表面６２ａを有する第２部材６２（例えば、遮熱カバー）と、第１部材６１と第２部材６２との間に配置されたマット材１０とを備える。２００℃以上の温度となり得る第１部材６１からの熱によってマット材１０の無機接着剤が接着性を発現する。無機接着剤の接着性により、断熱構造体６０においてマット材１０の位置ずれを抑制できる。
【実施例】
【００３７】
本開示をその実施例を参照して説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。
【００３８】
＜本体部の作製＞
攪拌されている１０Ｌの水に、以下の薬品を１分間隔で投入し、有機バインダ及び無機微粒子を含むコロイド溶液を調製した。
（１）硫酸アルミニウム（固形分濃度４０％水溶液）：６ｇ
（２）有機バインダ（アクリル系ラテックスＬＸ８７４（商品名）、日本ゼオン株式会社製）：２．６ｇ
（３）コロイダルシリカ（スノーテックスＯ（商品名）、日産化学工業株式会社製）：１０ｇ
（４）液体アルミン酸ナトリウム（固形分濃度４０％水溶液）：３．５ｇ
【００３９】
ニードルパンチ処理を施したアルミナファイバーブランケット（三菱ケミカル株式会社製、マフテックＭＬＳ−２ブランケット（商品名））を１２ｃｍ×４０ｃｍに裁断した。これを金属メッシュの上に置き、上から上記コロイド溶液を注いだ後、更に金属メッシュ上で１５秒間吸引脱水した。このようにしてブランケットに上記コロイド溶液を含浸させた後、温度１７０℃に設定した温風乾燥機で４５分間にわたって乾燥処理をした。これにより、マット材の本体部を作製した。
【００４０】
＜無機接着シートの作製＞
（無機接着剤を含む水溶液）
（１）水溶液１：ケイ酸ナトリウム（固形分濃度：４０質量％）を水で稀釈して固形分濃度２２質量％の水溶液を準備した。
を５０％濃度に希釈した水溶液を準備した。
（２）水溶液２：ケイ酸カリウム（固形分濃度：３０質量％）を水で稀釈して固形分濃度２２質量％の水溶液を準備した。
（基材）
（１）基材ａ：不織布（ＰＥＴ、ＪＸ  ＡＮＣＩ株式会社製ミライフＴＹ０５０５ＦＥ（商品名）、１０ｇ／ｍ２）を１２ｃｍ×４０ｃｍに裁断した。
（２）基材ｂ：紙（材質：レーヨン、南国パルプ株式会社製、１４ｇ／ｍ２）を１２ｃｍ×４０ｃｍに裁断した。
（３）基材ｃ：ネット（材質：ポリエチレン、ＪＸ  ＡＮＣＩ株式会社製ワリフＳＳ２８Ｌ（商品名）、１８ｇ／ｍ２）を１２ｃｍ×４０ｃｍに裁断した。
【００４１】
＜マット材の作製＞
（実施例１）
撥水処理が施された紙ライナーの表面上に基材ａを粘着テープで固定し、平面台の上に置いた。バーコーティングにより、３ｇの水溶液１を基材ａ上に塗布した。水溶液が塗布された基材ａを設定温度６０℃のオーブンに１時間にわたって入れて水溶液を乾燥させることによって無機接着シートを得た。本体部の一方面上にこの無機接着シートを配置することによって本実施例に係るマット材を得た。本体部表面と無機接着シートとは粘着剤なしで互いの表面の粗さにより物理的に固定された。
【００４２】
（実施例２）
水溶液１の塗布量を６ｇとしたことの他は実施例１と同様にして無機接着シートを得た。本体部の一方面上にこの無機接着シートを配置することによって本実施例に係るマット材を得た。
【００４３】
（実施例３）
水溶液１の塗布量を１２ｇとしたことの他は実施例１と同様にして無機接着シートを得た。本体部の一方面上にこの無機接着シートを配置することによって本実施例に係るマット材を得た。なお、１２ｇの水溶液を一回で塗布することができなかったため、基材ａに６ｇの水溶液１を塗布した後、乾燥処理を施す一連の工程を二回繰り返した。
【００４４】
（実施例４）
水溶液１の代わりに水溶液２を使用したことの他は実施例１と同様にして無機接着シートを得た。本体部の一方面上にこの無機接着シートを配置することによって本実施例に係るマット材を得た。
【００４５】
（実施例５）
水溶液１の代わりに水溶液２を使用したことの他は実施例２と同様にして無機接着シートを得た。本体部の一方面上にこの無機接着シートを配置することによって本実施例に係るマット材を得た。
【００４６】
（実施例６）
水溶液１の代わりに水溶液２を使用したことの他は実施例３と同様にして無機接着シートを得た。本体部の一方面上にこの無機接着シートを配置することによって本実施例に係るマット材を得た。
【００４７】
（実施例７）
基材ａの代わりに基材ｂを使用したことの他は実施例１と同様にして無機接着シートを得た。本体部の一方面上にこの無機接着シートを配置することによって本実施例に係るマット材を得た。
【００４８】
（実施例８）
基材ａの代わりに基材ｂを使用したことの他は実施例２と同様にして無機接着シートを得た。本体部の一方面上にこの無機接着シートを配置することによって本実施例に係るマット材を得た。
【００４９】
（実施例９）
基材ａの代わりに基材ｂを使用したことの他は実施例３と同様にして無機接着シートを得た。本体部の一方面上にこの無機接着シートを配置することによって本実施例に係るマット材を得た。
【００５０】
（実施例１０）
水溶液１の代わりに水溶液２を使用したことの他は実施例７と同様にして無機接着シートを得た。本体部の一方面上にこの無機接着シートを配置することによって本実施例に係るマット材を得た。
【００５１】
（実施例１１）
水溶液１の代わりに水溶液２を使用したことの他は実施例８と同様にして無機接着シートを得た。本体部の一方面上にこの無機接着シートを配置することによって本実施例に係るマット材を得た。
【００５２】
（実施例１２）
水溶液１の代わりに水溶液２を使用したことの他は実施例９と同様にして無機接着シートを得た。本体部の一方面上にこの無機接着シートを配置することによって本実施例に係るマット材を得た。
【００５３】
（実施例１３）
基材ａの代わりに基材ｃを使用したことの他は実施例１と同様にして無機接着シートを得た。ただし、基材ｃがネット状のため、塗工量は水溶液１を１．５g（接着剤固形分量としては実施例１の約半分）とした。本体部の一方面上にこの無機接着シートを配置することによって本実施例に係るマット材を得た。
【００５４】
（比較例１）
本体部の一方面上に無機接着剤を含まない基材ａを配置することによって本比較例に係るマット材を得た。
【００５５】
（比較例２）
本体部の一方面上に無機接着剤を含まない基材ｂを配置することによって本比較例に係るマット材を得た。
【００５６】
（比較例３）
本体部のみをそのまま本比較例に係るマット材とした。
【００５７】
＜接着力の評価＞
上記実施例、比較例及び参考例に係るマット材の接着力を評価するため、図６に示す構成のツールを準備した。この図に示すツール１００は、一枚のアルミナ板Ａ（縦１５ｃｍ×横５ｃｍ×厚さ１ｍｍ）と、二枚のステンレス板Ｓ１，Ｓ２とを備える。アルミナ板Ａは汚染コントロール要素（アルミナ製担体）を模したものであり、ステンレス板Ｓ１，Ｓ２はケーシングを模したものである。アルミナ板Ａとステンレス板Ｓ１の間隔はボルトを締め付けることによって４ｍｍとなるように設定されている。アルミナ板Ａとステンレス板Ｓ２の間隔もこれと同様である。
【００５８】
評価対象のマット材（５０ｍｍ×５０ｍｍ）を二つ準備した。図６に示すように、二つのマット材の無機接着シートがアルミナ板Ａにそれぞれ接するように、アルミナ板Ａの両側にマット材を配置した。なお、マット材とステンレス板との間で位置ずれが生じないように、無機接着剤を使用してステンレス板に対してマット材を完全に固定した。
【００５９】
図６に示す構成の試料を二つ準備した。一方の試料は、作製後、２５℃の室温下において２４時間放置した後、アルミナ板の引き抜きに要する力を測定した。他方の試料は、６００℃に設定されたオーブンに中に２４時間入れて焼成処理した後、室温まで徐冷させた。その後、アルミナ板の引き抜きに要する力を測定した。アルミナ板の引抜力の測定には引張試験機（島津製作所製オートグラフ）を使用し、アルミナ板の引き抜き速度は１ｍｍ／分とした。表１に結果を示す。
【００６０】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００６１】
本開示によれば、加熱環境下で使用される装置又は構造体に適用されるマット材であって優れた保持力を有するマット材及びその製造方法、並びに、無機接着シート及び汚染コントロール装置が提供される。
【符号の説明】
【００６２】
１…本体部、５…無機接着シート、５ａ…基材、５ｂ…無機接着剤層、５ｃ…無機接着剤、１０…マット材、２０…ケーシング、３０…汚染コントロール要素、５０…汚染コントロール装置、６０…断熱構造体、６１…第１部材、６１ａ…第１部材の表面、６２…第２部材、６２ａ…第２部材の表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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