JP2021122753A - マット材 - Google Patents

Abstract

【課題】複数枚のマットが積層された積層マットに帯状体を巻き付けてなるマット材であって、圧入による不具合が生じにくいマット材を提供すること。【解決手段】無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層された積層マットと、上記積層マットに巻き付けられた帯状体とからなるマット材であって、上記マットとステンレス板との静摩擦係数μＡと、上記帯状体とステンレス板との静摩擦係数μＢが、以下の関係式（１）を満たすことを特徴とするマット材。０．２０μＡ≦μＢ＜１．３５μＡ（１）【選択図】図１

Description

本発明は、マット材に関する。

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

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

ここで、内燃機関については、燃費の向上を目的として理論空燃比に近い条件で運転するため、排ガスが高温化及び高圧化する傾向にある。排ガス浄化装置に高温及び高圧の排ガスが到達すると、排ガス処理体とケーシングとの熱膨張の差によってこれらの間の間隔が変動する。つまり、排ガス処理体とケーシングとの間隔は、低温時に比べて高温時には大きくなる。そのため、保持シール材には、多少の間隔の変動によっても排ガス処理帯の位置が変化しない、排ガス処理体の保持力が要求される。また、排ガス処理体の排ガス処理性能を有効に発揮させるために、排ガス処理体を保温する保温機能を有する保持シール材への要求も高まりつつある。

これらの要求を満たすために、近年では、保持シール材の厚さを厚くして保温性能を高めようとする設計手法も採られている。こうした保持シール材において、保持力の要因たる無機繊維の反発力を確保するには、保持シール材の単位面積当たりの重量を大きくする必要がある。

一方、保持シール材ごとの厚さを変更するのではなく、従来と同様の重量を有するマットを複数枚組み合わせることで重量を大きくした保持シール材も提案されている。このような保持シール材として、特許文献１には、積層された複数枚のマットが固着力を有していない帯状体で結束された保持シール材が開示されている。

特開２０１２−２３３４３３号公報

特許文献１は、帯状体として紙、フィルム、布及びゴム等を用いることを開示している。
しかしながら、特許文献１に記載の保持シール材を用いて排ガス浄化装置を作製する場合に、保持シール材とケーシングとの間の摩擦係数と、帯状体とケーシングとの間の摩擦係数とが大きく異なる場合があり、保持シール材をケーシングに圧入する際に、保持シール材の歪みや位置ずれなどの不具合を生じるという課題があった。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、複数枚のマットが積層された積層マットに帯状体を巻き付けてなるマット材であって、圧入による不具合が生じにくいマット材を提供することである。

すなわち、本発明のマット材は、無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層された積層マットと、上記積層マットに巻き付けられた帯状体とからなるマット材であって、上記マットとステンレス板との静摩擦係数μ_Ａと、上記帯状体とステンレス板との静摩擦係数μ_Ｂが、以下の関係式（１）を満たすことを特徴とする。
０．２０μ_Ａ≦μ_Ｂ＜１．３５μ_Ａ （１）

本発明のマット材は、マットとステンレス板との静摩擦係数μ_Ａと、帯状体とステンレス板との静摩擦係数μ_Ｂが上記関係式（１）を満たす。すなわち、μ_Ａとμ_Ｂが大きく異なっていないため、マット材をケーシングに圧入する際の摩擦係数の差に起因する、圧入による不具合が生じにくい。

本発明のマット材では、上記帯状体は、有機材料、セラミック材料及び金属材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことが好ましい。

本発明のマット材では、上記帯状体が有機繊維からなる不織布であることが好ましい。
有機繊維からなる不織布は、本発明のマット材を構成する帯状体として適当である。

本発明のマット材では、上記帯状体がパンチングメッシュであることが好ましい。
パンチングメッシュは、本発明のマット材を構成する帯状体として適当である。

本発明のマット材では、上記帯状体が網であることが好ましい。
網は、本発明のマット材を構成する帯状体として適当である。

本発明のマット材では、上記帯状体は上記積層マットと接着されていないことが好ましい。
帯状体が積層マットと接着されていないと、積層マットを構成するマットの位置を調整することができる。

本発明のマット材では、上記帯状体の目付量は５〜５００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。
帯状体の目付量が５〜５００ｇ／ｍ^２であると、積層マットを拘束するのに充分な機械的強度を備える。

本発明のマット材では、上記積層マットは、巻き付け方向となる長手方向の長さが最も長い第１の主面と、前記長手方向の長さが最も短い第２の主面を有し、上記第１の主面の一部を上記帯状体が覆っていることが好ましい。

図１は、マット材の一例を模式的に示す斜視図である。 図２は、図１に示すマット材のＡ−Ａ線断面図である。 図３は、マット材の別の一例を模式的に示す斜視図である。 図４は、マットとステンレス板との静摩擦係数μ_Ａを測定する摩擦係数測定装置の一例を示す概略図である。 図５は、マットとステンレス板との静摩擦係数μ_Ａを測定する摩擦係数測定装置の一例を示す概略図である。 図６は、帯状体とステンレス板との静摩擦係数μ_Ｂを測定する摩擦係数測定装置の一例を示す概略図である。

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

本発明のマット材は、無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層された積層マットと、上記積層マットに巻き付けられた帯状体とからなるマット材であって、上記マットとステンレス板との静摩擦係数μ_Ａと、上記帯状体とステンレス板との静摩擦係数μ_Ｂが、以下の関係式（１）を満たすことを特徴とする。
０．２０μ_Ａ≦μ_Ｂ＜１．３５μ_Ａ （１）

本発明のマット材は、マットとステンレス板との静摩擦係数μ_Ａと、帯状体とステンレス板との静摩擦係数μ_Ｂが上記関係式（１）を満たす。すなわち、μ_Ａとμ_Ｂが大きく異なっていないため、マット材をケーシングに圧入する際の摩擦係数の差に起因する、圧入による不具合が生じにくい。

本発明のマット材において、静摩擦係数μ_Ａ及び静摩擦係数μ_Ｂは、以下の関係式（２）を満たすことがより好ましい。
０．９μ_Ａ≦μ_Ｂ≦１．１μ_Ａ （２）
静摩擦係数μ_Ａ及び静摩擦係数μ_Ｂが上記関係式（２）を満たすと、マット材をケーシングに圧入する際の摩擦係数の差に起因する不具合をさらに抑制することができる。

帯状体とステンレス板との静摩擦係数μ_Ｂは、例えば帯状体の材料及び表面構造を調整することにより調整することができる。例えば、帯状体を、空隙を有していない帯状体から空隙を有している帯状体に変更することで、帯状体とステンレス板との静摩擦係数μ_Ｂを調整することができる。

本発明のマット材において、帯状体は空隙を有することが好ましい。
帯状体が空隙を有すると、分解ガスの発生量を抑制することができる。

帯状体を構成する材料は特に限定されないが、有機材料、セラミック材料及び金属材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことが好ましい。

有機材料からなる帯状体としては、紙、有機繊維からなる不織布、樹脂フィルム等が挙げられる。
紙及び不織布は、繊維同士の隙間が空隙となる。

有機材料からなる帯状体は、ポリエステル、ポリエチレン及びポリプロピレンからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂からなることが好ましい。
これらの材料は柔軟性及び弾性に優れており、ヒートシールにより積層マットに接着することができるため好ましい。

有機繊維からなる不織布としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維にＰＥ（ポリエチレン）パウダーが融着したものが挙げられる。
他に使用できる有機繊維としては、ＰＰ（ポリプロピレン）、レーヨン等が挙げられる。

樹脂フィルムは、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）等の有機材料で構成されていることが好ましい。
樹脂フィルムは、中空粒子を含むものや、パンチ穴が設けられているものであってもよい。
中空粒子内部の空間及びパンチ穴が空隙となる。

帯状体がセラミック材料からなる場合、セラミック材料は、特に限定されない。例えば、アルミナ、シリカ、チタニア等のシートが挙げられる。また、セラミック繊維からなる布でもよく、アルミナクロス、シリカクロス、チタニアクロス等が挙げられる。
セラミック材料からなるシートは、中空粒子を含むものや、パンチ穴が設けられているものであってもよい。中空粒子内部の空間及びパンチ穴が空隙となる。
セラミック繊維からなる布の場合、セラミック繊維同士の隙間が空隙となる。

また、有機繊維や無機繊維を編んだ網も帯状体として好ましい。
この場合、網目が空隙となる。

帯状体が金属材料からなる場合、金属材料は、特に限定されない。例えば、ステンレス、アルミニウム、ニッケル等のシートが挙げられる。また、金属繊維からなるメッシュでもよく、ステンレスメッシュ、アルミメッシュ等が挙げられる。
ただし、金属材料からなるシートはそれ自身が空隙を有していないため、空隙としてのパンチ穴が設けられたパンチングメッシュであることが好ましい。

帯状体中の空隙は、規則的に配置されていてもよいが、ランダムに配置されていることが好ましい。
帯状体中の空隙がランダムに配置されていると、ランダムな空隙にマットを構成する無機繊維が絡まり、ハンドリング時における位置ずれを抑制することができる。
空隙がランダムに配置された帯状体としては、有機繊維からなる不織布が好ましい。

帯状体の空隙率は、５０％を超えていることが好ましく、７０％を超えていることがより好ましい。帯状体の空隙率は、９８％以下であることが好ましく、９０％以下であることがより好ましい。

帯状体の目付量は特に限定されないが、５〜５００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、１０〜１００ｇ／ｍ^２であることがより好ましく、１０〜３０ｇ／ｍ^２であることがさらに好ましい。
帯状体の目付量が５〜５００ｇ／ｍ^２であると、巻き付け性を阻害することがなく、マットの脱落が生じない程度に複数枚のマットの相対位置を安定させることができる。
目付量が５ｇ／ｍ^２未満の場合、帯状体の機械的強度が不足して、複数枚のマットの相対位置を安定させることができない場合がある。一方、目付量が５００ｇ／ｍ^２を超える場合、巻き付け性の悪化や分解ガスの量の増加が懸念される。

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

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

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

積層マットの寸法の好ましい範囲は以下の通りである。
積層マットの長手方向の長さ（図１中、両矢印Ｌで示す長さで、第２の主面を有するマットの長手方向の長さ）が３００〜１５００ｍｍであることが好ましい。
積層マットの幅方向の長さ（図１中、両矢印Ｗで示す長さ）が３０ｍｍを超えることが好ましく、４００ｍｍ以下であることが好ましい。
積層マットの厚さ（図１中、両矢印Ｔで示す長さ）が４〜６０ｍｍであることが好ましい。
積層マットの厚さが４ｍｍ未満であると、その厚さが薄すぎるため、断熱性能や防音性能が低下してしまう。一方、積層マットの厚さが６０ｍｍを超えると、柔軟性が低下し、装着対象となる部材への装着性が低下する。
また、積層マットを構成するマット１枚の厚さは、複数枚のマットごとに異なっていても同じであってもよいが、１枚の厚さが２〜３０ｍｍであることが好ましい。

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

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

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

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

以下に、図面を用いて本発明のマット材の例について説明する。

図１は、マット材の一例を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１に示すマット材のＡ−Ａ線断面図である。
図１及び図２に示すマット材１０は、マットが複数枚積層されてなる積層マット２０と、積層マット２０に巻き付けられた帯状体３０とからなる。

積層マット２０は、第１のマット２１と第２のマット２２の２枚が積層されてなる。
第１のマット２１は、その長手方向（図１中、両矢印Ｌで示す方向）の長さが長いマットであり、第２のマット２２は、その長手方向の長さが短いマットである。
積層マット２０の長さは、積層マットを構成するマットのうち長手方向の長さが最も短いマットの長さ（図１中、両矢印Ｌで示す長さ）である。
長手方向における帯状体３０の長さ（図１中、両矢印Ｌ_１で示す長さ）は、積層マット２０の長さＬの３０％を超えることが好ましい。

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

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

帯状体３０は、積層マット２０に連続的に巻き付けられている。
帯状体３０が積層マット２０に巻きつけられることにより、積層マット２０の第１の主面２３及び第２の主面２４の一部を帯状体３０が覆っている。
マット材１０では、積層マット２０に帯状体３０が巻き付けられる周方向に沿って、帯状体３０が１周以上巻き付けられている。帯状体３０には巻き付け開始部３０ａと巻き付け終了部３０ｂが存在しており、巻き付け開始部３０ａと巻き付け終了部３０ｂは積層マット２０の第２の主面２４に存在している。すなわち、巻き付け開始部３０ａから巻き付けられた帯状体は、第２の主面２４、第２の長側面２６、第１の主面２３、第１の長側面２５を経て第２の主面２４に戻り、巻き付け開始部３０ａを通過した後に巻き付け終了部３０ｂに到達する。帯状体３０が重なる部分には、帯状体３０同士が接着されている領域３０ｃが存在する。帯状体３０を積層マット２０に巻き付けて、帯状体が重なる部分において帯状体同士を接着することによって、帯状体３０によって積層マット２０を結束することができる。マット材１０では、帯状体３０と積層マット２０とが接着されていないため、積層マット２０を構成するマットの位置を調整することができる。
なお、巻き付け開始部３０ａと巻き付け終了部３０ｂは積層マット２０のどこに存在してもよい。

帯状体の巻き付け開始部と巻き付け終了部の間には、帯状体が存在せずに積層マットの第１の主面又は第２の主面が露出する露出部が形成されていてもよい。
露出部が形成されているということは、露出部を設けない場合に比べて帯状体の使用量が少ないということになる。例えば有機材料からなる帯状体の場合、帯状体は使用時に加熱されることにより有機ガス分を放出する原因となるので、その使用量が少ない方が好ましい。
巻き付け開始部と巻き付け終了部との間に露出部が形成されている場合には、帯状体と積層マットとを直接接着することで、帯状体によって積層マットを結束することができる。

露出部の幅は特に限定されないが、積層マットの幅方向の長さの０％を超えて８０％以下であることが好ましい。

マット材に露出部が形成される場合、露出部は積層マットの第１の主面と第２の主面のいずれに設けられていてもよい。

帯状体同士を接着する方法、及び、積層マットと帯状体とを接着する方法は特に限定されないが、接着剤により接着してもよいし、接着剤を使用せずに、帯状体自体をヒートシールすることにより行ってもよい。

接着剤としては、アクリル系接着剤、アクリレート系ラテックス、ウレタン系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤等を使用することができる。

本発明のマット材を構成する帯状体は、２つ以上存在していてもよい。

図３は、マット材の別の一例を模式的に示す斜視図である。
図３に示すマット材１１は、図１及び図２に示すマット材１０と、積層マット２０の構成は同じであり、帯状体を巻き付ける形態が異なる。従って、積層マット２０の説明は省略する。
図３に示すマット材１１では、２つの帯状体３１及び３２が積層マット２０に巻き付けられている。帯状体３１及び３２によって積層マット２０を結束する方法は特に限定されず、帯状体同士の重なる部分が接着されていてもよいし、帯状体が積層マットと接着されていてもよい。

なお、帯状体が２つ以上存在する場合の帯状体の長さは、各帯状体の長さの合計である。
例えば、図３に示すマット材１１の長手方向における帯状体の長さは、帯状体３１の長さＬ_２と帯状体３２の長さＬ_３の合計である。

本発明のマット材において、マットとステンレス板との静摩擦係数μ_Ａは、ステンレス鋼製の平板の両面をマットで挟み、さらにその外側をステンレス鋼製の平板で挟み、マットのかさ密度が０．３５ｇ／ｃｍ^３となるまで圧縮した状態で２０分間保持した後、マットに挟まれたステンレス板を該ステンレス板の水平方向へ２５ｍｍ／ｍｉｎの速度で移動させた時の、ステンレス板に加わる鉛直方向の荷重Ｎ_Ａと、ステンレス板を水平方向に移動させるのに要した力の最大値Ｆ_Ａが、Ｆ_Ａ＝μ_ＡＮ_Ａを満たすことから求めることができる。

図４及び図５は、マットとステンレス板との静摩擦係数μ_Ａを測定するための摩擦係数測定装置の一例を示す概略図である。
摩擦係数測定装置６００では、装置の左右に、ステンレス鋼製の平板（左板６１０及び右板６２０）がそれぞれ対向するように配置されている。また、左板６１０はロードセルとなっており、左板６１０の右側の面（マット材と接する側の面）に加わる荷重を測定することができる。さらに、左板６１０と右板６２０の間にもステンレス鋼性の平板（中板６３０）が配置されている。

まず、左板６１０、第１のマット２１ａ、中板６３０、第１のマット２１ｂ、右板６２０の順になるように、２枚のマットと中板６３０とを配置する。このとき、第１のマット２１ａ及び２１ｂは、積層マットの第１の主面となる面が中板６３０と接触する向きに配置する。
左板６１０と第１のマット２１ａの間、及び、右板６２０と第１のマット２１ｂの間（板と第１のマットの間）で滑らないように、左板６１０及び右板６２０の表面には突起部材６４０を設ける。
第１のマット２１ａは左板６１０及び中板６３０で挟まれ、第１のマット２１ｂは中板６３０及び右板６２０で挟まれる。また、中板６３０はロードセルとなっており、中板に加わる荷重を測定することができる。

まず、左板６１０及び右板６２０に対して中板６３０の方向に圧力をかけ、第１のマット２１ａ及び２１ｂの嵩密度（ＧＢＤ）が０．３５ｇ／ｃｍ^３となるまで圧縮する。この圧縮状態で、２０分間保持（緩和）する。

次に、室温状態で、中板６３０を図４中の矢印で示す向き（上方）に２５ｍｍ／ｍｉｎの速度で移動させ、第１のマット２１ａ及び２１ｂの主面にせん断応力を印加する。図５は、中板を移動させた状態を示している。なお、中板を移動させる方向は、中板に接している第１のマット２１ａ及び２１ｂの主面にせん断応力を印加した方向と同じである。
移動中のロードセルの荷重値及び中板に加わる静摩擦力を測定し、静摩擦力が最大となるときの摩擦係数（静摩擦係数）を測定し、マットとステンレス板との静摩擦係数μ_Ａとする。なお、上記の一連の操作は、マットと中板との間の温度が２５℃の状態で行う。

上記の測定方法からわかるように、本発明のマット材において、マットとステンレス板との静摩擦係数μ_Ａとは、長手方向の長さが最も長いマットの、他のマットと接触していない主面（積層マットの第１の主面に相当する面）とステンレス板との静摩擦係数である。

本発明のマット材において、帯状体とステンレス板との静摩擦係数μ_Ｂは、ステンレス鋼製の平板の両面を帯状体で挟み、その外側をマットで挟み、さらにその外側をステンレス鋼製の平板で挟み、マットのかさ密度が０．３５ｇ／ｃｍ^３となるまで圧縮した状態で２０分間保持した後、帯状体に挟まれたステンレス板を該ステンレス板の水平方向へ２５ｍｍ／ｍｉｎの速度で移動させた時の、ステンレス板に加わる鉛直方向の荷重Ｎ_Ｂと、ステンレス板を水平方向に移動させるのに要した力の最大値Ｆ_Ｂが、Ｆ_Ｂ＝μ_ＢＮ_Ｂを満たすことから求めることができる。

図６は、帯状体とステンレス板との静摩擦係数μ_Ｂを測定する摩擦係数測定装置の一例を示す概略図である。
図６に示す摩擦係数測定装置は、第１のマット２１ａと中板６３０の間、及び、中板６３０と第１のマット２１ｂとの間にそれぞれ帯状体３０を配置したほかは、図４に示す摩擦係数測定装置と同様である。第１のマットと帯状体とが滑ってしまう場合には、第１のマットと帯状体とを接着剤等で接着してもよい。

なお、図４及び図５に示す摩擦係数測定装置と図６に示す摩擦係数測定装置に用いられる中板６３０は同じものとする。

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

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

本発明のマット材を排ガス処理体や排気管に巻き付ける際は、積層マットの第２の主面を巻き付け対象物の側（内側）に配置し、積層マットの第１の主面を外側に配置する。
また、巻き付け開始部と巻き付け終了部の間に露出部が形成されていてもよい。
また、巻き付け開始部の帯状体と巻き付け終了部の帯状体が重なって接着されていてもよい。
また、本発明のマット材は、巻き付け時にマット同士が適度に滑ってマット間でずれることができるため、巻き付け性の指標であるＳｅａｍＧａｐが小さくなる。
ＳｅａｍＧａｐは、凸部と凹部が嵌合する位置での凸部と凹部の間の隙間の長さであり、これが短いほど巻き付け性が良いことを意味する。

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

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

次に、積層マットに帯状体を巻き付ける。帯状体の寸法を調整して、図１及び図２に示すように、巻き付け開始部の帯状体及び巻き付け終了部の帯状体が積層マットの第２の主面側で重なるようにしてもよいし、露出部を設けるように巻き付けてもよい。

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

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

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

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

（実施例１）
ニードリング法により、目付量（単位面積当たりの繊維重量）が１０５０ｇ／ｍ^２である、無機繊維（ムライト繊維）からなるシート状部材を作製した。
このシート状部材を打ち抜き加工して、長手方向の長さ６４３ｍｍ、幅９８ｍｍ、厚さ６．８ｍｍの第１のマットと長手方向の長さ６００ｍｍ、幅９８ｍｍ、厚さ６．８ｍｍの第２のマットを作製した。第１のマットと第２のマットは図１に示すような凹部及び凸部を有する形状である。
第１のマットに第２のマットを積層して積層マットとした。

帯状体として、目付量が１８ｇ／ｍ^２で幅が３００ｍｍの有機繊維からなる不織布を準備した。これは、ＰＥＴ繊維にＰＥパウダーが融着した不織布である。

図１に示すように、帯状体を積層マットに巻き付けた。
帯状体が積層マットに巻き付けられている部位の長さ（図１中、両矢印Ｌ_１で示す長さ）は不織布の幅の３００ｍｍである。
帯状体のマット材の長さ方向における寸法は、マット材の長さ方向における寸法（６００ｍｍ）の５０％である。

（比較例１）
帯状体として、目付量が６０ｇ／ｍ^２で幅が３００ｍｍの樹脂シートを準備し、帯状体を積層マットに巻き付けた。
帯状体が積層マットに巻き付けられている部位の長さ（図１中、両矢印Ｌ_１で示す長さ）は樹脂シートの幅の３００ｍｍである。
帯状体のマット材の長さ方向における寸法は、マット材の長さ方向における寸法（６００ｍｍ）の５０％である。

（静摩擦係数の測定）
図４、図５及び図６に示した方法で、実施例１及び比較例１について、それぞれ、マットとステンレス板との静摩擦係数μ_Ａ及び帯状体とステンレス板との静摩擦係数μ_Ｂを測定した。結果を表１に示す。

（圧入試験）
実施例１及び比較例１に係るマット材を、直径１０３ｍｍ、長さ１０５ｍｍの円筒形状の排ガス処理体の側面に巻き付けて、内径１１１ｍｍのステンレス製のケーシングに圧入治具を用いて圧入し、圧入性を評価した。
比較例１に係るマット材をケーシングに圧入する際には、帯状体とケーシングとが滑りにくく、マットが露出している部分だけが先に圧入されてしまい、マット材が歪んでしまった。これに対して、実施例１に係るマット材をケーシングに圧入する際には、帯状体とケーシングとの滑り性及びマットとケーシングとの滑り性がほとんど変わらず、マットが露出している部分だけが先に圧入されることはなかった。また、圧入後のマット材にも歪みは生じなかった。
以上の結果より、実施例１に係るマット材は、圧入による不具合が生じにくいと考えられる。

１０、１１ マット材
２０ 積層マット
２１、２１ａ、２１ｂ 第１のマット
２２ 第２のマット
２３ 積層マットの第１の主面
２４ 積層マットの第２の主面
２５ 積層マットの第１の長側面
２６ 積層マットの第２の長側面
２７ 積層マットの第１の短側面
２８ 積層マットの第２の短側面
３０、３１、３２ 帯状体
３０ａ 巻き付け開始部
３０ｂ 巻き付け終了部
３０ｃ 帯状体同士が接着されている領域
６００ 摩擦係数測定装置
６１０ 左板
６２０ 右板
６３０ 中板
６４０ 突起部材

Claims (8)

1. 無機繊維を含む平面視矩形のマットが複数枚積層された積層マットと、
   前記積層マットに巻き付けられた帯状体とからなるマット材であって、
   前記マットとステンレス板との静摩擦係数μ_Ａと、前記帯状体とステンレス板との静摩擦係数μ_Ｂが、以下の関係式（１）を満たすことを特徴とするマット材。
   ０．２０μ_Ａ≦μ_Ｂ＜１．３５μ_Ａ （１）
2. 前記帯状体は、有機材料、セラミック材料及び金属材料からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含む請求項１に記載のマット材。
3. 前記帯状体が有機繊維からなる不織布である請求項１又は２に記載のマット材。
4. 前記帯状体がパンチングメッシュである請求項１又は２に記載のマット材。
5. 前記帯状体が網である請求項１又は２に記載のマット材。
6. 前記帯状体は前記積層マットと接着されていない請求項１〜５のいずれかに記載のマット材。
7. 前記帯状体の目付量は５〜５００ｇ／ｍ^２である請求項１〜６のいずれかに記載のマット材。
8. 前記積層マットは、巻き付け方向となる長手方向の長さが最も長い第１の主面と、前記長手方向の長さが最も短い第２の主面を有し、
   前記第１の主面の一部を前記帯状体が覆っている請求項１〜７のいずれかに記載のマット材。

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