0001

以下に提供されるのは、例えば触媒コンバータのような排ガス処理用の汚染防止装置に汚染防止要素を実装するためのマウンティングマットである。具体的には、熱処理されたガラス繊維を含むマウンティングマット、並びにそのようなマット、及びそのようなマットを含有する防止装置を作製する方法が提供される。

0002

汚染防止装置は、大気汚染を抑制するために自動車に使用されている。そのようなデバイスは、公害防止要素を含む。汚染防止装置の代表例としては、触媒コンバータ及びディーゼルパティキュレートフィルター又はトラップが挙げられる。触媒コンバータは、通常、触媒を支持する壁を有するセラミックモノリシック構造を含有する。触媒は、通常、大気汚染を抑制するために、エンジン排出ガス中の一酸化炭素及び炭化水素を酸化させ、窒素酸化物を還元する。モノリシック構造は、また、金属製の場合もある。ディーゼルパティキュレートフィルター又はトラップは、通常、ウォールフロータイプフィルターを含み、これは、例えば多孔質セラミック材料から作られるハニカム状モノリシック構造であることが多い。これらのフィル� ��は、通常、エンジン排ガスからの煤煙及び他の排ガス微粒子を取り除く。Ｔこれらの装置はそれぞれ、汚染防止要素を保持するハウジング（通常、ステンレススチールのような金属製）を有する。

0003

モノリシック汚染防止要素は、しばしば、その壁厚及び１平方インチ当たりの隙間すなわちセルの数（ｃｐｓｉ）によって表される。１９７０年代早期に一般的であったのは、３０４マイクロメータ（１２ミル）の壁厚で４７セル／ｃｍ^２（３００ｃｐｓｉ）のセル密度を有するセラミックモノリシック汚染防止要素である（「３００／１２モノリス」）。

0004

排ガス規制法が厳しくなるにつれて、モノリスの立体表面積を増加し、熱容量を減少し、圧力降下を減少するために、壁厚が低減された。９００／２モノリスが標準になった。セラミックモノリシック構造は薄い壁を有するので脆く、振動又は衝撃による損傷を受けやすく、破壊されやすい。損傷を起こす力は、汚染防止装置の組立て中の手荒な取り扱い若しくは落下、エンジンの振動、あるいは粗い道路を走行することによって生じ得る。セラミックモノリスは、また、ロードスプレーとの接触によるような高い熱衝撃による損傷にも曝される。

0005

セラミックモノリスは、概して、それらを含有する金属製ハウジングより一桁低い熱膨張係数を有する。例えば、金属製ハウジングの周囲の壁とモノリスとの間の間隙は、約４ｍｍでスタートし、エンジンが触媒コンバータモノリシック要素を２５℃から最大動作温度である約９００℃まで加熱するにつれて約０．３３ｍｍ増加し得る。それと同時に、金属製ハウジングの温度は約２５℃から約５３０℃に上昇する。金属製ハウジングがより小さい温度変化を経るにもかかわらず、金属製ハウジングの熱膨張係数がより高いことによって、ハウジングはモノリシック要素の膨張よりも速く、より大きい周辺サイズに膨張する。そのような熱サイクルは、通常、車両の寿命期間中に数百回又は数千回生じる。

0006

道路衝撃及び振動によるセラミックモノリスへの損傷を避け、熱膨張の差を補い、モノリスと金属製ハウジングとの間を排ガスが通過する（すなわち触媒をバイパスする）のを防止するために、セラミックモノリスと金属ハウジングとの間にマウンティングマットが配置される。ハウジング内にモノリスを置くプロセスは、また、キャニングとも呼ばれ、モノリスの周囲をマット材料シートで包む工程と、この包まれたモノリスをハウジング内に挿入する工程と、ハウジングを圧して閉じる工程と、ハウジングの横エッジに沿ってフランジを溶接する工程と、を含む。

0007

典型的に、マウンティングマット材料は、無機繊維、所望により膨張材料、有機結合剤、充填剤、及び他の補助剤を含む。ハウジングにモノリスを実装するために使用される既知のマット材料は、例えば、米国特許第３，９１６，０５７号（ハッチ（Hatch）ら）、同第４，３０５，９９２号、（ランジャー（Langer）ら）、同第４，３８５，１３５号（ランジャーら）、同第５，２５４，４１０号（ランジャーら）、同第５，２４２，８７１号（ハシモトら）、同第３，００１，５７１号（ハッチ）、同第５，３８５，８７３号（マクネイル）、及び同第５，２０７，９８９号（マクネイル）、並びに１９７８年８月２３日付けの英国公開特許第１，５２２，６４６号（ウッド）、並びに１９８３年１月２６日付けの日本国公開特許昭５８−� �３６８３号（出願特許平２−４３７８６号明細書及び同昭５６−１１２４１３号明細書）及び１９８１年７月１０日付けの日本国公開特許昭５６−８５０１２号（昭５４−１６８５４１号明細書）に記述されている。

0008

マウンティングマット材料は、長期間の使用にかけてのあらゆる動作温度範囲で非常に弾力的に保たれるべきである。弾力性とは、厚さの変化、すなわち圧縮と弛緩のサイクルの繰り返しを受けても、マットが実質的な保持力を維持する能力である。

0009

当該技術分野のマウンティングマットは、主に無機繊維（主にケイ酸アルミニウム繊維）を含有する。しかし、既成の繊維ガラス、特にＳガラス、Ｓ２ガラス、Ｒガラス、又はＥガラスは、高温での弾力性が乏しい。繊維ガラスは、比較的低量のアルミナ（１０重量％より多く３０重量％未満のＡｌ_２Ｏ_３）、過半量のシリカ（５０重量％より多く６７重量％未満のＳｉＯ_２）、及び少量の他の酸化物又は他の構成成分を含有する、非晶質のマグネシウムアルミナケイ酸塩繊維である。

0010

１９９９年９月１６日付けの国際公開第９９／４６０２８号は、高温用途のためのマウンティングを調製するためのセラミック繊維の使用について説明している。高融点セラミック繊維は、酸化アルミニウムを高い含有量で有し、典型的に、約４５〜６０重量％の酸化アルミニウムと、約４０〜５５重量％のシリカを有する。

0011

２００４年４月１５日付の国際公開第２００４／０３１５４４号は、これと反対のアプローチを説明している。国際公開第２００４／０３１５４４号は、アルミナ含有量を増加する代わりに、増量されたシリカを有する繊維の使用について記述している。国際公開第２００４／０３１５４４号に記述されている繊維、いわゆる溶脱繊維は、シリカ含有量を６７重量％以上あるいは好ましくは９０重量％以上に増すために処理されている。これらの材料は、また、比較的高価でもある。

0012

十分に弾力性があり、かつ圧縮可能で、かつモノリスと金属ハウジングとの間の間隙が広範な動作温度及び多数の熱サイクルにかけて変化することを許すマウンティングマットの必要は、なお存在する。したがって、良好な温度抵抗を有するが、マウンティングマットを含む汚染防止装置が曝される周囲温度及び動作温度で、なお機械強度を維持するマウンティングマットを提供する特定の必要は、なお存在する。加えて、このマウンティングマットを形成する際の主たる懸念の一つは、材料と性能属性の費用のバランスを取ることである。質の高いマウンティングシステムを、可能な最低限の費用で提供することが望ましい。

0013

そのようなマットを、熱処理されたガラス繊維を用いて作製できることが発見された。既成の入手可能なガラス繊維を、繊維のアルミニウム又はシリコン含有量を増やさずに使用できる。

0014

以下に、１つ以上の汚染防止要素を排ガス処理用汚染防止装置に実装するためのマットであって、そのガラス繊維の総重量に基づき１０〜３０重量％のＡｌ_２Ｏ_３と、５２〜６５重量％のＳｉＯ_２とを含有する熱処理されたガラス繊維を含むマットを提供する。

0015

また、触媒のための支持構造とこの支持構造を納めるケーシング、前記支持構造とケーシングとの間に配置された、上で定義した熱処理されたガラス繊維を含むマットを備えた汚染防止装置であって、繊維が、マットが支持構造とケーシングの間に配置される前に熱処理される、汚染防止装置である。

0016

更に、汚染防止装置に使用されるマウンティングマットを作製する方法が提供され、この方法は、
（ｉ）上で定義したガラス繊維を、成形ワイヤの上に置かれる開かれた底を有する成形ボックスの入口を通して供給し、成形ワイヤの上に繊維のマットを形成する工程であり、この成形ボックスが、入口とハウジング底との間のハウジングに少なくとも一列に備えられた、繊維の凝集を解きほぐすための複数の繊維分離ローラーと、エンドレスベルトスクリーンと、を有する、工程と、
（ｉｉ）繊維分離ローラーの下及び成形ワイヤの上のエンドレスベルトの下位走行部上の繊維の凝集を捉える工程と、
（ｉｉｉ）捉えられた凝集がこのエンドレスベルトから解放され、ローラーに接触してローラーによって解きほぐされることができるように、繊維分離ローラーの上のこのエンドレスベルト上の捉えられた繊維の凝集を搬送する工程と、
（ｉｖ）繊維のマットを、成形ワイヤによって成形ボックスから出して移動する工程と、
（ｖ）この繊維のマットを圧縮し、この繊維のマットをその圧縮された状態に拘束し、それによって触媒コンバータのハウジングに汚染防止要素を実装するために好適な望ましい厚さを有するマウンティングマットを得る工程と、を含む。

0017

また、汚染防止装置に使用されるマウンティングマットを作製する方法が提供され、この方法は、
（ｉ）ガラス繊維の総重量に基づき、１０〜３０重量％のＡｌ_２Ｏ_３と５２〜６５重量％のＳｉＯ_２とを含むガラス繊維を、成形ワイヤの上に置かれた開かれた底を有する成形ボックスの入口を通して供給して、この成形ワイヤ上に繊維のマットを形成する工程であり、この成形ボックスが、この入口とハウジング底との間のハウジングに少なくとも一列に備えられた、繊維の凝集を解きほぐすための複数の繊維分離ローラーと、エンドレスベルトスクリーンと、を有する、工程と、
（ｉｉ）繊維分離ローラーの下及び成形ワイヤの上のエンドレスベルトの下位走行部上の繊維の凝集を捉える工程と、
（ｉｉｉ）捉えられた凝集がこのエンドレスベルトから解放され、ローラーによって解きほぐされることができるように、繊維分離ローラーの上のこのエンドレスベルト上の捉えられた繊維の凝集を搬送する工程と、
（ｉｖ）繊維のマットを、成形ワイヤによって成形ボックスから出して移動する工程と、
（ｖ）この繊維のマットを圧縮し、この繊維のマットをその圧縮された状態に拘束し、それにより触媒コンバータのハウジングに汚染防止要素を実装するために好適な望ましい厚さを有するマウンティングマットを得る工程と、
（ｖｉ）この繊維のマットを熱処理に曝す工程と、を含む。

0018

成形ボックスの概略的透視図を図示。成形ボックスの概略的側面図を図示。図２に図示された成形ボックスの詳細な図。汚染防止装置の概略図を図示。

0019

熱処理されたガラス繊維
本明細書に記載される熱処理されたガラス繊維は、ケイ酸アルミニウム繊維であり、好ましくはケイ酸マグネシウムアルミニウム繊維である。「ケイ酸（マグネシウム）アルミニウム繊維」という用語は、他の酸化物、特に他の金属酸化物の存在を排除せずに、シリコン、アルミニウム、（及びマグネシウム）の酸化物を含むガラス繊維を含む。

0020

熱処理されたガラス繊維、及び熱処理に好適なガラス繊維は、通常、１０〜３０重量％の酸化アルミニウムと、５２〜６５重量％の酸化ケイ素を含む。好ましくは、これらは、１２〜２７重量％の酸化アルミニウムを含む。これらの繊維は、好ましくは、１〜１２重量％の酸化マグネシウムを更に含む。

0021

本明細書で使用される酸化アルミニウム、酸化ケイ素、及び酸化マグネシウムの重量百分率は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、及び酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の理論上の量に基づくが、ガラスに存在する酸化物は、異なる化学組成を実際に有する場合がある。

0022

これらの繊維は、追加的に、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化カルシウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される酸化物を含む場合がある。

0023

本発明の一部の実施形態では、ガラス繊維は、約５２〜５８％のＳｉＯ_２と、約１３〜１７％のＡｌ_２Ｏ_３と、約５〜９％のＢ_２Ｏ_３と、約１７〜２１％のＣａＯと、約２〜４％のＭｇＯと、約１％の他の酸化物とを含む場合がある（全ての百分率は重量百分率である）。

0024

本発明の他の実施形態では、ガラス繊維は、約６３〜６５％のＳｉＯ_２と、２３〜２７％のＡｌ_２Ｏ_３と、８〜１２％のＭｇＯとを含む場合がある。

0025

本発明の追加的な実施形態では、ガラス繊維は、約５８〜６２％のＳｉＯ_２と、２３〜２７％のＡｌ_２Ｏ_３と、７〜１１％のＣａＯと、４〜８％のＭｇＯとを含む場合がある。

0026

好ましいガラス繊維の具体的な例としては、熱処理されたＥガラス、Ｓガラス及びＳ２ガラス、又はＲガラスが挙げられる。

0027

Ｅガラス繊維は、通常、約５５％のＳｉＯ_２と、約１５％のＡｌ_２Ｏ_３と、約７％のＢ_２Ｏ_３と、約１９％のＣａＯと、約３％のＭｇＯと、約１％の他の酸化物とを有する。

0028

Ｓ及びＳ２ガラス繊維は、通常、約６５％のＳｉＯ_２と、２５％のＡｌ_２Ｏ_３と、１０％のＭｇＯとを有する。

0029

Ｒガラスは、通常、約６０％のＳｉＯ_２と、２５％のＡｌ_２Ｏ_３と、９％のＣａＯと、６％のＭｇＯとを有する。

0030

Ｅガラス、Ｓガラス、Ｓ２ガラスは、例えば、アドバンスドグラスファイバーヤーンズ社（Advanced Glassfiber Yarns LLC）から入手可能であり、Ｒガラスは、サンゴバンベトロテックス社（Saint-Gobain Vetrotex）から入手可能である。

0031

これらのガラス繊維は、通常、ショットがない、又はショットが本質的にない、すなわちショットを５重量％未満有する。

0032

これらのガラス繊維を熱処理することは、ガラス繊維の熱抵抗性だけでなく、弾力性も向上する。これらのガラス繊維は、そのガラスの軟化点すなわち融点より約５０〜１００℃低い温度以下で熱処理され得る。概して、ガラスの熱処理の最低温度は約４００℃であろうが、より低い温度、例えば少なくとも３００℃の低温も考慮され得る。しかしながら、より低い温度は、通常、ガラス繊維の熱抵抗性及び弾力性の望ましい増加を達成するために、ガラス繊維を熱により長く暴露することを要求する。３００℃から、ガラスの軟化点すなわち融点より約５０℃低い温度までの間の温度では、熱処理にかかる時間は、通常、約２分〜約１時間、例えば５〜３０分であろう。

0033

熱処理に採用する温度は、汚染防止装置の運転温度より高くてもよい。

0034

本明細書で言う「熱処理されたガラス繊維」とは、汚染防止装置に使用される前に熱処理されるガラス繊維である。これらの繊維は、通常、マウンティングマットとして組み立てられる前に熱処理されるが、組立工程の間あるいは後の熱処理もまた可能であり、非膨張性マットの場合は特にそうである。

0035

熱処理されたガラス繊維は、好ましくは、非晶質であるか、又は本質的に非晶質であり、すなわち結晶質が１０％未満である。好ましくは、これらの繊維は、画定された直径を有する。これらの繊維は、メルトドローイングプロセスによって作製することができる。メルトブローン又はメルトスパン繊維を使用してもよい。

0036

熱処理された繊維は、少なくとも５マイクロメートルの平均直径及び０．１ｃｍ〜１５ｃｍの長さを有することができる。好ましくは、平均直径は少なくとも６マイクロメートルであり、通常、６マイクロメートル〜１４マイクロメートルの範囲である好ましくは、長さは０．３ｃｍ〜７ｃｍである。ここで使用される平均直径及び平均長さは、重量平均を指す。一実施形態において、熱処理されたガラス繊維は、少なくとも４．０マイクロメートルの直径を有する。

0037

マウンティングマット
本明細書で提供されるマウンティングマットは、排ガスの処理用汚染防止装置に汚染防止要素を実装するために好適であり、上述の熱処理された繊維を含有する。これらのマットは、上述の熱処理された繊維のマットの総重量に基づき、少なくとも５又は少なくとも１０又は少なくとも３０又は少なくとも５０又は少なくとも７５又は少なくとも８０又は少なくとも９０重量％の、熱処理された繊維を含むことができる。

0038

このマウンティングマットは、また、熱処理された異なる繊維の混合物を含むこともでき、これらの繊維は、化学組成、熱処理、及び／又は寸法において異なる。

0039

これらの異なる繊維は、例えば異なる層で空間的に分離されてもよく、あるいは分離されなくてもよい。

0040

熱処理された繊維に加えて、これらのマットは、これらのマットが暴露される可能性のある排ガスの温度に耐える能力のある他の繊維を含むことができる。通常、それらの繊維は、高融点セラミック繊維及び多結晶無機繊維を含む。無機繊維材料の例としては、カーボン、炭化ケイ素、ホウ素、アルミノホウケイ酸（aluminoborosilicate）、ジルコニア、チタニアなどが挙げられる。これらの無機材料を単独で、又は少なくともこれらの２つを混合した組み合わせとして、使用することができる。

0041

セラミック繊維は、ゾルゲルプロセスから得ることができる。「ゾルゲル」プロセスという用語は、溶液又は分散液の紡績又は押し出し、又は繊維若しくはその前駆体の構成成分の粘稠な濃縮物によって繊維が形成されることを意味する。したがって、ゾルゲルプロセスは、繊維の構成成分の溶解物の押し出しによって繊維が成形される溶融成形のプロセスと対照的である。好適なゾルゲルプロセスは、例えば、米国特許第３，７６０，０４９号（ボアラー（Borer）ら）に開示されているものであり、オリフィスを通して金属化合物の溶液又は分散液を押し出し成形して連続した生の（未焼成の）繊維を形成し、それを焼成してセラミック繊維を得ることによってセラミック繊維を形成することが教示されている。これらの金属化合物は、� �常、金属酸化物にか焼可能な金属化合物である。ゾルゲル形成された繊維は、しばしば、結晶質又は半結晶質であり、当該技術分野で多結晶質繊維として知られている。このゾルゲルプロセスによって繊維を形成するための金属化合物の溶液又は分散液の例としては、米国特許第３，７０９，７０６号（ソーマン（Sowman））に開示されているような、コロイダルシリカを含有する、ジルコニウムジアセテートのような酸素含有ジルコニウムの水溶液が挙げられる。追加的な例としては、塩基性酢酸アルミニウム水溶液のような水溶性又は分散性のアルミニウム化合物及びホウ素化合物の水溶液、又は、シリカのコロイダル分散液と水溶性又は分散性のアルミニウム化合物及びホウ素化合物との混合水溶液を含む２相システムが挙げられる。 ゾルゲルプロセスによって作製できるその他の代表的な高融点金属酸化物繊維としては、高融点金属、耐熱金属としては、ジルコニア、ジルコン、ジルコニア−カルシア、アルミナ、アルミン酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムなどが挙げられる。そのような繊維は、追加的に、酸化鉄、クロミア、及び酸化コバルトのような多様な金属酸化物を含有することができる。

0042

セラミック繊維としては、ムライト、アルミナ、高アルミナのアルミノケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、ジルコニア、チタニア、酸化クロムのような多結晶酸化物セラミック繊維が挙げられる。セラミック繊維は、通常、高アルミナの結晶質繊維であり、約６７〜約９８重量％の範囲の酸化アルミニウムと、約３３〜約２重量％の範囲の酸化ケイ素を含む。これらの繊維は、例えば、３Ｍ社（ミネソタ州セントポール所在）の「ネクステル（NEXTEL）５５０」（登録商標）、ダイソングループＰＬＣ（英国シェフィールド所在）の「サフィル（SAFFIL）」（登録商標）、三菱化成（東京都所在）の「マフテック（MAFTEC）」（登録商標）、ユニフラックス社（ニューヨーク州ナイアガラフォールズ所在）の「ファイバーマックス（FIBERMAX）」（登録� �標）、及びラス社（Rath GmbH）（ドイツ）の「アルトラ（ALTRA）」（登録商標）として市販されている。

0043

好適な多結晶酸化物セラミック繊維としては、更に、アルミノホウケイ酸塩繊維が挙げられ、このアルミノホウケイ酸塩繊維は、好ましくは、約５５〜約７５重量％の範囲の酸化アルミニウムと、０以上約４５重量％未満（好ましくは０以上４４重量％未満）の範囲の酸化ケイ素と、０以上約２５重量％未満（好ましくは約１〜約５重量％）の範囲の酸化ホウ素とを含む（理論的な酸化物基準で、それぞれＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、及びＢ_２Ｏ_３として計算される）。

0044

これらのアルミノホウケイ酸塩繊維は、好ましくは少なくとも５０重量％、より好ましくは少なくとも７５重量％、及び最も好ましくは約１００重量％が結晶性（すなわち結晶質繊維）である。アルミノホウケイ酸塩繊維は、例えば３Ｍ社から「ネクステル（NEXTEL）（登録商標）」３１２及び「ネクステル（NEXTEL（商標））」４４０として市販されている。

0045

ゾルゲルプロセスによって得ることができるセラミック繊維は、通常、ショットがないか、又はショットが非常に少量であり、通常、セラミック繊維の総重量に基づき１重量％未満のショットを含有する。また、これらのセラミック繊維は、通常、１マイクロメートル〜１６マイクロメートルの平均直径を有し、例えば、５マイクロメートル以上の平均直径である。好ましくは、これらのセラミック繊維には、３マイクロメートル未満の直径を有する繊維はないか、又は本質的にない。ここで言う「本質的にない」とは、そのような小径の繊維の量が、繊維の総重量の２重量％以下、好ましくは１重量％以下であることを意味する。

0046

マウンティングマットは、生体溶解性繊維を更に含有する場合がある。本明細書で使用する時、「生体溶解性繊維」は、生理学的媒質又はシミュレートした生理学的媒質内で分解性の繊維を指す。生理学的媒質は、例えば動物又は人間の肺等の気道内に典型的に見出される体液を含むが、これに限定されない。本明細書で使用する時、「耐久性」とは、生体溶解性でない繊維のことを指す。

0047

0048

繊維の生体溶解性を予測するための更に別のアプローチは、繊維の組成に基づく。例えば、ドイツは、発癌性指数（ＫＩ値）に基づく分類を提案した。ＫＩ値は、アルカリ性及びアルカリ土類酸化物の重量百分率の総和と、無機酸化物繊維内のアルミニウム酸化物の重量百分率の２倍の減算によって計算される。生体溶解性の無機繊維は、通常、約４０以上のＫＩ値を有する。

0049

本発明での使用に好適な生体溶解性無機繊維としては、典型的に、例えばＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｐ_２Ｏ_５、Ｌｉ_２Ｏ、ＢａＯ、又はこれらとシリカの組み合わせのような無機酸化物が挙げられるが、これらに限定されない。他の金属酸化物又は他のセラミック構成要素は、所望の溶解度特性がそれ自体に欠如していても、十分に低い量で存在していて、したがって全体として繊維が生理学的媒質内でなお分解性であるような繊維であれば、生体溶解性無機繊維に含まれてよい。そのような金属酸化物としては、例えばＡＬ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、及び酸化鉄が挙げられる。生体溶解性無機繊維は、また、金属構成成分 も含むことができ、その量は、繊維が生理学的媒質又はシミュレートした生理学的媒質内で分解可能である量である。

0050

１つの実施形態において、生体溶解性無機繊維は、シリカ、マグネシウム、及びカルシウムの酸化物を含む。これらのタイプの繊維は、典型的に、ケイ酸カルシウムマグネシウム繊維と呼ばれる。ケイ酸カルシウムマグネシウム繊維は、通常、約１０重量％未満の酸化アルミニウムを含有する。一部の実施形態において、繊維は、約４５〜約９０重量％のＳｉＯ_２と、約４５重量％までのＣａＯと、約３５重量％までのＭｇＯと、１０重量％未満のＡｌ_２Ｏ_３とを含む。例えば、これらの繊維は、約５５〜約７５重量％のＳｉＯ_２と、約２５〜約４５重量％のＣａＯと、約１〜約１０重量％のＭｇＯと、５重量％未満のＡｌ_２Ｏ_３とを含むことができる。

0051

追加的実施形態において、生体溶解性無機繊維は、シリカの酸化物及びマグネシアの酸化物を含む。これらのタイプの繊維は、典型的に、ケイ酸カルシウムマグネシウム繊維と呼ばれる。ケイ酸マグネシウム繊維は、通常、約６０〜約９０重量％のＳｉＯ_２と、約３５重量％までのＭｇＯ（通常、約１５〜約３０重量％）と、５重量％未満のＡｌ_２Ｏ_３とを含む。例えば、これらの繊維は、約７０〜約８０重量％のＳｉＯ_２と、約１８〜約２７重量％のＭｇＯと、約４重量％未満の他の微量成分とを含んでよい。好適な生体溶解性無機酸化物繊維は、米国特許第５，３３２，６９９号（オールズ（Olds）ら）、同第５，５８５，３１２号（テンアイク（Ten Eyck）ら）、同第５，７１４，４２１号（オールズら）及び同第５，８７４，３７５号（ゾイタス（Zoitas）ら）、並びに２００２年７月３１日付で出願された欧州特許第０２０７８１０３．５号に記述されている。様々な方法を生体溶解性無機繊維に使用することができ、ゾルゲル形成、結晶成長プロセス、及び紡績又はブローイングのような溶融成形技術が含まれるが、これらに限定されない。

0052

生体溶解性繊維が、「イソフラックス（ISOFRAX）（登録商標）」及び「インサルフラックス（INS（登録商標）ULFRAX）（登録商標）」としてユニフラックス社（Unifrax Corporation）（ニューヨーク州ナイアガラフォールズ（Niagara Falls）所在）から市販されている。他の生体溶解性繊維は、サーマルセラミックス（Thermal Ceramics）（ジョージア州オーガスタ所在）によって商標名スーパーウール（SUPERWOOL）（登録商標）として販売されている。例えば、スーパーウール（SUPERWOOL）（登録商標）６０７は、６０〜７０重量％のＳｉＯ_２、２５〜３５重量％のＣａＯ、４〜７重量％のＭｇＯ、及び微量のＡｌ_２Ｏ_３を含有する。スーパーウール（SUPERWOOL）６０７ ＭＡＸ（登録商標）は、僅かに高い温度で使用されてよく、６０〜７０重量％のＳｉＯ_２、１６〜２２重量％のＣａＯ、１２〜１９重量％のＭｇＯ、及び微量のＡｌ_２Ｏ_３を含有する。

0053

特定の実施形態において、上記の生体溶解性繊維は、上で説明した熱処理されたガラス繊維と組み合わせて使用される。

0054

上で説明した熱処理されたガラス繊維に追加して使用される無機繊維は、通常、約１マイクロメートル〜５０マイクロメートル、より好ましくは約２マイクロメートル〜１４マイクロメートル、最も好ましくは約４マイクロメートル〜１０マイクロメートルの平均直径を有する。更に、平均直径と同様に、無機繊維の長さにおいて明確な制限はない。しかし、無機繊維は、通常、約０．０１ｍｍ〜１０００ｍｍの平均長さ、最も好ましくは約０．５ｍｍ〜３００ｍｍの平均長さを有する。特定の実施形態において、異なる平均長さを有する繊維を組み合わせてマウンティングマットを作製してもよい。特定の実施形態において、製造されるマウンティングマットは、１５ｍｍ以下の長さを有する短繊維及び少なくとも２０ｍｍの長さを有す� ��長繊維を含むことができ、短繊維の量は、長繊維と短繊維の混合物の総重量に基づき少なくとも３重量％である。長繊維と短繊維との混合物を含むマウンティングマットは、具体的に、上で説明した組成の長繊維と短繊維との混合物を有するものを含む。

0055

マウンティングマットは、また、有機結合剤も含むことができる。有機結合剤としては、多様なゴム、水溶性高分子化合物、熱可塑性樹脂、熱硬化樹脂などが例として挙げられる。ゴムの例としては、天然ゴム、エチルアクリレートとクロロエチルビニルエーテルとのコポリマー、ｎ−ブチルアクリレートとアクリロニトリルのコポリマーのようなアクリルゴムなど、ブタジエンとアクリロニトリルのコポリマーのようなニトリルゴムなど、ブタジエンゴムなどが挙げられる。水溶性高分子化合物の例としては、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。熱可塑性樹脂の例としては、アクリル酸、アクリル酸エステル、アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリル酸、メタクリル酸エステルなどのホモポ� ��マー又はコポリマー、アクリロニトリル・スチレンコポリマー、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンコポリマーなどの形態のアクリル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂の例としては、ビスフェノールタイプのエポキシ樹脂、ノボラックタイプのエポキシ樹脂などが挙げられる。

0056

マウンティングマットは、非膨張性マウンティングマットでも膨張性マウンティングマットでもよい。膨張性マットは、膨張性材料を含有するマットである。本明細書で使用される「膨張性材料」とは、十分な量の熱エネルギーに曝されたときに拡張、発泡、又は膨張する材料を意味する。本明細書で使用される「非膨張性マット」とは、膨張性材料を含有しないマット、又はマウンティングマットが与える保持圧力に有意な量を寄与するために十分な膨張性材料を少なくとも含有しないマットを意味する。

0057

膨張性マットを作製するために有用な膨張性材料としては、未膨張のバーミキュライト鉱石、処理された未膨張のバーミキュライト鉱石、特に脱水されたバーミキュライト鉱石、膨張性グラファイト、膨張可能なグラファイトと処理済み又は未処理の未膨張バーミキュライト鉱石との混合物、加工された膨張性ケイ酸ナトリウム、例えば３Ｍ社（3M Company）（ミネソタ州セントポール所在）が「エクスパントロール（EXPANTROL）（登録商標）」として市販する不溶性ケイ酸ナトリウム、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。本明細書の目的上、膨張性材料として上に記載したそれぞれの例は、互いに異なりかつ区別され得るものと考慮される。望ましい膨張性材料としては、未膨張のバーミキュライト鉱石、処理された未膨張のバーミキュライト鉱石、膨張可能なグラファイト、及びこれらの混合物が挙げられる。望ましい市販の膨張可能なグラファイト材料の例は、オハイオ州クリーブランド（Cleveland）のＵＣＡＲカーボン社（UCAR Carbon Co.）から商品名「グラフォイル（GRAFOIL）（登録商標）」グレード３３８〜５０膨張可能グラファイトフレークとして入手可能なものである。

0058

特定の実施形態において、膨張性材料は、無機繊維を成形ボックスに供給するのと類似の方法で、下に説明するプロセスで成形ボックスの入口を通して膨張性材料を供給することによって繊維マットに含めること及び送達することができる。この方法は、たとえ結合剤含有量が低くても、再現可能な一貫した性能を有する低コストの膨張性マットを作製することを可能にする。したがって、この方法は、有機結合剤を含有しない（例えばニードルパンチされたもの）か、又は有機結合剤含有量がマウンティングマットの重量に基づき５重量％以下である、膨張性マウンティングマットを作製することを可能にする。これは、ディーゼルエンジンのような低温用途のような、必要とされる若しくは望まれる結合剤がないか又は低量である用途� ��おいて、特に有利である。

0059

マウンティングマットは、１つ以上の補助剤を更に含むことができる。特定の実施形態において、マウンティングマットは無機ナノ粒子を含む。無機ナノ粒子は、１ｎｍ〜１００ｎｍの平均直径、例えば２ｎｍ〜８０ｎｍ、例えば３ｎｍ〜６０ｎｍ又は３ｎｍ〜５０ｎｍの平均直径を有する。特定の実施形態において、平均直径は８ｎｍ〜４５ｎｍである。無機ナノ粒子は、任意の形状を有することができるが、概して球形又は円盤のような形となる。微粒子が球形でない限り、「直径」という用語は、微粒子の最大直径の測定値を意味するものと理解されるべきである。また、本発明との関係において、平均直径は、通常、重量平均直径である。

0060

無機ナノ粒子は、その化学組成において大きく異なる場合があるが、通常、例えばシリカ、アルミナ、チタニウム、及び／又はジルコニアの酸化物のような酸化物を含む。雲母、粘土、ゼオライトなど、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｎａ、Ｋ及び／又はＬｉを含有するケイ酸塩が、無機ナノ粒子として更に挙げられる。使用可能な市販のナノ粒子としては、ナルコケミカル社（Nalco Chemical Inc）（オランダ、レイデン所在）の「ナルコ（NALCO）（登録商標）」、エボニックインダストリーズ社（Evonik Industries AG）（ドイツ、フランクフルト所在）の「エアロシル（AEROSIL）（登録商標）」、ロックウッドアディティブス社（Rockwood Additives）（英国ワイドネス（Widnes）所在）の「ラポナイト（LAPONITE）（登録商標）」、エルカーン社（Elkem ASA）（ノルウェー、Voogsbygd所在）の「ミクロライト（MICROLITE）（登録商標）」、ベトイトパフォーマンスミネラルズ社（Betoite Performance Minerals LLC）（米国テキサス州ヒューストン所在）の「ベントナイト（BENTONITE）（登録商標）」、及びエカケミカルス社（Eka Chemicals AB）（スウェーデン、ゴセンバーグ所在）の「ビンドジル（BINDZIL）（登録商標）」が挙げられる。

0061

無機ナノ粒子は、通常、マットの総重量に基づき少なくとも０．５重量％の量でマウンティングマットに含まれる。代表的な範囲は、０．５〜１０％であり、例えば０．６重量％〜８重量％、又は０．８重量％〜７重量％である。

0062

無機ナノ粒子は、様々な方法でマウンティングマットに提供され得る。例えば、一実施形態では、繊維を不織ウェブに織り込んでマウンティングマットを形成する前に、溶液又は分散液（例えば分散水溶液）として繊維に無機ナノ粒子を散布する。別の実施形態では、ナノ粒子の分散液を用いて、成形された不織ウェブ若しくはマウンティングマットを含浸するか、又はこの分散液をそこに散布することができる。更に追加的な実施形態では、ナノ粒子を乾燥粉末として繊維と共に、下に説明するプロセスの成形ボックスに追加することができる。

0063

上記のナノ粒子を含むマウンティングマットは、好ましくは、有機結合剤がないか、又は５重量％以下の量、例えば、マウンティングマットの総重量に基づき３重量％以下若しくは２重量％以下の有機結合剤を含有する。また、ナノ粒子を含むマウンティングマットは、無機繊維の供給方法と類似した方法で成形ボックスの入口を通してナノ粒子を供給することによって、下に説明するプロセスで容易に製造することができる。

0064

マウンティングマットの特定の処方又は組成の場合は、マウンティングマットを安定化することが望ましい場合がある。そのようにすることは、有機結合剤を低含有量有する若しくは全く有さないマウンティングマットか、又は繊維マットに分布された未結合の粒子材料を有するマウンティングマットの場合に、特に望ましい。例えば、一実施形態では、マウンティングマットの片面又は両面に有機結合剤溶液を散布することによって被覆又は含浸してマウンティングマットを安定化することが望ましい場合がある。別の実施形態では、繊維マットを、有機結合剤を含有しない又はほとんど含有しないマウンティングマットの、及び／又は分布された粒子材料を含有するマウンティングマットの、片側又は両側に共成形することができる。� ��のようなマットの片側又は両側に共成形される繊維マットは、粉末又は繊維の形態の熱可塑性高分子材料を比較的大きな割合で含有することができる。加熱の後、この高分子材料は融解されるので、片側又は両側に繊維マットを形成して、マウンティングマットの取り扱い中の繊維の除去又は粒子材料の損失から保護することができる。

0065

本発明の特定の実施例において、マウンティングマットは、スクリム及び網目からなる群から選択される１つ以上の層を含むことができる。このスクリム又は網目は、通常、１０ｇ／ｍ^２〜１５０ｇ／ｍ^２、例えば１５ｇ／ｍ^２〜１００ｇ／ｍ^２又は２０ｇ／ｍ^２〜５０ｇ／ｍ^２の面積重量を有する。マウンティングマットのスクリム又は網目の重量は、マウンティングマットの全体重量に比べて小さい。マウンティングマットの網目又はスクリムの重量百分率は、１〜１０重量％、例えば２〜６重量％である。本発明と共に使用される網目は、通常、規則的な方法で配列された高分子繊維及び／又は無機繊維を含む。例えば、一実施形態では、繊維は互いに平行である。別の実施形態では� ��２つの直行方向に平行に配列されるので、互いに交差して、それらの間に正方形又は矩形の空間を画定する。本発明と共に使用されるスクリムは、通常、ランダムな配向の繊維を有する不織である。スクリムの繊維は、上に開示した無機繊維、並びに任意のタイプの高分子繊維、特に上に開示した熱可塑性高分子繊維のどれを含有してもよい。

0066

一実施形態では、マウンティングマットを強化する目的のために、スクリム又は網目の層を、マウンティングマットの本体内に含めることができる。

0067

更に追加的な実施形態では、スクリム層又は網目をマウンティングマットの片側又は両側に提供することができる。便利なことに、上で説明した成形機の成形ワイヤにスクリム又は網目を供給することによって、これを達成することができる。必要又は所望により、成形された繊維マットに追加的なスクリム又は網目を提供してから、マットとスクリム又は網目をニードルパンチ又はステッチ結合することができる。追加的な一実施形態では、１つ若しくはそれ以上のスクリム又は網目を有機結合剤材料で被覆すること、又は、スクリム／網目自体が熱可塑性高分子繊維を含むことができる。したがって、後の熱処理の後に、有機結合剤又は熱可塑性繊維は、フィルムを形成すること又は繊維マットの繊維と結合することができる。

0068

特定の実施形態において、マットの片側又は両側に有機結合剤が適用されて、繊維の抜けを低減する又は最少にする。そのような有機結合剤は、適切な液体媒質の溶液又は分散液として、マットの主表面に対向する片面又は両面にパウダーコート又は散布することができる。更に、上で説明したように、マットの摩擦特性を調整するためにも、そのようにして適用される被覆を選択することができる。

0069

本発明の特定の実施形態において、マウンティングマットを含浸することができる。一実施形態において、繊維マットの繊維は、シロキサン化合物、好ましくはシルセスキオキサン類、これらの化合物の加水分解物及び縮合体、好ましくは自己縮合体並びにこれらの組み合わせから選択された有機ケイ素化合物１つ以上を浸透させている。例えば前述のシロキサン水溶液中で、特に前述の水溶液がすぐにではなく何時間か後に適用された場合、加水分解産物及び／又は縮合体、とりわけシロキサン化合物の自己縮合体が時に形成される場合がある。乾燥後、シロキサン化合物はとても薄い連続的又は非連続的なコーティングを繊維上に形成する。本発明において、繊維に浸透させるのに使用できるシロキサン化合物の例は、シルセスキオキ� ��ン類などのオルガノシロキサン類、それらのコポリマー（共縮合体）及びそれらの加水分解物、ポリジオルガノシロキサン類などのポリオルガノシロキサン類、これらの加水分解物及びこれらの組み合わせである。特定の実施形態において、オルガノシロキサン（例えばシルセスキオキサン又はポリオルガノシロキサン）は、ヒドロキシ基、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシなどのアルコキシ基及び自己凝縮反応で既知の官能基など、所望の浸透条件下で自己縮合反応が可能である１つ以上の官能基を含む。かかる基は好ましくはオルガノシロキサンの末端に配置されているが、側鎖上に、好ましくはそれらの末端で位置されてもよい。特に望ましいのは、以下に記載されているようにシルセスキオキサン類であり、上記で言� �されているように、好ましくは主鎖又は側鎖の末端で、自己凝縮反応のための１つ以上の官能基を有している。

0070

本明細書で使用されているとおり、用語「シルセスキオキサン類」（シラセスキオキサン類ともいわれる）は、シルセスキオキサン類、並びにシルセスキオキサンコポリマー（共縮合体）を含む。シルセスキオキサン類は、それ自体が、ケイ素と酸素（silicon-oxygen）の化合物であり、それぞれのＳｉ原子が、以下の一般式（Ｉ）を有しながら、平均３／２（セスキ）Ｏ原子及び１つの炭化水素基に結合している。

0071

Ｒ_２ｎＳｉ_２ｎＯ_３ｎ （Ｉ）
式中、
Ｒは水素又は好ましくは１〜２０個、より好ましくは１〜１２個の炭素原子を有する有機残基であり、
ｎは、１〜２０、好ましくは２〜１５、より好ましくは３〜１２、そして更により好ましくは４〜１２の整数である。好ましくは、繊維ブランケットに浸透させるために使用されるシルセスキオキサンは、室温（２３℃±２℃）では固体である。更に、シルセスキオキサンは、以下に示されるように、所望の浸透条件下で、自己架橋することができるヒドロキシ又はアルコキシ基などの官能基を好ましくは末端で含む。それらは、原理上は、例えば三官能性（例えばトリアルコキシ−官能性）シラン類（例えば、Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ）_３）の加水分解重縮合によって得られる。

0072

上記の式（Ｉ）において、Ｒは、好ましくは１〜２０個、より好ましくは１〜１２個、更により好ましくは１〜８個の炭素原子、並びに所望により、窒素、酸素、イオウ、好ましくは窒素及び酸素から選択される１つ以上の、好ましくは１〜５個のヘテロ原子を含有する有機基又は置換された有機基である。シルセスキオキサンのＲは、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、アルカリル又はアラルキル基及び、所望により窒素又は酸素などの１〜５個のヘテロ原子を含有することができるこれらの基であってもよい。これらの基は所望により、アミノ、メルカプト、ヒドロキシル、アルコキシ、エポキシ、アクリラト（acrylato）、シアノ及びカルボキシ基などの１つ以上の置換基を含有することができ、好まし� �置換基はアミノ、メルカプト、エポキシ又はＣ_１〜Ｃ_８−アルコキシ基である。

0073

Ｒの具体的な例示の例は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル及びヘプチルなどのＣ_１〜Ｃ_８−のアルキル；ビニル、アリル、ブテニル及びヘキセニルなどのＣ_２〜Ｃ_８−のアルケニル；エチニル及びプロピニルなどのＣ_２〜Ｃ_８−のアルキニル；シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチルなどのＣ_３〜Ｃ_８−のシクロアルキル；メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ及びヘキソキシ（hexocy）などのＣ_１〜Ｃ_８−のアルコキシ；エチレノキシ、プロピレノキシ及びブチレノキシなどのＣ_２〜Ｃ_８−アルケノキシ；プロパルギル；所望により、フェニル、トリル、ベンジル及びナフチルなど� ��６〜１２個の炭素原子を有する置換されたアリール；Ｒ^１−（Ｏ−Ｒ^２）_ｎ−又はＲ^３−（ＮＲ^５−Ｒ^４）_ｎ−であり、式中Ｒ^１〜Ｒ^４は、独立して所望により炭素原子８までを有する置換された、飽和又不飽和炭化水素基であり、好ましくは上記に記載の基から選択され、Ｒ^５は水素又はＣ_１〜Ｃ_８アルキル並びにｎは１〜１０であり；上に言及された基は全て１つ以上のアミノ、ヒドロキシル、メルカプト、エポキシ又はＣ_１〜Ｃ_８−アルコキシ基である。上に記載の基から、所望により置換されたＣ_１〜Ｃ_８−アルキル、所望により、６〜１２の炭素原子を有する置換されたアリール及びＲ^１� ��（Ｏ−Ｒ^２）_ｎ−又はＲ^３−（ＮＲ^５−Ｒ^４）_ｎ−であり、式中Ｒ^１〜Ｒ^４は、独立して、所望により８までの炭素原子を有する置換された、飽和又は不飽和炭化水素基であり、好ましくは上記の群から選択され、Ｒ^５は、水素又はＣ_１〜Ｃ_８アルキルであり、ｎは１〜１０までであり、任意の置換基は、アミノ、ヒドロキシル、メルカプト、エポキシ又はＣ_１〜Ｃ_８−アルコキシ基、が特に好ましい。

0074

Ｒの更なる例示としての例は、３，３，３−トリフルオロプロピル、ジクロロフェニル、アミノプロピル、アミノブチル、Ｈ_２ＮＣＨ_２ＣＨ_２ＮＨ（ＣＨ_２）_３−、
Ｈ_２ＮＣＨ_２ＣＨ_２ＮＨＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２−、メルカプトプロピル、メルカプトエチル、ヒドロキシプロピル、

0075

0076

0077

本発明に使用され得るシルセスキオキサンは、低い平均分子量（Ｍｗ）を有し、Ｍｗは、好ましくは、ポリスチレン基準を用いたゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）による測定値が最高１０，０００であり、好ましくは２００〜６０００であり、より好ましくは２５０〜５０００及び３００〜４０００の範囲である。ＧＰＣ試験法は、実用ゲル透過クロマトグラフィー「現代のサイズ排除液体クロマトグラフィー」（ジョンワイリーアンドサンズ、１９７９年出版）に詳細に説明されている。有用なシルセスキオキサンは、米国特許第３，４９３，４２４号（モーアロック（Mohrlok）ら）、同第４，３５１，７３６号（スタインバーガー（Steinberger）ら）、及び同第４，７８１，８４４号（コートマン（Kortmann）ら）に記述されており、� �照によりここにそれぞれ組み込まれる。

0078

シルセスキオキサンコポリマー（共縮合体）は、式Ｒ^１１ＳｉＯ_３／２又はＲ^１１−Ｓｉ（ＯＲ^１２）_３のシルセスキオキサンポリマーと、式Ｒ^１１_２Ｓｉ（ＯＲ^１２）_２のジオルガノオキシシラン類（diorganooxysilanes）（又はこれらの加水分解物）及び／又は式Ｓｉ（ＯＲ^１２）_４のテトラオルガノオキシシラン類（tetraorganooxysilanes）（又はこれらの加水分解物）とのコポリマー又は共縮合体を含み、Ｒ^１１は、Ｒ基のために上記に定義されたとおりであり、好ましくはそれぞれのＲ^１１は、１〜１２個の、好ましくは１〜８個の炭素原子を有する置換されていない又は置換された炭化水素ラジカルを表し、その置換基はアミノ、メ� �カプト及びエポキシ基であってもよく、Ｒ^１２は、独立して１〜８の好ましくは１〜４の炭素原子のアルキル基である。シルセスキオキサンは所望により、Ｒ^１１_３ＳｉＯＲ^１２のシラン類の共縮合体を更に含んでもよい。好ましいシルセスキオキサンポリマーは、中性又はアニオン性である。有用なシルセスキオキサンは、米国特許第３，４９３，４２４号（モーアロックら）、同第４，３５１，７３６号（スタインバーガーら）、同第５，０７３，４４２号（ノールトン（Knowlton）ら）、及び同第４，７８１，８４４号（コートマンら）に記述されている技術によって作製することができる。

0079

また、シルセスキオキサン混合物及びシルセスキオキサンコポリマー混合物も、所望により使用することができるシルセスキオキサンは、通常、固体であるべきであり、すなわち常温（２３℃±２℃）で気体でも液体でもない。シルセスキオキサン類は、コロイド懸濁液として使用することができる。シルセスキオキサン類は、シラン類を水、緩衝剤、界面活性剤及び所望により有機溶媒の混合物に、同時に混合物を酸性又は塩基性状態下で攪拌しながら添加することによって調製することができる。シルセスキオキサンの調製で使用される界面活性剤は、事実上、アニオン性又はカチオン性でなくてはならない。最良の結果は、一般にカチオン性懸濁液と共に得られる。狭い粒径を達成するために、分量のシランを均一かつゆっくりと添� �することが好ましい。コロイド懸濁液中のシルセスキオキサン類の平均粒径は、１ｎｍ〜１００ｎｍ（１０オングストローム〜１０００オングストローム）の範囲であるべきであり、好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍ（１０オングストローム〜５００オングストローム）又は１ｎｍ〜４０ｎｍ（１０オングストローム〜４００オングストローム）の範囲であり、より好ましくは２０ｎｍ〜５０ｎｍ（２００オングストローム〜５００オングストローム）の範囲であるべきである。添加できるシランの正確な量は、置換基Ｒ及び使用されるアニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤が使用されるかどうかによって決まる。

0080

単位がブロックまたランダム分布で存在し得るシルセスキオキサンコポリマーは、シラン類の同時加水分解によって形成される。式Ｓｉ（ＯＲ^２）_４のシラン類の好ましい量は、それらの分解物（hydrosylates）（例えば、式Ｓｉ（ＯＨ）_４の）を含みながら、使用されるシラン類の重量に対して、２〜５０重量％、好ましくは３〜２０重量％が添加される。テトラオルガノシラン類の量は、得られる組成物中に存在するテトラアルコキシシラン類及びこれらの分解物（例えば式Ｓｉ（ＯＨ）_４）を含みながら、シルセスキオキサンの重量に対して好ましくは１０重量％未満、好ましくは５重量％未満、より好ましくは２重量％未満である。

0081

以下のシラン類、例えばメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、２−エチルブチルトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン及び２−エチルブトキシトリエトキシシランは、本発明のシルセスキオキサン類の調製に有用である。

0082

好ましくは、ヒドロキシ数は、１グラム当たり約１０００〜６０００、より好ましくは約１５００〜２５００である。ヒドロキシ数は、例えば滴定よって測定することができ、あるいは分子量は^２９Ｓｉ ＮＭＲによって見積もることができる。

0083

残留物のテトラアルキオキシシラン（又はＳｉ（ＯＨ）_４など、これらの分解物）を本質的に含有しない有用なシルセスキオキサンは、ダウ・コーニング（Dow Corning）（ミシガン州ミッドランド）から入手可能なＳＲ ２４００樹脂（SR 2400 RESIN）（商品名）である。シルセスキオキサンの特に好ましい例は、ダウ・コーニング（Dow Corning）からの「Ｄｒｉ−Ｓｉｌ ５５」（商品名）であり、これはメタノール中、末端で、メトキシを有する９８重量％の（３−（２−アミノエチル）アミノプロピル）メチルセスキオキサンである。

0084

本発明の更なる実施形態において、シロキサン化合物は、ポリジオルガノシロキサン、好ましくはポリオルガノシロキサンである。好ましくは、繊維ブランケットに浸透させるために使用されるポリオルガノシロキサンは、室温（２３℃±２℃）では固体である。更に、ポリオルガノシロキサンは好ましくは、ヒドロキシ又はアルコキシなどの官能基を末端で含み、以下に示されているように所望の浸透条件下で自己架橋することができる。本発明において使用されるポリオルガノシロキサン類は、好ましくは低分子量（Ｍｗ）を有し、Ｍｗは好ましくは１０，０００までの範囲であり、好ましくは２００〜６０００であり、更により好ましくは２５０〜５０００及び３００〜４０００であり、ポリスチレン標準を使用しながらゲル透過ク� �マトグラフィー（ＧＰＣ）によって決定される。例えば、ポリオルガノシロキサン、好ましくはポリジオルガノシロキサンは、ケイ素結合した全置換基の約５０％がメチル基であり、任意の残りの置換基は、高級アルキル基などの（例えば、４〜２０の炭素原子を有する）他の一価の炭化水素基、例えば、テトラデシル及びオクタデシル、フェニル基、ビニル基及びアリル基並びに一価のヒドロカルボノキシ及び置換基された炭化水素基、例えばアルコキシ基、アルコキシ−アルコキシ基、フルオロアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アミノアルキル基及びポリアミノ（アルキル）基、メルカプトアルキル基及びカルボキシアルキル基である。かかるヒドロカルボノキシ基及び置換された炭化水素基の具体例は、メトキシ、エトキシ、ブ トキシ、メトキシエトキシ、３，３−トリフルオロ−プロピル、ヒドロキシメチル、アミノプロピル、β−アミノエチル−γ−メルカプトプロピル及びカルボキシブチルである。上記の有機置換基に加えて、オルガノシロキサンは、ケイ素結合した（通常は末端シラノール基に存在する）ヒドロキシル基、又は例えばポリ（メチルハイドロジェン）シロキサン類及びメチルハイドロジェンシロキサン単位及び／又はジメチルハイドロジェンシロキサン単位を備えるジメチルシロキサン単位のコポリマーにおけるような、ケイ素結合した水素原子を有してもよい。

0085

いくつかの場合において、ポリジオルガノシロキサンなどのポリオルガノシロキサンは、２つ以上の異なるタイプのシロキサン類を含んでもよく、他の有機ケイ素化合物と共に使用してもよい。例えば、ポリオルガノシロキサンは、シラノール末端ポリジメチルシロキサン及び架橋剤の両方を、したがって、ポリ（メチルハイドロジェン）シロキサン、アルコキシシラン、例えばＣＨ_３Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３及び／又はＮＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＮＨ（ＣＨ_２）_３Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３又はかかるシランの部分的な加水分解物及び縮合体を含んでもよい。このように、オルガノシロキサン類の広い範囲のいずれかを、特性によってポリオルガノシロキサンとし て、使用してもよい。一般に、ポリオルガノシロキサン類、例えばポリジオルガノシロキサン類として好ましいのは、単独又は他のオルガノシロキサン化合物との組み合わせで使用されてもよい、末端ケイ素結合反応性基を有するポリオルガノシロキサン類、例えばヒドロキシル基及びアルコキシ基である。上記のポリオルガノシロキサン、例えばポリジオルガノシロキサンはまた、一般式（ＩＩ）のオルガノシランとの組み合わせで使用されてもよい。

0086

0087

式中、それぞれのＹは炭化水素基、アルコキシ基及びアルコキシアルコキシ基から選択された、６個未満の炭素原子を有する一価の基を表し、少なくとも１つのＹはアルコキシ又はアルコキシアルコキシであり、Ｒは３〜１０個の炭素原子を有する二価の基を表し、前述の基はエーテル結合及び／又はヒドロキシル基の形態で存在する炭素、水素及び所望により酸素からなり、Ｒ'は１〜１５個の炭素原子又は基
（−ＯＱ）_ａＯＺを有する一価の炭化水素基を表し、ここでＱは、２又は３個の炭素原子を有するアルキレン基を表し、ａは、１〜２０の値を有し、Ｚは、水素原子、アルキル基又はアシル基を表し、それぞれのＲ''はメチル又はエチル基を表し、Ｘはハロゲン原子を表す。

0088

上に指定された一般式（ＩＩ）において、二価の基Ｒは、炭素及び水素又は炭素、水素及び酸素、エーテル結合及び／又はヒドロキシル基の形態で存在する任意の酸素からなる。基Ｒは、したがって例えば、メチレン、エチレン、ヘキシレン、セニレン（xenylene）、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２−及び
−（ＣＨ_２）_２ＯＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−、である。好ましくはＲは基−（ＣＨ_２）_３−、−（ＣＨ_２）_４−又は
−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２−を表す。Ｒ'基は、１〜１５個の炭素原子を有する任意の一価の炭化水素基、例えばアルキル基、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル又はテトラデシル、アルケニル基、例えばビニル、又はアリール、アルカリル又はアラルキル基、例えばフェニル、ナフチル、トリル、２−エチルフェニル、ベンジル及び２−フェニルプロピルであってよい。Ｒ'基は、本明細書の上記に定義されたとおり、基−（ＯＱ）_ａＯＺであってもよく、かかる基の例は、
−（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）ＯＨ、−（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_３ＯＨ、−（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_３（ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２）_３ＯＣ_４Ｈ_９及び
−（ＯＣＨ_２ＣＨ_２）_２ＯＣ_３Ｈ_７である。Ｙ置換基として、メチル、エチル、プロピル及びビニル並びにアルコキシ及びアルコキシアルコキシ基、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ及びメトキシエトキシなどの一価の炭化水素基が存在してもよい。少なくとも１つのＹは、アルコキシ又はアルコキシアルコキシでなくてはならず、好ましいシラン類はＹ置換基がメチル基及びアルコキシ基又は４個未満の炭素原子を有するアルコキシアルコキシ基から選択されるものである。好ましくは、Ｘはクロリン又は臭素を表す。上記のオルガノシラン類は、既知の物質であり、例えば三級アミン、例えばＣ_１５Ｈ_３１Ｎ（ＣＨ_３）_２とハロアルキルシラン、例えばク� �ロプロピルトリメトキシシランとの反応によって、又は不飽和アミンのヒドロシリコン化合物への添加、続いてその生成物とヒドロカルビルハロゲン化物又は水素ハロゲン化物の反応によって、調製することができる。

0089

本発明の更なる実施形態において、繊維は、アルコキシ基含有のシラン、好ましくは、所望により置換されたアルキル−又はアリール−アルコキシシラン、より好ましくは式ＲＳｉ（ＯＲ'）_３の所望により置換されたアルキル−又はアリール−トリアルコキシシラン、これらの加水分解物及び縮合体並びにこれらの組み合わせから選択された有機ケイ素化合物を浸透させることができる。Ｒがアルキルである場合、アルキル基は、好ましくは１〜２０個の、より好ましくは１〜１６個の、更により好ましくは１〜１０個又は１〜８個の炭素原子を含有する。好ましいアルキル基は、メチル、エチル、プロピル、メチルエチル、ブチル、ペンチル、ヘキシル及びシクロヘキシルである。Ｒがアリールである場合、アリール基は好ま� �くはフェニルである。アルコキシ基ＯＲ'は好ましくは１〜１２個、より好ましくは１〜８個、更により好ましくは１〜６個の炭素原子を含有する。好ましいアルコキシ基は、メトキシ及びエトキシであり、２−メトキシエトキシ及びイソプロポキシもまた有用である。アルコキシ基は互いにそれぞれ独立して選択される。任意の置換基は、好ましくはアミノから、所望により更に、例えばＣ_１〜Ｃ_６−アルキルと更に置換された、又はアミノ−Ｃ_１〜Ｃ_６−アルキル；エポキシ、３−グリシジルオキシ、３−（メタ）アクリロキシ、メルカプト及びＣ_１〜Ｃ６−アルコキシ基から選択される。好ましい実施形態では、ルキル基のみが置換される。特に前述の水溶液がすぐにではなく、数時間後に� �用される場合は、加水分解物及び／又は縮合体、特にアルコキシ基含有のシラン化合物などの自己縮合体は、例えば前述のシランの水溶液中で形成され得る。

0090

トリアルコキシシラン類の例は、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、２−エチルブチルトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、２−エチルブトキシトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、メタクリロキシトリメトキシシラン（methacryloxytrimethoxysilane）、グリシドキシトリメトキシシラン（glycidoxytrimethoxysilane）及びＮ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシランである。アルキル−又はフェニル−トリアルコキシシランの例は、デグサ（Degussa）から� ��品名ダイナシラン（DYNASYLAN）で市販されており、その例はダイナシランＰＴＭＯ（DYNASYLAN PTMO）であり、これはプロピルトリメトキシシランである。

0091

浸透材料は、式Ｓｉ（ＯＲ）_４又はＳｉ（ＯＲ）_３ＯＲ'又はＳｉ（ＯＲ）_２（ＯＲ'）_２のテトラアルコキシシラン類と共に上記に言及されたように、トリアルコキシシラン類のブレンドを含んでもよく、式中、Ｒ及びＲ'は所望により、好ましくは、１〜２０個、より好ましくは１〜１６個、更により好ましくは１〜１０個又は１〜８個の炭素原子を含有する置換されたアルキル基である。好ましいアルキル基は、メチル、エチル、プロピル、メチルエチル、ブチル、ペンチル、ヘキシル及びシクロヘキシルである。任意の置換基は、好ましくは、アミノ基から選択され、所望により更に例えばＣ_１〜Ｃ_６−アルキル又はアミノ−Ｃ_１〜Ｃ_６−アルキル；エポキシ、３− グリシジルオキシ、３−（メタ）アクリロキシ、メルカプト及びＣ_１〜Ｃ_６−アルコキシ基と置換される。

0092

このマットは、繊維マットの圧縮及び抑制の前又は後に、任意の上の材料で含浸することができる。更に、また、繊維が成形ボックスに供給される前に、繊維を含浸することも可能である。

0093

本発明の更なる実施形態において、高摩擦コーティング材料の薄い連続的又は非連続的なコーティングが、内側表面（すなわち汚染防止要素と接触するマウンティングマットの表面）並びに所望により外側表面（すなわちハウジングと接触するマウンティングマットの表面）上に形成される。高摩擦コーティングは、高摩擦コーティング材料が本質的にマウンティングマットに入り込まないように適用される。更に、繊維マットの内側表面及び所望により外側表面は、繊維マットの、所望によりコーティングされた外側表面とハウジングとの間の摩擦係数が、繊維マットのコーティングされた内側表面と触媒要素との間の摩擦係数よりも低くなるように、高摩擦コーティングでコーティングされる。高摩擦コーティングの有機部分は、触媒� ��素の通常の動作条件下で、部分的又は完全に分解又は分散する。外側表面の高摩擦コーティングは、マウンティングマットの内側表面の高摩擦コーティングと同じであってもよいし、異なっていてもよい。所望の据付特性を得るために、同じコーティング材料が、両方の表面上で使用される場合、繊維マットの外側表面の側と内側表面の側との間に浸透量が異なるので、予防措置がとられなければならない。同じ高摩擦コーティングを備える浸透に対して、内側表面が浸透する側を備えるコーティング材料の固体構成要素含有量は、したがって、外側表面が浸透する側を備えるコーティング材料の固体構成要素含有量よりも大きくなければならない。両方の側の間で摩擦差が最大化されたとき、優れた詰め結果が達成できるということが� �されている。マウンティングマット上の高摩擦コーティングの含有量の差に特別の制限はないが、マウンティングマットの内側表面の側上の高摩擦コーティングの固体構成要素含有量は、好ましくは約５ｇ／ｍ^２〜１００ｇ／ｍ^２、より好ましくは約１０ｇ／ｍ^２〜５０ｇ／ｍ^２である。一方、繊維マットの外側表面上の高摩擦コーティングの固体構成要素含有量は、好ましくは、約０．５ｇ／ｍ^２〜１０ｇ／ｍ^２である。

0094

一般に使用されているキャニング方法である、例えば触媒の詰め中に、高摩擦コーティングは、通常、動きを改善する役割を果たす。缶詰中にマットの滑りを防止するために、高摩擦コーティングが選択され、滑り止め特性を構成要素の表面上にもたらす。コーティングは、天然又は合成ポリマー材料、アクリル酸エステルコポリマー、ニトリル樹脂若しくはゴム、酢酸ビニルコポリマー、ポリスチレン樹脂、アクリレート−スチレンコポリマー、スチレン−ブタジエン樹脂、ＳＩＳブロックコポリマー、ＥＰＤＭ、ＡＢＳ、ＰＥ又はＰＰフィルムなどのような、好ましくは、アクリル樹脂又はゴムなどの樹脂又はゴム材料、及びこれらの組み合わせから選択することができる。これらの有機ポリマー材料の多くは、優れた滑り止め特性を� ��たらす。これらの有機ポリマーのいくつかは、上昇した温度で柔らかくなる場合があり、これは、有機ポリマー材料が悪化又は消失する前に、一定の温度／時間ウィンドウにおいて、低減された保持特性につながる場合がある。シリカ−、アルミナ−及び粘土ゲル又は粒子スラリーなどの無機コーティングが使用できるが、無機コーティングは時々、有機ポリマー材料と比較して低いスリップ防止特性を有する場合がある。無機コーティングの利点は、高温で分解せず、そのため、マット保持性能の増加につながる永続的な摩擦上昇をもたらす。保持性能の更なる最適化は、無機高摩擦コーティングをマットのハウジング側上に付けることによって達成することができ、これは詰め特性を著しく変えずに、摩擦の増加及びマット保持性能� �増加につながる。

0095

特定の実施形態において、高摩擦コーティング構成要素は、触媒コンバータの動作中に高温条件下で発生する任意反応で分解及び消散され得るラテックスからなる。本明細書で使用可能なラテックスは、天然又は合成ポリマー材料、好ましくは樹脂材料、アクリル酸エステルコポリマー、酢酸ビニルコポリマー、ポリスチレン樹脂、アクリレート−スチレンコポリマー、スチレン−ブタジエン樹脂及びこれらの組み合わせを水性媒質、他の媒質又はポリビニルアルコールなどの有機材料の中に分散することによって得られるコロイド状の分散液を含む。所望により、ラテックスは、シリカ粒子、アルミナ粒子又は粘土粒子の１つ以上の、ラテックスへの混合を更に含む。アクリル樹脂が使用されるアクリルラテックスは、特に有利に使用す� ��ことができる。好ましいラテックスは、エアプロダクツポリマーズ（Air Products Polymers）（米国ペンシルベニア州アレンタウン所在）から「エアフレックスＥＡＦ６７（AIRFLEX EAF67（商品名））」として入手可能な酢酸ビニル−エチレンポリマー分散液、並びに、バスフ（BASF）（ドイツ、ルートヴィヒスハーフェン所在）から「アクロナルＡ４２０Ｓ（ACRONAL A 420 S）」及び「アクロナルＬＡ４７１Ｓ（ACRONAL LA 471 S）（商品名）」として入手可能な、熱により架橋可能なアクリル酸とエステルのコポリマーの、可塑剤を含まない分散水溶液である。

0096

更なる実施形態において、繊維マットがコーティングされる高摩擦コーティングは、上記の有機ポリマー材料及び１つ以上のタイプの研磨粒子も含むことができる。有用な有機ポリマー材料及び有意な研磨粒子に特に関する更なる詳細は、２００６年２月２３日付の国際公開第２００６／０２００５８（Ａ）号に見出すことができる。例えば、有機ポリマー材料中に研磨粒子の微粒子を分散することによって調製されたスラリーが、繊維マットの表面に適用される。このように、繊維マットの少なくとも内側表面及び所望により外側表面上に、研磨材料（複数）の微粉粒子が選択的に固定されているコーティングを有する繊維マットが得られる。研磨材料の微粒子は、触媒要素を備える繊維マットの少なくとも接触面上に配置されているた� ��、触媒要素との摩擦係数が増加され、触媒要素の保持信頼性は更に改善することができる。更に、触媒要素及び触媒要素の周囲に巻かれている繊維マットは缶詰され、触媒要素と巻かれた繊維マットとの間の動きが、阻止されることができ、あるいは、組み立てられる触媒コンバータの性能に悪影響を与えることなく、少なくとも有意に低減することができる。

0097

0098

マウンティングマットは、最終用途の要求を満たすために、様々な厚さで作製することができる。これらの要求としては、例えば、モノリスのタイプ（例えば薄い壁、金属、標準の厚さの壁）、室温及び動作温度での隙間の厚さ、及び動作温度での収縮又は膨張のためにマットが発する圧力が挙げられる。通常、マウンティングマットは、約４ｍｍ〜約３０ｍｍの厚さの範囲であることができる。マウンティングマットは、約８００ｇ／ｍ^２〜約３，０００ｇ／ｍ^２の範囲の単位面積当たりの重量を有することができる。マウンティングマットは、５ｋＰａの負荷の下で０．３ｇ／ｃｍ^３〜０．７ｇ／ｃｍ^３の範囲のかさ比重を有することができ、あるいは膨張性マットの場合は、通常、約０．６ｇ／ｃｍ３〜１．３ｇ／ｃｍ^３のかさ比重を有することができである。