JP5822163B2

JP5822163B2 - 可変基本質量取付けマットまたはプレフォームおよび排気ガス処理装置

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Publication number: JP5822163B2
Application number: JP2012524694A
Authority: JP
Inventors: セルジオデヴィッドジュニアフェルナンデス
Original assignee: ユニフラックスワンリミテッドライアビリティカンパニー
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2030-08-10
Also published as: WO2011019377A2; JP2015063995A; CN102713191B; US8679415B2; EP2464840A2; ZA201200977B; CN102713191A; JP2013501892A; WO2011019377A3; JP2017096290A; US20110033343A1; EP2464840A4

Description

排気ガス処理装置、例えば、自動車排気系に用いられる触媒コンバータやディーゼルパティキュレートトラップに用いるためのマットまたは成形プレフォームを開示する。マットは、排気ガス処理装置のハウジング内に脆弱モノリスを取り付ける取付けマットとしてまたは排気ガス処理装置の端部コーンにおける断熱体として用いることができる。マットまたは端部コーンプレフォームの選ばれた部分は、マットまたはプレフォームの他の領域より大きい基本質量の領域を有する。

エンジン排出ガスからの大気汚染を削減するために排気ガス処理装置が自動車に用いられている。広く用いられている排気ガス処理装置の例としては、触媒コンバータおよびディーゼルパティキュレートトラップが挙げられる。
自動車エンジンの排気ガスを処理するための触媒コンバータは、ハウジングと、一酸化炭素と炭化水素の酸化および窒素の酸化物の還元を行うために用いられる触媒を保持するための触媒担持脆弱構造体と、ハウジング内に触媒担持脆弱構造体を弾性的に保持するために触媒担持脆弱構造体の外面とハウジングの内面との間に配置される取付けマットとを含む。
ディーゼルエンジンによって生成される汚染を防止するためのディーゼルパティキュレートトラップは、一般的には、ハウジングと、ディーゼルエンジン排出ガスからの微粒子を集めるためのパティキュレート脆弱フィルターまたはトラップと、ハウジング内に脆弱フィルターまたはトラップを弾性的に保持するためにフィルターまたはトラップの外面とハウジングの内面との間に配置される取付けマットとを含む。
触媒担持脆弱構造体は、一般的には、金属の脆弱材料または脆性セラミック材料、例えば、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、ジルコニア、コージライト、炭化ケイ素等から製造されるモノリシック構造体からなる。これらの材料によって、複数のガス流路を有するスケルトンタイプの構造体が得られる。これらのモノリシック構造体は、脆弱である場合があり、そのために、小さい衝撃荷重または応力でさえ亀裂が入るかまたは粉砕するのにしばしば充分である。上記の熱的および機械的な衝撃および他の応力から脆弱構造体を保護するだけでなく、断熱およびガスシールを与えるために、脆弱構造体とハウジングとの間のギャップ内に取付けマットが位置決めされている。
排気ガス処理装置は、典型的には、触媒担持脆弱構造体または脆弱パティキュレートフィルターまたはトラップと排気管との間に端部コーン領域を備えている。ある実施態様によれば、排気ガス処理装置のための端部コーンは、外側の金属コーンと；内側の金属コーンと；前記外側と内側の端部金属コーンの間に配置されるコーン絶縁体とを備えている。排気ガス処理装置のための端部コーンは、外側の金属コーンと、前記外側の端部金属コーンの内面に隣接して配置される自立性コーン絶縁体を備え得る。

取付けマットは、ギャップ嵩密度とギャップ熱膨張の局部的差をしばしば受ける；すなわち、ギャップ嵩密度とギャップ熱膨張は、取付けマット全体に一定でない。これらの局部的差は、熱い排気ガスにさらされる際に望ましくない支持マット侵食の原因となり得る。

排気ガス処理装置における取付けマットまたは端部コーン絶縁体として用いるためマットであって、前記マットが無機繊維のシートを含み、前記シートが対向する第1の主表面と第2の主表面と長さと幅と圧縮されていない厚みとを備え、かつ前記シートが第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の部分と第1の基本質量より大きい第2の圧縮されていない基本質量を有する第2の部分とを備えていることを特徴とするマットを提供する。
また、ハウジングと；ハウジング内に位置する脆弱構造体と；前記ハウジングと前記脆弱構造体との間のギャップに配置される取付けマットであって、前記マットが対向する第1の主表面と第2の主表面と長さと幅と圧縮されていない厚みとを備えている無機繊維のシートを含み、前記シートが第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の部分と第1の基本質量より大きい第2の圧縮されていない基本質量を有する第2部分とを備えている、前記取付けマットとを備えている排気ガス処理装置を提供する。
その上、ハウジングと；ハウジング内に位置する脆弱構造体と；前記ハウジングと前記脆弱構造体との間のギャップに配置される取付けマットと；二重壁端部コーンハウジングと；二重壁端部コーンハウジングの壁の間に配置されるマットまたは成形三次元絶縁プレフォームであって、前記マットまたはプレフォームが無機繊維と、第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の部分と第1の基本質量より大きい第2の圧縮されていない基本質量を有する第2の部分からなる前記マットまたはプレフォームとを備えている排気ガス処理装置を提供する。
さらに、排気ガス処理装置のための端部コーンであって、外側の金属コーンと；内側の金属コーンと；前記外側の端部金属コーンと内側の端部金属コーンとの間に配置されるマットまたは成形三次元絶縁プレフォームとを備え、前記マットまたはプレフォームが無機繊維と第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の部分と第1の基本質量より大きい第2の圧縮されていない基本質量を有する第2の部分を含むことを特徴とする、端部コーンを提供する。
さらに、排気ガスを処理するための装置を製造する方法であって、対向する第1の主表面と第2の主表面と長さと幅と圧縮されていない厚みとを備えている無機繊維のシートを含み、前記シートが第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の部分と第1の基本質量より大きい第2の圧縮されていない基本質量を有する第2部分からなるマットを、排気ガスを処理するために適合された脆弱構造体の少なくとも一部の周りに巻き付ける工程と；脆弱構造体と取付けマットをハウジング内に配置する工程であって、取付けマットが脆弱構造体とハウジングとの間に配置される、前記工程を含む、前記方法を提供する。
さらに、排気ガス処理装置のための端部コーンの製造方法であって、外側の端部金属コーンと内側の端部金属コーンとの間にマットまたは成形三次元絶縁プレフォームを配置する工程であって、前記マットまたはプレフォームが無機繊維と第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の部分と第1の基本質量より大きい第2の圧縮されていない基本質量を有する第2の部分を含む工程を含む方法を提供する。

図1は、例示的可変基本質量取付けマットを示す斜視図である。図2Aは、例示的可変基本質量取付けマットを示す平面図である。図2Bは、例示的可変基本質量取付けマットを示す側面図である。図2Cは、例示的可変基本質量取付けマットを示す平面図である。図2Dは、例示的可変基本質量取付けマットを示す平面図である。図2Eは、例示的可変基本質量取付けマットを示す側面図である。図2Fは、例示的可変基本質量取付けマットを示す平面図である。図2Gは、例示的可変基本質量取付けマットを示す側面図である。図2Hは、例示的可変基本質量取付けマットを示す側面図である。図3は、脆弱構造体の周りに巻き付けられる例示的可変基本質量取付けマットを示す排気ガス処理装置の斜視断面図である。図4Aは、例示的可変基本質量端部コーン絶縁マットを示す側面図である。図4Bは、例示的可変基本質量端部コーン絶縁マットを示す側面図である。図4Cは、例示的可変基本質量端部コーン絶縁マットを示す側面図である。図5Aは、端部コーン絶縁マットとして用いることができる例示的可変基本質量シートを示す上面図である。図5Bは、端部コーン絶縁マットとして用いることができる例示的可変基本質量シートを示す上面図である。図6は、例示的排気ガス処理装置を触媒コンバータの形で示す断面図である。

排気ガス処理装置、例えば、自動車排気系に用いられる触媒コンバータやディーゼルパティキュレートトラップに用いられるマットまたは成形（例えば真空形成）プレフォームを開示する。マットまたはプレフォームは、排気ガス処理装置のハウジング内に脆弱モノリスを取り付ける取付けマットとしてまたは排気ガス処理装置の端部コーン領域における断熱体として用いることができる。マットまたはプレフォームの一部は、マットまたはプレフォームの他の部分より大きな基本質量を有する。マットまたはプレフォームの基本質量の変動は、排気ガス処理装置の正常運転時に高温ガス侵食に対する抵抗を与えると考えられる。
ある実施態様によれば、マットは、無機繊維の少なくとも1つの非膨張性シートを含む。シートは、長さと幅と圧縮されていない厚みを含む。シートは、第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の区画と第1の基本質量とは異なる第2の圧縮されていない基本質量を有する少なくとも1つの第2の区画を含む。
排気ガスを処理するための装置もまた提供される。装置は、外側の金属ハウジングと、ハウジングの内面と脆弱構造体の外面との間に配置される取付けマットがハウジング内に取り付けられる少なくとも1つの脆弱構造体とを含む。脆弱構造を取り付けるために用いられる取付けマットは、無機繊維のシートを含み、第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の区画と第1の基本質量とは異なる第2の圧縮されていない基本質量を有する第2の区画を有する。

用語“脆弱構造体”は、本質的に脆弱性または破砕性であり得る金属またはセラミックモノリスのような構造体を意味しかつ含むものであり、本明細書に記載されるような取付けマットから恩恵を受けることになる。これらの構造体は、一般的には、ハウジング内に熱的耐性材料によって取り付けられる1つ以上の多孔質管状またはハニカム状構造体を含む。各構造体は、排気ガス処理装置のタイプによって、1平方インチ当たり約200から約900以上のチャネルまたはセルを含む。ディーゼルパティキュレートトラップは、パティキュレートトラップ内の各チャネルまたはセルの一端またはもう一端が閉じられている触媒構造体とは異なる。パティキュレートは、多孔質構造体における排気ガスから高温バーンアウトプロセスによって再生されるまで集められる。取付けマットの自動車以外の用途には、化学工業用排出（排気）煙突のための触媒コンバータが含まれ得る。
他の実施態様によれば、排気ガス処理装置のための端部コーンが提供される。端部コーンは、内側の端部コーンハウジングと外側の端部コーンハウジングを有する二重壁構造を有する。マットまたは真空形成絶縁プレフォームは、内側と外側の端部コーンハウジングの間のギャップまたは空間に配置される。マットまたは真空形成プレフォームは、第1の圧縮されていない基本質量を有する第一区画と第1の基本質量とは異なる第2の圧縮されていない基本質量を有する第2の区画を有する。
他の実施態様によれば、排気ガス処理装置は、外側の金属ハウジングと、ハウジングの内面と脆弱構造体の外面との間に配置される取付けマットによってハウジング内に取り付けられる少なくとも1つの脆弱構造体と、装置の吸排気領域に位置する端部コーンとを含む。端部コーン領域は、内側の端部コーンハウジングと外側の端部コーンハウジングを有する二重壁構造を有する。マットまたは真空形成絶縁プレフォームは、内側と外側の端部コーンハウジングの間のギャップまたは空間に配置される。マットまたは真空形成プレフォームは、第1の圧縮されていない基本質量を有する第一区画と第1の基本質量とは異なる第2の圧縮されていない基本質量を有する第2の区画を有する。

図1は、排気ガス処理装置、例えば、自動車の触媒コンバータまたはディーゼルパティキュレートトラップのための取付けマット10を示す例示的実施態様である。取付けマット10は、ベース層または可撓性繊維材料のシート12からなる。可撓性繊維材料のベース層12は、対向して面する第1の主表面14と第2の主表面16とを含む。ベース層12は、また、長さLと、幅Wと、圧縮されていない厚みTとを有する。圧縮されていない厚みとは、マットに加えられるいかなる外部圧縮力もない取付けマット10の厚みを意味する。脆弱構造体とハウジングとの間に据え付けられるマットが圧縮されるので、据え付けられた厚みは圧縮されていない厚みより少ない。図1に示される例示的実施態様によれば、取付けマット10は、一方の端部に舌9と対向する端部に嵌合溝11があることが示されている。取付けマット10が円筒状脆弱モノリスの円周を巻き付けるときに舌9が溝11と嵌合する。
取付けマット10のベース層12は、また、対向する側域18と20を有する。取付けマット10のベース層12の側域18、20の少なくとも1つは、ベース層12の残りの基本質量より大きい基本質量を有する。ある例示的実施態様によれば、ベース層12の側域18または20のどちらも、ベース層12の残りより大きい基本質量を有し得る。他の例示的実施態様によれば、側域18と20は双方とも、マットの側域18と20の間で伸びる取付けマット10の領域22の基本質量より大きい基本質量を有する。側域18と20の基本質量は、同じでも異なってもよい。
可変基本質量は、異なった部分の材料24をベース層12に対向して面する第1の主表面14と第2の主表面の一方または双方上の表面側域18および／または20の一方または双方に結合することによって達成され得る。あるいは、可変基本質量は、異なった部分の材料24をベース層12の第1の主表面14と第2の主表面16上の表面側域18にかつ異なった部分の材料24を対向して面する主表面上の表面側域20に結合することによって達成され得る。

ここで図2Aおよび図2Bを参照すると、可変基本質量は、異なった部分の材料24をベース層12に対向して面する第1の主表面14と第2の主表面16の一方の上の表面側域18または20の一方に結合することによって達成され得る。得られた製品の圧縮されていない厚みは、ベース層12の圧縮されていない厚みと、付加材料24がベース層12に結合されている所望の領域における繊維付加材料24の圧縮されていない厚みのそれを有する。取付けマット10のベース層12の他の領域、例えば、対向する側域18と20の間に伸びている部分22において、取付けマット10の圧縮されていない厚みは、ベース層12の圧縮されていない厚みのみからなる。
異なった材料の1つ以上の部分24をベース層12の一方または双方の表面に結合して、マットの所望の領域の基本質量を蓄積することができる。さらに、材料の異なった部分24は、ベース層12にまたは材料の他の異なった部分24に付着させることができる。次の材料の異なった部分24を前に付着させた材料の部分24に付着させることによって、複合の圧縮されていない厚みの支持マット10が作成され得る。材料の異なった部分24は、ベース層12にまたは材料の他の異なった部分24に手段、例えば、押圧、ホットプレス、穿刺、接着、ステープル留め、縫合、ねじ切りまたはこれらの組み合わせによって付着させ得る。本明細書に用いられる“押圧”は、材料がその据え付けられた状態で受ける圧縮とは異なる。
図2Cを参照すると、可変基本質量は、材料の異なった部分24をベース層12に対向して面する第1の主表面14と第2の主表面16の一方の上の表面側域18と20双方に結合することによって達成され得る。得られた製品の圧縮されていない厚みは、ベース層12の圧縮されていない厚みプラス異なった部分の材料24がベース層12に結合された所望の領域において異なった部分の材料24の圧縮されていない厚みを有する。取付けマット10の基材層12の他の領域、例えば、対向する側域18と20の間に伸びている部分22において、取付けマット10の圧縮されていない厚みは、ベース層12の圧縮されていない厚みのみを含む。

図2Dおよび図2Eを参照すると、可変基本質量は、異なった部分の材料24をベース層12に対向して面する第1の主表面14と第2の主表面16の双方の上の側面域18または20の一方に結合することによって達成され得る。得られた製品の圧縮されていない厚みは、ベース層12の圧縮されていない厚みと材料の異なった部分24がベース層12に結合された所望の領域における材料の異なった部分24の圧縮されていない厚みのそれを有する。取付けマット10のベース層12の他の領域、例えば、対向する側域18と20の間に伸びている部分22において、取付けマット10の圧縮されていない厚みは、ベース層12の圧縮されていない厚みのみを含む。
図2F〜図2Hを参照すると、可変基本質量は、材料の異なった部分24をベース層12に対向して面する第1の主表面14と第2の主表面16の双方の上の側面域18と20双方に結合することによって達成され得る。得られた製品の圧縮されていない厚みは、ベース層12の圧縮されていない厚みプラス材料24がベース層12に結合された側域18と20における材料の異なった部分24の圧縮されていない厚みを有する。取付けマット10のベース層12の他の領域、例えば、対向する側域18と20の間に伸びている部分22において、取付けマット10の圧縮されていない厚みは、ベース層12の圧縮されていない厚みのみを含む。
排気ガスを処理するための装置の例示的形態は、図3において符号30によって示されている触媒コンバータである。取付けマットが図3に示される装置に用いるのに限定されるものでないことは理解すべきであり、したがって、形状は例示的実施態様としてのみ示されている。実際に、取付けマットは、排気ガスや排出ガスを処理するのに適している脆弱構造体、例えば、ディーゼル触媒構造体、ディーゼルパティキュレートトラップ等を取り付けるかまたは支持するために使用し得る。

触媒コンバータ30は、外側の金属ハウジングを備えている。ハウジング32は、一方の端部に大体円錐状の吸気口34と対向する端部に排気口36とを含む。吸気口コーン34と排気口36は、外側の端部で適切に形成され、これによって内燃機関の排気系統におけるコンジットに固定することができる。触媒コンバータ30のハウジング32は、触媒担体脆弱要素を保持する吸気口コーン34と排気口コーン36の間に伸びている部分38を含む。
排気ガス処理装置30は、脆弱構造体、例えば破砕性セラミックモノリス40を含み、これが取付けマット10によってハウジング32内に支持されかつ拘束される。モノリス40は、一方の端部の吸入口からその対向する端部の排気口端部表面まで軸方向に伸びている複数のガス透過性通路を含む。モノリス40は、適切な耐火金属材料またはセラミック材料から既知の方法および配置で構成され得る。モノリスは、典型的には、断面の形状が長円形または円形であるが、他の形状も可能である。
モノリス40は、間隔またはギャップによってハウジング32の内面から隔置されており、これは用いられる装置のタイプや設計、例えば、触媒コンバータ、ディーゼル触媒構造体、またはディーゼルパティキュレートトラップによって異なる。このギャップに取付けマット10を充填して、セラミックモノリス40に弾性支持体を与える。弾性取付けマット10は、外部環境に対する断熱と脆弱構造体に対する機械的支持の双方を与え、それによって、広範囲の排気ガス処理装置作動温度全体に機械的衝撃から脆弱構造体を保護する。取付けマット10は、図2A〜図2Hに示される例示的構造のいずれを有してもよい。図3に示される実施態様において、取付けマット10は、対向して面する表面14と16双方の上の対向する側域18、20双方の上のベース層12に結合された付加材料の隔置された離れた部分24を含む。あるいは、可変基本質量マットをダイスタンプ法で形成して、異なる基本質量がマットに組み込まれた部分を有する一体化（すなわち、1つの部分）マットを得ることができる。これは、スタンピングの前に異なる質量の予め形成された繊維材料をダイのある領域に組み込むことによって達成され得る。

ここで、図4A〜図4Cを参照すると、排気ガス処理装置において端部コーン絶縁体として有用である円錐台形状の真空形成絶縁プレフォーム50が示されている。図4Aに示される実施態様によれば、端部コーンプレフォーム絶縁体は、プレフォーム50の狭い縁部54の近傍にコーン絶縁体50に結合される付加材料52、例えば、可撓性追加繊維材料の部分またはストリップを含む。この実施態様によれば、端部コーン絶縁体は、付加されるストリップ材料54を有する領域のコーンの基本質量が端部コーン56の残りの部分の基本質量より大きい可変基本質量を有する。
図4Bを参照すると、排気ガス処理装置における端部コーン絶縁体として有用である円錐台形状の真空形成絶縁プレフォーム50が示されている。図4Bに示される実施態様によれば、端部コーンプレフォーム絶縁体は、プレフォーム50のより広い縁部58の近傍にコーン絶縁体50に結合される付加材料60のストリップを含む。この実施態様によれば、端コーン絶縁体は、付加されるストリップ材料60を有する領域におけるコーンの基本質量が端部コーン56の残りの部分の基本質量より大きい可変基本質量を有する。
図4Cを参照すると、排気ガス処理装置における端部コーン絶縁体として有用である円錐台形状の真空形成絶縁プレフォーム50が示されている。FIG 4Cに示される実施態様によれば、端部コーンプレフォーム絶縁体は、プレフォーム50の狭い端部54の近傍にコーン絶縁体50に結合される付加材料52のストリップと縁部58に沿ってコーン50に結合される付加材料60のストリップを含む。この実施態様によれば、端部コーン絶縁体は、付加ストリップ物質54と60が付加される領域のコーンの基本質量が端部コーン56の残りの部分の基本質量より大きい可変基本質量を有する。

図5Aおよび図5Bは、端部コーン絶縁体のシート66を示す図である。シート66は、実質的に三日月形の形状に切断されるかまたは打ち抜かれる。図5Aによれば、シート66は、無機繊維絶縁体のベース層67を含む。付加材料68または69の非膨張性ストリップをベース層67の1つの側域に結合して、ベース層67の残りの基本質量と比較して異なる基本質量を得る。ストリップ68と69をベース層67に付加することによってコーン絶縁体の1つを超える領域の基本質量を増加させることも可能である。
図6は、触媒コンバータ70の形の排気ガス処理装置を示す図である。触媒コンバータ70は、中間ハウジング部76を含む。脆弱支持要素72は、取付けマット74によって中間ハウジング部76内に保持される。コンバータ70は、中間部76の側面に位置する吸気口コーン80と排気口コーン90とを含む。吸気口コーン80は、外側の金属ハウジング82と内側の金属ハウジング84とを含む。端部コーン絶縁体86は、外側82と内側84のハウジングの間に位置する。端部コーン絶縁体86は、可変基本質量マットまたはプレフォームを含む。図の実施形態では、付加材料88がコーンの狭端部に結合されている。排気口コーン90は、外側の金属ハウジング92と内側の金属ハウジング94とを含む。端部コーン絶縁体96は、外側92と内側94のハウジングの間に位置する。端部コーン絶縁体96は、可変基本量マットまたはプレフォームを含む。図の実施形態では、付加材料98は、コーンのより広い縁部に結合されている。

いかなる耐熱無機繊維も、その繊維が取付けマットまたはプレフォーム形成プロセスに耐えることができ、排気ガス処理装置の動作温度に耐えることができ、かつ排気ガス処理装置の動作温度で排気ガス処理装置ハウジング内に脆弱構造体を保つか、または端部コーン絶縁体の機能を絶縁するための所望の最低保持圧力性能を与える限り取付けマットまたはプレフォームに用いることができる。限定されるものではないが、取付けマットおよび排気ガス処理装置を調製するために用いることができる適切な無機繊維としては、高アルミナ多結晶繊維、耐火性セラミック繊維、例えば、アルミノケイ酸縁繊維、アルミナ・マグネシア・シリカ繊維、カオリン繊維、アルカリ土類ケイ酸塩繊維、例えば、カルシア・マグネシア・シリカ繊維やマグネシア・シリカ繊維、Sガラス繊維、S2ガラス繊維、Eガラス繊維、石英繊維、シリカ繊維およびこれらの組み合わせが挙げられる。
ある実施態様によれば、取付けマットを作製するために用いられる耐熱無機繊維は、セラミック繊維からなる。限定されるものではないが、適切なセラミック繊維としては、アルミナ繊維、アルミナ・シリカ繊維、アルミナ・ジルコニア・シリカ繊維、ジルコニア・シリカ繊維、ジルコニア繊維および類似の繊維が挙げられる。有用なアルミナ・シリカセラミック繊維は、登録商標FIBERFRAXとしてUnifrax I LLC（ナイアガラフォールズ、ニューヨーク）から市販されている。FIBERFRAXセラミック繊維は、約45〜約75質量パーセントのアルミナと約25〜約55質量パーセントのシリカの繊維化生成物を含む。FIBERFRAX繊維は、動作温度が最高約1540℃、融点が最高約1870℃である。FIBERFRAX繊維は、高温耐熱のシートや紙に容易に形成され得る。

アルナ／シリカ繊維は、約40質量パーセントから約60質量パーセントまでのAl₂O₃と約60質量パーセントから約40質量パーセントまでのSiO₂を含み得る。繊維は、約50質量パーセントのAl₂O₃と約50質量パーセントのSiO₂を含み得る。アルミナ／シリカ／マグネシアガラス繊維は、典型的には、約64質量パーセントから約66質量パーセントまでのSiO₂と、約24質量パーセントから約25質量パーセントまでのAl₂O₃と、約9質量パーセントから約11質量パーセントまでのMgOを含む。Eガラス繊維は、典型的には、約52質量パーセントから約56質量パーセントまでのSiO₂と、約16質量パーセントから約25質量パーセントまでのCaOと、約12質量パーセントから約16質量パーセントまでのAl₂O₃と、約5質量パーセントから約10質量パーセントまでのB₂O₃と、約5質量パーセントまでのMgOと、約2質量パーセントまでの酸化ナトリウムと酸化カリウムと、微量の酸化鉄とフッ化物を含み、典型的な組成物は、約55質量パーセントのSiO₂と、約15質量パーセントのAl₂O₃と、約7質量パーセントのB₂O₃と、約3質量パーセントのMgOと、約19質量パーセントのCaOと、微量の上述した材料である。
限定されるものではないが、排気ガス処理装置のための取付けマットを作製するために使用し得る生体溶解性アルカリ土類ケイ酸塩繊維の適切な例としては、米国特許第6,953,757号明細書、同第6,030,910号明細書、同第6,025,288号明細書、同第5,874,375号明細書、同第5,585,312号明細書、同第5,332,699号明細書、同第5,714,421号明細書、同第7,259,118号明細書、同第7,153,796号明細書、同第6,861,381号明細書、同第5,955,389号明細書、同第5,928,075号明細書、同第5,821,183号明細書、同第5,811,360号明細書に開示された繊維が挙げられ、これらの明細書の開示内容は、引用により本願明細書に組み込まれる。

ある実施態様によれば、生体溶解性アルカリ土類ケイ酸塩繊維は、マグネシウムの酸化物とシリカの混合物の繊維化生成物を含み得る。これらの繊維は、一般にマグネシウム・ケイ酸塩繊維と呼ばれる。マグネシウム・ケイ酸塩繊維は、一般的には、約60から約90質量パーセントまでのシリカと、0より多く約35質量パーセントまでのマグネシアと、5質量パーセント以下の不純物の繊維化生成物を含む。ある実施態様によれば、アルカリ土類ケイ酸塩繊維は、約65から約86質量パーセントまでのシリカと、約14から約35質量パーセントまでのマグネシアと、5質量パーセント以下の不純物の繊維化生成物を含む。他の実施態様によれば、アルカリ土類ケイ酸塩繊維は、約70から約86質量パーセントまでのシリカと、約14から約30質量パーセントまでのマグネシアと、5質量パーセント以下の不純物の繊維化生成物を含む。適切なマグネシウム・ケイ酸塩繊維は、登録商標ISOFRAXとしてUnifrax I LLC（ナイアガラフォールズ、ニューヨーク）から市販されている。市販のISOFRAX繊維は、一般的には、約70から約80質量パーセントまでのシリカと、約18から約27質量パーセントまでのマグネシアと、4質量パーセント以下の不純物の繊維化生成物を含む。
ある実施態様によれば、生体溶解性アルカリ土類ケイ酸塩繊維は、カルシウム、マグネシウムおよびシリカの酸化物の混合物の繊維化生成物を含み得る。これらの繊維は、一般にカルシア・マグネシア・シリカ繊維と呼ばれる。ある実施態様によれば、カルシア・マグネシア・ケイ酸塩繊維は、約45から約90質量パーセントまでのシリカと、0より多く約45質量パーセントまでのカルシアと、0より多く約35質量パーセントのマグネシアと、10質量パーセント以下の不純物との繊維化生成物を含む。有用なカルシア・マグネシア・ケイ酸塩繊維は、登録商標INSULFRAXとしてUnifrax I LLC（ナイアガラフォールズ、ニューヨーク）から市販されている。INSULFRAX繊維は、一般的には、約61から約67質量パーセントまでのシリカと、約27から約33質量パーセントまでのカルシアと、約2から約7質量パーセントまでのマグネシアとの繊維化生成物を含む。他の適切なカルシア・マグネシア・ケイ酸塩繊維は、商標SUPERWOOL 607、SUPERWOOL 607 MAXおよびSUPERWOOL HTとしてThermal Ceramics（オーガスタ、ジョージア州）から市販されている。SUPERWOOL607繊維は、約60から約70質量パーセントまでのシリカと、約25から約35質量パーセントまでのカルシアと、約4から約7質量パーセントまでのマグネシアと、微量のアルミナを含む。SUPERWOOL 607 MAX繊維は、約60から約70質量パーセントまでのシリカと、約16から約22質量パーセントまでのカルシアと、約12から約19質量パーセントまでのマグネシアと、微量のアルミナを含む。SUPERWOOL HT繊維は、約74質量パーセントのシリカと約24質量パーセントのカルシアと微量のマグネシアとアルミナと酸化鉄を含む。

排気ガス処理装置のための取付けマットの製造に適切なシリカ繊維の使用は、BelChem Fiber Materials GmbH、ドイツから商標BELCOTEXとして、ガーデナカリフォルニアのHitco Carbon Composites, Inc.から登録商標REFRASILとして、Polotsk−Steklovolokno、ベラルーシ共和国から呼称PS−23（R）として入手可能なその溶出されたガラス繊維を含む。
BELCOTEX繊維は、標準型、ステープル繊維プレヤーンである。これらの繊維は、約550テックスの平均繊度を有し、一般的にはアルミナによって修飾されるケイ酸から製造される。BELCOTEX繊維は、アモルファスであり、一般的には約94.5パーセントのシリカと、約4.5パーセントのアルミナと、0.5パーセント未満の一酸化ナトリウムと、0.5パーセント未満の他の成分とを含有する。これらの繊維は、約9ミクロンの平均繊維径および1500^oから1550℃の範囲の融点を有する。これらの繊維は、最高1100℃の温度まで耐熱であり、典型的にはショットを含まない。
BELCOTEX繊維のようなREFRASIL繊維は、1000^oから1100℃の温度範囲の用途に対して断熱するためのシリカ含有量の高いアモルファスの溶出されたガラス繊維である。これらの繊維は、直径が約6と約13ミクロンの間にあり、約1700℃の融点を有する。溶出後、繊維は、典型的には約95質量パーセントのシリカ含有量を有する。アルミナは、約4質量パーセントの量で存在することができ、他の成分は1パーセント以下の量で存在する。
Polotsk−SteklovoloknoからのPS−23（R）繊維は、シリカ含有量の高いアモルファスのガラス繊維であり、少なくとも約1000^oCに対する抵抗を必要としている用途のための断熱に適している。これらの繊維は、約5から約20mmの範囲の繊維長および約9ミクロンの繊維の直径を有する。REFRASIL繊維のようなこれらの繊維は、約1700^oCの融点を有する。

取付けマットまたはプレフォームに組み込むことができる膨張性材料としては、非発泡バーミキュライト、イオン交換バーミキュライト、熱処理バーミキュライト、膨張前グラファイト、ハイドロバイオタイト、防水性テトラ硅質フッ素マイカ、アルカリ金属ケイ酸塩、またはこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。これは、取付けマットまたはプレフォームが1つのタイプを超える膨張性材料の混合物を含み得ることを意味する。膨張性材料は、米国特許第5,384,188号明細書に記載されるように、非発泡バーミキュライトと膨張前グラファイトの混合物を約9：1から約1：2までのバーミキュライト：グラファイトの相対量で含み得る。
取付けマットまたはプレフォームは、また、結合剤または結合剤の1つを超えるタイプの混合物を含有する。適切な結合剤としては、有機質結合剤、無機質結合剤およびこれらの2つのタイプの結合剤の混合物が挙げられる。取付けマットに用いられる結合剤は、典型的には、事実上犠牲的であってもよい有機結合剤である。“犠牲的”とは、結合剤が取付けマットから最終的にバーンアウトされ、最終取付けマットとして繊維だけが残ることを意味する。適切な結合剤としては、水性結合剤および非水性結合剤が挙げられるが、しばしば用いられる結合剤は硬化後に上記のように据え付けられた取付けマットのバーンアウトされ得る可撓性材料である反応性熱硬化性ラテックスである。
ある実施態様によれば、取付けマットまたはプレフォームは、1つ以上の有機結合剤を含む。有機結合剤は、固体、液体、溶液、分散液、ラテックス、エマルジョン、または同じような形として供給し得る。有機結合剤は、熱可塑性結合剤または熱硬化性結合剤からなる場合があり、これは、硬化後、据え付けられた取付けマットからバーンアウトされ得る可撓性材料である。適切な有機結合剤の例としては、アクリルラテックス、（メタ）アクリルラテックス、スチレンとブタジエン、ビニルピリジン、アクリルニトリルの共重合体、アクリルニトリルとスチレン、塩化ビニルの共重合体、ポリウレタン、酢酸ビニルとエチレンの共重合体、ポリアミド、シリコーンが挙げられるが、これらに限定されない。他の樹脂としては、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリビニルエステルのような低温可撓性熱硬化性樹脂が挙げられる。結合剤のための溶媒としては、水または用いられる結合剤に適切な有機溶媒、例えばアセトンが挙げられる。

有機結合剤は、取付けマットまたはプレフォームの全量に基づいて、0より多く約20質量パーセンまで、約0.5から約15質量パーセントまで、約1から約10質量パーセントまで、約2から約8質量パーセントの量で取付けマットまたはプレフォーム中に含まれ得る。
取付けマットまたはプレフォームは、樹脂結合剤または液体結合剤の代わりに、またはそれに加えて高分子結合剤繊維を含み得る。これらの高分子結合剤繊維を、全組成物の100質量パーセントに基づいて、0より多く約20質量パーセンまで、約1から約15質量パーセントまで、約2から約10質量パーセントまでの範囲にある量で用いて、耐熱無機繊維を一緒に結合することを援助することができる。結合剤繊維の適切な例としては、ポリビニルアルコール繊維、ポリオレフィン繊維、例えばポリエチレンやポリプロピレン、アクリル繊維、ポリエステル繊維、エチルビニルアセテート繊維、ナイロン繊維およびこれらの組み合わせが挙げられる。
成形端部コーン絶縁体は、無機繊維を含有する水性スラリーをはじめに調製することによって形成することができる。無機繊維に加えて水性スラリー組成物中に有機結合剤を含めることができる。有機結合剤は、成形三次元絶縁体の整合性、可撓性、および取扱適性を改善する傾向がある。より可撓性である絶縁材料は、汚染制御装置の内側と外側との端部コーンハウジングの間に位置決めすることをより容易にし得る。適切な有機結合剤材料としては、水性ポリマーエマルジョン、溶媒ベースのポリマー、および溶媒を含まないポリマーを挙げることができる。水性ポリマーエマルジョンとしては、有機結合剤ポリマーおよびエラストマーをラテックス（例えば、天然ゴムラテックス、スチレン−ブタジエンラテックス、ブタジエン−アクリルニトリルラテックス、およびアクリレートおよびメタクリレートポリマーまたはコポリマーのラテックス）の形で挙げることができる。溶媒ベースのポリマーの結合剤としては、ポリマー、例えば、アクリルポリマー、ポリウレタン、酢酸ビニルポリマー、セルロース、またはゴムベースの有機ポリマーを挙げることができる。溶媒を含まないポリマーとしては、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、および他のエラストマーを挙げることができる。

水性スラリーは、無機コロイド材料を含むことができる。無機コロイド材料には、コロイドシリカ、コロイドアルミナ、コロイドジルコニア、またはこれらの組み合わせが含まれ得る。無機コロイド材料は、単独であるいは1つ以上の有機結合剤と組み合わせて存在してもよい。
当該技術において既知の適切なタイプの成形技術またはモールドがプレフォームを作製するために使用し得る。ある用途では、成形三次元端部コーン絶縁プレフォームが真空成形技術を用いて作製され得る。繊維と、有機結合剤または無機コロイド材料（または双方）と、水とのスラリーを調製する。通気性フォーミングダイを、繊維と結合剤と無機コロイド材料と水と他の所望成分のスラリーに入れる。三次元プレフォームは、通気性フォーミングダイによりスラリーから真空形成される。真空が引かれて三次元プリフォームコーンを形成するときにフォーミングダイの表面上に堆積し得るスラリー中の固形分は、コーン全体に実質的に均一の厚みと圧縮されていない基本質量を有する。プレフォームをスラリーから取り出し、乾燥する。乾燥中か乾燥後に、成形三次元コーン絶縁プレフォームに付加材料を結合して、端部コーン絶縁体全体に可変基本質量を与える。あるいは、通気性フォーミングダイをスラリーに入れたときに、スラリーから異なる量の固形分が通気性フォーミングダイ上に異なる位置で堆積して、コーン全体に可変基本質量を有するモノリシック三次元絶縁プレフォームを得るように成形され得る。あるいは、通気性フォーミングダイの異なる部分をスラリー中により長時間滞留させて、コーン形成材料のスラリー中より短い滞留時間を有するダイの領域と比較して、ダイの領域にコーン形成材料のより大きな蓄積を可能にすることができる。
システムを種々の実施態様に関連して記載してきたが、他の類似の実施態様を用いることもでき、同一の機能をそこから逸脱することなく行うために記載された実施態様に変更や追加をなし得ることも理解すべきである。さらに、種々の実施態様を組み合わせて所望の結果を得ることもできる。それ故、可変基本質量支持マットシステムは、単一の実施態様に限定すべきでなく、むしろ添付の特許請求の範囲の説明の幅と範囲に従って解釈されなければならない。
本発明の好ましい態様は、下記の通りである。
〔１〕排気ガス処理装置における取付けマットまたは端部コーン絶縁体として用いられるマットであって、前記マットが対向する第1の主表面と第2の主表面と長さと幅と圧縮されていない厚みを有する無機繊維のシートを含み、前記シートが第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の部分と第1の基本質量より大きい第2の圧縮されていない基本質量を有する第2の部分を含むことを特徴とするマット。
〔２〕マットが非膨張性シートまたは膨張性シートを含む前記〔1〕に記載のマット。
〔３〕無機繊維が、高アルミナ多結晶繊維、セラミック繊維、ムライト繊維、ガラス繊維、生体溶解性繊維、石英繊維、シリカ繊維、およびこれらの組み合わせからなる群より選ばれる、前記〔1〕に記載のマット。
〔４〕高アルミナ多結晶繊維が、約72から約100質量パーセントのアルミナと約0から約28質量パーセントのシリカの繊維化製品を含む前記〔3〕に記載のマット。
〔５〕セラミック繊維が、約45から約72質量パーセントのアルミナと約28から約55質量パーセントのシリカの繊維化製品を含むアルミノケイ酸塩繊維を含む、前記〔3〕に記載のマット。
〔６〕生体溶解性繊維が、約65から約86質量パーセントのシリカと約14から約35質量パーセントのマグネシアと約5質量パーセント以下の不純物の繊維化製品を含むマグネシア−シリカ繊維を含む、前記〔3〕に記載のマット。
〔７〕生体溶解性繊維が、約45から約90質量パーセントのシリカと0より多く約45質量パーセントまでのカルシアと0より多く約35質量パーセントまでのマグネシアの繊維化製品を含むカルシア・マグネシア・シリカ繊維を含む、前記〔3〕に記載のマット。
〔８〕前記非膨張性シートが、異なる基本質量の領域を有する切断されたまたは打ち抜かれたモノリシックシートである、前記〔2〕に記載のマット。
〔９〕前記非膨張性シートが、実質的に均一の基本質量を有するベースシートと前記ベースシートの前記第1の主表面と第2の主表面の少なくとも1つに結合された非膨張性シート材料の別の部分を含む前記〔2〕に記載のマット。
〔１０〕非膨張性シート材料の前記別の部分が、前記ベースシートの前記第1の主表面と第2の主表面の少なくとも1つの第1の外側面部分と第2の外側面部分の少なくとも1つに沿って前記ベースシートに結合されている、前記〔9〕に記載のマット。
〔１１〕非膨張性シート材料の別の部分が、前記ベースシートの前記第1の主表面の横側部分に沿って前記ベースシートに結合され、非膨張性シート材料の別の部分が、同じ横側部分に沿って前記ベースシートの第2の主表面に結合されている、前記〔9〕に記載のマット。
〔１２〕非膨張性シート材料の前記別の部分が、実質的に同じかまたは異なる長さと幅と圧縮されていない厚みを有する、前記〔11〕に記載のマット。
〔１３〕非膨張性シート材料の前記別の部分が、前記ベースシートに接着剤で結合されている、前記〔10〕に記載のマット。
〔１４〕非膨張性シート材料の前記別の部分が、前記ベースシートに接着剤で結合されている、前記〔11〕に記載のマット。
〔１５〕排気ガス処理装置における端部コーン絶縁体として用いるための成形三次元絶縁プレフォームであって、前記プレフォームが無機繊維と結合剤の注型物を含み、前記プレフォームが第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の部分と第1の基本質量より大きい第2の圧縮されていない基本質量を有する第2の部分を含む、前記プレフォーム。
〔１６〕排気ガス処理装置であって、以下
ハウジング；
前記ハウジング内に位置する脆弱構造体；及び
前記ハウジングと前記脆弱構造体との間のギャップに配置される取付けマットであって、対向する第1の主表面と第2の主表面と長さと幅と圧縮されていない厚みを有する無機繊維のシートを含むマット、
を備え、前記シートが第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の部分と第1の基本質量より大きい第2の圧縮されていない基本質量を有する第2の部分を含むことを特徴とする排気ガス処理装置。
〔１７〕取付けマットが、非膨張性シートまたは膨張性シートからなる、前記〔16〕に記載の排気ガス処理装置。
〔１８〕無機繊維が、高アルミナ多結晶繊維、セラミック繊維、ムライト繊維、ガラス繊維、生体溶解性繊維、石英繊維、シリカ繊維、およびこれらの組み合わせからなる群より選ばれる、前記〔16〕に記載の排気ガス処理装置。
〔１９〕高アルミナ多結晶繊維が、約72から約100質量パーセントのアルミナと約0から約28質量パーセントのシリカの繊維化製品を含む、前記〔18〕に記載の排気ガス処理装置。
〔２０〕セラミック繊維が、約45から約72質量パーセントのアルミナと約28から約55質量パーセントのシリカの繊維化製品を含むアルミノケイ酸塩繊維を含む、前記〔18〕に記載の排気ガス処理装置。
〔２１〕生体溶解性繊維が、約65から約86質量パーセントのシリカと約14から約35質量パーセントのマグネシアと約5質量パーセント以下の不純物の繊維化製品を含むマグネシア−シリカ繊維を含む、前記〔18〕に記載の排気ガス処理装置。
〔２２〕生体溶解性繊維が、約45から約90質量パーセントのシリカと、0より多く約45質量パーセントまでのカルシアと0より多く約35質量パーセントまでのマグネシアの繊維化製品を含むカルシア・マグネシア・シリカ繊維を含む、前記〔18〕に記載の排気ガス処理装置。
〔２３〕前記非膨張性シートが、異なっている基本質量の領域を有する切断されたまたは打ち抜かれたモノリシックシートである、前記〔17〕に記載の排気ガス処理装置。
〔２４〕前記非膨張性シートが、第1の基本質量を有するベースシートと前記ベースシートの前記第1の主表面と第2の主表面の少なくとも1つに結合された非膨張性シート材料の別の部分を含む、前記〔17〕に記載の排気ガス処理装置。
〔２５〕非膨張性シート材料の前記別の部分が、前記ベースシートの前記第1の主表面と第2の主表面の少なくとも1つの第1の外側面部分と第2の外側面部分の少なくとも1つに沿って前記ベースシートに結合されている、前記〔24〕に記載の排気ガス処理装置。
〔２６〕非膨張性シート材料の別の部分が、前記ベースシートの前記第1の主表面の横側部分に沿って前記ベースシートに結合され、非膨張性シート材料の別の部分が、同じ横側部分に沿って前記ベースシートの第2の主表面に結合されている、前記〔25〕に記載の排気ガス処理装置。
〔２７〕非膨張性シート材料の前記別の部分が、実質的に同じかまたは異なる長さと幅と圧縮されていない厚みを有する、前記〔26〕に記載の排気ガス処理装置。
〔２８〕非膨張性シート材料の前記別の部分が、前記ベースシートに接着剤で結合されている、前記〔25〕に記載の排気ガス処理装置。
〔２９〕非膨張性シート材料の前記別の部分が、前記ベースシートに接着剤で結合されている、前記〔26〕に記載の排気ガス処理装置。
〔３０〕排気ガス処理装置であって、
ハウジング；
前記ハウジング内に位置する脆弱構造体；
前記ハウジングと前記脆弱構造体との間のギャップに配置される取付けマット；
二重壁端部コーンハウジング；及び
端部コーンハウジングの壁の間に配置される絶縁マットまたは成形三次元絶縁プレフォームであって、前記マットまたはプレフォームが第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の部分と第1の基本質量より大きい第2の圧縮されていない基本質量を有する第2の部分を有する、前記マットまたはプレフォーム
を備えていることを特徴とする排気ガス処理装置。
〔３１〕排気ガス処理装置のための端部コーンであって：以下
外側の金属コーン；
内側の金属コーン；及び
前記外側の金属端部コーンと内側の金属端部コーンとの間に配置される絶縁マットまたは成形三次元絶縁プレフォームであって、前記マットまたは端部コーンが第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の部分と第1の基本質量より大きい第2の圧縮されていない基本質量を有する第2の部分を含む前記マットまたはプレフォーム
を備えていることを特徴とする端部コーン。
〔３２〕絶縁マットが、非膨張性シートまたは膨張性シートを含む前記〔31〕に記載の端部コーン。
〔３３〕膨張性または非膨張性の真空形成プレフォームコーンを含む前記〔31〕に記載の端部コーン。
〔３４〕無機繊維が、高アルミナ多結晶繊維、セラミック繊維、ムライト繊維、ガラス繊維、生体溶解性繊維、石英繊維、シリカ繊維、およびこれらの組み合わせからなる群より選ばれる、前記〔31〕に記載の端部コーン。
〔３５〕高アルミナ多結晶繊維が、約72から約100質量パーセントのアルミナと約0から約28質量パーセントのシリカの繊維化製品を含む前記〔34〕に記載の端部コーン。
〔３６〕セラミック繊維が、約45から約72質量パーセントのアルミナと約28から約55質量パーセントのシリカの繊維化製品を含むアルミノケイ酸塩繊維を含む、前記〔34〕に記載の端部コーン。
〔３７〕生体溶解性繊維が、約65から約86質量パーセントのシリカと約14から約35質量パーセントのマグネシアと約5質量パーセント以下の不純物の繊維化製品を含むマグネシア−シリカ繊維を含む、前記〔34〕に記載の端部コーン。
〔３８〕生体溶解性繊維が、約45から約90質量パーセントのシリカと0より多く約45質量パーセントまでのカルシアと0より多く約35質量パーセントのマグネシアの繊維化製品を含むカルシア・マグネシア・シリカ繊維を含む、前記〔34〕に記載の端部コーン。
〔３９〕前記非膨張性シートが、異なっている基本質量の領域を有する切断されたまたは打ち抜かれたモノリシックシートである、前記〔32〕に記載の端部コーン。
〔４０〕前記非膨張性シートが、第1の基本質量を有するベースシートと前記ベースシートの前記第1の主表面と第2の主表面の少なくとも1つに結合された非膨張性シート材料の別の部分を含む前記〔32〕に記載の端部コーン。
〔４１〕非膨張性シート材料の前記別の部分が、前記ベースシートの前記第1の主表面と第2の主表面の少なくとも1つの第1の外側面部分と第2の外側面部分の少なくとも1つに沿って前記ベースシートに結合されている、前記〔40〕に記載の端部コーン。
〔４２〕非膨張性シート材料の別の部分が、前記ベースシートの前記第1の主表面の横側部分に沿って前記ベースシートに結合され、非膨張性シート材料の別の部分が、同じ横側部分に沿って前記ベースシートの第2の主表面に結合されている、前記〔32〕に記載の端部コーン。
〔４３〕非膨張性シート材料の前記別の部分が、実質的に同じかまたは異なる長さと幅と圧縮されていない厚みを有する、前記〔42〕に記載の端部コーン。
〔４４〕非膨張性シート材料の前記別の部分が、前記ベースシートに接着剤で結合されている、前記〔41〕に記載の端部コーン。
〔４５〕非膨張性シート材料の前記別の部分が、前記ベースシートに接着剤で結合されている、前記〔42〕に記載の端部コーン。
〔４６〕前記外側の金属コーンと；前記内側の金属コーン；及び前記外側の金属端部コーンと内側の金属端部コーンとの間に配置される前記成形三次元絶縁プレフォームを備えている、前記〔32〕に記載の端部コーン。

Claims

ガス吸気口端部及びガス排気口端部を有する排気ガス処理装置における取付けマットまたは端部コーン絶縁体として用いられるマットであって、前記マットが対向する第1の主表面と第2の主表面と、長さと、幅と、圧縮されていない厚みとを有する無機繊維のシートを含み、前記無機繊維のシートが第1の圧縮されていない基本質量を有する第1の部分と、第1の基本質量と異なる第2の圧縮されていない基本質量を有する第2の部分とを含み、
前記無機繊維のシートが、実質的に均一の基本質量を有するベースシートと、前記ベースシートの第1の主表面と第2の主表面の少なくとも1つに結合された別のシート材料とを含み、前記ベースシート又は前記別のシート材料の少なくとも１つが膨張性であり、前記別のシート材料が、前記無機繊維のシートが前記排気ガス処理装置中に設置されるときに、該別のシート材料が排気ガス処理装置のガス吸気口端部に近接するように前記無機繊維のシートが排気ガス処理装置中に配置されるように、ベースシートに結合され、前記第1の部分が、前記別のシート材料が結合されていない前記ベースシートの部分であり、前記第2の部分が、前記別のシート材料が結合されている前記ベースシートの部分であることを特徴とするマット。
前記無機繊維のシートが、異なる基本質量の領域を有する切断されたまたは打ち抜かれたモノリシックシートである、請求項１に記載のマット。
排気ガス処理装置であって、以下
ハウジング;
ガス吸気口端部；
ガス排気口端部；
前記ハウジング内に位置する脆弱構造体;及び
前記ハウジングと前記脆弱構造体との間のギャップに配置される請求項１又は２に記載のマット
を備えていることを特徴とする排気ガス処理装置。
排気ガス処理装置のための端部コーンであって:以下
外側の金属コーン;
内側の金属コーン;及び
前記外側の金属端部コーンと内側の金属端部コーンとの間に配置される請求項１又は２に記載のマット
を備えていることを特徴とする端部コーン。