專利名稱：用于在污染控制裝置內(nèi)安裝單塊的安裝墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在污染控制裝置內(nèi)安裝污染控制單塊的安裝墊。特別地，本發(fā)明涉及如下安裝墊，該安裝墊包括在兩個非泡沸層之間的泡沸層，其中每個非泡沸層都包括無機纖維。本發(fā)明還涉及污染控制裝置。
背景技術(shù)：
在機動車輛上采用污染控制裝置來控制大氣污染。這樣的裝置包括污染控制元件。典型的污染控制裝置包括催化轉(zhuǎn)化器和柴油微粒過濾器或捕集器。催化轉(zhuǎn)化器通常包含陶瓷單塊結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有負(fù)載催化劑的壁。催化劑通常使一氧化碳和烴被氧化，使還原發(fā)動機廢氣中的氮氧化物被還原，從而控制大氣污染。單塊結(jié)構(gòu)也可以由金屬制成。柴油微粒過濾器或捕集器通常包括壁流過濾器，壁流過濾器通常是由例如多孔陶瓷材料制成的蜂窩狀單塊結(jié)構(gòu)。過濾器通常從發(fā)動機廢氣中除去煙灰和其它廢粒子。這些裝置中的每種裝置都具有保持污染控制元件的外殼(通常由金屬如不銹鋼制成)。
單塊污染控制元件通常用它們的壁厚和每平方英寸的開口或孔數(shù)(cpsi)來描述。在19世紀(jì)70年代初期，一般是具有12密耳的壁厚和300cpsi的孔密度的陶瓷單塊污染控制元件(“12/300單塊”)。隨著排放法變得更嚴(yán)格，減小壁厚已經(jīng)作為增大幾何表面積、減小熱容和減小單塊壓降的一種辦法。該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)改進到6/400單塊。
由于陶瓷單塊結(jié)構(gòu)的壁很薄，所以它們很脆弱，且易受振動或沖擊損壞和破裂。損壞力可能來自在污染控制裝置的裝配期間的粗魯操作或掉落，來自發(fā)動機振動，或來自在起伏道路上的行駛。陶瓷單塊還易受由于高的熱沖擊例如與道路噴霧器(road spray)接觸引起的損壞。
陶瓷單塊具有通常比包含它們的金屬外殼小一個數(shù)量級的熱膨脹系數(shù)。例如，隨著發(fā)動機將催化轉(zhuǎn)化器單塊元件從25℃加熱到約900℃的最大工作溫度，金屬外殼的周壁和單塊之間的間隙可以從約4mm起，并可以增大共約0.33mm。同時，金屬外殼從約25℃的溫度增大到約530℃。即使金屬外殼經(jīng)歷較小的溫度變化，金屬外殼的較高熱膨脹系數(shù)也會使外殼比單塊元件的膨脹更快地膨脹到較大的外圍尺寸。在車輛的壽命期間通常會出現(xiàn)數(shù)百或數(shù)千次這種熱循環(huán)。
為了避免道路沖擊和振動對陶瓷單塊的損壞、為了補償熱膨脹差異、和為了防止廢氣在單塊與金屬外殼之間經(jīng)過(從而繞過催化劑)，在陶瓷單塊和金屬外殼之間設(shè)置安裝墊或安裝糊料。將單塊放置在外殼內(nèi)的過程也稱為裝罐，包括很多步驟，例如在單塊周圍包裹墊材料片、將包裹的單塊插入外殼中、擠壓已閉合的外殼、和沿著外殼側(cè)緣焊接凸緣?？梢詫⒑献⑷氲絾螇K和金屬外殼之間的間隙中，這可能作為裝罐過程中的一個步驟。
通常，糊料或片安裝材料包括無機粘結(jié)劑、無機纖維、泡沸材料、有機粘結(jié)劑、填料和其它輔助劑?？梢允褂眠@些材料作為片、墊、或糊。例如，在美國專利3,916,057(Hatch等人)、美國專利4,305,992(Langer等人)、美國專利4,385,135(Langer等人)、美國專利5,254,410(Langer等人)、美國專利5,242,871(Hashimoto等人)、美國專利3,001,571(Hatch)、美國專利5,385,873(MacNeil)、美國專利5,207,989(MacNeil)、GB 1,522,646(Wood)、日本公開J.P.Sho.58-13683(即專利申請公開J.P.Hei.2-43786和申請J.P.Sho.56-112413)、和日本公開J.P.Sho.56-85012(即專利申請Sho.54-168541)中描述了用于在外殼內(nèi)安裝單塊的已知墊材、糊、和泡沸片材。安裝材料應(yīng)在很長的使用期間內(nèi)在全工作溫度范圍保持很高的彈性。
為不斷提高排放標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)希望將催化轉(zhuǎn)化器移動得離發(fā)動機更近，由此增大穿過催化轉(zhuǎn)化器的廢氣的溫度。更熱的催化轉(zhuǎn)化器和其內(nèi)的廢氣增大了從廢氣中除去污染物的反應(yīng)的效率。由于采用更熱的催化轉(zhuǎn)化器溫度，所以安裝材料必須能夠承受苛刻的溫度。另外，為了保護緊密安裝的發(fā)動機部件免受熱排放溫度的影響，安裝材料的傳熱性質(zhì)變得更加重要。減小轉(zhuǎn)化器表面溫度在防止發(fā)動機機艙內(nèi)的熱損壞和防止輻射進入車廂方面是很重要的。
還希望不斷減小陶瓷單塊結(jié)構(gòu)的壁厚以增強催化轉(zhuǎn)化器操作。例如4/400、4/600、3/600、3/900、2/900單塊和2/1200單塊等具有極薄壁的單塊已經(jīng)研制出或有望在不遠(yuǎn)的將來研制出。具有極薄壁的單塊甚至更脆弱和易受破裂。典型的泡沸安裝結(jié)構(gòu)提供壓縮壓力，在使用催化轉(zhuǎn)化器期間，這些壓縮壓力增大到起始安裝壓力之上。在使用催化轉(zhuǎn)化器期間增加壓縮壓力，這也降低了支撐墊或糊使單塊與振動損壞或機械沖擊充分隔離的能力。由于這些不同的問題，有公布的報道已經(jīng)建議對于靠近發(fā)動機安裝的極薄壁的單塊不要使用泡沸安裝墊。參見例如Umehara等人所著的《采用薄壁陶瓷襯底的高溫歧管轉(zhuǎn)化器的設(shè)計開發(fā)》(Design Development of High Temperature ManifoldConverter Using Thin Wall Ceramic Substrate)，SAE paper no.971030，pg.123-129，1997。
存在對如下安裝系統(tǒng)的需求，該安裝系統(tǒng)具有足夠的彈性且可壓縮，以適應(yīng)在寬范圍的工作溫度內(nèi)和很多次數(shù)的熱循環(huán)期間，在單塊和金屬外殼之間變化的間隙。盡管現(xiàn)有技術(shù)的安裝材料具有自身的用途和優(yōu)點，但仍然有繼續(xù)需求對污染控制裝置中使用的安裝材料進行改善。另外，在形成安裝墊方面的一個主要關(guān)注點是使材料成本和性能屬性之間達到平衡。希望以盡可能最低的成本提供這樣的高質(zhì)量安裝系統(tǒng)。由于正在增大對環(huán)境的關(guān)注，所以還優(yōu)選安裝墊對環(huán)境更友好。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，本發(fā)明提供了用于安裝污染控制元件的多層安裝墊，該安裝墊包括在形成安裝墊的對置主側(cè)面的兩個非泡沸層之間的泡沸材料層。每個非泡沸層都包括無機纖維，而且優(yōu)選泡沸層包括無機纖維。
本發(fā)明的安裝墊適于在污染控制裝置內(nèi)安裝污染控制元件，尤其適于安裝脆性單塊元件如薄壁單塊和超薄壁單塊。而且，安裝墊在寬的溫度范圍內(nèi)合宜地表現(xiàn)出很好或極好的保壓壓力，并能夠以不貴的方式制造安裝墊。
在另一個方面，本發(fā)明因此提供了污染控制裝置，該污染控制裝置包括用安裝墊布置在殼體或外殼內(nèi)的污染控制元件，該安裝墊設(shè)置在殼體和污染控制元件之間。
本文使用的術(shù)語“泡沸材料”是指在暴露于足夠量的熱能時膨脹、起泡或增大的材料。
本文使用的術(shù)語“泡沸層”是指墊中包含泡沸材料的層。
本文使用的術(shù)語“非泡沸層”是指墊中不包含任何泡沸材料或至少所包含的泡沸材料不足以對由安裝墊施加的保壓壓力起顯著作用的量的層。


提供以下附圖只是為了說明和更好地理解本發(fā)明，而不意圖以任何方式限制本發(fā)明圖1是本發(fā)明的催化轉(zhuǎn)化器以分解關(guān)系示出的透視圖；圖2示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的安裝墊的橫截面。
具體實施例方式
參考圖1，污染控制裝置10包括殼體11，該殼體11優(yōu)選由金屬材料制成，分別具有通常為截頭圓錐形的入口端12和出口端13。在殼體11內(nèi)設(shè)置污染控制元件或單塊20。本發(fā)明的安裝墊30圍繞著污染控制單塊20，并起到緊緊地但有彈性地支撐殼體11內(nèi)的單塊元件20的作用。安裝墊30將污染控制單塊20保持在殼體內(nèi)的適當(dāng)位置，并密封污染控制單塊20與殼體11之間的間隙，從而防止廢氣繞過污染控制單塊20，或使廢氣最小限度地繞過污染控制單塊20。從圖1中可看出，殼體11的外部暴露于大氣。換言之，該裝置10不包括另一個容納殼體11的外殼。
該殼體可以由本領(lǐng)域內(nèi)已知的用于這種用途的材料制成，這些材料包括不銹鋼等。
能夠用本發(fā)明的安裝墊安裝的污染控制元件包括汽油污染控制單塊以及柴油污染控制單塊。污染控制單塊可以是催化轉(zhuǎn)化器、微粒過濾器、或捕集器等。催化轉(zhuǎn)化器包含催化劑，通常在安裝于金屬外殼內(nèi)的單塊結(jié)構(gòu)上涂布該催化劑。該催化劑通常適于在必要的溫度下起作用和有效。例如對于使用汽油發(fā)動機而言，催化轉(zhuǎn)化器應(yīng)該在400℃至950℃的溫度下有效，而對于柴油發(fā)動機而言，一般不大于350℃的較低溫度是常見的。單塊結(jié)構(gòu)通常是陶瓷的，但是金屬單塊也已經(jīng)被使用。該催化劑使一氧化碳和烴被氧化，并使廢氣中的氮氧化物被還原，從而控制大氣污染。盡管在汽油發(fā)動機中所有這三種污染物能夠在所謂的“三路轉(zhuǎn)化器”中同時反應(yīng)，但是大多數(shù)柴油發(fā)動機只配備有柴油氧化催化轉(zhuǎn)化器。用于還原氮氧化物的催化轉(zhuǎn)化器現(xiàn)在只有限地用于柴油發(fā)動機，這些催化轉(zhuǎn)化器通常由單獨的催化轉(zhuǎn)化器構(gòu)成。用于汽油發(fā)動機的污染控制單塊的例子包括可從Corning Inc.(Corning，N.Y.)或NGK Insulators，LTD.(Nagoya，Japan)購買到的由堇青石制成的污染控制單塊；或可從Emitec(Lohmar，Germany)購買到的金屬單塊。
對于有關(guān)催化單塊的補充細(xì)節(jié)，可參見例如“先進陶瓷襯底通過高幾何表面積和低熱容實現(xiàn)的催化性能改善(Advanced CeramicSubstrateCatalytic Performance Improvement by High Geometric SurfaceArea and Low Heat Capacity)”，Umehara et al.，Paper No.971029，SAETechnical Paper Series，1997；“汽車催化轉(zhuǎn)化器組裝設(shè)計的系統(tǒng)方法(Systems Approach to Packaging Design for Automotive CatalyticConverters)”，Stroom et al.，Paper No.900500，SAE Technical PaperSeries，1990；“作為單塊催化劑載體的薄壁陶瓷(Thin Wall Ceramics asMonolithic Catalyst Supports)”，Howitt，Paper 800082，SAE TechnicalPaper Series，1980；和“單塊蜂窩式汽車催化轉(zhuǎn)化器中的流動效應(yīng)(FlowEffects in Monolithic Honeycomb Automotive Catalytic Converters)，″Howitt et al.，Paper No.740244，SAE Technical Paper Series，1974。
柴油微粒過濾器或捕集器通常是壁流過濾器，其具有通常由多孔結(jié)晶陶瓷材料制成的蜂窩狀單塊結(jié)構(gòu)。該蜂窩狀結(jié)構(gòu)的交替孔通常是塞緊的，使得廢氣進入一個孔并迫使該廢氣通過多孔壁進入相鄰的孔，由此廢氣可離開該結(jié)構(gòu)。以這種方式收集柴油廢氣中存在的小煙灰粒子。由堇青石制成的合適的柴油微粒過濾器可從Corning Inc.(CorningN.Y.)和NGK Insulators Inc.(Nagoya，Japan)購買到。由碳化硅制成的柴油微粒過濾器可從Ibiden Co.Ltd.(Japan)購買到，并描述在例如JP2002047070A中。
本發(fā)明的安裝墊能夠用于安裝所謂的薄壁或超薄壁污染控制單塊。特別地，該安裝墊能夠用于安裝具有400cpsi到1200cpsi且具有不大于0.005英寸(0.127mm)的壁厚的污染控制單塊?？梢杂迷摪惭b墊安裝的污染控制單塊的例子包括薄壁單塊4密耳/400cpsi和4密耳/600cpsi；以及超薄壁單塊3密耳/600cpsi、2密耳/900cpsi和2密耳/1200cpsi。
圖2示出本發(fā)明的安裝墊的橫截面示意圖。安裝墊30包括非泡沸層31和33，在非泡沸層31和33之間設(shè)置泡沸層32。層31和33中的每個層都包括無機纖維。當(dāng)層31、32和33在彼此的頂部上堆疊時，非泡沸層31和33形成該安裝墊的對置主側(cè)面。在本發(fā)明的污染控制裝置的一個實施方案中，墊30設(shè)置在元件20周圍，使得非泡沸層31設(shè)置在泡沸層32和殼體11之間，而非泡沸層33設(shè)置在泡沸層32和元件20之間。整個安裝墊的堆密度通常會在從約0.15g/cm3至約0.50g/cm3的范圍內(nèi)、優(yōu)選在從約0.20g/cm3至約0.40g/cm3的范圍內(nèi)。當(dāng)該墊被安裝時，其基本上被壓縮到通常在從約0.3g/cm3至約1.0g/cm3的范圍內(nèi)的安裝密度。
雖然圖2示出了只有三層的安裝墊，但是可以存在附加的層。例如，可以包括附加的非泡沸層和/或泡沸層。但是，當(dāng)設(shè)置附加的泡沸層時，這些附加的泡沸層一般不應(yīng)該設(shè)置為墊的外層。例如，通常將多層泡沸層設(shè)置在兩個非泡沸層之間，但是不排除如下實施方案，其中將泡沸材料的兩個相鄰的鄰接層夾在兩個非泡沸層之間。
該安裝墊也可以包括多于兩個的非泡沸層。例如，可以在泡沸層的任一側(cè)上設(shè)置具有不同的物理或化學(xué)纖維組成的附加的非泡沸層?？梢愿M一步在附加的非泡沸層之間設(shè)置附加的泡沸層。更進一步的可選層可以包括例如涂層、稀松布或薄膜，目的在于減少由纖維引起的可能的皮膚刺激。
因此，非泡沸層31和33中的每個非泡沸層都可以采用一層或多層非泡沸材料來構(gòu)造，并且泡沸層32可以采用一層或多層泡沸材料來構(gòu)造。優(yōu)選地，例如在裝置10的操作或試驗過程中，非泡沸層33使泡沸層32與來自元件20的過多熱(即可能嚴(yán)重?fù)p壞層32的期望性質(zhì)的熱)隔離，以便保護泡沸層32免受該熱的影響。同時，還優(yōu)選非泡沸層31使泡沸層32與殼體11的相對較低溫度(即周圍空氣的溫度)隔離，使得泡沸層32能夠達到并足以維持其所希望的操作溫度(即層32將充分膨脹以施加所需壓力)。在促進各個層31、32和33之間的這種關(guān)系的努力中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，理想的是每個非泡沸層31和33都表現(xiàn)出大于或等于約450g/m2的表面密度(有時稱為基重)，而泡沸層32則表現(xiàn)出大于或等于約500g/m2的表面密度。當(dāng)安裝的元件20達到至少550℃的溫度時，希望采用這種墊設(shè)計。根據(jù)特定元件20所達到的溫度，還希望非泡沸層31和非泡沸層33的表面密度大于或等于約600g/m2、大于或等于約800g/m2、大于或等于約1000g/m2、甚至大于或等于約1400g/m2。還希望泡沸層32的表面密度大于或等于約1000g/m2、大于或等于約1500g/m2、甚至大于或等于約2000g/m2。所述表面密度適用于每個層31、32和33，不論每個層是單層還是多層結(jié)構(gòu)。
通常在汽油發(fā)動的內(nèi)燃汽車發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中使用的催化轉(zhuǎn)化器是針對元件20和墊30(即層33)之間的界面溫度而設(shè)計的，該界面溫度在從約750℃至約900℃的范圍內(nèi)。為了長期的耐久性，通常希望泡沸層32保持在小于或等于約700℃的溫度。對于許多催化轉(zhuǎn)化器設(shè)計而言，當(dāng)泡沸層32暴露于這樣的界面溫度范圍中時，通過在元件20和泡沸層32之間設(shè)置具有至少約1mm的壓縮(即安裝或裝配)厚度的非泡沸層33，能夠使泡沸層32保持在該溫度。根據(jù)所采用的具體非泡沸層，這樣的層33一般會具有大于或等于約500g/m2的表面密度(即每單位面積的重量)。隨著界面溫度變高，一般希望層33變厚。例如，如果(元件20和墊30之間的)界面溫度大于或等于約1000℃，則希望非泡沸層33具有至少約2mm的安裝厚度和至少約1000g/m2的對應(yīng)表面密度。如上所述，希望泡沸層32保留足夠的熱，從而其膨脹到使其施加所希望的壓力。對于許多催化轉(zhuǎn)化器應(yīng)用而言，為了如此保留充分的熱，希望非泡沸層31在裝配后具有至少1mm的厚度。對于元件20表現(xiàn)出低于正常溫度的應(yīng)用而言，希望非泡沸層31具有至少約2至3mm的厚度。
為了避免產(chǎn)生超過該元件破碎強度的元件保壓壓力，尤其對于薄壁或超薄壁單塊元件20而言，泡沸層32的厚度通常與處于未壓縮狀態(tài)的非泡沸層31和33的組合厚度至少保持相同，但是優(yōu)選比該組合厚度薄。優(yōu)選地，泡沸層的未壓縮厚度不大于這些非泡沸層的組合未壓縮厚度的約1/3厚度。通常這些未壓縮層中的每個未壓縮層的厚度為至少約0.1mm，且一般不厚于約10mm。未壓縮墊的總厚度通常為至少約3.0mm，且一般不厚于約30mm。
非泡沸層的無機纖維可包括已知和/或用在用于安裝污染控制裝置的安裝墊中的無機纖維中的任何一種?？捎玫臒o機纖維包括例如玻璃纖維、陶瓷纖維、非氧化無機纖維例如石墨纖維或硼纖維、以及它們的混合物。可用的無機纖維可包括例如在PCT公開WO 2004/031544和美國專利6,460,320及6,737,146中公開的那些無機纖維，所述文獻以全文引入本文作為參考。特別有用的是陶瓷纖維和玻璃纖維，所述陶瓷纖維可以由所謂的溶膠-凝膠過程得到，通常是晶質(zhì)的，因此也稱為多晶纖維。本文使用的術(shù)語“玻璃纖維”是指由玻璃構(gòu)成的纖維，由此術(shù)語“玻璃”是指已經(jīng)基本上不結(jié)晶的情況下冷卻到剛性狀態(tài)的熔融無機產(chǎn)物。在具體實施方案中，非泡沸層的陶瓷纖維可以是退火纖維。還優(yōu)選這些非泡沸層中的一個層基本無渣球，即根本不包含渣球或所包含的渣球量按該非泡沸層的總重量計不大于5wt％、優(yōu)選不大于2wt％。包括基本無渣球的多晶非泡沸層的安裝墊優(yōu)選在污染控制裝置中按如下取向，使得基本無渣球的該多晶非泡沸層與污染控制單塊相鄰，因為已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在靠近單塊處需要最大的纖維彈性。
用作非泡沸層中的無機纖維的優(yōu)選玻璃纖維包括硅酸鋁鎂玻璃纖維，所述硅酸鋁鎂玻璃纖維優(yōu)選具有至少5μm的平均直徑和在0.5cm至15cm之間、優(yōu)選在1cm到12cm之間的長度。更優(yōu)選地，該平均直徑為至少7μm，通常在7μm至14μm的范圍內(nèi)。這些纖維通常無渣球或包含的渣球量很低，按纖維總重量計通常小于1wt％。另外，這些纖維通常直徑相當(dāng)均勻，即，按這些硅酸鋁鎂玻璃纖維的總重量計，直徑在該平均直徑+/-3μm范圍內(nèi)的纖維量一般是至少70wt％，優(yōu)選至少80wt％，最優(yōu)選至少90wt％。
優(yōu)選的硅酸鋁鎂玻璃纖維包括10wt％至30wt％氧化鋁、52wt％至70wt％氧化硅、和1wt％至12wt％氧化鎂。上述氧化物的重量百分比基于Al2O3、SiO2和MgO的理論量。還應(yīng)當(dāng)理解該硅酸鋁鎂玻璃纖維可以包含附加的氧化物。例如，可以存在的附加氧化物包括氧化鈉或氧化鉀、氧化硼和氧化鈣。硅酸鋁鎂玻璃纖維的具體例子包括E玻璃纖維，其組成通常為約55％ SiO2、11％ Al2O3、6％ B2O3、18％ CaO、5％ MgO和5％其它氧化物；S和S-2玻璃纖維，其組成通常為約65％SiO2、25％ Al2O3和10％ MgO；和R玻璃纖維，其組成通常為60％ SiO2、25％ Al2O3、9％ CaO和6％ MgO。E玻璃、S玻璃和S-2玻璃可從例如Advanced Glassfiber Yarns LLC得到，而R玻璃可從Saint-GobainVetrotex得到。
優(yōu)選地，非泡沸玻璃纖維層沒有或基本沒有直徑為3μm或3μm以下的纖維，更優(yōu)選該墊沒有或基本沒有直徑小于5μm的纖維。這里的“基本沒有”是指按玻璃纖維層中纖維的總重量計，這樣的小直徑纖維的量不大于2wt％，優(yōu)選不大于1wt％。
優(yōu)選的非泡沸陶瓷纖維層包括由溶膠-凝膠過程得到的陶瓷纖維。術(shù)語“溶膠-凝膠”過程是指通過對纖維或其前體的構(gòu)成組分的溶液或分散體或通常粘性的濃縮物進行紡絲或擠出而形成纖維。因此，該溶膠-凝膠過程與熔體成型纖維的過程形成對比，在熔體成型纖維的過程中，通過對纖維組分熔體進行擠出而形成纖維。例如在US 3,760,049中公開了合適的溶膠-凝膠過程，其中教導(dǎo)了通過如下方法形成陶瓷纖維通過小孔擠出金屬化合物的溶液或分散體，從而形成連續(xù)的生工纖維(green fiber)，然后對這些連續(xù)的未加工纖維進行燒制得到陶瓷纖維。這些金屬化合物通常是可煅燒成金屬氧化物的金屬化合物。通常溶膠-凝膠形成的纖維是晶質(zhì)的或半晶質(zhì)的，在本領(lǐng)域內(nèi)被稱為多晶纖維。
用于根據(jù)溶膠-凝膠過程形成纖維的金屬化合物的溶液或分散體的例子包括例如在US 3,709,706中公開的含氧的鋯化合物如二乙酸鋯的水溶液，其含有膠態(tài)二氧化硅。另一個例子包括水溶性的或可分散的鋁化合物和硼化合物例如水成堿式乙酸鋁的水溶液；或兩相體系，該兩相體系包括二氧化硅的膠態(tài)分散體與水溶性的或可分散的鋁化合物和硼化合物的含水混合物。能夠通過溶膠-凝膠過程制成的其它代表性難熔金屬氧化物纖維包括氧化鋯、鋯石、氧化鋯-氧化鈣、氧化鋁、鋁酸鎂、硅酸鋁等。這類纖維還可以包含各種金屬氧化物如氧化鐵、氧化鉻、和氧化鈷。
可用在該安裝墊中的陶瓷纖維包括多晶氧化物陶瓷纖維，例如莫來石、氧化鋁、富氧化鋁的鋁硅酸鹽、鋁硅酸鹽、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鉻等。優(yōu)選的纖維通常是富氧化鋁的晶質(zhì)纖維，這些優(yōu)選的纖維包括在約67wt％至約98wt％范圍內(nèi)的氧化鋁和在約33wt％至約2wt％范圍內(nèi)的氧化硅。這些纖維有市售，例如3M Company的“NEXTEL 550”(商品名)、Dyson Group PLC(Sheffield，UK)的SAFFILTM、MitsubishiChemical Corp.(Tokyo，Japan)的Maftec、Unifrax(Niagara Falls，N.Y)的FIBERMAXTM、和ALTRA纖維(Rath GmbH，Germany)。
合適的多晶氧化物陶瓷纖維還包括鋁硼硅酸鹽(aluminoborosilicate)纖維，這些鋁硼硅酸鹽纖維優(yōu)選包括在約55wt％至約75wt％范圍內(nèi)的氧化鋁、在大于0至小于約45wt％(優(yōu)選大于0至小于44wt％)范圍內(nèi)的氧化硅、和在大于0至小于25wt％(優(yōu)選約1wt％至約5wt％)范圍內(nèi)的氧化硼(分別根據(jù)理論氧化物Al2O3、SiO2和B2O3計算)。這些鋁硼硅酸鹽纖維中優(yōu)選至少50wt％是晶質(zhì)的，更優(yōu)選至少75wt％是晶質(zhì)的、最優(yōu)選約100wt％是晶質(zhì)的(即晶質(zhì)纖維)。鋁硼硅酸鹽纖維有市售，例如3M Company的“NEXTEL 312”和“NEXTEL 440”(商品名)。
可通過溶膠-凝膠過程得到的陶瓷纖維通常無渣球或包含的渣球量很低，按陶瓷纖維總重量計通常小于1wt％。這些陶瓷纖維通常還具有1微米至16微米的平均直徑。在優(yōu)選實施方案中，陶瓷纖維具有5μm或更大的平均直徑，優(yōu)選陶瓷纖維沒有或基本沒有直徑小于3μm的纖維，更優(yōu)選陶瓷纖維層沒有或基本沒有直徑小于5μm的纖維。這里的“基本沒有”是指按陶瓷纖維層中纖維的總重量計，這類小直徑纖維的量不大于2wt％，優(yōu)選不大于1wt％。
在本發(fā)明的另一個方面中，安裝墊的非泡沸層可包括有時被稱為退火陶瓷纖維的熱處理陶瓷纖維作為無機纖維?？梢匀鏤S 5,250,269或WO 99/46028中公開的那樣得到退火陶瓷纖維。根據(jù)這些文獻的教導(dǎo)，可以通過使熔體成形的耐火陶瓷纖維在至少700℃的溫度下退火得到退火陶瓷纖維。通過使陶瓷纖維退火，得到具有增強彈性的纖維。通?？梢栽赨S 5,250,269中提出的試驗條件下得到至少10kPa的彈性值。適于退火的這些熔體成形的耐火陶瓷纖維可以由多種金屬氧化物經(jīng)過熔吹或熔紡得到，這些金屬氧化物優(yōu)選為Al2O3和SiO2的混合物，該混合物具有30wt％至70wt％氧化鋁和70wt％至30wt％二氧化硅，優(yōu)選約等重量份的這兩種氧化物。該混合物可以包括其它氧化物，例如B2O3、P2O5和ZrO2。
合適的熔體成形的耐火陶瓷纖維可從許多商業(yè)來源得到，包括如下這些已知的陶瓷纖維來自Carborundum Co.，Niagara Falls，NY的“Fiberfrax”(商品名)；來自Thermal Ceramics Co.，Augusta，GA的“Cerafiber”和“Kaowool”；來自Premier Refractories Co.，Erwin，TN的“Cer-wool”；和來自Shin-Nippon Steel Chemical of Tokyo，Japan的“SNSC”。以商品名“Cer-wool”知名的陶瓷纖維的制造商聲稱這些陶瓷纖維是由48wt％二氧化硅和52wt％氧化鋁的混合物經(jīng)過熔紡得到的，并具有3-4微米的平均纖維直徑。以商品名“Cerafiber”知名的陶瓷纖維的制造商聲稱這些陶瓷纖維是由54wt％二氧化硅和46wt％氧化鋁的混合物經(jīng)過熔紡得到的，并具有2.5-3.5微米的平均纖維直徑。陶瓷纖維“SNSC 1260-D1”的制造商聲稱這些陶瓷纖維是由54wt％二氧化硅和46wt％氧化鋁的混合物經(jīng)熔體成形的，并具有約2微米的平均纖維直徑。
其它可用的纖維包括所謂的可溶性纖維，即具有體外可溶性的纖維。適用的可溶性陶瓷纖維包括來自Thermal Ceramics的Superwool 607和Superwool 607 MaxTM、和來自Unifrax的Isofrax和Insulfrax陶瓷纖維。
在泡沸層中使用的可用泡沸材料包括但不限于未膨脹蛭石礦、已處理的未膨脹蛭石礦、部分脫水的蛭石礦、可膨脹石墨、可膨脹石墨與已處理的或未處理的未膨脹蛭石礦的混合物、經(jīng)過加工的可膨脹硅酸鈉，例如可從3M Company，St.Paul，Minn.購買到的EXPANTROLTM不溶性硅酸鈉、和它們的混合物。為了本申請的目的，意圖認(rèn)為以上列出的泡沸材料的例子中的每種泡沸材料是彼此不同且可區(qū)別的。預(yù)期的泡沸材料包括未膨脹蛭石礦、已處理的未膨脹蛭石礦、可膨脹石墨、和它們的混合物。預(yù)期的市售可膨脹石墨材料的例子是來自UCAR Carbon Co.，Inc.，Cleveland，Ohio的GRAFOILTM.Grade338-50可膨脹石墨片。
除了泡沸材料以外，泡沸層還可包括其他材料，例如如上所述的用于非泡沸層的無機纖維。因此，在具體實施方案中，泡沸材料可以分布在整個無機纖維層中，所述無機纖維層為通過造紙過程制成的市售薄泡沸墊的形式?；蛘撸梢园慈缦滦纬膳莘袑訉⑴莘胁牧蠂娡炕蛲坎嫉椒桥莘袑拥囊粋€主側(cè)面上，然后使用轉(zhuǎn)移粘合劑(transferadhesive)、噴霧粘合劑、或優(yōu)選熱活化的網(wǎng)粘合劑例如可從Bostik-Findley得到的PE 105-50或PE 65-50聚酯網(wǎng)粘合劑，將另一層非泡沸層粘合或?qū)訅旱皆撝鱾?cè)面上。
根據(jù)用于制作安裝墊特別是非織造安裝墊的方法，將切碎的單獨化的(individualzied)無機纖維送入常規(guī)成網(wǎng)機(例如可以如下商品名購買的成網(wǎng)機來自Rando Machine Corp.of Macedon，N.Y.的“RANDOWEBBER”；或來自Scan Web Co.of Denmark的“DAN WEB”)，在該成網(wǎng)機中將纖維牽引到金屬絲網(wǎng)篩或織帶(例如金屬或尼龍帶)上。為了提供單獨化的(即，使每個纖維彼此分開)纖維，例如可以使用玻璃纖維粗紗切斷機(例如，以商品名“MODEL 90 GLASS ROVING CUTTER”購自Finn&Fram，Inc.，of Pacoma，Calif.)將纖維束或纖維紗切碎成所需長度(通常在約0.5cm至約15cm的范圍內(nèi))。如果使用“DAN WEB”型成網(wǎng)機，則優(yōu)選使用錘磨機然后使用鼓風(fēng)機使纖維單獨化。為便于操作該墊，該墊可以形成在或放置在稀松布上。根據(jù)纖維的長度，得到的墊通常具有足夠的操作性，以在不需支撐件(例如稀松布)的情況下將該墊傳遞給針刺機。
也可以采用常規(guī)的濕法成形或紡織梳理來制作非織造墊。對于濕法成形過程而言，纖維長度優(yōu)選為約0.5cm至6cm。
安裝墊優(yōu)選是針刺的非織造墊。針刺的非織造墊是指其中由通過例如鉤針多次完全或部分(優(yōu)選完全)刺穿該墊來提供對纖維的物理纏結(jié)的墊?？梢圆捎贸Ｒ?guī)針刺設(shè)備(例如以商品名“DILO”從Dilo ofGermany購買到的針刺機，以及鉤針(例如可從Foster Needle Company，Inc.，of Manitowoc，Wis.購買到))對非織造墊進行針刺，以提供針刺的非織造墊。提供纖維纏結(jié)的針刺通常包括壓縮該墊，然后將鉤針刺入該墊和從該墊中引出鉤針。每單位面積墊的最佳針刺數(shù)將根據(jù)具體應(yīng)用而變化。通常非織造墊被針刺以提供約5針刺/cm2至約60針刺/cm2。優(yōu)選地，該墊被針刺以提供約10針刺/cm2至約20針刺/cm2。
或者，可以采用常規(guī)技術(shù)(例如參見美國專利4,181,514(Lefkowitzet al.)，這里針對其有關(guān)縫編非織造墊的教導(dǎo)而引入其公開內(nèi)容作為參考)縫編該墊。通常用有機線縫編該墊。在縫編過程中可以將有機或無機片材的薄層放置在墊的任一側(cè)或兩側(cè)，以防止線切開該墊或使線最小限度地切開該墊。在希望縫合線在使用過程中不分解的情況下，可以采用無機線，例如陶瓷或金屬(例如不銹鋼)。針腳間距通常是3mm至30mm，以便使纖維在遍及墊的全部區(qū)域上被均勻壓縮?；蛘呖梢再徺I非泡沸材料層，例如來自Mitsubishi Chemical company的MaftecTM，針刺多晶毯。
也可以購買可用于構(gòu)造本發(fā)明的通過造紙過程制成的非泡沸層，例如可從3M Company得到的InteramTM1100、1101和900HT非泡沸陶瓷纖維墊。
可以根據(jù)上述過程分開形成那些非泡沸層，然后可以通過針刺或縫編使如此得到的分開的針刺的或縫編的層彼此接合。但是，在使非泡沸層接合在一起之前，應(yīng)該將泡沸材料涂布或噴涂到非泡沸層的一個主側(cè)面上，使得在使非泡沸層接合在一起時，將泡沸層夾在非泡沸層之間?；蛘?，可以將其中分布泡沸材料的無機纖維層夾在非泡沸層之間，然后可以將該層壓件針刺或縫編在一起。例如，其中分布泡沸材料的無機纖維層可以商品名InteramTM型100、550或2000 LT購自3M Company?？梢酝ㄟ^造紙過程方便地制造這樣的泡沸材料層。或者，可以形成第一非泡沸層的網(wǎng)，并且可以用泡沸材料對該網(wǎng)進行涂布或噴涂，然后可以在其上形成第二非泡沸層的網(wǎng)。然后可以將將該組件針刺或縫編在一起。因此，在后者的構(gòu)造中，各個纖維層在彼此接合之前不分開進行針刺或縫編。
本發(fā)明設(shè)想了具有各種層結(jié)構(gòu)的安裝墊，可以根據(jù)需要采用和選擇其中的每一種來優(yōu)化特定性質(zhì)。例如，在一個實施方案中，安裝墊可以包括玻璃纖維、特別是硅酸鋁鎂玻璃纖維的兩個非泡沸層，在這兩個非泡沸層之間含有泡沸材料層。該類型的墊通常對于安裝污染控制單塊而言是最有用的，所述污染控制單塊用于處理來自柴油發(fā)動機的排氣。
在第二實施方案中，安裝墊的泡沸層被包括在由溶膠-凝膠過程形成的陶瓷纖維的非泡沸層與玻璃纖維的非泡沸層之間。該類型的墊優(yōu)選安裝在如下污染控制裝置中，其中玻璃纖維層面對該裝置的金屬外殼。
在第三實施方案中，安裝墊的泡沸層被包括在由溶膠-凝膠過程形成的陶瓷纖維的非泡沸層與退火陶瓷纖維的非泡沸層之間。該類型的墊優(yōu)選安裝在如下污染控制裝置中，其中退火陶瓷纖維層面對金屬外殼，但是也可以設(shè)想相反的布置，特別是當(dāng)排氣處于相對較低的溫度，如使用柴油發(fā)動機時。
在第四實施方案中，安裝墊的泡沸層被包括在玻璃纖維的非泡沸層與退火陶瓷纖維的非泡沸層之間。該類型的墊優(yōu)選安裝在如下污染控制裝置中，其中玻璃纖維層面對該裝置的金屬外殼。
在第五實施方案中，安裝墊可以包括退火陶瓷纖維的兩個非泡沸層，在這兩個非泡沸層之間含有泡沸材料層。
在第六實施方案中，安裝墊可以包括由溶膠-凝膠過程形成的纖維的兩個非泡沸層，在這兩個非泡沸層之間含有泡沸材料層。
將參考以下實施例進一步描述本發(fā)明，但不意圖將本發(fā)明限制于此。
實施例實施例與比較例中使用的材料A.陶瓷纖維墊CER 1來自Mitsubishi Chemical company的MaftecTMMLS-3針編(needle-bonded)毯(72％ Al2O3、28％ SiO2，無粘結(jié)劑，堆密度0.16g/cm3)。
CER 23M 900HT退火鋁硅酸鹽，陶瓷纖維墊，每單位面積的重量(表面密度)1435g/m2，堆密度0.25g/cm3，可以900HT從3M Company，St.Paul，MN/USA得到。
B.玻璃纖維墊玻璃3M INPE 571.02，硅酸鋁鎂玻璃墊，表面密度800g/m2，堆密度0.12g/cm3，可從3M Company，St.Paul，MN/USA得到。
C.泡沸材料INT 1未膨脹蛭石，可從Cometals Inc.，New York，NY/USA得到。
INT 23M 100泡沸安裝墊，每單位面積的重量(表面密度)1050g/m2，可從3M Company，St.Paul，MN/USA得到。
試驗方法一真實條件夾具試驗(RCFT)該試驗?zāi)７戮哂写呋瘎┩坎嫉膯螇K或柴油微粒過濾器的污染控制裝置在通常的使用過程中所發(fā)現(xiàn)的實際條件，并對在那些模仿使用條件下由安裝材料所施加的壓力進行測量。在《汽車污染控制裝置中的材料方面》(Material Aspects in Automotive Pollution control devices)，ed.Hans Bode，Wiley-VCH，2002，pp.-206-208中詳細(xì)描述了RCFT方法。
兩個獨立受控的50.8mm×50.8mm的受熱不銹鋼壓板被加熱到不同的溫度，以分別模擬金屬外殼和單塊的溫度。同時，使壓板之間的間距或間隙增加如下值，該值根據(jù)指定類型的典型污染控制裝置的溫度和熱膨脹系數(shù)計算得到。通過高達900℃的單塊溫度和高達530℃的金屬外殼溫度來模擬污染控制裝置的高速驅(qū)動條件。
對每個安裝墊試樣進行三次RCFT循環(huán)。在表2中總結(jié)了當(dāng)墊安裝在試驗樣品中時墊的密度。
隨著第一板和第二板的溫度首先增大、在峰值溫度保持15分鐘、然后降低，對由墊施加的壓力進行連續(xù)測量。代表單塊溫度的板從室溫加熱到900℃，保持15秒，返回到室溫。同時，代表外殼溫度的板從室溫加熱到530℃，保持15秒，返回到室溫。這些加熱循環(huán)中的每個加熱循環(huán)被稱為一個RCFT循環(huán)。在運行這三個RCFT循環(huán)后，記錄了表2中的數(shù)據(jù)。
在試驗開始時在室溫下記錄壓力。還分別記錄在第一循環(huán)期間的峰值壓力、第一和第三循環(huán)的峰值溫度(900℃/500℃)下的壓力。
對于超薄壁單塊而言，在第三循環(huán)后的殘余壓力應(yīng)該至少是40kPa以將單塊保持在適當(dāng)位置。在試驗中的任何時刻都不應(yīng)產(chǎn)生大于800kPa的壓力，因為這樣的壓力有破壞單塊的危險。
實施例1通過采用表面密度為800g/m2的兩層MaftecTM多晶MLS-3針編毯構(gòu)造實施例1的安裝墊，可從Mitsubishi Chemical company得到該毯(72％ Al2O3、28％ SiO2，無粘結(jié)劑，堆密度0.16g/cm3)。首先在第一多晶墊的一個主表面用氣溶膠噴涂粘合劑(可以Foam Adhesive 74從3MCompany，St.Paul，MN/USA得到)進行噴涂。然后將未膨脹蛭石片(可從Cometals，New York，NY/USA得到)噴撒在粘合劑涂布的表面上。然后將多余的蛭石倒干凈。
然后再次用粘合劑噴涂蛭石涂布的表面，并施用第二層多晶墊。然后用柱塞輕輕滾壓該結(jié)構(gòu)。得到的是夾層結(jié)構(gòu)，其由在兩層多晶片材之間的蛭石片層組成。在表1中總結(jié)了該墊結(jié)構(gòu)。
對實施例1的安裝墊進行按照上面“試驗方法”所述的真實條件夾具試驗(RCFT)。在RCFT試驗設(shè)備中，將安裝墊的側(cè)面(在表1中被命名為頂層)放置在夾具的較冷側(cè)面(用來模擬罐側(cè)面)上。在表1中被命名為底層的層設(shè)置成緊靠夾具的較熱側(cè)面(用來模擬單塊)(在所有隨后的實施例中，頂層也與單塊的較冷側(cè)面(罐側(cè)面)面對)。
結(jié)果表明產(chǎn)生足以將單塊保持在適當(dāng)位置的力，但不產(chǎn)生過大壓力以免有破壞單塊的危險。在表2中總結(jié)了RCFT值。
實施例2通過采用表面密度為800g/m2的一層MaftecTM多晶MLS-3針編毯和表面密度為800g/m2的一層3M INPE 571.02硅酸鋁鎂玻璃墊構(gòu)造實施例2的安裝墊。在3M INPE 571.02墊的一個側(cè)面上用3M 74噴霧粘合劑進行噴涂，然后將未膨脹蛭石片噴撒在粘合劑涂布的表面上，并如實施例1中那樣將多余的蛭石倒干凈。
然后再次對蛭石涂布的表面進行噴涂，并施用該多晶墊層。然后用柱塞輕輕滾壓該結(jié)構(gòu)。得到的是夾層結(jié)構(gòu)，其由在一層多晶陶瓷片材和一層硅酸鋁鎂材料之間的蛭石片層組成。在表1中總結(jié)了該墊結(jié)構(gòu)。
對實施例2的安裝墊進行按照上面“試驗方法”所述的真實條件夾具試驗(RCFT)。結(jié)果表明產(chǎn)生足以將單塊保持在適當(dāng)位置的力，但不產(chǎn)生過大壓力以免有破壞單塊的危險。在表2中總結(jié)了RCFT結(jié)果。
實施例3通過采用表面密度為800g/m2的MaftecTM多晶MLS-3針編毯層和表面密度為1435g/m2的3M 900HT退火鋁硅酸鹽陶瓷纖維墊層構(gòu)造實施例3的安裝墊。在多晶墊的一個側(cè)面上用3M 74噴霧粘合劑進行噴涂，然后將未膨脹蛭石片噴撒在粘合劑涂布的表面上，并將多余的蛭石倒干凈。
然后再次對蛭石涂布的表面進行噴涂，并施用那層3M 900HT墊。然后用柱塞輕輕滾壓該結(jié)構(gòu)。得到的是夾層結(jié)構(gòu)，其由在一層多晶陶瓷片材和一層退火鋁硅酸鹽材料之間的蛭石片層組成。在表1中總結(jié)了該墊結(jié)構(gòu)。
對實施例3的安裝墊進行按照上面“試驗方法”所述的真實條件夾具試驗(RCFT)。結(jié)果表明產(chǎn)生足以將單塊保持在適當(dāng)位置的力，但不產(chǎn)生過大壓力以免有破壞單塊的危險。在表2中總結(jié)了RCFT結(jié)果。
實施例4通過采用表面密度為1435g/m2的兩層3M 900HT退火鋁硅酸鹽陶瓷纖維墊構(gòu)造實施例4的安裝墊。在一層墊的一個側(cè)面上用3M 74噴霧粘合劑進行噴涂，然后將未膨脹蛭石片噴撒在粘合劑涂布的表面上，并將多余的蛭石倒干凈。
然后再次對蛭石涂布的表面進行噴涂，并施用另一層3M 900HT墊。然后用柱塞輕輕滾壓該結(jié)構(gòu)。得到的是夾層結(jié)構(gòu)，其由在兩層退火鋁硅酸鹽陶瓷墊之間的蛭石片層組成。在表1中總結(jié)了該墊結(jié)構(gòu)。
對實施例4的安裝墊進行按照上面“試驗方法”所述的真實條件夾具試驗(RCFT)。結(jié)果表明產(chǎn)生足以將單塊保持在適當(dāng)位置的力，但不產(chǎn)生過大壓力以免有破壞單塊的危險。在表2中總結(jié)了RCFT結(jié)果。
實施例5通過在兩層MaftecTM多晶MLS-3針編毯之間放置表面密度為1050g/m2的3M 100泡沸安裝墊層來制備實施例5，所述每個多晶墊層的每單位面積的重量(表面密度)為800g/m2。在表1中總結(jié)了該墊結(jié)構(gòu)。
對實施例5的安裝墊進行按照上面“試驗方法”所述的真實條件夾具試驗(RCFT)。結(jié)果表明產(chǎn)生足以將單塊保持在適當(dāng)位置的力，但不產(chǎn)生過大壓力以免有破壞單塊的危險。在表2中總結(jié)了RCFT結(jié)果。
實施例6實施例6通過如下構(gòu)成在表面密度為800g/m2的MaftecTM多晶MLS-3針編毯層和表面密度為800g/m2的3M INPE 571.02硅酸鋁鎂玻璃墊層之間放置表面密度為1050g/m2的3M 100泡沸安裝墊層。在表1中總結(jié)了該墊結(jié)構(gòu)。
對實施例6的安裝墊進行按照上面“試驗方法”所述的真實條件夾具試驗(RCFT)。結(jié)果表明產(chǎn)生足以將單塊保持在適當(dāng)位置的力，但不產(chǎn)生過大壓力以免有破壞單塊的危險。在表2中總結(jié)了RCFT結(jié)果。
比較例1-2比較例1-2分別如實施例3-4中那樣構(gòu)造，但是沒有未膨脹蛭石片的中心層。在表1中總結(jié)了這些墊結(jié)構(gòu)。
對比較例1-2的安裝墊分別進行按照上面“試驗方法”所述的真實條件夾具試驗(RCFT)。來自比較例1-2的結(jié)果表明保壓壓力(循環(huán)3的峰值溫度下的壓力)小于將單塊保持在適當(dāng)位置所需的40kPa。在表2中總結(jié)了RCFT結(jié)果。
比較例3比較例3由表面密度為4070g/m2的3M 100泡沸墊構(gòu)成。RCFT結(jié)果表明在第一循環(huán)上產(chǎn)生1310kPa的不能接受的高峰值壓力。
表1墊結(jié)構(gòu)

表2 RCFT結(jié)果

*900℃/530℃，分別是在試驗過程中組件的熱側(cè)面(代表單塊溫度)和冷側(cè)面(代表外殼或罐的溫度)的峰值溫度試驗結(jié)果總結(jié)從上表2可看出，本發(fā)明的所有墊都表現(xiàn)出足以將單塊保持在適當(dāng)位置的最小保壓壓力(大于約40kPa)，但在模擬使用循環(huán)過程中不產(chǎn)生足以破壞超薄壁單塊的過大壓力(大于約800kPa)。
這些實施例還表明可以得到包括玻璃或退火陶瓷纖維墊層(實施例2、3、4和6)且滿足用于安裝超薄壁單塊的性能要求的低成本的墊。
權(quán)利要求
1.用于安裝污染控制元件的多層安裝墊，所述安裝墊包括設(shè)置在至少一個第一非泡沸層與至少一個第二非泡沸層之間的至少一個泡沸層，其中所述至少一個泡沸層包括泡沸材料，并具有至少約500g/m2的表面密度，所述至少一個第一非泡沸層包括無機纖維，具有至少約450g/m2的表面密度，并形成所述安裝墊的對置主側(cè)面，并且所述至少一個第二非泡沸層包括無機纖維，具有至少約450g/m2的表面密度，并形成所述安裝墊的另一個對置主側(cè)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的多層安裝墊，其中所述第一非泡沸層和所述第二非泡沸層中的至少一個包括如下纖維層中的至少一個玻璃纖維層、可由溶膠-凝膠過程得到的陶瓷纖維層、和退火陶瓷纖維層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的多層安裝墊，其中所述第一非泡沸層和所述第二非泡沸層中的至少一個的表面密度為至少約600g/m2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的多層安裝墊，其中所述第一非泡沸層和所述第二非泡沸層中的至少一個的表面密度為至少約800g/m2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的多層安裝墊，其中所述第一非泡沸層和所述第二非泡沸層中的至少一個的表面密度為至少約1000g/m2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2的多層安裝墊，其中所述第一非泡沸層和所述第二非泡沸層中的至少一個的表面密度為至少約1400g/m2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的多層安裝墊，其中所述泡沸層的表面密度為至少約1000g/m2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的多層安裝墊，其中所述泡沸層的表面密度為至少約1500g/m2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的多層安裝墊，其中所述泡沸層的表面密度為至少約2000g/m2。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項的多層安裝墊，其中所述泡沸層的未壓縮厚度不大于所述第一非泡沸層和所述第二非泡沸層的組合未壓縮厚度的約1/3。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的多層安裝墊，其中所述泡沸層、所述第一非泡沸層和所述第二非泡沸層中的每一個層的未壓縮厚度在約0.1mm至約10mm的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的多層安裝墊，其中所述安裝墊的未壓縮厚度在約3.0mm至約30mm的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2的多層安裝墊，其中所述第一非泡沸層和所述第二非泡沸層中的至少一個層包括玻璃纖維層，且所述玻璃纖維包括硅酸鋁鎂玻璃纖維。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的多層安裝墊，其具有0.15g/cm3至0.50g/cm3的堆密度。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的多層安裝墊，其中所述泡沸層包括選自未膨脹蛭石、可膨脹石墨、及其混合物中的泡沸材料。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的多層安裝墊，其中所述泡沸層還包括無機纖維。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的多層安裝墊，其中所述非泡沸層中的至少一個層包括基本無渣球的無機纖維。
18.污染控制裝置，包括用權(quán)利要求1至17中任一項的安裝墊布置在殼體內(nèi)的污染控制元件，該安裝墊設(shè)置在所述殼體和所述污染控制元件之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于安裝污染控制元件的多層安裝墊。該安裝墊包括在形成安裝墊的對置主側(cè)面的兩個非泡沸層之間的泡沸材料層。根據(jù)本發(fā)明的安裝墊適于在污染控制裝置內(nèi)安裝污染控制元件，且特別適于安裝脆性單塊例如薄壁和超薄壁單塊。而且，安裝墊在很寬的溫度范圍內(nèi)合宜地表現(xiàn)出很好或極好的保壓壓力，并能夠以不貴的方式制造該安裝墊。本發(fā)明還提供了污染控制裝置，該污染控制裝置包括用安裝墊布置在殼體內(nèi)的污染控制元件，該安裝墊設(shè)置在殼體和污染控制元件之間。
文檔編號D04H1/4209GK1816391SQ200480018819
公開日2006年8月9日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者理查德·P·梅里 申請人:3M創(chuàng)新有限公司