專利名稱：用在污染控制裝置中的多層墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種用于在污染控制裝置內(nèi)安裝污染控制元件的多層墊。
背景機(jī)動車上利用污染控制裝置以減少大氣污染。目前有兩種裝置得到廣泛應(yīng)用催化轉(zhuǎn)化器和柴油機(jī)微粒過濾器或捕集器。催化轉(zhuǎn)化器中包含一種或多種催化劑，它們通常涂布在整體結(jié)構(gòu)的表面上。所述整體結(jié)構(gòu)通常是陶瓷的，盡管金屬整體結(jié)構(gòu)也已得到了應(yīng)用。催化劑氧化一氧化碳和碳?xì)浠衔?，或還原廢氣中的氮氧化物。柴油機(jī)微粒過濾器或捕集器通常是壁流過濾器的形式，其具有由多孔結(jié)晶陶瓷材料制備的蜂窩狀整體結(jié)構(gòu)。在這些污染控制裝置的現(xiàn)有構(gòu)造中，每種類型的整體結(jié)構(gòu)都包在金屬外殼中。
防護(hù)性填充材料通常置于整體結(jié)構(gòu)和金屬外殼之間，以防止整體結(jié)構(gòu)因在路上顛簸和震動而受到損壞，從而彌補(bǔ)金屬外殼和整體結(jié)構(gòu)間的熱膨脹差異，并防止廢氣從整體結(jié)構(gòu)和金屬外殼之間通過。放置防護(hù)性填充材料的過程稱作“罐封”，包括如下步驟將糊狀物注入整體結(jié)構(gòu)和金屬外殼之間的空隙中，或者在整體結(jié)構(gòu)外面包裹一層片狀材料(即，安裝墊)，將包裹好的整體結(jié)構(gòu)塞入外殼中，壓縮外殼封閉，和沿外殼側(cè)緣焊接凸緣。
通常，用來形成常規(guī)防護(hù)性填充材料的組合物包括玻璃或耐火陶瓷纖維，提供諸如耐高溫、良好處理性、彈性高、柔韌性高和強(qiáng)度高等性質(zhì)。還可以包含膨脹性材料，使防護(hù)性填充材料在高溫時容積膨脹。這種膨脹有助于在使用中將整體結(jié)構(gòu)固定在適當(dāng)位置。
概述本發(fā)明提供多層墊、含有多層墊的污染控制裝置和制造多層墊的方法。更具體而言，多層墊包括夾在兩個膨脹層之間的非膨脹層。
在一個方面中，提供一種多層墊，其包括至少三層具有第一主表面和與第一主表面相對的第二主表面的非膨脹層，其中非膨脹層包括無機(jī)纖維；面向非膨脹層第一主表面的第一膨脹層，其中第一膨脹層是多層墊的第一外層；和面向非膨脹層第二主表面的第二膨脹層，其中第二膨脹層是多層墊的第二外層。
在另一個方面中，提供一種污染控制裝置，其包括第一金屬外殼，第一金屬外殼內(nèi)的污染控制元件和置于第一金屬外殼和污染控制元件之間的多層墊。多層墊包括至少三層具有第一主表面和與第一主表面相對的第二主表面的非膨脹層，其中非膨脹層包括無機(jī)纖維；面向非膨脹層第一主表面的第一膨脹層，其中第一膨脹層是多層墊的第一外層；和面向非膨脹層第二主表面的第二膨脹層，其中第二膨脹層是多層墊的第二外層。在一些實施方案中，污染控制裝置位于第二金屬外殼內(nèi)，如消聲器，和廢氣在第一金屬外殼和第二金屬外殼之間通過。
在另一個方面中，提供一種形成多層墊的方法。提供一種膨脹層，其包括第一主表面和與第一主表面相對的第二主表面。第一膨脹層面向膨脹層的第一主表面，其中第一膨脹層是多層墊的第一外層。第二膨脹層面向膨脹層的第二主表面，其中第二膨脹層是多層墊的第二外層。
本文中，術(shù)語″一種(a)″，″一種(an)″，和″該(the)″與″至少一種(atleast one)″交換可用，用于指所述的一種或多種成分。
附圖簡述通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的各種實施方案所作的詳細(xì)描述，可以更完整地理解本發(fā)明，在附圖中

圖1是多層墊一個實施方案的示意性截面圖。
圖2是本發(fā)明實施方案的催化轉(zhuǎn)化器的示意性立體圖，所示為分解圖。
圖3是本發(fā)明實施方案的柴油機(jī)微粒過濾器沿中心線的徑向剖面圖。
圖4是污染控制裝置的示意性剖視圖，其中廢氣在第一金屬外殼和第二金屬外殼間通過。
盡管本發(fā)明具有各種變化和替代形式，但附圖仍例舉了其細(xì)節(jié)，下面對這些細(xì)節(jié)將進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，這種描述無意使本發(fā)明受限于所描述的具體實施方案。相反，本發(fā)明涵蓋符合本發(fā)明精神和范圍的所有變化、等價物和替代形式。
詳細(xì)說明在本發(fā)明一個方面中，提供一種多層墊，其包括至少三層具有第一主表面和與第一主表面相對的第二主表面的非膨脹層，其中非膨脹層含有無機(jī)纖維；面向非膨脹層第一主表面的第一膨脹層，其中第一膨脹層是多層墊的第一外層；和面向非膨脹層第二主表面的第二膨脹層，其中第二膨脹層是多層墊的第二外層。即，非膨脹層夾在兩個膨脹層之間，多層墊的每一外層含有膨脹材料。
圖1是多層墊100的一個實施方案。多層墊100包括按如下順序排列的三層第一膨脹層110，含有無機(jī)纖維的非膨脹層120，和第二膨脹層130。盡管圖1顯出了僅有三層的多層墊，但是可以存在另外的層，只要多層墊的外層是膨脹層即可。多層墊例如可以具有兩個或多個相鄰的膨脹層，兩個或多個相鄰的非膨脹層，或交替的非膨脹和膨脹層。
多層墊的一些具體例子包括但不限于按如下順序排列的各層膨脹/非膨脹/膨脹/非膨脹/膨脹；膨脹/膨脹/非膨脹/膨脹；和膨脹/非膨脹/非膨脹/膨脹等。所有這些例子都包括夾在兩個膨脹層之間的非膨脹層。此外，所有這些例子都包括膨脹外層。
本文中，″膨脹″指在加熱到約800℃～約900℃的溫度下厚度表現(xiàn)出至少10％自由膨脹的材料。當(dāng)加熱到這些溫度時，一些膨脹材料厚度具有至少12％，至少15％，或至少20％的自由膨脹。在至少約400℃或至少約500℃的溫度下，膨脹材料通常至少在某種程度上膨脹。自由膨脹指當(dāng)加熱時材料在Z-軸上的膨脹量不受限制。
本文中，″非膨脹″指在相同條件下厚度表現(xiàn)出小于10％自由膨脹的材料。當(dāng)加熱時非膨脹材料膨脹小于8％，小于6％，小于4％，小于2％，或小于1％。
多層墊包括夾在兩個膨脹層之間的非膨脹層。非膨脹層含有無機(jī)纖維?？梢赃x擇適于污染控制裝置用安裝墊的任何無機(jī)纖維。例如，無機(jī)纖維可以是氧化鋁纖維，富鋁紅柱石纖維，石英纖維，碳化硅纖維，氮化硅纖維，金屬纖維，鋁硅酸鹽纖維，鎂鋁硅酸鹽纖維，鋁硼硅酸鹽纖維，氧化鋯纖維，氧化鈦纖維等。纖維可以是無定形纖維、結(jié)晶纖維或其組合。
石英纖維以商品名″ASTROQUARTZ″由J.P.Stevens，Inc.(Slater，NC)市售。碳化硅纖維由Nippon Carbon(Tokyo，Japan)以商品名″NICALON″市售或由Textron Specialty Materials(Lowell，MA)以商品名″TYRANNO″市售。氮化硅纖維由Toren Energy International Corp.(New York，NY)市售。金屬纖維由Beckaert(Zweregan，Belgium)以商品名″BEKI-SHELD GR 90/C2/4″市售和由Ribbon Technology Corp.(Gahana，OH)以商品名″RIBTEC″市售。
在非膨脹層的一些實施方案中，無機(jī)纖維是玻璃纖維。本文中，術(shù)語″玻璃纖維″指從已經(jīng)冷卻但沒有大量結(jié)晶的無機(jī)熔化材料制備的無機(jī)纖維。使用x-射線衍射或透射電子顯微鏡技術(shù)測定玻璃纖維是無定形的。至少在一些應(yīng)用中，玻璃纖維沒有渣球(即，纖維含有不大于5wt.％渣球，不大于3wt.％渣球，不大于2wt.％渣球，不大于1wt.％渣球，或不大于0.5wt.％渣球)。本文中，術(shù)語″渣球″指非纖維粒子，可以是一些無機(jī)纖維形成過程中的副產(chǎn)物。
適合的玻璃纖維通常是鎂鋁硅酸鹽纖維。這種玻璃纖維可以含有至少50wt.％SiO2，至少8wt.％Al2O3，和至少1wt.％氧化鎂。例如，鎂鋁硅酸鹽纖維可以含有50～70wt.％，50～60wt.％，60～70wt.％，或55～65wt.％SiO2；8～30wt.％，10～20wt.％，或20～30wt.％Al2O3；和1～15wt.％，1～12wt.％，1～10wt.％，或1～8wt.％氧化鎂。可以存在另外的氧化物，如氧化鈉，氧化鉀，氧化硼，氧化鈣等。
鎂鋁硅酸鹽玻璃纖維的具體例子是E-玻璃纖維，S-玻璃纖維，S2-玻璃纖維和R-玻璃纖維。E-玻璃纖維通常含有約55wt.％SiO2，約11wt.％Al2O3，約6wt.％B2O3，約18wt.％CaO，約5wt.％MgO，和約5wt.％其他氧化物。S-玻璃和S2-玻璃纖維通常含有約65wt.％SiO2，約25wt.％Al2O3，和約10wt.％MgO。R-玻璃纖維通常含有約60wt.％SiO2，約25wt.％Al2O3，約9wt.％CaO，和約6wt.％MgO。E-玻璃纖維，S-玻璃纖維和S2-玻璃纖維由Advanced Glassfiber Yarns，LLC(Aiken，SC)和Owens-Corning Fiberglass Corp.(Granville，OH)市售。R-玻璃纖維由Saint-Gobain Vetrotex(Herzogenrath，Germany)市售。
非膨脹層中可以使用各種耐火陶瓷纖維。在一些實施方案中，陶瓷纖維是無定形的，主要含有Al2O3和SiO2?？梢源嬖谏倭科渌趸?。Al2O3與SiO2的重量比(Al2O3∶SiO2)通常大于或等于20∶80，30∶70，35∶65，40∶60，45∶55，50∶50，55∶45，60∶40或70∶30。陶瓷纖維通常包括至少30wt.％SiO2和至少20wt.％Al2O3。例如，按纖維重量計，適合的陶瓷纖維可以含有30～80wt.％的SiO2和20～70wt.％的Al2O3。在一些具體例子，按纖維重量計，陶瓷纖維可以含有40～60wt.％的SiO2和40～60wt.％的氧化鋁。在其他具體例子中，按纖維重量計，陶瓷纖維可以含有45～55wt.％的SiO2和45～55wt.％的Al2O3。
示例性無定形陶瓷纖維包括但不限于由Thermal Ceramics(Augusta，GA)以商品名″KAOWOOL HA BULK″市售的那些，按纖維重量計含有50wt.％SiO2和50wt.％Al2O3；由Thermal Ceramics以商品名″CERAFIBER″市售的那些，按纖維重量計含有54wt.％SiO2和46wt.％Al2O3；由Thermal Ceramics以商品名″KAOWOOL D73F″市售的那些，按纖維重量計含有54wt.％SiO2和46wt.％Al2O3；由Rath(Wilmington，DE)以商品名″RATH 2300RT″市售的那些，按纖維重量計含有52wt.％SiO2，47wt.％Al2O3，和不大于1wt.％Fe2O3、TiO2和其他氧化物；由Rath以商品名″RATH ALUMINO-SILICATE CHOPPED FIBER″市售的那些，按纖維重量計含有54wt.％SiO2，46wt.％Al2O3，和不大于1wt.％其他氧化物；由Vesuvius(Buffalo，NY)以商品名″CER-WOOL RT″市售的那些，按纖維重量計含有49～53wt.％SiO2，43～47wt.％Al2O3，0.7～1.2wt.％Fe2O3，1.5～1.9wt.％TiO2，和不大于1wt.％其他氧化物；由Vesuvius以商品名″CER-WOOL LT″市售的那些，按纖維重量計含有49～57wt.％SiO2，38～47wt.％Al2O3，0.7～1.5wt.％Fe2O3，1.6～1.9wt.％TiO2，和0～0.5wt.％其他氧化物；和由Vesuvius以商品名″CER-WOOLHP″市售的那些，按纖維重量計含有50～54wt.％SiO2，44～49wt.％Al2O3，0～0.2wt.％Fe2O3，0～0.1wt.％TiO2，和不大于0.5wt.％其他氧化物。
在其他實施方案中，陶瓷纖維是無定形的，主要含有SiO2，Al2O3，和ZrO2?？梢源嬖谏倭科渌趸?。Al2O3與SiO2的重量比(Al2O3∶SiO2)大于或等于20∶80，30∶70，35∶65，40∶60，45∶55，50∶50，55∶45，60∶40，或70∶30。按纖維重量計，纖維含有至少3wt.％ZrO2，至少30wt.％SiO2，和至少20wt.％Al2O3。在一些實施方案中，按纖維重量計，纖維含有5wt.％以下，7wt.％以下，10wt.％以下，12wt.％以下，15wt.％以下，16wt.％以下，20wt.％以下，或25wt.％以下的ZrO2。按纖維重量計，陶瓷纖維可以含有30～70wt.％，40～65wt.％，45～60wt.％，45～55wt.％，或50～60wt.％的SiO2。按纖維重量計，陶瓷纖維可以含有20～60wt.％，25～50wt.％，25～45wt.％，25～40wt.％，25～35wt.％，30～50wt.％，或30～40wt.％的Al2O3。在一些具體例子，按纖維重量計，陶瓷纖維含有25～50wt.％Al2O3，40～60wt.％SiO2，和3～20wt.％ZrO2。在其他具體例子中，按纖維重量計，陶瓷纖維含有30～40wt.％Al2O3，45～60wt.％SiO2，和5～20wt.％ZrO2。
含有SiO2，Al2O3和ZrO2的示例性無定形陶瓷纖維是由ThermalCeramics(Augusta，GA)以商品名″KAOwOOL ZR″和″CERACHEM″市售的那些，按纖維重量計含有50wt.％SiO2，35wt.％Al2O3，和15wt.％ZrO2；由Unifrax(Tonawonda，NY)以商品名″UNIFRAX FIBERFRAXFIBERMAT″市售的那些，按纖維重量計含有52～57wt.％SiO2，29～47wt.％Al2O3，和不大于18wt.％ZrO2；由Unifrax以商品名″UNIFRAX FIBERFRAX DURABACK″市售的那些，按纖維重量計含有50～54wt.％SiO2，31～35wt.％Al2O3，5wt.％ZrO2，1.3wt.％Fe2O3，1.7wt.％TiO2，0.5wt.％MgO，和不大于7wt.％CaO；由Rath(Wilmington，DE)以商品名″RATH 2600HTZ″市售的那些，按纖維重量計含有48wt.％SiO2，37wt.％Al2O3，15wt.％ZrO2，和不大于1wt.％其他氧化物；和由Vesuvius(Buffalo，NY)以商品名″CER-WOOL HTZ″市售的那些，按纖維重量計含有44～51wt.％SiO2，33～37wt.％Al2O3，13～19wt.％ZrO2，0.1～0.6wt.％Fe2O3，0.1～0.6wt.％TiO2，和不大于1wt.％其他氧化物。
在非膨脹層的一些實施方案中，使用熱機(jī)械分析儀(TMA)測試，陶瓷纖維其體積收縮率不大于10％，不大于8％，不大于6％，不大于4％，不大于3％，不大于2％，或不大于1％。陶瓷纖維通常收縮至少0.5％。在一些實施方案中，陶瓷纖維其體積收縮率為0.5～2％，0.5～3％，0.5～5％，或0.5～6％。
在TMA測試中，將負(fù)載下的樣品(例如，50psi或345N/m2)加熱到1000℃，然后冷卻。在750℃的加熱和冷卻循環(huán)中測量樣品的厚度，以計算收縮百分比。收縮百分比等于在加熱和冷卻步驟中在750℃下的厚度之差乘以100，再除以在加熱步驟中在750℃下的厚度。TMA測試用于表征陶瓷纖維或從陶瓷纖維制備的非膨脹層。在熱機(jī)械分析儀的溫度到達(dá)750℃時，除去在非膨脹層中可能存在的大部分或所有有機(jī)材料。
所提供的體積收縮率不大于10％的陶瓷纖維的例子(即，未經(jīng)熱處理而提供的纖維)包括但不限于結(jié)晶的纖維以及含有Al2O3和SiO2的纖維。Al2O3與SiO2的重量比(Al2O3∶SiO2)可以大于或等于60∶40，65∶35，70∶30，72∶28，75∶25，80∶20，90∶10，95∶5，96∶4，97∶3，或98∶2。在一些具體例子，按纖維重量計，陶瓷纖維含有60～98wt.％Al2O3和2～40wt.％SiO2。在其他具體例子中，按纖維重量計，陶瓷纖維含有70～98wt.％Al2O3和2～30wt.％SiO2?？梢源嬖诤哿科渌趸?。本文中，術(shù)語″痕量″指量不大于2wt.％，不大于1wt.％，或不大于0.5wt.％。
結(jié)晶的且體積收縮率不大于10％的適合陶瓷纖維包括但不限于由Mitsubishi Chemical(Tokyo，Japan)以商品名″MAFTEC″(例如，MLS1，MLS2，和MLS3)市售的那些，按纖維重量計含有28wt.％SiO2和72wt.％Al2O3；由Saffil Limited(Widness Cheshire，U.K.)以商品名″SAFFIL″(例如，SF，LA Bulk，HA Bulk，HX Bulk)市售的那些，按纖維重量計含有3～5wt.％SiO2和95～約97wt.％Al2O3；和由Unifrax(Tonawonda，NY)以商品名″UNIFRAX FIBERFRAX FIBERMAX″市售的那些，按纖維重量計含有27wt.％SiO2和72wt.％Al2O3。
所提供的結(jié)晶的且體積收縮率不大于10％的陶瓷纖維的其他例子是鋁硼硅酸鹽纖維。按纖維重量計，這些纖維通常含有至少50wt.％的Al2O3，不大于50wt.％的SiO2，和不大于25wt.％的B2O3。按纖維重量計，更具體的鋁硼硅酸鹽纖維含有50～75wt.％Al2O3，25～50wt.％SiO2，和1～25wt.％B2O3。這種鋁硼硅酸鹽纖維以商品名″NEXTEL 312″和″NEXTEL 440″由3M Company(St.Paul，MN)市售。
制造商所提供的結(jié)晶的且體積收縮率不大于10％的陶瓷纖維中的至少一些是使用溶膠-凝膠法制備的。在溶膠-凝膠法中，通過對溶液、分散體或粘性濃縮物進(jìn)行紡絲或擠出而形成陶瓷纖維。美國專利3,760,049(Borer等人)中進(jìn)一步描述了溶膠-凝膠法，包括通過小孔擠出溶液、分散體或濃縮物，形成綠色纖維(green fiber)，經(jīng)燒制形成陶瓷纖維。溶液、分散體或濃縮物含有在纖維中的氧化物或氧化物的前體。
在一些實施方案中，市售無定形陶瓷纖維可被熱處理，以提供體積收縮率不大于10％的陶瓷纖維。通常從Al2O3和SiO2的混合物或Al2O3和SiO2與其他氧化物如B2O3、P2O5或ZrO2的混合物熔噴或熔紡形成可以被熱處理以提供體積收縮率不大于10％的纖維的陶瓷纖維。可被熱處理的示例性無定形陶瓷纖維包括但不限于由ThermalCeramics(Augusta，GA)以商品名″KAOWOOL HA BULK″，″CERAFIBER″，″KAOWOOL D73F″，″KAOWOOL ZR″，或″CERACHEM″市售的陶瓷纖維；由Rath(Wilmington，DE)以商品名″RATH 2300 RT″，″RATH ALUMINO-SILICIATE CHOPPED FIBER″，或″RATH 2600HTZ″市售的陶瓷纖維；由Vesuvius(Buffalo，NY)以商品名″CER-WOOL RT″，″CER-WOOL LT″，或″CER-WOOL HTZ″，或″CER-WOOL HP″市售的陶瓷纖維；和由Unifrax(Tonawonda，NY)以商品名″UNIFRAX FIBERFRAX FIBEMAT″或″UNIFRAX FIBERFRAXDURABACK″市售的陶瓷纖維。
在熱處理過程中，陶瓷纖維易于析晶(即，至少部分地從無定形態(tài)變化到微晶或結(jié)晶態(tài))。通常，僅有單根陶瓷纖維的部分發(fā)生析晶。即，熱處理后，單根陶瓷纖維含有無定形材料以及結(jié)晶材料，微晶材料，或結(jié)晶和微晶材料的組合。
諸如透射電子顯微鏡技術(shù)和x-射線衍射等技術(shù)可用于表征無機(jī)纖維的無定形、結(jié)晶或微晶性質(zhì)。本文中，術(shù)語″無定形″指沒有結(jié)晶或微晶區(qū)域的無機(jī)纖維。如果無機(jī)纖維是無定形的，那么使用透射電子顯微鏡技術(shù)或x-射線衍射均檢測不到衍射峰(即，沒有衍射圖案)。如果無機(jī)纖維含有較小結(jié)晶尺寸(即，微晶)的區(qū)域，那么使用透射電子顯微鏡技術(shù)可以檢測到衍射峰(即，衍射圖案)，但使用x-射線衍射檢測不到。本文中，術(shù)語″微晶″指至少一些區(qū)域具有結(jié)晶性質(zhì)，且可以用透射電子顯微鏡技術(shù)檢測到晶體尺寸，而用x-射線衍射檢測不到的無機(jī)纖維。如果無機(jī)纖維含有較大結(jié)晶尺寸(即，結(jié)晶)的區(qū)域，那么可以使用x-射線衍射得到衍射圖案。本文中，術(shù)語″結(jié)晶″指至少一些區(qū)域具有結(jié)晶性質(zhì)，且可以用x-射線衍射檢測到晶體尺寸的無機(jī)纖維?？墒褂脁-射線衍射檢測到的最小晶體尺寸通常得到較寬的衍射圖案，而沒有精確的峰。峰越窄表明結(jié)晶尺寸越大。衍射峰的寬度可用于確定結(jié)晶尺寸。結(jié)晶的無機(jī)纖維通常是多晶的，而不是單晶的。
在一些應(yīng)用中，在至少700℃的溫度下熱處理陶瓷纖維。例如，在至少800℃的溫度下，在至少900℃的溫度下，在至少1000℃的溫度下，或在至少1100℃的溫度下熱處理陶瓷纖維。適合的熱處理溫度可以根據(jù)陶瓷纖維的組成和陶瓷纖維保持在熱處理溫度下的時間而變化。適合的熱處理方法和適合的熱處理陶瓷纖維進(jìn)一步公開在例如國際專利申請WO 99/46028(Fernando等人)和美國專利5,250,269(Langer)中。
對于在熱處理過程中形成的晶體或微晶體尺寸存在一種時間-溫度關(guān)系。例如，陶瓷纖維可以在低溫下熱處理較長時間或在高溫下熱處理較短時間，以得到可比較狀態(tài)的結(jié)晶或微晶。熱處理溫度下的時間可以為1小時以下，40分鐘以下，30分鐘以下，20分鐘以下，10分鐘以下，5分鐘以下，3分鐘以下，或2分鐘以下。例如，可以選擇熱處理溫度，以使用相對較短的熱處理時間如10分鐘以下。
可以選擇熱處理溫度高于析晶溫度(即，陶瓷纖維從無定形材料變化到微晶或結(jié)晶材料時的溫度)至少20℃，至少30℃，至少40℃，至少50℃，至少60℃，至少70℃，至少80℃，至少90℃，或至少100℃?？梢允褂美绮顭岱治?DTA)等技術(shù)測定陶瓷纖維的適合熱處理時間和溫度。Al2O3-SiO2纖維的溫度通常為700℃～1200℃，800℃～1200℃，900℃～1200℃，或950℃～1200℃。
完全無定形的陶瓷纖維通常比含有微晶、結(jié)晶或其組合區(qū)域的陶瓷纖維收縮更大。至少部分是結(jié)晶或微晶的陶瓷纖維可用于制造安裝墊，可以反復(fù)加熱到適用于污染控制裝置的溫度，然后冷卻。微晶或結(jié)晶陶瓷纖維傾向于抵抗進(jìn)一步收縮，而收縮對非膨脹層有負(fù)面影響。
對于經(jīng)熱處理的陶瓷纖維，纖維的脆度可以與低體積收縮率特性平衡。結(jié)晶或微晶陶瓷纖維比無定形陶瓷纖維更易碎。從結(jié)晶或微晶陶瓷纖維制備的非膨脹層比從無定形纖維制備的絕緣層更易碎裂。另一方面，結(jié)晶或微晶陶瓷纖維比無定形陶瓷纖維具有更低的體積收縮率。
無機(jī)纖維的平均直徑通常是至少3微米，至少4微米，至少5微米，至少6微米，或至少7微米。無機(jī)纖維通常平均直徑不大于20微米，不大于18微米，不大于16微米，或不大于14微米。在一些實施方案中，至少60wt.％的無機(jī)纖維其平均直徑為在3微米內(nèi)的平均直徑。例如，至少70wt.％，至少80wt.％，或至少90wt.％的無機(jī)纖維其平均直徑為在3微米內(nèi)的平均直徑。
按非膨脹層重量計，非膨脹層還含有20wt.％以下的有機(jī)粘合劑。在一些實施方案中，按非膨脹層重量計，有機(jī)粘合劑存在量為10wt.％以下，5wt.％以下，或3wt.％以下。當(dāng)在高溫如污染控制裝置通常所經(jīng)受的溫度下使用含有非膨脹層的多層墊時，有機(jī)粘合劑通常被燒掉。
適合的有機(jī)粘合劑材料可以包括含水聚合物乳狀液，溶劑基聚合物和無溶劑聚合物。含水聚合物乳狀液可以包括乳膠形式的有機(jī)粘合劑聚合物和彈性體(例如，天然橡膠晶格，苯乙烯-丁二烯晶格，丁二烯-丙烯腈晶格，和丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯聚合物或共聚物晶格)。溶劑基聚合粘合劑材料可以包括聚合物，如丙烯酸類，聚氨酯，乙酸乙烯酯，纖維素，或橡膠基有機(jī)聚合物。無溶劑聚合物可以包括天然橡膠，苯乙烯-丁二烯橡膠，和其他彈性體。
在一些實施方案中，有機(jī)粘合劑材料包括含水丙烯酸類乳狀液。有利的是，丙烯酸類乳狀液具有良好的老化性能和非腐蝕性燃燒產(chǎn)物。適合的丙烯酸類乳狀液可以包括但不限于市售產(chǎn)品，如以商品名″RHOPLEX TR-934″(含有44.5wt.％固體的含水丙烯酸類乳狀液)和″RHOPLEX HA-8″(含有45.5wt.％固體的丙烯酸類共聚物的含水乳狀液)由Rohm and Hass(Philadelphia，PA)出售的那些；以商品名″NEOCRYL XA-2022″(含有60.5％固體的丙烯酸類樹脂的含水分散體)由ICI Resins US(Wilmington，MA)出售的那些；和以商品名″AIRFLEX600BP DEV″(含有55wt.％固體的乙烯丙烯酸乙烯基酯三聚物的含水乳狀液)由Air Products and Chemical，Inc.(Philadelphia，PA)出售的那些。
有機(jī)粘合劑也可以包括增塑劑，增粘劑或其組合。增塑劑可以軟化聚合物基質(zhì)，并增強(qiáng)膨脹層的柔韌性和可模塑性。例如，有機(jī)粘合劑可以包括增塑劑，如以商品名″SANTICIZER 148″由Monsanto(St.Louis，MO)市售的異癸基二苯基二磷酸酯。增粘劑或增粘樹脂可以有助于將絕緣材料粘到一起。適合的增粘劑的例子由Eka Nobel，Inc.(Toronto，Canada)以商品名″SNOWTACK 810A″市售。
非膨脹層也可以含有其他材料，如但不限于增塑劑，潤濕劑，分散劑，消泡劑，乳膠凝結(jié)劑和殺菌劑?？梢约尤胩盍希绮ＡЯＷ?，碳酸鈣，膨脹的蛭石，分層的蛭石，云母，珍珠巖，三水合鋁，六水合磷酸鎂，硼酸鋅和氫氧化鎂。此外，可以加入無機(jī)粘合劑如粘土，斑脫土和膠體氧化硅。
非膨脹層也可以含有有機(jī)纖維，例如丙烯酸類，纖維素，聚烯烴，聚乙烯醇，聚酯或其組合。纖維可以是人造短纖維或原纖化纖維。有用的人造短纖維通常尺寸約0.5～5旦尼爾。尺寸1.5旦尼爾/絲的適合人造絲纖維由Minifiber，Inc.(Johnson City，TX)市售。適合的聚乙烯醇纖維由Kuraray Americas，Inc.(New York，NY)以商品名″KURALON″市售。丙烯酸類纖維漿以商品名″CFF″由Cytek Industries，Inc.(WestPaterson，NJ)市售。
至少在一些實施方案中，適合的非膨脹層可包括10～99.5wt.％的無機(jī)纖維和0.5～20wt.％的有機(jī)粘合劑。例如，非膨脹層可以含有20～99.5wt.％的無機(jī)纖維，0.5～20wt.％的有機(jī)粘合劑，和60wt.％以下的無機(jī)粘合劑或填料。
含有熱處理的鋁硅酸鹽陶瓷纖維的適合非膨脹層由3M Company(St.Paul，MN)以商品名″INTERAM 900HT″市售。這種墊子其體積密度約0.25g/cm3，和重量/單位面積約1020～約2455g/m2。其他適合的非膨脹層包括由3M Company以商品名″INTERAM 1100HT″和″INTERAM 1101HT″市售的那些。這些墊子其體積密度約0.15g/cm3，重量/單位面積約440～約2100g/m2。包括鎂鋁硅酸鹽玻璃纖維的其他適合的非膨脹層由3M Company以商品名″INPE 571.02″市售。這種墊子其體積密度為0.12g/cm3，重量/單位面積約600～約1400g/m2。針粘墊子由Mitsubishi Chemical Company，Tokyo，Japan以商品名″MAFTECMLS-3″市售，體積密度約0.16g/cm3。按纖維重量計，這種墊子含有約72wt.％Al2O3和約28wt.％SiO2。
在多層墊中，非膨脹層夾在第一膨脹層和第二膨脹層之間。兩個膨脹層的組成相同或不同。每個膨脹層含有至少一種膨脹材料。膨脹層還可以包括無機(jī)纖維，有機(jī)粘合劑，增塑劑，潤濕劑，分散劑，消泡劑，乳膠凝結(jié)劑，殺菌劑，填料，無機(jī)粘合劑和有機(jī)纖維。
膨脹層用的適合膨脹材料的例子包括非膨脹蛭石、水黑云母、美國專利3,001,571(Hatch)所述可水溶脹合成的四氟化硅型云母、美國專利4,521,333(Graham等人)所述堿金屬硅酸鹽顆粒、可膨脹石墨或其組合。堿金屬硅酸鹽顆粒由3M Company(St.Paul，MN)以商品名″EXPANTROL 4BW″市售?？膳蛎浭陨唐访錑RAFOIL GRADE338-50″由UCAR Carbon Co.，Inc.(Cleveland，OH)市售。非膨脹蛭石由Cometals Inc.(New York，NY)市售。在一些應(yīng)用中，膨脹材料選自非膨脹蛭石、可膨脹石墨或其組合。
蛭石例如可以用鹽處理，如磷酸二氫銨，硝酸銨，氯化銨；氯化鉀，或本領(lǐng)域已知的其他可溶鹽。這種處理基于離子交換反應(yīng)。
至少在某種程度上取決于膨脹層的厚度，膨脹層使非膨脹層絕緣。因此，由于存在絕緣膨脹層，所以在多層墊的外層中所包括的會軟化并收縮的無機(jī)纖維可用在內(nèi)部非膨脹層中。取決于污染控制元件的操作溫度和膨脹層厚度，在多層墊的非膨脹層中可以包括體積收縮率大于10％的陶瓷材料。
按膨脹層重量計，膨脹層通常含有至少5wt.％，至少10wt.％，至少20wt.％，至少40wt.％或至少60wt.％的膨脹材料。在一些實施例，按膨脹層重量計，膨脹層含有5wt.％～約85wt.％膨脹材料和不大于20wt.％有機(jī)粘合劑。一些但不是所有膨脹層還可以包括無機(jī)纖維。
在一些更具體例子中，按膨脹層重量計，膨脹層包括5～85wt.％的膨脹材料，0.5～15wt.％的有機(jī)粘合劑，和10～60wt.％的無機(jī)纖維。在其他例子中，按膨脹層重量計，膨脹層包括5～70wt.％的膨脹材料，0.5～10％的有機(jī)粘合劑，和30～45wt.％的無機(jī)纖維。在其他例子中，膨脹層包括20～65wt.％的膨脹材料，0.5～20wt.％的有機(jī)粘合劑，10～65wt.％的無機(jī)纖維，和40wt.％以下的無機(jī)填料或無機(jī)粘合劑。
適合的膨脹層由3M Company(St.Paul，MN)以商品名″INTERAM100″，″INTERAM 200″，″INTERAM 550″，和″INTERAM 2000LT″市售。這些墊子通常其體積密度約0.4～約0.7g/cm3，重量/單位面積約1050g/m2～約8140g/m2。另一種適合的膨脹層由3M COMPANY以商品名″INPE 570″市售。這種層通常其重量/單位面積約1050g/m2～約4070g/m2，含有符合歐洲未分類纖維規(guī)定的無機(jī)纖維。
在一些膨脹層中，包括生物可溶的無機(jī)纖維。含有生物可溶纖維的膨脹層進(jìn)一步公開在國際專利申請公開WO 03/031368(Howorth)中。本文中，″生物可溶的無機(jī)纖維″指在生理介質(zhì)或模擬生理介質(zhì)中可分解的無機(jī)纖維。生理介質(zhì)指但不限于通常存在于諸如動物或人類呼吸道等中的體液。
生物可溶的無機(jī)纖維通常包含無機(jī)氧化物，如Na2O、K2O、CaO、MgO、P2O5、Li2O和BaO，或者它們與二氧化硅的組合。其他金屬氧化物或其他陶瓷組分盡管自身缺乏所需的溶解性，但也可以包含在生物可溶的無機(jī)纖維中，只要其含量足夠低，使得纖維整體上仍然可以在生理介質(zhì)中分解。這樣的金屬氧化物例如包括Al2O3，TiO2，ZrO2，B2O3和氧化鐵。生物可溶的無機(jī)纖維也可以包含金屬組分，其含量要使得纖維在生理介質(zhì)或模擬生理介質(zhì)中可分解。
在一個實施方案中，生物可溶的無機(jī)纖維包含氧化硅、氧化鎂和氧化鈣。這種類型的纖維通常稱作鈣鎂硅酸鹽纖維。鈣鎂硅酸鹽纖維通常含有小于約10wt.％的氧化鋁。適合的生物可溶的纖維可以包括45～90wt.％SiO2，45wt.％以下的CaO，35wt.％以下的MgO，和小于10wt.％Al2O3。例如，所述纖維可以含有約55～約75wt.％SiO2，約25～約45wt.％CaO，約1～約10wt.％MgO，和小于約5wt.％Al2O3。
示例性生物可溶的無機(jī)氧化物纖維公開于美國專利5,332,699(Olds等人)；5,585,312(TenEyck等人)；5,714,421(Olds等人)；和5,874,375(Zoitas等人)中?？梢杂酶鞣N方法形成生物可溶的無機(jī)纖維，包括但不限于溶膠-凝膠形成法、晶體生長法和熔體成形技術(shù)，如紡制或吹制。
生物可溶的無機(jī)纖維由Unifrax Corporation(Niagara Falls，NY)以商品名″INSULFRAX″市售。其他生物可溶的纖維由Thermal Ceramics(位于Augusta，GA)以商品名″SUPERWOOL″出售。例如，SUPERWOOL607含有60～70wt.％SiO2，25～35wt.％CaO，4～7wt.％MgO和痕量Al2O3。SUPERWOOL 607MAX可用于略微更高的溫度下，并含有60～70wt.％SiO2，16～22wt.％CaO，12～19wt.％MgO和痕量Al2O3。
示例性膨脹層包括10～80wt.％的膨脹材料，5～80wt.％的生物可溶的無機(jī)纖維，和5～80wt.％的云母粘合劑。
本文中，″云母粘合劑″指這樣的一種或多種云母類礦物質(zhì)，可以將它們先潤濕后干燥，形成自支撐內(nèi)聚體。本文中，″自支撐″指云母粘合劑可以制成5cm×5cm×3mm的片狀材料，它不含其他材料，使得在25℃和50％以下的相對濕度下捏住該干燥后片狀材料的任何邊緣，在水平狀態(tài)下能夠保持至少5分鐘，而不會起皺或裂開。
本文中，術(shù)語“云母類礦物質(zhì)”是指能劈裂成或以其他方式分離成平板或小板的一類礦物質(zhì)。云母類礦物質(zhì)包括但不限于膨脹蛭石、非膨脹蛭石和云母。云母類礦物質(zhì)通常其平均縱橫比(即，粒子的長度除以厚度)大于約3。云母類礦物質(zhì)的粒度通常小于約150微米(例如，云母粘合劑包含能通過100目篩網(wǎng)的云母類礦物質(zhì))。在一些實施方案中，所述云母粘合劑包含粒度小于約150微米、平均縱橫比大于約8或大于約10的云母類礦物質(zhì)。
適合的云母粘合劑可以包含經(jīng)過粉碎的云母類礦物質(zhì)。本文中，“粉碎”是指用任何合適的方法對云母類礦物質(zhì)進(jìn)行加工，以減小其平均粒度。粉碎方法包括但不限于機(jī)械剪切稀的或濃的漿料、研磨、氣流粉碎或輥磨。其他方法可以單獨使用或結(jié)合粉碎法使用，用以減小粒度。例如，可以用熱方法或化學(xué)方法使云母類礦物質(zhì)膨脹，或者先膨脹后剝落。膨脹蛭石可以在水中剪切或用其他方法處理，形成分層蛭石顆粒或小片的水懸浮液?？梢杂美绺咚偌羟谢旌掀魅鐢嚢铏C(jī)進(jìn)行充分剪切。
在一些實施方案中，云母粘合劑包括經(jīng)過處理的蛭石(即經(jīng)過膨脹、分層和粉碎的蛭石)。經(jīng)處理的這種蛭石通常是不再能膨脹的。在其他實施方案中，云母粘合劑包含未經(jīng)膨脹、未分層或只是部分膨脹和分層的蛭石，這種材料可以膨脹。
適合的云母粘合劑由W.R.Grace & Company市售，包含分層的蛭石粉末(商品名“VFPS”)和用化學(xué)方法剝落的蛭石的水分散體(商品名“MICROLITE”)。此外，膨脹蛭石薄片由W.R.Grace & Company(商品名“ZONELITE#5”)市售，可減小其粒度，形成云母粘合劑。
云母粘合劑可以包括粒度小于約150微米的蛭石，膨脹材料可以包括粒度大于約150微米的蛭石(不能通過100目篩網(wǎng))。膨脹蛭石平均粒度大于約300微米。
在多層墊的一個實施方案中，非膨脹層含有玻璃纖維，膨脹層含有蛭石以及鋁硅酸鹽纖維。在多層墊的另一個實施方案中，非膨脹層含有基于TMA測試收縮不大于10％的陶瓷纖維，膨脹層含有蛭石以及基于TMA測試收縮不大于10％的陶瓷纖維。在多層墊的另一個實施方案中，非膨脹層含有玻璃纖維，膨脹層含有蛭石以及生物可溶的無機(jī)纖維。
邊緣保護(hù)材料也可以加到多層墊中。邊緣保護(hù)材料可以是美國專利5,008,086(Merry)中所述的纏繞邊緣的不銹鋼線。其他適合的邊緣保護(hù)材料包括美國專利4,156,533(Close等人)中所述的編織或繩狀玻璃，陶瓷或金屬纖維。邊緣保護(hù)材料也可以由EP 639 701 A1(Howorth等人)，EP 639 702 A1(Howorth等人)和EP 639 700 A1(Stroom等人)中公開的包括玻璃粒子的組合物形成。
多層墊中的各層厚度可以根據(jù)特定應(yīng)用而變化。在一些實施方案中，非膨脹層的厚度大于第一膨脹層的厚度，大于第二膨脹層的厚度。在一些應(yīng)用中，非膨脹層的厚度為多層墊總厚度的至少50％，至少55％，至少60％，至少65％，至少70％，至少75％，或至少80％。墊子的總體未壓縮厚度通常不大于40mm，不大于36mm，不大于32mm，不大于30mm，不大于24mm，或不大于20mm。
在一些應(yīng)用中，非膨脹層厚度為至少1mm，至少2mm，至少3mm，至少4mm，至少5mm，或至少6mm。非膨脹層的厚度通常小于30mm，小于20mm，或小于15mm。例如，非膨脹層的厚度可以是3～20mm，3～16mm，3～12mm，3～10mm，4～20mm，4～16mm，4～10mm，5～20mm，5～16mm，5～12mm，6～20mm，6～16mm，6～12mm，或6～10mm。所述厚度是指未壓縮厚度。
膨脹層其厚度為至少0.5mm，至少0.8mm，至少1mm，或至少1.2mm。膨脹層厚度通常小于20mm，小于10mm，或小于5mm。例如，膨脹層厚度可以是0.5～10mm，0.5～8mm，0.5～6mm，0.5～5mm，0.5～3mm，0.5～2.5mm，0.5～2mm，0.8～3mm，1～3mm，1.2～3mm，1～2.5mm，或1～2mm。所述厚度是指未壓縮厚度。
在多層墊中每個非膨脹層通常其體積密度約0.1g/cm3～約0.3g/cm3，而膨脹層其體積密度約0.4g/cm3～約0.7g/cm3。本文中，術(shù)語″體積密度″指未壓縮的層或多層墊的密度。多層墊的體積密度取決于各層的厚度和組成，但通常約0.15g/cm3～約0.5g/cm3或約0.2g/cm3～約0.4cm3。在一些應(yīng)用中，多層墊其壓縮密度約0.3g/cm3～約1.0g/cm3或約0.5g/cm3～約0.9g/cm3。本文中，術(shù)語″壓縮密度″指多層墊在污染控制裝置組裝后的密度(即，該術(shù)語指當(dāng)墊子置于金屬外殼和污染控制元件之間時墊子的密度)。
多層墊通常是柔韌性的。通常墊子可以在不破壞或破裂的情況下被處理，并包住污染控制裝置中的污染控制元件。
在另一個方面中，提供一種形成多層墊的方法。提供的非膨脹層具有第一主表面和與第一主表面相對的第二主表面。非膨脹層包括無機(jī)纖維。第一膨脹層面向膨脹層的第一主表面，其中第一膨脹層是多層墊的第一外層。第二膨脹層面向膨脹層的第二主表面，其中第二膨脹層是多層墊的第二外層。
在一些實施方案中，使用造紙法形成非膨脹層，膨脹層，或其組合。例如，可以通過形成無機(jī)纖維的含水漿料來制備非膨脹層。按漿料重量計，含水漿料通常含有30wt.％以下的固體(例如，按漿料重量計，漿料可以含有20wt.％以下或10wt.％以下的固體)。按漿料重量計，漿料通常含有至少1％固體(例如，漿料可以含有至少2wt.％或至少3wt.％固體)。在一些實施方案中，漿料可以含有1～10wt.％，2～8wt.％，或3～6wt.％的固體。較高固體是有利的，因為為制備壓片僅需要除去少量水。然而，較高固體百分比的漿料更難于混合。
同樣，可以通過形成膨脹材料的含水漿料來制備膨脹層。固體百分比可以與用于制備非膨脹層的相當(dāng)。
每種含水漿料中所用的水可以是井水，地表水或經(jīng)過處理除去雜質(zhì)如鹽和有機(jī)化合物的水。當(dāng)在含水漿料中使用井水或地表水時，水中存在的鹽(例如，鈣鹽和鎂鹽)用作無機(jī)粘合劑。在一些實施方案中，水是去離子水，蒸餾水或其組合。
在每種含水漿料組合物中還可以包括其他添加劑。這種添加劑可以是無機(jī)粘合劑，無機(jī)填料，消泡劑，絮凝劑，表面活性劑等。還可以包括強(qiáng)度增強(qiáng)劑，例如有機(jī)纖維。
可以使用造紙法制備整個多層墊。美國專利公開2001/0046456(Langer等人)中公開了一種這樣的方法?？梢灾苽浜信蛎洸牧系牡谝粷{料，然后沉積在可滲透基底上。使沉積的第一漿料部分脫水，形成第一層。可以制備非膨脹并含有無機(jī)纖維的第二漿料，然后沉積在第一層的外表面上。使沉積的第二漿料部分脫水，形成第二層?？梢灾苽浜信蛎洸牧系牡谌凉{料，然后沉積在第二層的外表面上。使沉積的第三漿料至少部分脫水，形成第三層。在沉積最后層后，干燥墊子，除去至少一部分任何殘留的水。例如，可以通過使墊子通過熱輥來壓縮和干燥墊子。
這種方法會使各層發(fā)生一些相互混合。各層的混合實際上用眼睛看不到，或混合程度是在兩個相鄰層間形成可見的邊界或梯度層。使用這種方法，可以不使用粘合劑、縫線、針或釘而將各層結(jié)合到一起。
在其他實施方案中，將一個或多個膨脹層噴射在使用造紙法或可替換方法制備的非膨脹層表面上。
各層可以單獨制造，然后結(jié)合到一起。一些多層墊包括粘合劑，用于粘合非膨脹層與第一膨脹層，第二膨脹層或其組合。粘合劑可以是壓敏粘合劑或熱熔粘合劑。在一些多層墊中，粘合劑是熱熔粘合劑，例如由Bostik-Findley(Middleton，MA)以商品名″PE 105-50″或″PE65-50″市售的粘合劑。這些是聚酯基熱熔粘合劑，但也可使用本領(lǐng)域已知的其他熱熔粘合劑。在其他實施方案中，可以使用針刺或縫編技術(shù)使多層墊的各層相互結(jié)合。使用針刺方法，一個層中的一些纖維被拉進(jìn)相鄰層中，從而在相鄰層間產(chǎn)生至少一些結(jié)合。
其他方法可用于制備非膨脹層。在一些應(yīng)用中，通過將單根無機(jī)纖維切成所需長度將非膨脹層制造成非織造墊子。例如，可以使用玻璃纖維粗紗切斷機(jī)(以商品名“MODEL 90GLASS ROVING CUTTER”購自Finn & Fram，Inc.(Pacoma，CA))切割纖維束或纖維紗，來制備單根化的(individualzied)纖維?？蛇x擇地，使用錘磨機(jī)然后使用鼓風(fēng)機(jī)形成切碎的單根化纖維。纖維通常被切成約0.5～約15cm的長度。使用如由Rando Machine Corp.(Macedon，NY)以商品名″RANDO WEBBER″市售或由ScanWeb Co.(Denmark)以商品名″DAN WEB″市售的常規(guī)成網(wǎng)機(jī)形成墊子。將切碎的單根化纖維牽引到金屬絲篩網(wǎng)或織帶(例如金屬或尼龍帶)上。根據(jù)纖維的長度，得到的墊子具有足夠的可操作性，可以在不需支撐物(例如平紋織物)的情況下將得到的墊子傳送到針刺機(jī)或縫編機(jī)。為易于處理，一些墊子可以在平紋織物上形成或置于其上。
針刺的非織造墊是指其中由通過刺針多次完全或部分刺穿該墊來提供對無機(jī)纖維的物理纏結(jié)的墊。針刺通常包括壓縮非織造墊，然后將刺針刺入該墊和從該墊中引出刺針。盡管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，但通常非織造墊被針刺以提供約5個針孔/cm2至約60個針孔/cm2。在一些應(yīng)用中，墊子具有10～約20個針孔/cm2?？梢圆捎贸Ｒ?guī)針刺機(jī)(例如由Dilo(Germany)市售的針刺機(jī))以及刺針(例如由Foster Needle Company(Manitowoc，WI)市售的刺針)對非織造墊進(jìn)行針刺。
可選擇地，可以采用例如美國專利4,181,514(Lefkowitz等人)中公開的技術(shù)縫編非織造墊子。使用有機(jī)線或無機(jī)線(例如陶瓷或不銹鋼)縫編該墊子。在縫編過程中可以將有機(jī)或無機(jī)片材的薄層放置在墊子的任一側(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。針腳間距可以變化，通常約3～約30mm，以便使纖維在墊的整個區(qū)域上被均勻壓縮。商業(yè)購買的針刺非膨脹層可以得自由Mitsubishi Chemical(Tokyo，Japan)以商品名″MAFTEC″市售的那些。
在另一個方面中，提供一種污染控制裝置，其包括第一金屬外殼，第一金屬外殼內(nèi)的污染控制元件，和置于第一金屬外殼和污染控制元件之間的多層墊。多層墊包括至少三層具有第一主表面和與第一主表面相對的第二主表面的非膨脹層，其中非膨脹層包括無機(jī)纖維；面向非膨脹層第一主表面的第一膨脹層，其中第一膨脹層是多層墊的第一外層；和面向非膨脹層第二主表面的第二膨脹層，其中第二膨脹層是多層墊的第二外層。機(jī)動車的排氣系統(tǒng)包括污染控制裝置以減少大氣污染。圖2所示為催化轉(zhuǎn)化器10形式的污染控制裝置的一個說明性例子。催化轉(zhuǎn)化器10通常包括金屬外殼11，該金屬外殼包在也被稱為催化轉(zhuǎn)化元件或整體結(jié)構(gòu)的污染控制元件20周圍。金屬外殼11具有進(jìn)口12和出口13，廢氣流分別從進(jìn)口流入催化轉(zhuǎn)化器10，從出口流出。金屬外殼11也稱罐或套，可用一種或多種金屬、金屬合金或金屬間組合物制成。例如，金屬外殼11可以是不銹鋼或奧氏體鋼。
適合的催化轉(zhuǎn)化元件在本領(lǐng)域是已知的，包括用金屬、陶瓷或其他材料制成的那些。各種陶瓷催化轉(zhuǎn)化元件是可商購的。例如，有一種蜂窩狀陶瓷催化轉(zhuǎn)化元件以商品名″CELCOR″從Corning Inc.(Corning，NY)購得，另一種以商品名″HONEYCERAM″從NGK InsulatedLtd(Nagoya，Japan)購得。金屬催化轉(zhuǎn)化元件可商購于Emitec(Lohmar，Germany)。
根據(jù)常規(guī)做法，催化轉(zhuǎn)化元件20上可以涂布一種或多種催化劑材料。催化轉(zhuǎn)化元件20中所用的催化劑通常是一種或多種金屬(例如釕、鋨、銠、銥、鎳、鈀和鉑)和/或金屬氧化物(例如五氧化二釩和二氧化鈦)。最一般的情況是，這些催化劑起氧化或以其他方式消除廢氣污染物如一氧化碳和碳?xì)浠衔锏淖饔谩＿@些催化劑的另一種作用是有助于降低發(fā)動機(jī)廢氣中氮氧化物的含量。
為提供大的表面積，催化轉(zhuǎn)化元件20通常具有很薄的壁。薄壁使催化轉(zhuǎn)化元件20變得易碎，容易破裂。置于金屬外殼11和催化轉(zhuǎn)化元件20間的安裝墊或片狀材料30有助于保護(hù)催化轉(zhuǎn)化元件20免受由路途顛簸和/或震動引起的損壞。安裝墊或片狀材料30還有助于防止廢氣從催化轉(zhuǎn)化元件20和金屬外殼11間通過。
圖3所示為柴油機(jī)微粒過濾器40形式的污染控制裝置的代表性例子。柴油機(jī)微粒過濾器40是壁流過濾器，它包含具有一束管的蜂窩狀整體結(jié)構(gòu)42(也稱作整體結(jié)構(gòu)或整塊結(jié)構(gòu))。催化劑可以涂布在柴油機(jī)微粒過濾器40的整體結(jié)構(gòu)42上。整體結(jié)構(gòu)42通常由陶瓷材料制備。這種柴油機(jī)微粒過濾元件有多種商業(yè)來源，包括例如Corning Inc.(Corning，N.Y.)和NGK Intumescent Layer Ltd.(Nagoya，Japan)。有用的柴油機(jī)微粒過濾元件在Howitt等人的″Cellular Ceramic DieselParticulate Filter″，論文編號810114，SAE Technical Paper Series，1981中有描述。
柴油機(jī)微粒過濾器40包括具有進(jìn)口46和出口48的金屬外殼44。金屬外殼44包在整體結(jié)構(gòu)42的周圍。安裝墊或片狀材料50置于整體結(jié)構(gòu)42和金屬外殼44之間，它能提供圖3中安裝墊30所具有的優(yōu)點。
催化轉(zhuǎn)化器和柴油機(jī)微粒過濾元件通常都是陶瓷整體結(jié)構(gòu)形式。陶瓷整體結(jié)構(gòu)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20世紀(jì)70年代初期，一般是具有12密耳的壁厚和300cpsi孔密度的整體結(jié)構(gòu)(“12/300整體結(jié)構(gòu)”，其中分子指按密耳計的壁厚，分母指每平方英寸的孔數(shù))。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的一種辦法。該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)改進(jìn)到6/400整體結(jié)構(gòu)。然而，為進(jìn)一步增強(qiáng)污染控制裝置的性能，研制出了例如4/400，4/600，4/900，3/600，3/900和2/900等極薄壁的整體結(jié)構(gòu)。這些整體結(jié)構(gòu)甚至更脆弱和易受破裂。
陶瓷整體結(jié)構(gòu)的熱膨脹系數(shù)比包含此結(jié)構(gòu)的金屬外殼的熱膨脹系數(shù)小一個數(shù)量級。在一些污染控制裝置中，當(dāng)發(fā)動機(jī)將污染控制元件從約25℃加熱到最大操作溫度約900℃時，金屬外殼升到溫度約530℃(即，因為金屬外殼的外表面暴露在環(huán)境條件中，所以金屬外殼的溫度更低)。即使金屬外殼經(jīng)歷比污染控制元件更小的溫度變化，金屬外殼比陶瓷整體結(jié)構(gòu)更高的熱膨脹系數(shù)也使金屬外殼發(fā)生更大的膨脹。在一些應(yīng)用中，金屬外殼和陶瓷整體結(jié)構(gòu)間的間隙可以從約4mm增大到約4.3mm。在其他應(yīng)用中，該間隙甚至大于此值。
例如，當(dāng)污染控制裝置包括選擇性催化還原(SCR)體系時，可以加入一種試劑(例如，脲水溶液)，以將氮氧化物(NOx)轉(zhuǎn)化成氮。SCR體系通常用在安裝有柴油發(fā)動機(jī)的重型車輛上。SCR體系的腐蝕性環(huán)境通常要求使用奧氏體鋼作為污染控制裝置的金屬外殼。然而，奧氏體鋼其熱膨脹系數(shù)比用于非腐蝕性環(huán)境的其他金屬更高(例如，奧氏體鋼的熱膨脹系數(shù)比鐵素體不銹鋼的熱膨脹系數(shù)高約50％)。這種較高的熱膨脹系數(shù)使得金屬外殼和陶瓷整體結(jié)構(gòu)間的間隙更大。
污染控制裝置還可包括包圍第一金屬外殼的第二金屬外殼。例如，第一外殼內(nèi)的污染控制元件可以安裝在消聲器內(nèi)(即，第一金屬外殼與安裝墊相鄰，第二外殼包括消聲器壁)。廢氣在通過污染控制元件之前或之后在第一和第二外殼之間通過。在第一和第二金屬外殼間的空間中存在的熱氣體使第一金屬外殼的溫度相對接近于污染控制元件的溫度。污染控制裝置的這種設(shè)計使得金屬外殼接近安裝墊(即，第一金屬外殼)，從而將溫度升高到相對接近污染控制元件的溫度。比接觸環(huán)境條件的金屬外殼溫度更高的第一外殼溫度使第一金屬外殼比陶瓷整體結(jié)構(gòu)熱膨脹更大。與金屬外殼外表面接觸環(huán)境條件的污染控制裝置相比，第一金屬外殼和陶瓷整體結(jié)構(gòu)之間的間隙增大。
圖4示出一種這樣的污染控制裝置。廢氣進(jìn)入包含污染控制裝置200的消聲器。廢氣通過管道210進(jìn)入消聲器，通過管道220離開消聲器。當(dāng)在消聲器中時，廢氣通過污染控制元件230。消聲器可以包含一個或多個污染控制元件230。在圖4中，平行排列有兩個污染控制元件。每個污染控制元件230被安裝墊250包住。安裝墊250位于污染控制元件230和第一金屬外殼240之間。在通過污染控制元件230后，廢氣可以進(jìn)入排氣管道220。排氣管道220具有帶孔部分260。一些廢氣可以通過帶孔部分260中的孔，進(jìn)入消聲器的主室270。由于進(jìn)入消聲器的主室270，所以在內(nèi)部金屬外殼240和消聲器外殼280間存在廢氣。
由于在正常使用時，取決于例如驅(qū)動時間和幾何面積，安裝墊可接觸一定范圍的溫度，所以補(bǔ)償污染控制裝置的第一金屬外殼和污染控制元件之間的間隙變化的需要很復(fù)雜。在一些條件下，墊子可能接觸不足以使膨脹材料膨脹的溫度(例如，在約400℃以下或約500℃以下)。在其他條件下，墊子可能接觸約900℃以下的溫度。這些高溫會使一些墊子發(fā)生收縮。收縮的墊子不能有效地用作安裝墊。對于在這種高溫下操作的污染控制裝置而言，非膨脹層通常包括使用TMA測試體積收縮率不大于10％的無機(jī)纖維。
第一金屬外殼(即，最接近于污染控制元件的金屬外殼；與多層墊相鄰的金屬外殼)和污染控制元件之間間隙的大小取決于陶瓷整體結(jié)構(gòu)和第一金屬外殼的溫度。如果其中之一或二者的溫度低于約400℃或低于約500℃，那么膨脹材料通常處于非膨脹態(tài)；通常在室溫下壓縮的多層墊能對污染控制元件提供足夠的保持力。在高溫如至少約400℃或至少約500℃下，膨脹材料可以膨脹，填充因金屬外殼和陶瓷整體結(jié)構(gòu)熱膨脹差異所引起的增大的間隙。
取決于組成，本發(fā)明的多層墊可以在各種驅(qū)動和溫度條件下使用。多層墊可以適用于大多數(shù)已知的車輛污染控制裝置。
上面針對本發(fā)明人預(yù)見的實施方案描述了本發(fā)明，但是對本發(fā)明非實質(zhì)的變化和將來的預(yù)見也是本發(fā)明的等價物。
實施例測試方法真實條件夾具測試真實條件夾具測試(RCFT)模仿具有被安裝墊包圍的整體結(jié)構(gòu)(例如，催化轉(zhuǎn)化元件或柴油機(jī)微粒過濾器)的污染控制裝置中的實際操作條件。該測試測量由安裝墊所施加的壓力，并在等溫條件下進(jìn)行以模擬消聲器中的污染控制裝置。在Hans Bode編的Material Aspects inAutomotive Pollution Control Devices，Wiley-VCH，頁-206-208(2002)中詳細(xì)描述了RCFT方法。
將多層墊的44.45mm×44.45mm樣品置于兩塊50.8mm×50.8mm的熱不銹鋼板間。多層樣品的安裝密度，即當(dāng)安裝在各板之間時的密度，為0.70～0.73g/cm3。膨脹墊的安裝密度約1g/cm3，非膨脹墊的安裝密度約0.40g/cm3。將每塊獨立控制的板加熱到溫度450℃或550℃。同時，使各板之間的間距或間隙增加的值為根據(jù)指定類型的典型污染控制裝置的溫度和材料的熱膨脹系數(shù)計算得到的值。對每個樣品在每一溫度下進(jìn)行三次加熱和冷卻循環(huán)。對于第一樣品的每一次循環(huán)，每塊板加熱到其峰值溫度450℃，保持15分鐘，然后冷卻到大約室溫例如約20℃。對于第二樣品的每一次循環(huán)，每塊板加熱到其峰值溫度550℃，保持15分鐘，然后冷卻到大約室溫。
在三個RCFT循環(huán)完成后，數(shù)據(jù)曲線就可以產(chǎn)生，曲線表明兩塊板之間的壓力作為溫度的函數(shù)。記錄在第一和第三循環(huán)期間峰值溫度下的壓力(即，安裝壓力)以及第一次循環(huán)中的最小安裝壓力。通常在污染控制裝置的實際應(yīng)用中，需要約50kPa的最小安裝壓力來穩(wěn)固整體結(jié)構(gòu)。
體積收縮率(TMA)使用帶有圖表記錄器的Theta Dilatronic II熱分析儀，型號MFE-715(從Theta Industries，Inc.，Port Washington，NY得到)通過熱機(jī)械分析法(TMA)測量陶瓷纖維物質(zhì)的體積收縮率。使用直徑11mm的圓形模具切割無機(jī)纖維樣品，并放在加熱爐的板上。在樣品上面安放一根7mm直徑的石英棒(約35.6cm長)，該棒承受著1350克重量，關(guān)閉加熱爐。這相應(yīng)于向樣品施加負(fù)載約50psi(345kN/m2)。將施加重物的樣品穩(wěn)定約5分鐘，然后以15℃/分鐘的速率加熱到1000℃。在加熱爐到達(dá)1000℃后，關(guān)閉加熱爐，冷卻到室溫。樣品在加熱爐內(nèi)冷卻。樣品的厚度為棒端部和板之間的間隙，都記錄在加熱和冷卻循環(huán)期間的圖表記錄器上。從在加熱循環(huán)中在750℃下記錄的厚度(T1)和在冷卻循環(huán)中在750℃下記錄的厚度(T2)來計算收縮百分比。體積收縮率計算如下％體積收縮率＝[(T1-T2)/T1]×100。
TMA測試可用于含有或不含有機(jī)粘合劑材料的樣品。有機(jī)材料通常在約500℃下燒掉。在加熱循環(huán)中，在750℃下測量的樣品厚度基本上是含有無機(jī)粘合劑和粒子(如果存在)的纖維物質(zhì)的厚度。當(dāng)進(jìn)一步加熱樣品時，如果在冷卻循環(huán)中在750℃下測量的厚度小于加熱循環(huán)中的樣品厚度，那么在1000℃以下纖維發(fā)生的任何收縮將很明顯。
實施例1通過在兩個膨脹層間層壓非膨脹纖維層來構(gòu)建多層墊。從3MCompany(St.Paul，MN)得到的兩個″INTERAM 100″膨脹安裝墊用作膨脹層。每個膨脹層其重量/單位面積為1050g/m2，厚度約1.7mm。從3M Company得到的玻璃纖維墊″INPE 571.02″安裝墊用作非膨脹層。這種玻璃墊其體積密度約0.14g/cm3，重量/單位面積800g/m2，厚度約5.8mm。每個膨脹層的一個主表面用從3M Company得到的″FOAMFAST 74SPRAY ADHESIVE″噴射。非膨脹層的一個主表面與一個膨脹層粘合，然后非膨脹層的另一主表面與另一膨脹層粘合。即，非膨脹玻璃纖維層層壓在兩個膨脹層間。一種輥釘輕微地在3-層墊子上滾動以粘合各層，在85℃的烘箱中干燥墊子約5分鐘。得到的多層墊厚度約9.2mm。
在兩個不同峰值溫度下使用RCFT測試多層墊。表1中的數(shù)據(jù)包括室溫壓力，第一個加熱循環(huán)中的最小壓力，1個循環(huán)后最大溫度下的壓力和3個循環(huán)后最大溫度下的壓力。
實施例2根據(jù)實施例1的過程構(gòu)建多層墊，除了兩個膨脹層是″INPE 570″膨脹安裝墊，每一個重量為1050g/m2，厚度約1.7mm。這些膨脹層從3M Company(St.Paul，MN)得到。得到的多層墊其厚度約9.2mm。使用RCFT測試墊子，結(jié)果列于表1中。
參考例R1參考例R1是從3M Company(St.Paul，MN)得到的″INPE 571.02″非膨脹墊。樣品的數(shù)據(jù)列于表1中。
參考例R2參考例R2是從3M Company(St.Paul，MN)得到的″INTERAM100″膨脹安裝墊。樣品的數(shù)據(jù)列于表1中。
表1安裝壓力和密度
實施例3-5分別根據(jù)PCT專利公布WO 2004/011785(Merry)的實施例1-3制備實施例3-5的玻璃纖維墊。所有墊子其重量/單位面積約800g/m2，厚度約5.8mm。通過將每一玻璃纖維墊層壓在從3M Company(St.Paul，MN)得到的兩層″INTERAM100″膨脹安裝墊之間來制備多層墊，其中每一膨脹層其重量/單位面積為1050g/m2。
實施例3的玻璃纖維墊由基本上無渣球的S-2玻璃纖維構(gòu)成，直徑約9μm，切成長度25.4mm(從Advanced Glassfiber Yarns LLC(Aiken，SC)得到的401S-2玻璃切割絞合線)。
實施例4的玻璃纖維墊由E-切割玻璃絞合線構(gòu)成，直徑約9μm，切成長度25.4mm(從Advanced Glassfiber Yarns LLC，Aiken，SC得到)。
實施例5的玻璃纖維墊由R玻璃纖維(通常組成為60％SiO2，25％Al2O3，9％CaO和6％MgO)構(gòu)成，直徑約10μm，切成長度36mm(從Saint-Gobain Vetrotex Deutschland GmbH，Herzogenrath，Germany得到)。
使用實施例1所述的過程將玻璃纖維墊層壓到膨脹層上。
實施例6-7根據(jù)實施例1的過程通過在兩個膨脹層間層壓非膨脹陶瓷纖維層來制造多層墊。這兩個膨脹層是從3M Company(St.Paul，MN)得到的″INTERAM 100″膨脹安裝墊。每個膨脹層其重量/單位面積為1050g/m2，厚度約1.7mm。實施例6的非膨脹墊是3M Company的″INTERAM1100HT″非膨脹安裝墊。實施例7的非膨脹墊是3M Company的″INTERAM 1101HT″非膨脹安裝墊。兩種非膨脹墊都從3M Company得到，并由結(jié)晶氧化鋁纖維(即，多晶氧化鋁纖維)形成。
實施例8通過在兩層″INTERAM 100″膨脹安裝墊(每一膨脹安裝墊重量/單位面積為1050g/m2，厚度約1.7mm)之間放置實施例2的S-2玻璃纖維墊制來造多層墊。這些層得自3M Company(St.Paul，MN)。使用刺針將墊子針刺在一起，以使纖維在三層間物理纏結(jié)。適合的針刺機(jī)以商品名″DILO″由Dilo of Germany市售，具有市售刺針(Foster NeedleCompany，Inc.，(Manitowoc，Wis.))。針刺墊子，以提供約12個針孔/cm2。
實施例9-14按WO 03/031368的實施例1制造具有生物可溶纖維的膨脹墊。簡言之，在Waring捏合機(jī)中使膨脹分層的蛭石在水中分散約3分鐘，使蛭石分層并粉碎。這樣形成了云母粘合劑。膨脹分層的蛭石以商品名″ZONOLITE″EXPANDED VERMICULITE#5″從W.R.Grace(Cambridge，MA)得到。然后纖維(生物可溶的無機(jī)纖維和人造纖維)在漿料中分散約5秒，加入乳膠(即，有機(jī)粘合劑)。生物可溶的無機(jī)纖維是″SUPERWOOL 607″，從Thermal Ceramics(Augusta，GA)得到。人造纖維是0.635mm長的人造纖維，從Minifibers，Inc.(Johnson City，TN)得到。加入乳膠形式的有機(jī)粘合劑。乳膠是55％的固體乙烯乙酸乙烯酯乳膠″AIRFLEX 600BP″，從Air Products Polymers(Allentown，PA)得到。加入硫酸鋁的50％固體水溶液，以使乳膠凝結(jié)，加入非膨脹蛭石(即，膨脹材料)，混合形成均勻分散體，其可通過常規(guī)造紙法形成墊子。非膨脹蛭石可從Cometals，Inc.(New York NY)得到。按干重百分比計，墊子組成列于表2中。
然后用熱熔粘合劑分別將兩片膨脹墊層壓到實施例3和5所述的S-2玻璃纖維墊和R-玻璃纖維墊上。熱熔粘合劑片以商品名″BOSTIKPOLYESTER 105-50WEB ADHESIVE″從Bostik Findley Corp.(Middleton，MA)得到，并置于膨脹墊層的片上，并加熱至粘合劑熔融，涂布墊子(約110～約140℃)。然后將非膨脹玻璃纖維層置于涂布有粘合劑的兩個膨脹層之間，用一種輥釘輕微地滾動以層壓各層。結(jié)構(gòu)列于表2中。
表2-多層墊組合物
本領(lǐng)域技術(shù)人員在對本說明書進(jìn)行思考或根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行實踐之后，不難發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的其他實施方案。在不背離所附權(quán)利要求所示的本發(fā)明真正范圍和精神的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對這里所述的原則和實施方案進(jìn)行各種刪減、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種多層墊，包括具有第一主表面和與第一主表面相對的第二主表面的非膨脹層，所述非膨脹層包括無機(jī)纖維；面向非膨脹層第一主表面的第一膨脹層，其中第一膨脹層是多層墊的第一外層；和面向非膨脹層第二主表面的第二膨脹層，其中第二膨脹層是多層墊的第二外層。
2.如權(quán)利要求1所述的多層墊，其中第一膨脹層和第二膨脹層均包括選自蛭石、可膨脹石墨或其組合的膨脹材料。
3.如權(quán)利要求1所述的多層墊，其中非膨脹層其厚度為多層墊總厚度的至少50％。
4.如權(quán)利要求1所述的多層墊，其中非膨脹層比第一膨脹層厚，非膨脹層比第二膨脹層厚。
5.如權(quán)利要求1所述的多層墊，其中無機(jī)纖維包括體積收縮率不大于10％的陶瓷纖維。
6.如權(quán)利要求1所述的多層墊，其中無機(jī)纖維包括玻璃纖維。
7.如權(quán)利要求1所述的多層墊，其中無機(jī)纖維包括玻璃纖維，第一和第二膨脹層均包括蛭石。
8.如權(quán)利要求1所述的多層墊，其中無機(jī)纖維包括體積收縮率不大于10％的陶瓷纖維，第一和第二膨脹層均包括蛭石。
9.如權(quán)利要求1所述的多層墊，其中多層墊的兩層或多層通過粘合劑、針刺或縫合結(jié)合在一起。
10.一種污染控制裝置，包括第一金屬外殼；第一金屬外殼內(nèi)的污染控制元件；置于第一金屬外殼和污染控制元件之間的多層安裝墊，所述多層安裝墊包括具有第一主表面和與第一主表面相對的第二主表面的非膨脹層，所述非膨脹層包括無機(jī)纖維；面向非膨脹層第一主表面的第一膨脹層，其中第一膨脹層是多層墊的第一外層；和面向非膨脹層第二主表面的第二膨脹層，其中第二膨脹層是多層墊的第二外層。
11.如權(quán)利要求10所述的污染控制裝置，還包括包圍第一金屬外殼的第二金屬外殼，其中廢氣在第一金屬外殼和第二金屬外殼之間通過。
12.如權(quán)利要求10所述的污染控制裝置，其中非膨脹層其厚度為多層墊總厚度的至少50％。
13.如權(quán)利要求10所述的污染控制裝置，其中非膨脹層比第一膨脹層厚，非膨脹層比第二膨脹層厚。
14.如權(quán)利要求10所述的污染控制裝置，其中無機(jī)纖維包括體積收縮率小于10％的陶瓷纖維。
15.如權(quán)利要求10所述的污染控制裝置，其中無機(jī)纖維包括玻璃纖維。
16.如權(quán)利要求10所述的污染控制裝置，其中無機(jī)纖維包括玻璃纖維，第一和第二膨脹層均包括蛭石。
17.如權(quán)利要求10所述的污染控制裝置，其中無機(jī)纖維包括體積收縮率小于10％的陶瓷纖維，第一和第二膨脹層均包括蛭石。
18.如權(quán)利要求10所述的污染控制裝置，其中污染控制元件是柴油機(jī)微粒過濾器。
19.如權(quán)利要求10所述的污染控制裝置，其中在比使第一和第二膨脹層膨脹的溫度更高和更低的操作溫度下，安裝墊均具有足夠的保持壓力。
20.一種形成多層墊的方法，所述方法包括提供具有第一主表面和與所述第一主表面相對的第二主表面的非膨脹層，所述非膨脹層包括無機(jī)纖維；布置第一膨脹層面向非膨脹層的第一主表面，所述第一膨脹層是多層墊的第一外層；和布置第二膨脹層面向非膨脹層的第二主表面，所述第二膨脹層是多層墊的第二外層。
全文摘要
本發(fā)明提供了多層墊、含有多層墊的污染控制裝置和制造多層墊的方法。該多層墊包括夾在兩個膨脹層之間的非膨脹層。墊子的外層含有膨脹材料。
文檔編號B32B18/00GK1968806SQ200580019580
公開日2007年5月23日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月14日
發(fā)明者理查德·P·梅里 申請人:3M創(chuàng)新有限公司