專利名稱：墊及帶墊裝置的制作方法
墊及帶墊裝置
背景技術(shù)：
污染控制設(shè)備(例如用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的催化轉(zhuǎn)化器)已有30多年的歷史。在過(guò)去的幾年中，由于柴油車輛的規(guī)定更加嚴(yán)格，已導(dǎo)致其他污染控制裝置(包括柴油氧化催化劑(DOC)、柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)和選擇性催化劑還原裝置(SCR))的應(yīng)用快速增加。污染控制裝置通常包括具有污染控制元件的金屬外殼或殼體，該污染控制元件通過(guò)有回彈力的柔性安裝墊牢固地安裝在該殼體內(nèi)。催化轉(zhuǎn)化器(包括柴油氧化轉(zhuǎn)化器)包含催化劑，該催化劑通常被涂布在單片結(jié)構(gòu)上。該單片結(jié)構(gòu)通常為陶瓷的，但金屬單片也是已知的。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中的催化劑氧化一氧化碳和碳?xì)浠衔锊⑦€原氮的氧化物，以控制大氣污染。柴油氧化催化劑氧化煙灰顆粒的可溶有機(jī)部分以及任何存在的一氧化碳。柴油顆粒過(guò)濾器或捕集器通常為壁流式過(guò)濾器，其具有通常由多孔晶體陶瓷材料制成的蜂窩狀單片結(jié)構(gòu)。蜂窩結(jié)構(gòu)的替換單元通常被塞緊，使得廢氣進(jìn)入一個(gè)單元并被迫穿過(guò)多孔壁到達(dá)它可退出此結(jié)構(gòu)的相鄰的單元。這樣，柴油廢氣中存在的小煙灰顆粒被收集。有時(shí)，將廢氣溫度提高到高于煙灰顆粒的焚燒溫度，以使得它們?nèi)紵?。該處理稱為“再生”。選擇性催化還原器在結(jié)構(gòu)上和功能上(即還原NOx)類似于催化轉(zhuǎn)化器。在廢氣到達(dá)選擇性催化還原器單片之前，將氣體或液體還原劑(一般為氨或尿素)加入廢氣?；旌蠚怏w導(dǎo)致NOx排放物與氨或尿素之間的反應(yīng)。反應(yīng)將NOx排放物轉(zhuǎn)化為純的氮和氧。用于污染控制裝置的單片，特別是陶瓷污染控制單片，易碎并易受振動(dòng)或震動(dòng)的損壞和破損的影響。它們具有一般比包含它們的金屬外殼小約一個(gè)數(shù)量級(jí)的熱膨脹系數(shù)。 這意味著，當(dāng)污染控制裝置受熱時(shí)，在外殼內(nèi)周壁和單片外壁之間的間隙會(huì)增大。即使由于墊的絕熱效果，金屬外殼經(jīng)受較小溫度變化，但金屬外殼的較高熱膨脹系數(shù)還是會(huì)導(dǎo)致外殼比陶瓷單片更快膨脹到較大周邊尺寸。此類熱循環(huán)在污染控制裝置的使用壽命期間進(jìn)行上百次。為避免陶瓷單片被路面震動(dòng)和振動(dòng)損壞，為補(bǔ)償熱膨脹差值，并且為防止廢氣從單片和金屬外殼之間通過(guò)(從而繞過(guò)催化劑)，將安裝墊設(shè)置在陶瓷單片和金屬外殼之間。 這些墊施加足夠的壓力，以在所需的溫度范圍內(nèi)將單片保持在適當(dāng)位置，但此壓力不能大到會(huì)損壞陶瓷單片的程度。已知的污染控制安裝墊包括膨脹型片狀材料和非膨脹型片狀材料，這些材料由無(wú)機(jī)(如陶瓷)纖維以及有機(jī)和/或無(wú)機(jī)粘結(jié)劑構(gòu)成。用于機(jī)動(dòng)車輛(如具有內(nèi)燃機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛)的排氣系統(tǒng)中的一些排氣系統(tǒng)部件使用絕緣材料，該絕緣材料位于排氣系統(tǒng)部件的雙壁的間隙中。污染控制裝置在其“點(diǎn)火”或開始氧化一氧化碳和碳?xì)浠衔镏埃ǔ１仨氝_(dá)到某一溫度(如250°C或以上)。因此，污染控制裝置優(yōu)選地位于發(fā)動(dòng)機(jī)附近。另外，通常將絕緣材料設(shè)置在污染控制裝置和轉(zhuǎn)化器外殼之間，并且該絕緣材料一般也優(yōu)選地絕緣發(fā)動(dòng)機(jī)和污染控制裝置之間的排氣系統(tǒng)部件，以便使熱損失最小化，并且因此減少“點(diǎn)火”的進(jìn)行時(shí)間。當(dāng)汽車首次啟動(dòng)時(shí)(尤其在寒冷的天氣中)，這對(duì)滿足日益嚴(yán)格的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)而言尤其重要。
因此，絕緣材料通常位于催化轉(zhuǎn)化器的端錐區(qū)域中。端錐區(qū)域通常具有雙壁構(gòu)造， 該構(gòu)造包括外金屬錐和內(nèi)金屬錐，其中在上述兩個(gè)錐之間限定了間隙。絕緣材料可設(shè)置在內(nèi)金屬外殼和外金屬外殼之間的間隙中。該絕緣材料可為墊的形式或以三維的形式。已公開了用于排氣系統(tǒng)部件中的多種絕緣材料。需要附加安裝墊和絕緣材料，包括柔韌性增強(qiáng)、纖維脫落降低和/或有機(jī)物含量相對(duì)較低的那些。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了墊，墊包括非織造層和第一聚合物層，非織造層具有基本上彼此相對(duì)的第一主表面和第二主表面。非織造層包含無(wú)機(jī)纖維。將第一聚合物層附接以便接觸無(wú)機(jī)纖維中的至少一些，從而形成第一主表面。第一聚合物層包括由此形成的至少一個(gè)真空形成的吸氣孔，以及優(yōu)選地多個(gè)真空形成的吸氣孔?！拔鼩饪住笔侵府?dāng)加熱聚合物層至允許真空通過(guò)聚合物膜形成吸氣孔的軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)時(shí)穿過(guò)聚合物層形成的孔。在第一個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明描述了制品，制品包括墊，墊包括非織造層，非織造層具有基本上相對(duì)的第一主表面和第二主表面，非織造層包含無(wú)機(jī)纖維；和第一三維聚合物層，第一三維聚合物層附接到第一主表面；和耐火布，耐火布圍繞墊。在一些實(shí)施例中，無(wú)機(jī)纖維層的基重范圍為800g/m2至8500g/m2。通常，基于非織造層的總重量計(jì)，墊的有機(jī)物含量為不大于7(6、5、4、3、2、1或甚至0)重量％。通常，第一聚合物層的平均厚度為最多35微米(在一些實(shí)施例中，其為最多30微米、25微米、20微米、 15微米或甚至最多10微米；在一些實(shí)施例中，其范圍為10微米至25微米)。在第二個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明描述了墊，墊包括非織造層，非織造層具有基本上相對(duì)的第一主表面和第二主表面，非織造層包含無(wú)機(jī)纖維；和第一三維聚合物層，第一三維聚合物層附接到第一主表面；和膨脹層，膨脹層具有基本上相對(duì)的第一主表面和第二主表面，其中膨脹層的第一主表面被附接到非織造層的第一主表面。通常，基于墊的總重量計(jì)，非織造層的有機(jī)物含量為不大于7(6、5、4、3、2、1或甚至0)重量％。在一些實(shí)施例中，無(wú)機(jī)纖維層的基重范圍為 800g/m2至8500g/m2。通常，第一聚合物層的平均厚度為最多35微米(在一些實(shí)施例中，其為最多30微米、25微米、20微米、15微米或甚至最多10微米；在一些實(shí)施例中，其范圍為 10微米至25微米)。在第三個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明描述了墊，墊包含非織造膨脹層，非織造膨脹層具有基本上相對(duì)的第一主表面和第二主表面，非織造膨脹層包含無(wú)機(jī)纖維；和膨脹型材料；和第一三維聚合物層，第一三維聚合物層附接到第一主表面。在一些實(shí)施例中，無(wú)機(jī)纖維層的基重范圍為800g/m2至8500g/m2。通常，基于非織造層的總重量計(jì)，非織造層的有機(jī)物含量為不大于7(6、5、4、3、2、1或甚至0)重量％。通常，第一聚合物層的平均厚度為最多35微米(在一些實(shí)施例中，其為最多30微米、25微米、20微米、15微米或甚至最多10微米；在一些實(shí)施例中，其范圍為10微米至25微米)。在第四個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明描述了墊，墊包含非織造層，非織造層具有基本上相對(duì)的第一主表面和第二主表面，非織造層包含無(wú)機(jī)纖維；和第一三維聚合物層，第一三維聚合物層附接到第一主表面，墊具有至少一個(gè)激光切割邊緣。通常，基于非織造層的總重量計(jì)，墊的有機(jī)物含量為不大于7(6、5、4、3、2、1或甚至0)重量％。通常，第一聚合物層的平均厚度為最多35微米(在一些實(shí)施例中，其為最多30微米、25微米、20微米、15微米或甚至最多10微米；在一些實(shí)施例中，其范圍為10微米至25微米)。在一些實(shí)施例中，無(wú)機(jī)纖維層的基重范圍為 800g/m2 至 8500g/m2。本文所述的墊和包含墊的制品可用于(例如)污染控制裝置和絕熱應(yīng)用(如以隔離排氣系統(tǒng)的各種部件(如排氣管、污染控制裝置的入口端錐或出口端錐或者內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管))。示例性污染控制裝置具有污染控制元件(如催化轉(zhuǎn)化器、柴油顆粒過(guò)濾器或選擇性催化還原元件)，該元件安裝于具有本文所述的非織造墊的殼體中。示例性排氣系統(tǒng)包括雙壁式排氣元件以及本文所述的墊或包含墊的制品，其中該制品或墊位于雙壁式排氣元件的壁之間的間隙中。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明描述了排氣系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)包括雙壁式排氣元件和墊， 墊位于雙壁式排氣元件的壁之間的間隙中，墊包括非織造層，非織造層具有基本上相對(duì)的第一主表面和第二主表面，非織造層包含無(wú)機(jī)纖維；和第一三維聚合物層，第一三維聚合物層附接到第一主表面。通常，基于非織造層的總重量計(jì)，非織造層的有機(jī)物含量為不大于7(6、5、4、3、2、1或甚至0)重量％。通常，第一聚合物層的平均厚度為最多35微米(在一些實(shí)施例中，其為最多30微米、25微米、20微米、 15微米或甚至最多10微米；在一些實(shí)施例中，其范圍為10微米至25微米)。在一些實(shí)施例中，無(wú)機(jī)纖維層的基重范圍為800g/m2至8500g/m2。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明描述了污染控制裝置，污染控制裝置具有污染控制元件，污染控制元件安裝于具有墊的殼體中，墊包括非織造層，非織造層具有基本上相對(duì)的第一主表面和第二主表面，非織造層包含無(wú)機(jī)纖維；和第一三維聚合物層，第一三維聚合物層附接到第一主表面。通常，基于非織造層的總重量計(jì)，非織造層的有機(jī)物含量為不大于7(6、5、4、3、2、1或甚至0)重量％。通常，第一聚合物層的平均厚度為最多35微米(在一些實(shí)施例中，其為最多30微米、25微米、20微米、 15微米或甚至最多10微米；在一些實(shí)施例中，其范圍為10微米至25微米)。在一些實(shí)施例中，無(wú)機(jī)纖維層的基重范圍為800g/m2至8500g/m2。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明描述了制品，制品包括物品(如污染控制元件)，物品的半徑為r ；
墊(如本文所述的墊)，墊大體上環(huán)繞物品的半徑，而無(wú)物理重疊(通常在的 95%之內(nèi)；在一些實(shí)施例中，在2 Jir的96%、97%、98%或甚至99%之內(nèi))；非織造層，非織造層具有基本上相對(duì)的第一主表面和第二主表面，非織造層包含無(wú)機(jī)纖維；和第一三維聚合物層，第一三維聚合物層附接到第一主表面。本文所述的非織造墊和制品的典型實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括由于聚合物層的存在而導(dǎo)致的纖維脫落降低。與本文所述的非織造墊和制品相關(guān)的聚合物層任選地可為非織造墊和制品提供更好的附連表面(與其中的纖維層相比)，并且還可防止該非織造層破裂或破壞 (例如當(dāng)環(huán)繞直徑為7. 5cm的桿時(shí))。


圖1-3為本文所述的示例性墊的剖視圖。圖4和圖5為本文所述的示例性污染控制裝置的透視圖。圖6為本文所述的示例性排氣管的縱剖面圖。圖7和圖8為實(shí)例1的墊的聚合物層的放大率分別為50x和200x的掃描電鏡數(shù)
字圖像。圖9為實(shí)例1的墊的沖切邊緣的放大率為200x的掃描電鏡數(shù)字圖像。圖10為實(shí)例1的墊的激光切割邊緣的放大率為200x的掃描電鏡數(shù)字圖像。圖11為用于制造根據(jù)本發(fā)明的墊的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖，其中真空形成的吸氣孔位于聚合物層中。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本文所述的示例性墊10具有非織造無(wú)機(jī)層11、第一聚合物層12、任選的第二聚合物層13、任選的粘合劑14和任選的隔離襯墊15。參見圖2，本文所述的示例性墊20具有非織造無(wú)機(jī)層21、第一聚合物層22、任選的膨脹層26和任選的第二聚合物層23。參見圖3，本文所述的示例性墊30具有非織造無(wú)機(jī)膨脹層31、第一聚合物層32和任選的第二聚合物層33。參見圖4，污染控制裝置110包括金屬殼體111，金屬殼體111分別具有基本上為截頭圓錐體的進(jìn)口端112和出口端113。將根據(jù)本發(fā)明的墊130圍繞的污染控制元件120 設(shè)置在殼體111內(nèi)。安裝墊起到緊固但彈性地支承和保持殼體111內(nèi)的單片元件120的作用，并且密封污染控制元件殼體111之間的間隙，從而防止或減少(優(yōu)選地最小化)廢氣繞過(guò)污染控制元件120。參見圖5，污染控制裝置210包括金屬殼體211和隔熱罩216，金屬殼體211分別具有基本上為截頭圓錐體的進(jìn)口端212和出口端213。將根據(jù)本發(fā)明的第一墊230圍繞的污染控制元件220設(shè)置在殼體211內(nèi)。安裝墊起到緊固但彈性地支承和保持殼體211內(nèi)的單片元件220的作用，并且密封污染控制元件殼體211之間的間隙，從而防止或減少(優(yōu)選地最小化)廢氣繞過(guò)污染控制元件220。將根據(jù)本發(fā)明的第二墊240設(shè)置在殼體211和隔熱罩之間。墊240起到絕熱的作用。
參見圖6，排氣管119具有雙壁，該雙壁具有第一外金屬壁122和第二內(nèi)金屬壁 120。將根據(jù)本發(fā)明的非織造墊IM設(shè)置在外壁122和內(nèi)壁120之間的間隙中，并且該非織造墊可進(jìn)行絕熱。排氣管119的雙壁圍繞內(nèi)部空間126，在排氣管119用于機(jī)動(dòng)車輛的排氣系統(tǒng)中時(shí)，廢氣穿過(guò)內(nèi)部空間126。如本文所用，“纖維”的長(zhǎng)度為至少5微米，并且其縱橫比為至少3 1(即長(zhǎng)度直徑比)。示例性無(wú)機(jī)纖維包括多種氧化物，例如硅酸鹽、鋁酸鹽、硅鋁化合物、鋯石、生物可溶性組合物(如硅酸鈣鎂和硅酸鎂)、玻璃組合物(如S-玻璃和E-玻璃)、非晶態(tài)、晶態(tài)和部分晶態(tài)組合物，以及礦物纖維(玄武巖)、礦物棉、及其組合，以及碳化物(如碳化硅)、氮化物(如氮化硅和氮化硼)，以及它們的組合。在一些實(shí)施例中，無(wú)機(jī)纖維層包含至少400°C的玻璃(即非晶態(tài)材料(即衍生自不含任何大范圍晶體結(jié)構(gòu)的熔體和/或蒸汽相的材料)，其具有軟化點(diǎn)，并且基于無(wú)機(jī)纖維的總重量計(jì)，總共包含不超過(guò)95重量％的S^2 (如果存在)和Al2O3 (如果存在)，其中玻璃中的軟化點(diǎn)由ASTM C338-93(2008)來(lái)確定，該專利的公開內(nèi)容以引用的方式并入本文)。示例性玻璃纖維包括(如硅酸鎂鋁類玻璃纖維)。示例性硅酸鎂鋁類玻璃纖維包括E-玻璃纖維、S-玻璃纖維、S-2玻璃纖維、R-玻璃纖維以及它們的混合物。E-玻璃、S-玻璃和S-2玻璃可從(例如)Advanced Glassfiber Yarns, LLC (Aiken, SC)商購(gòu)獲得。R-玻璃可從(例如)Saint Gobain Vetrotex (Chambery, France)商購(gòu)獲得。在一些實(shí)施例中，無(wú)機(jī)纖維層包含耐火陶瓷纖維(如硅鋁酸鹽纖維(包括退火硅鋁酸鹽纖維和非晶態(tài)硅鋁酸鹽纖維)、氧化鋁纖維、硅石纖維和玄武巖纖維)。在耐火陶瓷纖維語(yǔ)境中的“耐火材料”是指通過(guò)對(duì)煅燒高嶺土或者氧化鋁和硅石的組合進(jìn)行熔融、吹塑或紡絲而制備的非晶態(tài)人造無(wú)機(jī)材料。也可能存在其他氧化物，例如氧化鋯、二氧化鈦、 氧化鎂、氧化鐵、氧化鈣和堿。耐火材料的SiO2含量為大于20重量％，并且Al2O3含量為大于20重量％，其中SW2和Al2O3總共包含至少95重量％的無(wú)機(jī)材料。可任選地是，耐火陶瓷纖維可通過(guò)熱處理來(lái)部分或完全結(jié)晶。示例性非晶態(tài)耐火硅鋁酸鹽陶瓷纖維包括吹塑或紡成的非晶態(tài)耐火陶瓷纖維(例如，可以商品名“KA0W00L”和“CERAFIBER”從Thermal Ceramics (Augusta, GA)和以商品名"FIBERFRAX，，從Unifrax Corporation (Niagara Falls, NY)商購(gòu)獲得)。在一些實(shí)施例中，無(wú)機(jī)纖維層包含多晶陶瓷纖維(如(例如)可以商品名 “SAFFIL，，從 Saffil Automotive (Chelsea, MI)和以商品名“MAFTEC，，從 Mitsubishi Chemicals USA, Inc. (Chesapeake, VA)商購(gòu)獲得的那些纖維)。在一些實(shí)施例中，無(wú)機(jī)纖維層包含生物可溶性纖維(如硅酸鎂纖維或硅酸鈣鎂纖維中的至少一者)。如本文所用，“生物可溶性無(wú)機(jī)纖維”是指可在生理介質(zhì)或模擬生理介質(zhì)中降解的無(wú)機(jī)纖維。生理介質(zhì)是指(但不限于)通常存在于動(dòng)物或人體呼吸道(例如肺)中的體液。 示例性生物可溶性無(wú)機(jī)纖維包括由硅、鎂和鈣的氧化物(包括硅酸鈣鎂纖維)構(gòu)成的那些纖維。這些類型的纖維通常被稱為硅酸鈣鎂纖維和硅酸鎂纖維。生物可溶性纖維可(例如)以商品名“ IS0FRAX”和“ INSULFRAX”從UnifraxCorporation (Niagara Falls, NY)商購(gòu)獲得，以商品名 “SUPERMAG 1200” 從 Nutec Fiberatec (Monterrey, Mexico)商購(gòu)獲得，以及以商品名 “SUPERW00L” 從 Thermal Ceramics (Augusta, GA)商購(gòu)獲得?！癝UPERW00L 607”生物可溶性纖維(例如)含有60重量％至70重量％的Si02、25重量％至35重量％的Ca0、4重量％至7重量％的MgO以及痕量的Al2O3。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“經(jīng)熱處理的硅石纖維”是指包含至少95重量％的SiO2 (暴露在至少400°C的熱處理溫度中，并保持至少5分鐘的熱處理周期)的無(wú)機(jī)纖維。示例性經(jīng)熱處理的高硅含量纖維可(例如)以商品名“REFRASIL”從Hitco Carbon Composites, Inc. (Gardena, CA)商購(gòu)獲得。例如，“REFRASIL F100” 纖維含有約 96 重量％ 至約99重量％ WSiO2。玄武巖纖維由礦物玄武巖制成。玄武巖是堅(jiān)硬致密的火山巖，其在大多數(shù)國(guó)家都有發(fā)現(xiàn)。將玄武巖壓碎、洗滌、熔化并且給料到鉬-銠擠出軸襯，以形成連續(xù)長(zhǎng)絲。因?yàn)檫@些纖維衍生自礦物，所以纖維的組成可以變化，但基本上來(lái)說(shuō)其組成為約45重量％至約55 重量％的SiO2、約2重量％至約6重量％的堿、約0. 5重量％至約2重量％的TiO2、約5重量％至約14重量％的狗0、約5重量％至約12重量％的1%0、至少約14重量％ WAl2O3以及通常幾乎約10重量％的CaO?？扇芜x地是，本文所述墊的非織造層或另一層(需為膨脹型)還包含膨脹型材料 (如蛭石)。在一些實(shí)施例中，優(yōu)選的是，該墊為非膨脹型(即不含膨脹型材料(如不含蛭石))。該膨脹型材料可存在于非織造層中和/或作為一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)層。如本文所用，“非膨脹型材料”是指在相同條件下厚度方面顯示具有小于10%的自由膨脹率的材料。一些非膨脹型材料在加熱時(shí)的膨脹率為小于8 %、小于6 %、小于4 %、小于2 %或者小于1 %。在一些實(shí)施例中，基于非織造層的重量計(jì)，本文所述的非織造層還含有量最多 7 (或更多)重量％的有機(jī)粘結(jié)劑。當(dāng)含有非織造層的多層墊在例如污染控制裝置通常遇到的溫度之類的高溫下使用時(shí)，所述有機(jī)粘結(jié)劑通常會(huì)被燒掉。本文所述的非織造層可(例如)采用本領(lǐng)域已知的濕法(通常為濕法成網(wǎng))或干法(通常為干法成網(wǎng))來(lái)制備?？扇芜x地是，本文所述的非織造層可經(jīng)熱處理。在一些實(shí)施例中，無(wú)機(jī)纖維不含散?；蚝袠O低量的散粒(如基于這些纖維的總重量計(jì)，小于1重量％)，而在其他實(shí)施例中，基于這些纖維的總重量計(jì)，散粒的含量甚至可為大于50重量％?？扇芜x地是，本文所述的安裝墊的一些實(shí)施例的至少非織造層為針刺打孔(即由該墊的多個(gè)完全滲透或部分(在一些實(shí)施例中為完全的)滲透(例如由刺針)形成的纖維的物理纏結(jié))。非織造墊可使用常規(guī)針刺打孔設(shè)備進(jìn)行針刺打孔?？扇芜x地是，可采用常規(guī)技術(shù)來(lái)縫編本文所述的安裝墊的一些實(shí)施例(參見(如) 美國(guó)專利No. 4，181，514 (Lefkowitz等人)，針對(duì)其有關(guān)縫編非織造墊的教導(dǎo)，該專利的公開內(nèi)容以引用的方式并入本文)。膨脹層包括至少一種類型的膨脹型材料。膨脹層還可包括無(wú)機(jī)纖維、有機(jī)粘結(jié)劑、 增塑劑、潤(rùn)濕劑、分散劑、消泡劑、膠乳凝結(jié)劑、殺真菌劑、填充材料、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)纖維。示例性膨脹型材料包括未膨脹的蛭石、水黑云母、美國(guó)專利No. 3，001, 571 (Hatch)
8中描述的水可溶脹的合成四硅氟云母、美國(guó)專利No. 4，521，333 (Graham等人)中描述的堿金屬硅酸鹽粒子、可膨脹的石墨或它們的組合。堿性金屬硅酸鹽顆?？?例如)以商品名 "EXPANTROL 4BW”從3M公司(St. Paul, MN)商購(gòu)獲得?？膳蛎浭?例如)以商品名 "GRAFOIL GRADE 338-50” 從 UCAR Carbon Co. ,Inc. (Cleveland, OH)商購(gòu)獲得。未膨脹的蛭石可(例如)從Cometals Inc. (New York,NY)商購(gòu)獲得。在一些應(yīng)用中，膨脹型材料選自未膨脹的蛭石、可膨脹石墨或它們的組合。蛭石可以采用(例如)鹽(例如)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來(lái)處理。基于膨脹層的重量計(jì)，膨脹層通常含有至少5重量％、至少10重量％、至少20重量％、至少40重量％或至少60重量％的膨脹型材料。在一些膨脹層中，該層可不含無(wú)機(jī)纖維。在其他膨脹層中，該層可不含無(wú)機(jī)纖維和有機(jī)粘結(jié)劑。在其他膨脹層中，基于膨脹層的重量計(jì)，該層含有5重量％至約85重量％的膨脹型材料和小于20重量％的有機(jī)粘結(jié)劑。無(wú)機(jī)纖維包括在一些膨脹層中。示例性膨脹層可(例如)以商品名“ INTERAM 100 ”、“ INTERAM 200 ”、“ INTERAM 550”和“INTERAM 2000 LT”從3M公司(St. Paul, MN)商購(gòu)獲得。這些層通常的堆密度為約0. 4g/cm3至約0. 7g/cm3,并且其每單位面積的重量為約1050g/m2至約8140g/m2。另一個(gè)示例性膨脹層可(例如)以商品名“INPE 570”從3M公司商購(gòu)獲得。該層每單位面積的重量通常為約1050g/m2至約4070g/m2，并且含有符合歐洲未分類纖維規(guī)定的無(wú)機(jī)纖維。在包括膨脹層的本文所述墊的一些實(shí)施例中，非織造層含有玻璃纖維，并且膨脹層含有蛭石?？扇芜x地是，可將邊緣保護(hù)材料添加至本文所述墊。邊緣保護(hù)材料可為環(huán)繞(例如)美國(guó)專利No. 5，008，086 (Merry)中描述的邊緣的不銹鋼絲，該專利以引用的方式并入本文。其他合適的邊緣保護(hù)材料包括(例如)美國(guó)專利No. 4，156，533 (Close等人)中描述的編織或繩狀的玻璃、陶瓷或金屬纖維，該專利以引用的方式并入本文。邊緣保護(hù)材料也可由(例如)EP 639 701 A2(Howorth 等人)、EP 639 702 A2 (Howorth 等人)和 EP 639 700 A2(Str00m等人)中描述的具有玻璃顆粒的組合物構(gòu)成，所有上述專利均以以引用方式并入。該墊中特定層的厚度可根據(jù)特定應(yīng)用而變化。在一些實(shí)施例中，膨脹層(如果存在)的厚度不大于非織造層中每一者的厚度。在一些應(yīng)用中，膨脹層(如果存在)的厚度相對(duì)于非織造層的厚度來(lái)說(shuō)，不大于其50%、不大于其45%、不大于其40%、不大于其35%、 不大于其30%、不大于其25%或不大于其20%。在一些實(shí)施例中，本文所述的非織造層的厚度范圍為Imm至35mm(在一些實(shí)施例中，其范圍為5mm至25mm、5mm至20mm或甚至5mm至15mm)。在一些實(shí)施例中，本文所述的膨脹層(包括非織造膨脹層)的厚度范圍為Imm至25mm(在一些實(shí)施例中，其范圍為Imm 至20mm、Imm至15mm或甚至Imm至10mm)。在一些實(shí)施例中，本文所述墊的厚度范圍為3mm 至50mm (在一些實(shí)施例中，其范圍為5mm至35mm、5mm至20mm或甚至5mm至10mm)。在一些實(shí)施例中，本文所述的非織造墊和非織造層還包含第二聚合物層，第二聚合物層附接到第二主層。通常，第二聚合物層的厚度為最多35微米(在一些實(shí)施例中，其為最多30微米、25微米、20微米、15微米或甚至最多10微米；在一些實(shí)施例中，其范圍為 10微米至25微米)。
各種熱塑性和/或可熱成形的聚合物可用于聚合物層中。示例性聚合物層包含聚丙烯和聚乙烯(如低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯)、聚氨酯、聚酰胺、聚丁二烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、共聚物及其共混物。該聚合物層為三維的(即聚合物層一般來(lái)講與這些纖維的外表面一致)，其中聚合物材料具有整體三維結(jié)構(gòu)，在該三維結(jié)構(gòu)中，聚合物表面在“2”方向上的外形偏差大于該聚合物膜層的平均厚度，并且通常至少部分地存在于施加至其中的主表面中(即至少部分地滲入主表面的層中)(參見(如)分別示出聚合物層71 和81的圖7和圖8，這些聚合物層位于分別具有纖維81和82的非織造層的主表面上)。三維聚合物層通常與纖維緊密接觸，這些纖維暴露在與該三維聚合物層接觸的暴露的主表面處。通常，三維聚合物膜和纖維層之間的粘結(jié)度大于纖維層的粘合強(qiáng)度?？商峁┚酆衔飳樱杂糜?例如)通過(guò)包括如下步驟的方法來(lái)制造本文所述墊提供非織造層，非織造層具有基本上相對(duì)的第一主表面和第二主表面，非織造層包含無(wú)機(jī)纖維；向非織造層的第二主表面施加真空；將第一聚合物層施加至第一主表面，從而得到墊。可任選地是，該方法還包括向附接到第一主表面的第一聚合物層施加真空，并且將第二聚合物層施加至第二主表面，從而得到具有第二聚合物層的墊。希望至少在第一聚合物層中提供穿孔。此類穿孔有助于經(jīng)由真空處理將第二聚合物層附接到非織造層的處理。第一聚合物層中的穿孔允許通過(guò)第一聚合物層將空氣從非織造層中抽出，從而在非織造層中形成真空，該真空可將第二聚合物層向下拉引到第二主表面上。例如，可對(duì)本文所述墊上使用的聚合物層進(jìn)行打孔，以便通過(guò)該聚合物層形成至少一個(gè)和優(yōu)選地多個(gè)真空形成的吸氣孔。穿過(guò)第一聚合物層形成的孔在附接第二聚合物層時(shí)允許透過(guò)第一聚合物層抽真空?！拔鼩饪住笨芍冈谝韵虑闆r下穿過(guò)聚合物層形成的孔當(dāng)聚合物層定位在包含無(wú)機(jī)纖維的非織造層的主表面上，并且在非織造層的相對(duì)主表面上抽真空，同時(shí)將聚合物層加熱至軟化點(diǎn)，該軟化點(diǎn)允許真空(a)將聚合物層拉引成接觸非織造層中的無(wú)機(jī)纖維，以及(b)穿過(guò)聚合物膜形成一個(gè)或多個(gè)吸氣孔。加熱步驟可在聚合物層中引起局部熔化，這有助于真空形成此類吸氣孔。將聚合物層拉引成接觸無(wú)機(jī)纖維的步驟可導(dǎo)致將聚合物層形成為三維聚合物層。 吸氣孔通常在聚合物層區(qū)域中形成，這些區(qū)域跨越非織造層主表面處無(wú)機(jī)纖維之間的整個(gè)開放空間。參見(例如)吸氣孔(即圖7和圖8中示出的黑點(diǎn))聚合物層可具有特定區(qū)域， 并且包含多個(gè)真空形成的吸氣孔。吸氣孔通常不均勻地分布于聚合物層的特定區(qū)域上。吸氣孔中的每一個(gè)通常具有不同的孔形狀。吸氣孔中的每一個(gè)通常為非對(duì)稱成形的孔，類似于圖7和圖8中示出的那些孔。參見圖11，用于形成這種真空形成的吸氣孔的方法利用了設(shè)備40、工位46、導(dǎo)輥 48、真空箱、熱源M和工位60，設(shè)備40包括用于將非織造層或墊材的卷起的網(wǎng)41退繞的工位44 ；工位46用于將聚合物層或片狀材料的卷起的網(wǎng)42退繞；導(dǎo)輥48用于將聚合物材料網(wǎng)引導(dǎo)并定位在非織造材料網(wǎng)41的頂部主表面上方；真空箱位于非織造材料網(wǎng)41下方，其具有最多三個(gè)真空區(qū)5h、52b和52c ；熱源54(如電熱元件)位于聚合物材料網(wǎng)42上方； 工位60用于將墊材料的所得網(wǎng)50 (即至少聚合物層42和非織造層41的組合)纏繞成卷。 工位60拉引墊網(wǎng)50，從而拉引單獨(dú)的網(wǎng)41和42穿過(guò)加熱區(qū)56，然后穿過(guò)凍結(jié)或冷卻區(qū)
非織造網(wǎng)材料41為充分多孔的材料，以允許穿過(guò)非織造材料形成足夠的真空，其中將聚合物材料網(wǎng)靠著非織造網(wǎng)42的頂部主表面被向下拉引(即抽吸)。網(wǎng)41和42通過(guò)由第一真空區(qū)5 拉引的真空力而穿過(guò)導(dǎo)輥48時(shí)保持在一起。當(dāng)網(wǎng)41和42穿過(guò)加熱區(qū) 56時(shí)，來(lái)自源M的熱在箭頭55的方向上輻射，以便至少軟化或部分融化聚合物網(wǎng)42。聚合物網(wǎng)42在區(qū)域56中進(jìn)行軟化和/或融化的同時(shí)，可控制真空區(qū)52b形成的真空，以便使得聚合物網(wǎng)42被拉引，以便靠著非織造材料的纖維而變形為三維形狀。尤其在網(wǎng)42最柔軟或已融化之處，區(qū)域52b的真空也可穿過(guò)聚合物網(wǎng)42來(lái)形成吸氣孔。一旦打開吸氣孔，就可將源M加熱的空氣穿過(guò)吸氣孔吸入非織造網(wǎng)材料41中。來(lái)自受熱空氣的附加熱量(參見箭頭55)可有助于軟化和/或融化網(wǎng)42，并且從而增加網(wǎng)42中形成的吸氣孔的數(shù)量，增大現(xiàn)有吸氣孔的尺寸，有利于聚合物網(wǎng)42和非織造網(wǎng)41或它們的任何組合之間進(jìn)行粘結(jié)。 冷卻區(qū)58中的溫度充分地低于區(qū)域56中存在的溫度，以引起網(wǎng)42的軟化和/或融化的聚合物材料硬化和/或固化。區(qū)域52c中施加的真空吸引較冷的空氣以箭頭59的方向穿過(guò)網(wǎng)42的吸氣孔，這冷卻了此前加熱的網(wǎng)41和42。除了區(qū)域52c中的真空引起的冷卻效果外，區(qū)域58中的冷卻也可任選地通過(guò)使用常規(guī)冷凍設(shè)備或空氣調(diào)節(jié)裝置來(lái)促進(jìn)。聚合物材料的第一網(wǎng)42中的真空形成的吸氣孔允許第二聚合物層粘結(jié)到非織造網(wǎng)41的另一個(gè)主表面。為了施加第二聚合物層，可將工位60處纏繞的墊網(wǎng)50的卷設(shè)置在工位44處，并且使網(wǎng)50取向，以使得打孔的聚合物網(wǎng)42設(shè)置在非織造網(wǎng)41的下方，并且使網(wǎng)41的另一個(gè)主表面暴露并且面朝上。然后，可采用設(shè)備40以如上所述的相同方式將另一個(gè)相同或不同的聚合物材料網(wǎng)42附接到網(wǎng)41暴露的主表面。第一網(wǎng)42中此前形成的吸氣孔允許在區(qū)域52a、52b和52c中形成的真空在非織造網(wǎng)41中抽真空?？扇芜x地是，該墊也包括一個(gè)或多個(gè)膨脹層，并且任選地將上述方法用于將聚合物層施加至膨脹層的主表面上?？扇芜x地是，將雙面粘合帶附接到第一聚合物層暴露的外主表面的至少一部分。 可任選地是，該雙面粘合帶包括隔離襯墊。優(yōu)選地，無(wú)機(jī)纖維層的基重為至少300g/m2、400g/m2、500g/m2、600g/m2、700g/m2、 800g/m2、900g/m2、1300g/m2、2000g/m2或甚至至少3100g/m2(在一些實(shí)施例中，其范圍為 300g/m2 至 8500g/m2)?；诜强椩鞂踊驂|的總重量計(jì)，在高于500°C下加熱之前剛制備的本文所述的非織造層和墊含有不大于7(在一些實(shí)施例中，不大于6、5、4、3、2、1或甚至0)重量％的有機(jī)材料(視情況而定)。本文所述的非織造層和墊通常為充分柔韌的層和墊，以環(huán)繞直徑為7. 5cm的桿纏繞，而沒(méi)有損壞。墊通常可圍繞污染控制裝置中的污染控制元件操作和纏繞，而沒(méi)有損壞或斷裂。在環(huán)繞污染控制元件纏繞時(shí)，多層墊的端部可在各個(gè)接合點(diǎn)處匯合?？?例如)使用沖模切割技術(shù)或激光切割技術(shù)來(lái)切割本文所述的墊和非織造層。 優(yōu)選的是激光切割邊緣，因?yàn)樯暾?qǐng)人注意到使用沖模切割工具通常會(huì)使聚合物膜和非織造層之間沿著邊緣的粘合質(zhì)量變壞。此部分分層可影響和損害墊的性能(暴露的邊緣上的纖維脫落增加、干擾墊安裝過(guò)程等)。據(jù)發(fā)現(xiàn)，使用激光束從本文所述墊切割部分的步驟可顯著限制聚合物層分層。使用激光束切割部分之后，當(dāng)激光束局部軟化和/或融化非織造層10/15 頁(yè)
中包含的纖維周圍的聚合物層時(shí)，將墊的主表面(其包括聚合物膜)與切割時(shí)產(chǎn)生的次表面或邊緣之間的交叉點(diǎn)密封。激光束也可密封切割時(shí)產(chǎn)生的微小表面或邊緣，從而防止進(jìn)一步的纖維脫落。參見圖9，示出了本文所述的示例性墊(實(shí)例1)的沖模切割邊緣的放大率為200x 的掃描電鏡數(shù)字圖像，其中示出了具有聚合物層91、纖維92以及聚合物層91的沖切邊緣 93。參見圖10，示出了本文所述的示例性墊(實(shí)例1)的激光切割邊緣的放大率為200x的掃描電鏡數(shù)字圖像，其中示出了具有聚合物層1001、纖維1002以及示出了聚合物層1001的激光切割邊緣1003。如本文所用，針對(duì)用于圍繞本文所述的墊的布而言，“耐火材料”意指該材料具有高于450°C的軟化點(diǎn)(如ASTM C338-93(2008)所確定，其公開內(nèi)容以引用的方式并入本文)或熔點(diǎn)中的至少一者。用于圍繞本文所述墊的示例性耐火布包括玻璃織物和硅織物。 用于圍繞本文所述墊的示例性耐火布可以商品名“AVS FIBER GLASS FABRICS”、“FLXGLAS HT TREATED FIBERGLASS FABRICS” 和“AVSIL PLAIN WEAVE SILICA FABRICS” 從 AVS Industries, LLC (New Castle, DE)商購(gòu)獲得。金屬殼體可由本領(lǐng)域已知的用于此用途的材料(包括不銹鋼)制成。非織造墊可用作絕熱材料，以使排氣系統(tǒng)的各種部件絕緣，例如排氣管、污染控制裝置的入口端錐或出口端錐或者內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管。本文所述的非織造墊可用于(例如) 污染控制裝置中。污染控制裝置通常具有污染控制元件(如催化轉(zhuǎn)化器、柴油顆粒過(guò)濾器或選擇性催化還原元件)，該元件安裝于具有本文所述的非織造墊的殼體中。在具有雙壁式排氣元件(如排氣管、端錐端蓋，或污染控制裝置的其他部分，和/或排氣歧管)和本文所述的非織造墊的排氣系統(tǒng)中，可將非織造墊安裝于雙壁部件的第一外壁和第二內(nèi)壁之間的間隙中。示例性安裝密度的范圍為約0. lg/cm2至0. 6g/cm2?？膳c本文所述的安裝墊一起安裝的示例性污染控制元件包括汽油污染控制元件以及柴油污染控制元件。污染控制元件可為催化轉(zhuǎn)化器或顆粒過(guò)濾器，或者捕集器。催化轉(zhuǎn)化器包含催化劑，催化劑通常被涂布在單片結(jié)構(gòu)上，單片結(jié)構(gòu)安裝在金屬外殼內(nèi)。催化劑通常適于在必要溫度下為可操作的和有效的。例如，對(duì)于與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的情況，催化轉(zhuǎn)化器在400°C至950°C的溫度下應(yīng)當(dāng)是有效的，然而對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，較低的溫度(通常不大于350°C)是通用的。該單片結(jié)構(gòu)通常為陶瓷的，但有時(shí)也使用金屬單片。催化劑氧化一氧化碳和碳?xì)浠衔锊⑶疫€原廢氣中的氮的氧化物，以控制大氣污染。雖然在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中所有這三種污染物都可在所謂的“三通轉(zhuǎn)化器”中同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，但大多數(shù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)僅配備有柴油氧化催化轉(zhuǎn)化器。用于減少氮的氧化物的催化轉(zhuǎn)化器現(xiàn)在僅有限地應(yīng)用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，一般由單獨(dú)的催化轉(zhuǎn)化器組成。與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的污染控制元件的實(shí)例包括由可從(例如)Corning Inc. (Corning,NY)或 NGK Insulators,LTD. (Nagoya, Japan)商購(gòu)獲得的堇青石或者由可從(例如)Emitec (Lohmar，Germany)商購(gòu)獲得的金屬單片制造的那些元件。合適的選擇性催化還原元件可得自(例如)Corning, Inc. (Corning, NY)。柴油顆粒過(guò)濾器或捕集器通常為壁流式過(guò)濾器，其具有通常由多孔晶體陶瓷材料制成的蜂窩狀單片結(jié)構(gòu)。蜂窩結(jié)構(gòu)的替換單元通常被塞緊，使得廢氣進(jìn)入一個(gè)單元并被迫穿過(guò)多孔壁到達(dá)它可退出此結(jié)構(gòu)的相鄰單元。這樣，可收集柴油廢氣中存在的小煙灰顆粒。由堇青石制成的合適的柴油顆粒過(guò)濾器可從(例如Korning Inc.和NGK Insulators, Inc.商購(gòu)獲得。由碳化硅制成的柴油顆粒過(guò)濾器可從(例如)Ibiden Co. Ltd. (Japan)商購(gòu)獲得，并且在(例如)2002年2月12日公布的JP 2002047070A中有所描述。下面的實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例，但這些實(shí)例中所提到的具體材料及其數(shù)量以及其他條件和細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限制。除非另外指明，否則所有的份數(shù)和百分?jǐn)?shù)均以重量計(jì)。實(shí)例1將76cm(30英寸)寬、15微米(0. 006英寸)厚的單卷透明線性低密度聚乙烯薄膜 (以商品名“ALTEX”從FlexSol Packaging (Chicago, IL)獲得)展開，并且層合至2000克 /平方米安裝墊材(由3M公司(St. Paul，MN)以商品名“INTERAM MAT MOUNT 1220 NC” 市售的材料)的66cm06英寸)寬的網(wǎng)上，該網(wǎng)位于具有八個(gè)以2. Mcm(l英寸)相隔開的 1.3cm(0.5英寸)寬的槽的真空臺(tái)上方。將不銹鋼載體纖維網(wǎng)用于傳送位于真空箱上方的膜和墊。將兩個(gè)2000瓦特的紅外線燈(型號(hào)=SRU 1615HT ；Infratech(Gardenia, CA))用于加熱該膜，并且將該膜和墊層合在一起。這些燈在真空槽上方保持居中，其中將第一個(gè)燈懸掛于距離該網(wǎng)3. 2cm(1.25英寸)處，并且將第二個(gè)燈設(shè)置在與第一個(gè)燈相鄰處，并且將第二個(gè)燈懸掛于距離膜表面(3英寸)處。線速度為2. 1米/分鐘(7英尺/分鐘)，并且在暴露于上述燈中而且冷卻至室溫后，真空抽吸足以吸引膜緊密接觸織造層表面，并且在墊表面和膜之間產(chǎn)生的粘結(jié)度大于該墊的粘合強(qiáng)度(通常為約7. 6-15. 2cm(3-6英寸)的 Hg)。圖7和圖8示出了實(shí)例1的墊，其分別具有聚合物層71和81，這些聚合物層分別位于具有纖維81和82的非織造層的主表面上，其放大率分別為50X和200X。將實(shí)例1的墊用常規(guī)金屬直紋模具和激光器O千瓦，381厘米/分鐘(150英寸/ 分鐘))兩者來(lái)切割，從而得到?jīng)_模切割邊緣和激光切割邊緣。圖9為實(shí)例1的墊的沖模切割邊緣的放大率為200x的掃描電鏡數(shù)字圖像，其示出了聚合物層91、纖維92以及聚合物層 91的沖模切割邊緣93。圖10為實(shí)例1的墊的激光切割邊緣的放大率為200x的掃描電鏡數(shù)字圖像，其示出了聚合物層1001、纖維1002以及聚合物層1001的激光切割邊緣1003。將實(shí)例1的墊環(huán)繞直徑為7. 6cm(3英寸)的桿纏繞，而沒(méi)有損壞。實(shí)例2如實(shí)例1所述來(lái)制備實(shí)例2，不同的是將線性低密度聚乙烯薄膜(“ALTEX”)的第二層也層合到底面上(即安裝墊的兩個(gè)主表面都用線性低密度聚乙烯薄膜層合)。另外，將線速度減小到1. 8米/分鐘(6英尺/分鐘)，并且在暴露于上述燈而且冷卻至室溫后，真空抽吸足以吸引膜緊密接觸織造層表面，并且在墊表面和膜之間產(chǎn)生的粘結(jié)度大于該墊的粘合強(qiáng)度(通常為約12. 7-28cm(5-ll英寸)的Hg)。將實(shí)例2的墊環(huán)繞直徑為7. 6cm(3英寸)的桿纏繞，而沒(méi)有損壞。實(shí)例3如實(shí)例1所述來(lái)制備實(shí)例3，不同的是安裝墊材料為5100克/平方米(由3M公司以商品名“INTERAM MAT MOUNT 700”市售的材料)，線速度為1. 8米/分鐘(6英尺/ 分鐘)，并且在暴露于上述燈中而且冷卻至室溫后，真空抽吸足以吸引膜緊密接觸織造層表面，并且在墊表面和膜之間產(chǎn)生的粘結(jié)度大于該墊的粘合強(qiáng)度(通常為約12. 7-28cm(5-ll英寸)的Hg)。將實(shí)例3的墊環(huán)繞直徑為7. 6cm(3英寸)的桿纏繞，而沒(méi)有損壞。實(shí)例4如實(shí)例1所述來(lái)制備實(shí)例4，不同的是安裝墊材料為5800克/平方米(由3M公司以商品名“INTERAM MAT MOUNT 7220X”市售的材料)，線速度為1. 8米/分鐘(6英尺/ 分鐘)，并且在暴露于上述燈中而且冷卻至室溫后，真空抽吸足以吸引膜緊密接觸織造層表面，并且在墊表面和膜之間產(chǎn)生的粘結(jié)度大于該墊的粘合強(qiáng)度(通常為約12. 7-28cm(5-ll 英寸)的Hg)。將實(shí)例4的墊環(huán)繞直徑為3英寸(7. 6cm)的桿纏繞，而沒(méi)有損壞。實(shí)例5將顯示具有2000 克 / 平方米的 INTERAM Mounting Mat Material 1220NC(3M 公司(St.Paul，MN))的網(wǎng)由在六個(gè)1.27cm(0· 5英寸)寬的真空槽(位于3. 81cm(l. 5英寸) 中心上)上方的金屬網(wǎng)孔帶以3.66米/分鐘(12英尺/分鐘)的速度來(lái)運(yùn)載。經(jīng)由真空槽將約40cm(l. 16英寸的Hg)的水壓差維持在整個(gè)墊中。將0. 0015mm(0. 0006英寸)厚的線性低密度聚乙烯薄膜(FlexSol Packaging Corp. (Bunsville, MN))在墊表面上方展開，并且用懸掛于墊表面上方2. 54cm(l. 0英寸)處的31. 8cm(15英寸)寬的熱燈(Raymax P1560AX019 0852，460伏特，1800瓦特(WatLow (St. Louis，MO))熱粘合至墊中。向熱燈提供充足的電力，以使燈表面溫度維持在約427°C (800 T )，并且將在退出緊接該燈下方的加熱區(qū)域時(shí)的墊表面溫度維持在約149°C (300°F)，這由kotchtrak Heat Tracer (Scotchtrak 熱示蹤器)非接觸測(cè)量裝置(Model IR-18EXL3測(cè)公司(Austin, TX))測(cè)得。示例性墊實(shí)施例1. 一種墊，包含非織造層，所述非織造層具有基本上彼此相對(duì)的第一主表面和第二主表面，所述非織造層包含無(wú)機(jī)纖維；和第一聚合物層，所述第一聚合物層被附接以便接觸所述無(wú)機(jī)纖維中的至少一些， 從而形成所述第一主表面，其中所述第一聚合物層包含至少一個(gè)真空形成的吸氣孔，所述至少一個(gè)真空形成的吸氣孔穿過(guò)所述第一聚合物層形成。所述第一聚合物層優(yōu)選地為三維聚合物層。2.根據(jù)實(shí)施例1所述的墊，其中所述第一聚合物層具有特定區(qū)域并且包含多個(gè)真空形成的吸氣孔，并且所述吸氣孔不均勻地分布在所述第一聚合物層的所述區(qū)域上。3.根據(jù)實(shí)施例2所述的墊，其中所述吸氣孔中的每一個(gè)具有不同的孔形狀。4.根據(jù)實(shí)施例2或?qū)嵤├?所述的墊，其中所述吸氣孔中的每一個(gè)為非對(duì)稱成形的孔。5.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例4中的任一項(xiàng)所述的墊，還包含膨脹層，所述膨脹層具有基本上彼此相對(duì)的第一主表面和第二主表面，其中所述膨脹層的第一主表面被附接到所述非織造層的第二主表面。6.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例4中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述非織造層為非織造膨脹層，所述非織造膨脹層進(jìn)一步包含膨脹型材料。7.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例6中的任一項(xiàng)所述的墊，其中基于所述非織造層的總重量計(jì)，所述非織造層的有機(jī)物含量為不大于7重量％。8.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例6中的任一項(xiàng)所述的墊，其中基于所述非織造層的總重量計(jì)，所述非織造層的有機(jī)物含量為不大于1重量％。9.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例6中的任一項(xiàng)所述的墊，其中基于所述非織造層的總重量計(jì)，所述非織造層的有機(jī)物含量為0重量％。10.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例9中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述第一聚合物層的平均厚度為最多35微米。11.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例9中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述第一聚合物層的平均厚度為在5微米至25微米的范圍內(nèi)。12.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例9中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述第一聚合物層平均厚度為在10微米至25微米的范圍內(nèi)。13.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例12中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述第一聚合物層包含熱塑性聚合物(如聚丙烯或聚乙烯中的至少一者)。14.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例13中的任一項(xiàng)所述的墊，還包含第二聚合物層，所述第二聚合物層被附接以使得所述非織造層位于所述第一聚合物層和所述第二聚合物層之間， 其中所述第二聚合物層包含至少一個(gè)真空形成的吸氣孔，所述至少一個(gè)真空形成的吸氣孔穿過(guò)所述第二聚合物層形成。所述第二聚合物層優(yōu)選地為三維聚合物層。15.根據(jù)實(shí)施例14所述的墊，其中所述第二聚合物層具有特定區(qū)域并且包含多個(gè)真空形成的吸氣孔，并且所述吸氣孔不均勻地分布在所述第二聚合物層的所述區(qū)域上。16.根據(jù)實(shí)施例14或?qū)嵤├?5所述的墊，其中吸氣孔中的每一個(gè)具有不同的孔形狀。17.根據(jù)實(shí)施例14至實(shí)施例16中的任一項(xiàng)所述的墊，其中每個(gè)吸氣孔為非對(duì)稱成形的孔。18.根據(jù)實(shí)施例14至實(shí)施例17中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述第二聚合物層包含熱塑性聚合物。19.根據(jù)實(shí)施例14至實(shí)施例18中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述第二聚合物層的平均厚度為最多％微米。20.根據(jù)實(shí)施例14至實(shí)施例18中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述第二聚合物層的平均厚度為在5微米至25微米的范圍內(nèi)。21.根據(jù)實(shí)施例14至實(shí)施例18中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述第二聚合物層的平均厚度為在10微米至25微米的范圍內(nèi)。22.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例21中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述無(wú)機(jī)纖維包括玻璃纖維，基于所述玻璃纖維的總重量計(jì)，所述玻璃纖維總共包含不超過(guò)95重量％的S^2和 Al2O3023.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例22中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述無(wú)機(jī)纖維包括耐火陶瓷纖維。24.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例23中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述無(wú)機(jī)纖維包括多晶陶瓷纖維。25.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例M中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述無(wú)機(jī)纖維包括生物可溶性纖維。26.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例25中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述非織造層的基重為至少 900g/m2。27.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例25中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述非織造層的基重為在800g/m2至8500g/m2的范圍內(nèi)。28.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例27中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述纖維的直徑為至少 5微米。29.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例28中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述非織造層為經(jīng)由濕法成網(wǎng)法制備的針刺打孔和經(jīng)由干法成網(wǎng)法制備的針刺打孔中的至少一種或任何組合。30.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例四中的任一項(xiàng)所述的墊，其中基于所述墊的總重量計(jì)， 在高于500°C下加熱之前剛制備的所述非織造層包含不大于7重量％的有機(jī)材料。31.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例30中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述非織造層的剛制備的堆密度為在0. 05g/cm3至0. 3g/cm3的范圍內(nèi)。32.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例31中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述非織造層的平均厚度為在3mm至50mm的范圍內(nèi)。33.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例4和實(shí)施例7至實(shí)施例32中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述墊為非膨脹型的墊。34.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例4和實(shí)施例7至實(shí)施例32中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述墊不含蛭石。35.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例34中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述非織造墊為充分柔韌的墊，以環(huán)繞直徑為7. 5cm的桿纏繞，而沒(méi)有損壞。36.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例35中的任一項(xiàng)所述的墊具有至少一個(gè)激光切割邊緣。37.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例4和實(shí)施例7至實(shí)施例36中的任一項(xiàng)所述的墊，還包含第一膨脹層，所述第一膨脹層被附接到所述非織造層的第二主表面。38.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例37中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述第一聚合物層具有暴露的外主表面，所述暴露的外主表面具有附接到其上的其至少一部分的雙面粘合帶。39.根據(jù)實(shí)施例38所述的墊，其中所述雙面粘合帶包括隔離襯墊。40.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例39中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述非織造層的基重為在800g/m2至3000g/m2的范圍內(nèi)。41.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例40中的任一項(xiàng)所述的墊與圍繞所述墊的耐火布結(jié)合。示例性污染控制裝置的實(shí)施例1. 一種污染控制裝置，包括污染控制元件，所述污染控制元件安裝在殼體中，所述殼體具有根據(jù)墊實(shí)施例1至實(shí)施例41中的任一項(xiàng)所述的墊。2.根據(jù)實(shí)施例1所述的污染控制裝置，其中所述污染元件為催化轉(zhuǎn)化器、柴油顆粒過(guò)濾器或選擇性催化還原元件中的一種。示例性排氣系統(tǒng)實(shí)施例1. 一種排氣系統(tǒng)，包括雙壁式排氣元件和根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例41中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述墊位于所述雙壁式排氣元件壁之間的間隙中。2.根據(jù)實(shí)施例1所述的排氣系統(tǒng)，其中所述雙壁式排氣元件為排氣管。
3.根據(jù)實(shí)施例1所述的排氣系統(tǒng)，其中所述雙壁式排氣元件為污染控制裝置的端錐。4.根據(jù)實(shí)施例1所述的排氣系統(tǒng)，其中所述雙壁式排氣元件為排氣歧管。示例件制品實(shí)施例1. 一種制品，包括物品，所述物品的半徑為r ；和根據(jù)墊實(shí)施例1至實(shí)施例41中的任一項(xiàng)所述的墊，所述墊大體上環(huán)繞所述物品的所述半徑纏繞，而無(wú)物理重疊。2.根據(jù)實(shí)施例1所述的制品，其中所述墊的纏繞長(zhǎng)度為在2 π r的99%之內(nèi)。3.根據(jù)實(shí)施例1所述的制品，其中所述墊的纏繞長(zhǎng)度為在2 Jir的98%之內(nèi)。4.根據(jù)實(shí)施例1所述的制品，其中所述墊的纏繞長(zhǎng)度為在2 π r的95%之內(nèi)。在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，本發(fā)明的可預(yù)知的修改和更改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見。本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)受限于本專利申請(qǐng)中為了進(jìn)行示意性的說(shuō)明而示出的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種墊，包含非織造層，所述非織造層具有基本上彼此相對(duì)的第一主表面和第二主表面，所述非織造層包含無(wú)機(jī)纖維；和第一聚合物層，所述第一聚合物層被附接以便接觸所述無(wú)機(jī)纖維中的至少一些，從而形成所述第一主表面，其中所述第一聚合物層包含至少一個(gè)真空形成的吸氣孔，所述至少一個(gè)真空形成的吸氣孔穿過(guò)所述第一聚合物層形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墊，其中所述第一聚合物層具有特定區(qū)域，并且包含多個(gè)真空形成的吸氣孔，并且所述吸氣孔不均勻地分布在所述第一聚合物層的所述區(qū)域上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的墊，其中所述吸氣孔中的每一個(gè)具有不同的孔形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的墊，其中所述吸氣孔中的每一個(gè)為非對(duì)稱成形的孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中的任一項(xiàng)所述的墊，其中基于所述非織造層的總重量計(jì)，所述非織造層的有機(jī)物含量為不大于1重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中的任一項(xiàng)所述的墊，其中基于所述非織造層的總重量計(jì)，所述非織造層的有機(jī)物含量為0重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求6中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述墊為非膨脹型的墊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求6中的任一項(xiàng)所述的墊，還包含膨脹層，所述膨脹層具有基本上彼此相對(duì)的第一主表面和第二主表面，其中所述膨脹層的第一主表面被附接到所述非織造層的第二主表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述非織造層為非織造膨脹層，所述非織造膨脹層進(jìn)一步包含膨脹型材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求9中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述第一聚合物層的平均厚度為最多％微米。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求10中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述第一聚合物層包含熱塑性聚合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求11中的任一項(xiàng)所述的墊，還包含第二聚合物層，所述第二聚合物層被附接以使得所述非織造層位于所述第一聚合物層和所述第二聚合物層之間， 其中所述第二聚合物層包含至少一個(gè)真空形成的吸氣孔，所述至少一個(gè)真空形成的吸氣孔穿過(guò)所述第二聚合物層形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求12中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述非織造墊為充分柔韌的墊，以環(huán)繞直徑為7. 5cm的桿纏繞，而沒(méi)有損壞。
14.一種污染控制裝置，包括污染控制元件，所述污染控制元件安裝在殼體中，所述殼體具有根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求13中的任一項(xiàng)所述的墊。
15.一種排氣系統(tǒng)，包括雙壁式排氣元件和根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求13中的任一項(xiàng)所述的墊，其中所述墊位于所述雙壁式排氣元件的壁之間的間隙中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種墊，所述墊包含非織造層和第一聚合物層，所述第一聚合物層位于所述非織造層的主表面上。所述墊為可用于(例如)污染控制裝置以及對(duì)污染控制裝置和排氣系統(tǒng)絕熱和隔音的安裝墊。
文檔編號(hào)B32B19/00GK102421598SQ201080020079
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者勞埃德·R·霍恩巴克三世, 哈維爾·E·岡薩雷斯, 安德魯·B·舒皮納, 金·C·薩克斯 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司