專利名稱：：多層安裝墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及可操作地適用于在污染控制裝置(如催化轉(zhuǎn)化器、廢氣過濾器)內(nèi)安裝污染控制元件(如催化劑載體、濾芯以及它們的組合)的多層安裝墊、制備該安裝墊的方法以及包括該安裝墊的污染控制裝置。
背景技術(shù)：
：機(jī)動(dòng)車輛普遍采用污染控制裝置來控制大氣污染。目前廣泛使用的裝置有兩類催化轉(zhuǎn)化器和柴油機(jī)微粒過濾器。催化轉(zhuǎn)化器包含催化劑，該催化劑通常涂敷于轉(zhuǎn)化器內(nèi)的單片結(jié)構(gòu)上。催化劑氧化一氧化碳和碳?xì)浠衔?，并減少汽車廢氣中的氮氧化物，以控制大氣污染。柴油機(jī)微粒過濾器為壁流式過濾器，其具有典型地由多孔晶體陶瓷材料制成的蜂窩狀單片結(jié)構(gòu)。在這些污染控制裝置的先進(jìn)的構(gòu)造中，每種裝置均典型地具有將單片結(jié)構(gòu)或元件保持在其內(nèi)的金屬殼體，該單片結(jié)構(gòu)或元件可為金屬或陶瓷，并且最常用的是陶瓷。該陶瓷單片的壁通常很薄，以提供較大的表面積，因此它是易碎的并且容易破損。它也具有一般比包含它的金屬殼體(通常為不銹鋼)小約一個(gè)量級(jí)的熱膨脹系數(shù)。為避免因路面顛簸和振動(dòng)而損壞陶瓷單片，為補(bǔ)償熱膨脹系數(shù)差，以及為防止廢氣從陶瓷單片和金屬殼體之間經(jīng)過，通常在陶瓷單片和金屬殼體之間裝填有防護(hù)填料(如陶瓷"安裝墊")。6放置或插入防護(hù)填料的方法包括(例如)在陶瓷單片周圍裹上薄片材料(即安裝墊)，并將裹好的陶瓷單片插入殼體內(nèi)。通常，用于形成安裝墊的材料包括耐火陶瓷纖維，該材料可以提供諸如耐高溫性、易于處理、回彈性、柔韌性和強(qiáng)度之類的特性。也可以使用膨脹型材料，以使安裝墊在高溫狀態(tài)下定容膨脹。這種膨脹有助于在使用過程中將陶瓷單片保持就位。通常，安裝墊是通過將兩層或更多層防護(hù)材料粘結(jié)在一起而形成的。例如，要粘結(jié)的層可以是膨脹型材料層與膨脹型材料層、膨脹型材料層與非膨脹型材料層或非膨脹型材料層與非膨脹型材料層，這取決于所需的性能特性。過去，層和層是通過有機(jī)粘合劑粘結(jié)在一起的，該粘合劑通常為壓敏粘合劑或熱熔粘合劑膜。通常，利用熱熔粘合劑粘結(jié)層的工藝按照以下步驟進(jìn)行。首先，將有機(jī)粘合劑膜布置在兩墊層之間。接著，加熱安裝墊以軟化有機(jī)粘合劑，并使之通過輥隙，從而將各層壓合在一起。然后使安裝墊冷卻。
發(fā)明內(nèi)容我們認(rèn)識(shí)到，利用有機(jī)熱熔粘合劑將多層安裝墊的各層粘結(jié)在一起存在一些缺點(diǎn)。例如，由于粘合劑為有機(jī)材料，當(dāng)其暴露在相對高溫的環(huán)境下(例如，溫度大于約20(TC)時(shí)會(huì)發(fā)生分解，并會(huì)散發(fā)出難聞的氣味。在使用污染控制裝置的前幾分鐘內(nèi)，安裝墊首次接觸熱廢氣，此時(shí)所產(chǎn)生的氣味通常最為明顯。熱廢氣會(huì)燒焦有機(jī)粘合劑，產(chǎn)生令汽車裝配生產(chǎn)線工人不快的臭味。使用有機(jī)熱熔粘合劑將多層安裝墊的各層粘結(jié)在一起的另一個(gè)潛在缺點(diǎn)是當(dāng)有機(jī)粘合劑暴露在高溫下分解時(shí)，該分解會(huì)導(dǎo)致其質(zhì)量和體積的損失，從而會(huì)降低安裝墊的保持性能。使用有機(jī)熱熔粘合劑將多層安裝墊的各層粘結(jié)在一起的第三個(gè)潛在缺點(diǎn)是如果污染控制裝置的應(yīng)用溫度相對較低(如低于約3(xrc)，有機(jī)粘合劑的熱降解會(huì)使粘合劑變硬并缺乏回彈性。鑒于上述潛在的缺點(diǎn)，我們認(rèn)識(shí)到，在本領(lǐng)域中有必要使用無機(jī)粘合劑將多層安裝墊粘附在一起。簡而言之，本發(fā)明提供了可操作地適用于(即具有一定的尺寸、組成和設(shè)計(jì))在污染控制裝置內(nèi)安裝污染控制元件的多層安裝墊。該安裝墊包括第一層、第二層和夾在兩者之間的粘合劑，以便將所述第一層的主表面與所述第二層的主表面粘結(jié)到一起，所述粘合劑含有平均直徑小于約300nm的無機(jī)膠粒和無機(jī)水溶性鹽中的至少一種。本發(fā)明的安裝墊內(nèi)的各層均使用無機(jī)粘合劑粘結(jié)在一起。因此，可消除上述與使用有機(jī)粘合劑有關(guān)的缺點(diǎn)。此外，采用無機(jī)粘合劑時(shí)，不再需要在將各層壓合在一起(例如，通過將安裝墊從輥隙經(jīng)過)之前加熱安裝墊以軟化粘合劑的步驟。在另一方面，本發(fā)明提供了污染控制裝置，其包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的污染控制元件以及設(shè)置在污染控制元件和殼體之間的根據(jù)本發(fā)明的多層安裝墊。在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供了制備多層安裝墊的方法。該方法包括(a)將含有平均直徑小于約300nm的無機(jī)膠?；驘o機(jī)水溶性鹽中的至少一種的粘合劑涂布到第一安裝墊層的主表面上，以及(b)將第二安裝墊層的主表面壓合到第一安裝墊層的被粘合劑涂覆的表面上，以形成多層安裝墊。具體實(shí)施方式墊層本發(fā)明的多層安裝墊包括通過粘合劑粘在一起的至少兩個(gè)墊層。這些墊層可由多種材料制成，包括膨脹型材料和非膨脹型材料。如本文所用，"非膨脹型材料"是指當(dāng)加熱到約80(TC至約卯0'C的溫度時(shí)，呈現(xiàn)小于約10%厚度自由膨脹的材料。自由膨脹是指對材料進(jìn)行無約束加熱時(shí)，其沿z軸方向的膨脹量。如本文所用，"膨脹型材料"是指在相同條件下，呈現(xiàn)至少約10%厚度自由膨脹的材料。膨脹型薄片材料可以利用有機(jī)和/或無機(jī)粘合劑由非膨脹蛭石、水黑云母或水溶脹性四硅氟云母制備，以提供所需程度的濕強(qiáng)度(參見(例如)美國專利No.3,916,057)。利用造紙技術(shù)可將該薄片材料制備為所需的厚度。合適的無機(jī)粘合劑可包括(例如)四硅氟云母以及纖維材料，其中四硅氟云母既可以為水溶脹性非交換形式，也可以是絮凝之后作為與二價(jià)或多價(jià)陽離子交換的鹽。有機(jī)粘合劑可包括少量的多種聚合物和彈性體，常常將這些聚合物和彈性體以乳膠的形式添加為(例如)天然或合成橡膠晶格?？梢圆捎脴?biāo)準(zhǔn)造紙技術(shù)形成薄片材料，所述標(biāo)準(zhǔn)造紙技術(shù)在，例如，關(guān)于可轉(zhuǎn)化陶瓷紙的美國專利No.3,458,329中有所描述。薄片材料中可以復(fù)合30重量％至85重量％的膨脹型材料，該膨脹型材料優(yōu)選地為蛭石、水黑云母或水溶脹性合成四硅氟云母的非膨脹精礦薄片，三種材料可以獨(dú)立存在或以任何方式進(jìn)行組合。為使坯體薄片材料、已加工膨脹型薄片材料和片狀脫落薄片具有完整性，可以復(fù)合增強(qiáng)劑(0至60%，但優(yōu)選地為5%至約60%)，例如溫石絨、軟玻璃纖維、耐火細(xì)絲(包括如美國專利No.3，709，706所述的氧化鋯-二氧化硅纖維)、結(jié)晶氧化鋁晶須和硅鋁酸鹽纖維(可以商品名Fiberfra,和KaowoorM商購獲得)或金屬細(xì)絲?？墒褂?0重量％至70重量％的無機(jī)粘合劑制備膨脹型薄片材料，例如，水可溶脹的合成云母微片(參見(例如)美國專利No.3,001,571)、蒙脫石(膨潤土、鋰蒙脫石或滑石粉)或高嶺石(球粘土)。也可以在組分中包括合成云母以提供其它特性，該合成云母與已存在的粒子互鎖或適形的能力很強(qiáng)，因此，它的第二個(gè)作用是可以作為無機(jī)粘合劑。采用合成云母作為粘合劑時(shí)，可由非交換的合成四硅氟云母制備溶液，或也可使用交換的合成云母的懸浮液。其濃度可在較大范圍內(nèi)變化，可高達(dá)20重量％或更高。可采用兩種形式中的其中一種形式將合成四硅氟云母用作粘合劑。如果使用非交換云母(即，通常為鈉或鋰的形式)，通過添加二價(jià)或三價(jià)陽離子的鹽(諸如Ba(N03)2、BaCl2、Al2(S04)3、A1(N03)3的水溶液)來觸發(fā)絮凝。另一方面，如果使用交換云母(例如，Ba++、K+、Ca++、Mg++、Sr++、Pb++、Al斜+等)，最好采用非離子的高分子電解質(zhì)(諸如聚乙烯亞胺或聚丙烯酰胺)實(shí)現(xiàn)絮凝?？梢蕴砑由倭坑袡C(jī)或無機(jī)纖維材料，以賦予生坯薄片材料額外的生坯強(qiáng)度。將膨脹材料、一種或多種增強(qiáng)劑和粘合劑共混在一起，然后加入絮凝劑。也可以采用少量表面活性劑或發(fā)泡劑，以便在不超出本發(fā)明范圍的情況下改善膨脹材料的分散性。利用標(biāo)準(zhǔn)的造紙技術(shù)，可以在長網(wǎng)造紙機(jī)篩網(wǎng)上的紙樣抄取器上方便地形成薄片，但也可以采用其它方法。所得的生坯薄片在約9CTC下干燥，以形成可操縱的、柔性的、有回彈力的膨脹型薄片材料。膨脹型薄片材料也可釆用耐火陶瓷纖維制備，例如，如美國專利No.4，929，429和5,028,397中所述。耐火陶瓷纖維可以由水溶液或膠狀分散體(即，稱為"有機(jī)溶膠"或"溶膠凝膠")制成。采用溶膠凝膠工藝形成的耐火陶瓷纖維可以為晶態(tài)或非晶態(tài)，取決于其燒制溫度。作為另外一種選擇，耐火陶瓷纖維可以通過熔融形成并進(jìn)行退火，以提供更好的回彈性，例如，如美國專利No.5,250,269中所述。熔融說形成的耐火陶瓷纖維可經(jīng)過退火，以生成細(xì)粒度的晶體形式，同時(shí)又避免因較高的溫度而產(chǎn)生粗粒度結(jié)構(gòu)。含有耐火纖維(如美國專利No.5,250,269所述，通過熔融形成并經(jīng)過退火)的墊層優(yōu)選地不含有除熔融形成并退火的耐火陶瓷纖維之外的材料，并且優(yōu)選地僅含有少量粘合劑，以便使墊層具有足夠的完整性，使其可被處理。通過使纖維濕法成網(wǎng)以使得大多數(shù)纖維在墊層平面內(nèi)對齊，可以避免使用粘合劑。熔融形成的耐火陶瓷纖維可由多種金屬氧化物熔噴或熔紡而成，優(yōu)選地為A1203和Si02的混合物，其中含約30重量％至約70重量％的氧化鋁，含約70重量％至約30重量％的二氧化硅，優(yōu)選地為大約相等的重量份。該混合物可包含其它氧化物，諸如8203、P20s和Zr02?？捎糜谥苽渑蛎泬|層的熔融形成的耐火陶瓷纖維可得自多個(gè)商業(yè)來源，并且包括商品名如下的已知產(chǎn)品得自奇耐聯(lián)合纖維有限公司(紐約州尼亞加拉瀑布市)(UnifraxCorp"NiagaraFalls,NY)的Fiberfrax;得自熱陶瓷公司(喬治亞州奧古斯塔市)(ThermalCeramicsCo.,Augusta,GA)的Cerafibe,和Kaowool;得自熱陶瓷公司(田納西州歐文市)(ThermalCeramics,Erwin,TN)的Cer-woo廣；和得自新日鐵化學(xué)株式會(huì)社(日本東京)(Shin-NipponSteelChemical,Tokyo,Japan)的SNSC。商品名為Cer-woof"的陶瓷纖維的制造商表示，該材料是由48重量％的二氧化硅和52重量％的氧化鋁的混合物熔紡而成，并具有3-4微米的平均纖維直徑。商品名為Cerafiber的陶瓷纖維的制造商表示，該材料是由54重量％的二氧化硅和46重量％的氧化鋁的混合物熔紡而成，并具有2.5-3.5微米的平均纖維直徑。陶瓷纖維SNSC1260-D1的制造商表示，該材料是由54重量％的二氧化硅和46重量％的氧化鋁的混合物通過熔融形成的，并具有約2微米的平均纖維直徑。墊層的單根陶瓷纖維的直徑優(yōu)選地為2至8微米。11含玻璃纖維的膨脹型薄片材料(諸如美國專利No.5，523，059中所述)也可用作墊層。這些材料通常含有約25重量％至約60重量％的陶瓷纖維、約25重量％至約60重量％的至少一種未膨脹的膨脹型材料、約0.1重量％至約5重量％的玻璃纖維(其直徑小于約2.0微米)，以及約0.1重量％至約15重量％的有機(jī)粘合劑。墊層可以通過已知的濕法成網(wǎng)或造紙工藝形成。其組合物通常含有大量的水(例如，超過95%的水)，固體很好地分散在混合物中。然后將該混合物迅速澆到篩網(wǎng)上，并從中流出以形成墊，隨后再將其干燥?？捎糜谥苽溥@類墊層的玻璃纖維可以是直徑小于約2.0微米的玻璃微纖維。合適的玻璃包括硼硅酸鹽玻璃，諸如鋁硼硅酸鈣、鋁硼硅酸鎂和堿金屬(例如，鈉和鉀)硼酸鹽。優(yōu)選地，纖維由堿金屬硼硅酸鹽玻璃制成。在此所用的術(shù)語"玻璃"是指非晶態(tài)(即，具有漫射的X射線衍射圖而沒有明確的線條來顯示結(jié)晶相存在的材料)無機(jī)氧化物材料。合適的玻璃纖維具有接近使用溫度的軟化點(diǎn)。該溫度通常低于約90(TC，優(yōu)選地低于約85(TC，并且最優(yōu)選地低于約800°C。術(shù)語"軟化點(diǎn)"是指這樣的溫度在該溫度下采用直徑一致的纖維形式的玻璃依靠自重以特定速率延長。合適的玻璃纖維可以商標(biāo)Micro-StrandMicroFibers""從旭勒公司(SchullerCo.)商購獲得。玻璃纖維的可用量為約0.1重量％至約5重量%，并且優(yōu)選地為約2重量％至約4重量％。當(dāng)用量大于約5重量％時(shí)，在制備墊層所用的濕法成網(wǎng)工藝中，纖維會(huì)阻礙組合物流出。優(yōu)選地，玻璃纖維具有小于約1微米的直徑。陶瓷纖維使薄片材料在裝入污染控制裝置前具有回彈性和柔韌性，并使薄片材料在高溫下使用時(shí)具有內(nèi)聚強(qiáng)度和回彈性。可用作纖維的材料包括石墨、氧化鋁-二氧化硅、二氧化硅和鈣-二氧化硅。優(yōu)選的材料包括氧化鋁-二氧化硅和鈣-二氧化硅。市售的合適纖維可包括硅鋁酸鹽纖維，諸如得自奇耐聯(lián)合纖維有限公司(紐約州尼亞加拉瀑布市(UnifraxCorp.ofNiagaraFalls,N.Y.))的Fiberfrax7000M纖維，以及得自熱陶瓷公司(喬治亞州奧古斯塔市(ThermalCeramicsofAugusta,Ga.))的Cerafiber。合適的膨脹型材料包括未膨脹蛭石、蛭石礦、水黑云母、美國專禾UNo.3,001,571中所述的水可溶脹的合成四硅氟云母、美國專利No.4,521,333(格雷厄姆(Graham)等人)中所述的堿金屬硅酸鹽顆粒，以及可膨脹石墨。優(yōu)選的膨脹型材料為未膨脹蛭石和蛭石礦?？商砑訕渲陀袡C(jī)粘合劑以改善薄片材料封殼之前和封殼過程中的回彈性和強(qiáng)度。合適的有機(jī)粘合劑材料包括水性聚合物乳狀液、溶劑型聚合物和100%固體聚合物。水性聚合物乳狀液為乳膠形式的有機(jī)粘合劑聚合物和彈性體(例如，天然橡膠晶格、苯乙烯一丁二烯晶格、丁二烯-丙烯腈晶格及丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯聚合物和共混物的晶格)。溶劑型聚合物粘合劑可包括諸如丙烯酸、聚氨酯或橡膠基有機(jī)聚合物之類的聚合物。100%固體聚合物包括天然橡膠、苯乙烯一丁二烯橡膠和其它彈性體。優(yōu)選地，有機(jī)粘合劑材料包括水性丙烯酸乳狀液。優(yōu)選采用丙烯酸乳狀液，是因?yàn)樵摦a(chǎn)品具有的老化特性和無腐蝕性的燃燒產(chǎn)物?？捎玫谋┧崛闋钜喊梢陨唐访鸕hoplexTR-934(44.5重量％固體的水性丙烯酸乳狀液)和RhoplexHA-8(44.5重量％固體的水性丙烯酸共聚物乳狀液)從羅門哈斯公司(賓夕法尼亞州費(fèi)城)(RohmandHaasofPhiladelphia,PA.)商購獲得的那些。優(yōu)選的丙烯酸乳狀液可以商品名NeocrylXA-2022(丙烯酸類樹脂的60.5%固體水性分散體)從帝國化學(xué)工業(yè)公司(美國)樹脂公司(馬薩諸塞州威爾明頓市)(ICIResinsUS,Wilmington,Mass.)商購獲得，以及以商品名Airflex600BPDEV(乙烯醋酸乙烯丙烯酸酯三元共聚物的55重量％固體水性乳狀液)從空氣化工產(chǎn)品公司(賓夕法尼亞州阿倫敦)(AirProductsandChemicals,Inc.,Allentown，Pa.)商購獲得。有機(jī)粘合劑材料可包括至少一種增塑劑。增塑劑趨于軟化聚合物基質(zhì)，并且可以有助于改善由組合物制成的薄片材料的柔韌性和可塑性。有機(jī)粘合劑材料的含量通常為約0.1重量％至約15重量％干燥固體，優(yōu)選地約2重量％至約10重量％。有機(jī)粘合劑材料的重量包括聚合物或共聚物固體及任何增塑劑。在高度優(yōu)選的實(shí)施例中，有機(jī)粘合劑的含量為約4重量％至約8重量％。優(yōu)選地避免采用諸如粘土(例如，海泡石和膨潤土、膠態(tài)二氧化硅和氧化鋁)和堿金屬硅酸鹽之類的無機(jī)粘合劑材料，尤其是含量大于約5%的材料，因?yàn)檫@類材料趨于硬化薄片并降低其柔韌性。無機(jī)纖維也會(huì)降低薄片的回彈性。在使用玻璃纖維(諸如美國專利No.5,523,059中所述)制備膨脹型薄片材料時(shí)，可以將陶瓷纖維、玻璃纖維、膨脹劑、有機(jī)粘合劑、其它纖維和填料混合在一起。可選地，可以單獨(dú)添加水、分散劑、增塑劑和表面活性劑，以輔助將各組分混合在一起和/或調(diào)節(jié)混合物的粘度。墊層組合物可以是在市售設(shè)備(諸如長網(wǎng)造紙機(jī))上采用傳統(tǒng)的濕法成網(wǎng)非織造造紙技術(shù)形成薄片的漿液。簡而言之，該工藝包括將漿液澆注到絲網(wǎng)或篩網(wǎng)上，然后在篩網(wǎng)上施加真空以移除大部分水，或者僅讓漿液依靠重力從篩網(wǎng)上流出。然后，對所形成的薄片進(jìn)行壓制和干燥，以形成有回彈力的墊。14可用于制備膨脹型墊層的其它組合物可包括含有生物可溶的無機(jī)纖維和云母粘合劑的組合物，諸如美國專利申請公開No.2004/0234436中所述的組合物。這些組合物可包括含量為約5重量％至約90重量％(按干重計(jì))的生物可溶的無機(jī)纖維，以及含量為約5重量％至約80重量％(按干重計(jì))的云母粘合劑。該組合物也可以可選地包括膨脹型材料、非可吸入性無機(jī)纖維、聚合物粘合劑、聚合物纖維或它們的組合。該組合物可以制備成不含耐火陶瓷纖維，它雖然是可吸入的，但在生理介質(zhì)中是耐用型的。在一些實(shí)施例中，云母粘合劑和生物可溶的無機(jī)纖維的組合可以全部或部分地取代各種應(yīng)用(諸如污染控制裝置)中所使用的常規(guī)薄片材料的耐用型耐火纖維含量(可吸入性和非可吸入性)。具體地講，云母粘合劑和生物可溶的纖維的組合可以有利地取代其粒度是可吸入的耐用型耐火陶瓷纖維。如本文所用，"生物可溶的無機(jī)氧化物纖維"是指可在生理介質(zhì)或模擬生理介質(zhì)中降解的無機(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)的體液。如本文所用，"耐用型"是指非生物可溶的無機(jī)纖維。生物可溶的無機(jī)纖維通常包括無機(jī)氧化物，諸如(例如)Na20、K20、CaO、MgO、P205、Li20禾BBaO，或它們與二氧化硅的組合。其它金屬氧化物或其它陶瓷組分可被包括在生物可溶的無機(jī)纖維中，即使這些組分本身缺乏所需的溶解度，但其含量卻低到足以使纖維就整體而言在生理介質(zhì)中可降解。此類金屬氧化物包括，例如，A1203、Ti02、Zr02、8203和氧化鐵。生物可溶的無機(jī)纖維還可包括金屬組分，其含量使得纖維在生理介質(zhì)中或模擬生理介質(zhì)中可降解。在一個(gè)實(shí)施例中，生物可溶的無機(jī)纖維包括二氧化硅、鎂和鈣的氧化物。這些類型的纖維通常被稱為鈣鎂硅酸鹽纖維。鈣鎂硅酸鹽纖維通常含有小于約10重量％的氧化鋁。在一些實(shí)施例中，該纖維包括約45重量％至約90重量％的Si02，最多約45重量％的CaO，最多約35重量％的MgO，以及低于約10重量％的Al203。例如，該纖維可含有約55重量％至約75重量％的Si02，約25重量％至約45重量％的CaO，約1重量％至約10重量％的MgO和小于約5重量％的A1203。合適的生物可溶的無機(jī)氧化物纖維在美國專利No.5,332,699、5，585，312、5,714,421和5,874,375，以及提交于2002年7月31日的歐洲專利申請02078103.5中有所描述?？捎糜谛纬缮锟扇艿臒o機(jī)纖維的多種方法包括但不限于溶膠凝膠形成法、結(jié)晶生長法和熔融形成技術(shù)(如紡絲或吹制)。生物可溶的纖維可以商品名InsulfraxiM從奇耐聯(lián)合纖維有限公司(紐約州尼亞加拉瀑布市(NiagaraFalls,N.Y.))商購獲得。其它生物可溶的纖維由熱陶瓷公司(喬治亞州奧古斯塔市(Augusta，Ga.))以商品名SuperwoolTM售出。例如，Superwool607含有60重量％至70重量％的Si02、25重量％至35重量％的CaO、4重量％至7重量％的MgO和痕量的八1203。SUPERWOOL607MAX可用于稍高的溫度，并且含有60重量％至70重量％的Si02、16重量％至22重量％的CaO、12重量%至19重量％的MgO和痕量的A1203。合適的生物可溶的無機(jī)纖維的平均直徑和平均長度范圍較廣。市售的生物可溶的無機(jī)纖維的平均纖維直徑在約0.05微米至約15微米的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，生物可溶的無機(jī)纖維的平均纖維直徑在約0.1微米至約5微米的范圍內(nèi)。隨著生物可溶的無機(jī)纖維的平均直徑的減小，可以將更多的纖維結(jié)合到給定體積的薄片材料中，從而更好地截留云母粘合劑。所制備的纖維密度更高的薄片材料趨于具有更佳的回彈性和柔韌性。生物可溶的無機(jī)纖維的平均纖維長度通常在約0.1厘米至約3厘16米的范圍內(nèi)。一般來講，生物可溶的無機(jī)纖維的長度并不關(guān)鍵，因?yàn)槿绻枰?，所選的任意纖維都可以在制造過程中分割成更小的長度。如本文所用，術(shù)語"云母礦物"是指可被分割或以其它方式分離成平面薄片或小板塊的一類礦物。云母礦物質(zhì)包括但不限于膨脹蛭石、未膨脹蛭石和云母。云母礦物質(zhì)通常具有大于約3的平均縱橫比(即，粒子長度除以其厚度)。如本文所用，"云母粘合劑"是指可被潤濕并繼而干燥以形成自承的內(nèi)聚體的一種或多種云母礦物。如本文所用，"自承"是指云母粘合劑可形成不含其它材料的5cmX5cmX3mm的薄片，以使得干燥的薄片可以在25'C和最多50%的相對濕度下在任何一邊緣上水平地保持至少5分鐘，而不會(huì)破碎或以其它方式分裂。云母粘合劑包括粒度通常小于約150微米的云母礦物(例如，云母粘合劑含有可以通過100目篩網(wǎng)的云母礦物)。在一些實(shí)施例中，云母粘合劑含有粒度小于約150微米、平均縱橫比大于約8或大于約10的云母礦物。云母粘合劑可以是非膨脹型材料、膨脹型材料或它們的組合。在一些實(shí)施例中，云母粘合劑包括處理過的蛭石(即，膨脹、分層和壓碎的蛭石)。處理過的蛭石通常為非膨脹的。在其它實(shí)施例中，云母粘合劑包括沒有膨脹和分層或僅部分膨脹和分層的蛭石。此類材料趨于膨脹型的。合適的云母粘合劑可從格雷斯公司(W.R.Grace&Company)商購獲得，并且包括分層的蛭石粉末(以商品名VFPSTM獲得)和通過化學(xué)方式片狀脫落的蛭石的水性分散體(以商品名Microlit,獲得)。另外，可以商品名Zonelite#5得自格雷斯公司(W.R.Grace&Company)的膨脹蛭石薄片可以減小粒度以形成云母粘合劑。17薄片材料中生物可溶的無機(jī)纖維和云母粘合劑的含量可以在較大范圍內(nèi)變化。生物可溶的無機(jī)纖維的含量通常要確保所得的薄片材料具有所需的柔韌性和處理特性。柔韌的薄片材料有利于在封殼過程中將薄片材料包裹在污染控制元件周圍。然而，如果使用過多生物可溶的無機(jī)纖維，安裝墊或薄片材料在受熱后可能會(huì)產(chǎn)生超出所需的收縮。綜合以上考慮，含有生物可溶的無機(jī)纖維和云母粘合劑的組合物通常包含最多約90重量％的生物可溶的無機(jī)纖維(按干重計(jì))。在一些實(shí)施例中，該組合物包括最多約85%、最多約80%、最多約60重量°/。、最多約40重量％或最多約30重量％的生物可溶的纖維(按干重計(jì))。組合物的干重是指組合物中固體的重量。因此，當(dāng)組合物為薄片材料的形式時(shí)，干重是指將薄片材料進(jìn)行干燥以移除所有水分和溶劑后的最終重量。當(dāng)組合物為漿液或糊劑的形式時(shí)，干重為總重量減去水分和任何其它溶劑的重量。也就是說，干基重包括生物可溶的纖維、云母粘合劑以及其它固體(諸如來自聚合物粘合劑、聚合物纖維、膨脹型材料、非可吸入性無機(jī)纖維等的固體)的重量。干基重通常不包括可以產(chǎn)生某些微量(例如，少于墊的干基重的約0.5重量％)的固體的其它材料，諸如消泡劑、凝結(jié)劑和表面活性劑。這類材料的大部分趨于保留在溶液中，并在制備薄膜材料的過程中隨水一起流出。組合物通常包含至少約5重量％的生物可溶的無機(jī)纖維(按干重計(jì))。在一些實(shí)施例中，組合物包含至少約10重量％或至少約15重量%的生物可溶的無機(jī)纖維(按干重計(jì))。組合物內(nèi)所含生物可溶的無機(jī)纖維的量通常在約5重量％至約90重量％的范圍內(nèi)、約5重量％至約85重量％的范圍內(nèi)、約5重量％至約80重量°/。的范圍內(nèi)、約10重量°/。至約60重量％的范圍內(nèi)、約15重量％至約40重量％的范圍內(nèi)或約15重量％至約30重量％的范圍內(nèi)(按干重計(jì))。組合物通常包含最多約80重量％的云母粘合劑(按干重計(jì))。在一些實(shí)施例中，組合物包含最多約60重量％、最多約50重量％或最多約45重量％的云母粘合劑(按干重計(jì))?；诮M合物的總干重，組合物通常包含至少約5重量％的云母粘合劑。在一些實(shí)施例中，組合物包含至少約10重量°/?；蛑辽偌s15重量％的云母粘合劑(按干重計(jì))。組合物內(nèi)所存在的云母粘合劑的量通常在約5重量％至約80重量％的范圍內(nèi)、約10重量％至約60重量％的范圍內(nèi)、約15重量％至約50重量%的范圍內(nèi)或約15重量％至約45重量％的范圍內(nèi)(按干重計(jì))。由含有上述使用膨脹、分層和壓碎蛭石的生物可溶的無機(jī)纖維和云母粘合劑的組合物所形成的薄片材料可以是基本上不膨脹的。使用未膨脹蛭石粉塵會(huì)沿Z軸產(chǎn)生更多的自由膨脹量，具體取決于所用未膨脹蛭石的數(shù)量。無論使用不膨脹還是膨脹的云母粘合劑，薄片材料在薄片的X-Y平面內(nèi)通常呈現(xiàn)小于約6%的收縮率。在一些實(shí)施例中，X-Y平面內(nèi)的收縮率小于約5%。組合物可以可選地包括非可吸入性無機(jī)纖維。非可吸入性纖維可以是生物可溶的或者可以是耐用型的。耐用型非可吸入性無機(jī)纖維可包括(例如)陶瓷材料(諸如陶瓷氧化物、陶瓷氮化物)、玻璃材料或它們的組合。如本文所用，術(shù)語"玻璃"是指非晶態(tài)無機(jī)材料，諸如具有漫射的X射線衍射圖、至少基本沒有明確的線條或其它結(jié)晶相標(biāo)記的氧化物。如果纖維在從所需的來源獲得時(shí)比所需的長，則可以將其切碎、切割或用其它方式進(jìn)行加工，以將纖維長度縮短至所需長度。纖維通常具有在約O.lcm至約lcm的范圍內(nèi)的平均長度。復(fù)合在組合物內(nèi)的非可吸入性無機(jī)纖維的量可以在較大范圍內(nèi)變化?？偟膩碚f，組合物可包含最多約15重量％的非可吸入性無機(jī)纖維(按干重計(jì))。在一些實(shí)施例中，組合物包含最多約10重量％、最多約5重量o/?；蜃疃嗉s3重量％的非可吸入性無機(jī)纖維(按干重計(jì))。包含生物可溶的無機(jī)纖維和云母粘合劑的組合物還可包含平均粒度大于約300微米的膨脹型無機(jī)材料。在一些實(shí)施例中，膨脹型材料為云母類，并且具有大于150微米的粒度(也就是說，顆粒不能通過100目篩網(wǎng))。也就是說，當(dāng)膨脹型材料為云母類時(shí)，任何小于約150微米的顆粒都被視為云母粘合劑。平均粒度大于約300微米的合適的膨脹型無機(jī)材料的例子包括未膨脹蛭石、蛭石礦、水黑云母、美國專利No.3,001,571中所述的水可溶脹的合成四硅氟云母、美國專利No.4,521,333中所述的堿金屬硅酸鹽顆粒、可膨脹石墨以及它們的組合等等。當(dāng)加熱至約20(TC或約300'C以上的溫度時(shí)，某些這類膨脹型材料在厚度上可呈現(xiàn)超過10%的自由膨脹。另外，某些這類膨脹型材料在加熱后可呈現(xiàn)超過約50%的自由膨脹。組合物內(nèi)所含的平均粒度大于約300微米的膨脹型材料的數(shù)量可在較大范圍內(nèi)變化。如果含有的膨脹型材料過少，組合物的膨脹量可能會(huì)小于所需的值。反之，如果所用膨脹型材料過多，組合物在受熱后可能會(huì)過度膨脹。綜合以上考慮，組合物通常包含最多約80重量％、最多約70重量％或最多約60重量％的平均粒度大于約300微米的膨脹型材料。在一些實(shí)施例中，組合物包含約10重量％至約80重量％、約20重量％至約70重量％、約30重量％至約60重量％或約40重量％至約60重量%的平均粒度大于約300微米的膨脹型材料。重量百分比是基于組合物的干重的。例如，組合物可包含含量為約5重量％至約80重量％的云母粘合劑(按干重計(jì))、含量為約5重量％至約80重量°/。的生物可溶的無機(jī)纖維(按干重計(jì))和含量為約10重量％至約80重量％的膨脹型材料(按干重計(jì))。云母粘合劑可包含粒度小于約150微米的蛭石，膨脹型材料可包含粒度大于約150微米的蛭石(兩者均不能通過100目篩網(wǎng))。膨脹的蛭石可具有大于約300微米的平均粒度。含生物可溶的無機(jī)纖維和云母粘合劑的組合物也可包括一種或多種聚合物粘合劑。在形成和處理組合物過程中，聚合物粘合劑可用于提供額外的回彈性和柔韌性。合適的聚合物粘合劑可以是熱塑性或熱固性的，并且可以100%固體的組合物、溶液、分散體、乳膠、乳狀液和它們的組合等加以提供。在一些實(shí)施例中，聚合物粘合劑為彈性體。合適的聚合物包括但不限于天然橡膠、兩種或更多種可共聚物質(zhì)(包括苯乙烯和丁二烯)的共聚物、兩種或更多種可共聚物質(zhì)(包括丁二烯和丙烯腈)的共聚物、(甲基)丙烯酸酯聚合物和共聚物、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、纖維質(zhì)聚合物、其它彈性體聚合物或它們的組合。組合物可包含約0.1重量％至約15重量％、約0.5重量％至約12重量％或約1重量％至約10重量％的聚合物粘合劑(按干重計(jì))。在一些實(shí)施例中，聚合物粘合劑為含有丙烯酸和/或甲基丙烯酸酯的乳膠組合物。這類乳膠組合物趨于清潔燃燒，而不會(huì)產(chǎn)生不期望數(shù)量的毒性或腐蝕性副產(chǎn)物。合適的丙烯酸乳狀液的例子包括可以商品名RhopleXHA-8(44.5重量％固體的丙烯酸共聚物水性乳狀液)從羅門哈斯公司(賓夕法尼亞州費(fèi)城)(RohmandHaasofPhiladelphia,Pa.)商購獲得的產(chǎn)品，以及可以商品名Airflex600BP(55%固體的乙烯-醋酸乙烯共聚物)得自空氣化工產(chǎn)品公司(賓夕法尼亞州阿倫敦)(An:ProductsofAllentown，Pa.)的產(chǎn)品。聚合物纖維可以可選地包含在組合物內(nèi)，以改善處理能力、柔韌性、回彈性或它們的組合。當(dāng)組合物為薄片材料的形式時(shí)，聚合物纖維趨于增強(qiáng)薄片材料的加工能力并改善其濕強(qiáng)度。聚合物纖維可以由上文所列舉的與聚合物粘合劑有關(guān)的任何聚合物制成。組合物可包含21最多約5重量％的聚合物纖維(按干重計(jì))。在一些實(shí)施例中，組合物包含最多約2重量％，或最多約1重量％的聚合物纖維。例如，組合物可包含約0.1重量％至約2重量％或約0.2重量％至約1.0重量％的聚合物纖維(按干重計(jì))。聚合物纖維可以是人造短纖維或原纖化纖維。在一個(gè)實(shí)施例中，聚合物纖維為在約0.5至約5但尼爾的范圍內(nèi)的人造短纖維。根據(jù)慣例，組合物還可包含其它材料。這些材料包括(例如)增塑劑、潤濕劑、消泡劑、乳膠凝結(jié)劑、粘土、輕質(zhì)填料、耐火填料、金屬纖維或它們的組合。由含有生物可溶的無機(jī)纖維和云母粘合劑的組合物制備的薄片材料可采用多種適用技術(shù)(諸如(例如)造紙工藝)中的任何一種制成。在采用造紙法的一個(gè)實(shí)施例中，通過將膨脹的云母礦物添加在水中來制備云母粘合劑。濃度和溫度都可在較大范圍內(nèi)變化。在一些實(shí)施例中，可使用熱水(諸如溫度為約3(TC至約75。C的水)來制備漿液。例如，水溫可以是約35r至約45°C。礦物被分層(即，片狀脫落)并壓碎成適合粘合劑的粒度(即，小于約150微米)。通過向云母粘合劑加水可制備稀釋的漿液?？梢詫⑸锟扇艿臒o機(jī)纖維與其它可選的無機(jī)和聚合物纖維組分添加到漿液中?？梢圆捎每煞稚⒃颇刚澈蟿┖蜕锟扇芾w維的任意剪切量。在一些實(shí)施例中，可以在相對短暫的時(shí)間(例如，1秒至IO分或約3至80秒)內(nèi)用低到中等剪切來分散纖維?？梢灾械人俣然旌蠞{液，以使固體成分保持懸浮狀態(tài)?？梢蕴砑悠渌煞郑T如消泡劑和聚合物粘合劑?？梢蕴砑雍线m的凝結(jié)劑，諸如酸化劑。根據(jù)慣例還可以使用其它凝結(jié)劑，諸如可通過基本方法引起凝結(jié)的凝結(jié)劑。在凝結(jié)過程中，通常會(huì)形成較大顆粒的聚合物粘合劑。細(xì)粉和其它顆粒物趨于與聚合物粘合劑結(jié)合并在纖維基質(zhì)中被捕集。也就是說，細(xì)粉不會(huì)導(dǎo)致過濾篩網(wǎng)的阻塞。將細(xì)粉與纖維基質(zhì)結(jié)合有助于水從漿液中流出，并且可減少制備薄片材料所需的加工時(shí)間。平均粒度大于約300微米的可選膨脹型材料通常是在凝結(jié)后添加。這一特定的添加順序同樣可以有利于分散漿液中的固體并從漿液中移除水。然而，添加順序并不關(guān)鍵，并且其它添加順序也是可以接受的?？梢詫⑺玫臐{液組合物澆注到合適的篩網(wǎng)上，排放并按壓。作為另外一種選擇，可通過將漿液真空澆注到絲網(wǎng)或篩網(wǎng)上而形成層片。所得的壓制薄片材料可以通過任何合適的方式進(jìn)行干燥，例如，風(fēng)干或烘箱干燥。關(guān)于所用標(biāo)準(zhǔn)造紙技術(shù)的更詳細(xì)的描述可見于(例如)美國專利No.3,458,329。墊層也可以是(例如)基本無丸粒的陶瓷纖維的纖維墊，諸如美國專利No.5,028,397所描述的纖維墊。如本文所用，"無丸粒"是指基本上不含粒狀陶瓷(丸粒)的纖維塊。用于形成這類纖維墊的無丸粒陶瓷纖維包括可以商品名Fibermax，纖維、Maftec""纖維和Saffif"纖維商購獲得的產(chǎn)品。當(dāng)安裝密度被壓縮至0.21和0.50g/ci^之間時(shí)，這些墊層具有獨(dú)特的能力，可以在加熱時(shí)不斷縮小厚度，而在冷卻后則基本反彈至原始厚度，從而持續(xù)對污染控制元件產(chǎn)生基本的壓邊力。由于無丸粒陶瓷纖維具有低密度和塊狀性質(zhì)，并且由于要得到所需的安裝密度，通常必須對它們進(jìn)行系數(shù)約IO的壓縮，因此用有機(jī)線縫合或縫編這類材料以形成接近其最終使用厚度的壓縮墊是有用的。含有無丸粒硅鋁酸鎂玻璃纖維的非織造墊層(諸如美國專利No.5,290,522中所描述的那些)也可用于本發(fā)明的多層安裝墊?；趬|層的總重量，這類非織造墊層通常包含至少約60重量％的無丸粒高強(qiáng)度硅鋁酸鎂玻璃纖維，優(yōu)選地包含至少卯重量％。無丸粒高強(qiáng)度硅鋁酸鎂玻璃纖維的直徑優(yōu)選地在大于5微米至約20微米范圍內(nèi)?？梢允褂弥睆酱笥诩s20的纖維，但難以形成非織造墊。無丸粒鋁硼硅酸鎂玻璃纖維的平均拉伸強(qiáng)度通常在約2800MPa(400，000psi)至約4200MPa(600,000psi)的范圍內(nèi)。盡管用于制備非織造墊的連續(xù)纖維可以上膠或不上膠(即，基本上不含膠料)，但纖維優(yōu)選地應(yīng)上膠。通常，連續(xù)纖維在制造過程中用有機(jī)膠料處理，以提供潤滑性并在處理過程中保護(hù)纖維股線。據(jù)信，膠料趨于減少纖維的破損，將各條纖維保持成一束，并減少制備非織造墊涉及的針刺或其它處理步驟中所產(chǎn)生的粉塵量。常規(guī)的膠料材料包括糊精化的淀粉凝膠、明膠、聚乙烯醇、加氫植物油和非離子清潔劑。合適的無丸粒高強(qiáng)度硅鋁酸鎂玻璃纖維在本領(lǐng)域內(nèi)是已知的，并且包括可以(例如)以商品名S2-GLASSm從歐文斯康寧公司(俄亥俄州葛倫維爾)(OwensCorningCorp.，Granville,Ohio)商購獲得的產(chǎn)品。含有無丸粒硅鋁酸鎂玻璃纖維的非織造墊層可進(jìn)一步包括選自由下列纖維組成的組的高強(qiáng)度(即平均拉伸強(qiáng)度大于700MPa(100，000psi)，優(yōu)選地大于約1200MPa(200，000psi)，更優(yōu)選地大于約1800MPa(300，000psi)，并且最優(yōu)選地大于約2100MPa(350，000psi))纖維(優(yōu)選地上膠)除硅鋁酸鎂玻璃纖維之外的陶瓷氧化物纖維(例如，硅鋁酸鹽纖維(包括鋁硼硅酸鹽纖維)和石英纖維(包括結(jié)晶石英纖維))、氧化鋁纖維、碳纖維、碳化硅纖維、氮化硅纖維和金屬纖維。上膠的鋁硼硅酸鹽纖維可以(例如)以商品名Nextd312、Nextel440和Nextel480從3M公司商購獲得。此外，合適的鋁硼硅酸鹽纖維可以按照(例如)美國專利No.3,795,524所公開的方法制備。上膠的硅鋁酸鹽纖維可以(例如)以商品名Nexte廣550從3M公司商購獲得。此外，合適的硅鋁酸鹽纖維可以按照(例如)美國專利No.4,047,965所公開的方法制備。上膠的石英纖維可以(例如)以商品名AstroquartzTM從斯蒂文斯公司(北卡羅萊納州斯萊特)(J.P.Stevens,Inc.,ofSlater,N.C.)商購獲得。碳化硅纖維可以(例如)以商品名NicakmTM從日本碳化公司(日本東京)(NipponCarbonofTokyo,Japan)商購獲得；以商品名NicaloiT從道康寧公司(密歇根州米德蘭)(DowCorningofMidland,Mich.)商購獲得；以及以商品名TyrannoTM從德事隆特種材料公司(馬薩諸塞州洛威爾)(TextronSpecialtyMaterialsofLowell,Mass.)商購獲得。氮化硅纖維可得自(例如)托倫國際能源公司(紐約州紐約)(TorenEnergyInternationalCorp.ofNewYork,N.Y.)。碳(例如，石墨)纖維可以(例如)以商品名IM7從赫爾克里高級(jí)材料與系統(tǒng)公司(猶他州麥格納)(HerculesAdvancedMaterial&SystemsofMagna,Utah)商購獲得。不銹鋼纖維可以(例如)以商品名Bekino,從貝卡爾特公司(比利時(shí)茲韋綱赫姆)(BekaertofZweregan,Belgium)商購獲得。含有無丸粒硅鋁酸鎂玻璃纖維的非織造墊層可進(jìn)一步包含不穩(wěn)定材料(例如，諸如熱塑性塑料、尼龍、人造纖維、粉末、薄膜和幅材之類的熱不穩(wěn)定材料以及諸如聚乙烯醇之類的水溶性材料)。優(yōu)選地，基于非織造墊的總重量，非織造墊包含少于約15重量％(優(yōu)選地少于約10重量％)的不穩(wěn)定材料。熱塑性纖維(例如)在本領(lǐng)域內(nèi)是已知的，并且可以(例如)從赫司特塞拉尼斯公司(新澤西州薩米特)25(Hoechst-CelaneseofSummit,N丄)商購獲得。熱塑性纖維可用于(例如)粘結(jié)(當(dāng)充分受熱時(shí))陶瓷纖維，以幫助將墊層保持在一起并提高墊層的可操縱性。此外，熱不穩(wěn)定纖維可以從墊層中燒掉，以形成所需的結(jié)構(gòu)或孔隙率。為了提供個(gè)體化的(即，將每條纖維彼此分開)纖維，可以將纖維的絲束或紗線(例如，用玻璃粗紗切割器)切成所需的長度(通常在約0.5至約15cm的范圍內(nèi))。可通過使切削或切碎的纖維通過常規(guī)錘式粉碎機(jī)(優(yōu)選地為鼓風(fēng)放電錘式粉碎機(jī))將其分離。通常，切碎的纖維至少兩次經(jīng)過錘式粉碎機(jī)。優(yōu)選地，至少約50重量％的纖維在形成非織造墊層之前被個(gè)體化。為了方便以最低程度的破損來加工和分離切碎或切削的纖維，可以在分離纖維的同時(shí)將防靜電潤滑劑噴至錘式粉碎機(jī)內(nèi)。在一種制備非織造墊層的方法中，切碎的個(gè)體化纖維(優(yōu)選地，長度為約2.5至約5cm)被送入常規(guī)的成網(wǎng)機(jī)內(nèi)，其中纖維被拖至絲網(wǎng)或網(wǎng)帶(例如，金屬或尼龍帶)上。為了便于墊處理，該墊可在稀松布上形成或放置。根據(jù)纖維長度的不同，所得的墊層通常具有充分的可操縱性，可在不需要支承件(例如，稀松布)的情況下轉(zhuǎn)移到針刺機(jī)上。非織造墊層也可以使用常規(guī)濕法成型或紡織物梳理法制備。對于濕法成型工藝，纖維長度優(yōu)選地為約0.5至約6cm。對于紡織物工藝，纖維長度優(yōu)選地為約5至約10cm。針刺非織造墊層是指這樣的墊層其中，通過讓(例如)鉤針多次全部或部分地(優(yōu)選地為全部)穿過墊層，使纖維形成物理纏結(jié)。非織造墊層可使用常規(guī)的針刺裝置進(jìn)行針刺，以提供針刺的非織造墊層。形成纖維纏繞的針刺典型地包括壓縮墊，然后沖孔，以及拖拉26刺針穿過墊。單位面積的墊上針刺的最佳次數(shù)會(huì)依據(jù)具體應(yīng)用而有所不同。通常，對非織造墊層進(jìn)行約5至約60次針刺/cm2。優(yōu)選地，對墊層進(jìn)行約10至約20次針刺/cm2。優(yōu)選地，針刺非織造墊層具有在約1000至約3000g/n^的范圍內(nèi)的每單位面積重量值，并且在另一方面具有約0.5至約3厘米的范圍內(nèi)的厚度。非織造墊層可以采用常規(guī)技術(shù)(參見(例如)美國專利No.4,181,514)進(jìn)行縫編。通常，墊層使用有機(jī)線進(jìn)行縫編。較薄的無機(jī)或有機(jī)薄片材料在縫合時(shí)可被放置在墊的任意一側(cè)或兩側(cè)，以防止線割穿墊或使這種割穿作用最小化。如果希望縫合線在使用過程中不發(fā)生分解，可使用無機(jī)線，諸如陶瓷或金屬(例如，不銹鋼)。針腳的間距通常為3至30mm,以使得纖維在墊層的整個(gè)面積上被均勻地壓縮。其它可用的柔性非織造墊層在(例如)美國專利No.5,380,580中有所描述。這些柔性非織造墊層包含無丸粒陶瓷氧化物纖維?？梢云谕麩o丸粒陶瓷氧化物纖維的至少一部分被物理纏結(jié)。物理纏結(jié)的纖維會(huì)鎖定到位并形成內(nèi)聚的區(qū)域，而不需要粘合劑或其它支承體(例如，稀松布)。纖維會(huì)以互鎖結(jié)構(gòu)互相纏繞。無丸粒陶瓷氧化物纖維優(yōu)選地具有大于約5至約20微米范圍內(nèi)的直徑?？梢允褂弥睆酱笥诩s20微米的纖維，但難以形成非織造墊層。通常具有大于約700MPa(100,000psi)的平均拉伸強(qiáng)度的無丸粒陶瓷氧化物纖維，優(yōu)選地具有至少約1，9cm的長度。優(yōu)選地，無丸粒陶瓷氧化物纖維的平均拉伸強(qiáng)度大于約1200MPa(200,000psi)，更優(yōu)選地，大于約1800MPa(300，000psi)，并且最優(yōu)選地，大于約2100MPa(350，000psi)。高強(qiáng)度纖維通常可以連續(xù)的絲束(也稱為粗紗)或紗線形式獲得。絲束或股線通常包括約780至約7800個(gè)單獨(dú)的陶瓷氧化物纖維股線。紗線通常擰合在一起。盡管用于制備柔性非織造墊層的連續(xù)纖維可以上膠或不上膠(即，基本上不含膠料)，但纖維優(yōu)選地應(yīng)上膠。通常，連續(xù)纖維在制造過程中用有機(jī)膠料處理，以提供潤滑性并在處理過程中保護(hù)纖維股線。據(jù)信，膠料趨于減少纖維的破損，減少靜電，并減少制備非織造墊涉及的物理纏結(jié)或其它處理步驟中所產(chǎn)生的粉塵量。膠料可以(例如)在墊層形成之后通過溶解或燃燒方式移除。常規(guī)的膠料材料包括糊精化的淀粉凝膠、明膠、聚乙烯醇、加氫植物油和非離子清潔劑。施加到結(jié)晶陶瓷纖維上的優(yōu)選膠料組合物含有約90重量％去離子水、8重量％聚乙烯亞胺(可以(例如)以商品名SC-62J從莫頓國際公司(伊利諾伊州芝加哥)(MortonInternationalofChicago,IL.)商購獲得)、約1-2重量％聚乙二醇(可以(例如)以商品名Carbowax60從聯(lián)合碳化物公司(康涅狄格州丹伯里)(UnionCarbideofDanbury,Co皿.)商購獲得)，以及約0.1重量％的紅色染料(可以(例如)以商品名Pontamine""堅(jiān)牢猩紅4B(PontamineFastScarlet4B)從莫拜化學(xué)公司(新澤西州尤寧)(MobayChemicalCo.ofUnion,N丄)商購獲得)。優(yōu)選的硅鋁酸鹽纖維(通常為晶體)包含在約67重量％至約77重量％范圍內(nèi)的氧化鋁和約33重量％至約23重量％范圍內(nèi)的氧化硅。上膠的硅鋁酸鹽纖維可以(例如)以商品名Nexte廣550從3M公司商購獲得。此外，合適的硅鋁酸鹽纖維可以按照(例如)美國專利No.4,047,965所公開的方法制備。鋁硼硅酸鹽纖維優(yōu)選地包含約55重量％至約75重量％范圍內(nèi)的氧化鋁、小于約45重量％至大于0(優(yōu)選地，小于44至大于0)重量％范圍內(nèi)的氧化硅，以及小于約25重量％至大于0(優(yōu)選地，約l至約5)重量％范圍內(nèi)的氧化硼(分別基于如八1203、3102和8203等的理論氧化物計(jì)算)。鋁硼硅酸鹽纖維優(yōu)選地為至少約50重量％的晶體，更優(yōu)選地至少約75%，并且最優(yōu)選地約100%(即，晶體纖維)。上膠的鋁硼硅酸鹽纖維可以(例如)以商品名Nextel312和Nextd440從3M公司商購獲得。此外，合適的鋁硼硅酸鹽纖維可以按照(例如)美國專利No.3，795，524所公開的方法制備。上膠的石英纖維可以(例如)以商品名Astroquartf從斯蒂文斯公司(北卡羅萊納州斯萊特)(J.P.Stevens,Inc.,ofSlater，N.C.)商購獲得。美國專利No.5,380,580中所公開的柔性非織造墊層可進(jìn)一步包含選自由下列纖維組成的組的最多40重量％的高強(qiáng)度纖維(優(yōu)選地，已上膠)(基于非織造墊層的總重量)碳化硅纖維(可以(例如)以商品名NicaloiT從日本碳化公司(日本東京)或道康寧公司(密歇根州米德蘭)商購獲得；以及以商品名TyramKT從德事隆特種材料公司(馬薩諸塞州洛威爾)(Lowell，Mass.)商購獲得)、碳(例如，石墨)纖維(可以(例如)以商品名IM7從赫爾克里高級(jí)材料與系統(tǒng)公司(猶他州麥格納)(HerculesAdvancedMaterialandSystemsofMagna,Utah)商購獲得)、氮化硅纖維(可以(例如)得自托倫國際能源公司(紐約州紐約)(TorenEnergyInternationalCorp.ofNewYork,N.Y.))、玻璃纖維(諸如硅鋁酸鎂玻璃纖維(可以(例如)以商品名S2-Glas,從歐文斯康寧公司(俄亥俄州葛倫維爾)(OwensCorningCorp.ofGranville,Ohio)商購獲得))、金屬纖維(例如，不銹鋼纖維(可以(例如)以商品名Bekinox"7人貝卡爾特公司(比利時(shí)茲韋綱赫姆)(BekaertofZweregan，Belgium)商購獲得))以及它們的混合物。金屬纖維可用作(例如)電阻加熱器，或可用于將墊熔合到金屬表面上。使用纖維(諸如玻璃制成的纖維)可以降低柔性非織造墊層的總成本。柔性非織造墊層可進(jìn)一步包含最多約25重量％(基于墊層的總重量)的不穩(wěn)定材料(例如，諸如熱塑性塑料、尼龍、人造纖維、粉末、薄膜和幅材之類的熱不穩(wěn)定材料，以及諸如聚乙烯醇之類的水溶性材料)。熱塑性纖維(例如)在本領(lǐng)域內(nèi)是已知的，并且可以(例如)從赫司特塞拉尼斯公司(新澤西州薩米特)(Hoechst-CelaneseofSummit,N丄)商購獲得。熱塑性纖維可用于(例如)粘結(jié)(當(dāng)充分受熱時(shí))含有墊層的陶瓷纖維，以幫助將墊層保持在一起并提高墊層的可操縱性。此外，不穩(wěn)定纖維可以從墊層中燒掉或溶解掉，以形成所需的結(jié)構(gòu)或孔隙率。不穩(wěn)定材料可以在柔性非織造墊層的成型過程中結(jié)合。通過用不穩(wěn)定材料浸泡或噴涂墊層也可以將不穩(wěn)定材料結(jié)合到柔性非織造墊層中。通過(例如)用粘合劑浸透或噴涂墊層可以將粘合劑結(jié)合到柔性非織造墊層中。為了提供個(gè)體化的(即，將每條纖維彼此分開)纖維，可以將纖維的絲束或紗線(例如，用玻璃粗紗切割器)切成所需的長度(通常在約1.9至約15cm的范圍內(nèi))。對于要水刺的非織造墊層，優(yōu)選的是使用常規(guī)的成網(wǎng)機(jī)將切削的纖維部分個(gè)體化或分離。切削或切碎的硅鋁酸鹽纖維和/或石英纖維可使用機(jī)械方法(諸如使其通過常規(guī)的錘式粉碎機(jī)或通過微型廢棉幵松機(jī))進(jìn)行分離或個(gè)體化。如果使用錘式粉碎機(jī)，希望將切碎的纖維至少兩次通過粉碎機(jī)。優(yōu)選地，至少50重量％的纖維在形成非織造墊層之前被個(gè)體化。盡管也可以使用大于約15cm的切削或切碎纖維制備非織造墊層，但這種纖維可能更難加工。纖維的分離趨于增加構(gòu)成非織造墊層的纖維的蓬松度(即，減小堆密度)，因而會(huì)減小所得墊層的密度。為了方便加工和分離切碎或切削的纖維，纖維和分離設(shè)備優(yōu)選地30布置在相對濕度為約60-85%(更優(yōu)選地約80-85%)的環(huán)境中。作為另外一種選擇，可以將防靜電潤滑劑(例如，諸如可以商品名Neutrostat從西姆卡公司(新澤西州哈特菲爾德)(SimcoCo.,Inc.,ofHatfield,N丄)商購獲得的產(chǎn)品)或輕質(zhì)烴油(例如，諸如可以商品名702ETL從莫洛伊爾公司(北卡羅來納州夏洛特)(MoroilCorporationofCharlotte,N.C.)商購獲得的產(chǎn)品)涂布到纖維上和/或在分離纖維過程中噴到纖維分離設(shè)備內(nèi)。然后可以將切碎的個(gè)體化纖維送入(優(yōu)選地使用常規(guī)纖維給料系統(tǒng))常規(guī)成網(wǎng)機(jī)，其中纖維被拖到絲網(wǎng)或網(wǎng)帶(例如，金屬或尼龍帶)上。在成網(wǎng)工藝中，長度大于約2.5cm的纖維容易出現(xiàn)纏繞。為了便于處理墊層，墊層可成形于或置于稀松布上。根據(jù)纖維長度的不同，所得墊層可以有足夠的可操縱性，以便在不需要支承體(如稀松布)的情況下轉(zhuǎn)移到物理纏結(jié)設(shè)備(例如，針刺機(jī)或水刺裝置)上。然后，可以對非織造墊層進(jìn)行針刺和/或水刺。非織造墊層可以使用常規(guī)針刺裝置進(jìn)行針刺?？墒估w維形成纏結(jié)的針刺法通常涉及將鉤針刺過并拉過墊層。通常，要針刺的非織造墊層為至少約0.3175cm(1/8英寸)厚。小于該厚度的墊層其完整性趨于不足以進(jìn)行針刺。單位面積的墊上針刺的最佳數(shù)目會(huì)依據(jù)具體應(yīng)用而有所不同。通常，對非織造墊層進(jìn)行平均至少5次針刺/cm2。優(yōu)選地，對墊層進(jìn)行平均約5至60次針刺/cm2，更優(yōu)選地，平均約10至約20次針剌/cm2。非織造墊層可以使用常規(guī)的水刺裝置進(jìn)行水刺(參見(例如)美國專利No.4,880,168)。盡管水刺裝置的優(yōu)選液體為水，也可以用其它合適的液體替代水或與水配合使用。優(yōu)選地，非織造墊層在進(jìn)行水刺之前用液體潤濕。優(yōu)選地，在水刺之前，通過(例如)將非織造墊層在較低的水壓(例如，最多約350kPa(50psi))下從液流(例如水流)下經(jīng)過，以進(jìn)行預(yù)潤濕。然后再使預(yù)潤濕的墊層經(jīng)受高射流壓力。通常，待水刺的非織造墊層為至少約0.08cm(1/32英寸)厚。小于該厚度的墊層其完整性趨于不足以進(jìn)行水刺。厚度大于約0.63cm(1/4英寸)的墊層通常不能通過其整個(gè)厚度進(jìn)行水刺。然而，這種厚墊層可以通過將其兩個(gè)主表面同時(shí)置于射流中(即，置于水刺工藝中)以進(jìn)一步水刺。優(yōu)選地，美國專利No.5,380,580中所描述的柔性針刺非織造墊層具有在約50至約5000g/rr^的范圍內(nèi)的每單位面積重量值，并且在另一方面具有在約0.3至約5厘米的范圍內(nèi)的厚度。優(yōu)選地，柔性水刺非織造墊層具有在約25至約250g/i^的范圍內(nèi)的每單位面積重量值，并且在另一方面具有在約0.08cm(1/32英寸)至約0.32cm(1/8英寸)的范圍內(nèi)的厚度。粘合劑在本發(fā)明的多層安裝墊中，使用含有無機(jī)膠粒和無機(jī)水溶性鹽中的至少一種的粘合劑將墊層粘結(jié)在一起?？捎玫臒o機(jī)膠粒通常具有小于約300nm(優(yōu)選地小于約200nm;更優(yōu)選地小于約100nm)的平均直徑。合適的無機(jī)膠粒包括(例如)膠態(tài)二氧化硅、膠態(tài)氧化鋁、膠態(tài)粘土(天然或合成)以及它們的混合物。優(yōu)選的無機(jī)膠粒包括(例如)膠態(tài)二氧化硅和膠態(tài)粘土。更優(yōu)選的無機(jī)膠粒包括(例如)膠態(tài)二氧化硅和合成膠態(tài)粘土?？捎玫哪z態(tài)二氧化硅可(例如)從納爾科公司(伊利諾伊州內(nèi)珀維爾)(NalcoinNaperville，IL)(例如，以商品名Nalco1056、2329、2327、1130或1030膠態(tài)二氧化硅)商購獲得，以及以商品名LudoxPW50EC從格雷斯公司(馬里蘭州哥倫比亞)(W.R.GraceinColumbia,MD)商購獲得。通常，膠態(tài)二氧化硅在水中的含量在約30%至約50%固體之間。膠態(tài)二氧化硅可具有正電荷或負(fù)電荷(優(yōu)選的是負(fù)電荷)。32可用的膠態(tài)粘土也可商購獲得，并且包括，(例如)得自洛克伍德公司(新澤西州普林斯頓)(RockwoodinPrinceton,NJ)的Laponite(59.5%WSi02，27.5。/。的MgO);得自南方粘土公司(德克薩斯州岡薩雷斯)(SouthernClayinGonzales,TX)的礦物質(zhì)膠體BP(MineralcolloidBP)(62.9%的Si02，17.1%的A1203，2.4%的MgO)和GelwhiteL(66.5%的Si02，14.7%的八1203，3.2%的MgO);得自格雷斯建筑產(chǎn)品公司(馬薩諸塞州劍橋)(GraceConstructionProductsinCambridge,MA)的MicroLiteTM蛭石分散體(MicroLiteTMVermiculiteDispersion)。通常，膠態(tài)粘土在水中的含量在約5%和約10%固體之間?？捎玫臒o機(jī)水溶性鹽包括(例如)硅酸鈉、硅酸鉀、硫酸鋁、鋁酸鈉以及它們的混合物。優(yōu)選的無機(jī)水溶性鹽包括(例如)硅酸鈉和硅酸鉀。通常，可用的硅酸鈉所含SiO2/Na2O在約0.4至約4(優(yōu)選地，約1.5至約3.5)的范圍內(nèi)。該比率越高，固化速率就越快，粘合劑結(jié)合也越具有剛性。相反，該比率越低，固化速率就越慢，粘合劑結(jié)合也越具有柔性?？捎玫臒o機(jī)水溶性鹽可商購獲得。例如，硅酸鈉可以商品名N型硅酸鈉(TypeNsodiumsilicate)和StixsoTM硅酸鈉(Stixs。T"sodiumsilicate)得自PQ公司(賓夕法尼亞州福吉谷)(PQCorporationinValleyForge,PA)獲得。粘合劑可包含任選組分，諸如(例如)添加劑，以降低脆性、著色或增強(qiáng)光、熱的反射性或吸收性。例如，可添加甘油或其它多元醇來改善柔性。可使用無機(jī)顏料和/或粘土來著色和/或增強(qiáng)能量反射性或吸收性。粘合劑通常為液態(tài)。然而，對于某些墊層(例如，無粘合劑的針軋或干法成網(wǎng)有機(jī)墊層)來說，粘合劑優(yōu)選地為凝膠的形式。凝膠可通過(例如)下列方法形成(l)移除水；(2)改變pH值；(3)添加鹽或(4)添加水可混溶的有機(jī)溶劑?？煽刂颇z凝程度以優(yōu)化粘度，從而減少墊層對粘合劑的吸收。通過添加熱解法二氧化硅、相容的金屬氧化物或氫氧化物粉末也可以增加膠粒溶液的粘度。通過添加相容的常規(guī)有機(jī)增稠劑也可以增加粘度。本發(fā)明的粘合劑可包含某些有機(jī)粘合劑(例如，上文所公開的有機(jī)粘合劑)。通常，粘合劑將包含少于約50重量％(優(yōu)選地，少于約20重量％)的有機(jī)粘合劑。方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的多層安裝墊可通過以下方法制備將粘合劑施加到第一安裝墊層的主表面上，并將第二安裝墊層的主表面和第一安裝墊被粘合劑涂覆的表面輕輕壓到一起。如本文所用，術(shù)語"壓"表示通過施加足夠的壓力來產(chǎn)生足夠的接觸，以便粘結(jié)墊層表面(例如，對于某些實(shí)施例來說，諸如手指壓力之類的輕壓便已足夠)?？梢栽诘谝粔|層的表面上施加粘合劑薄層，以形成連續(xù)層或不連續(xù)層(例如，形成離散的點(diǎn)或帶)。可選地，也可以將粘合劑施加到第二墊層的表面上。可采用任何可用技術(shù)(例如，涂布、噴涂或滴落)完成施加。施加粘合劑后，可以將第一安裝墊層和第二安裝墊層壓在一起(例如，使用壓送輥或任何其它可用的壓縮/層合裝置進(jìn)行壓縮)。通常，粘合劑的施加量和壓縮力可加以控制，以使得粘合劑在受到壓縮時(shí)主要保留在兩個(gè)墊層間的界面處。墊層表面通常保留足夠的粘合劑，以形成足夠強(qiáng)的粘結(jié)，以便層在彎曲成圓圈或巻筒(例如，直徑2.5英寸的圓柱體)時(shí)能夠保持在一起。優(yōu)選地，粘合劑滲透兩層厚度的比例小于約20%(更優(yōu)選地小于約10%)。粘合(即，粘合劑的固化)是通過水分從粘合劑中蒸發(fā)而產(chǎn)生的?？蛇x地，通過加熱可以加快水分從粘合劑中的蒸發(fā)速率。也可以可選地使用微波或射頻(RF)烘箱來加快水分的蒸發(fā)?？墒褂没瘜W(xué)固化劑(諸如(例如)礦物質(zhì)或有機(jī)酸、酸式鹽或二氧化碳)加速硅酸鹽粘合劑的固化。本發(fā)明的方法可以可選地作為連續(xù)滾筒式工藝加以實(shí)施。多層安裝墊和污染控制裝置本發(fā)明的多層安裝墊具有第一層、第二層和夾在二者之間的粘合劑(如上所述)。粘合劑將第一層的主表面和第二層的主表面粘結(jié)在一起。墊層可包含相同的材料或不同的材料。例如，第一層和第二層都可以是膨脹型材料層(包含相同的膨脹型材料或不同的材料)；第一層和第二層都可以是非膨脹型材料層(包含相同的非膨脹型材料或不同的材料)；或者第一層可以是膨脹型材料層，而第二層可以是非膨脹型材料層(反之亦然)。多層安裝墊也可以有另外的墊層。本發(fā)明的多層安裝墊的優(yōu)選的3層實(shí)施例(例如)具有"三明治"構(gòu)造，在該構(gòu)造中膨脹型材料層被夾在兩個(gè)非膨脹型材料層之間。通常，本發(fā)明的多層安裝墊為柔性的(也就是說，可通過下述彎曲測試)。將各層粘結(jié)在一起的粘合劑層可以是連續(xù)層或不連續(xù)層(優(yōu)選地為不連續(xù)層)。粘合劑層的干涂層重量通常在約5和約175g/n^之間(優(yōu)選地，在約15和約100g/n^之間；更優(yōu)選地，在約20和約70g/n^之間)。本發(fā)明的多層安裝墊可操作地適用于在污染控制裝置內(nèi)(例如，用于催化轉(zhuǎn)化器或柴油機(jī)微粒過濾器)安裝污染控制元件。污染控制裝置通常包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的污染控制元件(例如，催化元件或微粒濾芯)，以及布置在污染控制元件和殼體之間的安裝墊。殼體(常常也稱為封殼或外殼)可由本領(lǐng)域已知的用于這類用途的合適材料制成，并且通常是由金屬制成。優(yōu)選地，殼體由不銹鋼制成。合適的催化轉(zhuǎn)化器元件(也稱為單片)是本領(lǐng)域所己知的，并且包括那些由金屬或陶瓷制成的元件。單片或元件用于支承轉(zhuǎn)化器的催化劑材料。可用的催化轉(zhuǎn)化器元件在(例如)美國專利No.RE27，747(約翰遜(Johnson))中公開。此外，陶瓷催化轉(zhuǎn)化器元件可以(例如)從卡明公司(紐約州卡明)(ComingInc.ofComing,NY)和NGK絕緣子有限公司(日本名古屋)(NGKInsulatorLtd.ofNagoya,Japan)商購獲得。例如，蜂窩式陶瓷催化劑支承件由卡明公司(ComingInc.)以商品名Celco,和NGK絕緣子有限公司(NGKInsulatorLtd.)以商品名HoneyceranT售出。金屬催化轉(zhuǎn)化器元件可從德國貝洱公司(BehrGmbHandCo.ofGermany)商購獲得。關(guān)于催化單片的更多詳細(xì)內(nèi)容參見(例如)"SystemsApproachtoPackagingDesignforAutomotiveCatalyticConverters",Stroometal.，PaperNo.900500,SAETechnicalPaperSeries,19卯(汽車催化轉(zhuǎn)化器包裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)方法，斯特羅姆等人，論文編號(hào)No.900500，美國汽車工程師學(xué)會(huì)技術(shù)論文叢刊，1990年)；"ThinWallCeramicsasMonolithicCatalystSupports",Howitt,Paper800082，SAETechnicalPaperSeries,1980(用作單片催化劑支承件的薄壁陶瓷，休伊特，論文編號(hào)No.800082，美國汽車工程師學(xué)會(huì)技術(shù)論文叢刊，1980年)；禾卩"FlowEffectsinMonolithicHoneycombAutomotiveCatalyticConverters",Howittetal.36PaperNo.740244,SAETechnicalPaperSeries,1974(單片蜂窩式汽車催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)的流動(dòng)效果，休伊特等人，論文編號(hào)No.740244，美國汽車工程師學(xué)會(huì)技術(shù)論文叢刊，1974年)。涂布到催化轉(zhuǎn)化器元件上的催化劑材料包括本領(lǐng)域已知的材料(例如，諸如釕、鋨、銠、銥、鎳、鈀和鉑之類的金屬，以及諸如五氧化釩和二氧化鈦之類的金屬氧化物)。關(guān)于催化劑涂層的更多詳細(xì)內(nèi)容參見(例如)美國專利No.3,441,381。常規(guī)的單片型柴油微粒濾芯通常為壁流式過濾器，它由蜂窩式多孔晶體陶瓷(例如，堇青石)材料制成。蜂窩式結(jié)構(gòu)的蜂窩通常被交替堵塞，使得廢氣進(jìn)入一個(gè)蜂窩并受壓穿過該蜂窩的多孔壁，然后從另一個(gè)蜂窩離開蜂窩結(jié)構(gòu)。柴油機(jī)微粒濾芯的尺寸取決于具體的應(yīng)用要求?？捎玫牟裼蜋C(jī)微粒濾芯可以(例如)從卡明公司(紐約州卡明)(ComingInc.ofComing,NY)和NGK絕緣子公司(日本名古屋)(NGKInsulatorLtd.ofNagoya，Japan)商購獲得。此外，可用的柴油機(jī)微粒濾芯在"CellularCeramicDieselParticulateFilter",Howittetal"PaperNo.10114，SAETechnicalPaperSeries,1981(蜂窩式陶瓷柴油機(jī)微粒過濾器，休伊特等人，論文編號(hào)No.10114，美國汽車工程師學(xué)會(huì)技術(shù)論文叢刊，1981年)中有所討論。使用時(shí)，以類似于催化轉(zhuǎn)化器或柴油機(jī)微粒過濾器的方式將本發(fā)明的多層安裝墊設(shè)置在單片和殼體之間。用一片多層安裝墊裹住單片，將包裹的單片插入殼體內(nèi)，并將殼體密封，通過這種方式可以實(shí)現(xiàn)上述目的。實(shí)例本發(fā)明的對象和優(yōu)點(diǎn)將通過下列實(shí)例進(jìn)一步說明。測試方法拉伸強(qiáng)度測試本測試提供對兩層墊之間的粘合劑粘結(jié)強(qiáng)度的指示。將粘合劑涂到1英寸X6英寸的條形墊的一端的表面上以制備樣本，并使粘合劑伸出末端至少1英寸。將第二個(gè)1英寸X6英寸的條形墊放到第一個(gè)條形墊上，使其與第一個(gè)墊的重疊面積為1平方英寸，并且每個(gè)條形墊的自由端朝相反方向伸出。用手指輕壓涂粘合劑的區(qū)域，以便將多余的粘合劑擠出粘結(jié)線以外。將層合樣本放入溫度設(shè)為8(TC的烘箱內(nèi)烘烤約60分鐘。將樣本取出并冷卻至室溫(至少10分鐘)。將樣本的一端夾在100-P-12型拉伸試驗(yàn)機(jī)(Model100-P-12TensileTester)(可得自測試資源公司(明尼蘇達(dá)州沙克比)(TestResources,Shakopee，MN))的上夾具內(nèi)，另一端夾在試驗(yàn)機(jī)的下夾具內(nèi)，并以l英寸/分鐘的夾頭速度拉伸，以進(jìn)行拉伸測試。以磅/平方英寸為單位記錄拉伸強(qiáng)度，并記下失效模式。墊的內(nèi)聚失效表明粘合劑粘結(jié)強(qiáng)度大于墊的內(nèi)聚強(qiáng)度，墊內(nèi)發(fā)生分層現(xiàn)象。粘合失效通過墊層在基本完好的情況下被彼此拉開來表征，這表明粘合劑不足以將墊層保持在一起。混合失效表明試驗(yàn)樣本中同時(shí)觀察到兩種失效模式。T剝離附著力測試將兩個(gè)條形墊切成1英寸X8英寸(2.54cmX20.3cm)大小。使用油漆刷在每個(gè)條形墊上涂敷大約5英寸(10.6cm)的粘合劑。用手指將兩個(gè)條形墊帶涂層的表面輕輕擠壓到一起，以便將多余的粘合劑擠出粘結(jié)線以外。將兩層的樣本放入溫度設(shè)為15(TC的烘箱中烘烤約IO分鐘。將樣本取出并冷卻至室溫(至少IO分鐘)。用100-P-12型拉伸試驗(yàn)機(jī)小心地將每個(gè)條形墊的自由端夾在試驗(yàn)機(jī)的上下夾具內(nèi)，以測試層合樣本的T剝離附著力。夾頭速度為5英寸/分鐘(12.7cm/min)，并且夾具間距為IO英寸。記錄單位寬度的平均力(克/英寸)和失效模式。失效模式如上面的"拉伸強(qiáng)度測試"中所述。彎曲測試本測試提供對墊層材料被彎曲成圓形時(shí)保持粘附狀態(tài)的程度的定38性指示。將粘合劑涂到兩個(gè)1英寸X8英寸的條形墊上以制備樣本，然后用手指將帶涂層的表面輕輕壓在一起，以擠出多余的粘合劑。將樣本放入溫度設(shè)為15(TC的烘箱內(nèi)干燥約IO分鐘。待冷卻至室溫后，將樣本裹在直徑為2.5英寸的圓柱體周圍。測試結(jié)果為通過，即墊層仍然互相粘附；或者為失敗，即兩個(gè)條形墊彼此分離(通常墊層很少或沒有分層)或墊層內(nèi)部顯示裂紋。只要墊層本身不發(fā)生斷裂，兩墊層間的界面處的粘合劑出現(xiàn)裂紋是可以接受的。實(shí)例1-3按照上述"拉伸強(qiáng)度測試"中所述工序準(zhǔn)備實(shí)例1，即，將液體硅酸鈉薄層(得自PQ公司(賓夕法尼亞州福吉谷(PQCorporation,ValleyForge,PA))的N型硅酸鈉)涂敷到1英寸X6英寸大小、基重為800克/平方米的條形膨脹型材料安裝墊(3M公司(明尼蘇達(dá)州圣保羅(3MCo.，St.PaulMN))制造的3MInteram550膨脹墊(3M⑧Interam550IntumescentMat))上，同時(shí)將材料相同的第二個(gè)條形墊壓到第一個(gè)墊上。測試結(jié)果示于表1中。按照實(shí)例1的工序準(zhǔn)備實(shí)例2，不同的是在粘合劑組合物內(nèi)添加5%的甘油。按照實(shí)例1的工序準(zhǔn)備實(shí)例3，不同的是第二個(gè)墊為1435克/平方米的非膨脹墊(3M公司(明尼蘇達(dá)州圣保羅(3MCo.,St.PaulMN))制造的3MInteram990HT膨脹墊(3M②Interam9卯HTIntumescentMat))。表1-拉伸強(qiáng)度<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>*實(shí)例3示出了從墊層上不規(guī)則拉出的纖維，這表明非膨脹墊已被拉開。實(shí)例4一16使用實(shí)例l所述膨脹墊和下表2所示粘合劑準(zhǔn)備實(shí)例4-16。按照拉伸強(qiáng)度測試、彎曲測試和T剝離附著力測試的測試工序制備和測試試驗(yàn)樣本。結(jié)果在表2中示出。T剝離附著力測試的樣本沒有在拉伸試驗(yàn)機(jī)上運(yùn)行，而是用手拉開并記錄失效模式。表2-多種粘合劑<table>tableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table>*各實(shí)例所用粘合劑為:實(shí)例4-得自納爾科公司(伊利諾伊州內(nèi)珀維爾(NalcoCo.Naperville,IL))的Nalco2327實(shí)例5-用自來水稀釋的50/50硅酸鈉(得自PQ公司(賓夕法尼亞州福吉谷(PQCorporation,ValleyForge,PA))的PQN型硅酸鈉)實(shí)例6-得自PQ公司(賓夕法尼亞州福吉谷PQCorporation,ValleyForge，PA)的N型硅酸鈉實(shí)例7-50%的硫酸鋁(明礬)水溶液(得自霍金斯公司(明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯)(HawkinsInc.,Minneapolis,MN))實(shí)例8-膠態(tài)蒙脫石(得自南方粘土公司(洛克伍德公司的子公司)(德克薩斯州岡薩雷斯(SouthernClayProductsInc.,Gonzales,TX))的L型凝膠白(GelwhiteL))實(shí)例9-鈉鋰鎂硅酸鹽(合成鋰皂石RD(LAPONITERD)，得自洛克伍德添加劑有限公司(英國威德尼斯)(RockwoodAdditivesLTD,Widnes,UK))實(shí)例10-膠態(tài)蒙脫石粘土(MINERALCOLLOIDBP，得自南方粘土公司(洛克伍德公司的子公司)(德克薩斯州岡薩雷斯(SouthemClayProductsInc.,Gonzales,TX))實(shí)例11-按重量計(jì)50/50的Nalco2327與硅酸鹽實(shí)例12-按重量計(jì)50/50的Nalco2327與明礬實(shí)例13-按重量計(jì)50/50的Nalco2327與飽和硼酸實(shí)例14-按重量計(jì)50/50的N型硅酸鈉與明礬實(shí)例15-N型硅酸鈉與硼酸實(shí)例16-50/50的L型凝膠白(GelwhiteL)與明磯實(shí)例17-33實(shí)例17-33采用實(shí)例1所述膨脹墊和表3所示粘合劑進(jìn)行準(zhǔn)備。樣本是按照T剝離附著力測試工序制備和測試。<table>tableseeoriginaldocumentpage42</column></row><table>Naperville,IL)的Nalco1030實(shí)例21-得自格雷斯公司(馬里蘭州哥倫比亞)(W.R.GraceCo.,Columbia,MD)的LudoxPW50EC雙峰實(shí)例22—得自霍金斯公司(明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯)(HawkmsInc.,Minneapolis,MN)的50%硫酸鋁實(shí)例23-得自納爾科公司(伊利諾伊州內(nèi)珀維爾)(NalcoCo.,Naperville,IL)的35%的鋁酸鈉實(shí)例24-得自霍金斯公司(明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯)(HawkinsInc.,Minneapolis,MN)的飽和氯化鉀實(shí)例25-得自EM科技公司(新澤西州櫻桃山)(EMScience,CherryHillNJ)的飽和氯化鈉實(shí)例26-得自PQ公司(賓夕法尼亞州福吉谷)(PQCorp.,ValleyForge,PA)的Stixsc)TM硅酸鈉實(shí)例27-得自PQ公司(賓夕法尼亞州福吉谷)(PQCorp.,ValleyForge,PA)的N型硅酸鈉實(shí)例28-5%的凝膠白(Gelwhite)水溶液實(shí)例29-得自洛克伍德添加劑公司(新澤西州普林斯頓)(RockwoodAdditives,LTD,Princeton,NJ)的5%的合成鋰皂石RD水溶液實(shí)例30-得自格雷斯建筑產(chǎn)品公司(馬薩諸塞州劍橋)(GraceConstructionProducts,Cambridge,MA)的微晶片狀脫落蛭石實(shí)例31-得自R.T.范德比爾特公司(康涅狄格州諾沃克)(R.T.VanderbiltCo,Norwalk,CT)的Dixie粘土(DixieClay)(200nm);在Waring攪拌器內(nèi)攪拌60秒以降低粒度實(shí)例32-得自懷俄膨公司(蒙大納州比林斯)(Wyo-Ben,BillmgsMT)的膨潤土實(shí)例33-得自洛克伍德添加劑有限公司(新澤西州普林斯頓)(RockwoodAdditives,LTD,Princeton,NJ)的合成鋰皂石RD/硅酸鈉凝膠實(shí)例34利用N型硅酸鈉粘合劑將實(shí)例3所述的兩層非膨脹墊層合到實(shí)例43l所述的膨脹墊上，以制備3層墊。膨脹墊夾在兩層非膨脹墊之間。3層墊可以是柔性的，并可以輕松地纏繞到堇青石單片周圍，而不發(fā)生斷裂或分層。比較例Cl—Cll用實(shí)例1所述膨脹墊和下列粘合劑準(zhǔn)備比較例Cl-Cll,以制備T剝離附著力測試的樣本。用手將樣本分離，使其不保持在一起(無粘結(jié))或無法充分保持在一起以夾在拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾具內(nèi)(粘結(jié)不良)。所有失效全部為粘合劑失效，不存在墊層內(nèi)部分層現(xiàn)象。Cl-飽和硼酸-無粘結(jié)C2-20。/。的二氧化鈦(2微米)水溶液-無粘結(jié)C3-得自JT貝克公司(JTBaker)的氧化鈣粉末-無粘結(jié)C4-得自卡博特公司(Cabot)的M-5熱解法二氧化硅-無粘結(jié)C5-經(jīng)Waring攪拌器攪拌的M-5-無粘結(jié)C6-氫氧化鋁-無粘結(jié)C7-20。/。的硫酸鈣水溶液(EM科技公司(新澤西州櫻桃山))(EMScience,CherryHill，NJ)—粘結(jié)不良C8-Dixie粘土(200nm-未攪拌)-粘結(jié)不良C9-氫氧化鋁(3.5微米)，邱博公司(佐治亞州諾克斯)(HuberIncNorcrossGA)_粘結(jié)不良CR10-氫氧化鎂(5微米)，雅保公司(路易斯安那州巴頓魯治)(AlbemarleInc.，BatonRouge,LA)—禾占結(jié)不良Cll-水-無粘結(jié)在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，對本發(fā)明的各種修改和更改對本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于以上提供的示例性實(shí)施例和實(shí)例，上述實(shí)例和實(shí)施例僅以舉例的方式提出，而且本發(fā)明的范圍僅受以下所附的權(quán)利要求書的限制。權(quán)利要求1.一種可操作地適用于在污染控制裝置內(nèi)安裝污染控制元件的多層安裝墊，所述墊包括第一層、第二層以及夾在兩者之間、使得所述第一層的主表面與所述第二層的主表面粘結(jié)在一起的粘合劑，所述粘合劑包含無機(jī)膠粒和無機(jī)水溶性鹽中的至少一種，所述無機(jī)膠粒具有小于約300nm的平均直徑。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的多層安裝墊，其中所述粘合劑包含無機(jī)水溶性鹽。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層安裝墊，其中所述無機(jī)水溶性鹽選自由下列物質(zhì)組成的組硅酸鈉、硅酸鉀、硫酸鋁、鋁酸鈉以及它們的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述無機(jī)水溶性鹽為硅酸鈉或硅酸鉀。5.根據(jù)權(quán)利要求l至4中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述粘合劑包括平均直徑小于約300mn的無機(jī)膠粒。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層安裝墊，其中所述無機(jī)膠粒的平均直徑小于約100nm。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述無機(jī)膠粒選自由下列物質(zhì)組成的組膠態(tài)二氧化硅、膠態(tài)氧化鋁、膠態(tài)粘土以及它們的混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述無機(jī)膠粒包括膠態(tài)二氧化硅和膠態(tài)粘土。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述第一層和所述第二層為膨脹層。10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述第一安裝墊層和所述第二層各自為非膨脹層。11.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述第一層和所述第二層中的一個(gè)為膨脹層，另一個(gè)為非膨脹層。12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述粘合劑位于不連續(xù)層內(nèi)。13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述粘合劑滲透少于所述第一層和所述第二層厚度的約20%。14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述粘合劑的干燥涂層重量在約5至約175g/n^之間。15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述粘合劑在進(jìn)行拉伸強(qiáng)度或T-剝離附著力測試時(shí)呈現(xiàn)內(nèi)聚失效模式。16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述粘合劑為凝膠。17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，還包括第三層，其中所述第三層的主表面通過粘合劑粘附到所述第二層的第二主表面上，所述粘合劑包含無機(jī)膠?；驘o機(jī)水溶性鹽中的至少一種，所述無機(jī)膠粒具有小于約300nm的平均直徑。18.根據(jù)權(quán)利要求n所述的多層安裝墊，其中所述第一層和所述第三層各自為非膨脹層，而所述第二安裝層為膨脹層。19.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述墊可操作地適用于催化轉(zhuǎn)化器中。20.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，其中所述墊可操作地適用于柴油機(jī)微粒過濾器中。21.—種制備多層安裝墊的方法，所述方法包括(a)將包含無機(jī)膠?；驘o機(jī)水溶性鹽中的至少一種的粘合劑施加到第一安裝墊層的主表面上，所述無機(jī)膠粒具有小于約300nm的平均直徑，以及(b)將第二安裝墊層的主表面與所述第一安裝層被粘合劑涂覆的表面壓到一起，以形成多層安裝墊。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括干燥所述多層安裝墊。23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的方法，其中所述粘合劑作為連續(xù)層施加。24.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的方法，其中所述粘合劑作為不連續(xù)層施加。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述粘合劑作為離散區(qū)域施加。26.—種污染控制裝置，包括殼體、設(shè)置在所述殼體內(nèi)的污染控制元件、以及根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的多層安裝墊，所述多層安裝墊設(shè)置在所述殼體和所述污染控制元件之間，以將所述污染控制元件安裝在所述殼體內(nèi)。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的污染控制裝置，其中所述污染控制元件為催化元件。28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的污染控制裝置，其中所述污染控制元件為微粒濾芯。全文摘要一種可操作地適用于在污染控制裝置內(nèi)安裝污染控制元件的多層安裝墊，所述多層安裝墊包括第一層、第二層和夾在兩者之間、使得所述第一層的主表面與所述第二層的主表面粘結(jié)在一起的粘合劑，所述粘合劑包含無機(jī)膠粒和無機(jī)水溶性鹽中的至少一種，所述無機(jī)膠粒具有小于約300nm的平均直徑。文檔編號(hào)F01N3/021GK101460717SQ200780020198公開日2009年6月17日申請日期2007年5月29日優(yōu)先權(quán)日2006年6月1日發(fā)明者彼得·T·迪茨申請人:3M創(chuàng)新有限公司