CN101688459B - 污染控制设备、其中使用的增强垫材料及其制造方法 - Google Patents

污染控制设备、其中使用的增强垫材料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明描述的用于污染控制设备的增强垫具有第一主表面、第二主表面及厚度，并且垫包括陶瓷纤维和设置在第一主表面与第二主表面之间的增强网片，使得垫通常由网片分隔成两层。网片包括间隔开以便在两者间限定空隙的非金属纤维，空隙大到足以使垫的层能够通过网片一体地接合在一起。垫的有机组分总重高达垫总重的约5％，并且垫成形为在内燃机排气系统中作为安装垫或作为隔离体使用的特定尺寸，安装垫用于安装污染控制元件，隔离体用于隔离污染控制设备内的区域。

Description

污染控制设备、其中使用的增强垫材料及其制造方法
相关专利申请的交叉参考
本申请要求2007年7月17日提交的美国临时专利申请No.60/950299和2007年7月10日提交的美国临时专利申请No.60/948883的优先权，其公开内容的全文以引用方式并入本文。
发明领域
本发明涉及污染控制设备，特别是涉及污染控制设备内适用的垫材料，更具体地讲，涉及具有低有机含量并且适用于在污染控制设备中安装污染控制元件或适用于隔离污染控制设备的部分的垫材料，再更具体地讲，涉及制备这种垫材料及设备的方法。
背景技术
污染控制设备在机动车上采用以控制大气污染。这种设备包括催化转化器和柴油机微粒过滤器或捕集器。催化转化器通常包含支承催化剂的一体化陶瓷结构(即，催化剂载体或元件)。柴油机微粒过滤器或捕集器通常是壁流过滤器，具有通常由多孔结晶陶瓷材料制成的一体化蜂窝式结构(即，滤芯)。这些设备中的每一个都具有其中包含污染控制元件的金属壳体(通常是不锈钢)。通常使用包含陶瓷纤维的垫来安装和保护壳体内的污染控制元件。滤芯以及催化剂载体可具有其上有催化剂的壁。催化剂氧化发动机废气中的一氧化碳和烃并还原氮氧化物，以控制大气污染。
这种设备中使用的含陶瓷纤维的安装垫通常通常由高达10％的有机粘结剂构成。粘结剂用于将纤维保持在一起。在没有这么高的粘结剂比率的情况下，会发生许多问题，例如为在污染控制设备组装期间，垫中的表面裂缝、垫的抗拉强度低以及堆密度较低。
本发明涉及提供在污染控制设备中使用的低粘结剂含量的垫，其不呈现上述问题中的一个或多个。
发明内容
在本发明的一个方面，提供增强垫，其成形为在内燃机排气系统的污染控制设备内使用的特定尺寸，并设计成在该污染控制设备内继续存在。垫具有第一主表面、第二主表面及厚度，并且垫包括陶瓷纤维(如，耐火陶瓷纤维、玻璃纤维或其组合)和设置在第一主表面与第二主表面之间的增强网片(如，结网)，使得垫通常被网片分隔成两层。网片包括间隔开以便在两者间限定空隙或开口的非金属纤维(即，陶瓷纤维、玻璃纤维、聚合物纤维或其组合)，空隙或开口足够大以使垫的层可通过网片一体地接合在一起。
垫的有机组分总重(如，有机粘结剂含量、有机纤维粘结剂含量和/或有机纤维网片含量)小于或等于垫总重的约5％。垫成形为在内燃机排气系统中作为安装垫或作为隔离体使用的特定尺寸，安装垫用于安装污染控制元件(如，催化剂载体、滤芯和/或催化滤芯)，隔离体用于隔离污染控制设备内的区域或部分(如，催化转化器、发动机排气过滤器等)。
本发明垫中使用的网片可由间隔开的聚合物纤维制成，聚合物纤维在垫的有机组分总重的约0.4重量％至约2.0重量％的范围内。网片的间隔开的非金属纤维可被设置为彼此搭接，从而形成带有由网片的间隔开并搭接的非金属纤维限定的开口的结网，或可被设置为彼此不相交。
理想的是，垫的有机组分总重小于或等于垫总重的约2.5％。更理想的是，垫的有机组分总重小于或等于垫总重的约1.5％。垫可包含提供了垫的全部有机组分总重的有机粘结剂。
本发明的另一方面，提供用于内燃机的排气系统，其中排气系统包括根据本发明的污染控制设备。
本发明的又一方面，提供包括排气系统的内燃机，排气系统包括根据本发明的污染控制设备。
本发明的再一方面，提供制备根据本发明的增强垫的方法。该方法包括：形成包含陶瓷纤维的第一层；形成包含陶瓷纤维的第二层；将网片夹在第一层的主表面与第二层的主表面之间；将第一层的主表面与第二层的主表面附接在一起，从而使垫的第一层与第二层通过网片空隙的至少一部分一体地接合在一起；将垫成形为在内燃机排气系统中用作安装垫或用作隔离体的特定尺寸，安装垫用于安装污染控制元件，隔离体用于隔离污染控制设备内的区域。所得到的垫的有机组分总重小于或等于垫总重的约5％。
可采用湿法成网工艺或任何其它合适的工艺形成第一层和/或第二层。可使用或不使用辅助粘合部件(如，层合粘合剂)将第一层的主表面与第二层的主表面附接在一起。如果采用湿法成网工艺，在不使用任何辅助粘合部件的情况下，来自层中的至少一个的陶瓷纤维穿过网片空隙并进入层中的另一个。
在本发明的附图和详细描述中将更加全面地示出和描述本发明的这些优点及其他优点，其中相同的附图标记用来表示相同部件。然而，应当理解，附图和描述仅用于举例说明的目的，而不应被理解为是对本发明范围的不当限制。
附图说明
参照附图可进一步理解本发明，其中在全部的若干图中，相同的部件用相同的附图标记来表示。
图1A为根据本发明的一个实施例的增强结网的平面图；
图1B为根据本发明的另一个实施例的增强结网的平面图；
图1C为根据本发明的额外的实施例的增强结网的平面图；
图2为根据本发明的一个实施例的增强的安装垫的剖视图；以及
图3为根据本发明的另一个实施例的增强的安装垫的剖视图；以及
图4为根据本发明的额外的实施例的增强的安装垫的剖视图；
图5为图1A的增强结网的放大平面图；以及
图6为打开的污染控制设备的透视图，污染控制设备包括根据本发明的增强安装垫，其中垫的某些部分被移除，以便可以更清楚地看到包含陶瓷纤维的第一层、增强结网和包含陶瓷纤维的第二层。
具体实施方式
在描述本发明的优选实施例时，为清楚起见，将使用特定的术语。然而，本发明并非意图受如此选择的特定术语的限制，并且每一个如此选择的术语都包括相似地工作的所有技术等同物。将根据本发明的增强垫成形为在内燃机排气系统的污染控制设备内使用的特定尺寸，并设计成在该污染控制设备内继续存在。
参见图2-4，根据本发明的增强垫10具有第一主表面12、第二主表面14及厚度(即，表面12与表面14之间的距离)。垫10至少具有第一层16和第二层18，并且可以包括一个或多个额外的层20(见图4)。这些垫层16、18、20中的每一个均包含：陶瓷纤维，例如为耐火陶瓷纤维(如，氧化铝纤维、氧化铝-二氧化硅纤维等)、玻璃纤维(如，二氧化硅纤维等)或其组合；以及任何其它所需的材料(如，膨胀材料)。在图2和图3的实施例中，增强网片22设置在层16与18之间，从而使之通常与第一主表面12和第二主表面14共面。在图4的实施例中，在层18与20之间另外设置了另一个增强网片22′。
参见图6，根据本发明的污染控制设备60(如，催化转化器和/或排气过滤器)可包括壳体50、安装在壳体50内的污染控制元件40(如，催化元件和/或过滤器)和类似本文所述夹在之间用于将元件40安装到壳体50内的安装垫10。壳体50通常由金属制成，例如为不锈钢，并包括入口52和出口54以允许来自内燃机的废气穿过设备60。元件40通常是相对薄弱的一体化薄壁式结构。垫10从热和机械(如，震动)两方面对元件40提供防损保护。
参见图2，理想的是可以将网片22设置成接近垫10的表面12(即，层16相对于层18较薄)。例如，如果垫10总重为约1600g/m2，结网22的重量在约80g/m2至约160g/m2的范围内，则理想的是可使层16的重量在约40g/m2至约800g/m2的范围内。换句话说，理想的是可使层16在垫10总重的3％至10％的范围内。
参见图1A-1C和图5，本发明的网片22包含非金属纤维24(即，陶瓷纤维、玻璃纤维、聚合物纤维或其组合)。理想的是纤维24可由玻璃制成。在图示实施例中，纤维24通常是共面的并间隔开，以便限定两者间间的空隙或开口26。间隔开的非金属纤维24可被设置为彼此不相交(如，见图1C)、以便彼此相交或以其它方式彼此搭接(如，见图1A和1B)或其组合。图示网片设计的优选实施例如图1A所示。图1C的网片设计(带有偏斜纤维24)为图示实施例的最不理想的设计，因为在弯曲垫10(如，当在催化剂载体或滤芯的周围卷绕时)可导致层16、18、20分离。
开口26大到足以允许垫10的层16、18、20(如适用)通过网片22一体地接合或粘合在一起。即，可使用辅助粘合部件(如，有机和/或无机层合粘合剂)通过开口26将每一对相对的层16与18和相对的层18与20粘合在一起。作为另外一种选择或除此之外，在不使用辅助粘合部件的情况下，可将每一对相对的层粘合在一起，例如为采用湿法成网工艺。如果在不使用任何辅助粘合部件的情况下使用湿法成网工艺，则来自相对的层16与18和相对的层18与20中的至少一者(优选两者)的陶瓷纤维穿过网片开口26并进入对应的相对层中。在被粘合在一起之前，可使用湿法成网工艺或任何其它合适的工艺形成垫层16、18、20中的每一层。
可以用于根据本发明使用辅助粘合部件通过网片开口26粘合这种相对层的工艺实例公开在2007年5月29日提交的、名称为“MultilayerMounting Mat(多层安装垫)”的国际(PCT)专利申请No.US2007/069839中，该申请的内容以全文引用的方式并入本文。在这种工艺中，具有多层的增强垫可通过以下方式制备：首先提供基部或下层18，将无机粘合剂涂层涂布到下层18的顶部表面上，在下层18的顶部上设置网片22，然后设置上层16，使得网片22夹在层16与18之间。然后压缩该多层构造并固化粘合剂，以形成成品增强垫。
在不使用辅助粘合部件的情况下，可以使用的通过网片开口26粘合这种相对层的工艺实例为“湿法成网”工艺，例如美国专利No.6,458,418中所公开的，该专利的内容以全文引用的方式并入本文。在这种湿法成网工艺中，具有多层的增强垫可通过以下方式制备：使用至少两种含有陶瓷纤维及任何其它所需材料的稀释水性浆料(理想的是，不超过5重量％的固体)，将第一浆料沉积到可渗透的基底(例如造纸机的筛网或“丝网”)上，通过重力和/或真空作用使第一浆料部分脱水以形成基部或“下”层18，在下层18的顶部上设置网片22，将第二浆料沉积到网片22和部分脱水的下层18上，使第二或上层16部分脱水，然后(如，用压力辊)按压以增大层16和18两者的密度，网片22夹在两层之间。然后用加热辊使该多层构造完全干燥，以形成成品增强垫。
应当理解，本发明垫的任一层或任何层都可以作为垫的下层而首先形成。然而，理想的是使干燥时具有最大厚度的层(如，图2实施例中的层18)为首先形成的层。
根据制备垫层16、18、20所使用的材料，为了使网片22上方和下方的垫材料通过网片纤维24之间的空隙26一体地接合在一起，理想的是可使非金属纤维24间隔开的最短距离在至少约1.5mm到至少约8.0mm的范围内。理想的是可使非金属纤维24间隔开至少约1.5mm到约25mm，更理想的是可以使该间隔在至少约8.0mm到约15mm的范围内。优选可使非金属纤维24彼此交叉，以便形成带有由搭接并间隔开的非金属纤维24限定的开口26的结网(见图1A、图1B和图5)。这种结网22的开口26的目尺寸或面积可为至少约2.25mm2(如，1.5×1.5mm)或在约2.25mm2(如，1.5×1.5mm)至约625mm2(如，25×25mm)的范围内。理想的是可使开口26的目尺寸在约64.0mm2(如，8.0×8.0mm)至约225mm2(如，15×15mm)的范围内。根据制备垫层16、18、20的材料，理想的是可使开口26的最小网目尺寸或面积在至少约2.25mm2(如，1.5×1.5mm)到至少约64.0mm2(如，8.0×8.0mm)的范围内。
垫10的有机组分总重(如，有机粘结剂含量、有机纤维粘结剂含量和/或有机纤维网片含量)小于或等于垫10总重的约5％。优选垫10具有不会对垫10的性能和性质产生不利影响的最低可能的有机组分总重。因此，理想的是使垫10的有机组分重量小于或等于4.5％、4.0％、3.5％、3.0％、2.5％、2.0％、1.5％、1.0％或甚至0％。已发现商业上理想的是使有机组分总重小于或等于垫总重的1.5％。当用于制备网片22的纤维24是有机的(如，聚合物)时，理想的是可使纤维24只在垫10的有机组分总重的约0.4重量％至约2.0重量％的范围内。
垫10成形为在内燃机排气系统中作为安装垫或作为末端锥隔离体或其它隔离体使用的特定尺寸，安装垫用于安装污染控制设备(如，催化转化器、发动机排气过滤器等)壳体内的污染控制元件(如，催化剂载体、滤芯和/或催化滤芯)，末端锥隔离体或其它隔离体用于隔离污染控制设备内的端锥区域或其它区域。
制备增强垫材料的一般工序1
根据以下工序可制备垫10的一个双层实施例。
通常，为了制备层16和18中的每一个，首先通过混合制备浆液，以便使以下物质均匀地分散在足量的水中：为使成品层每单位面积上获得目标重量所需量的陶瓷纤维；为获得目标烧失量(LOI)所需量的有机粘结剂；和量的范围是有机粘结剂量的约20％或更多的絮凝剂。可以通过在10升水中混合以下组分制备示例性浆液：98.5重量％(wt％)的所需陶瓷纤维(如，氧化铝纤维)、1.5重量％的所需有机粘结剂(如，乳胶粘结剂)和小于0.3％的所需絮凝剂(如，由Mid-South Chemical(Ringold，Louisana)以商品名MP 9307C出售的絮凝剂)。
将网片结合到层之间的一种方法是，在造纸工的手持式薄板模中利用水重力真空(如上所述)对浆液进行脱水。这样留下湿润以及耐用的片或层，其耐用性足以通过暂时手动进行处理。为了结合网片，可单独地形成目标基重的两个这样的层，并将网片夹在层之间。然后压缩所得的多层垫。然后在垫处于压缩状态的同时，在(例如)150℃的烘箱中对其干燥30分钟。或者，如果期望层之间并通过网片更好地混合陶瓷纤维，可将上层湿法成网到下层的顶部上，使网片位于两者间。
将网片结合到垫中的一种替代方法是，如上所述制备第一层，在第一层仍在手持式薄板模上时，将网片设置到湿的第一层的顶部上。通过将分流装置布置在手持式薄板模上，在网片的顶部上形成第二层，从而第二浆液不直接倾注到第一湿层上。然后将第二浆液倾注在网片的顶部上和第一层的顶部上，其完成方式是，倾注第二浆液，使之首先达到分流装置，从而在第一垫和网片的顶部上形成第二层，而且第一湿层的结构不被破坏。然后如上所述在烘箱中干燥所得的多层垫。
实例
实例1-11概述
实例1：不同的纤维(Saffil LDM)
实例2：较大的目尺寸
实例3：较小的目尺寸
实例4：具有施胶粘结剂的网片
实例5：使用无机粘结剂进行层合
实例6：布(Nextel)上无开口
实例7：不同配方(粘结剂：LX816)
实例8：平行纤维网片
实例9：与垫方向偏斜
实例10：垫中的两个网片
实例11：与垫方向偏斜
表1.实例中使用的垫层材料的说明
表2.实例中使用的增强材料的说明
Figure G2008800242183D00101
表3.实例的结果
  实例编号   垫的组成(样品的备注)   抗拉强度(N)
  1   Saffil   2.3
  1   Saffil与网A   33.4
  2   共同形成   4.0
  2   与一个股线网共同形成   25.0
  3   共同形成   4.0
  3   与网E共同形成   77.6
  4   共同形成   4.0
  4   与网F共同形成   120.0
  5   层合   3.6
  5   与网G层合   298.7
  6   层合   3.6
  6   与Nextel层合   218.0
  7   LX-816A   4.45
  7   LX-816A与网A   31.3
  8   与纤维H共同形成   18.6
  9   层合   3.6
  9   与偏斜网A层合   3.1
  10   三层垫   5.1
  10   具有两个网A的三层垫   149
  11   共同形成的垫   5.1
  11   与网F共同形成的垫   29.3
实例1
按照共同形成的保持垫的通常的湿法成网垫制备工序，用Saffil氧化铝LDM纤维和EVA乳胶600BP制备两个垫。一个在两层之间具有上表2中列出的网A，另一个没有。在这个实验中，乳胶量为约1.5％，垫的单位面积重量为约1200g/m2，顶层(即，较薄层)的单位面积重量为约80g/m2，下层(即，较厚层)的单位面积重量为约1120g/m2。顶层另外具有约8％的烧失量，下层具有约1％的烧失量。
拉伸测量的结果列于表3中。如该结果所示，增强网可在各种纤维垫中起作用。
实例2
按照共同形成的保持垫的通常的湿法成网垫制备工序，用CEF02纤维和EVA乳胶600BP制备两个垫，以用于以下所列的每一个网。每一种中的一个在两层之间具有上表2中列出的网，每一种中的另一个则没有。在这个实验中，乳胶量为约1.5％，垫的单位面积重量为约1200g/m2，顶层(即，较薄层)的单位面积重量为约80g/m2，下层(即，较厚层)的单位面积重量为约1120g/m2。顶层另外具有约8％的烧失量，下层具有约1％的烧失量。
拉伸测量的结果列于表3中。如该结果所示，试件中只有沿测定轴的股线的大开口尺寸网可提高这种易碎垫的抗拉强度。
实例3
按照共同形成的保持垫的通常的湿法成网垫制备工序，用CEF02纤维和EVA乳胶600BP制备两个垫，以用于以下所列的每一个网。每一种中的一个在两层之间具有上表2中列出的网E，每一种中的另一个则没有。在这个实验中，乳胶量为约1.5％，垫的单位面积重量为约1200g/m2，顶层(即，较薄层)的单位面积重量为约80g/m2，下层(即，较厚层)的单位面积重量为约1120g/m2。顶层另外具有约8％的烧失量，下层具有约1％的烧失量。
拉伸测量的结果列于表2中。如该结果所示，可使这个至少具有3.6mm开口尺寸的增强网良好地共同形成，并且提高抗拉强度。有时难以在垫中共同形成像网G那样具有较小开口尺寸的结网。然而，这种问题也有一些解决办法，例如通过使用包含实例4中所述的施胶粘结剂的网，或通过实例5和6中所述进行层合来解决。
实例4
按照共同形成的保持垫的通常的湿法成网垫制备工序，用CEF02纤维和EVA乳胶600BP制备两个垫，以用于以下所列的每一个网。每一种中的一个在两层之间具有上表2中列出的网F，每一种中的另一个则没有。在这个实验中，乳胶量为约1.5％，垫的单位面积重量为约1200g/m2，顶层(即，较薄层)的单位面积重量为约80g/m2，下层(即，较厚层)的单位面积重量为约1120g/m2。顶层另外具有约8％的烧失量，下层具有约1％的烧失量。
拉伸测量的结果列于表3中。如该结果所示，其股线上有施胶粘结剂的增强网使层的粘合更牢固，提高了抗拉强度。
实例5
按保持垫的通常的湿法成网垫制备工序，用CEF02纤维和EVA乳胶600BP制备四个垫。用四个垫中的两个与胶态二氧化硅O层合制成一个新垫。通过用另两个垫和上表2中列出的网G与作为无机粘合剂的胶态二氧化硅O层合制成另一个新垫。将网布置在两个垫之间。在这个实验中，乳胶量为约1.5％，垫的单位面积重量为约1000g/m2，顶层的单位面积重量为约500g/m2，下层的单位面积重量为约500g/m2。顶层和下层两者各具有约1.5％的烧失量。
两个垫的拉伸测量结果列于表3中。如结果中所示，此增强网在层合垫中起作用。如果采用这种类型的层合，则可使用像网G那样开口尺寸太小而无法在两层之间共同形成网。
实例6
按保持垫的通常的湿法成网垫制备工序，用CEF02纤维和EVA乳胶600BP制备四个垫。用四个垫中的两个与胶态二氧化硅O层合制成一个新垫。通过用另两个垫和上表2中列为D的Nextel织造物与作为无机粘合剂的胶态二氧化硅O层合制成另一个新垫。将布布置在两个垫之间。在这个实验中，乳胶量为约1.5％，垫的单位面积重量为约1000g/m2，顶层的单位面积重量为约500g/m2，下层的单位面积重量为约500g/m2。顶层和下层两者各具有约1.5％的烧失量。
两个垫的拉伸测量结果列于表3中。如结果中所示，如果增强材料没有开口尺寸，则可通过无机或有机粘结剂进行层合，并可在易碎垫中起到增强剂的作用。
实例7
按共成形保持垫的通常的湿法成网垫制备工序用CEF02纤维和丙烯酸类乳胶LX-816A制备两个垫。一个在两层之间具有上表2中所列的网A，另一个则没有。在这个实验中，乳胶量为约1.5％，垫的单位面积重量为约1200g/m2，顶层(即，较薄层)的单位面积重量为约80g/m2，下层(即，较厚层)的单位面积重量为约1120g/m2。顶层另外具有约8％的烧失量，下层具有约1％的烧失量。
拉伸测量的结果列于表3中。如该结果所示，此增强网在各种粘结剂及制备方法的垫中起作用。
实例8
按共成形保持垫的通常的湿法成网垫制备工序用CEF纤维和EVA乳胶600BP制备一个垫，上表2中所列的纤维H位于两者间。在这个实验中，垫的烧失量为约1.82重量％，垫的单位面积重量为约1160g/m2。
拉伸测量的结果列于表3中。如该结果所示，增强网片并不需要是结网。
实例9
按共成形保持垫的通常的湿法成网垫制备工序用CEF02纤维和EVA乳胶600BP制备两个垫。一个在两层之间具有上表2中所列的#1网，网被设置成使构成股线在两层之间不是沿续到拉伸测量轴，而另一个则并非使然。在这个实验中，乳胶量为约1.5％，垫的单位面积重量为约1200g/m2，顶层(即，较薄层)的单位面积重量为约80g/m2，下层(即，较厚层)的单位面积重量为约1120g/m2。顶层另外具有约8％的烧失量，下层具有约1％的烧失量。
拉伸测量的结果列于表3中。如该结果所示，没有使股线延续到拉伸测量轴的增强网可提高这种易碎垫的抗拉强度。
当将网设置成纤维与垫的方向偏斜(如，见图1B)时，复合股线可起到像一把剪刀的作用，并且垫会变成分层的状态。
实例10
按单层保持垫的通常的湿法成网垫制备工序用CEF02纤维和EVA乳胶600BP制备六个垫。使用胶态二氧化硅O作为无机粘合剂，六个垫中的三个与两个上表2中所列的网A交替层合，六个垫中的另三个在没有网的情况下进行层合。在这个实验中，乳胶量为约1.5％，垫的单位面积重量为约1500g/m2，各层的单位面积重量为约500g/m2，各层的烧失量为约1.5％。
拉伸测量结果列于表3中。如该结果中所示，包括不止一个增强层的垫可提高垫的抗拉强度和抗弯曲耐久性。
实例11
按照共同形成的保持垫的通常的湿法成网垫制备工序，用CEF02纤维和EVA乳胶600BP制备两个垫，以用于以下所列的每一个网。每一种中的一个在两层之间具有上表2中列出的网，每一种中的另一个则没有。将网设置成与拉伸轴成15度。在这个实验中，乳胶量为约1.5％，单位面积重量为约1200g/m2。
拉伸测量的结果列于表3中。如该结果所示，没有使股线延续到拉伸测量轴的增强网可提高这种易碎垫的抗拉强度。另外，偏斜网能够根据角度情况产生一些伸长，而沿着拉伸测量方向的网几乎没有伸长。
通过在包含陶瓷纤维的层间使用非金属纤维的网片，本发明提供的垫具有低有机组分总重乃至没有有机组分总重，具有较高的抗拉强度和更好的抗断裂耐久性。这种网片起到增强层的作用，提高所得垫材料的抗拉强度和抗表面断裂的耐久性。已经发现的是，在没有具有较高烧失量的网片的情况下，垫通常呈现较高的抗拉强度。另外已经发现的是，股线平行的网片可提供等同于约6.5％粘结剂含量的抗拉强度。
在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可对本发明进行各种修改和更改。因此，本发明并不限于上述方案，而是受以下权利要求书及其任何等同要求的限制的控制。
本发明可以在不存在本文具体描述的任何元件的情况下适当地实施。
以上引用的所有专利和专利申请，包括在背景技术部分中的那些，全部以引用方式并入本文。

Claims (28)

1.一种用于污染控制设备的增强垫，所述增强垫具有第一主表面、第二主表面及厚度，并且所述增强垫包括陶瓷纤维和设置在所述第一主表面与所述第二主表面之间的增强网片，使得所述增强垫由所述网片分隔成两层，所述网片包括间隔开以便在两者间限定空隙的非金属纤维，所述空隙大到足以使所述增强垫的所述层能够通过所述网片一体地接合在一起，
其中所述增强垫的有机组分总重小于或等于所述增强垫的总重的5％，并且所述增强垫成形为在内燃机排气系统中作为安装垫或作为隔离体使用的特定尺寸，所述安装垫用于安装污染控制元件，所述隔离体用于隔离污染控制设备内的区域。
2.根据权利要求1所述的垫，其中所述陶瓷纤维包括耐火陶瓷纤维、玻璃纤维或其组合。
3.根据权利要求1所述的垫，其中所述网片与所述第一主表面和所述第二主表面共平面。
4.根据权利要求1所述的垫，其中所述网片由陶瓷纤维、玻璃纤维、聚合物纤维或其组合制成。
5.根据权利要求1所述的垫，其中所述网片由聚合物纤维制成，所述聚合物纤维在所述垫的有机组分的总重的0.4重量％至2.0重量％的范围内。
6.根据权利要求1所述的垫，其中所述网片的间隔开的非金属纤维分开的最短距离为至少1.5mm。
7.根据权利要求1所述的垫，其中所述网片的间隔开的非金属纤维分开的最短距离为至少8.0mm。
8.根据权利要求1所述的垫，其中所述网片的间隔开的非金属纤维分开的距离在1.5mm至25mm的范围内。
9.根据权利要求1所述的垫，其中所述网片的间隔开的非金属纤维分开的距离在8.0mm至15mm的范围内。
10.根据权利要求1至权利要求9中的任一项所述的垫，其中所述网片的间隔开的非金属纤维被设置为彼此不相交。
11.根据权利要求1至权利要求9中的任一项所述的垫，其中所述网片的间隔开的非金属纤维被设置为彼此搭接，并形成具有由所述网片的间隔开并搭接的非金属纤维限定的开口的结网。
12.根据权利要求11所述的垫，其中所述开口至少具有2.25mm2的最小网目尺寸。
13.根据权利要求11所述的垫，其中所述开口的最小网目尺寸为至少64.0mm2。
14.根据权利要求11所述的垫，其中所述开口的网目尺寸在2.25mm2至625mm2的范围内。
15.根据权利要求1至权利要求9中的任一项所述的垫，还包含有机粘结剂，所述有机粘结剂提供所述垫的有机组分总重的全部。
16.根据权利要求1至权利要求9中的任一项所述的垫，其中所述垫的有机组分的总重小于或等于所述垫的总重的2.5％。
17.根据权利要求1至权利要求9中的任一项所述的垫，其中所述垫的有机组分的总重小于或等于所述垫的总重的1.5％。
18.根据权利要求1至权利要求9中的任一项所述的垫，其中所述垫成形为用作安装垫的特定尺寸，所述安装垫用于在所述污染控制设备的壳体内安装污染控制元件。
19.根据权利要求1至权利要求9中的任一项所述的垫，其中所述垫成形为用作隔离体的特定尺寸，所述隔离体用于隔离污染控制设备内的端锥区域。
20.一种污染控制设备，包括：污染控制元件；和根据权利要求1至权利要求19中的任一项所述的增强垫，所述污染控制元件和增强垫设置在壳体中。
21.根据权利要求20所述的设备，其中所述增强垫为安装垫，所述安装垫设置在所述污染控制元件与所述壳体之间。
22.根据权利要求20所述的设备，其中所述壳体包括端锥区域，并且所述增强垫为隔离体，所述隔离体设置在所述端锥区域内。
23.一种用于内燃机的排气系统，所述排气系统包括根据权利要求20至权利要求22中的任一项所述的污染控制设备。
24.一种内燃机，包括根据权利要求23所述的排气系统。
25.一种制备根据权利要求1至权利要求19中的任一项所述的增强垫的方法，所述方法包括：
形成第一层，所述第一层包含陶瓷纤维；
形成第二层，所述第二层包含陶瓷纤维；
形成包括非金属纤维的网片，所述非金属纤维间隔开以便在其间限定空隙；
将所述网片夹在所述第一层的主表面与所述第二层的主表面之间；
将所述第一层的所述主表面与所述第二层的所述主表面附接在一起，使得所述垫的所述第一层与所述第二层通过所述网片的所述非金属纤维之间的空隙的至少一部分一体地接合在一起；以及
将所述垫成形为在内燃机排气系统中用作安装垫或用作隔离体的特定尺寸，所述安装垫用于安装污染控制元件，所述隔离体用于隔离污染控制设备内的区域，
其中所得到的垫的有机组分总重小于或等于所述垫的总重的5％。
26.根据权利要求25所述的方法，其中采用湿法成网工艺形成所述第一层和所述第二层中的至少一层。
27.根据权利要求25或权利要求26所述的方法，其中在不使用辅助粘合部件的情况下，将所述第一层的所述主表面与所述第二层的所述主表面附接在一起，并且至少来自所述第一层的陶瓷纤维穿过所述网片的空隙进入所述第二层中。
28.根据权利要求25或权利要求26所述的方法，其中使用辅助粘合部件将所述第一层的所述主表面与所述第二层的所述主表面附接在一起。
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