DE69604922T2

DE69604922T2 - Anschwellendes bahnmaterial

Info

Publication number: DE69604922T2
Application number: DE69604922T
Authority: DE
Inventors: Roger Langer
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2016-05-25
Also published as: CA2224325C; AU5804396A; KR19990028339A; KR100433866B1; DE69604922D1; WO1997002219A1; EP0835230B1; BR9609516A; MX9710227A; US5869010A; EP0835230A1; CA2224325A1; JPH11509510A

Description

ERFINDUNGSGEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft Montagematerialien für katalytische Konverter und Diesel- Partikelfilter.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Schadstoffminderungsvorrichtungen finden Anwendung bei Kraftfahrzeugen zur Minderung der Luftverschmutzung. Gegenwärtig werden zwei Vorrichtungstypen weitverbreitet benutzt, nämlich katalytische Konverter ("Katalysatoren") und Diesel- Partikelfilter oder -fallen (Traps). Katalytische Konverter enthalten einen Katalysator, der in der Regel auf eine im Konverter montierte monolithische Struktur aufgetragen ist. Bei den monolithischen Strukturen handelt es sich in der Regel um Keramik, wenngleich auch schon Metallmonolithe eingesetzt worden sind. Der Katalysator oxidiert Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe und reduziert die Stickoxide in Autoabgasen, um die Luftverschmutzung zu regeln. Bei Diesel-Partikelfiltern oder -fallen handelt es sich um Wandstromfilter mit wabenartig aufgebauten monolithischen Strukturen, die in der Regel aus porösen kristallinen Keramikmaterialien gefertigt sind.
Bei der Konstruktion dieser Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik weisen beide Vorrichtungstypen jeweils ein Metallgehäuse auf, in dem eine monolithische Struktur oder ein monolithisches Element gehalten ist, welches aus Metall oder Keramik bestehen kann, wobei Keramik am häufigsten zur Anwendung kommt. Damit eine große Oberfläche zur Verfügung steht, hat der Keramikmonolith im allgemeinen sehr dünne Wände, so daß er zerbrechlich und bruchanfällig ist. Außerdem ist der thermische Ausdehnungskoeffizient des Monoliths im allgemeinen um eine Größenordnung kleiner als der des ihn umgebenden Metallgehäuses (das in der Regel aus rostfreiem Stahl besteht). Zur Vermeidung von Beschädigungen des Keramikmonoliths durch fahrbedingte Stöße oder Vibrationen, zum Ausgleich des Unterschieds bei der thermischen Ausdehnung und zur Verhinderung des Durchgangs von Abgasen zwischen dem Monolith und dem Metallgehäuse sind zwischen dem Keramikmonolith und dem Metallgehäuse in der Regel matten- oder pastenförmige Keramikmaterialien angeordnet. Bei dem Verfahren zum Einsetzen oder Einschieben des Montagematerials, das auch als "Canning" bezeichnet wird, geht man beispielsweise so vor, daß man eine Paste in einen Spalt zwischen dem Monolith und dem Metallgehäuse einspritzt oder den Monolith mit einem flächigen oder mattenförmigen Material umwickelt und den umwickelten Monolith in das Gehäuse einsetzt.
Als Montagematerialien werden üblicherweise anorganische Bindemittel, anorganische Fasern, die auch als Bindemittel dienen können, anschwellende Materialien und gegebenenfalls organische Bindemittel, Füllstoffe und andere Hilfsstoffe verwendet. Die Materialien kommen in Form von Pasten, Flächengebilden und Matten zum Einsatz. Für die Montage des Monoliths in das Gehäuse geeignete Keramikmattenmaterialien, Keramikpasten und anschwellende flächige Materialien werden beispielsweise in den US-Patentschriften 3,916,057 (Hatch et al.), 4,305,992 (Langer et al.), 4,385,135 (Langer et al.), 5,254,410 (Langer et al.) und 5,242,871 (Hashimoto et al.) beschrieben. In der US-PS 4,385,135 werden flexible anschwellende flächige Materialien beschrieben, die Füllstoffkomponenten geringer Dichte enthalten um Montageflächengebilde geringer Dichte zu schaffen, welche die Montagedichte verringern und dadurch die Rißbildung in einem keramischen Diesel-Partikelmonolith verhindern. Die Verwendung von organischen Fasern wird nicht beschrieben.
In der US-PS 3,001,571 (Hatch) wird die Verwendung von Fasern aus synthetischem Glimmer und Asbest als anorganische Bindemittel für anorganische Fasern enthaltende Montageflächengebilde beschrieben.
In der GB-PS 1,522,646 (Wood) werden pastöse Zusammensetzungen unter Verwendung von Glimmermaterialien beschrieben.
In den US-Patentschriften 5,385,873 (MacNeil) und 5,207,989 (MacNeil) werden anorganische Fasern enthaltende Flächengebilde, die durch Vermiculit mit hohem Aspektverhältnis gebunden sind, in Pasten zur Montage von Monolithen in katalytischen Konvertern beschrieben.
In der US-PS 5,126,013 (Wiker et al.) wird die Verwendung von Flockungsmitteln mit chemisch delaminiertem Glimmer und/oder Vermiculit und Fasern zur Herstellung von flammwidrigen Papieren beschrieben, die im allgemeinen im Vergleich zu Matten und Flächengebilden dünn sind. Das beschriebene zweistufige sequentielle Flockungssystem unterstützt die schnelle Entwässerung bei der Herstellung von naß abgelegten Materialien und sorgt für eine bessere Bildung der Flächengebilde ohne Verklumpen der Fasern.
In der US-PS 5,137,656 (Connor) wird die Verwendung von. Vermiculitlamellen mit einem internen Schlichtemittel zur Herstellung von wasserfesten Mineralprodukten beschrieben. Es werden verschiedene Möglichkeiten zur Herstellung der Vermiculitlamellen beschrieben.
In der GB-A-2,194,580 wird ein hitzebeständiges hochexpandierbares flächiges Material zum Unterstützen eines Katalysatorträgers beschrieben, wobei das flächige Material nicht expandierten Vermiculit, aber kein expandiertes anschwellendes Material enthält. In der FR-A-26 34 479 wird ein ähnliches Material beschrieben, das Keramikfasern mit einem Durchmesser von 1 bis 3 Mikron enthält.
Ein Nachteil der zur Montage verwendeten Matten und Pasten des Standes der Technik tritt auf, weil die freiliegenden Ränder der Montagematerialien eine Abtragung durch pulsierende heiße Abgase ausgesetzt sind. Über ein bestimmte Zeit und unter strenge Bedingungen können die Montagematerialien abgetragen und Stücke davon hinausgeblasen werden. Im Laufe der Zeit kann eine ausreichende Menge der Montagematerialien hinausgeblasen werden, und die Montagematerialen können den nötigten Schutz des Monolithen nicht mehr liefern.
Zu den Lösungen dieses Problems gehören die Verwendung eines Drahtgitters aus rostfreiem Stahl (siehe z. B. US-PS 5,008,086 (Merry)) und von Fasergeflechten aus geflochtener oder seilartiger Keramik (d. h. Glas, kristalliner Keramik oder Glaskeramik) oder Metalldrahtmaterial (siehe z. B. US-PS 4,156,333 (Close et al.)) sowie Randschutzmitteln aus Zusammensetzungen mit Glasteilchen (siehe z. B. EP 639701 A1 (Howorth et al.) und EP 639702 A1 (Howorth et al.) sowie EP 639700 A1 (Stroom et al.)) zum Schutz des Rands der anschwellenden Matte gegen Abtragung durch Abgase. Bei diesen Lösungen werden Montagematerialien des Standes der Technik als Primärträger für den Monolith eingesetzt.
Die gegenwärtig als Montagematten und Montageflächengebilde erhältlichen Materialien enthalten in der Regel ein anorganisches Bindemittel, Feuerfestkeramikfasern mit einem Durchmesser im Bereich von weniger als etwa 5 Mikrometer und andere Hilfsstoffe. Dabei liefern die anorganischen Bindemittel und die Feuerfestkeramikfasern die für die Handhabung vor dem Canning sowie für das Bewahren der Einheitlichkeit des Montagematerials während der wiederholten Aufheiz- und Abkühlzyklen in einem katalytischen Konverter erforderliche Festigkeit und Elastizität. Außerdem binden die Fasern die teilchenförmigen Materialien, was die Entwässerung der Zusammensetzungen bei der Fertigung von Montagematten im Naßablege- oder Papierherstellungsverfahren gemäß des Standes der Technik erleichtert. Die Verwendung von Feuerfestkeramikfasern ist unerwünscht, und es besteht einen anhaltenden Bedarf an Montagematerialien, insbesondere Matten, mit hoher Leistungsfähigkeit ohne Mitverwendung von Feuerfestkeramiken mit kleinem Durchmesser, d. h. unter 5 Mikrometer. Darüberhinaus sollten die für Mattenmontagematerialien verwendeten Zusammensetzungen wünschenswerterweise beim Verfahren zur Herstellung der Matten eine gute Entwässerung sowie eine Fedrkracht zur Handhabung der Matten vor der Montage und bei der Verwendung in einem katalytischen Konverter aufweisen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gegenstand der Erfindung ist ein flexibles anschwellendes flächiges Material, enthaltend 20 bis 80 Trockengewichtsprozent mindestens eines nicht expandierten anschwellenden Materials, 10 bis 40 Trockengewichtsprozent mindestens eines verarbeiteten Vermiculits, der aus einem gemahlenen expandierten Vermiculit und einem delaminierten Vermiculit ausgewählt ist, mehr als 0 bis 5 Trockengewichtsprozent anorganischen Fasern mit Durchmessern über 5 Mikron und mehr als 0 bis 10 Trockengewichtsprozent organischen Fasern, wobei das flächige Material im wesentlichen keine Feuerfestkeramikfasern mit Durchmessern unter 5 Mikron enthält.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schadstoffminderungsvorrichtung mit: (a) einem Gehäuse; (b) einem in dem Gehäuse angeordneten Schadstoffminderungselement und (c) dem erfindungsgemäßen anschwellenden flächigen Material, das zwischen dem Schadstoffminderungselement und dem Gehäuse angeordnet ist. Das erfindungsgemäße flexible anschwellende flächige Material eignet sich zur Verwendung in einem katalytischen Konverter oder einem Diesel-Partikelfilter.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und sind zum Teil aus der Beschreibung oder der Ausübung der Erfindung zu ersehen. Die Aufgaben und andere Vorteile der Erfindung werden durch die Methoden und Gegenstände, die in der Beschreibung und den Ansprüchen speziell angeführt werden, gelöst bzw. erzielt.
Sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende nähere Beschreibung sind nur als Beispiele und Erläuterungen gedacht und sollen die Erfindung im Rahmen der Ansprüche weiter erklären.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt ein Montagematerial bereit, das gegenüber den zur Montage von zerbrechlichen monolithischen Strukturen für den Einsatz in anspruchsvollen Hochtemperaturumgebungen, wie sie in katalytischen Konvertern und Diesel-Partikelfallen anzutreffen sind, verwendeten Materialien des Standes der Technik verbesserte Abtragungsresistenz aufweist. Die Montagematerialien können in verschiedenen Formen, einschließlich Matten, Flächengebilden und Pasten bereitgestellt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei den Montagematerialien um Matten, die vorzugsweise eine Dicke von mehr als 1 Millimeter (mm) und besonders bevorzugt eine Dicke von mehr als 1,5 mm aufweisen.
Die erfindungsgemäßen Montagematerialien können etwa 10 bis 40 Gew.-% eines glimmerhaltigen Bindemittels, das mindestens einen verarbeiteten Vermiculit, ausgewählt aus gemahlenem expandiertem Vermiculit und delaminiertem Vermiculit, enthält, 20 bis 80 Gew.-% mindestens eines nicht expandierten anschwellenden Materials, 0 bis 5 Gew.-% anorganischen Fasern mit Durchmessern über 5 Mikrometer und 0 bis 10 Gew.-% organischen oder polymeren Fasern enthalten. Bei den organischen oder polymeren Fasern kann es sich um Stapelfasern, fibrillierte Fasern, Zweikomponentenbindemittelfasern oder ein Gemisch daraus handeln. Die Montagematerialien können außerdem gegebenenfalls etwa 0 bis 5 Gew.-% Glasfasern mit einem Durchmesser von weniger als etwa 2,0 Mikrometer und 0 bis 5 Gew.-% eines harzartigen organischen Bindemittels enthalten.
Die Mengen der Materialien für die Zusammensetzungen können innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung zur Erzielung der gewünschten Endeigenschaften der Montagematerialien vor und nach der Montage in einem katalytischen Konverter geändert werden. Pastenzusammensetzungen erfordern ausreichende rheologische Eigenschaften, damit die Zusammensetzungen bei der Montage oder Halterung in den Spalt zwischen dem Monolith und dem Metallgehäuse gepumpt werden können, und Elastizität, damit die Zusammensetzung bei den Anwendungstemperaturen zusammengehalten wird.
Flächengebilde und Matten erfordern Elastizität sowie Festigkeit, Flexibilität und Anpassungsfähigkeit vor der Montage, da die Flächengebilde oder Matten zunächst angefertigt und dann um den Monolith gewickelt werden. Die Flächengebilde und Matten müssen für den Zusammenhalt ausreichende innere Festigkeit aufweisen, da sie in der Regel vor der Montage weiterbehandelt werden, z. B. Stanzen, Transport usw. Darüber hinaus werden Matten nach einem Naßablegeverfahren, das auch als Papierherstellungsverfahren bezeichnet wird, hergestellt, so daß bei der Herstellung der Matten die Mattenzusammensetzungen, die im allgemeinen eine große Menge Wasser enthalten, so formuliert werden müssen, daß sie beim Herstellungsprozeß gut und schnell Wasser abgeben. Mattenzusammensetzungen müssen außerdem so formuliert werden, daß sie eine geeignete Montagedichte und eine geeigneten Druck liefern, daß der Monolith in seiner Position gehalten wird. Die Montagedichten liegen in der Regel im Bereich von etwa 0,9 Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³) bis etwa 1,2 g/cm³. Die Flächengebilde und Matten können auch auf einem Träger oder einer Abziehfolie bereitgestellt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform für Montagematten enthalten die glimmerhaltigen Bindemittel und anschwellenden Materialien, bezogen auf das Trockengewicht, etwa 20 bis 30% Glimmer-Bindemittel, 60 bis 70% anschwellendes Material, 0,3 bis 0,5% Glasfasern mit einem Durchmesser von weniger als etwa 2 Mikrometer, 2 bis 10% organische Fasern, vorzugsweise in einem Gemisch aus etwa 50% fibrillierten Fasern und etwa 50% Stapelfasern, 1 bis 3% anorganische Fasern mit einem Durchmesser zwischen etwa 8 und 15 Mikrometer und 1 bis 5% harzartiges organisches Bindemittel.
Zu den erfindungsgemäßen anorganischen Materialien gehören delaminierte und vorzugsweise delaminierte und weiterzerkleinerte oder weitergemahlene glimmerhaltige Mineralien. Bevorzugte glimmerhaltige Mineralien enthalten Vermiculit. Besonders bevorzugte glimmhaltige Mineralien sind verarbeitete Vermiculite, die aus gemahlenem expandiertem Vermiculit und delaminiertem Vermiculit ausgewählt sind. Die Delaminierung des Vermiculits erfolgt in der Regel durch Abschiefern. Das kann dadurch erzielt werden, daß der Vermiculit erhitzt wird, um die Teilchen zu expandieren, oder daß, eine chemische Behandlung mit Wasserstoffperoxid oder wäßrigen Salzlösungen mit anschließendem Waschen und Einweichen in Wasser zwecks Quellung der Vermiculit-Teilchenstruktur durchgeführt wird. Der expandierte oder geschwollene Vermiculit wird dann in Wasser mechanisch geschert, was eine wäßrige Dispersion von Vermiculitteilchen oder -plättchen ergibt. Geeignete Glimmermaterialien sind im Handel von W. R. Grace & Company zu beziehen, u. a. ein delaminierter Vermiculit in Pulverform (VFPSTM- Vermiculit) und eine wäßrige Dispersion von chemisch abgeschiefertem Vermiculit (MicroliteTM-Vermiculit- Dispersion). Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden Schuppen von expandiertem Vermiculit, wie z. B. ZonoliteTM Nr. 5 von W. R. Grace & Company, in einem Mogul- oder Sigma-Blade-Mischer mit Wässer gemahlen, um brauchbare Teilchen zu erzielen, welche die Abtragungsresistenz und Elastizität einer Montagematte verbessern und dabei eine ausreichende Entwässerung der Mattenzusammensetzung in einem Papierherstellungsverfahren zur Herstellung der Matten liefern.
Ohne Festlegung auf irgendeine bestimmte Theorie wird angenommen, daß die so hergestellten Plättchen den Zusammensetzungen eine faserähnliche Elastizität verleihen, die es ermöglicht, die Zusammensetzungen nach einem Naßablegeverfahren zu bilden. Bei Naßablegeverfahren ist es wichtig, daß die Zusammensetzungen mit den Bindemitteln schnell entwässert werden, wenn sie auf ein Sieb auf einer Papiermaschine aufgegossen sind. Außerdem sind Matten für Montagematerialien vorzugsweise dicker als etwa 1 mm, und es ist im allgemeinen schwierig, dickere Materialien ausreichend gut zu entwässern.
Als anschwellende Materialien eignen sich nicht expandierter Vermiculit, Vermiculiterz, Hydrobiotit, wasserquellbarer synthetischer Glimmer vom Tetrasilicium-Fluor-Typ gemäß US-PS 3,001,571 (Hatch), Alkalimetallsilicat-Granulat gemäß US-PS 4,521,333 (Graham et al.) und expandierbarer Graphit. Außerdem ist EXPANTROLTM-4BW-Granulat von der Fa. Minnesota Mining & Manufacturing Co., St. Paul, Minnesota, USA, ein geeignetes anschwellendes Material.
Die Glasfasern, die bei der Anwendung der Erfindung brauchbar sind, haben einen Durchmesser von weniger als etwa 2,0 Mikrometer. Als Gläser eignen sich Borosilicatgläser, wie z. B. Calciumaluminoborosilikat, Magnesiumaluminoborosilikat und Alkaliborosilikat (z. B. Natrium- und Kaliumborosilikat). Vorzugsweise bestehen die Fasern aus Alkaliborosilikatglas. Unter "Glas" ist hier ein amorphes (d. h. ein Material mit einem diffusen Röntgenbeugungsmuster ohne klare auf die Gegenwart einer kristallinen Phase hindeutende Linien), anorganisches Oxidmaterial zu verstehen. Geeignete Glasfasern weisen einen Erweichungspunkt in der Nähe der Anwendungstemperatur auf. Diese Temperatur liegt in der Regel unter etwa 900ºC, vorzugsweise unter etwa 850ºC und am meisten bevorzugt unter etwa 800ºC. Unter "Erweichungspunkt" ist die Temperatur zu verstehen, bei der ein Glas in Form einer Faser mit einheitlichem Durchmesser sich unter seinem eigenen Gewicht mit einer bestimmten Geschwindigkeit dehnt.
Geeignete Glasfasern sind im Handel unter den Markenzeichen Micro-StrandTM Micro-FibresTM von der Fa. Schuller Co. erhältlich. Die Glasfasern mit einem Durchmesser unter 2,0 Mikrometer werden, falls sie verwendet werden, in Mengen von etwa 0,1 bis etwa 5% und vorzugsweise von etwa 0,2 bis etwa 1,0% für Mattenmaterialien eingearbeitet. Bei Verwendung von größeren Mengen der Glasfasern besteht die Gefahr, daß die Entwässerung beim Naßablegeverfahren verlangsamt wird.
Es ist besonders überraschend, daß die Zugabe einer geringen Menge, d. h. weniger als etwa 1%, von Glasfasern mit einem Durchmesser unter etwa 1,5 Mikrometer die Abtragungsresistenz der Montagematerialien beträchtlich verbessert. Ohne Festlegung auf irgendeine bestimmte Theorie wird angenommen, daß die Glasfasern bei der Anwendungstemperatur, d. h. im Bereich von etwa 200ºC bis etwa 900ºC, erweichen und als Bindemittel wirken und so den Montagematerialien zusätzliche Festigkeit verleihen.
Harzartige organische Bindemittel und organische Fasern können zugefügt werden, um den flächigen oder mattenförmigen Montagematerialien Elastizität und Flexibilität vor der Montage zu verleihen. Geeignete harzartige organische Bindemittel sind wäßrige Polymeremulsionen, auf Lösungsmittel basierende Polymere und Polymere mit 100% Feststoffgehalt. Bei wäßrigen Polymeremulsionen handelt es sich um organische Bindemittelpolymere und - elastomere in der Latexform (z. B. Naturkautschuk- Latices, Styrol-Butadien-Latices, Butadien-Acrylnitril- Latices und Latices aus Acrylat- und Methacrylatpolymeren und -copolymeren). Auf Lösungsmittel basierende polymere Bindemittel können ein Polymer, wie z. B. ein Acrylat, ein Polyurethan oder ein auf Kautschuk basierendes organisches Polymer enthalten. Zu den Polymeren mit 100% Feststoffgehalt gehören Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk und andere Elastomere.
Das organische Bindemittel enthält vorzugsweise eine wäßrige Acrylatemulsion. Acrylatemulsionen sind wegen ihrer Alterungseigenschaften und nicht korrosiven Verbrennungsprodukte bevorzugt. Als Acrylatemulsionen eignen sich diejenigen, die im Handel unter den Handelsbezeichnungen "RHOPLEX TR-934" (wäßrige Acrylat emulsion mit einem Feststoffgehalt von 44,5 Gew.-%) und "RHOPLEX HA-8" (wäßrige Acrylatcopolymeremulsion mit einem Feststoffgehalt von 44,5 Gew.-%) von Rohm and Haas, Philadelphia, Pennsylvania, USA, und AirflexTM 600BP (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer mit einem Feststoffgehalt von 55 Gew.-%) von Air Products, Allentown, Pennsylvania, USA, erhältlich sind.
Die organischen Bindemittel können auch mindestens einen Weichmacher enthalten. Weichmacher neigen dazu, eine Polymermatrix weicher zu machen und tragen damit zur Flexibilität und Verformbarkeit der aus der Zusammensetzung hergestellten flächigen Materialien bei.
Das organische Bindemittel wird, falls es eingesetzt wird, in Mengen von etwa 1 bis etwa 5% verwendet. Für Mattenmaterialien liegt die bevorzugte Einsatzmenge des organischen Bindemittels zwischen etwa 1 und etwa 4%.
Als Fasern zur Verwendung als Verstärkungsfasern oder geschnittene Fasern in Dispersion in den Montagematerialien eignen sich anorganische Fasern mit einem Durchmesser über 5 Mikrometer (die im Handel beispielsweise unter den Handelsbezeichnungen "NEXTEL 312 CERAMIC FIBERS", "NEXTEL 440 CERAMIC FIBERS" und "NEXTEL 550 CERAMIC FIBERS" von der Minnesota Mining & Manufacturing Company erhältlich sind) und Inconel- Fasern (die im Handel beispielsweise unter der Handelsbezeichnung "BEKI-SHIELD GR90/C2/2" von der Bekaert Steel Wire Corp., Atlanta, Georgia, USA, erhältlich sind). Geeignete Keramikfasern werden auch in den US- Patentschriften 3,795,524 (Sowman) und 4,047,965 (Karst et al.) beschrieben.
Auch Fasern mit größerem Durchmesser können in die Montagematerialien einarbeiten werden. Die Fasern bestehen vorzugsweise aus Hochtemperaturglas mit Durchmessern von mehr als etwa 5 Mikrometer und besonders bevorzugt zwischen etwa 8 und 16 Mikrometer. Ein Beispiel einer geeigneten, im Handel erhältlichen Glasfaser ist S-2 GlassTMHT von der Owens-Corning Fiber glass Corp., bei der es sich um eine 9-Mikrometer- Glasfaser handelt. Glasfasern mit größerem Durchmesser werden, falls sie eingesetzt werden, in Mengen von bis zu etwa 3 Gew.-% verwendet. Größere Mengen sind möglicherweise schwer in den Mattenzusammensetzungen zu dispergieren, was zu Konsistenzschwankungen in den gebildeten Matten führen würde.
Bei den organischen oder polymeren Fasern kann es sich um Stapelfasern oder fibrillierte Fasern handeln, die mit dem Ziel eingesetzt werden, mattenförmigen und flächigen Montagematerialien Naßfestigkeit während der Verarbeitung und Trockenfestigkeit und Elastizität vor dem Canning zu verleihen. Bei der Anwendung sind die Fasern innerhalb der ersten wenigen Heizzyklen des katalytischen Konverters ausgebrannt. Brauchbare Stapelfasern liegen im Bereich von etwa 0,5 bis 5 Denier und können aus Materialien wie Acrylaten, Cellulose, Polyolefin, Polyvinylalkohol und Polyester gefertigt sein. Geeignete Reyonfasern mit einer Größe von 1,5 dpf (denier per filament) sind im Handel u. a. von der Fa. Minifiber, Inc., Johnson City, Tennessee, USA, erhältlich. Geeignete Polyvinylalkoholfasern sind von der Kuraray Company, Ltd., unter dem Handelsnamen KuralonTM erhältlich, z. B. VPB 105 - 2 · 3 mm. Die Stapelfasern sind, falls sie eingesetzt werden, in einem Bereich zwischen 1 und 5% und vorzugsweise zwischen etwa 1,5 und etwa 2,5% für Matten verwendbar.
Außerdem kommen fibrillierte Fasern in Betracht, wie sie z. B. in einer oder mehreren der US- Patentschriften 4,565,727, 4,495,030, 4,904,343, 4,866,107 und 4,929,502 beschrieben werden. Bevorzugt ist ein Pulp aus stark fibrillierten Acrylfasern, der im Handel von Cytek Industries, Inc., West Paterson, New Jersey, USA, unter dem Handelsnamen CFFTM erhältlich ist. Die fibrillierten Acrylfasern haben eine baumartige Struktur mit einem Stamm im Bereich von etwa 10 Mikrometer und Fibrillen mit Größen von einer Makrofibrille bis zu Fibrillen von wenigen Mikrometern. Die Faserlänge sollte so kurz sein, daß der Mischprozeß und der Formgebungsprozeß nicht beeinträchtigt werden. Geeignete Fasern weisen eine Länge von weniger als etwa 8 mm auf und haben in der Regel eine Länge im Bereich von etwa 6,5 mm. Die Fasern sind vorzugsweise in wäßrigen Systemen leicht dispergierbar. Die baumartige Morphologie der fibrillierten Fasern sorgt für ein mechanisches Ineinandergreifen der Fasern sowie für eine sehr große Oberfläche. Diese beiden Eigenschaften können effektiv dazu genutzt werden, wie ein Bindemittel die teilchenförmigen Materialien der Mattenzusammensetzung einzufangen und festzuhalten und die Entwässerungsgeschwindigkeiten beim Naßablegeverfahren zur Herstellung der Matten zu verbessern. Die fibrillierten Fasern werden, falls sie eingesetzt werden, in Mengen von weniger als etwa 5 Gew.-%, bevorzugt weniger als etwa 3 Gew.-% und besonders bevorzugt weniger als etwa 2 Gew.-% eingearbeitet. Die bevorzugten Mengen an fibrillierten Fasern liefern Zusammensetzungen, die sich gut mischen und entwässern lassen. Die erhaltenen Montagematerialien zeichnen sich ferner durch gute Zugfestigkeit und Elastizität zur Handhabung vor dem Canning aus, wobei die Menge an organischem Material in der Zusammensetzung, das im katalytischen Konverter abbrennen würde, auf ein Minimum reduziert wird.
Die Mattenzusammensetzungen sind Aufschlämmungen, die große Wassermengen, in der Regel über 95%, enthalten und nach altbekannten nichtgewebten Naßablege-Papierherstellungsverfahren zu Flächengebilden bildet werden können. Kurzgefaßt enthält dieses Verfahren das Mischen der Komponenten und das Gießen der Aufschlämmung auf ein Drahtnetz oder -sieb, um den großten Teil des Wassers zu entfernen. Das gebildete Flächengebilde wird dann abgetupft und getrocknet, um eine elastische Matte zu bilden.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung stellt die Erfindung einen katalytischen Konverter oder Diesel- Partikelfilter unter Verwendung des erfindungsgemäßen Montagematerials bereit. Ein katalystischer Konverter oder Diesel-Partikelfilter besteht im allgemeinen aus einem Gehäuse, einer monolithischen Struktur oder einem oder mehreren monolithischen Elementen und einem zwischen der Struktur und dem Gehäuse angeordneten Montagematerial, um die Struktur in Position zu halten.
Das Gehäuse, das auch als Büchse oder Kasten bezeichnet wird, kann aus geeigneten, in dem Stand der Technik für eine derartige Verwendung bekannten Materialien gefertigt sein und besteht in der Regel aus Metall, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl.
Geeignete Elemente für katalytische Konverter, die auch als Monolithe bezeichnet werden, sind in dem Stand der Technik bekannt. Hierzu gehören u. a. Monolithe aus Metall oder Keramik. Die Monolithe oder Elemente dienen dem Unterstützen der Katalysatormaterialien für den Konverter. Ein verwendbares Element für katalytische Konverter ist beispielsweise in der US-PS RE 27,747 (Johnson) beschrieben.
Ferner sind Keramikelemente für katalytische Konverter im Handel erhältlich, beispielsweise von der Fa. Corning Inc., Corning, New York, und der Fa. NGK Insulator Ltd., Nagoya, Japan. Beispielsweise wird ein keramischer Wabenkatalysatorträger von Corning Inc. unter der Handelsbezeichnung "CELCOR" und von NGK Insulator Ltd. unter der Handelsbezeichnung "HONEYCERAM" vertrieben. Metallelemente für katalytische Konverter sind im Handel von der Fa. Behr GmbH und Co., Deutschland, erhältlich.
Für weitere Ausführungen zu katalytischen Monolithen siehe beispielsweise "Systems Approach to Packaging Design for Automotive Catalytic Converters", Stroom et al., Paper Nr. 900500, SAE Technical Paper Series, 1990; "Thin Wall Ceramics as Monolithic Catalyst Supports", Howitt, Paper Nr. 800082, SAE Technical Paper Series, 1980; und "Flow Effects in Monolithic Honeycomb Automotive Catalytic Converters", Howitt et al., Paper Nr. 740244, SAE Technical Paper Series, 1974.
Die auf die Elemente für katalytische Konverter aufgebrachten Katalysatormaterialien enthalten jene in dem Stand der Technik bekannten Materialien (z. B. Metalle wie Ruthenium, Osmium, Rhodium, Iridium, Nickel, Palladium und Platin sowie Metalloxide wie Vanadiumpentoxid und Titandioxid). Weitere Ausführungen zu katalytischen Beschichtungen sind beispielsweise der US-PS 3,441,381 (Keith et al.) zu entnehmen.
Die konventionellen Diesel-Partikelfilterelementen vom Monolith-Typ sind in der Regel Wandstromfilter aus wabenartig aufgebautem, porösem, kristallinem Keramikmaterial (z. B. Cordierit). Jede zweite Zelle der Wabenstruktur ist in der Regel derart blockiert, daß Abgas in eine Zelle eintritt, durch die poröse Wand einer Zelle hindurchgezwungen wird und aus der Struktur durch eine andere Zelle austritt. Die Größe des Diesel-Partikelfilterelements hängt von den Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab. Brauchbare Diesel-Partikelfilterelemente sind im Handel erhältlich, beispielsweise von der Fa. Corning Inc., New York, und der Fa. NGK Insulator Ltd., Nagoya, Japan. Außerdem werden brauchbare Diesel- Partikelfilterelemente in "Cellular Ceramic Diesel Particulate Filter", Howitt et al., Paper Nr. 810114, SAE Technical Paper Series, 1981, diskutiert.
Im Gebrauch werden die erfindungsgemäßen Montagematerialien zwischen dem Monolith und dem Gehäuse entweder bei einem katalytischen Konverter oder bei einem Diesel-Partikelfilter in ähnlicher Art und Weise angeordnet. Dazu kann man den Monolith mit einem Flächengebilde aus dem Montagematerial umwickeln und den umwickelten Monolith in das Gehäuse einsetzen, das Montagematerial in ein den Monolith enthaltendes Gehäuse pumpen, das Montagematerial auf den Monolithen aufbringen oder das Montagematerial um den Monolithen herum formen und den Verbund in das Gehäuse einsetzen.
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der folgenden Beispiele näher erläutert, wobei jedoch die darin aufgeführten speziel len Materialien und deren Mengen sowie andere Bedingungen und Einzelheiten die vorliegende Erfindung nicht unangemessen einschränken sollen. Alle Angaben für Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht, soweit nicht anders vermerkt.

PRÜFMETHODEN

Kaltabtragungsprüfung

Bei dieser Prüfung handelt es sich um eine beschleunigte Prüfung, die unter Bedingungen durchgeführt wird, die strenger als die in einem katalytischen Konverter tatsächlich herrschenden Bedingungen sind, und Vergleichsdaten bezüglich der Abtragungsresistenz eines mattenförmigen Montagematerials liefert.
Ein Probestück wird zu einem Quadrat mit den Abmessungen 2,54 cm mal 2,54 cm zugeschnitten, gewogen und zwischen zwei hochtemperaturbeständigen Stahlplatten aus Inconel 601 mit Abstandshaltern so befestigt, daß sich eine Montagedichte von 0,700 +/- 0,005 g/cm³ ergibt. Die Prüfanordnung wird dann zwei Stunden auf 800ºC erhitzt und auf Raumtemperatur abgekühlt. Dann wird die abgekühlte Prüfanordnung in einem Abstand von 3,8 mm vor einem Luftstrahl angebracht, der sich mit 20 Zyklen pro Minute über den Rand der Matte vor- und zurückbewegt. Die Prüfung wird entweder nach Verlust von 0,2 Gramm Material oder nach einer Laufzeit von 24 Stunden beendet, abhängig davon, welches zuerst auftritt. Der Luftstrahl trifft mit einer Geschwindigkeit von 305 Meter pro Sekunde auf die Matte auf. Die Abtragungsrate wird durch Dividieren des Gewichtsverlusts durch die Prüfdauer bestimmt und in Gramm/Stunde (g/h) angegeben.

Einspannprüfung unter Realbedingungen (EPUR)

Die EPUR wird eingesetzt, um den von dem Montagematerial unter den in einem katalytischen Konverter bei Normalbetrieb anzutreffenden tatsächlichen Bedingungen ausgeübten Druck zu messen. Zwei unabhängig voneinander gesteuerte, 50,8 mm mal 50,8 mm große Heizplatten werden zur Simulation der jeweiligen Temperaturen von Metallgehäuse bzw. Monolith auf verschiedene Temperaturen erhitzt. Gleichzeitig wird der Raum bzw. Spalt zwischen den Platten um einen aus der Temperatur und den thermischen Ausdehnungskoeffizienten eines typischen katalytischen Konverters berechneten Wert vergrößert. Die Temperatur der Platten und die Spaltänderung sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt. Der durch das Montagematerial ausgeübte Druck wird mit einem mit einem Computer von Sintech ID gesteuerten Lastrahmen mit Extensometer (MTS Systems Corp., Research Triangle Park, North Carolina) bestimmt. Tabelle 1

Heißschüttelprüfung

Die Heißschüttelprüfung dient zur Beurteilung eines Montagematerials für einen katalytischen Konverter, wobei einer katalytische Konverter mit dessen Montage Vorrichtung Schwingungen und dem heißem Abgas eines Benzinmotors ausgesetzt wird.
Ein katalytischer Konverter mit einem darin sicherbefestigten Keramikmonolith wird in eine massive Klemme auf einem Schütteltisch (Electrodynamic Shaker Table, Modell TC 208, von Unholtz-Dickie Corp., Wallingford, Connecticut) eingespannt. Dann wird der Konverter über eine bewegliche Kupplung an das Abgassystem eines V8-Benzinverbrennungsmotors mit 7,5 Liter Hubraum von der Fa. Ford Motor Co. angeschlossen. Die Prüfung des Konverters erfolgt bei einer Eingangsabgastemperatur von 900ºC bei einer Motordrehzahl von 2200 UpM mit einer Last von 30,4 kg- Meter unter Verwendung eines Wirbelstromdynamometers des Typs Eaton 8121 unter Schütteln des Konverters mit 100 Hz und 30 g Schütteltischbeschleunigung. Der Konverter wird 100 Stunden lang geschüttelt und dann zerlegt und visuell untersucht.

Flexibilitätsprüfung

Bei dieser Prüfung wird die Flexibilität und Elastizität eines Montagematerials gemessen, woraus ersichtlich ist, ob sich das Material zur Verwendung als Flächengebilde oder Matte eignet oder nicht.
Die Prüfung erfolgt an einem 2,54 cm breiten Streifen des getrockneten flächigen oder mattenförmigen Materials, der um verschiedene Durchmesser von 9,5 mm bis 203 mm über einen Winkel von 180º herumgelegt wird. Es wurde der kleinste Durchmesser notiert, bei dem Rißbildung auftrat (Beginn der Bildung von 1 bis 2 mm großen Lücken im Mattenmaterial) und bei dem Bruch auftrat (Bildung von mehr als 10 mm großen Lücken oder vollständige Ablösung der Matte).

BEISPIELE

Beispiel 1

Durch Mischen von 500 Gramm expandiertem Vermiculit (Zonolit Nr. 5 von W. R. Grace & Co.) und etwa 1400 Milliliter Wasser in einem Sigma-Blade- Mischer (Modell 4 ANZ von Baker Perkins, jetzt APV Chemical Machinery, Inc., Saginaw, Michigan) mit einem Fassungsvermögen von einer Gallone (3,8 Liter) über einen Zeitraum von 30 Minuten wurde eine delaminierten Vermiculit enthaltende Zusammensetzung hergestellt. Beim Mischen wurden die Teilchen aus expandiertem Vermiculit delaminiert und wiesen einen Teilchengrößengradienten von sehr kleinen staubartigen Teilchen bis zu groben Plättchen auf. Das erhaltene Material, das einen Feststoffgehalt von 26,7% aufweist, wird im folgenden als gemahlener expandierter Vermiculit (GEV) bezeichnet.
Durch Hinzufügen von 2500 ml Wasser, 1,4 Gramm Bindemittelfasern aus Polyvinylalkohol (PVA) (KuralonTMVPB 105, 2 · 3 mm, von Kuraray Co., Ltd.) und 78,8 Gramm GEV (Feststoffgehalt 26,7%) in einen 3,8-Liter- Waring-Mischer und 10 Sekunden Mischen bei der niedrigen Geschwindigkeitseinstellung wurde eine anschwellende Mattenzusammensetzung hergestellt. Nach dem Mischen wurden 0,36 Gramm Glasmikrofasern mit einem Durchmesser von 0,65 Mikrometer (Micro-StrandTMMicro- FiberTM 106/465 von der Fa. Schuller) zugefügt, und für eine weitere 10 Sekunden gemischt. Dann wurden 2,8 Gramm 6-mm-Reyonfasern (1,5 dpf, von der Fa. Minifiber, Inc.) hinzugefügt und 15 Sekunden lang gemischt, und 1,4 Gramm Keramikfasern mit einer Länge von 3 mm und einem Durchmesser von 11 Mikrometer (NEXTELTM-312-Fasern von der Fa. Minnesota Mining & Manufacturing Co.) wurden hinzugefügt und 20 Sekunden lang gemischt. Die erhaltene Aufschlämmung wurde anschließend in ein 4- Liter-Becherglas mittels 500 ml Spulwasser überführt, und mit einem Luftmischer mit Propellerschaufel gemischt. Während des Mischens wurden 43,2 Gramm Vermiculiterz (-18 Mesh, kleiner als 1 mm, von der Fa. Cometals, Inc., New York, New York), 7 Gramm Alkalisilicatgranulat (ExpantrolTM-Granulat von der Fa. Minnesota Mining & Manufacturing Co.) und 3 Gramm einer Polyacrylamid-Flockungsmittel-Lösung mit einem Feststoffgehalt von 1% (NalcoTM7530 von der Fa. Nalco Chemical Company, Chicago, Illinois, USA) zugesetzt. Die Mischung wurde kräftig gerührt und dann schnell auf eine 20 cm mal 20 cm große Siebflachform (80 Mesh, Williams Apparatus Co., Watertown, New York) gegossen. Das Ventil an der Form wurde sofort geöffnet, um das Absetzen von Teilchen auf ein Minimum zu reduzieren, und die Aufschlämmung wurde entwässert. Dann wurde die Oberfläche des Flächengebildes mit Papier abgetupft und aus der Form genommen. Dann wurde das Flächengebilde zwischen zusätzlichen Fließpapieren gefügt, bei 6 Kilopascal 5 Minuten lang gepreßt und auf einem Flächengebildetrockner (Williams Apparatus Co.) 45 Minuten lang bei 110ºC getrocknet. Das erhaltene Flächengebilde hatte eine Dicke von 2,5 mm. Das getrocknete Flächengebilde wurde gemäß der oben beschriebenen Prüfmethode auf Kaltabtragung geprüft. Die Ergebnisse der Kaltabtragungsprüfung sowie die Zusammensetzung in Trockengewichtsprozent (Gew.-%) sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Beispiel 2

Beispiel 2 wurde wie in Beispiel 1 vorbereitet und geprüft, jedoch mit der Abwandlung, daß 0,18 Gramm Glasmikrofasern hinzugefügt und 65,5 Gramm GEV (Feststoffgehalt 26,7%) verwendet wurden. Die Prüfdaten sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Beispiele 3-6

Beispiele 3-6 wurden wie in Beispiel 1 vorbereitet und geprüft, jedoch mit der Abwandlung, daß keine Glasmikrofasern zugefügt wurden. Die jeweiligen Zusammensetzungen und Prüfergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt, wobei unterschiedliche Mengen an GEV und Alkalisilicatgranulat verwendet wurden.

Vergleichsbeispiel C1

Bei diesem Material handelte es sich um ein bewährtes Handelsprodukt (Auto-Montagematte Marke InteramTM Typ 100 von der Fa. Minnesota Mining & Manufacturing Co., St. Paul, Minnesota). Tabelle 2
Wie aus den in Tabelle 2 aufgeführten Daten ersichtlich ist, kann man über die Einstellung der Mengen an GEV, ExpantrolTM-Granulat und Glasmikrofasern eine Verbesserung der Abtragungsbeständigkeit erzielen. Die bevorzugten erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zeichnen sich durch eine erhöhte Resistenz gegen beschleunigte Abtragung im Vergleich mit einem handelsüblichen Produkt aus.

Beispiele 7-11

Matten für die Beispiele 7-11 wurden wie in Beispiel 1 unter Verwendung der in Tabelle 3 in Trockengewichtsprozent aufgeführten Materialien vorbereitet. Dem Beispiel 7 wurden fibrillierte Acrylfasern (CCFTM 114-3 von Cytec Industries Inc.) hinzugefügt, den Beispielen 8-10 wurden fibrillierte Fasern und Glasfasern (S-2 GlassTMHT von der Owens- Corning Fiberglass Corp.) hinzugefügt, und bei Beispiel 11 wurden fibrillierte Fasern hinzugefügt, und anstelle von GEV wurden zwei verschiedene Typen von delaminiertem Vermiculit (Vermiculitpulver VFPSTM und Vermiculitdispersion MicroliteTM 903, jeweils von der Fa. W. R. Grace & Co.) verwendet. Tabelle 3
Die in Tabelle 3 aufgeführten Daten demonstrieren die überlegene Abtragungsresistenz von bevorzugten erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.

Beispiele 12-16

Matten wurden unter Verwendung der in Tabelle 4 aufgeführten Materialien wie in Beispiel 1 vorbereitet. Alle Mattenzusammensetzungen enthielten ein organisches Bindemittel (wäßrige Acrylatcopolymeremulsion mit einem Feststoffgehalt von 44,5% ("RHOPLEX HA-8")) mit dem in der Tabelle angegebenen Feststoffanteil gemäß dem Trockengewichtsprozent. Matten für die Beispiele 13 und 14 enthielten anstelle von Vermiculiterz einen teilentwässerten Vermiculit (TEV), der gemäß Beispiel 11 der US-PS 5,254,410 (Langer et al.) hergestellt wurde. Die Matten wurden sowohl auf ihre Abtragungsgeschwindigkeit als auch auf ihr Verhalten bei der Einspannprüfung unter Realbedingungen (EPUR) geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt. Tabelle 4
Wie aus den in Tabelle 4 aufgeführten Daten hervorgeht, zeigen die guten Abtragungsergebnisse und die Ergebnisse der EPUR-Prüfung, daß die Montagematerialien eine ausreichende Haltekraft behalten.

Beispiel 17

Unter Verwendung der Zusammensetzung gemäß Beispiel 9 wurde auf einer Fourdrinier-Papiermaschine ein mattenförmiges Montagematerial hergestellt. Die Matte war etwa 1,6 mm dick und besaß ein Flächengewicht von 950 Gramm pro Quadratmeter. Aus dem mattenförmigen Montagematerial wurden zwei rechteckige Matten ausgeschnitten, mit denen die Seitenflächen von zwei ovalen Keramikmonolithen mit den Abmessungen 146 mm mal 89 mm mal 89 mm lang(von der Maremont Corp., Louden, Tennessee) vollständig umwickelt wurden. Die beiden umwickelten Monolithe wurden in einen katalytischen Konverter mit zwei Kammern (ebenfalls von der Maremont Corp.) eingebracht. Die Montagedichte betrug 1, 1 Gramm pro Quadratzentimeter. Der Konverter wurde dann der Heißschüttelprüfung unterzogen. Nach 100 Stunden wurde die Konverterhalterung ausgebaut. Dabei wurde festgestellt, daß das Montagematerial gut erhalten geblieben war, wie sich anhand des Fehlens von Rissen im Monolith und von Abtragung der Matte beweisen ließ. Außerdem zeigte der Monolith keinerlei Relativbewegung in der Büchse, woraus sich schließen läßt, daß der Monolith durch das Montagematerial unter den strengen Prüfbedingungen sicher in Position gehalten wird.

Beispiele 18-23

Unter Verwendung der in Tabelle 5 aufgeführten Zusammensetzungen und mit verschiedenen Mischern zum Mischen der Materialien wurden Matten hergestellt. Die Beispiele 18-20 wurden wie in Beispiel 1 beschrieben gemischt. Der GEV in den Beispielen 21-23 wurde auf einem Ross-Mischer mit Planetenschaufel und Hochscherungsdispergierschaufel (Mischer Modell PD 4 von Charles Ross & Son Co., Hauppauge, New York) gemischt. Die Flächengebilde wurden auf Entwässerungszeit, Zugfestigkeit und Dehnung geprüft. Die Entwässerungszeit wurde aus der Zeitspanne von dem Öffnen des Flächengebildeformwerkzeug-Ventils bis zu dem Zeitpunkt, bei dem auf der Oberfläche der gebildeten Matte kein Wasser mehr zu sehen war, bestimmt. Die Zugfestigkeit und die Dehnung wurden auf einer Zugprüfmaschine Thwing Albert mit einer Einspannlänge von 12,7 cm und einer Verformungsgeschwindigkeit von 2,54 cm/Min. bestimmt.

Vergleichsbeispiele C2 und C3

Unter Verwendung der in den Beispielen 1 und 3 der GB 1,522,646 (Wood) beschriebenen Zusammensetzungen wurden Matten hergestellt, jedoch mit der Abwandlung, daß die Zusammensetzungen auf einem Hand-Flächen gebildeformwerkzeug hergestellt und nicht mit einem Filterpapier entwässert wurden. Die Beispiele wurden wie in Beispielen 18-23 auf Entwässerung, Flexibilität, Zugfestigkeit und Dehnung geprüft. Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt. Tabelle 5
* VFPSTM-Vermiculitpulver wurde verwendet
** Acrylatemulsion (AirflexTM 600BP DEV) von Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, Pennsylvania, USA, bei der es sich um ein Acrylat- Vinylacetat-Ethylen-Terpolymer handelt wurde verwendet.
Wie aus den in der Tabelle 5 aufgeführten Daten hervorgeht, besitzen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen im Vergleich zu vorbekannten Pastenzusammensetzungen hervorragende Entwässerungseigenschaften bei verbesserter Zugfestigkeit und Dehnung sowie wesentlich besserer Flexibilität.
Es versteht sich, daß der Fachmann zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und erfindungsgemäßen Gegenstands durchführen kann, ohne daß er dabei den Grundgedanken oder den Schutzbereich der Erfindung verlassen müßte. Die vorliegende Erfindung soll somit Änderungen und/oder Ergänzungen abdecken, sofern diese in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.

Claims

1. Flexibles anschwellendes flächiges Material, enthaltend 20 bis 80 Trockengewichtsprozent mindestens eines nicht expandierten anschwellenden Materials, 10 bis 40 Trockengewichtsprozent mindestens eines verarbeiteten Vermiculits, der aus einem expandierten Vermiculit und einem delaminierten Vermiculit ausgewählt ist, mehr als 0 bis 5 Trockengewichtsprozent anorganischen Fasern mit Durchmessern über 5 Mikron und mehr als 0 bis 10 Trockengewichtsprozent organischen Fasern, wobei das flächige Material im wesentlichen keine Feuerfestkeramikfasern mit Durchmessern unter 5 um enthält.

2. Flexibles anschwellendes flächiges Material nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend Fasern aus amorphem anorganischem Oxid mit einem Durchmesser unter etwa 2 um.

3. Flexibles anschwellendes flächiges Material nach Anspruch 1 oder 2 mit mehr als 0 bis weniger als 1 Trockengewichtsprozent Fasern aus amorphem anorganischem Oxid mit einem Durchmesser von weniger als etwa 2 um.

4. Flexibles anschwellendes flächiges Material nach Anspruch 3, bei dem die Fasern aus amorphem anorganischem Oxid Glasfasern sind.

5. Flexibles anschwellendes flächiges Material nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Fasern aus amorphem anorganischem Oxid einen Durchmesser unter 1 um aufweisen.

6. Flexibles anschwellendes flächiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 5, enthaltend 0,1 bis 5 Trockengewichtsprozent anorganischen Fasern mit Durchmessern über 5 um.

7. Flexibles anschwellendes flächiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 6, enthaltend 0,1 bis 10 Trockengewichtsprozent organischen Fasern.

8. Flexibles anschwellendes flächiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin enthaltend 0 bis 5 Gewichtsprozent eines organischen Bindemittels.

9. Flexibles anschwellendes flächiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 8, enthaltend 2 bis 5 Prozent eines feinfazerigen Acrylfasers.

10. Flexibles anschwellendes flächiges Material nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die organischen Fasern Reyonfasern sind.

11. Schadstoffminderungsvorrichtung mit:

(a) einem Gehäuse;

(b) einem in dem Gehäuse angeordneten Schadstoffminderungselement und

(c) dem anschwellenden flächigen Material nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das zwischen dem Schadstoffminderungselement und dem Gehäuse angeordnet ist.