[发明专利]垫及带垫装置

说明书

背景技术

污染控制设备(例如用于汽油发动机的催化转化器)已有30多年的历史。在过去的几年中，由于柴油车辆的规定更加严格，已导致其他污染控制装置(包括柴油氧化催化剂(DOC)、柴油颗粒过滤器(DPF)和选择性催化剂还原装置(SCR))的应用快速增加。污染控制装置通常包括具有污染控制元件的金属外壳或壳体，该污染控制元件通过有回弹力的柔性安装垫牢固地安装在该壳体内。催化转化器(包括柴油氧化转化器)包含催化剂，该催化剂通常被涂布在单片结构上。该单片结构通常为陶瓷的，但金属单片也是已知的。汽油发动机中的催化剂氧化一氧化碳和碳氢化合物并还原氮的氧化物，以控制大气污染。柴油氧化催化剂氧化烟灰颗粒的可溶有机部分以及任何存在的一氧化碳。

柴油颗粒过滤器或捕集器通常为壁流式过滤器，其具有通常由多孔晶体陶瓷材料制成的蜂窝状单片结构。蜂窝结构的替换单元通常被塞紧，使得废气进入一个单元并被迫穿过多孔壁到达它可退出此结构的相邻的单元。这样，柴油废气中存在的小烟灰颗粒被收集。有时，将废气温度提高到高于烟灰颗粒的焚烧温度，以使得它们燃烧。该处理称为“再生”。

选择性催化还原器在结构上和功能上(即还原NOx)类似于催化转化器。在废气到达选择性催化还原器单片之前，将气体或液体还原剂(一般为氨或尿素)加入废气。混合气体导致NOx排放物与氨或尿素之间的反应。反应将NOx排放物转化为纯的氮和氧。

用于污染控制装置的单片，特别是陶瓷污染控制单片，易碎并易受振动或震动的损坏和破损的影响。它们具有一般比包含它们的金属外壳小约一个数量级的热膨胀系数。这意味着，当污染控制装置受热时，在外壳内周壁和单片外壁之间的间隙会增大。即使由于垫的绝热效果，金属外壳经受较小温度变化，但金属外壳的较高热膨胀系数还是会导致外壳比陶瓷单片更快膨胀到较大周边尺寸。此类热循环在污染控制装置的使用寿命期间进行上百次。

为避免陶瓷单片被路面震动和振动损坏，为补偿热膨胀差值，并且为防止废气从单片和金属外壳之间通过(从而绕过催化剂)，将安装垫设置在陶瓷单片和金属外壳之间。这些垫施加足够的压力，以在所需的温度范围内将单片保持在适当位置，但此压力不能大到会损坏陶瓷单片的程度。已知的污染控制安装垫包括膨胀型片状材料和非膨胀型片状材料，这些材料由无机(如陶瓷)纤维以及有机和/或无机粘结剂构成。

用于机动车辆(如具有内燃机的机动车辆)的排气系统中的一些排气系统部件使用绝缘材料，该绝缘材料位于排气系统部件的双壁的间隙中。

污染控制装置在其“点火”或开始氧化一氧化碳和碳氢化合物之前，通常必须达到某一温度(如250℃或以上)。因此，污染控制装置优选地位于发动机附近。另外，通常将绝缘材料设置在污染控制装置和转化器外壳之间，并且该绝缘材料一般也优选地绝缘发动机和污染控制装置之间的排气系统部件，以便使热损失最小化，并且因此减少“点火”的进行时间。当汽车首次启动时(尤其在寒冷的天气中)，这对满足日益严格的空气质量标准而言尤其重要。

因此，绝缘材料通常位于催化转化器的端锥区域中。端锥区域通常具有双壁构造，该构造包括外金属锥和内金属锥，其中在上述两个锥之间限定了间隙。绝缘材料可设置在内金属外壳和外金属外壳之间的间隙中。该绝缘材料可为垫的形式或以三维的形式。已公开了用于排气系统部件中的多种绝缘材料。

需要附加安装垫和绝缘材料，包括柔韧性增强、纤维脱落降低和/或有机物含量相对较低的那些。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了垫，垫包括非织造层和第一聚合物层，非织造层具有基本上彼此相对的第一主表面和第二主表面。非织造层包含无机纤维。将第一聚合物层附接以便接触无机纤维中的至少一些，从而形成第一主表面。第一聚合物层包括由此形成的至少一个真空形成的吸气孔，以及优选地多个真空形成的吸气孔。“吸气孔”是指当加热聚合物层至允许真空通过聚合物膜形成吸气孔的软化点或熔点时穿过聚合物层形成的孔。

在第一个示例性实施例中，本发明描述了制品，制品包括：

垫，垫包括：

非织造层，非织造层具有基本上相对的第一主表面和第二主表面，非织造层包含无机纤维；和

第一三维聚合物层，第一三维聚合物层附接到第一主表面；和

耐火布，耐火布围绕垫。