CN101098744A - 废气处理装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种处理废气的装置，包括外壳(12)、弹性地安装在外壳(12)内的脆性结构(18)与安置在外壳(12)和脆性结构(18)之间的间隙中的不膨胀的安装垫(20)。安装垫(20)包括多种无机纤维，后者经过表面处理，以提高安装垫(20)的保持压力的性能。也公开了制造用于废气处理装置的安装垫(20)和用于制造合并了安装垫(20)的废气处理装置的方法。

Description

废气处理装置及其制造方法
技术领域
提供一种用于处理废气的装置，例如有一个安装在外壳中的脆性结构的催化转换器或柴油机微粒捕集器，该脆性结构用一个安置在该外壳和脆性结构之间的安装垫而支承于外壳中。
背景技术
一种用于处理汽车或柴油发动机的废气的催化转换器包含一个脆性结构，如催化剂支承结构，用于保持用来实现一氧化碳和碳氢化合物的氧化与减少废气中存在的氮氧化物。该脆性的催化剂支承结构安装在一金属外壳中，并最好用一种脆性材料如由金属形成的单片结构或一种脆性的防火陶瓷材料如氧化铝、二氧化硅、氧化镁、二氧化锆、堇青石、碳化硅等制成。这些材料提供一种有许多细微流动通道的骨架形式的结构。但是，如上面所述，这些结构可能和常常非常脆弱。事实上，这些单片结构可能非常脆弱，以致于小的震动负荷或应力便常常足以使其破裂或破碎。
该脆性结构包含在金属外壳中，在脆性结构的外表面和外壳的内表面之间的空间或间隙中。为了保护该脆性结构不受热震与上述机械震动和其它应力，也为了提供绝热和气体密封与将该脆性的催化剂支承结构保持在外壳内的位置中，已知将至少一片或一层安装材料或支承材料安置在脆性结构和外壳之间的间隙中。
目前，用作催化转换器和其它废气处理装置的安装垫的材料可包括从相当廉价的材料如非晶态玻璃纤维如S-玻璃纤维到较昂贵的材料如高氧化铝含量的陶瓷氧化物纤维。安装垫中已经和继续使用膨胀材料和不膨胀材料，取决于安装垫的用途和使用条件。
在选择安装垫材料之前必须确定待使用的单片结构的类型与安装垫的用途和使用条件。例如，耐高温的安装垫材料适用于如催化转换器中通常见到的高温用途的广泛温度范围，而耐较低温度的弹性的可弯曲的材料只能或更适用于例如可在柴油机催化剂结构和柴油机微粒捕集器中见到的使用较重衬垫的高G负荷用途。
在任何情况下，所使用的安装垫材料应当能够满足由该脆性结构的制造商或催化转换器的制造商所提出的多个设计或物理要求。例如，当前技术状态的安装垫材料片应当最好能对该脆性结构施加一个有效的残余保持压力，即使当催化转换器已遇到广泛的温度波动时也如此，这种温度波动产生金属外壳相对于脆性结构也称为催化剂支承结构的显著的膨胀和收缩，后者转而产生一段时间内安装垫的显著的收缩和释放循环。已经发现，用于高温用途中的当前技术状态的最好的安装垫能在温度高达900℃以上并常遇到持续的到达室温的热循环的最严酷的用途中充分地保持该脆性结构。
其它安装垫虽然不需要用于高温环境，但必须能提供足够的弹性和弯曲度而以足够的力或强度来有效地保持该脆性结构，但不会在持续的热循环下使脆性结构碎裂。在用于催化转换器的正常操作条件下，需要对安装垫的至少5KPa的最小剪切强度来防止该脆性结构移位和损坏。该垫的剪切强度定义为垫的保持压力乘上垫/脆性结构介面的摩擦系数。催化转换器中的典型的垫产品的摩擦系数在使用状态下约为0.45。因此，一个用于高温用途(也即催化转换器中的温度可能提高到约900℃或更高的那些用途)的安装垫应当在约900℃的热表面温度下在1000个循环的测试后具有有效的残余最小保持压力。
对于其它废气处理装置如柴油机微粒捕集器或柴油机催化剂结构，可以理解，虽然这些装置并不达到高温催化转换器中形成的温度，但该脆性结构的重量和所用的加载技术要求使用的安装垫具有与上述不同的有效残余最小保持压力。在这些用途中，最好能达到至少约25KPa的安装垫的较高的最小剪切强度，以防止脆性结构移位和损坏。这些垫产品在此种高G-负载用途中与重衬垫的摩擦系数在使用条件下仍然为约0.45。因此，此类用途的安装垫在约300℃的温度下在1000个循环的测试后应当具有至少约50KPa的有效的残余最小保持压力。
之前的许多安装垫已经试图利用高氧化铝或高铝红柱石陶瓷纤维来克服与高温用途有关的热循环问题。在一个已知的实施例中，一种常称为“有机溶胶”或“溶胶凝胶”的水溶液或胶体分散剂被用来产生该陶瓷纤维。虽然由溶胶凝胶工艺形成的陶瓷纤维可以提供用于安装单片结构所需的高度弹性，但这些纤维的高成本已迫使制造商寻找其它不太昂贵的解决办法。此外，这些陶瓷纤维通常具有小于5(在某些情况下小于3.5)微米的平均纤维直径。因此，这些纤维是可以呼吸的，也即能被吸入肺中。
在其它情况下，一种纤维安装材料可以用于与其它材料如膨胀材料和背衬层相组合，以便提供可搬运性、弹性需要的足够强度或获得足够的保持压力。
作为使用溶胶-凝胶衍生的陶瓷纤维的另一替代方案，已经试验利用熔体处理技术来形成难熔的陶瓷纤维。仅仅在最近十年左右，难熔陶瓷纤维即含约45～60％氧化铝和约40～55％二氧化硅的纤维通过提供有足够弹性值的安装垫来满足制造商的要求而使高温催化转换器的制造商满意。包含此种难熔的陶瓷纤维的安装垫不仅贵，而且难以制造，特别有关其必须进行的处理工艺，必须保证它们基本上无固体杂质。
在低温催化转换器的用途如涡轮增压直接喷射(TDI)的柴油机动力车辆中，排气温度通常约150℃和永远不超过300℃。对于这些和其它稍许较高温度的用途，可以使用各种类型的安装垫。对于许多催化转换器的用途，已经采用膨胀垫也即用膨胀材料如石墨或蛭石。最近已观察到，对于这些低温用途，用膨胀材料制成的安装垫可能失效。
这种失效的一个可能的原因是，排气温度可能太低而不能充分地膨胀该膨胀材料(通常为蛭石)的微粒。因此，这些垫不能提供足够的对着脆性结构的压力而往往失效。这种失效的第二个原因是，该膨胀垫产品中使用的有机粘合剂系统变坏而造成保持压力的损失。
因此，已经研制不膨胀的安装垫系统，该系统现在在该工业中已很普遍。这些材料适合于用在比先有技术的膨胀垫更广泛得多的温度范围内。
不膨胀垫的系统基本上包括不膨胀的材料如石墨或蛭石，因此它们基本上不膨胀。“基本上不膨胀”指垫在外加热时不容易像膨胀垫那样膨胀。当然，由于其热膨胀系数，垫会发生一些膨胀，但膨胀量不显著，与使用有用量的膨胀材料的垫的膨胀相比是极小的。这些不膨胀垫此前已包括耐高温的无机纤维，并任选地包含一种粘合剂。“耐高温”指这些纤维具有高达约900℃或更高的使用温度。取决于用途、使用该垫的温度状况和所用单片的类型，此前已知不膨胀垫通常包含选自氧化铝/二氧化硅纤维(可从美国纽约州尼加拉瓜瀑布市的Unifrax公司以商品名称FIBERFRAX买到)和可从Saffil公司买到的氧化铝纤维垫。
目前，用于较高温度用途的代表该技术状态的不膨胀的安装垫中使用的纤维通常其氧化铝含量高。例如，难熔的陶瓷纤维基本上包含氧化铝和二氧化硅并通常包含约45～约60％(重量)的氧化铝和约40-约55％(重量)的二氧化硅，而其它氧化铝/二氧化硅陶瓷纤维如用溶胶凝胶工艺制成的氧化铝或高铝红柱石陶瓷纤维通常包含高于50％的氧化铝。S2-玻璃纤维通常包含约64～约66％的二氧化硅、约24～约25％的氧化铝和约9-约10％的氧化镁。通常，人们认为，纤维中所用的氧化铝含量越高，使用这些纤维的温度也越高。因此，为此目的，已提出了使用基本上由氧化铝组成的纤维。
其它不膨胀的安装垫一般非常厚，并缺乏废气处理装置用途所需的结构一体性，且可能需要装在袋中搬运以防安装垫破裂。这些安装垫也难于切割成安装所需尺寸，还必须明显地压紧，以便装入足够的支承安装在催化剂支承结构和外壳之间的间隙中所需要的材料。
已经试验在高温用途的催化转换器和其它废气处理装置的不膨胀安装垫的生产中使用更多的其它种类的材料，如用含约60-约85％(重量)的氧化铝和含约40～约15％(重量)的二氧化硅的氧化铝-硅酸盐纤维组成的无固体杂质的陶瓷纤维；晶体石英纤维；或两者制成的可弯曲的非编织的安装垫。这些氧化铝-硅酸盐纤维具有比难熔的陶瓷纤维更高的氧化铝含量，但它们是用上述溶胶凝胶技术生产的。
另一方面，晶体石英纤维用基本上纯的二氧化硅(也即99.9％的二氧化硅)制成。这些纤维用熔体拉制工艺利用从晶体石英衍生的原料制成，并不以任何方式浸滤。这些纤维可从美国纽约州Slater市的J.P.Stevens公司以商品名称ASTROQUARTZ买到，或从美国肯塔基州Louisville市的Saint Gobain公司以商品名称QUARTZEL买到。但是，这些石英纤维价格昂贵，使其在商业上不能用于安装垫。
同样，美国专利No.5,290,522公开了一种用于催化转换器的非编织安装垫，该垫可以包含氧化镁/氧化铝/硅酸盐纤维，如该技术中已知和可从美国俄亥俄州Toledo市的Owens Corning公司以商品名称S2-玻璃买到，或者是上面引证的专利中讨论的ASTROQUARTZ石英纤维。在该专利中在比较例子I中特别提到包括含二氧化硅的商用浸滤后玻璃纤维的安装垫没有通过专利权人进行的确定作为较高温度的催化转换器用的安装垫的适用性的热震试验。
包含与膨胀材料组合的二氧化硅纤维的安装垫已被试验用于催化转换器用途，例如在德国专利出版物No.19858025中。
美国专利No.2,624,658中包含一种用于制造二氧化硅含量高的浸滤后玻璃纤维的工艺和详细描述，其全部公开内容参考合并于此。欧洲专利申请书出版物No.0973697中公开了另一种制造二氧化硅含量高的浸滤后玻璃纤维的工艺。虽然美国专利和欧洲专利两者均公开了以从合成的纤维制成的耐高温产品的形式生产浸滤后二氧化硅的纤维，但它们并未提到这些纤维适用于或甚至能够用作废气处理装置如催化转换器的安装垫。
发明概要
简单说来，已进行表面处理的连续的无机纤维用于形成一个催化转换器和其它废气处理装置用的基本上不膨胀的安装垫。在某些实施例中，已进行表面处理的熔体形成的二氧化硅含量高的浸滤后玻璃纤维被用来形成用于催化转换器和其它废气处理装置的不膨胀的安装垫。“基本上不膨胀”指该安装垫不会由于外加热量而像对包含足够量的膨胀材料的安装垫那样容易膨胀。应当注意，随着外加热量，安装垫确实会产生热膨胀系数引起的某些膨胀，但与利用足够量的膨胀材料的安装垫的膨胀相比较，这种膨胀量不太显著。
在另一些实施例中，这些含二氧化硅的浸滤后经表面处理的玻璃纤维或包含这些玻璃纤维的安装垫在安置于催化转化器中之前可以进行热处理，以进一步提高安装垫的保持压力的性能。
本发明提供一种用于处理废气的装置，包括：一个外壳；一个弹性地安装在所述外壳中的脆性结构；以及一个安置在所述外壳和所述脆性结构之间的间隙中的基本上不膨胀的安装垫；其中所述安装垫包括其中进行了提高保持压力的性能的表面处理的无机纤维。
按照某些实施例，用于处理废气的装置包括一个外壳、一个弹性地安装在所述外壳中的脆性结构与一个安置在所述外壳和所述脆性结构之间的间隙中的基本上不膨胀的安装垫，其中所述安装垫包括由熔体形成的含至少67％(重量)的二氧化硅的浸滤后的玻璃纤维，而且其中，所述浸滤后的玻璃纤维的外表面的至少一部分进行了提高保持压力的性能的表面处理。
还提供了一种制造处理废气的装置的方法，该方法包括：提供一个由其上进行了提高保持压力的性能的表面处理的无机纤维组成的安装垫，将该安装垫卷绕在一个适合于处理废气的脆性结构的至少一部分的上面，并将该脆性结构和安装垫安置在一外壳内，由此该安装垫将该脆性结构弹性地保持在该外壳中。
按照该制造处理废气的装置的方法的其它实施例，该方法包括：提供一个由熔体形成的含二氧化硅的玻璃纤维组成的安装垫，其中，该熔体形成的玻璃纤维是通过处理该熔体形成的玻璃纤维而使其具有比处理前的玻璃纤维的二氧化硅含量大的二氧化硅含量而形成的，由此该经处理的玻璃纤维含至少67％(重量)的二氧化硅，处理所述经处理的玻璃纤维的至少一部分的外表面，将该安装垫卷绕在一个适合于处理废气的脆性结构的至少一部分的周围，并将该脆性结构和安装垫安置在一个外壳中，由此该安装垫将该脆性结构弹性地保持在该外壳中。
还提供一种用于制造一个将一脆性结构保持在一废气处理装置的外壳中的安装垫结构的方法，该方法包括：提供无机纤维，在无机纤维的至少一部分外表面上进行一种提高保持压力的表面处理，以及将经表面处理的无机纤维合并到一个垫结构中。该包含经表面处理的无机纤维的安装垫与包含未经提高保持压力的性能的表面处理的同一无机纤维相比，具有更大的将一脆性结构保持在该废气的处理装置的外壳内的保持压力的性能。
按照该用于制造一种含无机纤维的垫结构的方法的其它实施例，该方法包括：在包含至少67％(重量)二氧化硅的浸滤后的玻璃纤维的外表面上进行一种提高保持压力的表面处理，并将该经表面处理的浸滤后的玻璃纤维合并到一个垫结构中。
附图简述
图1表示一种包含一个按照本发明的安装垫的催化转换器的局部透视图。
图2A-2D为表示进行了施加在这些纤维的外表面上的表面处理的无机纤维的显微照片。
优选实施例详细描述
提供一种用于处理废气的装置，该装置有一个安装在一外壳中的脆性结构，该结构用一安置在该外壳和该脆性结构之间的安装垫来将其支承于外壳中。可以理解，该安装垫并不预期仅限于使用在图1中所示的催化转换器中，因此所示的形状仅作为例示的实施例。事实上，该安装垫可以用于安装或支承任何适用于处理废气的脆性结构，如柴油机催化剂结构、柴油机微粒捕集器等。催化剂结构通常包括一个或多个用耐热材料安装在一外壳内的多孔管状或蜂窝状结构。每种结构可包括在无论哪里的每平方英寸上约200～约900或更多的通道或网眼，取决于排气处理装置的类型。一种柴油机微粒捕集器不同于一催化剂结构之处在于该微粒捕集器内的每个通道或网眼在一端或另一端是闭合的。微粒被从废气中收集在该多孔结构内，直到用高温烧完工艺再生。该安装垫的非汽车用途可以包括用于化学工业排放(排气)叠层的催化转换器。术语“脆性结构”预期指和包括诸如金属或陶瓷单片等，它们的本性是脆性的或易碎的，并将得益于例如在此处描述的安装垫。
一种处理废气的装置的代表形式如图1中的催化转换器10。转换器10可以包括一个用法兰16保持在一起的用两个金属件如耐热钢件形成的大体上管状的外壳12。或者是，该外壳可以包括一个预成型的筒，其中插入一个用安装垫包裹的催化剂支承结构。外壳12包括一个在其一端的入口14和在其另一端的出口(未示出)。入口14和出口适当地形成于其外端处，由此它们可以固定在内燃机的排放系统中的导管上。装置10包括一个脆性的催化剂支承结构如易碎的陶瓷单片18，单片18用安装垫20支承和限制在外壳12中，下面进一步描述。单片18包括多个透气通道，它们从外壳一端处的其入口端部表面沿轴向延伸到外壳另一端处的其出口端部表面。单片18可以以任何已知的方式和构形用任何适用的难熔金属或陶瓷材料构成。单片的截面构形通常为椭圆形或圆形，但其它形状也可以。
该单片与其外壳隔开一个距离或一个间隙，它将按照所用装置的类型和设计(如催化剂转换器、柴油机催化结构或柴油机微粒捕集器)而变化。该间隙填充一个安装垫20，以便对陶瓷单片18提供弹性的支承。弹性的安装垫20对外部环境提供绝热而对催化剂支承结构提供机械支承，保护该脆性结构不受机械撞击，能跨越范围广泛的废气处理装置的操作温度。
通常，该安装垫包括已进行表面处理的连续的无机纤维，这种处理提高安装垫20的保持压力的能力，以便将脆性结构18保持在废气处理装置10的外壳12中。没有限制地，在该无机纤维的外表面的至少一部分上可以施加一种保持压力性能的增强剂，以提高该安装垫的保持压力性能。在该安装垫中可以使用单晶体或多晶体无机纤维，使得该纤维可以经受表面处理工艺，可以经受该废气处理装置的高操作温度，并提供在催化剂转换器外壳内保持脆性单片的最小保持压力的性能。没有限制地，可以用于制备废气处理装置的安装垫的合适的无机纤维包括氧化铝纤维、氧化铝-硅酸盐纤维、氧化铝/氧化镁/二氧化硅纤维、氧化钙/氧化镁/二氧化硅纤维、氧化镁/二氧化硅纤维、S-玻璃纤维、E-玻璃纤维、石英纤维和二氧化硅纤维。
在某些实施例中，安装垫20由一个或多个由熔体形成的非晶态的耐高温的有高含量二氧化硅的浸滤后玻璃纤维的不膨胀片组成，它们经过表面处理，以提高安装垫的保持压力的性能。安装垫20任选地包括一种粘合剂或适用于起粘合剂作用的其它纤维。术语“高含量二氧化硅”指纤维包含的二氧化硅量高于纤维中任何其它成分的量。事实上，如下面讨论的，可以理解，除了由晶体石英得到的纤维或纯二氧化硅纤维外，在浸滤后这些纤维的二氧化硅含量优先地大于任何其它含二氧化硅的玻璃纤维。
后面将参考利用浸滤后的含高含量二氧化硅的玻璃纤维的例示的实施例来进一步讨论安装垫、废气处理装置及其制造工艺，这些玻璃纤维经过了施加在含高含量二氧化硅的玻璃纤维的至少一部分外表面上的表面处理。
安装垫通常是一个整体的由熔体形成的浸滤后的含二氧化硅的玻璃纤维的单片或几片，它们已经过表面处理并任意地含少量氧化铝和其它非硅氧化物。“熔体形成的”指这些纤维利用熔体处理技术产生而不是从溶胶凝胶或其它化学分散技术形成。“整体的”指在制造和压实后安装垫有一自支撑结构，不需增强时或包含的纤维品层、塑料层或纸层(包括缝合为垫)，并能搬动或操作而不会碎裂。术语“基本上不膨胀”用于上面的定义。这里，在某些实施例中，可以理解，安装垫没有膨胀物质、由溶胶凝胶衍生的二氧化硅纤维和/或背衬层或增强层。
如上所述，这些玻璃纤维优先地处理以增加纤维的二氧化硅含量。当首先将熔体处理和形成纤维如从熔体抽制纤维丝时，这些玻璃纤维通常包含许多非硅氧化物和其它成分。也就是，例如它们可以有玻璃纤维的特性。它们并非最初从纯二氧化硅纤维形成，如美国专利No.5,290,522或No.5,380,580中公开的晶体石英衍生的纤维。相反，这些“不纯的”玻璃纤维必须接受处理而除去非硅氧化物如氧化钠、氧化硼和任何其它存在的水溶或酸溶成分，由此产生二氧化硅含量高的纤维，其中二氧化硅的含量大于被处理前的玻璃纤维的二氧化硅含量。最终被处理的玻璃纤维的二氧化硅含量取决于原先存在的非硅氧化物和其它成分的量及这些物质从纤维中提取的程度。
浸滤是玻璃纤维的一种优选处理方法，它将增加纤维的二氧化硅含量。玻璃纤维可以以任何方式用该技术中已知的任何技术浸滤。通常，浸滤可以通过将熔体形成的玻璃纤维浸入一种适合于从纤维中提取非硅氧化物和其它成分的酸溶液或其它溶液而完成。如前所述，在美国专利No.2,624,658和欧洲专利申请书出版物No.0973697中讨论了各种已知的浸滤技术的较详细的描述，虽然可以采用的浸滤技术不限于这些。
这些玻璃纤维在浸滤后其二氧化硅纯度比浸滤之前要高得多。通常，浸滤后的玻璃纤维将有按重量至少67％的二氧化硅含量。这大于S-玻璃中的二氧化硅含量。按照某些实施例，浸滤后的玻璃纤维含按重量至少90％的二氧化硅含量。事实上，浸滤后的玻璃纤维中的二氧化硅含量可以是按重量约90％～约99％二氧化硅的范围。可以理解，除了含大于99.9％二氧化硅的石英纤维或纯二氧化硅纤维以外，这些纤维的高的二氧化硅含量大于任何其它已知的含二氧化硅的玻璃纤维包括S玻璃纤维的已知纯度。
在某些实施例中，玻璃纤维将含有按重量约93％约～约95％的二氧化硅，纤维的其余成分为非硅氧化物如氧化铝、氧化钠和其它碱金属或碱土金属的氧化物。氧化铝的量可以优选地为按重量约4％～约6％，而其它陶瓷氧化物和成分包括氧化钠通常组成浸滤后玻璃纤维的按重量的小于约1％。浸滤后的玻璃纤维可以包含按重量小于1％的碱金属或碱土金属。可以理解，并非所有非硅氧化物都必须从浸滤后的玻璃纤维中除去。这些纤维还基本上除去固体杂质。在某些实施例中，二氧化硅含量高的浸滤后的玻璃纤维通常含有5％(重量)或更少的固体杂质含量。
与陶瓷纤维如高氧化铝纤维和特别是上述由晶体石英得到的纤维相比较，这些浸滤后的玻璃纤维相当便宜。这些浸滤后的玻璃纤维的平均纤维直径可以至少大于约3.5微米，而在某些例子中，可以至少大于约5微米。平均说来，玻璃纤维通常有约9微米的直径。适用的浸滤后的玻璃纤维通常可以有约5～约14微米的平均纤维直径。因此，用于制造该废气处理装置的安装垫的浸滤后的玻璃纤维是不可能吸入的。
浸滤后的玻璃纤维可以以通常用于生产安装垫的任何形式提供。在某些实施例中，这些纤维是切断的短纤维。在浸滤前，可以理解纤维可用该技术中已知的任何方法生产，但通常用已知的熔体处理技术例如或者用熔体旋转法或者用熔体拉制法以成本效益好的方式制取。在某些实施例中，玻璃纤维是熔体拉制的。
二氧化硅含量高而适合用于生产催化转换器或其它已知的气体处理装置的浸滤后的玻璃纤维的例子包括可从德国的Bel Chem纤维材料公司买到的商品名称为BELCOTEX的玻璃纤维、可从美国加里福尼亚州的Gardena市的Hitco碳复合材料公司买到的商品名称为REFRASIL的玻璃纤维和可从自俄罗斯共和国的Polotsk-Steklovllokno公司买到的商品号为PS-23(R)的玻璃纤维。
BELCOTEX玻璃纤维为标准型的短纤维预纱线。这些纤维具有约550特(tex)的平均细度，通常从用氧化铝改性的硅酸中制成。BelCOTEX纤维为非晶态，通常含约94.5的二氧化硅、约4.5％的氧化铝、小于0.5％的氧化钠和小于0.5％的其它成分。这些纤维的平均直径为约9微米，而其熔点为1500℃～1550℃。这些纤维能耐热到1100℃，通常无杂质和无粘合剂。
REFRASIL纤维像BELCOTEX纤维一样为非晶态的高二氧化硅含量的浸滤后玻璃纤维，能提供用于1000℃～1100℃的绝热性能。这些纤维的直径为约6～约13微米，其熔点为约1700℃。这些纤维在浸滤后通常具有按重量为约95％的二氧化硅含量。氧化铝的重量含量为约4％，其它成分为1％或更少。
Polotsk-Steklovolkno公司的PS-23(R)纤维为二氧化硅含量高的非晶态玻璃纤维，适用于需耐热至少约1000℃的绝热用途。这些纤维长约5～约20mm，直径约9微米。这些纤维像REFRASIL纤维一样，其熔点为约1700℃。
已经发现，通常制成垫形式的浸滤后的玻璃纤维形成一种具有不充分的保持压力的垫。虽然一个安装垫可以包括含二氧化硅的浸滤后玻璃纤维来为将一脆性结构保持在催化转换器的外壳内而最初提供一个足够的最小保持压力，但该垫的机械或热循环将迅速破坏其保持该最小保持压力的能力。因此，人们在催化转换器的安装垫的生产中会抛弃使用二氧化硅含量高的浸滤后玻璃纤维。这一事实被美国专利No.5,290,522中报告的热震试验的失败所证实。
二氧化硅含量高的熔体形成的浸滤后玻璃纤维受到表面处理，这导致含多种二氧化硅含量高的浸滤后玻璃纤维的安装垫的保持压力性能的提高。不拘泥于任何特定的理论，据信对浸滤后玻璃纤维进行的表面处理可以导致纤维表面摩擦性能的提高。这种纤维外表面的摩擦性能的提高显著地减少了安装垫本身的纤维之间、安装垫纤维和废气处理装置外壳的内表面之间与安装垫纤维和该与安装垫接触的脆性结构的外表面之间的滑动量。
按照一个实施例，该浸滤后的玻璃纤维的外表面可以通过将一种微粒物质施加到至少一部分纤维表面上而处理。可以用于处理浸滤后玻璃纤维的纤维外表面的有用的无机微粒物质包括(没有限制地)氧化铝、二氧化硅、二氧化锆及其混合物的胶态分散体。按照一个实施例，用于处理该浸滤后玻璃纤维的外表面从而提高安装垫的总保持压力的性能的无机物质为氧化铝的胶体分散体。
安装垫的至少一部分浸滤后玻璃纤维的至少一部分外表面包括一个胶体氧化铝的连续的或不连续的涂层。该胶体氧化铝可以用任何适合的机构施加到浸滤后玻璃纤维的外表面上，没有限制地，用涂层、浸泡、喷涂、溅射等。该胶体氧化铝可以以连续的或不连续的图形施加到浸滤后玻璃纤维的外表面上。而且，将胶体氧化铝施加到浸滤后玻璃纤维的外表面上的工艺可以在制造玻璃纤维期间或之后进行。
人们相信，包括多个有胶体氧化铝、胶体二氧化硅和/或胶体二氧化锆的经表面处理的用于废气处理装置的安装垫结构对着脆性单片结构的外表面和废气处理装置的外壳的内表面两者施加更大的摩擦力。因此，包括经表面处理的玻璃纤维的安装垫有用于在废气处理装置内弹性地保持脆性单片的较高的剪切强度。
在某些实施例中，浸滤后的经表面处理的玻璃纤维在形成由这些纤维制造的安装垫之前在形成后可以热处理而进一步提高安装垫的保持压力的性能。
在一个特定的实施例中，这些浸滤后的玻璃纤维(或包含它们的安装垫)可以在高于至少约900℃的温度下进行热处理。也已经发现，在约900℃～约1100℃的温度下，热处理这些二氧化硅含量高而有无机氧化物的胶体分散体如氧化铝的胶体分散体的表面处理的浸滤后玻璃纤维还提高了安装垫的保持压力的性能，使得使用这些纤维的安装垫可以即使在1000个周期的膨胀和收缩后还能在废气处理装置中施加最小的所需保持压力。
人们相信，热处理浸滤后的经表面处理的高二氧化硅玻璃纤维能改善纤维的抗蠕变力。人们也相信，热处理这些纤维能将额外的水溶液从纤维中除去。使用热处理的经表面处理的高二氧化硅的浸滤后玻璃纤维能够生产适合于远超过玻璃纤维熔点的温度较高的用途。
浸滤后玻璃纤维的热处理可以在形成安装垫之前或之后进行。当在形成安装垫之后热处理时，在至少约900℃的温度下热处理安装垫一个有效的时间，以进一步提高该用途的在外壳内保持该脆性结构的安装垫的最低的保持压力的性能。同样，当在形成安装垫之前热处理时，最好将表面处理的玻璃纤维加热到至少约900℃的温度维持一个有效时间，使得当形成安装垫时，进一步提高将脆性结构保持在外壳内的最低保持压力的性能。热处理的特定时间量除了其它因素外还可以随垫的厚度、加热的均匀性、所用加热源的类型、温度上升时间和加热源温度等而广泛地变化。所有这些变数为该技术的专业人员所熟知，因此，在至少约900℃或更高的温度下加热的有效时间可以容易地确定而不需要不适当的实验。
通常，可以认识到，在使用相当小的薄垫和良好而均匀的热源的场合，无论哪里热处理可以进行15分钟或更少时间，而在采用较大较厚的安装垫的场合，热处理可以进行多于1小时(不包括温度上升和下降时间)。在某些实施例中，安装垫或浸滤后的玻璃纤维在约900℃～约1100℃的温度下加热1小时以上。在导致玻璃纤维失去光泽的加热时间和/或温度以下的任何时间和温度方式下能获得上述同样有利效果的热处理都包括在本发明的范围内。通常，纤维或安装垫可以在预期的或更高的使用温度下进行热处理。应当注意，在较低温度下的热处理可能影响在需要显著高于热处理温度的温度下进行热循环的用途中的有用性。
按照某些实施例，二氧化硅含量高的经胶体氧化铝表面处理的浸滤后玻璃纤维可以在约900℃～约1100℃的温度下加热处理约2小时。形成的包括多种此类纤维的安装垫具有在催化转换器的外壳内保持脆性单片所需的最小保持压力。如图2A～2D中所示，热处理二氧化硅含量高并经胶体氧化铝表面处理的浸滤后的玻璃纤维在纤维的表面上形成均匀的涂层(连续的或断续的)。当用电子显微镜观察时，胶体氧化铝的表面添加物其性质是非晶态的，并不含任何晶体生成物如高铝红柱石晶体。
可以使用其它方法来处理用于安装垫的浸滤后经表面处理的玻璃纤维，以进一步提高和保持用于将脆性结构保持在外壳内的最小保持压力，如离子交换工艺或扩散工艺，以便增大纤维的抗蠕变力。但是，可以理解，基本上可以采用能进一步提高和保持在热循环后安装垫的将脆性结构保持在外壳内的最小保持压力的处理浸滤后玻璃纤维或安装垫的任何方法。
安装垫最好使用高达100％(重量)的含二氧化硅的浸滤后经表面处理的玻璃纤维。但是，在其它实施例中，安装垫可以任意地包括适用于生产用于希望的特定温度用途的安装垫的其它已知纤维如氧化铝/二氧化硅纤维或其它陶瓷或玻璃纤维。例如，氧化铝/二氧化硅纤维如难熔陶瓷纤维可以任选地用于高温或温度范围广泛的用途。其它陶瓷或玻璃纤维如S-玻璃可与含二氧化硅的浸滤后玻璃纤维一起用于相似的或较低的温度用途。但是，在这样的例子中，安装垫最好包括至少50％(重量)的含二氧化硅的浸滤后经表面处理的玻璃纤维。换句话说，用于生产安装垫的纤维的大部分将是含二氧化硅的浸滤后经表面处理的玻璃纤维，而在某些实施例中，至少80％(重量)的纤维将是含二氧化硅的浸滤后经表面处理的玻璃纤维。
在某些替代的实施例中，在安装垫中可以加入诸如S-z玻璃之类纤维，加入量按照安装垫的100％总重量为0～约50％(重量)。可以预料，由于其熔点温度等，这些玻璃纤维将主要用于低温用途。
在其它替代的实施例中，除了浸滤后的玻璃纤维外，安装垫还可以包括难熔的陶瓷纤维。当使用难熔的陶瓷纤维即氧化铝/二氧化硅纤维等时，按照100％的安装垫总重量，这些陶瓷纤维的存在量从大于0至小于约50％(重量)。
如前所述，安装垫可以或可以不包括粘合剂。当使用粘合剂时，成分被混合而形成混合物或浆剂。然后将纤维和粘合剂的浆剂形成为垫结构并除去粘合剂，由此形成一种基本上只含经热处理的纤维(和任选的其它纤维)的安装垫。通常，使用一种牺牲粘合剂来将纤维最初粘合在一起。使用的粘合剂通常为有机粘合剂。“牺牲”指该粘合剂最终将从安装垫中烧光，只留下浸滤后的玻璃纤维作为用于支撑该脆性结构的安装垫。
适用的粘合剂包括含水的和不含水的粘合剂，但使用的粘合剂最好是一种活性的热凝固的胶乳，该胶乳在固化后是一种可弯曲的材料，可以如上所述地从安装垫中烧光。适用的粘合剂或树脂的例子包括(但不限于)丙烯酸酯、苯乙烯-丁二烯、乙烯吡啶、丙烯腈、氯乙烯、聚尿脘等的水基胶乳。其它树脂包括低温可弯曲的热固性树脂如不饱和聚酯、环氧树脂和聚乙烯酯。优选地使用约5～约10％的胶乳，最优选使用约8％。粘合剂用的溶剂可以包括水或合适的有机溶剂如丙酮。粘合剂在溶剂中的溶液浓度(如果使用)可以用根据所要的粘合剂装载量和粘合剂系统的使用性能(粘度、固体含量等)的传统方法来确定。
代替粘合剂，安装垫可以包括除浸滤后的玻璃纤维外的其它纤维来将安装垫保持在一起。这些纤维在该技术中被称为粘合剂纤维。根据将全部成分的重量作为100％，这些纤维的使用量为大于零到约20％(重量)，以帮助将浸滤后的玻璃纤维粘合在一起。
包括浸滤后经表面处理的含二氧化硅的纤维的安装垫可以用制备安装垫常用的任何已知技术来制备。例如，利用造纸工艺，可以使浸滤后经表面处理的玻璃纤维与能够用作粘合剂而形成混合物或浆剂的粘合剂或其它纤维相混合。可以使用任何混合机构，但最好是，当使用粘合剂时，纤维成分是以约0.25％～5％的稠度或固体含量(0.25～5％固体对99.75～95％水)混合的。然后该浆剂可以用水稀释，以增强其构成，浆剂最后可用絮凝剂和排水滞留辅助化学品絮凝。然后，可以将絮凝混合物或浆剂安置在造纸机上而制成含纤维的纸片。或者是，纸片可以利用真空铸造该浆剂而制成。在任一种情况下，它们通常在炉子中干燥。所使用的标准的造纸技术的更详细的描述见美国专利No.3,458,329，其公开内容参考合并于此。可以理解，当使用粘合剂和热处理浸滤后经表面处理的玻璃纤维时，应当在将粘合剂或粘合纤维加入到该浸滤后玻璃纤维中之前完成对纤维热处理的步骤。
在其它实施例中，浸滤后经表面处理的玻璃纤维可以用传统机构如干燥空气压平法加工成垫。这阶段的垫有非常小的结构整体性，相对于传统的催化转换器和柴油机捕集器的安装垫是非常厚的。所形成的垫因此可以干燥地用针穿过(如该技术中常见的)，以使垫致密和增大其强度。在形成该垫之前或针刺该垫之后可以进行纤维的热处理。
在使用干燥空气分层技术的场合，该垫可以通过向垫加入粘合剂进行浸渍而替代地处理，以形成一种不连续的纤维复合材料。在该技术中，粘合剂是在该垫形成之后加入的，而不是像此前关于传统的造纸技术所述的形成垫的预浸。这种制备垫的方法由于减少破碎而有助于保持纤维的长度。但是，可以理解，在加入任何粘合剂之前可以进行热处理。
用粘合剂浸渍垫的方法包括将垫完全浸没在液体粘合剂系统中，或者对垫进行喷雾。在一连续的程序中，一个可以以卷材形式输送的纤维垫例如在传送带或帘幕上展开或移动经过将粘合剂施加在垫上进行喷雾的喷嘴。或者是，该垫可以利用重力输送而经过该喷雾的喷嘴。该垫/粘合剂预浸渍件然后经过压辊之间，压辊除去多余的液体并将该预浸渍件压实到接近其所要厚度。该压实的预浸渍件而后可以通过一炉子来除去任何剩留的溶剂，而如果需要则部分地固化该粘合剂而形成一种复合材料。干燥和固化的温度主要取决于使用的粘合剂和溶剂(如果有的话)。然后可以或是切割或是辗压该复合材料，以备贮存或运输。
该安装垫也可以通过将垫的区段浸没在液体粘合剂中、除去预浸渍液和压紧而除去多余的液体来做成批量方式，然后干燥而形成复合材料并贮存或切割到所要尺寸。
注意，从这些浸滤后经表面处理的玻璃纤维生产的安装垫可能密度太小而不容易用于某些催化转换器用途中。因此，它们可以用任何已知方式进一步压实而产生较高密度。一种压实方式是针刺该纤维件而使其互相卷绕缠结。此外或替代地，可以使用水缠结法。另一替代方法是将纤维件通过压辊辗压而压成垫形状。这些垫的任何压实方法或其组合均可容易地用来获得正确的所要形式的安装垫。
不管利用了何种上述技术，都可以通过冲切而制成具有可再生的容差的正确的形状和尺寸的安装垫。在用如针刺等方法压实时，安装垫20显示合适的搬运性能，这意味着该垫能易于搬运而不会像许多其它纤维毯或垫那样太脆而在手中弄碎。它可以容易地和弯曲地安装或卷绕在催化剂支撑结构18或相同的脆性结构上而不会破裂，然后安置在催化转换器外壳12中。通常，该卷绕的安装垫脆性结构可以插入一外壳中，或者该外壳可以被做成或以其它方式制成围绕该卷绕的安装垫脆性结构。
在经受约300℃的热表面温度下进行的标准的1000个周期的间隙膨胀试验的1000次机械循环后，该安装垫能够保持至少50KPa的最小保持压力，具有约0.3～约0.5g/cm3的垫间隙容积密度和约2％的间隙膨胀百分率。可以理解，这种试验特别适用于在低温用途中在高G负荷用途下用于保持较重衬底的安装垫。用于这些用途的废气处理装置包括柴油机催化剂结构和柴油机微粒捕集器。对于催化转换器常见的高温用途，已发现在经受约900℃的热表面温度下进行的标准的1000个周期的间隙膨胀试验的1000次机械循环后，该安装垫能够保持至少10 KPa的最小保持压力，具有约0.3～约0.5g/cm3的垫间隙容积密度和约5％的间隙膨胀百分率。
术语“周期”指单片(即脆性结构)和外壳之间的间隙在一特定距离上和以一预定速率开和关。为了模拟真实状况，一定直径的外壳和脆性结构之间的间隙的膨胀可以通过计算在一如约900℃的温度下一传统外壳的垫膨胀系数来确定。然后选择一个将满足该试验的判据的最后安装垫基本重量，并提供一个在1000周期后大于约10KPa的最小保持力(Pmin)。其目的是以最低费用提供足够的支持，因此选择能满足大于约10KPa要求的最小基本重量。虽然某些先有技术的不膨胀的安装垫也可能具有在至少约900℃的热表面温度下1000个周期后保持“高的”最小压力的能力，但这些垫均匀地包含具有至少30％或更高的氧化铝高含量的非常昂贵的溶胶-凝胶衍生的陶瓷纤维或晶体石英衍生的纤维或两者。
在操作中，该催化转换器经历了显著的温度变化。由于其热膨胀系数的差异，该外壳可能膨胀得比支承结构18大，使得在这两个部件之间的间隙将稍许增大。在典型地情况下，在转换器的热循环期间，该间隙可以以约0.25～约0.5mm的量级膨胀和收缩。安装垫的厚度和安装密度是这样选择的，使得在所有状况下都保持至少约10KPa的最小保持压力，以防止该脆性结构由于振动而松散。在这些状况下由安装垫20施加的安装压力允许包容该组件的热学特性而不必牺牲成分元素的物理整体性。
对于在较低温度的用途中使用的安装垫，试验在约300℃下进行。但是，试验的方式与所述高温试验相同。但是，假定常常外加不同的负荷和使用较重的催化剂结构，那么最小保持压力必然较高。因此，如上所述，在约300℃的热表面温度下试验1000个周期后，该安装垫必须提供至少50KPa的对着脆性结构的保持压力。
实验
下述例子的提出仅仅是为了进一步例示具有无机氧化物材料的胶态分散的无机纤维的外表面的处理效果。例示的例子不应当被看作限制安装垫、包括该安装垫的废气处理装置或以任何方式制造安装垫或废气处理装置的方法。
对于在安装垫的二氧化硅纤维的外表面上添加胶体氧化铝对保持压力性能的效果试验了四种纤维垫的样品。
例子C1
例子No.C1是一种包含有高含量二氧化硅的浸滤后经热处理的玻璃纤维的纤维垫。该纤维垫是用一种湿成形工艺制备的。简明地说，制备一种包含已在约1100℃的温度下热处理约2小时的二氧化硅含量高的浸滤后玻璃纤维、粘合剂和水的浆剂。从浆剂中除去水，由此形成一垫结构。从该纤维垫上切下一个2英寸×2英寸的样品。将该纤维垫样品以0.35的间隙容积密度安置在两个加热器之间。一个加热器取900℃的温度来模拟车辆催化转换器的操作温度。当温度上升到900℃时，记录纤维垫的保持压力。
例子C2
例子No.C2是一种包含浸滤后经热处理的二氧化硅纤维的纤维垫，并按照例子C1制备。从该纤维垫上切下一个2英寸×2英寸的样品。然后将该2英寸×2英寸的纤维垫样品安置在一种有机帘幕的各层之间。该在每个表面上有一有机帘幕的纤维垫样品在0.35的间隙容积密度下安置在两个加热器之间。一个加热器取900℃的温度以模拟车辆催化转换器的操作温度。当温度升高到900℃时，记录该纤维垫的保持压力。
例子3
例子No.3是一种包括浸滤后经热处理的二氧化硅纤维的纤维垫。制备一种含该浸滤后的玻璃纤维、胶体氧化铝和水的浆剂。另入NaOH来调整该混合物的pH，这导致胶体氧化铝沉淀在该浸滤后的玻璃纤维的表面上。从浆剂中除去水，由此形成一种松散的垫结构。然后干燥该垫结构。干燥后，将垫在约1100℃的温度下热处理约2小时。将该垫处理的松散纤维垫重新分散在带有机粘合剂和水的浆剂中。从浆剂中除去水，由此形成一垫结构。然后干燥该垫结构。胶体氧化铝沉淀在纤维的外表面上，占二氧化硅纤维垫重量的4％(重量)。
从该纤维垫上发下2英寸×2英寸的样品，然后将其安置在一种有机帘幕材料的层之间。在其每个表面上有一有机帘幕材料的纤维垫样品以0.35的间隙容积密度安置在两个加热器之间。一个加热器取900℃的温度，以模拟车辆催化转换器的操作温度。当温度升高到900℃时，记录纤维垫的保持压力。
例子4
例子No.4是一种按照例子3制备的含浸滤后经热处理的二氧化硅纤维的纤维垫，不同之处是胶体氧化铝以二氧化硅纤维垫的重量的10％(重量)沉淀在纤维的外表面上。从纤维垫上切下2英寸×2英寸的样品并将其安置在一种有机帘幕材料的层之间。在其每个表面上有一有机帘幕的纤维垫样品以0.35的间隙容积密度安置在两个加热器之间。一个加热器取900℃的温度，以模拟车辆催化转换器的操作温度。当温度升高到900℃时，记录纤维垫的保持压力。
纤维垫的保持压力数据列于下面的表I中。
表I
    温度(℃)     压力(kPa)
    C1     C2     3     4
    65     265     300     362     379
    100     246     254     308     378
    150     205     202     262     338
    200     190     177     243     299
    250     160     133     206     281
    300     111     101     178     246
    350     94     91     169     216
    400     88     84     161     202
    450     86     80     157     193
    500     85     73     136     182
    550     83     70     131     172
    600     83     69     127     170
    650     82     68     124     168
    700     85     69     125     168
    750     87     70     126     168
    800     88     70     128     169
    850     88     70     129     169
    900     90     69     130     169
    ％损失     66％     77％     64％     55％
在加热例子No.C1的二氧化硅纤维垫通过65℃～900℃的温度范围时，垫的保持压力从265KPa降到90KPa。因此，不经胶体氧化铝处理的二氧化硅纤维垫对一脆性单片呈现约66％的保持压力损失。
在加热例子No.C2的二氧化硅纤维垫通过65℃～900℃的温度范围时，垫的保持压力从300KPa降到69KPa。因此，没有加氧化铝的二氧化硅纤维垫对一脆性单片呈现约77％的保持压力损失。这些结果表明，在二氧化硅纤维垫的表面上附着一层有机屏幕还增加该二氧化硅纤维垫的保持压力性能的损失，从而降低该垫的保持压力的性能。
在加热例子No.3的二氧化硅纤维垫通过65℃～900℃的温度范围时，垫的保持压力仅从365KPa降到130KPa。因此，在二氧化硅纤维的外表面上添加4％胶体氧化铝的二氧化硅纤维垫比起没有添加胶体氧化铝的二氧化硅纤维垫来，呈现出保持压力的性能的提高。
在加热例子No.4的二氧化硅纤维垫通过65℃～900℃的温度时，该垫的保持压力仅从379KPa降到170KPa。因此，一种添加了10％氧化铝的二氧化硅纤维垫对脆性单片仅显示出约55％的保持压力的损失。与没有添加胶体氧化铝的二氧化硅纤维垫相比较，这是保持压力的性能的显著提高。
例子5
用湿法成形工艺从浸滤后的二氧化硅含量高的玻璃纤维制备一种用于废气处理装置的安装垫。制备一种包含浸滤后的玻璃纤维、粘合剂和水的浆剂。从浆剂中除去水，由此形成一个垫结构。然后干燥该垫结构。干燥之后，在约1100℃温度下热处理该垫约2小时。围绕一个脆性的陶瓷单片的一部分卷绕该热处理的垫，将该卷绕的单片插入一个钢外壳中，由此形成一催化转换器。
该催化转换器暴露于约700℃的温度下约2小时，随后暴露于约500℃的温度下约6.5小时，随后暴露于约750℃的温度下约6.5小时。在将催化转换器暴露于上述状态后，用机械推杆将单片推出催化转换器的外壳。将单片推出催化转换器外壳所需的力为204N。
例子6
用湿法成形工艺从浸滤后的二氧化硅含量高的玻璃纤维制备一种用于废气处理装置的安装垫。制备一种包含浸滤后的玻璃纤维、胶体氧化铝和水的浆剂。加入NaOH来调整该混合物的pH，这导致胶体氧化铝沉淀在该浸滤后的玻璃纤维的表面上。从浆剂中除去水，由此形成一种松散的垫结构。然后干燥该热结构。在干燥后，在约1100℃的温度下热处理该垫约2小时。将该垫处理后的松散垫重新分散于水和粘合剂中而形成一种浆剂。从浆剂中除去水，由此形成一垫结构。然后干燥该垫结构。
将该垫卷绕在一块脆性陶瓷单片的一部分上，将该卷绕的单片插入一个钢外壳中，由此形成一个催化转换器。该催化转换器暴露于约700℃的温度下约2小时，随后暴露于约500℃的温度下约6.5小时，随后暴露于约750℃的温度下约6.5小时。在将催化转换器暴露于上述状态后，用机械推杆将单片推出催化转换器的外壳。将单片推出催化转换器外壳所需的力为732N。因此，例子6的安装垫对保持该脆性单片形成提高的保持压力，使得将单片推出催化转换器的外壳所需的力增大到将近4倍。
因此，已经证明，用胶体无机氧化物的分散体如胶体氧化铝的分散体处理二氧化硅含量高的浸滤后的玻璃纤维的外表面能在废气处理装置所经受的广泛的操作温度范围内减少安装垫的保持压力的性能的损失。
该安装垫可以冲切，并可作为薄型弹性支承件而操作，能易于搬运，且成为柔性形式，从而能够在需要时完全卷绕催化剂支承结构而不破碎。或者是，该安装垫可以围绕该催化剂支承结构的至少一部分的周围或周边整体地卷绕。该安装垫也可以部分地卷绕，并在需要时包括一个如当前在某些传统的转换器装置中使用的端部密封件，来防止气体旁路。
上述安装垫也用于各种用途，如传统的汽车催化转换器(其中包括摩托车和其它小型发动机)和汽车预转换器以及高温间隔件、垫圈甚至是未来一代的汽车下体的催化转换器系统。通常，它们可以用于需要一个垫或垫圈来在室温下施加保持压力的任何用途，更重要的是，提供在从约20℃到至少约1100℃的升高温度下(包括在热循环期间)维持该保持压力的能力。
上述安装垫也可用于化学工业中用的催化转换器，它们安置在排放叠置件中，包括那些包含需要保护地安装的脆性蜂窝式结构。
本发明不限于上述特定的实施例，而是包括由下述权利要求书限定的变化、修改和等效实施例。上述实施例不一定是替代的，因为可以组合各种实施例来提供所要的特性。

Claims (22)

1.一种用于处理废气的装置，包括：
一个外壳；
一个弹性地安装在所述外壳中的脆性结构；以及
一个被配置在所述外壳和所述脆性结构之间的间隙中的基本上不膨胀的安装垫，其中所述安装垫包括具有提高其保持压力的性能的表面处理的无机纤维。
2.权利要求1的装置，其特征在于，所述纤维选自氧化铝、氧化铝-硅酸盐纤维、氧化铝/氧化镁/二氧化硅纤维、氧化钙/氧化镁/二氧化硅纤维、氧化镁/二氧化硅纤维、S-玻璃纤维、E-玻璃纤维、石英纤维和二氧化硅纤维。
3.权利要求2的装置，其特征在于，所述安装垫包括至少一层整体的基本上不膨胀的熔体形成的包含至少67％重量百分比的二氧化硅的浸滤后的玻璃纤维。
4.权利要求3的装置，其特征在于，所述基本上不膨胀的安装垫施加一个用于将所述脆性结构保持在所述外壳中的最小保持压力，该压力在约900℃的热表面温度、约0.3～约0.5g/cm3的间隙容积密度和约5％的间隙膨胀百分率的状态一在1000个测试周期后为至少约10KPa。
5.权利要求3的装置，其特征在于，所述基本上不膨胀的安装垫施加一个用于将所述脆性结构保持在所述外壳中的最小保持压力，该压力在约300℃的热表面温度、约0.3～约0.5g/cm3的间隙容积密度和约2％的间隙膨胀百分率的状态下在1000个测试周期后至少约50KPa。
6.权利要求3的装置，其特征在于，所述浸滤后的玻璃纤维包含至少约90百分比的二氧化硅。
7.权利要求6的装置，其特征在于，所述浸滤后的玻璃纤维包含约93～95％重量百分比的二氧化硅和约4～6％重量百分比的氧化铝。
8.权利要求1的装置，其特征在于，所述安装垫还有至少下列之一的特征：
i)其中所述安装垫的纤维包含小于约1％重量百分比的碱金属或碱土金属；
ii)其中该安装垫的浸滤后的玻璃纤维的直径大于约3.5微米；
iii)其中该安装垫的浸滤后的玻璃纤维基本上无固体杂质；以及
iV)其中该安装垫基本上无粘合剂。
9.权利要求1的装置，其特征在于，所述安装垫包括约50～100％重量百分比的所述浸滤后的玻璃纤维。
10.权利要求1的装置，其特征在于，所述提高保持压力的性能的表面处理包括一层保持压力增强剂的涂层。
11.权利要求10的装置，其特征在于，所述保持压力的性能的增强剂包括选自胶体氧化铝、胶体二氧化硅、胶体二氧化锆及其混合物的分散体的无机微粒物质。
12.权利要求1的装置，其特征在于，该安装垫在至少约900℃的温度下热处理一有效时间，以形成一个用于将该脆性结构保持在该外壳中的最小保持压力，该最小压力为下列两种之一：(i)在300℃的热表面温度、0.3～0.5g/cm3的间隙容积密度和2％的百分率间隙膨胀的状态下在1000个测试周期后至少为50KPa；(ii)在900℃的热表面温度、0.3～0.5g/cm3的间隙容积密度和5％的百分率间隙膨胀的状态下在1000个测试周期后至少为10KPa。
13.权利要求1的装置，其特征在于，该装置为催化转换器或柴油机微粒捕集器。
14.一种制造按权利要求1所述的用于处理废气的装置的方法，包括：
提供一种包括无机纤维的安装垫，在这些无机纤维的至少一部分的外表面上进行了一种提高其保持压力的性能的表面处理；
将该安装垫卷绕在一个适于处理废气的脆性结构的一部分的周围；以及
将该脆性结构和安装垫配置在一个外壳内，由此该安装垫将该脆性结构弹性地保持在该外壳内。
15.权利要求14的方法，其特征在于：
该安装垫的无机纤维包括含有二氧化硅的由熔体形成的玻璃纤维，其中该由熔体形成的玻璃纤维通过下述工艺过程形成：
处理这些由熔体形成的玻璃纤维，使得该处理后的玻璃纤维具有比处理前的玻璃纤维的二氧化硅含量大的二氧化硅含量，并使得这些处理后的玻璃纤维包含至少67％重量百分比的二氧化硅，并在这些无机纤维的外表面的至少一部分上进行一种提高保持压力的性能的表面处理。
16.权利要求14的方法，其特征在于，该熔体形成的玻璃纤维的处理步骤包括将玻璃纤维浸滤在一种酸溶液中。
17.权利要求14的方法，其特征在于，还包括：热处理的步骤，该热处理的步骤包括在至少约900℃的温度下热处理这些纤维或安装垫一有效时间，以形成一个用于将该脆性结构保持在该外壳中的最小有效保持压力，该压力为下列两种之一：(i)在300℃的热表面温度、0.3～0.5g/cm3的间隙容积密度和2％的百分率间隙膨胀的状态下在1000个测试周期后至少为50KPa；(ii)在900℃的热表面温度、0.3～0.5g/cm3的间隙容积密度和5％的百分率间隙膨胀的状态下在1000个测试周期后至少为10KPa。
18.权利要求14的方法，其特征在于，所述保持压力的增强剂选自胶体氧化铝、胶体二氧化硅、胶体二氧化锆的分散体及其混合物。
19.一种制造权利要求1的用于将一个脆性结构保持在一废气处理装置的外壳中的安装垫的方法，包括：
提供无机纤维；
在至少一部分无机纤维的外表面的至少一部分上进行一种提高保持压力的性能的表面处理；以及
将经表面处理的无机纤维合并到一个垫结构中，其中，包含经表面处理的无机纤维的安装垫的保持压力的性能好于包含未经表面处理的同一无机纤维的安装垫。
20.权利要求19的方法，其特征在于，这些无机纤维选自氧化铝-硅酸盐纤维、氧化铝/氧化镁/二氧化硅纤维、氧化钙/氧化镁/二氧化硅纤维、氧化镁/二氧化硅纤维、S-玻璃纤维、E-玻璃纤维、石英纤维和二氧化硅纤维。
21.权利要求19的方法，其特征在于，所述述保持压力的增强剂选自胶体氧化铝、胶体二氧化硅、胶体二氧化锆的分散体及其混合物。
22.权利要求19的方法，其特征在于，还包括热处理步骤，该热处理步骤包括在至少约300℃或至少约900℃的温度下加热浸滤后的玻璃纤维一有效时间，以形成一个用于将该脆性结构保持在该外壳中的最小保持压力，该压力为下列两种之一：(i)在300℃的热表面温度、0.3～0.5g/cm3的间隙容积密度和2％的百分率间隙膨胀的状态下在1000个测试周期后至少为50KPa；(ii)在900℃的热表面温度、0.3～0.5g/cm3的间隙容积密度和5％的百分率间隙膨胀的状态下在1000个测试周期后至少为10KPa。
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WO (1) WO2006004974A2 (zh)
ZA (1) ZA200610604B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104066947A (zh) * 2012-01-23 2014-09-24 霓佳斯株式会社 气体处理装置用保持材料、气体处理装置及它们的制造方法
CN113926274A (zh) * 2021-11-22 2022-01-14 安徽吉曜玻璃微纤有限公司 一种固化炉在线除尘装置

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5133685B2 (ja) * 2004-07-15 2013-01-30 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 汚染制御要素取付システムおよび汚染制御装置
EP1797291A1 (en) * 2004-08-31 2007-06-20 Donaldson Company, Inc. Exhaust treatment apparatus and method of making
US7854905B2 (en) * 2005-09-08 2010-12-21 3M Innovative Properties Company Holding material for pollution control element and pollution control apparatus
EP2021169A4 (en) * 2006-05-31 2011-10-05 Unifrax I Llc BACKUP THERMAL PLATE
EP2038523B1 (en) * 2006-06-01 2013-01-09 3M Innovative Properties Company Multilayer mounting mat
JP5014113B2 (ja) * 2007-01-26 2012-08-29 イビデン株式会社 シート材、その製造方法、排気ガス処理装置および消音装置
WO2008103525A2 (en) * 2007-02-19 2008-08-28 3M Innovative Properties Company Flexible fibrous material, pollution control device, and methods of making the same
GB2447959A (en) * 2007-03-30 2008-10-01 3M Innovative Properties Co Fiber mat containing an organosilicon compound and pollution control device using it
DE08795652T1 (de) * 2007-08-31 2010-10-21 Unifrax I Llc Substratmontagesystem
CN101821070A (zh) * 2007-10-09 2010-09-01 3M创新有限公司 制备用于安装污染控制元件的安装垫的方法
WO2009048854A1 (en) * 2007-10-09 2009-04-16 3M Innovative Properties Company Mat for mounting a pollution control element for the treatment of exhaust gas
JP5869220B2 (ja) * 2007-10-09 2016-02-24 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 無機ナノ粒子を含有するマウンティングマット並びにその作製方法
US8517083B2 (en) * 2007-12-14 2013-08-27 Refractory Specialties, Incorporated System, apparatus and method for manufacturing metal ingots
AU2009286013A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Unifrax I Llc Mounting mat with flexible edge protection and exhaust gas treatment device incorporating the mounting mat
CA2745034C (en) * 2008-12-15 2014-01-21 Unifrax I Llc Ceramic honeycomb structure skin coating
RU2011126262A (ru) * 2009-01-05 2013-02-10 ЮНИФРЭКС I ЭлЭлСи Изолирующая пластина из высокопрочных биорастворимых неорганических волокон
US8075843B2 (en) * 2009-04-17 2011-12-13 Unifrax I Llc Exhaust gas treatment device
GB0906837D0 (en) 2009-04-21 2009-06-03 Saffil Automotive Ltd Mats
EP2464840A4 (en) * 2009-08-10 2013-10-30 Unifrax I Llc PREFORM OR MOUNTING MATERIAL WITH SURFACE MASS VARIABLE AND DEVICE FOR TREATING EXHAUST GASES
EP2464838A1 (en) * 2009-08-14 2012-06-20 Unifrax I LLC Multiple layer substrate support and exhaust gas treatment device
CN102575542B (zh) * 2009-08-14 2014-09-10 尤尼弗瑞克斯I有限责任公司 用于排气处理装置的安装垫
US8071040B2 (en) * 2009-09-23 2011-12-06 Unifax I LLC Low shear mounting mat for pollution control devices
WO2011037634A1 (en) * 2009-09-24 2011-03-31 Unifrax I Llc Multiple layer mat and exhaust gas treatment device
EP2513442B1 (en) 2009-12-17 2017-11-29 Unifrax I LLC An exhaust gas treatment device
WO2011084487A1 (en) 2009-12-17 2011-07-14 Unifrax I Llc Mounting mat for exhaust gas treatment device
CA2782413C (en) * 2009-12-17 2017-12-05 Unifrax I Llc Multilayer mounting mat for pollution control devices
US8281661B2 (en) * 2010-05-27 2012-10-09 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Ultrasonic acoustic emissions to detect substrate fracture
US8765069B2 (en) 2010-08-12 2014-07-01 Unifrax I Llc Exhaust gas treatment device
EP2603676B1 (en) 2010-08-13 2016-03-23 Unifrax I LLC Mounting mat with flexible edge protection and exhaust gas treatment device incorporating the mounting mat
CN103547777A (zh) 2010-11-11 2014-01-29 尤尼弗瑞克斯I有限责任公司 安装垫和废气处理装置
JP5990393B2 (ja) 2012-04-03 2016-09-14 イビデン株式会社 保持シール材、及び、排ガス浄化装置
JP6017833B2 (ja) * 2012-05-15 2016-11-02 ニチアス株式会社 気体処理装置及び気体処理方法
RU2016105765A (ru) 2013-07-22 2017-08-25 МОРГАН ЭДВАНСТ МАТИРИАЛЗ ПиЭлСи. Составы неорганических волокон
JP6294068B2 (ja) * 2013-12-19 2018-03-14 株式会社ユタカ技研 排気系部品の遮熱カバー及びその製造方法
MX2017002919A (es) 2015-02-24 2017-10-11 Unifrax I Llc Tapete de aislamiento resistente a alta temperatura.
WO2016154316A1 (en) 2015-03-24 2016-09-29 Cummins Emission Solutions, Inc. Integrated aftertreatment system
JP6864693B2 (ja) 2016-01-15 2021-04-28 サーマル セラミックス ユーケー リミテッド 溶融形成された無機繊維を形成する装置と方法
EP3464488B1 (en) 2016-06-06 2021-07-14 Unifrax I LLC Refractory coating material containing low biopersistent fibers and method for making the same
GB201616662D0 (en) 2016-09-30 2016-11-16 Morgan Advanced Materials Plc Inorganic Fibre compositions
GB2591039B (en) 2020-10-23 2021-11-24 Thermal Ceramics Uk Ltd Thermal insulation

Family Cites Families (151)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2624658A (en) 1949-08-08 1953-01-06 H I Thompson Company Method for forming silica fibers
US3458329A (en) 1963-02-13 1969-07-29 Minnesota Mining & Mfg Ceramic greensheets
US3224927A (en) 1963-10-04 1965-12-21 Du Pont Forming inorganic fiber material containing cationic starch and colloidal silica
US3227241A (en) 1964-03-16 1966-01-04 Corning Glass Works Ceramic mufflers
GB1291567A (en) * 1968-12-16 1972-10-04 Thomas Gordon Mcnish Improvements in or relating to fibrous insulating materials
US3795524A (en) 1971-03-01 1974-03-05 Minnesota Mining & Mfg Aluminum borate and aluminum borosilicate articles
US3861881A (en) 1971-12-14 1975-01-21 Tenneco Inc Catalyst converter with monolithic element
US3798006A (en) 1971-12-14 1974-03-19 Tenneco Inc Catalytic converter for exhuast gases
US3771967A (en) 1971-12-14 1973-11-13 Tenneco Inc Catalytic reactor with monolithic element
NL7302006A (zh) 1972-02-29 1973-08-31
US4335077A (en) 1972-03-21 1982-06-15 Zeuna-Staerker Kg Catalyzer for detoxifying exhaust gases from internal combustion engines
US4344921A (en) 1972-03-21 1982-08-17 Zeuna-Staerker Kg Catalyzer for detoxifying exhaust gases from internal combustion engines
DE2213540C3 (de) 1972-03-21 1974-06-12 Zeuna-Staerker Kg, 8900 Augsburg Katalysatorkörper zur Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen und Verfahren zur Herstellung dieses Katalysators
GB1438762A (en) 1972-06-28 1976-06-09 Ici Ltd Fluid treatment vessel
DE2233886C3 (de) 1972-07-10 1985-04-18 Kali-Chemie Ag, 3000 Hannover Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen
US4093423A (en) * 1972-10-03 1978-06-06 Volkswagenwerk Aktiengesellschaft Catalytic device for the catalytic purification of exhaust gases
GB1455563A (en) 1972-11-29 1976-11-17 Ici Ltd Fibrous mater-als
US3916057A (en) 1973-08-31 1975-10-28 Minnesota Mining & Mfg Intumescent sheet material
US4087039A (en) 1974-01-02 1978-05-02 Tenneco Inc. Method of making catalytic converters for exhaust gases
AR204579A1 (es) 1974-05-30 1976-02-12 Babcock & Wilcox Co Procedimiento para la formacion de un producto eristalino elastico de grano fino y material obtenido
CA1042587A (en) 1974-11-04 1978-11-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Intumescent sheet material
DE7541252U (de) * 1975-12-24 1976-04-29 Paul Gillet Gmbh, 6732 Edenkoben Vorrichtung zum reinigen der abgase von brennkraftmaschinen
US4048363A (en) 1976-06-16 1977-09-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Offset laminated intumescent mounting mat
JPS584096B2 (ja) 1976-07-23 1983-01-25 東芝モノフラツクス株式会社 酸化物多結晶繊維の製造方法
US4142864A (en) 1977-05-31 1979-03-06 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Catalytic apparatus
US4220559A (en) 1978-02-14 1980-09-02 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation High temperature-stable catalyst composition
US4204907A (en) * 1978-03-29 1980-05-27 The Carborundum Company Conditioned colloidal silica post impregnant to prevent binder migration
US4332852A (en) * 1978-03-29 1982-06-01 Kennecott Corporation Conditioned colloidal silica post impregnant to prevent binder migration in the production of insulation articles comprising randomly oriented refractory fibers
US4156533A (en) * 1978-04-28 1979-05-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company High temperature gasket
US4279864A (en) 1978-12-04 1981-07-21 Nippon Soken, Inc. Monolithic catalyst converter
US4256700A (en) 1979-04-16 1981-03-17 General Motors Corporation Catalytic converter with air tube
US4239733A (en) 1979-04-16 1980-12-16 General Motors Corporation Catalytic converter having a monolith with support and seal means therefor
US4327145A (en) 1979-10-22 1982-04-27 Dainippon Inc. & Chemicals, Inc. Process for producing sheet molding compound
US4269807A (en) 1979-10-22 1981-05-26 Uop Inc. Catalytic converter mounting arrangement for reducing bypass leakage
US4305992A (en) 1979-11-28 1981-12-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Intumescent sheet material
US4277269A (en) 1979-12-19 1981-07-07 Kennecott Corporation Process for the manufacture of ceramic oxide fibers from solvent solution
US4271228A (en) * 1980-02-04 1981-06-02 Hollingsworth & Vose Company Sheet material containing exfoliated vermiculite
JPS6027770Y2 (ja) 1980-03-07 1985-08-22 日産自動車株式会社 触媒式排気後処理装置のガスシ−ル保護構造
US4559862A (en) 1980-03-24 1985-12-24 The Marlo Company Incorporated Packing material
US4425304A (en) 1981-01-20 1984-01-10 Toyo Kogyo Co., Ltd. Catalytic converter
JPS6055474B2 (ja) 1981-09-30 1985-12-05 イソライト・バブコツク耐火株式会社 セラミツクフアイバ−成形品の改良法
US4385135A (en) 1982-05-26 1983-05-24 Minnesota Mining And Manufacturing Company Intumescent sheet material containing low density fillers
US4617176A (en) 1984-09-13 1986-10-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Catalytic converter for automotive exhaust system
JPS6177654A (ja) 1984-09-20 1986-04-21 トヨタ自動車株式会社 触媒担体支持用耐熱高膨張性シ−ト状物およびその製造方法
US4748121A (en) * 1984-11-30 1988-05-31 Ppg Industries, Inc. Porous glass fibers with immobilized biochemically active material
US4863700A (en) 1985-04-16 1989-09-05 Stemcor Monolithic catalytic converter mounting arrangement
US4752515A (en) 1985-06-17 1988-06-21 Mitsubishi Chemical Industries Alumina fiber structure
JPS61291445A (ja) 1985-06-18 1986-12-22 イソライト工業株式会社 セラミツクフアイバ−ブランケツトの処理方法
FR2585071B1 (fr) 1985-07-16 1987-11-27 Peugeot Cycles Pot d'echappement pour vehicule automobile ou analogue
US4797263A (en) * 1986-03-06 1989-01-10 General Motors Corporation Monolithic catalytic converter with improved gas distribution
US5326633A (en) 1986-03-24 1994-07-05 Ensci, Inc. Coated substrates
DE3700070A1 (de) * 1987-01-02 1988-07-14 Eberspaecher J Vorrichtung fuer die katalytische reinigung von fahrzeugmotor-abgasen
US4786670A (en) 1987-01-09 1988-11-22 Lydall, Inc. Compressible non-asbestos high-temperature sheet material usable for gaskets
US4865818A (en) 1987-08-17 1989-09-12 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Catalytic converter for automotive exhaust system
US5132061A (en) 1987-09-03 1992-07-21 Armstrong World Industries, Inc. Preparing gasket compositions having expanded microspheres
US4985212A (en) * 1987-09-29 1991-01-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Support apparatus for a ceramic honeycomb element
CA1310275C (en) 1987-12-04 1992-11-17 Richard P. Merry Catalytic converter particulate filter for exhaust systems
US4929429A (en) 1988-02-11 1990-05-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Catalytic converter
US5028397A (en) 1988-02-11 1991-07-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Catalytic converter
US5242871A (en) * 1988-02-29 1993-09-07 Nippon Pillar Packing Co., Ltd. Heat-resistant expansion member
JPH0243955A (ja) 1988-08-02 1990-02-14 Ngk Insulators Ltd ハニカム構造体およびその製造法
US5008086A (en) * 1988-10-28 1991-04-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Erosion resistant mounting composite for catalytic converter
US5119551A (en) * 1989-02-06 1992-06-09 Tennessee Gas Pipeline Company Method of making a catalytic converter with one piece housing
DE3908887A1 (de) * 1989-03-17 1990-09-20 Eberspaecher J Vorrichtung zur katalytischen entgiftung oder dgl. von verbrennungsmotor-abgasen mit zwei abgas-behandlungskoerpern und einem schutzring dazwischen
US5032441A (en) 1989-05-01 1991-07-16 The Carborundum Company Intumescent conforming mounting pad
US4999168A (en) 1989-05-01 1991-03-12 The Carborundum Company Crack resistant intumescent sheet material
GB8915893D0 (en) 1989-07-11 1989-08-31 T & N Technology Ltd Intumescent sheet material
US5079280A (en) * 1989-11-15 1992-01-07 W. R. Grace & Co.-Conn. Low temperature expandable vermiculite and intumescent sheet material containing same
GB9002256D0 (en) 1990-02-01 1990-03-28 Rendel Scient Services Limited Fire protection
US5094074A (en) * 1990-02-23 1992-03-10 Nissan Motor Co., Ltd. Catalytic converter with metallic carrier and method for producing same
US5258216A (en) 1990-12-22 1993-11-02 Bayer Aktiengesellschaft Sheet-like structures capable of intumescence, their production
JPH0662932B2 (ja) 1990-12-28 1994-08-17 日本ピラー工業株式会社 耐熱膨脹性部材
GB9107466D0 (en) 1991-04-09 1991-05-22 Environmental Seals Ltd Improvements in and relating to intumescent fire seals and their method of manufacture
US5151253A (en) 1991-04-18 1992-09-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Catalytic converter having a monolith mounting of which is comprised of partially dehydrated vermiculite flakes
US5254410A (en) 1991-04-18 1993-10-19 Minnesota Mining & Manufacturing Company Partially dehydrated vermiculite flakes and method of making same
US5145811A (en) 1991-07-10 1992-09-08 The Carborundum Company Inorganic ceramic papers
US5272874A (en) * 1991-09-26 1993-12-28 Dry Systems Technologies Exhaust treatment system
US5250269A (en) 1992-05-21 1993-10-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Catalytic converter having a metallic monolith mounted by a heat-insulating mat of refractory ceramic fibers
US5389716A (en) 1992-06-26 1995-02-14 Georgia-Pacific Resins, Inc. Fire resistant cured binder for fibrous mats
US5376341A (en) 1992-07-24 1994-12-27 Corning Incorporated Catalytic converter for motorcycles
US6183852B1 (en) 1992-09-15 2001-02-06 The Boeing Company Refractory fibrous ceramic insulation and process of making same
US5384188A (en) * 1992-11-17 1995-01-24 The Carborundum Company Intumescent sheet
US5290522A (en) 1993-01-07 1994-03-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Catalytic converter mounting mat
EP0678128B1 (en) 1993-01-07 1996-09-25 Minnesota Mining And Manufacturing Company Flexible nonwoven mat
US5340643A (en) 1993-02-26 1994-08-23 W. R. Grace & Co.-Conn. Intumescent sheet material
JPH06272549A (ja) 1993-03-19 1994-09-27 Asahi Glass Co Ltd 耐熱シール材およびシール構造
US5332609A (en) * 1993-03-25 1994-07-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Intumescent mounting mat
AU6710594A (en) 1993-04-22 1994-11-08 Carborundum Company, The Mounting mat for fragile structures such as catalytic converters
US6245301B1 (en) 1993-08-20 2001-06-12 3M Innovative Properties Company Catalytic converter and diesel particulate filter
JPH0769751A (ja) 1993-08-20 1995-03-14 Minnesota Mining & Mfg Co <3M> 積層マットのエッジ保護、及び高温封止材料を有する積層マット
KR950006447A (ko) 1993-08-20 1995-03-21 테릴 켄트 쿠 알리 고온 밀봉재를 지닌 장착용 매트
CA2131247C (en) 1993-09-03 1998-07-07 Minoru Machida Ceramic honeycomb catalytic converter
JP3460740B2 (ja) * 1994-03-04 2003-10-27 ソニー株式会社 双方向放送方式及びその受信装置
JP3282362B2 (ja) 1994-04-15 2002-05-13 三菱化学株式会社 排ガス浄化装置用把持材
US5453116A (en) 1994-06-13 1995-09-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Self supporting hot gas filter assembly
US5569629A (en) 1994-08-23 1996-10-29 Unifrax Corporation High temperature stable continuous filament glass ceramic fibers
US5996228A (en) 1995-04-13 1999-12-07 Mitsubishi Chemical Corporation Monolith-holding element, process for producing the same, catalytic converter using a monolith member and process for producing the same
US5889010A (en) * 1995-05-18 1999-03-30 Pfizer Inc. Benzimidazole derivatives having dopaminergic activity
AU5804396A (en) 1995-06-30 1997-02-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Intumescent sheet material
US5686039A (en) 1995-06-30 1997-11-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Methods of making a catalytic converter or diesel particulate filter
US5523059A (en) 1995-06-30 1996-06-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Intumescent sheet material with glass fibers
US5853675A (en) 1995-06-30 1998-12-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Composite mounting system
US5736109A (en) 1995-06-30 1998-04-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Intumescent sheet material and paste with organic binder
DE29515081U1 (de) 1995-09-20 1997-01-23 Leistritz Abgastech Lagerungsmatte für einen Abgaskatalysator
AU1885097A (en) 1996-02-27 1997-09-16 Imperial Chemical Industries Plc Composite fibre products and processes for their production
US6245835B1 (en) * 1996-02-29 2001-06-12 The Dow Chemical Company Polymeric amines and reactive epoxy polymer compositions
DE59711456D1 (de) 1996-04-27 2004-05-06 Faurecia Abgastechnik Gmbh Abgaskatalysator
JP3318822B2 (ja) * 1996-05-29 2002-08-26 イビデン株式会社 排気ガス浄化用コンバーター用断熱シール材の取り付け方法とその取り付け治具
US6726884B1 (en) 1996-06-18 2004-04-27 3M Innovative Properties Company Free-standing internally insulating liner
US5882608A (en) 1996-06-18 1999-03-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Hybrid mounting system for pollution control devices
US20020025750A1 (en) 1996-07-26 2002-02-28 Imperial Chemical Industries Plc. Composite mat
DE69716535T2 (de) 1996-08-14 2003-02-27 Denso Corp Keramischer katalytischer Konverter
US5955177A (en) * 1996-09-03 1999-09-21 3M Innovative Properties Company Fire barrier mat
EP0837229B1 (en) 1996-10-15 2002-04-24 Corning Incorporated Method of making a catalytic converter for use in an internal combustion engine
US6051193A (en) 1997-02-06 2000-04-18 3M Innovative Properties Company Multilayer intumescent sheet
CN1270056C (zh) 1997-02-06 2006-08-16 美国3M公司 污染控制装置
US5856675A (en) * 1997-12-09 1999-01-05 Biosterile Technology, Inc. Method of irradiation of polymer films by an electron beam
US6923942B1 (en) * 1997-05-09 2005-08-02 3M Innovative Properties Company Compressible preform insulating liner
IL132769A0 (en) 1997-05-13 2001-03-19 Richter Robin A12o3-containing high temperature resistant glass sliver with highly textile character and products thereof
US6101714A (en) * 1997-09-08 2000-08-15 Corning Incorporated Method of making a catalytic converter for use in an internal combustion engine
GB9723111D0 (en) 1997-11-03 1998-01-07 Ici Plc Composite mat
DE19803063A1 (de) 1998-01-28 1999-07-29 Eberspaecher J Gmbh & Co Verfahren zur Halterung und Isolation von Keramikmonolithen in einer Kraftfahrzeug-Abgasanlage einschließlich hiernach gefertigte Lagerung
KR100414753B1 (ko) 1998-03-11 2004-01-13 유니프랙스 코포레이션 배기가스 처리장치 및 이러한 장치에 부서지기 쉬운 구조체를 장착하는 방법
DE19853422A1 (de) * 1998-11-19 2000-05-25 Wacker Chemie Gmbh Formkörper zur Lagerung eines Monolithen in einem Katalysator
JP4526187B2 (ja) 1998-12-08 2010-08-18 ユニフラックス ワン リミテッド ライアビリティ カンパニー 低温排出ガス処理装置用無定形非膨張性無機繊維マット
US6158120A (en) 1998-12-14 2000-12-12 General Motors Corporation Method for making a catalytic converter containing a multiple layer mat
DE19858025A1 (de) 1998-12-16 2000-06-21 Asglawo Gmbh Stoffe Zum Daemme Lagerungsmatte zur Lagerung eines für die Reinigung von Kraftfahrzeugabgasen eingesetzten Abgaskatalysators in einem metallischen Katalysatorgehäuse
JP2002532650A (ja) * 1998-12-16 2002-10-02 アスグラヴォー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング・シュトッフェ・ツム・デメン・ウント・フェアシュテルケン 排ガス触媒の支持用の支持マット
US6317976B1 (en) 1998-12-28 2001-11-20 Corning Incorporated Method of making a catalytic converter for use in an internal combustion engine
CA2371116C (en) 1999-06-08 2007-09-25 3M Innovative Properties Company High temperature mat for a pollution control device
JP2001207394A (ja) * 2000-01-24 2001-08-03 Kihoku Engineer:Kk 無機材料用バインダー、無機材料を主たる材料とする成形体及びその作製方法。
GB0004681D0 (en) 2000-02-28 2000-04-19 Saffil Limited Method of making fibre-based products and their use
US20020127154A1 (en) 2000-03-03 2002-09-12 Foster Michael R. Exhaust control device and method for manufacture thereof
US7572415B2 (en) * 2000-03-22 2009-08-11 Ibiden Co., Ltd. Catalyst converter and diesel, particulate filter system
JP2001280124A (ja) 2000-03-31 2001-10-10 Ngk Insulators Ltd セル構造体収納容器及びそのアッセンブリ
WO2001083956A1 (en) 2000-04-28 2001-11-08 3M Innovative Properties Company Thermal insulating material and pollution control device
JP2002066331A (ja) 2000-08-25 2002-03-05 Nichias Corp 触媒担体保持部材及びその製造方法並びに触媒コンバータ
JP2002129455A (ja) * 2000-10-17 2002-05-09 Ibiden Co Ltd 触媒コンバータ用保持シール材及びその製造方法、触媒コンバータ
DE10057158C1 (de) * 2000-11-16 2002-03-28 Asglawo Gmbh Stoffe Zum Daemme Lagerungsmatte für die Lagerung eines Abgaskatalysators
EP1345865B1 (en) 2000-12-28 2004-05-26 3M Innovative Properties Company Thermal insulating material and pollution control device using the same
JP2002206421A (ja) * 2001-01-11 2002-07-26 Ibiden Co Ltd 触媒コンバータ用保持シール材、セラミック繊維及びセラミック繊維の製造方法
JP4761655B2 (ja) 2001-06-22 2011-08-31 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 触媒担体保持材及び触媒コンバータ
US7261864B2 (en) * 2001-06-22 2007-08-28 3M Innovative Properties Company Catalyst carrier holding material and catalytic converter
US20030165638A1 (en) 2001-07-06 2003-09-04 Louks John W. Inorganic fiber substrates for exhaust systems and methods of making same
EP1434747B1 (en) 2001-10-09 2011-11-23 3M Innovative Properties Company Compositions containing biosoluble inorganic fibers and micaceous binders
EP1348841B1 (en) 2002-03-28 2008-04-30 Nichias Corporation Holding material for catalytic converter and method for producing the same
EP1348679B1 (en) * 2002-03-29 2006-01-18 GE Techno Co., Ltd. Holding material for catalytic converter
US7704459B2 (en) * 2002-07-31 2010-04-27 3M Innovative Properties Company Mat for mounting a pollution control element in a pollution control device for the treatment of exhaust gas
WO2004031544A2 (en) 2002-09-30 2004-04-15 Unifrax Corporation Exhaust gas treatment device and method for making the same
EP1464800A1 (en) * 2003-04-02 2004-10-06 3M Innovative Properties Company Exhaust system component having insulated double wall
US7550118B2 (en) * 2004-04-14 2009-06-23 3M Innovative Properties Company Multilayer mats for use in pollution control devices

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104066947A (zh) * 2012-01-23 2014-09-24 霓佳斯株式会社 气体处理装置用保持材料、气体处理装置及它们的制造方法
US9796634B2 (en) 2012-01-23 2017-10-24 Nichias Corporation Holding material for gas treatment device, gas treatment device, and production processes therefor
CN113926274A (zh) * 2021-11-22 2022-01-14 安徽吉曜玻璃微纤有限公司 一种固化炉在线除尘装置
CN113926274B (zh) * 2021-11-22 2023-02-21 安徽吉曜玻璃微纤有限公司 一种固化炉在线除尘装置

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Publication number Publication date
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KR20090088460A (ko) 2009-08-19
US8182752B2 (en) 2012-05-22
EP1761324B1 (en) 2018-10-17
US20060008395A1 (en) 2006-01-12
US20110123417A1 (en) 2011-05-26
CA2571297C (en) 2011-02-01
US20090162256A1 (en) 2009-06-25
US7971357B2 (en) 2011-07-05
KR20070048662A (ko) 2007-05-09
CN101098744B (zh) 2013-11-06
TWI380850B (zh) 2013-01-01

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