专利名称：安装垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及垫，诸如用于在车辆中安装陶瓷块体的垫。
背景技术：
已知通过将产物与催化剂接触来催化燃烧产物的氧化或还原。也已知通过过滤流体流(例如气体)来移除不想要的夹带颗粒物。车辆废气通常经过处理以减少排放到大气的有害气体量。车辆通常使用催化转换器(CC)，诸如紧密耦合或车身下部汽油或柴油氧化催化剂或选择性催化还原的装置。 将柴油用作燃料的车辆可装配有柴油颗粒过滤器(DPF)，以减少排放在燃烧期间生成的烟尘和其它材料的颗粒。CC和DPF两者通常均被制成陶瓷块体，燃烧产物在其从废气中被排放之前经过所述陶瓷块体。所述陶瓷块体易碎并且相对昂贵。相应地，在使用期间保护陶瓷块体免受损坏很重要。为了确保牢固固定所述块体，通常将块体包裹在安装垫中。可使用膨胀型或非膨胀材料形成这些垫。类似材料可用于其它汽车或其它隔热。所述块体位于安装为车辆排气系统的一部分的金属罐内。随着燃烧产物经过块体，它们将块体加热，引起块体膨胀。当然，罐也将加热和膨胀。显然，因为两种材料将以不同速率加热和膨胀，在所述罐与块体之间可能存在相对运动。在车辆排气系统中发现的情况中也存在明显振动，如果没有牢固固定块体，这也可能导致块体变损坏。所述安装垫期望适应不同运动和振动。非膨胀型材料可包括选自陶瓷或玻璃纤维的纤维，诸如氧化硅、硅酸硼盐、氧化铝(其可包括各种Al Si比率的高氧化铝和硅酸铝，例如以提供莫来石)、氧化锆和类似物。尽管可使用附加和/或替代加固技术，例如穿针，然而所述纤维通常以粘合剂矩阵固定，以辅助 的能力。如果存在，所述粘合剂可经过布置以从所述垫分解并蒸发，以便容许垫采用在块体和罐壁上施加压力的构造，以在使用期间将块体牢固固定在适当位置。应当了解，将需要在热循环机制各处维持固定力。另一个重要因素是所述罐与垫之间，以及垫与块体之间的摩擦系数。显然，如果摩擦系数太低，那么所述垫和/或块体可相对于所述罐滑动，这可能削弱性能且/或导致块体损坏。相应地，希望具有热稳定并且可补偿罐和块体的不同膨胀率，同时在该块体上维持最小固定压力的垫，这可吸收或限制振动效果，并且具有适当摩擦特性。还重要的是，考虑所述垫应当对流经其中的流体提供明显阻力，同时在所述块体与罐之间保持原位。这是确保流体优先(例如，排他地)流经块体，从而暴露于催化剂或过滤器所必需的。随着块体尺寸增加，块体与罐之间的间隙尺寸可增加。因此，汽车可具有例如2mm至5mm的间隙尺寸。诸如大型车辆(诸如卡车和船和/或重型或农业机器)可能需要的大型块体可要求块体与罐(块体安装在所述罐中)之间的间隙尺寸例如约为15mm至20mm或更大。通常，这意味着出于安全并成功安装块体，要求具有较高基重(例如，在3000gnT2至10000gm_2的范围内)的更大型垫。所述垫还可以具有隔热功能，这在一些情况中非常重要。因为废气通常处在高温，并且CC通常需要高温以高效地操作，所以在罐与块体之间没有足够隔绝的情况下，罐也可以到达极其高并且可能不安全的温度。当罐经过定位使得其可与例如用户和/或可燃物接触时，这是尤其重要的，例如越野车，诸如农业机器可包括在可与在过度加热时可被点燃的植物接触的罐中运载的块体。因此甚至在罐内运载的块体可能处在超过750°C的温度时，还是希望将罐的温度维持在低于这些植物原料的燃点 之下。确实，必须制造某种农业机器，使得没有外部部分可以到达超过200°C，谷物的燃点。然而，高基重垫的一个典型问题在于所述垫的厚度也赋予了刚度，这使在没有损坏垫、使垫起皱或开裂的情况下，绕块体包裹所述垫较变得困难或不可能。因此本发明还一目的是提供一种具有足够灵活性以容许高效并且有效安装的高
基重垫。
发明概要在第一方面中，本发明包括一种用于安装块体的垫，所述垫包括第一无机纤维层，其中所述垫具有在使用中期望形成气体面向边缘的前边缘、与其相对的后边缘和在所述前边缘与后边缘之间延伸的侧边缘，其中在垫的厚度方向上以锐角切割所述垫的第一侧边缘和/或所述垫的第二侧边缘处的所述第一无机纤维层。已发现在使用中当所述垫绕块体包裹时，这种角度切割防止在块体侧面形成凹槽，例如V形凹槽，从而确保气体优先流经块体，同时如果是直角切割，那么垫在其外表面伸长，也防止例如在气体面向边缘上可能发生的侵蚀增加，以防止形成这种凹槽。发明者已发现高垫基重时的角度切割尤其有利。优选地，所述垫包括第二无机纤维层，其中第一层的主表面的至少一部分接合到第二层的主表面的至少一部分。接合可通过有机或无机粘合剂、穿针等等来实现。优选地，所述垫的第一侧边缘处的第二层，和/或所述垫的第二侧边缘处的第二层与垫的厚度方向呈锐角切割。优选地，在所述垫的第一和/或第二侧边缘处的第一层的切割角度总和与垫的厚度方向呈0°与90。之间，例如从60°至80。，例如70°。优选地，在所述垫的第一和/或第二侧边缘处的第二层的切割角度总和与垫的厚度方向呈0°与90。之间，例如从60°至80。，例如70°。优选地，第一层包含氧化铝纤维或选自硅酸铝(例如，莫来石)、硅酸硼盐、氧化硅、玻璃(例如，E-玻璃、S-玻璃或ECR玻璃)、耐火陶瓷纤维(RCF)、人体可溶性纤维的一种或多种材料。在还有一个方面中，本发明提供一种用于安装块体的垫(例如，非膨胀型垫)，所述垫包括第一氧化铝纤维层和第二无机纤维层，其中第一层的主表面的至少一部分粘合到第二层的主表面的至少一部分。优选地，所述第一层包含多晶氧化铝纤维。
优选地，所述第二层包含选自的一种或多种材料的纤维，所述第二层包含氧化铝纤维或选自氧化铝、氧化硅、玻璃(例如，E-玻璃、S-玻璃或ECR玻璃)、耐火陶瓷纤维(RCF)的一种或多种材料。第一层每单位体积优选地比第二层提供更大的隔热。例如，在所述第一层包含氧化铝纤维的情况中，所述第二层不包括氧化铝纤维，从而容许比第二层更薄的第一层。因此相对较厚的第二层可比第一层占据更大比例的垫重量。因为比如说氧化硅、玻璃或RCF纤维通常可比比如说氧化铝纤维便宜，因此层压垫将比如说氧化铝纤维优越的隔绝性质与其它无机纤维的相对低成本结合。优选地，第一层期望提供所述垫的块体面向层。邻近块体使用氧化铝纤维层提供了出色的隔热性质，这在提供氧化硅纤维第二层之处是尤其希望的，因为氧化铝纤维层保护氧化硅纤维层免于过热。优选地，所述第一层和/或第二层包含无纺纤维。优选地，所述第一层和/或第二层包含具有在3 μ m与15 μ m之间，比如说在4 μ m与ΙΟμ 之间，例如在5μπ 与7μπ 之间的平均直径的纤维。在一些实施方案中，第二层中纤维的平均直径大于第一层中纤维的平均直径。在额外实施方案中，所述垫包括例如额外第三和选用第四层无机纤维。优选地，额外层中纤维的平均直径可相同于或大于第一和第二层的一个或两个中的纤维的平均直径。优选地，所述垫具有500gnT2至15000gnT2的基重，例如IOOOgnT2至6000gnT2,例如在 3500gnT2 与 5500gnT2 之间，比如说 5000gnT2。优选地,所述垫具有3000gnT2至lOOOOgnT2的基重,例如4000gnT2至8000gnT2,例如在 5000gnT2 与 6000gnT2 之间，比如说 5500gnT2。所述第一和第二层可具有相同或不同基重。优选地，所述第一层具有约IOOgnT2至5000gm_2的基重,并且所述第二层具有约IOOgnT2至7000gm_2的基重,例如所述第一层可具有约IOOOgnT2至3000gnT2的基重,并且所述第二层可具有约2000gnT2至7000gnT2的基重，
其中第一层的基重可与第二层的基重相同或不同。优选地，所述第一和第二层通过固定构件固定在一起。更优选地，所述固定构件从垫的前边缘延伸到垫的后边缘。有利地，提供从垫的前边缘延伸到后边缘的固定构件确保当垫绕块体包裹，并且填料到罐中时，所述垫经历最低水平的起皱或屈曲。优选地，所述固定构件包括粘合剂。在一些实施方案中，所述粘合剂可包括无机溶胶，例如氧化硅或氧化铝溶胶。在一些实施方案中，所述粘合剂包括粘合剂料片，例如具有在110°C至130°C范围内的熔点且基于聚酯的热塑性料片。、在一些实施方案中，所述粘合剂包括聚乙酸乙烯酯(PVA)。在一些实施方案中,所述粘合剂包括淀粉。或者或另外，所述粘合剂包括可聚合材料，例如热聚合材料，诸如丙烯酸酯和可交联丙烯酸酯和糖类。可聚合材料指的是可与自身或不同核素形成化学键或化学链的材料。在一些实施方案中，所述粘合剂包括压敏粘合剂。优选地，所述粘合剂布置在所述第一与第二层的主表面之间的多个区域中。
所述粘合剂优选地具有在25cm2面积上为至少4N的剪切强度，优选地为至少8N，例如在8N与30N之间，以便在使用中提供固定两者所必需的力。另外或或者，所述第 一和第二层通过穿针接合。优选地，所述层的主表面之间的界面小于所述主表面的一个或两个，例如，第一层和第二层相对于彼此偏移。优选地，第二层的主表面面积的至少一个至少等于或优选地大于第一层的主表面面积。优选地，第二层的宽度大于第一层的宽度。优选地，所述两层静止、不连续地彼此接触，例如，使得第二层附接到第一层，使得垫形成弓形。在一些这种实施方案中，第一层被分成多块，例如两块。以两块提供第一层容许在安装之前以平坦条件存储所述垫，并且接着组装成弓形。优选地，第一层的所述块包括用于容纳邻近块的对应突出部分的凹陷部分，或用于容纳在邻近块的对应凹陷部分中的突出部分。或者，第一层在一个侧边缘处附接到第二层，另一侧边缘未附接。优选地，垫包括附接构件，以将第一层在另一侧边缘处附接到第二层，例如在安装之前建立弓形垫。优选地，所述附接构件包括在第一和/或第二层上的胶粘带的部分或粘合剂的区域，比如说用可拆卸调整片或隔离衬垫覆盖。优选地，垫的第一侧边缘包括凹陷部分，以当垫在使用中包围块体时容纳垫的第二侧边缘处的对应突出部分。优选地，在垫的厚度方向上以锐角切割垫的所述第一侧边缘或一个第一侧边缘的第一和/或第二层，和/或在垫的所述第二侧边缘或一个第二侧边缘的第一和/或第二层，例如以赋予垫和/或每一层梯形横截面。优选地，在垫的第一和/或第二侧边缘处的第一层的切割角度总和与垫的厚度方向呈0°与90°之间，例如从60°至80°，例如70°。优选地，在垫的第一和/或第二侧边缘处的第二层的切割角度总和与垫的厚度方向呈60°至80°之间，例如70°。优选地，垫期望的前和/或后边缘(例如，垫的第一和/或第二层期望的前和/或后边缘)经过成型，例如倾斜切割，使得垫的前边缘的至少一部分有效地从垫突出和/或垫的后边缘的至少一部分有效地从垫收回。优选地，垫期望的前和/或后边缘(例如，垫的第一和/或第二层期望的前和/或后边缘)经过倾斜切割以提供大体上梯形，例如，菱形的横截面。垫可通过铣削、规划、切割、切片、锯切等等成型。另外或或者，所述垫可以是阶梯式的，其中第一或第二层中的一个(例如，期望的外层)比另一个更长，以在垫期望的前边缘提供所述第一或第二层的突出部分，和/或第一和第二层以期望轴向方向相对于彼此偏移。优选地，第一层包含小于约15W/W%，比如说10W/W%的有机组分。例如，第二层可包括小于约 Sw/w^jw/w^jw/w^^Sw/w^idw/w^i或 3w/w%,例如小于约 2. 5w/w% 的有机组分。优选地,第二层包含小于约15w/w%,比如说10w/w%的有机组分。例如,第二层可包括小于约 8w/w%、7w/w%、6w/w%、5、w/w%、4w/w%或 3w/w%,例如小于约 2. 5w/w% 的有机组分。在一些实施方案中，例如在穿针的第二层处，第二层包含小于lw/w%，例如小于O. lw/w%的有机组分，或确实没有有机含量。优选地，第一层与第二层的厚度比是1-10 10-1。更优选地，第一层与第二层的厚度比是1-5 1-10，例如I : 1-10或I : 2-5。这些比率提供了包裹能力、隔绝、固定压力与成本之间的有利平衡。优选地，第一或第二层包括多个区段。优选地，所述区段被互锁且/或个别地附接
到第一或第二层的另一个。在一些实施方案中，固定构件包括至少部分绕着垫包裹的麻布，例如木质纤维麻布或无纺聚丙烯麻布。在本发明的另一方面中提供一种用于安装块体的垫，所述垫包括具有相对高每单 位体积热导率的第一纤维层，和具有相对低每单位体积热导率的第二纤维层，其中第一层的主表面的至少一部分粘合到第二层的主表面的至少一部分，且其中第一层期望提供面向块体的层。在另一方面中，本发明提供一种用于安装块体的垫，例如高基重垫，其中在垫的厚度方向上以锐角切割垫的第一侧边缘和/或相对于所述第一侧边缘的垫的第二侧边缘，例如以赋予垫和/或每一层梯形横截面。优选地，垫的第一和/或第二侧边缘的切割角度总和与垫的厚度方向呈60°至80。，例如 70°。在还有一个方面中，本发明提供一种用于制造安装块体的垫的方法，所述方法包括提供第一层无纺纤维，将粘合剂施覆到第一层的第一主表面的至少部分，并且将无纺纤维的第二层的主表面的至少部分固定到所述粘合剂，其中第一层包含氧化铝纤维，并且第二层包含氧化硅纤维或氧化铝纤维。优选地，粘合剂包括有机粘合剂，例如PVA溶液，更优选地为PVA水溶液。更优选地，所述粘合剂包括O. 01w/w%至99. 99w/w%的PVA水溶液,例如O. 05w/w%至50w/w%的PVA溶液。更优选地，粘合剂包括1 / %至30 / %的？￥八水溶液。在一些实施方案中，通过将PVA溶解在水中来制造PVA溶液。或者，粘合剂可包括淀粉，例如呈墙纸浆糊的形式。另外或或者，粘合剂可包括其它可聚合材料，例如热聚合材料，诸如丙烯酸酯和可交联丙烯酸酯和糖类。另外或或者，粘合剂可包括压敏粘合剂。优选地，粘合剂以至少一个点的矩阵布置施覆到第一层的主表面，例如4至50点的矩阵，例如16点的矩阵。优选地，将O. Olml至5ml粘合剂施覆到每个点上。更优选地，将O. 02ml至2ml，例如O. 04ml施覆到矩阵的每个点上。或者，粘合剂大体上均匀地施覆在第一层的主表面的一部分上(例如，两个、三个、四个或更多部分)。粘合剂可例如通过印刷、浸溃、喷涂、涂刷或其它方式施覆到第一层的主表面。优选地，粘合剂具有Brookfield粘度计在25°C时测量的介于IcP与IOOOOcP之间的粘度。粘合剂的粘度防止了粘合剂从层的主表面芯吸，从而在第一与第二层之间提供更有效接合。
在替代实施方案中，粘合剂包括热塑性料片。优选地，粘合剂施覆到第一层的第一主表面的多个区域，例如彼此隔开的多个区域。优选地，粘合剂施覆到邻近所述层的第一侧边缘的区域、邻近所述层的第二侧边缘的区域和在所述层的中间部分的区域。在一些实施方案中，例如在粘合剂包括胶粘带时，垫可在高温下固化，例如在80°C至180°C，例如在110°C与140°C之间。优选地，固化是在压力下(例如在热压下)以小于或等于O. 8GBD(例如小于O. 5,0. 4,0. 3或O. 2GBD)固定所述垫。优选地，将所述垫固化约I分钟至30分钟。更优选地，将所述垫固化约2分钟至10分钟，例如4分钟至8分钟。在一些实施方案中，固化所述垫，同时以所需形状固定，例如就似绕块体包裹，以产生大体上是所述形状且优选为灵活的成品垫。
在还有一个方面中，本发明提供一种包括至少两个(例如3至10个)段部分的高基重垫，其中当绕块体圆周布置时，所述段部分经过模压以形成管状(例如圆柱或椭圆)圆柱垫。优选地，垫包括3个、4个、5个或6个段部分。部分可经过成型以便提供过盈配合，例如，前面部分经过成型以与后续部分匹配。优选地，通过使用包含2w/w%至60w/w%,例如25w/w%至60w/w%,例如25w/w%至53w/w%的无机粘合剂的粘合剂组合物而模压所述垫，例如溶胶，诸如氧化硅或氧化铝溶胶。在所述垫中以例如超过4w/w%的浓度包括作为粘合剂的无机溶胶，即使长时间存储后也对所述垫提供极好的保形质量。优选地，垫包含具有超过-20 V，例如在-20 V与60°C之间，例如在-10°C与25°C之间的Tg的有机粘合剂，例如乳胶粘合剂。优选地，每个所述段包括在第一侧边缘处的突出部分和在相对侧边缘处的凹陷部分，随着垫在使用中包围块体，所述凹陷部分用于容纳邻近段的对应突出部分。优选地，基于纤维总重，所述垫包含至多40%，例如20%的氧化硅纤维。优选地，氧化硅纤维包含至少7(^/^%的氧化硅，例如8(^/^%至99. 9￥/^%的氧化硅，例如96%的
氧化硅。还设想这种模压的垫可生产为单块，例如圆柱部分，以在安装时在块体上滑动。在本发明的还一方面中，提供一种用于安装块体的垫，其中垫期望的前和/或后边缘(例如，垫的第一和/或第二层期望的前和/或后边缘)经过成型例如倾斜切割，使得垫的前边缘的至少一部分有效地从垫突出和/或垫的后边缘的至少一部分有效地从垫收回。在本说明书中，参考氧化铝纤维包括具有按重量不大于5 %的氧化硅含量，也就是按重量不小于95%的氧化铝含量且基于氧化铝/氧化硅的结晶短纤维，以及按重量含有70%至95%的氧化铝，并且剩余部分由氧化硅组成的其它常用氧化铝纤维，诸如按重量含有72%的氧化铝的莫来石纤维。附图简述现在将参考附图更详细描述本发明的实施方案。图I示出了根据本发明的垫的不同视图。
图2示出了现有技术的绕块体包裹的垫。图3示出了根据本发明的垫。图4示出了根据本发明的垫。图5示出了根据本发明的垫。图6示出了根据本发明的垫。图7示出了根据本发明的垫。图8示出了本发明的实施方案的压力性能数据图。图9示出了本发明的实施方案的压力性能数据图。
图10示出了本发明的实施方案的压力性能数据图。
具体实施例方式图I中示出了内垫10。垫10具有前边缘10A、后边缘IOB和侧边缘10C、10D，并且包括借助粘合剂16固定到外层14的内层12。所述垫10在使用中期望绕块体30包裹，使得前边缘IOA与块体30的前导边缘对准。在使用中期望定位成邻近罐的内层12包括穿针的无纺氧化硅纤维垫。在使用中期望定位成邻近块体的外层14由无纺氧化铝纤维组成，并且包括有机粘合剂，例如乳胶粘合剂，其帮助在操作期间维持外层的结构完整性。垫10的总有机含量(包括粘合剂)约为
2.2w/w%。内层12的厚度Ts约为外层14的厚度Ta的三倍。粘合剂16包括诸如可借助水溶液施覆的PVA粘合剂。粘合剂16在内层12与外层14之间的界面24处以规则或随机阵列布置，或以点阵列布置。第一阵列16a定位成朝向所述垫的第一侧边缘10C，第二阵列16b定位在沿着所述垫的近似中路的部分22中，并且第三阵列16c定位成朝向所述垫的第二侧边缘10D。确保绕块体30的有效且牢固的配合后，内层和外层12、14相对于彼此偏移。内层12被固定在外层14顶上，使得内层12沿着垫的前边缘IOA和后边缘IOB直接覆盖外层14并与其对准，但在宽度方向上交错，在使用中，期望所述宽度方向为块体30的圆周。当垫绕块体39包裹时，在垫10的第一侧边缘IOC将槽口 26切入所述垫10中，以容纳定位在垫10的第二侧边缘IOD的对应舌状物28，从而在装罐前帮助将垫10固定在适当位置。舌状物28的末端32、槽口 26的内边缘34以及内层和外层12、14的第一侧IOC和第二侧IOD被倾斜切割，使得内层12和外层14的宽度在罐面向的外表面比其块体面向的内表面更大，从而每个内层12和外层14具有梯形横截面。这些倾斜切口容许垫10有效地绕块体30包裹并且固定在适当位置，而不会沿着块体30的主轴上留下直边垫特有的V形孔隙31(见图2)。通常，外层每个侧边缘的倾斜角\和％的和为约70°，并且在内层每个侧边缘的倾斜角91和02的和为约35°。当然，假设所述倾斜角为约70°，那么倾斜切割所述垫的仅一侧是可能的。 在确保将垫10绕块体30有效包裹的另一特征中，内层12的平均宽度大于外层14的平均宽度，内层的块体面向表面38在宽度上大体上等于外层14的罐面向表面40。两层12、14在宽度上的差异(尤其当组合垫10的侧边缘处的倾斜切割时)确保在使用中所述垫完全包围块体30，提供有效固定压力，并防止气体流动，而不是使气体经过块体30本身。图IB示出了垫10的第二侧边缘IOB的视图。内层12的前边缘IOA和后边缘IOB也被倾斜切割，使得内层具有大体上菱形的横截面，内层12的倾斜切割边缘10AU0B每个均与垫的厚度方向形成角度β。这种布置确保当垫10在方向 A(相对于静止的罐)上将块体硬填料到类似(或甚至更小)直径的罐中装罐时，前导边缘通过所述罐的内壁上的摩擦力，内层12被拉伸成对准并且大体上为矩形形状，其中所述垫10的前边缘IOA充当前导边缘。这继而确保在使用中所述垫10绕块体大体上有均匀的密度。当然，这种特征可应用在任何垫上，无论是层压垫或单层垫。此外，层压垫可使其一层、一些或所有层以此方式倾斜切割。虽然在这个实施方案中提供倾斜切割使得所述垫具有大体上菱形的横截面，但是切口可为不同形状(例如，阶梯式、抛物线或另外的弯曲)，假设所述垫10的前边缘IOA在其期望的外面有效地从垫突出，并且所述垫的后边缘IOB在其期望的外面有效地收回(例如,大体上以相同量)。这种特征可另外或或者通过使用比外层14更长(在期望的轴向方向，即，在其各自前边缘IOA与后边缘IOB之间)的内层12来提供，以在前边缘IOA提供内层12的突出部分，和/或将所述层12、14偏移，以在前边缘IOA提供内层12的突出部分，并在后边缘IOB提供外层14的突出部分。优选地通过将粘合剂16应用到内层12或外层14的表面、将外层14或内层12适当地置于其上，如上文所描述般对准来制造所述垫10。接着将所组合的内层和外层12、14置于热压下，并在180°C以O. 2GBD固定(使得界面24的温度不容许超过140°C ) I至20分钟。当垫以特定布置固定，例如圆柱般滚动成似绕块体包裹时，通过固化粘合剂，所述垫可在固化之后大体上保持这种形状，如图6中所示出。粘合剂可为具有介于IcP与IOOOOcP之间的粘度(如在设为30rpm的Brookf ieldDV-II流变仪上所测量)的O. 01 / %至50 / %的？￥八水溶液，其可以是现成溶液，或通过将热塑性塑料PVA纤维溶解在热水中而制得。所述溶液施覆在内层12的表面上，或者第一阵列16a中的外层14定位成朝向所述垫的第一侧18,第二阵列16B定位在沿着所述垫约中路的部分22中，并且第三阵列16c定位成朝向所述垫的第二侧20。当内层12包括氧化硅纤维时，更浓的PVA溶液(例如10界/￥%至50w/w% )是优选的。然而在替代实施方案中，诸如外层包含氧化铝或氧化铝氧化硅纤维，较低浓度的PVA溶液(例如O. 01w/w%M 10w/w% )可以是优选的。如所属领域技术人员将理解，许多其它粘合剂可提供用于将内层12固定到外层14的适当构件。这些粘合剂可包括淀粉(例如，淀粉墙纸浆糊)、热塑性料片，诸如Bostik(RTM) 30GSM (可从Bostik Limited购得)和压敏型粘合剂。这种热塑性料片可例如由内层12与外层14之间的线连续馈送，例如通过视需要加热的轧辊组。可接着例如通过视需要加热的额外轧辊组而将内层12和外层14按压到层压板中。当绕块体30装配所述垫10时，将块体30置于外层14上，并且垫10缠绕块体30，通过将舌状物28装配到槽口 26中而固定。视需要，一些胶粘带或额外的液体粘合剂可用于将所述垫10的第一侧18与所述垫10的第二侧20进一步固定在一起。在垫10中包裹的块体30可接着通过已知填料方法装罐，装载到翻盖式罐中，或通过所属领域技术人员已知的任何其它方法。在填料期间进一步的耐伸缩性可例如通过用麻布包裹所述垫10、200本身来提供，例如在使用中蒸发的木质纤维或聚丙烯麻布。图4中示出了本发明还一实施方案。垫400包括内层402 (其包括氧化铝纤维)和从氧化硅纤维形成的外层404，并包括多个离散区段406、其侧边缘406a、406b经过成型而彼此互锁。外层404的每个区段406被胶粘到内层402。如上文所描述，外部氧化硅纤维层404比内部氧化铝纤维层402更长，促成当绕块体包裹时的有效装配。此外，可提供如上文 所描述的舌状物和槽口区段和倾斜切割边缘。在多个区段406中提供外层404容许改进垫400的灵活性，同时每个区段406个别地胶粘到内层402，从而也减小了伸缩的可能性。如所属领域技术人员将理解，可通过对垫的罐面向表面提供单块氧化铝或氧化硅纤维层，并对所述垫的块体面向表面提供多区段氧化铝纤维层来实现相同效果。图5a中示出了本发明的另一实施方案。垫300是由内部氧化铝纤维层302和外部氧化硅纤维层304组成。所述外层304比所述内层长所述垫总厚度的约2 Π倍的长度。内层302和外层304的界接表面306、308在所述层的侧边缘302a、302b、304a、304b的区域中彼此胶粘，使得这些侧边缘302a、302b、304a、304b直接彼此覆盖。这种胶粘布置导致垫300呈弓形，提供了绕块体更容易的包裹。随着所述垫300绕块体包裹，在内层302与外层304之间的间隙310变窄，提供了绕块体的紧密配合。所述垫的弧形以其未经包裹的形式赋予良好的灵活性，这至少部分是因为所述两层302、304无法如其在直接界面接触时所做般彼此支撑(并因此变硬)。为了容许高效存储这种垫300，当内层302和外层304在所述侧边缘302a、302b、304a、304b的中仅一处固定在一起时，可将垫提供给用户，并且可用固定构件，诸如胶粘带的一部分以将所述垫300的其它侧边缘302a、302b、304a、304b固定在一起。或者，可以两个部分306a、306b提供内层302，所述两个部分可通过接合第一部分306a的突出部分308a与第二部分306b上的对应凹陷部分308b而固定在一起。在图5b中示出的这个实施方案的变体中，内层302和外层304也在垫300的中间区域312中彼此胶粘。这造成了所述垫的双重弓形，并且当所述垫通过填料装罐时提供想要的灵活性和减少伸缩两者。在还有一个实施方案中，通过将相同、不同或基重逐渐变轻的连续层氧化铝纤维垫胶粘在一起而提供层压垫。例如，第一垫可包括一层2600gnT2的氧化铝纤维材料和相同材料的第二层。或者，第二垫可包括一层3000gm_2的氧化铝纤维材料和第二层2200gm_2的氧化铝纤维材料。亦或者，垫可包括2700gnT2氧化铝纤维材料的内层，1250gnT2氧化铝纤维材料的外层和1250gnT2氧化铝纤维材料的第三层。氧化铝纤维层可相对容易地胶粘在一起意味着可在所述层之间提供较强粘合，且因此所述垫在装罐期间耐伸缩。在另一实施方案中，如图7和图7a中所示出，提供高基重(例如，约4500gm_2至5000gnT2)的垫100，其包括例如三个或五个垫段102。所述垫段102包括经过模压并成型成具有弧形横截面的刚硬或半刚硬形式的无纺氧化铝纤维。所述段成型成每个均包括可在其侧边缘108a、108b处互相接合的舌状物104和槽口(106)。此外，侧边缘每个均经过成型以界定与完成垫的厚度方向(即，径向方向)呈35°的角度。当所述段102被带到一起时,形成圆柱垫100。通过将氧化铝纤维与浆和有机粘合剂(例如，乳胶)和至多60w/w%的氧化铝溶胶制浆而形成所述段102。有机粘合剂视需要具有较高Tg，例如介于-20°C与60°C之间。将浆液添加到模具，所述模具经过尺寸化以提供具有大体上等于块体30的直径的内径以及块体30圆周的五分之一的圆周部分的圆柱段。在压缩和真空下移除过多的液体，通过在压 缩下视需要加热而容许干燥所述段102。出于容易并且高效存储和运输的目的，可堆叠成品段。在将块体30装载到罐中时，段102可绕块体30的外部布置，从而包围块体30，以提供完整的圆柱垫100，舌状物104每个均接合邻近段102的槽口 106。如果有必要，所述段102可通过一些胶粘带，或通过与金属、塑料或纺织纽带(例如，绳)系在一起而固定在适当位置。接着通过填料或通过翻盖布置，如所属领域技术人员所理解，可将块体30和垫100装载到罐中。因为所述垫不包括层压材料，其不易遭受填料问题，诸如垫的伸缩。测试热导率测试为测试垫的隔绝性质，在800°C时提供直接控制的压板。垫的外层14抵靠热压板放置，并且未加热的冷压板抵靠垫的内层12放置。将垫压缩到O. 4纤维间隙块体密度(FGBD)。在所述垫10的内层12和外层14的界面处以及内层12和未加热压板的界面处测
量温度。层状剪切测试为了测试层状剪切强度，将垫装载到装置中，所述装置包括固定支撑件、可移动支撑件和用于测量由所述可移动支撑件施加的张力的构件。内层12在所述垫10的第二侧20附接到静止支撑件，并且外层14在所述垫10的第一侧18附接到可移动支撑件。致动可移动支撑件以提供拉离所述静止支撑件的增加且可测量的力。无论是粘合剂或所述层的一个或两个或其它原因引起的失效，记录在其下使所述垫10的层状结构失效的力。压力性能(PP)测试将垫燃烧到至多800°C，以移除任何残留的有机物质和有机粘合剂。接着所述垫在间隔件中在FGBD为O. 3gcm_3或O. 4gcm_3的压缩与4%、6%、8%或10%的相对间隙膨胀(RGE)之间循环2500次。接着在第2500次循环时以4%、6%、8%或10%的RGE测量固定压力。在PP测试的环境温度版本中，间隔件包括保持在环境温度下的一对板。在热/环境版本的PP测试中，间隔件的一个板保持在环境温度下，另一板保持在800°C下，所述垫的氧化铝纤维层邻近热板。
保形测试当垫段被模压成弧形形状时通过测量弧形独立段的半径而测试其刚度。实施例I通过将具有约IOOOgnT2基重的氧化招纤维垫与具有约4000gm_2平均基重和约25mm平均厚度且经过穿针的氧化硅纤维垫接合来制造如上文所描述的层压垫(例如，可从Ssffil Automotive Limited, UK 购得的 SAFFIL(RTM)E200 氧化招纤维垫)。所述垫经受热导率测试，使氧化铝氧化硅层邻近热压板。氧化铝氧化硅层与氧化硅层的界面处的温度是605°C。氧化硅层与未加热的压板的界面处的温度是160°C，远低于200。。。下列实施例证实了不同粘合剂机制的效率。使用所描述的粘合剂如 上文实施例I中所描述般制造实施例2、3和4的垫。每个垫经受张力强度测试。实施例2: 将25w/w%的PVA水溶液用作粘合剂，并且以16个点的矩阵以O. 04ml每点施覆到氧化铝氧化硅层。接着添加氧化硅纤维层以建立层压垫，其接着在180°C的热压下按压约6至8分钟，直到以O. 2GBD时所述层之间界面处的温度到达140°C。所得的固化层压垫是可操作的，并且可用块体通过填料和翻盖类型的方法装载到罐中。发现仅当所施加的张力超过30N时，所述垫会在氧化硅纤维层中撕裂。实施例3:通过将热塑性塑料PVA薄片溶解在水中而制造的lw/w%的PVA水溶液用作粘合齐U，并且以16个点的矩阵以O. 04ml每点施覆到氧化铝氧化硅层。接着添加氧化硅纤维层以建立层压垫，其接着在180°C的热压下按压约6至8分钟，直到以O. 2GBD时所述层之间界面处的温度到达140°C。所得的固化层压垫是可操作的，并且可用块体通过填料和翻盖类型的方法装载到罐中。发现仅当所施加的张力超过30N时，所述垫会在氧化硅纤维层中撕裂。实施例4:将单层BOSTIK (RTM) 30gsm粘合剂料片置于氧化铝氧化硅与氧化硅纤维层之间作为粘合剂。接着将层压板置于180°C的热压下约4分钟，直到以O. 2GBD时所述层之间的界面处的温度到达140°C。所得的固化层压垫是可操作的，并且可用块体通过填料和翻盖类型的方法装载到罐中。发现当张力超过30N时，所述垫不会撕裂。这似乎是因为固化粘合剂随垫伸长。实施例5至11根据压力性能测试来测试根据实施例I制造的垫，得到下列结果
实施例~ FGBD (gem-3)% RGE~ 25OO次循环固定压力(KPa)~
~0Γ44127.8(热 / 环境)
6574857.2(热 / 环境)
权利要求
1.一种用于安装块体的垫，所述垫包括第一无机纤维层，其中所述垫具有在使用中期望形成气体面向边缘的前边缘、与其相对的后边缘和在所述前边缘与后边缘之间延伸的侧边缘，其中在所述垫的厚度方向上以锐角切割所述垫的第一侧边缘处，和/或所述垫的第二侧边缘处的所述第一无机纤维层。
2.根据权利要求I所述的垫，其包括第二无机纤维层，其中所述第一层的主表面的至少一部分粘合到所述第二层的主表面的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的垫，其中在所述垫的厚度方向上以锐角切割所述垫的所述第一侧边缘处的所述第二层，和/或在所述垫的所述第二侧边缘处的所述第二层。
4.根据前述权利要求中任一项所述的垫，其中在所述垫的第一和/或第二侧边缘处的所述第一层的切割角度总和与所述垫的厚度方向呈0°与90°之间，例如从60°至80°，例如70°。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的垫，其中所述垫的第一和/或第二侧边缘处的所述第二层的切割角度总和与所述垫的厚度方向呈60°至80°，例如70°。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的垫，其中所述第一层包含氧化铝纤维或选自硅酸铝(例如，莫来石)、硅酸硼盐、氧化硅、玻璃(例如，E-玻璃、S-玻璃或ECR玻璃)、耐火陶瓷纤维(RCF)、人体可溶性纤维的一种或多种材料。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的垫，其中所述第二层包含氧化铝纤维或选自氧化铝、氧化硅、玻璃(例如，E-玻璃、S-玻璃或ECR玻璃)、耐火陶瓷纤维(RCF)的一种或多种材料。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的垫，其中所述第二层包含选自氧化硅、玻璃(例如，E-玻璃、S-玻璃或ECR玻璃)、耐火陶瓷纤维(RCF)的一种或多种材料的纤维。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的垫，其中所述第一纤维层每单位体积比所述第二纤维层提供更大的隔热。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的垫，其中所述第一层期望提供所述垫的块体面向层。
11.根据前述权利要求中任一项所述的垫，其中所述第一层和/或所述第二层或第二层包含无纺纤维。
12.根据前述权利要求中任一项所述的垫，其中所述第一层和/或所述第二层或第二层包含具有在3 ii m与15 ii m之间，比如说在4 y m与10 y m之间，例如在5iim与7iim之间的平均直径的纤维。
13.根据权利要求2至12中任一项所述的垫，其中在所述第二层中的纤维的平均直径大于在所述第一层中的纤维的平均直径。
14.根据权利要求2至13中任一项所述的垫，其进一步包括第三无机纤维层和任选的第四无机纤维层。
15.根据前述权利要求中任一项所述的垫，其具有3000gm_2至10000gm_2的基重，例如4000gm 2 至 8000gm 2，例如在 5000gm 2 与 6000gm 2 之间，比如说 5500gm 2。
16.根据权利要求2至12中任一项所述的垫，其中所述第一层具有约IOOOgnT2至5000gm_2的基重,并且所述第二层具有约IOOOgnT2至7000gm_2的基重,例如所述第一层可具有约IOOOgnT2至3000gnT2的基重,并且所述第二层可具有约2000gnT2至7000gnT2的基重，其中所述第一层的基重可与所述第二层的基重相同或不同。
17.根据权利要求2至16中任一项所述的垫，其中所述第一和第二层是通过固定构件彼此固定。
18.根据权利要求17所述的垫，其中所述固定构件从所述垫的所述前边缘延伸到所述后边缘。
19.根据权利要求17或18所述的垫，其中所述固定构件包括粘合剂，例如有机粘合剂。
20.根据权利要求19所述的垫，其中所述粘合剂包括粘合剂料片，例如熔点在110°C至130°C范围内的基于聚酯的热塑性料片。
21.根据权利要求19所述的垫，其中所述粘合剂包括聚乙酸乙烯酯(PVA)。
22.根据权利要求19所述的垫，其中所述粘合剂包括淀粉和/或可聚合材料，例如热聚合材料，诸如丙烯酸酯和可交联丙烯酸酯和糖类。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的垫，其中所述粘合剂包括压敏粘合剂。
24.根据权利要求19至23中任一项所述的垫，其中所述粘合剂布置在所述第一与第二层的主表面之间的多个区域中。
25.根据权利要求19至24中任一项所述的垫，其中所述粘合剂具有在25cm2面积上为至少4N的剪切强度，优选地为至少SN，例如在SN与30N之间，以便容许所述垫可操作。
26.根据权利要求2至25中任一项所述的垫，其中所述第一和第二层是通过穿针而彼此固定。
27.根据权利要求2至26中任一项所述的垫，其中在所述层的主表面之间的界面小于所述主表面的一个或两个，例如，第一层和所述第二层相对于彼此例如在装罐方向和/或包裹方向上偏移。
28.根据权利要求2至27中任一项所述的垫，其中所述第二层的所述主表面面积的至少一个至少等于或优选地大于所述第一层的主表面面积。
29.根据权利要求2至28中任一项所述的垫，其中所述第二层的宽度大于所述第一层的宽度。
30.根据权利要求29所述的垫，其中所述第一层和所述第二层静止、不连续地接触，例如，所述第二层附接到所述第一层，使得所述垫形成弓形。
31.根据权利要求29所述的垫，其中所述第一层被分成多块，例如两块。
32.根据权利要求31所述的垫，其中所述第一层的所述块包括用于容纳邻近块的对应突出部分的凹陷部分，或用于容纳在邻近块的对应凹陷部分中的突出部分。
33.根据权利要求29所述的垫，其中所述第一层在一个侧边缘处附接到所述第二层，另一侧边缘未附接。
34.根据权利要求33所述的垫，其中所述垫包括附接构件，以将所述第一层在另一侧边缘处附接到所述第二层，例如在安装之前建立弓形垫。
35.根据权利要求34所述的垫，其中所述附接构件包括在所述第一和/或第二层上的胶粘带的部分或粘合剂的区域，优选地用可拆卸调整片或隔离衬垫覆盖。
36.根据前述权利要求中任一项所述的垫，其中所述垫的第一侧边缘包括凹陷部分，以当所述垫在使用中包围块体时容纳所述垫的第二侧边缘处的对应突出部分。
37.根据前述权利要求中任一项所述的垫，其中所述垫期望的前和/或后边缘(例如，所述垫的所述第一和/或第二层期望的前和/或后边缘(如果存在))经过成型例如倾斜切割，使得所述垫的前边缘的至少一部分有效地从所述垫突出和/或所述垫的后边缘的至少一部分有效地从所述垫收回。
38.根据权利要求37所述的垫，其中所述垫期望的前和/或后边缘(例如，所述垫的所述第一和/或第二层期望的前和/或后边缘(如果存在))经过倾斜切割以提供大体上梯形的横截面。
39.根据权利要求2至38中任一项所述的垫，其中所述垫是阶梯式的，使得所述第一或第二层中的一个，例如，期望的外层比另一个更长，以在所述垫期望的前边缘提供所述第一或第二层的突出部分，和/或所述第一和第二层以期望轴向方向相对于彼此偏移。
40.根据前述权利要求中任一项所述的垫，其中所述第一层包含小于约15w/w%，比如说IOw/w %的有机组分。
41.根据权利要求2至40中任一项所述的垫，其中所述第二层包含小于约15 / %，t匕如说10w/w%的有机组分。
42.根据权利要求2至41中任一项所述的垫，其中所述第二层用针加固。
43.根据权利要求2至42中任一项所述的垫，其中所述第一层与所述第二层的厚度比是 1-10 10-1。
44.根据权利要求43所述的垫，其中所述第一层与所述第二层的厚度比是.1-5 1-10，例如 I 1-10 或 I 2-5。
45.根据权利要求2至44中任一项所述的垫，其中所述第一或所述第二层包括多个区段，优选地使得所述区段被互锁和/或个别地附接到所述第一或第二层中的另一个。
46.根据前述权利要求中任一项所述的垫，其包裹在麻布中，例如木质纤维麻布或无纺聚丙烯麻布。
47.一种用于安装块体的垫，所述垫具有在使用中期望形成气体面向边缘的前边缘，与其相对的后面和在所述前边缘与后边缘之间延伸的侧边缘，其中在所述垫的厚度方向上以锐角切割所述垫的第一侧边缘和/或相对于所述第一侧边缘的所述垫的第二侧边缘，例如以赋予所述垫和/或每一层梯形横截面。
48.根据权利要求47所述的垫，其中在所述垫的所述第一和/或第二侧边缘处的所述切割角度总和与所述垫的厚度方向呈60°至80°，例如70°。
49.一种用于制造安装块体的垫的方法，所述方法包括提供第一层无纺纤维，将粘合剂施覆到所述第一层的第一主面的至少部分，并且将无纺纤维的第二层的主面的至少部分固定到所述粘合剂，其中所述第一层包含氧化铝纤维，并且所述第二层包含氧化硅纤维或氧化铝纤维。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述粘合剂包括有机粘合剂，例如PVA溶液，更优选地为PVA水溶液,例如0. 01w/w*%至99. 99w/w%的PVA水溶液,例如0. 05w/w*%至50w/w^^^PVA 溶液。
51.根据权利要求50所述的方法，其中所述粘合剂包括淀粉，例如呈墙纸浆糊的形式。
52.根据权利要求51所述的方法，其中所述粘合剂包括其它可聚合材料，例如热聚合材料，诸如丙烯酸酯和可交联丙烯酸酯和糖类。
53.根据权利要求49至52中任一项所述的方法，其中所述粘合剂包括压敏粘合剂。
54.根据权利要求49至53中任一项所述的方法，其中所述粘合剂以至少一个点的矩阵布置施覆到所述第一层的主表面，例如4至50点的矩阵，例如16点的矩阵。
55.根据权利要求54所述的方法，其中将0.01ml至5ml例如，0.02ml至2ml，例如0.04ml的粘合剂施覆到所述矩阵的每个点上。
56.根据权利要求49至53中任一项所述的方法，其中所述粘合剂大体上均匀地施覆在所述第一层的主表面的一部分上(例如两个、三个、四个或更多部分)。
57.根据权利要求49至56中任一项所述的方法，其中所述粘合剂例如通过印刷、浸溃、喷涂、涂刷或其它方式施覆到所述第一层的所述主表面。
58.根据权利要求49至57中任一项所述的方法，其中所述粘合剂具有Brookfield粘度计在25°C时测量的介于IcP与lOOOOcP之间的粘度。
59.根据权利要求49所述的方法，其中所述粘合剂包括热塑性料片。
60.根据权利要求49至59中任一项所述的方法，其中所述粘合剂施覆到所述第一层的第一主表面的多个区域，例如彼此隔开的多个区域。
61.根据权利要求60所述的方法，其中所述粘合剂施覆到邻近所述层的第一侧边缘的区域，邻近所述层的第二侧边缘的区域和在所述层的中间部分的区域。
62.根据权利要求49至61中任一项所述的方法，其中所述垫在高温下固化，例如在80。。至180°C，例如在110。。与140°C之间。
63.根据权利要求62所述的方法，其中所述固化是在压力下(例如在热压下)以小于或等于0. 8GBD(例如小于0. 5,0. 4,0. 3或0. 2GBD)固定所述垫。
64.根据权利要求62或63所述的方法，其中所述垫被固化约I分钟至30分钟，例如约2分钟至10分钟，例如4分钟至8分钟。
65.根据权利要求62至64中任一项所述的方法，其中所述垫被固化，同时以所需形状固定，例如就似绕块体包裹，以产生大体上是所述形状且优选为灵活的成品垫。
66.一种高基重垫，其包括至少两个，例如3个至10个段部分，其中当绕块体圆周布置时，所述段部分经过模压以形成管状(例如圆柱或椭圆)圆柱垫。
67.根据权利要求66所述的垫,其包括3个、4个、5个或6个段部分。
68.根据权利要求66或67所述的垫,其通过使用包含2w/w%至60w/w%,例如25w/w%至60w/w% ,例如25W蝴％至53 /\￥%的无机粘合剂的粘合剂组合物而模压,例如溶胶,诸如氧化硅或氧化铝溶胶。
69.根据权利要求66至68中任一项所述的垫，其包含具有超过_20°C，例如在_20°C与60°C之间，例如在-10°C与25°C之间的Tg的有机粘合剂，例如乳胶粘合剂。
70.根据权利要求66至69中任一项所述的垫，其中所述段的每一个包括在第一侧边缘处的突出部分和在相对侧边缘处的凹陷部分，随着所述垫在使用中包围块体，所述凹陷部分用于容纳邻近段的对应突出部分。
71.根据权利要求66至70中任一项所述的垫，基于纤维总重，其包含至多40%，例如20%的氧化硅纤维。
72.根据权利要求71所述的垫，其中所述氧化硅纤维包含至少70W/W%的氧化硅，例如80w/w*%至99. 9w/w*%的氧化娃,例如96%的氧化娃。
73.根据权利要求66至73中任一项所述的垫，其中所述段部分经过成型以提供过盈配合，例如在使用中， 前面部分经过成型以与后续部分匹配。
全文摘要
一种用于安装块体的垫，所述垫包括第一无机纤维层，其中所述垫具有在使用中期望形成气体面向边缘的前边缘、与其相对的后边缘和在所述前边缘与后边缘之间延伸的侧边缘，其中在所述垫的厚度方向上以锐角切割所述垫的第一侧边缘处，和/或所述垫的第二侧边缘处的第一无机纤维层。
文档编号F01N3/28GK102713187SQ201080055224
公开日2012年10月3日 申请日期2010年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者A·克尔萨尔, K·魏克斯 申请人:萨菲尔汽车有限公司