CZ2004468A3 - Kompozice obsahující biologicky rozpustná anorganická vlákna a slídová pojiva - Google Patents

Description

Kompozice obsahující biologicky rozpustná anorganická vlákna a slídová pojivá

Oblast techniky

Vynález se týká kompozic, které lze například použít jako protipožární barieru, jako tepelnou bariéru, jako izolační materiál nebo jako ochranný balící materiál. Konkrétněji se tento vynález týká kompozic, které zahrnují směs biologicky rozpustných anorganických vláken a slídového pojivá.

Dosavadní stav techniky

Zařízení kontrolující znečištění se u motorových vozidel používají k omezení atmosférického znečištění. V současné době se široce používají dva typy zařízení: katalytické konvertory a filtry nebo lapače naftových částic. Katalytické konvertory obsahují jeden nebo více katalyzátorů, které jsou zpravidla naneseny na substrát, který má formu monolitické struktury. Monolitické struktury jsou zpravidla keramické, ačkoliv se používají i kovové monolity. Katalyzátor(y) oxidují oxid uhelný a uhlovodíky, redukují oxidy dusíku ve výfukových plynech nebo působí kombinovaným způsobem. Filtry nebo lapače naftových částic mají zpravidla formu nástěnných průtokových filtrů, které mají voštinové monolitické struktury vyrobené z porézních krystalických keramických materiálů. U současných známých konstrukcí těchto zařízení regulujících znečištění je monolitická struktura každého typu uložena v pouzdru.

• · · · » · · « • ·· • · · · · · • · · · ♦·· • · 9 · · « • · · · »· ···· ·· · · ·

Typická monolitická struktura má zpravidla relativně tenké stěny, které poskytují velkou povrchovou plochu. V důsledku toho je tato struktura křehká a má sklony k destrukci. Typická monolitická struktura vyrobená z keramického materiálu mívá koeficient tepelné roztažnosti, který má řádově nižší hodnotu než kovový (zpravidla nerezová ocel) kryt, ve kterém může být obsažena. Mezi keramický monolit a kovový kryt se zpravidla umístí ochranné výplňové materiály, jakými jsou například keramické matrice nebo pastové materiály, které mají zabránit poškození monolitu v důsledku otřesů a vibrací způsobených nerovností vozovky, které mají kompenzovat rozdíly tepelné roztažnosti a které brání průchodu výfukových plynů mezi monolitem a kovovým krytem. Způsob umísťování nebo vkládání ochranného výplňového materiálu se označuje jako „zakonzervování a zahrnuje takové způsoby, jako je například vstřikování pasty do mezery mezi monolit a kovový kryt nebo obalování monolitu fóliovým materiálem (tj . montážní matricí) a vložení obaleného monolitu do krytu.

Kompozice používané k vytvoření konvenčních ochranných obalových materiálů zpravidla zahrnují žáruvzdorná keramická vlákna, která poskytují vlastnosti, jakými jsou například odolnost vůči vysoké teplotě, dobrá manipulace, houževnatost, pružnost a pevnost. Rovněž lze zahrnout nadouvadlo, které umožní ochranným výplňovým materiálům za zvýšených teplot objemový růst. Taková expanze pomáhá udržet během použití monolit na místě. Keramické vrstvové materiály, keramické pasty a nadouvané vrstvové materiály používané pro montáž monolitu v krytu zařízení regulujícího znečištění jsou například popsány v patentu US 3 916 057 (Hatch a kol.), US 4 305 992 (Langer a kol.), US 4 385 135 • · • · · · • ·· · · · · ······ · ···· ·· ·· ···· (Langer okol.), US 5 254 410 (Langer a kol.), a US 5 242 871 (Hashimoto a kol.).

Podstata vynálezu

Vynález tedy poskytuje kompozice, které lze použít například jako protipožární bariéru, jako ochranný výplňový materiál obalující monolitickou strukturu v palivové nádrži nebo v zařízení regulujícím znečištění, nebo jako tepelnou bariéru, jakou je například izolační materiál umístěný v koncových kónických oblastech zařízení regulujícího znečištění. Tyto kompozice zahrnují zejména slídové pojivo a biologicky rozpustná anorganická vlákna. Tyto kompozice lze připravit bez žáruvzdorných keramických vláken, která jsou vdechnutelná a která přetrvávají ve fyziologickém prostředí.

Jednou kategorií vynálezu je kompozice, která zahrnuje slídové pojivo v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn. a biologicky rozpustná anorganická vlákna v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 90 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze. Tyto kompozice mohu rovněž případně zahrnovat nadouvadla, nevdechnutelná anorganická vlákna, polymerní pojivo, polymerní vlákno nebo jejich kombinaci. Tyto kompozice lze například poskytnout ve formě fóliového (vrstvového) materiálu nebo ve formě pasty.

Další	kategorií vynálezu	je	zařízení regulující
znečištění,	které	zahrnuj e	kryt,	prvek regulující
znečištění	umístěný	v uvedeném	krytu	a ochranný výplňový
materiál,	který je	umístěn v	mezeře	mezi alespoň částí

krytu a prvkem regulujícím znečištění. Ochranný výplňový materiál, který má zpravidla formu pasty nebo fóliového materiálu, zahrnuje slídové pojivo a biologicky rozpustná anorganická vlákna. Ochranný výplňový materiál může chránit křehký prvek regulující znečištění před poškozením, které mohou způsobit otřesy a vibrace vozovky, může kompenzovat rozdíly tepelné roztažnosti prvku regulujícího znečištění a krytu, může bránit výfukovým plynům unikat mimo prvek regulující znečištění nebo může poskytovat kombinaci uvedených vlastností.

Ještě dalším provedením vynálezu je zařízení regulující znečištění, které zahrnuje kryt a tepelnou bariéru (tj . izolační materiál) umístěnou v krytu. Tato tepelná bariéra zahrnuje slídové pojivo a biologicky rozpustná anorganická vlákna. Tepelná bariéra je zpravidla umístěna v koncové kónické oblasti zařízení regulujícího znečištění a může mít formu vrstvového materiálu nebo pasty.

Vynález rovněž poskytuje způsob výroby vrstvového materiálu. Tento způsob zahrnuje vytvoření suspenze, která obsahuje slídové pojivo v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze, a biologicky rozpustná anorganická vlákna v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 90 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze, přidání srážecího činidla za vzniku vysrážené suspenze, a odstranění vody z vysrážené suspenze za vzniku vrstvového materiálu.

Ještě další provedení vynálezu poskytuje způsob výroby zařízení regulující znečištění, které zahrnuje prvek regulující znečištění, ochranný výplňový materiál a prvek regulující znečištění. Tento způsob zahrnuje přípravu ochranného výplňového materiálu, který obsahuje slídové • · · · • · • · · · pojivo a biologicky rozpustná anorganická vlákna, umístění prvku regulujícího znečištění v krytu a umístění ochranného výplňového materiálu mezi alespoň částí krytu a prvkem regulujícím znečištění. Ochranný výplňový materiál může mít formu vrstvového materiálu nebo pasty.

Další provedení vynálezu poskytuje vrstvový materiál, který zahrnuje slídové pojivo a biologicky rozpustná anorganická vlákna. Pokud se vrstvový materiál ohřeje přibližně až na 900 °C nebo na teploty, kterých se zpravidla dosahuje v zařízení regulujícím znečištění, potom se plocha vrstvy v rovině X-Y smrští méně než přibližně o 6 procent.

Úkolem výše uvedených souhrnných informací není podrobně popsat každé jednotlivé provedení vynálezu. K těmto účelům má sloužit následující podrobný popis a přiložené obrázky.

Popis obrázků na výkresech

Vynález bude zcela pochopen po prostudování následujícího detailního popisu jednotlivých provedení vynálezu společně s doprovodnými výkresy, na kterých:

Obr. 1 ukazuje perspektivní pohled na provedení vynálezu začleňující katalytický konvertor v rozloženém stavu.

Obr. 2 znázorňuje podélný, středový řez vedený skrze provedení vynálezu začleňující filtr dieselových částic.

• · • · • · · ·· · · ·a

Obr. 3 znázorňuje graf závislosti tlaku na teplotních hodnotách získaných při testu upevňování za reálných podmínek prováděném na vrstvovém materiálu podle vynálezu.

Obr. 4 znázorňuje graf závislosti tlaku na teplotních hodnotách získaných při testu upevňování za reálných podmínek prováděném na dalším vrstvovém materiálu podle vynálezu.

I když lze při realizaci vynálezu použít různých modifikací a alternativních forem, jeho specifika lze nalézt na příkladných provedeních, která jsou znázorněna na obrázcích a která budou podrobně popsána. Nicméně je třeba zdůraznit, že tato provedení mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.

Podrobný popis vynálezu

Vynález poskytuje kompozice, které lze použít jako tepelné bariéry (tj. izolační materiály), jako protipožární bariéry nebo jako ochranné výplňové materiály. Kompozice zahrnují zejména slídové pojivo a biologicky rozpustná anorganická vlákna. Kompozice mohou mít například formu vrstvového materiálu nebo pasty. Kompozice jsou zpravidla připraveny bez žáruvzdorných keramických vláken, která jsou vdechnutelná ale přetrvávající ve fyziologickém prostředí.

Kompozice podle vynálezu lze použít jako tepelné bariéry, protipožární bariéry, nebo jako jejich kombinaci. Kompozice lze například umístit okolo trubek, topných zařízení nebo strukturních prvků, jakými jsou například stavební podpěry.

• · · · • * 9 9

9 9 9 ·· ·· • · · • ··

9 9

99 9 9

U dalšího příkladu lze kompozice použít v zařízeních regulujících znečištění jako izolační materiál. Kompozice lze například umístit ve výstupových oblastech přítoku (tj. koncových kónických oblastech) zařízení regulujícího znečištění. Kompozice mohou fungovat jako izolace zbytku výfukového systému, stejně jako motoru před teplotami, které jsou dosahovány v zařízení regulujícím znečištění. Pokud má kompozice formu vrstvového materiálu, potom může být vrstvový materiál nařezán a vytvarován tak, aby se přizpůsobil tvaru koncové kónické oblasti zařízení regulujícího znečištění. Alternativně lze kompozici zavést do formy mající požadovaný finální tvar.

Kompozice lze rovněž použít pro poskytnutí ochranného výplňového materiálu. Kompozice lze například použít jako ochranný výplňový materiál okolo monolitické struktury palivové nádrže. U dalšího příkladu lze kompozice použít jako ochranné materiály mezi křehkou monolitickou strukturou prvku regulujícího znečištění a krytu zařízení regulujícího znečištění. To znamená, že kompozice mohou být umístěny v mezeře mezi monolitickým prvkem regulujícím znečištění a krytem zařízení regulujícím znečištění. Kompozice mohou mít například formu pasty nebo vrstvového materiálu. U jednoho provedení mají kompozice formu vrstvového materiálu, jakým je například montážní matrice. Alespoň část monolitického prvku regulujícího znečištění je obalena vrstvovým materiálem. Obalený prvek regulující znečištění je umístěn v krytu zařízení regulujícím znečištění. U dalšího provedení mají kompozice formu pasty, kterou lze vstřikovat do zařízení regulujícího znečištění mezi alespoň část křehké monolitické struktury prvku regulujícího znečištění a krytem.

• · ··· · • · • · · ·

Ilustrativní příklad zařízení regulujícího znečištění mající formu katalytického konvertoru 10 je znázorněn na obr. 1. Katalytický konvertor 10 zpravidla zahrnuje kryt 11 obklopující katalytický konvertorový prvek 20. Kryt 11 má vstup 12 a výstup 13 skrze které proud výfukových plynů proudí do katalytického konvertoru 10, resp. ven. Kryt 11, který se rovněž označuje jako obal nebo pouzdro, lze vyrobit z vhodných materiálů, o kterých je známo, že se používají pro toto použití. Kryt 11 zpravidla zahrnuje jeden nebo více kovů, kovových slitin, a/nebo intermetalických kompozice (dále společně označovaných jako „kovy) . Kryt 11 může být například vyroben z nerezové oceli.

Vhodné katalytické konvertorové prvky, rovněž označované jako monolity, jsou v daném oboru známy a zahrnují prvky vyrobené z kovových, keramických nebo dalších materiálů. Celá řada keramických katalytických konverto-rových prvků jsou komerčně dostupné z různých zdrojů. Voštinový keramický katalytický konvertorový prvek je například prodáván pod obchodním označením „CELCOR společností Corning lne., a další je prodáván pod obchodním označením „HONEYCERAM společností NGK Insulated Ltd. Kovové katalytické konvertorové prvky jsou komerčně dostupné od společnosti Behr GmbH a Co. Germany.

Na katalytický konvertorový prvek 20 lze nanést jeden nebo více katalytických materiálů podle konvenčních praktik. Katalyzátory použitými v katalytickém konvertorovém prvku 20 jsou zpravidla jeden nebo více kovů (např. ruthenium, osmium, rhodium, iridium, nikl, palladium a platina) a/nebo kovové oxidy (např. oxid vanadičný a oxid titaničitý). Nejběžněji tyto katalyzátory oxidují nebo jinak eliminují výfukové kontaminující látky, jakými jsou • · · · · · například oxid uhelný a uhlovodíky. Tyto katalyzátory mohou rovněž působit tak, že pomáhají redukovat množství oxidů dusíku ve výfuku motoru.

Aby se dosáhlo velké povrchové plochy, mají provedení katalytického konvertorového prvku 20 zpravidla velmi tenké stěny. Tyto tenké stěny mohou učinit katalytický konvertorový prvek 20 křehkým a náchylným k lámání. Kromě toho může mít u některých provedení katalytický konvertorový prvek 20 koeficient tepelné roztažnosti o řád nižší než kryt 11. To se konkrétné týká případu, kdy kryt 11 zahrnuje kov (zpravidla nerezovou ocel) a prvek 20 je keramický. Rozdíl tepelných vlastností může vystavit katalytický konvertorový prvek 20 riziku poškození v důsledku teplotních změn. Montážní matrice nebo vrstvový materiál 3 0, umístěný mezi krytem 11 a prvkem 2 0, pomáhá chránit prvek 20 před poškozením, které mohou způsobit otřesy a vibrace silnice a/nebo rozdíl tepelných roztažnosti.

Montážní matrice nebo vrstvový materiál 30 rovněž pomáhají bránit výfukovým plynům v uniku mezi prvkem 20 a kovovým krytem 11.

Obr. 2 ukazuje reprezentativní příklad zařízení regulujícího znečištění ve formě filtru 40 pro záchyt dieselových částic. Filtr 40 pro záchyt dieselových částic nebo zachycovač je nástěnným průtokový filtr, který zahrnuje voštinovou monolitickou strukturu 42 zahrnující svazek trubek.

Takové filtrační prvky pro záchyt dieselových částic jsou komerčně dostupné z celé řady zdrojů, například včetně Corning lne. of Corning, N. Y. a NGK Insulator Ltd. of ·· ···· • · ♦ · · · ·· ···· · · · · · • ·· · · · · ·* · · · · * · ···· ·· ·· ····

Nagoya, Japan. Použitelné filtrační prvky pro záchyt dieselových částic jsou popsány v „Cellular Ceramic Diesel Particulate Filter, Howitt a kol., Paper No. 810114, SAE Technical Paper Series,1981.

Katalyzátor může být nanesen na monolitické struktuře 42 namontované ve filtru 40 pro záchyt dieselových částic. Filtr 40 pro záchyt dieselových částic zahrnuje kryt 44 mající vstup 46 a výstup 48 . Kryt 44 obklopuje filtrační prvek 42 pro zachycení částic (rovněž označovaný jako monolit nebo monolitická struktura). Montážní matrice nebo vrstvový materiál 50 je uspořádán mezi filtračním prvkem 42 a kovovým krytem 44 a poskytuje stejné přínosy jako vrstvový materiál 30 na obr. 1.

Relativně malá žáruvzdorná keramická vlákna, tj . ta vlákna, která mají střední průměr menší než přibližně 5 až 6 pm a délku větší než přibližně 5 pm, jsou důležitou složkou známých kompozic montážních matric pro zařízení regulující znečištění. Nicméně vlákna v tomto rozmezí velikostí mohou být vdechnutelná a často přetrvávají ve fyziologických tekutinách, zejména v plicních tekutinách. Je tedy žádoucí vyvinout kompozice ochranného výplňového materiálu postrádající odolná, vdechnutelná, žáruvzdorná keramická vlákna. Nicméně velkou výzvou je vyvinutí přijatelných vrstvových materiálů, jakými jsou například montážní matrice pro zařízení regulující znečištění, bez odolných, vdechnutelných, žáruvzdorných keramických vláken.

Výraz „vlákno, jak je zde uveden, označuje materiály mající délku, která je větší než šířka. U některých provedení je délka alespoň lOkrát, alespoň lOOkrát nebo alespoň lOOOkrát větší než průměr.

ΦΦ φφφφ • · · • φφφφ φ φ · φ · ·

ΦΦ φφφ

Výraz „vdechnutelná, jak je zde použit, označuje vlákna, která mohou být vdechnuta živočichem do plic živočicha. Vdechnutelná vlákna mají zpravidla střední průměr menší než přibližně 5 pm. U některých provedení mají vdechnutelná vlákna střední průměr menší než přibližně 3 pm. Na druhou stranu výraz „nevdechnutelná, jak je zde použit, označuje vlákna, která nemohou být vdechnuta živočichem do plic živočicha. Nevdechnutelná vlákna mají zpravidla střední průměr alespoň přibližně 3 pM. U některých provedení mají nevdechnutelná vlákna střední průměr alespoň přibližně 5 pm.

Jeden aspekt vynálezu poskytuje kompozice, které zahrnují biologicky rozpustná anorganická vlákna v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 90 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze, a slídová pojivá v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze. Tyto kompozice mohou rovněž případně zahrnovat nadouvadla, nevdechnutelná anorganická vlákna, polymerní pojivá, polymerní vlákna nebo jejich kombinaci. Tyto kompozice lze připravit bez žáruvzdorných keramických vláken, která jsou vdechnutelná ale přetrvávající ve fyziologickém prostředí.

U některých provedení může kombinace slídového pojivá a biologicky rozpustných anorganických vláken zcela nebo částečně nahradit obsah trvanlivých žáruvzdorných vláken, a to jak vdechnutelných, tak nevdechnutelných, u konvenčních vrstvových materiálů používaných při různých aplikacích, jakými jsou například zařízení regulující znečištění. Kombinace biologicky rozpustných vláken a slídových poj iv může výhodně nahradit zejména trvanlivá, žáruvzdorná keramická vlákna, která mají vdechnutelnou velikost.

• · · · • · • ··· • * • · » ···

Výraz „vlákna biologicky rozpustných anorganických oxidů, jak je zde použit, označuje anorganická vlákna, která jsou rozložitelná ve fyziologickém prostředí nebo simulovaném fyziologickém prostředí.

Fyziologické prostředí označuje, neomezujícím způsobem, ty tělesné tekutiny, které se zpravidla nacházejí v dýchacím traktu a jakými jsou například plíce zvířat nebo lidí. Výraz, „trvanlivý nebo „přetrvávající, jak je zde uveden, označuje anorganická vlákna, která nejsou biologicky rozpustná.

Biologickou rozpustnost lze stanovit pozorováním vlivů přímé implantace anorganických vláken do testovacích zvířat nebo vyšetřením zvířat nebo lidí, kteří byly vystaveny anorganickým vláknům. Biologickou rozpustnost lze rovněž stanovit měřením rozpustnosti vláken jako funkce času v simulovaném fyziologickém prostředí, jakým jsou například solné roztoky, pufrované solné roztoky apod. Jeden takový způsob stanovení rozpustnosti je popsán v patentu US 5 874 375 (Zoitas a kol.).

Biologicky rozpustná anorganická vlákna jsou zpravidla rozpustná nebo v podstatě rozpustná ve fyziologickém prostředí přibližně během 1 roku. Výraz „v podstatě rozpustná, jak je zde použit, označuje anorganická vlákna, která jsou alespoň přibližně ze 75 % hmotn. rozpuštěna. U některých provedení je alespoň přibližně 50 procent anorganických vláken rozpustných ve fyziologickém prostředí přibližně během šesti měsíců. U dalšího provedení je alespoň přibližně 50 procent vláken rozpustných ve fyziologické tekutině přibližně během tří měsíců. U ještě dalšího provedení je alespoň přibližně 50 procent anorganických vláken rozpustných ve fyziologické tekutině

φφφφ ♦· φφ φφ · · ♦·· φ φ φ · · · · φ φ φφφ *·· φ φ φφφφ · alespoň přibližně během 40 dnů. Anorganickým vláknům může být například udělen certifikát Fraunhoferovým institutem jako vláknům, která prošla testy biologické perzistence vysoce tepelně izolačních vláken u potkanů po intratracheální instilace (tj . vlákna mají poločas života kratší než 40 dnů).

Ještě další přístup pro stanovení biologické rozpustnosti anorganických vláken je založen na složení anorganických vláken. Například Německo klasifikuje vdechnutelná vlákna anorganického oxidu na základě indexu karcinogenicity (KI hodnoty). KI hodnota se vypočte jako součet procent hmotnosti oxidů alkalického kovu a oxidů kovu alkalických zemin a odečtením dvojnásobku procent hmotnosti oxidu hlinitého ve vláknech anorganického oxidu. Anorganická vlákna, která jsou biologicky rozpustná, mají zpravidla KI hodnotu přibližně 40 nebo vyšší.

Biologicky rozpustná anorganická vlákna zpravidla zahrnují anorganické oxidy, jakými jsou například Na₂0, K₂0, CaO, MgO, P₂0₅, Li₂0 a BaO nebo jejich kombinace s oxidem křemičitým. V biologicky rozpustných anorganických vláknech mohou být zahrnuty i další kovové oxidy nebo další keramické složky i přesto, že samotné tyto složky postrádají požadovanou rozpustnost, ale jsou přítomny v dostatečně malých množstvích, takže tato vlákna jsou, jako celek stále ještě rozložitelná ve fyziologickém prostředí. Takové kovové oxidy zahrnují například Al₂0₃, TiO₂, Zr0₂, B₂0₃ a oxidy železa. Biologicky rozpustná anorganická vlákna mohou rovněž zahrnovat kovové složky v množství, při kterém jsou tato vlákna rozložitelná ve fyziologickém prostředí nebo simulovaném fyziologickém prostředí.

·· ···· ·« ·· ·· ·· ···· · * · · • 99 99 9

9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9

9999 99 ·· ····

U jednoho provedení biologicky rozpustná anorganická vlákna zahrnují oxidy křemíku, hořčíku a vápníku. Tyto typy vláken se zpravidla označují jako vlákna křemičitanu hořečnatovápenatého. Vlákna křemičitanu hořečnatovápenatého zpravidla obsahují méně než přibližně 10 % hmotn. oxidu hlinitému. U některých provedení vlákna zahrnují přibližně 45 % hmotn. až přibližně 90 % hmotn. Si0₂, až přibližně 45 % hmotn. CaO, až přibližně 3 5 % hmotn. MgO a méně než přibližně 10 % hmotn. Al₂0₃.

Vlákna mohou například obsahovat přibližně 55 % hmotn. až přibližně 75 % hmotn. Si0_2ř přibližně 25 až přibližně 45 % hmotn. CaO, přibližně 1 až přibližně 10 % hmotn. MgO, a méně než přibližně 5 % hmotn. Al₂0₃.

Vhodná biologicky rozpustná vlákna na bázi anorganických oxidů jsou popsána v patentu US 5 332 699 (Olds a kol.); US 5 585 312 (TenEyck a kol.); US 5 714 421 (Olds a kol.); US 5 874 375 (Zoitas a kol.); a evropská patentová přihláška č. 02078103.5 podaná 31. července, 2002 .

Pro vytvoření biologicky rozpustných anorganických vláken lze použít různé způsoby zahrnující neomezujícím způsobem tvorbu sol-gelu, způsoby krystalického růstu a techniky tvorby taveniny, jakými jsou například odstřeďování nebo vyfukování.

Biologicky rozpustná vlákna jsou komerčně dostupná od společnosti Unifrax Corporation (Niagara Falls, NY) pod obchodním označením „INSULFRAX. Další biologicky rozpustná vlákna jsou prodávána společností Thermal Ceramics (sídlící v Augusta, GA) pod obchodním označením „SUPERWOOL. Například SUPERWOOL 607 obsahuje 60 % hmotn. až 70 % hmotn.

• · ··

I « ··

Si0₂, 25 % hmotn. až 35 % hmotn. CaO, 4 % hmotn. až 7 % hmotn. MgO, a stopové množství Al₂0₃. SUPERWOOL 607 MAX lze použít při mírně vyšší teplotě a obsahuje 60 % hmotn. až 70 % hmotn. Si0₂, 16 % hmotn. až 22 % hmotn. CaO, 12 % hmotn. až 19 % hmotn. MgO a stopové množství Al₂0₃.

Vhodná biologicky rozpustná anorganická vlákna mohou mít široký rozsah středních průměrů a průměrných délek. Komerčně dostupná jsou biologicky rozpustná anorganická vlákna, která mají střední průměr vláken v rozmezí přibližně 0,05 pm až přibližně 15 pm. U některých provedení mají biologicky rozpustná anorganická vlákna střední průměr vláken v rozmezí přibližně od 0,1 pm do přibližně 5 pm. Se zmenšujícím se středním průměrem biologicky rozpustných anorganických vláken lze do daného objemu vrstvového materiálu zabudovat větší množství vláken, což vede k lepšímu zachycení slídového pojivá. Vrstvové materiály mající vyšší hustotu vláken mívají rovněž lepší houževnatost a pružnost.

Biologicky rozpustná anorganická vlákna mají zpravidla průměrnou délku vláken v rozmezí přibližně 0,1 cm až přibližně 3 cm. Délka biologicky rozpustných anorganických vláken není zpravidla významná, protože většina zvoleného vlákna(vláken) může být v případě potřeby během výrobního procesu rozlámána na menší délky.

Výraz „slídový minerál, jak je zde použit, označuje rodinu minerálů, které lze rozdělit nebo jinak separovat ve vrstvách nebo destičkách. Slídové minerály zahrnují neomezujícím způsobem expandovaný vermikulit, neexpandovaný vermikulit a slídu. Slídové minerály mají zpravidla průměrný poměr stran (tj . délka částice vydělená její tloušťkou) větší než přibližně 3.

·· »··ι

AA AA • A A · • ·· AAA • A · AAAA AA

AA • Α · • « · Α Α

9 9 ·

A Α ·

AA ΑΑΑ

Výraz „slídové pojivo, jak je zde použit, označuje jeden nebo více slídových minerálů, které lze smáčet a následně vysušit za vzniku kohezivního těla, které je samonosné. Výraz „samonosné, jak je zde použit označuje slídové pojivo, které lze zpracovat na desku o rozměrech 5 cm x 5 cm x 3 mm, jež neobsahuje žádný další materiál, takže vysušenou desku lze držet horizontálně za libovolný okraj po dobu alespoň 5 minut při 25 °C a až 50% relativní vlhkosti bez drolení nebo jiného oddělování.

Slídové pojivá zahrnují slídové minerály, které mají zpravidla velikost částic menší než přibližně 150 pm (např. slídové pojivo obsahuje slídové minerály, které mohou procházet skrze síto o velikosti 100 mesh). U některých provedení slídové pojivo obsahuje slídové minerály mající velikost menší než přibližně 150 pm a průměrný poměr stran větší než přibližně 8 nebo větší než přibližně 10.

Vhodná slídová pojivá mohou zahrnovat slídové minerály, které byly drceny. Výraz „drcený, jak je zde použit, označuje slídové minerály, které byly zpracovány libovolným vhodným způsobem, který redukuje průměrnou velikost částic. Způsoby drcení zahrnují neomezujícím způsobem mechanické smýkání ředěné nebo koncentrované suspenze, mletí pneumatické nárazy a válcování.

Pro redukci velikosti částic lze použít další způsoby, a to samotné nebo v kombinaci s drcením. Pro expanzi nebo expanzi a odlupování slídových minerálů lze například použít tepelné nebo chemické způsoby. Expandovaný vermikulit lze třít nebo jinak zpracovat ve vodě za vzniku vodné disperze de laminovaných částic nebo destiček vermikulitu. Tření lze rovněž používat za použití vysoce smykového hnětacím stroji, jakým je například míchačka.

• · • · · ♦ ··< ·· * * «V

·· ··«* • · • · ·· • · ·· · ·

Slídové pojivo může být nebobtnavé, bobtnavé, nebo kombinované. Výraz „nebobtnavé, jak je zde použit, označuje materiál, který vykazuje méně než přibližně 10% volnou expanzi tloušťky, pokud se ohřeje na teplotu přibližně 800 °C až přibližně 900 °C. Volná expanze označuje rozsah expanze ve směru osy Z, ke které u materiálu dojde, pokud se ohřeje bez omezení. Výraz „bobtnavý, jak je zde uveden, označuje materiál, který může vykazovat alespoň přibližně 10% volnou expanzi tloušťky za stejných podmínek.

U některých provedení slídové pojivo zahrnuje zpracované vermikulity (tj. vermikulat, který byl expandovaný, delaminovaný a rozdrcený). Zpracovaný vermikulit je zpravidla nebobtnavý. U dalšího provedení slídové pojivo zahrnuje vermikulit, který není expandovaný a delaminovaný nebo který je pouze částečně expandovaný a delaminovaný. Takové materiály mají tendenci bobtnat.

Vhodná slídová pojivá jsou komerčně dostupná od W. R. Grace & Company a zahrnují delaminovaný práškový vermikulit (pod obchodním označením „VFPS) a vodnou disperzi chemicky odlupovaného vermikulitu (pod obchodním označením „MICROLITE). Jsou dostupné i expandované vločky vermikulitu, a to od společnosti W. R. Grace a Company (pod obchodním označením „ZONELITE#5), u nichž lze redukovat velikost částic za vzniku slídového pojivá.

U některých provedení mají kompozice podle vynálezu formu vrstvového materiálu. Samotná biologicky rozpustná anorganická vlákna nejsou praktickou substitucí trvanlivých, žáruvzdorných keramických vláken používaných u konvenčních vrstvových materiálů. Biologicky rozpustná anorganická vlákna mají například tendenci vykazovat ·* ·« • · · · • ·· • · » • · · ···· ·· «» «· • · · · • · · • · · • · · ·* ···» ·· ···» • · · • · ··· • · · • · · ·· ··« přílišné smrštění, pokud jsou vystaveny teplotním extrémům, kterých je dosahováno během použití typického zařízení regulujícího znečištění. Přílišné smrštění montážní matrice nebo vrstvového materiálu by vedlo k tomu, že bude křehký monolitický prvek regulující znečištění příliš volně držen uvnitř krytu zařízení regulujícího znečištění. Volně držená monolitická struktura může být snadno poškozena například fyzickým nárazem.

Vrstvové materiály (tj . montážní matrice) připravené přímou náhradou trvanlivých, žáruvzdorných keramických vláken v konvenční montážní matrici biologicky rozpustnými anorganickými vlákny může mít odpovídající iniciační, chlad udržující výkon (tj . taková montážní matrice může držet prvek regulující znečištění v kovovém krytu při teplotě místnosti před vystavením zvýšené teplotě). Nicméně takové vrstvové materiály mají tendenci se smršťovat a tak nesplňují požadované udržovací schopnosti, pokud jsou zahřátý na skutečnou teplotu použití.

Vynález poskytuje vrstvový materiál, který zahrnuje slídové pojivo a biologicky rozpustná anorganická vlákna. Vrstvové materiály podle vynálezu se zpravidla smršťují o méně než přibližně 6 % po ohřátí až na přibližně 900 °C nebo na teplotu, které se zpravidla dosahuje během použití zařízení regulujícího znečištění.

Je překvapivě, že problém smršťování biologicky rozpustných anorganických vláken lze v podstatě vyloučit, pokud se biologicky rozpustná anorganická vlákna použijí v kombinaci se slídovým pojivém.

Vrstvový materiál obsahující kombinaci slídového pojivá a biologicky rozpustných anorganických vláken lze • 99 · · použít při provozních teplotách mnohem vyšších, než je teplota vhodná pro vrstvový materiál obsahující biologicky rozpustná anorganická vlákna bez slídové pojivo. Vrstvové materiály mohou být zpravidla použity při teplotě až přibližně 800 °C.

U některých provedení lze vrstvový materiál použít při teplotách až přibližně 850 °C, až přibližně 900 °C nebo až přibližně 950 °C.

Množství biologicky rozpustných anorganických vláken a slídového pojivá obsažená ve vrstvových materiálech podle vynálezu lze volit v širokém rozsahu. Biologicky rozpustná anorganická vlákna jsou zpravidla přítomna v množství, které zajistí, aby výsledná montážní matrice nebo vrstvový materiál měly požadovaný stupeň pružnosti a manipulační charakteristiky.

Pružné vrstvové materiály usnadňují obalování vrstvového materiálu kolem prvku regulujícího znečištění během procesu „zakonzervování. Nicméně, pokud se použije příliš mnoho biologicky rozpustných anorganických vláken, potom se může montážní matrice nebo vrstvový materiál po zahřátí smršťovat více než je žádoucí.

Při vyvážení těchto vlastností obsahují kompozice podle vynálezu zpravidla až přibližně 90 % hmotn. biologicky rozpustných anorganických vláken, vztaženo ke hmotnosti suché báze.

U určitého provedení zahrnují kompozice až přibližně 85 % hmotn., až přibližně 80 % hmotn., až přibližně 60 % hmotn. , až přibližně 40 % hmotn. , nebo až přibližně 30 % hmotn. biologicky rozpustných vláken, vztaženo ke hmotnosti suché báze.

• · • · · ·

Hmotnost suché báze kompozice označuje hmotnost pevných látek v kompozici. Takže, pokud má kompozice formu vrstvového materiálu, potom hmotnost suché báze označuje konečnou hmotnost po vysušení vrstvového materiálu, jehož cílem je odstranit veškerou vodu a rozpouštědla. Pokud má kompozice formu suspenze nebo pasty, potom hmotnost suché báze je celková hmotnost minus hmotnost vody a všech dalších rozpouštědel. To znamená že, hmotnost suché báze zahrnuje hmotnost biologicky rozpustných vláken, slídového pojivá a dalších pevných látek, jakými jsou například pevné podíly polymerního pojivá, polymerních vláken, nadouvadel, nevdechnutelných anorganických vláken, atd. Hmotnost suché báze zpravidla nezahrnuje další materiály, které poskytují pevné látky v malých množstvích (např. méně než přibližně 0,5 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze matrice), jakými jsou například odpěňovací činidla, srážecí činidla, a povrchově aktivní činidla. Velké části těchto materiálů mají tendenci zůstávat v roztoku a jsou odváděny společně s vodou během procesu výroby vrstvových materiálů.

Kompozice zpravidla zahrnuje alespoň přibližně 5 % hmotn. biologicky rozpustných anorganických vláken, vztaženo ke hmotnosti suché báze. U některých provedení kompozice zahrnují alespoň přibližně 10 % hmotn. nebo alespoň přibližně 15 % hmotn. biologicky rozpustných anorganických vláken, vztaženo ke hmotnosti suché báze.

Biologicky rozpustná anorganická vlákna jsou zpravidla

v kompozici	zahrnuta v	množství	v rozmezí	přibližně 5	až
přibližně 90	% hmotn.,	v rozmezí	přibližně	5 % hmotn.	až
přibližně 85	% hmotn. ,	v rozmezí	přibližně	5 % hmotn.	až
přibližně 80	% hmotn.,	v rozmezí	přibližné	10 % hmotn.	až
přibližně 60	% hmotn.,	v rozmezí	přibližné	15 % hmotn.	sz az

• · • v · · • · • · · · ···· ·· ·♦ ···· ·· ··· přibližně 40 % hmotn. nebo v rozmezí přibližně 15 % hmotn. až přibližně 30 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze.

Kompozice zpravidla zahrnují až přibližně 80 % hmotn. slídového pojivá, vztaženo ke hmotnosti suché báze. U některých provedení kompozice zahrnují až přibližně 60 % hmotn., až přibližně 50 % hmotn. nebo až přibližně 45 % hmotn. slídového pojivá, vztaženo ke hmotnosti suché báze.

Kompozice zpravidla zahrnují alespoň přibližně 5 % hmotn. slídového pojivá, vztaženo k celkové suché hmotnosti kompozice. U některých provedení kompozice zahrnuje alespoň přibližně 10 % hmotn. nebo alespoň přibližně 15 % hmotn. slídové pojivo, vztaženo ke hmotnosti suché báze.

Slídové množství v 80 % hmotn., 60 % hmotn., 50 % hmotn. přibližně 45 pojivo je zpravidla přítomno v kompozici v rozmezí přibližně 5 % hmotn. až přibližně v rozmezí přibližně 10 % hmotn. až přibližně v rozmezí přibližně 15 % hmotn. až přibližně nebo v rozmezí přibližně 15 % hmotn. až % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze.

Pokud se z kompozic popsaných výše vyrobí za použití expandovaného, delaminovaného a drceného vermikulitu vrstvové materiály, potom jsou výsledné vrstvové materiály v podstatě nebobtnavé. Použití neexpandovaného práškového vermikulitu může vést k vyššímu stupni volné expanze podél osy Z, v závislosti na použití množství neexpandovaného vermikulitu. Pokud se vrstvové materiály připraví za použití nebobtnavého nebo bobtnavého slídového pojivá, potom zpravidla vykazují smrštění menší než přibližně 6 % v rovině desky x-y. U některých provedení je smrštění v • · • · · · ······ · · « ···· ·· ·· ···♦ ·· ··· rovině x-y menší než přibližně 5 %. Vzorec pro určení smrštění je uveden níže.

Kompozice mohou případně zahrnovat nevdechnutelná anorganická vlákna. Nevdechnutelná vlákna mohou být biologicky rozpustná nebo mohou být trvanlivá. Nevdechnutelná anorganická vlákna, která jsou trvanlivá, mohou například zahrnovat keramické materiály, jakými jsou například keramické oxidy, keramické nitridy, skelné materiály nebo jejich kombinaci. Výraz „skelný, jak je zde použit, označuje amorfní, anorganický materiál, jakým je například oxid mající difúzní rentgenový difrakční vzor v podstatě alespoň bez definičních linií nebo dalších indicií krystalické fáze.

Pokud jsou vlákna získaná z požadovaného zdroje delší než je žádoucí, potom je lze nasekat, nařezat nebo jinak zpracovat s cílem omezit délku vlákna na požadovanou délku. Vlákna mají zpravidla průměrnou délku v rozmezí přibližně 0,1 cm až přibližně 1 cm.

Množství nevdechnutelných anorganických vláken zabudovaných do kompozice se mohou v širokém rozsahu měnit. Jako obecné vodítko může sloužit, že kompozice podle vynálezu mohou zahrnovat až přibližně 15 % hmotn. nevdechnutelných anorganických vláken, vztaženo ke hmotnosti suché báze. U některých provedení kompozice obsahují až přibližně 10 % hmotn., až přibližně 5 % hmotn. nebo až přibližně 3 % hmotn. nevdechnutelných anorganických vláken, vztaženo ke hmotnosti suché báze.

Kompozice podle vynálezu mohou rovněž zahrnovat bobtnavé anorganické materiály mající průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm.

• · • · · · ···· · · ·

99 9 · 9 9 9 999

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9999 99 99 9999 99 99·

U některých provedení je nadouvadlo slídové a má velikost částic větší než 150 pm (tj . částice neprojdou přes síto s velikostí ok 100 mesh). To znamená, že pokud je nadouvadlo slídové, potom jsou veškeré částice menší než přibližně 150 pm považovány za částice slídového pojivá.

Kompozice obsahující nadouvadlo mohou expandovat, pokud se ohřejí, přičemž se zpravidla vyvine dostatečný tlak mezi prvkem regulujícím znečištění a krytem zařízení regulujícího znečištění a vytvořit se podpůrné ochranné těsnění. U některých provedení může taková kompozice zůstat pružně stlačitelná, takže prvek regulující znečištění je chráněna proti fyzickým nárazům.

Příklady vhodných bobtnavých, anorganických materiálů, které mají průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm, zahrnují neexpandovaný vermikulit, vermikulitovou rudu, hydrobiotit, vodou bobtnatelnou syntetickou slídu typu chlorid křemičitý popsaný v patentu US 3 001 571 (Hatch), granule křemičitanu alkalického kovu popsané v patentu US 4 521 333 (Graham a kol.), expandovatelný grafit, jejich kombinace apod. Další vhodná nadouvadla zahrnují například granule prodávané společností 3M (St. Paul, MN) pod obchodním označením „EXPANTROL 4BW. Některé z těchto nadouvadel mohou vykazovat více než 10 % volné expanze tloušbky při ohřevu na teploty vyšší než přibližně 2 00 °C nebo přibližně 3 00 °C. Kromě toho některá z těchto nadouvadel mohou při ohřevu vykazovat více než přibližně 50% volnou expanzi.

Množství nadouvadla majícího průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm, které je obsaženo v kompozicích, se může v širokém rozsahu měnit. Pokud je

I · ·· ·· · ·» * • ·· » · · · • · ·

Β··· ·· ·· ···· ·· ··· přítomno příliš málo nadouvadla, potom může kompozice expandovat méně než je žádoucí.

Například pokud má taková kompozice formu montážní matrice v zařízení regulujícím znečištění, potom tato montážní matrice nemusí během použití dostatečně podporovat monolit.

Na druhé straně, pokud se použije příliš mnoho nadouvadla, potom může kompozice při ohřevu příliš expandovat. Například pokud má kompozice formu montážní matrice, potom může být tlak proti prvku regulujícímu znečištění příliš vysoký a pravděpodobně může dojít k poškození prvku regulujícího znečištění.

V případě vyvážení těchto dvou poloh kompozice zpravidla zahrnují až přibližně 80 % hmotn., až přibližně 70 % hmotn. nebo až přibližně 60 % hmotn. nadouvadla majícího průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm. U některých provedení kompozice zahrnují přibližně 10 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn., přibližně 20 % hmotn. až přibližně 70 % hmotn., přibližně 30 % hmotn. až přibližně 60 % hmotn., nebo přibližně 40 % hmotn. až nadouvadla majícího průměrnou než přibližně 300 pm. Procenta přibližně 60 % hmotn. velikost částic větší hmotnosti jsou vztažena k suché hmotnosti kompozice.

Kompozice může například zahrnovat slídové pojivo v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze, biologicky rozpustná anorganická vlákna v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze, a nadouvadlo v množství přibližně 10 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze.

• · · · · · • * · · · · • ·· · · 9 · · · · · • · · ♦ · ···· ·· ··♦

Slídové pojivo může zahrnovat vermikulit mající velikost částic menší než přibližně 150 pm a nadouvadlo může zahrnovat vermikulit mající velikost částic větší než přibližně 150 pm (neprojde přes síto o velikosti ok 100 mesh). Bobtnavý vermikulit může mít průměrnou velikost částic, která je větší než přibližně 300 pm.

Kompozice podle vynálezu mohou rovněž zahrnovat jedno nebo více polymerních pojiv. Polymerní pojivo lze použít k dosažení vyšší houževnatosti a pružnosti během přípravy a kompozic a během manipulace s těmito kompozicemi. Pokud má například kompozice formu vrstvového materiálu, jakým je například montážní matrice pro zařízení regulující znečištění, potom může být montážní matrice obalena snadněji okolo prvku regulujícího znečištění. Provozní teploty, kterých je zpravidla dosahováno v tomto zařízení mohou rozrušovat (např. rozkládat nebo eliminovat) polymerní složky. U některých provedení mohou tedy být organické složky spíše dočasnými než trvalými složkami kompozic.

Vhodná polymerní pojivá mohou být termoplastická nebo termosetová a mohou být poskytována jako 100% kompozice pevných látek, roztok, disperze, latex, emulze, jejich kombinace apod. U některých provedení je polymerním pojivém elastomer. Vhodné polymery zahrnují neomezujícím způsobem přírodní kaučuk, kopolymery dvou nebo více kopolymerovatelných druhů zahrnujících styren a butadien, kopolymery dvou nebo více kopolymerovatelných druhů zahrnujících butadien a akrylonitril, (meth)akrylatové polymery a kopolymery, polyurethany, polyestery, polyamidy, celulózové polymery, další elastomerní polymery nebo jejich kombinace.

• · φ φ φφφφ • φφ »φ φφφφ φ φ φφφ

Kompozice mohou zahrnovat přibližně 0,1 % hmotn. až přibližně 15 % hmotn., přibližně 0,5 % hmotn. až přibližně 12 % hmotn. nebo přibližně 1 % hmotn. až přibližně 10 % hmotn. polymerního pojivá, vztaženo ke hmotnosti suché báze.

U některých provedení jsou polymerními pojivý latexové kompozice obsahující akrylové složky a/nebo methakrylatové složky. Takové latexové kompozice mají tendenci jasně hořet bez produkce nežádoucího množství toxických nebo korozívních vedlejších produktů. Příklady vhodných akrylových emulzí zahrnují emulze komerčně dostupné pod obchodním označením „RHOPLEX HA-8 (44,5% hmotn. vodná emulze pevných akrylových kopolymerů) od společnosti Rohm a Haas of Philadelphia, PA a emulze komerčně dostupné pod obchodním označením „AIRFLEX 600BP ( 55% pevný ethylenvinylacetatový kopolymer) od společnosti Air Products of Allentown, PA.

Polymerní vlákna mohou být případně v kompozicích zahrnuta s cílem zlepšit manipulovatelnost, pružnost, houževnatost nebo kombinace těchto vlastností. Pokud má kompozice formu vrstvového materiálu, potom mají polymerní vlákna tendenci zlepšovat zpracovatelnost a pevnost vrstvového materiálu za sucha. Pokud jde o polymerní pojivo, polymerní vlákna mají po jednom nebo více cyklech ohřevu tendenci vyhořet (tj . rozkládat se nebo eliminovat se), pokud se kompozice použijí v zařízení regulujícím znečištění.

Polymer vlákna mohou být vyrobena z libovolného polymeru citovaného výše v souvislosti s polymerním pojivém. Kompozice mohou zahrnovat až přibližně 5 % hmotn. polymerní vlákna, vztaženo ke hmotnosti suché báze. U » · · · · φ · • · · · « » · · ·· některých provedení kompozice zahrnují až přibližně 2 % hmotn. nebo až přibližně 1 % hmotn. polymerních vláken.

Kompozice mohou například zahrnovat přibližně 0,1 % hmotn. až přibližně 2 % hmotn. nebo přibližně 0,2 % hmotn. až přibližně 1,0 % hmotn. polymerních vláken, vztaženo ke hmotnosti suché báze. Polymerními vlákny mohou být staplová vlákna nebo štěpaná vlákna. U jednoho provedení jsou polymerními vlákny staplová vlákna v rozmezí přibližně 0,5 až přibližně 5 denier.

Kompozice mohou rovněž zahrnovat další materiály, které jsou v souladu s konvenční praxí. Takové materiály zahrnují například změkčovadla, smáčedla, odpěňovadla, latexové koagulanty, jíly, nízkohmotnostní plniva, žáruvzdorná plniva, kovová vlákna nebo jejich kombinace.

U některých provedení, mají kompozice formu vrstvových materiálů, přičemž tyto vrstvové materiály zahrnují ochranu hran, jejímž úkolem je minimalizovat erozi hran vrstvového materiálu. Taková eroze může být způsobena například by výfukové plyny, pokud se vrstvový materiál použije v zařízení regulujícím znečištění. Vhodná ochrana hran může například zahrnovat kovové pletivo umístěné na hranách desky nebo směs pojivá a skla, jak je popsána v Patentu US 6 245 301 (Stroom a kol.) . Lze použít i další ochrany hran, které jsou v daném oboru známy.

U jednoho provedení vynálezu kompozice zahrnuje přibližně 5 % hmotn. až přibližně 90 % hmotn. biologicky rozpustných anorganických vláken a přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn. slídového pojivá, vztaženo ke hmotnosti suché báze. Kompozice může například zahrnovat přibližně 5 kompozice až přibližně 80 % hmotn. slídového • · · · • ··

AAA AAA AA

AAAA AA AA ···· ·· ··· pojivá a přibližně 5 kompozice až přibližně 85 % hmotn. biologicky rozpustných anorganických vláken nebo přibližně 5 kompozice až přibližně 80 % hmotn. biologicky rozpustných anorganických vláken a přibližně 5 kompozice až přibližně 80 % hmotn. biologicky rozpustných anorganických vláken.

U dalších příkladů může kompozice zahrnovat přibližně 10 kompozice až přibližně 60 % hmotn. slídového pojivo a přibližně 10 kompozice až přibližně 60 % hmotn. biologicky rozpustných vláken nebo přibližně 15 kompozice až přibližně 50 % hmotn. slídového pojivo a přibližně 15 kompozice až přibližně 40 % hmotn. biologicky rozpustných vláken, vztaženo ke hmotnosti suché báze. Jako ještě další příklad může kompozice zahrnovat přibližně 15 kompozice až přibližně 45 % hmotn. slídového pojivá a přibližně 15 kompozice až přibližně 30 % hmotn. biologicky rozpustných vláken, vztaženo ke hmotnosti suché báze.

větší než zahrnovat, 10 % hmotn

U dalšího provedení vynálezu kompozice zahrnuje, vztaženo ke hmotnosti suché báze, přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn. biologicky rozpustných anorganických vláken, přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn. slídového pojivá a přibližně 10 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn. nadouvadla majícího průměrnou velikost částic přibližně 300 pm. Kompozice může například vztaženo ke hmotnosti suché báze, přibližně až přibližně 60 % hmotn. slídového pojivá, přibližně 10 % hmotn. až přibližně 60 % hmotn. biologicky rozpustných vláken a přibližně 20 % hmotn. až přibližně 70 % hmotn. nadouvadla majícího průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm.

Jako zahrnovat další příklad vztaženo ke tohoto provedení může hmotnosti suché báze, kompozice přibližně • · • · · · • t ·9 » ·· ·· · · ♦ ··· ······ ·· · ···· 9· ·· ···· ·· ··· % hmotn. až přibližně 50 % hmotn. slídového pojivá, přibližně 15 % hmotn. až přibližně 40 % hmotn. biologicky rozpustných vláken a přibližně 30 % hmotn. až přibližně 60 % hmotn. nadouvadla majícího průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm. Jako ještě další příklad může kompozice zahrnovat, vztaženo ke hmotnosti suché báze, přibližně 15 % hmotn. až přibližně 45 % hmotn. slídového pojivá, přibližně 15 % hmotn. až přibližně 30 % hmotn. biologicky rozpustných vláken a přibližně 40 % hmotn. až přibližně 60 % hmotn. nadouvadla mající průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm.

U dalšího provedení kompozice zahrnuje přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn. biologicky rozpustných anorganických vláken, přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn. slídového pojivá, přibližně 10 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn. nadouvadla mající průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm, a až přibližně 15 % hmotn. polymerního pojivá, vztaženo ke hmotnosti suché báze.

Například kompozice podle tohoto provedení může zahrnovat přibližně 15 % hmotn. až přibližně 50 % hmotn. slídového pojivá, přibližně 15 % hmotn. až přibližně 40 % hmotn. biologicky rozpustných vláken, přibližně 40 % hmotn. až přibližně 60 % hmotn. nadouvadla majícího průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm a přibližně 0,5 % hmotn. až přibližně 12 % hmotn. polymerního pojivá, vztaženo ke hmotnosti suché báze.

U ještě dalšího provedení může kompozice zahrnovat přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn. biologicky rozpustných anorganických vláken, přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn. slídového pojivá, přibližně • · φ φ ·· ·· · · · · · · • φ φ · φφ·· φ·φ • ·· · · · · · ··· • φ φ « φ · · · · · · • Φ···· ·· · ···· ·· ·♦ ♦··· ·· ··· % hmotn. až přibližně 80 % hmotn. nadouvadlo majícího průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm až přibližně 15 % hmotn. polymerního pojivá a až přibližně 5 % hmotn. polymerních vláken, vztaženo ke hmotnosti suché báze.

Kompozice podle tohoto provedení může například zahrnovat přibližně 15 % hmotn. až přibližně 50 % hmotn. slídového pojivá, přibližně 15 % hmotn. až přibližně 40 % hmotn. biologicky rozpustných vláken, přibližně 40 % hmotn. až přibližně 60 % hmotn. nadouvadla majícího průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm, přibližně 0,5 % hmotn. až přibližně 12 % hmotn. polymerního pojivá a až přibližně 2 % hmotn. polymerních vláken, vztaženo ke hmotnosti suché báze.

Vrstvové materiály připravené z kompozic podle vynálezu mohou mít jednovrstvou nebo vícevrstvou konstrukci. U jednoho provedení může vrstvový materiál zahrnovat první vrstvu obsahující biologicky rozpustná anorganická vlákna a slídové pojivo a alespoň jednu další vrstvu spočívající na této první vrstvě. Reprezentativní provedení takové další vrstvy může zahrnovat neomezujícím způsobem složky, jakými jsou například skelná vlákna, viz patent US 5 290 522 (Rogers a kol.), keramická vlákna rozvolňovaná pod tryskou viz patent US 4 929 429 (Merry), nadouvadlo nebo jejich kombinaci.

Vícevrstvý vrstvový materiál může například zahrnovat první vrstvu, které obsahuje biologicky rozpustná anorganická vlákna a slídové pojivo a druhou vrstvu, která obsahuje vlákna schopná odolávat vysokým teplotám. Vlákna schopná odolávat vysokým teplotám zahrnují neomezujícím způsobem vlákna prodávaná pod obchodním označením „SAFFIL

99 99 99 ·· 9999 • 999 9 · · 9 · · ·

99 9 9 9 99 999

999 9 999 9 9

999999 99 9

9999 99 99 9999 99 999 společností Saffil Limited (Pilkington, U. K) a vlákna prodávaná pod obchodním označením „NEXTEL společností 3M (St. Paul, MN).

Vícevrstvý vrstvový materiál lze připravit za použití libovolné konvenční výrobní technologie. Jeden takový reprezentativní výrobní způsob zahrnuje vytvoření jednotlivých vrstev a jejich následnou vzájemnou laminaci za použití adheziva.

Vícevrstvý vrstvový materiál lze rovněž připravit způsobem popsaným v patentu US 5 853 675 (Howorth). Alternativně lze vytvořit jednu vrstvu na druhé způsobem popsaným v patentu US 6 051 193 (Langer et al.).

Vrstvové materiály vyrobené z kompozic podle vynálezu lze připravit za použití libovolné konvenční výrobní technologie, jakou je například papírenský způsob. U jednoho provedení papírenského způsobu se přidáním expandovaného slídového minerálu(ů) do vody připraví slídové pojivo. Koncentrace i teplota se mohou měnit v širokém rozsahu. U některých provedení lze pro přípravu suspenze použít teplou vodu, například vodu mající teplotu přibližně 30 °C až přibližně 75 °C. Voda může mít například teplotu přibližně 35 °C až přibližně 45 °C. Minerál se delaminuje (tj . odlupuje) a rozdrtí na velikost částic vhodnou pro pojivo (tj. méně než přibližně 150 pm).

Naředěnou suspenzi lze připravit přidáním vody do slídového pojivá. Do suspenze lze přidat biologicky rozpustná anorganická vlákna a případně další anorganická a polymerní vlákna. Lze použít libovolný stupeň tření, který disperguje slídové pojivo a biologicky rozpustná vlákna. U některých provedení lze pro dispergaci vláken použít nízké • · · ·

99 99 • ·· 9 9 9 9 9 · · · • ·· · · 9 9 9 999

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 ·

9999 99 99 9999 99 ··· až střední hodnoty tření po relativně krátkou dobu, např. 1 s až 10 min nebo přibližně 3 s až 80 s. Tuto suspenzi lze míchat mírnou rychlostí a udržovat tak pevné složky v suspendovaném stavu. Rovněž lze přidat další složky, jakými jsou například odpěňovadlo a polymerní pojivá.

Lze přidat vhodné srážecí činidlo, jakým je například okyselovadlo. Další srážecí činidla, jakými jsou například činidla, která mohou způsobit koagulaci přes zásadité prostředky, lze rovněž použít v souladu s konvenční praxí. Během koagulace se zpravidla vytvoří větší částice polymerního pojivá. Jemné a ostatní částice mají tendenci vázat se na polymerní pojivo a zachycovat se ve vláknité matrici, to znamená, že jemné částice nezpůsobí ucpávání sít použitých pro filtrování. Navázání jemných částic na vláknitou matrici usnadní odvádění vody ze suspenze a lze tak zkrátit dobu zpracování potřebnou pro přípravu vrstvového materiálu.

Případné nadouvadlo mající průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm se zpravidla přidává po koagulaci. Tímto konkrétním pořadím přídavků lze rovněž usnadnit dispergaci pevných látek v suspenzi a odstranění vody ze suspenze. Nicméně pořadí jednotlivých přídavků není pro vynález kritické a lze akceptovat i jiná pořadí přídavků.

Výsledná suspenzní kompozice může být odlévána na vhodném pletivu, zbavena vody a lisována. Alternativně lze vrstvy vytvořit vakuovým litím suspenze na drátěném pletivu nebo sítu. Výsledný vylisovaný vrstvový materiál lze sušit libovolným vhodným způsobem, např. sušením na vzduchu nebo sušením v peci. Podrobnější popis použitých standardních • 9 •9 9999

9 9 99 9 9 · 9 • 99 9 9 9 9 9 999

99999 9999 9

999999 99 9

9999 99 99 9999 99 999 papírenských technik lze nalézt v patentu US 3 458 329 (Owens et al.).

Vrstvový materiál lze nařezat na požadované tvary, jakým je například tvar vhodný pro použití jako montážní matrice nebo pro použití jako tepelná bariéra (tj. izolační materiál) v koncové kónické oblasti zařízení regulujícího znečištění. Řezání lze například realizovat způsobem lisování v lisovadle. Vrstvové materiály připravené z kompozic podle vynálezu mohou být reprodukovatelně nařezány na požadované rozměry při uspokojivém dosažení přesných tolerancí. Vrstvové materiály mohou vykazovat vhodné manipulační vlastnosti a nejsou tak křehké, aby se drobily v ruce. Vrstvovými materiály lze například snadno a pružně obalit prvek regulující znečištění bez toho, že by došlo k jeho roztržení, a vytvořit tak houževnaté, ochranné a nosné těsnění v zařízení regulujícím znečištění.

Kompozici podle vynálezu lze rovněž připravit ve formě pasty.

Při přípravě pasty je obsah všech pevných složek zpravidla vyšší než přibližně 30 procent. U některých provedení představují pevné látky přibližně 30 % až přibližně 60 %. Pasta má zpravidla takovou konzistenci a viskozitu, že může být vstřikována například do mezery mezi prvek regulující znečištění a kryt zařízení regulující znečištění. Patent US 5 736 109 (Howorth) popisuje vhodný způsob výroby pasty. Pastu lze rovněž připravit tak, že se nejprve připraví suspenze, ze které se následně odstraní část vody, aby se zvýšilo procento pevných látek. Dále lze pastu použít pro výrobu vrstvového materiálu.

• · · · · · ··«· · · · · · · · • ·· · · · · · ··· ·»···* · ♦ · · · ······ ·· · ·»·· ·· ·♦ ···· ·· ·*·

Následující příklady provedení vynálezu mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsahu vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.

Všechny díly a procenta, jsou není-li stanoveno jinak, uváděna jako hmotnostní.

Příklady provedení vynálezu

Následující testy se použily pro charakterizaci vrstvového materiálu obsaženého v příkladech a v kontrolních příkladech.

Smrštění za zvýšené teploty

Tento test se použil k určení smrštění vrstvového materiálu za teploty, které lze dosahovat v zařízení regulujícím znečištění. Vzorek se z desky vyříznul za použití čtvercové raznice mající rozměry 4,44 cm x 4,44 cm. Vzorek se měřil v rovině x-y za použití posuvného měřítka s kruhovou stupnicí ve snaze určit plochu (A před ohřevem) a potom se umístil do pece Tepelnyne Typ 4 80 00, která byla předehřátá na 900 °C. Vzorek se ohříval 24 h, 48 h nebo 72 h, jak ukazují výsledky testu.

Po vyjmutí z pece se vzorek ochladil na teplota místnosti a změřil za použití posuvného měřítka s kruhovou stupnicí ve snaze určit plochu po ohřevu (A po ohřevu) Procento smrštění (% smrštění) se určilo následujícím způsobem.

•ft ···· % Smrštění = [(A před ohřevem-A po ohřevu)/ před ohřevem}] x 100

Vrstvový materiál může v důsledku ohřevu expandovat ve směru osy Z, ale tento druh expanze nemá vliv na stanovení procenta smrštění podle výše uvedené rovnice. Smrštění vrstvových materiálů podle vynálezu představuje zpravidla méně než přibližně 6 procent. Typická montážní matrice používaná v průmyslu má smrštění přibližně 4 procenta až přibližně 5 procent.

Test upevňování za reálných podmínek (RCFT)

Tento test se použil pro měření tlaku vyvíjeného vrstvovým materiálem za podmínek reprezentujících aktuální podmínky, které se nacházejí v prvku regulujícím znečištění, jakým je například katalytický konvertor během normálního použití. Podrobnosti jsou dále popsány v patentu US 5 869 010.

Vzorek vrstvového materiálu mající rozměry 4,44 cm x 4,44 cm se umístil mezi dvě vyhřáté kovové desky o rozměrech 50,8 mm x 50,8 mm mající nezávislou regulaci teploty, každá plotna se postupně ohřívala jiný teplotní profil, čímž se simulovaly teploty kovového krytu a monolitu v katalytickém konvertoru. Během ohřevu se mezera mezi deskami zvětšila o hodnotu vypočtenou z hodnot teploty a koeficientů tepelné roztažnosti krytu a monolitu typického katalytického konvertoru. Po ohřevu na maximální teplotu se desky postupně ochladily a mezera se zmenšila o hodnotu vypočtenou z hodnot teploty a koeficientů tepelné roztažnosti.

·· ·« ·· ·· >»·· ···· • ·· · · · «· ···« • · · · · * ·*·» ·· ·· ···· ·· ···

Materiály se nejprve lisují na zvolenou hustotu, čímž se simuluje ochranný výplňový materiál v zařízení regulujícím znečištění. Tato počáteční hustota, která se zpravidla pohybuje od přibližně 0,80 g/cm³ do přibližně 1,0 g/cm³, se označuje jako montážní hustota.

Síla vyvíjená montážním materiálem se měřila za použití počítačem Sintech ID řízeného zátěžového rámu s extenziometrem (dostupný od společnosti MTS Systems Corp., Research Triangle Park, NC) . Tlak vyvíjený matricí během cyklu ohřevu a chlazení se vynesly do grafu proti teplotnímu profilu. Vzorek a kovové desky se ochladily na teplotu okolí a celý cyklus se ještě dvakrát zopakoval , takže se získal graf mající 3 závislosti tlaku vs. teplota. Za žádoucí je zpravidla jako minimální hodnota považována hodnota alespoň 50 kPa pro každí ze tří cyklů.

Nicméně matrice může být vhodná i v případě, kdy je v určitém bodě závislosti pozorován nižší tlak.

Příklady 1 až 3 a kontrolní příklad Cl

Vrstvové materiály se připravily přidáním 1500 ml vodovodní vody mající teplotu 40 °C a expandovaného vermikulit (ZONELITE Expandovaný Vermikulit #5 získaný od W. R. Grace, Cambridge, MA) do hnětacího stroje Waring. Hnětači stroj běžel na mírný chod po dobu 3 min až došlo k delaminaci a rozdrcení vermikulitu. Potom se přidala biologicky rozpustná anorganická vlákna certifikovaná Fraunhofer (SUPERWOOL 607 'dostupná od společnosti Thermal Ceramics, Augusta GA) a hnětla při mírném chodu 3 s. Množství expandovaného vermikulitu a biologicky rozpustných ·· ·· • · © *♦ ·· ···» *···»· © · · ···· ·· ·· ft·*· ·® ··* anorganických vláken činil 25 g, přičemž specifika jsou uvedena v tabulce 1.

Obsah hnětacího stroje se nalil do zásobníku z nerezové oceli a k vypláchnutí hnětacího stroje se použilo 2000 ml vody o teplotě 40 °C a obsahy se opět přidaly do zásobníku z nerezové oceli. Obsahy zásobníku a 3 kapky odpěňovače (FOAMMASTER III dostupný u společnosti Henkel) se smísily za použití vrtulového míchadla běžícího střední rychlostí, která udržovala pevné látky v suspenzi. V naznačených množstvích se přidalo 55% latexu pevného ethylenvinylacetatového kopolymer (AIRFLEX 600BP dostupného u společnosti Air Products Polymers Allentown, PA) a míchalo 1 min. Potom se přidalo 20 g 25% roztoku pevného síranu hlinitého (roztok síranu hlinitého dostupný od společnosti Koch Sulphur Products of Pinebend, MN), čímž se dosáhlo koagulace latexu.

Výsledná suspenze se nalila do zařízení pro ruční výrobu fólií a zbavila vody. Výsledná fólie se překryla savým papírem. Po 3 přejetích válečkem na těsto se fólie umístila mezi savé papíry a lisovala 5 min při tlaku 552 kPa a následně se 15 min sušila v konvenční peci nastavené na 150 °C. Fólie se kondiciovala při teplotě okolí (přibližně 22 °C) a testovala na smrštění za použití výše popsaného postupu.

Vzorek kontrolního příkladu Cl se připravil stejným způsobem s tou výjimkou, že se nepřidal žádný expandovaný vermikulit.

• ·

Tabulka 1
	Př. 1	Př. 2	Př. 3	Př. Cl
Expandovaný vermikulit - g	20,9	4,0	12,5	0
Vhodná vlákna - g	4,1	21,0	12,5	25
Latex - g	6,0	7,0	7,4	7,1
Složení suché matrice:.
Expandovaný vermikulit- %	74	13,8	43	0
Rozpustná vlákna - %	14,4	72,7	43	86,5
Latex - %	11,7	13,5	14	13,5
% Smrštění	0,2	2,0	1,9	7,0

Data shrnutá v tabulce 1 ukazují, že vrstvové materiály podle vynálezu vykazují podstatně nižší smrštění než kompozice obsahující pouze rozpustná vlákna.

Příklad 4 a kontrolní příklady C2-C3

Kompozice bobtnavé matrice se připravila za použití postupu popsaného v příkladu 1 a složení naznačených v tabulce 2. Biologicky rozpustná anorganická vlákna se hnětla přibližně 5 s před přidáním latexu, načež se přidalo 10 dílů 50% roztoku pevného síranu hlinitého, čímž se dosáhlo koagulace latexu. Neexpandovaným vermikulitem byla vermikulitová ruda získaná od společnosti Cometals, lne. New York, NY a měl velikost menší než přibližně 1 mm. Neexpandovaný vermikulit se přidal po koagulaci latexu a míchal za vzniku docela rovnoměrné disperze.

► · · · I • · • · · · • ·

Vzorek příkladu C2 se připravil stejným postupem jako v příkladu 4 s tou výjimkou, že se nepřidal expandovaný vermikulit.

Vrstvové materiály se testovaly na smrštění po ohřevu při 900 °C po 25 hodinách a po 72 hodinách. Výsledky jsou shrnuty v tabulce 2.

Tabulka 2
	Př. Kompozice 4	Př. Kompozice C2
•	Vlhkost-g	Sušina-%	Vlhkost-g	Sušina-%
Expandovaný vermikulit	25	22	0	0
Rozpustná vlákna	25	22	50	44
Neexpandovaný vermikulat	55	49	55	49
Latex	15	7	15	7
Smrštění po 24 h	0,7	10,8
Smrštění po 72 h	3,9	16,3

Hodnoty v tabulce 2 ukazují, že bobtnavé vrstvové materiály podle vynálezu se smršťují podstatně méně než matrice o stejném složení bez expandovaného, delaminovaného a rozdrceného vermikulitového pojivá.

Vzorek příkladu 4 se následně testoval v testu upevňování za reálných podmínek (RCFT). Montážní hustota byla 0,90 g/cm³. Vzorek se udržuje při maximální teplotě po dobu 2 h. Výsledky jsou znázorněny na obr. 3. První cyklus demonstruje závislost 2, druhý cyklus demonstruje závislost 3 a třetí cyklus demonstruje závislost 1. Tlak během všech tří cyklů byl za všech teplot vyšší než 50 kPa, což naznačuje, že matrice je vhodná pro použití v katalytickém konvertoru.

» · · · · · • · • · · · • · • * • ··

Příklad 5

Vrstvový materiál se připravil způsobem popsaným v příkladu 4 s tou výjimkou, že expandovaným vermikulitem byl Micron Grade Expandovaný Vermikulit získaný od společnosti The Strong Co. ,Inc., Pine Bluff, AR, a do suspenze se s rozpustnými vlákny přidal 1 g 0,635 dlouhých vláken umělého hedvábí (dostupných od společnosti Minifibers lne Johnson City, TN) . Graf výsledků je znázorněn na obr. 4. Montážní hustota byla 0,95 g/cm³. Vzorek se udržoval při maximální teplotě 2 h. První cyklus je znázorněn jako závislost 4, druhý cyklus je znázorněn jako závislost 5, a třetí cyklus je znázorněn jako závislost 6. Bobtnavá matrice měla přijatelné smrštění a tlaky vyšší než 100 kPa při testech RCFT.

Příklad 6

Vícevrstvá konstrukce se vytvořila z vrstvy za sucha kladené fólie opatřené vpichy, která se vyrobila způsobem popsaným v patentu US 5 290 522 (Rogers, a kol.) přibližně při 700 g/m² a vrstvy bobtnavé fólie z příkladu 5 přibližně při 2770 /m². Tyto dvě vrstvy se daly k sobě a konstrukce se testovala v testu RCFT (test upevňování za reálných podmínek), kdy byla vrstva z příkladu 5 umístěna vedle horké boční desky a za sucha kladené fólie buly umístěna vedle studené boční desky. U testů prováděných pro tři teplotní cykly způsobem popsaným v příklad 5 a při montážní hustotě přibližně 0,7 g/cm³ ale s maximální teplotou desky dosahující pouze 500 °C na horké desce a 200 °C n studené desce byl pozorován minimální tlak přibližně 75 kPa a maximální tlak přibližně 220 kPa. Tyto výsledky dokazují • · • · • · · ·

obecnou použitelnost použití vrstvených konstrukcí podle vynálezu jako montážních systémů při celé řadě různých aplikací.

Příklad 7

Připravil se vzorek obsahující jako slídové pojivo neexpandovaný vermikulit. Vrstvový materiál se připravil za použití 45 % hmotn. neexpandovaného vermikulitu, 45 % hmotn. SUPERWOOL 607 a 15 % hmotn. AIRFLEX 600BP latexu.

Neexpandovaný vermikulit se získal z vermikulitové rudy, dostupné u společnosti Cometal, lne, of New York, NY. Vermikulatová ruda se přesila tak, že jímaná frakce prošla skrze síto s velikostí ok 20 mesh, ale neprošla skrze síto s velikostí ok 50 mesh. 54 g frakce vermikulitové rudy 20 až 50 mesh a 1500 ml vodovodní vody kondiciované na 40 °C se umístilo do hnětacího stroje Waring a mísilo při nízké rychlosti 3 min. Suspenze vermikulitu se následně další 3 min mísila při vysoké rychlosti v lminutových krocích, čímž se umožnilo ochlazení motoru hnětače mezi jednotlivými operacemi na 3 až 5. Do hnětacího stroje se potom přidalo 54 gramů produktu SUPERWOOL 607 a 1000 ml kondiciovaného vodovodní vody a mísilo 3 s až 5 s. Suspenze se následně přemístila do směšovací nádoby a hnětači stroj se vypláchl 1000 ml kondiciované vodovodní vody ve snaze odstranit veškeré zbytky pevných látek z hnětacího stroje.

Suspenze se následně suspendovala a mísila pomocí lopatkové míchačky při střední rychlosti a přidaly se 3 kapky odpěňovadla FOAMMASTER 111. Potom se přidalo 21,82 g latexu AIRFLEX 600BP a vše se nechalo dispergovat 2 • · • · • · · · φφφφ ΦΦΦ· φφφ φφφ φ» · < · φφφ φ φ φ φ · φ ΦΦΦ· · φφφ··· · · · φφφφ φφ φφ φφφφ ·· · ·· až 3 minuty. Potom se do směsi sraženiny přidalo 10 g 50% roztoku síranu hlinitodraselného.

Vysrážená směs se následně nalila do formy pro ruční výrobu fólií o rozměrech 20 cm x 20 cm mající síto o velikosti ok 60 mesh. Z formy se odstranila voda za vzniku ručně dělané fólie.

Ručně dělané fólie se následně přejela ručním válečkem přes savý papír s cílem odstranit přebytek vody a lisovala 5 min při 0,23 MPa mezi síty s velikostí ok 40 mesh na kovových rámech a sušila v konvenční peci předehřáté na 150 °C.

Po celonočním kondiciování na teplotu a vlhkost okolí se z ručně dělané fólie vyříznul vzorek pro testování o rozměrech 4,44 cm x 4,44 cm.

Rozměry vyříznutého vzorku se měřily v rovině x-y za použití posuvného měřítka s kruhovou stupnicí a následně se vzorek umístil do malé muflové pece nastavené na 1000 °C, kde se ponechal 48 h.

Po ochlazení se rozměry vzorku opět změří v rovině x-y. Z měření vyjádřeného v mikrometrech se vypočetla plocha před a po ohřevu a stejně tak procento smrštění. Smrštění činilo 4,3 procenta.

Další provedení podle vynálezu budou odborníkům v daném oboru zřejmá po prostudování této popisné části nebo zde provedených realizací vynálezu. Nicméně je třeba zdůraznit, že všechna uvedená příkladná provedení mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.

Claims (9)

1. Kompozice vyznačující se tím, že obsahuje:

a) slídové pojivo v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze; a

b) biologicky rozpustná anorganická vlákna v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 90 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze.

2. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená kompozice má formu pasty nebo vrstvového materiálu.

3. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že kompozice má formu vhodnou pro použití v zařízení regulujícím znečištění.

4. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že kompozice má formu vhodnou pro použití jako montážní matrice zařízení regulujícího znečištění.

5. Kompozice podle nároku 3, vyznačující se tím, že kompozice má formu vhodnou pro použití jako izolační materiál v koncové kónické oblasti zařízení regulujícího znečištění.

·« 99 ·· ·· ······

9 9 9 · 9 9 9 9 9 9 9 • 99 · · · · · ··· ······ ···· · ······ · · · ···· ·· ·· ···· ·* ···

6. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená kompozice má formu vhodnou pro použití jako tepelná bariéra, ohnivzdorná bariéra nebo jako ochranný výplňový materiál.

7. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že kompozice má formu vrstvového materiálu majícího plochu v rovině X-Y, přičemž tato plocha se zmenší o méně než přibližně 6 procent, pokud se uvedený vrstvový materiál ohřeje až přibližně na 900 °C.

8. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená biologicky rozpustná anorganická vlákna obsahují přibližně 45 % hmotn. až přibližně 90 % hmotn. SiO₂, až přibližně 45 % hmotn. CaO, až přibližně 35 % hmotn. MgO a méně než 10 % hmotn. Al₂0₃, vztaženo ke hmotnosti biologicky rozpustných anorganických vláken.

9. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedené slídové pojivo zahrnuj e slídový minerál maj ící velikost částic menší než přibližně 150 pm. 10. Kompozice podle nároku 9, vyznačující se tím, že

uvedený slídové minerál zahrnuje vermikulit.

11. Kompozice podle nároku 10, vyznačující se tím, že vermikulit je nebobtnající.

• · • « φ · · · • · · · ··· φ · · · · ···· ·· ··

12. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje nevdechnutelná anorganická vlákna v množství až přibližně 15 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze.

13. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje nadouvadlo v množství až přibližně 80 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze, přičemž uvedené nadouvadlo má průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm.

14. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje nadouvadlo v množství až přibližně 80 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze, přičemž uvedené nadouvadlo zahrnuje slídový minerál mající velikost částic větší než přibližně 150 pm.

15. Kompozice podle nároku 14, vyznačující se tím, že uvedené nadouvadlo zahrnuje neexpandovatelný vermikulit.

16. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje polymerní pojivo v množství přibližně 0,1 % hmotn. až přibližně 15 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze.

···· • · « · · ♦ ♦ · 9 9 9 9 99 · · 9 9 9 ····»· · · · 9··9 ·· 99 9999 ·· ···

17. Kompozice podle nároku 16, vyznačující se tím, že uvedeným polymerním pojivém je elastomer.

18. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje polymerní vlákna.

19. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená kompozice má formu vrstvového materiálu majícího vícevrstvou konstrukci.

20. Kompozice podle nároku 2, vyznačující se tím, že uvedený vrstvový materiál dále zahrnuje ochranu hran.

21. Kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená kompozice je prostá trvanlivých vdechnutelných anorganických vláken.

22. Kompozice vyznačující se tím, že obsahuje:

a) slídové pojivo v množství přibližně 15 % hmotn. až přibližně 50 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze, přičemž slídové pojivo obsahuje vermikulit mající velikost částic menší než přibližně 150 pm;

b) biologicky rozpustná anorganická vlákna v množství přibližně 15 % hmotn. až přibližně 40 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze; a ····

c) nadouvadlo v množství přibližně 30 % hmotn. až přibližně 60 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze, přičemž nadouvadlo zahrnuje nenadutý vermikulit mající velikost částic větší než přibližně 150 pm.

23. Kompozice podle nároku 22, vyznačující se tím, že dále zahrnuje polymerní pojivo v množství přibližně 0,1 % hmotn. až přibližně 15 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze.

24. Zařízení regulující znečištění, vyznačující se tím, že zahrnuje:

a) kryt;

b) prvek regulující znečištění umístěný v krytu; a

c) ochranný materiál uspořádaný v mezeře mezi alespoň částí krytu a částí prvku regulujícího znečištění, přičemž uvedený ochranný materiál obsahuje:

i) slídové pojivo; a ii) biologicky rozpustná anorganická vlákna.

25. Zařízení regulující znečištění podle nároku 24, vyznačující se tím, že ochranný materiál má formu vrstvového materiálu nebo pasty.

9 ··

26. Zařízení regulující znečištění podle nároku 24, vyznačující se tím, že uvedený ochranný materiál zahrnuje slídové pojivo v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze, a biologicky rozpustná anorganická vlákna v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 90 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze.

27. Zařízení regulující znečištění podle nároku 24, vyznačující se tím, že uvedená biologicky rozpustná anorganická vlákna zahrnují přibližně 45 % hmotn. až přibližně 90 % hmotn. SiO₂, až přibližně 45 % hmotn. CaO, až přibližně 35 % hmotn. MgO, a méně než 10 % hmotn. Al₂0₃, vztaženo ke hmotnosti biologicky rozpustných anorganických vláken.

28. Zařízení regulující znečištění podle nároku 24, vyznačující se tím, že uvedené slídové pojivo zahrnuje vermikulit mající velikost částic menší než přibližně 150 pm.

29. Zařízení regulující znečištění podle nároku 24, vyznačující se tím, že uvedený ochranný materiál dále zahrnuje nadouvadlo v množství až přibližně 80 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze, přičemž uvedené nadouvadlo má průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm.

···· • · ·Φ ·* • · · 9 9 · · 9 · 9 9

9 99 9 9 9 9 9 999

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9

9999 99 99 9999 ·· ···

30. Zařízení regulující znečištění podle nároku 24, vyznačující se tím, že uvedený ochranný materiál dále zahrnuje nevdechnutelná anorganická vlákna v množství až přibližně 15 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze.

31. Zařízení regulující znečištění podle nároku 24, vyznačující se tím, že uvedený ochranný materiál zahrnuje vrstvový materiál mající plochu v rovině X-Y, a tato plocha se zmenší méně než přibližně o 6 procent, pokud se uvedené zařízení regulující znečištění použije.

32. Zařízení regulující znečištění, vyznačující se tím, že obsahuje kryt a izolační materiál umístěný v uvedeném krytu, přičemž uvedený izolační materiál obsahuje slídové pojivo a biologicky rozpustná vlákna.

33. Zařízení regulující znečištění podle nároku 32, vyznačující se tím, že izolační materiál se nachází v koncové kónické oblasti krytu.

34. Zařízení regulující znečištění podle nároku 32, vyznačující se tím, že uvedený izolační materiál zahrnuje slídové pojivo v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze, a biologicky rozpustná anorganická vlákna v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 90 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze.

····

99 99

9 99

9 9 9 999 9 9 • · ····

35. Vrstvový materiál, vyznačující se tím, že obsahuje směs slídového pojivá a biologicky rozpustná anorganická vlákna, přičemž uvedený vrstvový materiál má určitou plochu v rovině X-Y, a tato plocha se zmenší méně než přibližně o 6 procent, pokud se uvedený vrstvový materiál ohřeje až přibližně na 900 °C.

36. Vrstvový materiál podle nároku 35, vyznačující se tím, že zahrnuje slídové pojivo v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 90 % hmotn. a biologicky rozpustná anorganická vlákna v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn.

37. Způsob výroby zařízení regulujícího znečištění, vyznačující se tím, že zahrnuje poskytnutí krytu a prvku regulujícího znečištění; vytvoření ochranného výplňového materiálu obsahujícího slídové pojivo a biologicky rozpustná anorganická vlákna; umístění prvku regulujícího znečištění do krytu; a umístění ochranného výplňového materiálu mezi alespoň část prvku regulujícího znečištění a kryt.

38. Způsob podle nároku 37, vyznačující se tím, že ochranný výplňový materiál má formu vrstvového materiálu a vrstvový materiál je obalen okolo alespoň části zařízení regulujícího znečištění.

9« 99

9 9 9 1 • ♦ « ·· ·♦··

39. Způsob podle nároku 37, vyznačující se tím, že vrstvový materiál dále zahrnuje nadouvadlo mající průměrnou velikost částic větší než přibližně 300 pm.

40. Způsob výroby vrstvového materiálu, vyznačující se tím, že zahrnuje:

vytvoření vodné suspenze obsahující slídové pojivo v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 80 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze a biologicky rozpustná anorganická vlákna v množství přibližně 5 % hmotn. až přibližně 90 % hmotn., vztaženo ke hmotnosti suché báze; přidání srážecího činidla za vzniku vysrážené suspenze; a odstranění vody z vysrážené suspenze za vzniku vrstvového materiálu.