BRPI0608162A2 - membro de montagem de elemento de controle de poluiÇço, e, dispositivo de controle de poluiÇço - Google Patents

membro de montagem de elemento de controle de poluiÇço, e, dispositivo de controle de poluiÇço Download PDF

Info

Publication number
BRPI0608162A2
BRPI0608162A2 BRPI0608162-2A BRPI0608162A BRPI0608162A2 BR PI0608162 A2 BRPI0608162 A2 BR PI0608162A2 BR PI0608162 A BRPI0608162 A BR PI0608162A BR PI0608162 A2 BRPI0608162 A2 BR PI0608162A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
pollution control
control element
catalyst
mounting member
acrylic latex
Prior art date
Application number
BRPI0608162-2A
Other languages
English (en)
Inventor
Daigo Yasuda
Fumihiro Kishi
Kenji Sako
Toshiyuki Watanabe
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of BRPI0608162A2 publication Critical patent/BRPI0608162A2/pt

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2853Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • C04B26/04Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B26/06Acrylates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0045Polymers chosen for their physico-chemical characteristics
    • C04B2103/0065Polymers characterised by their glass transition temperature (Tg)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00793Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0081Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2310/00Selection of sound absorbing or insulating material
    • F01N2310/14Wire mesh fabric, woven glass cloth or the like

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

Um membro de montagem de elemento de controle de poluição, adequado para montar um elemento de controle de poluição dentro de uma caixa de um dispositivo de controle de poluição. O membro de montagem de elemento de controle de poluição compreende uma esteira de um material fibroso, tendo uma espessura predeterminada, com a esteira tendo uma combinação de pelo menos dois tipos de aglutinantes, tendo diferentes temperaturas de transição vítrea (Tg), impregnada nela.

Description

"MEMBRO DE MONTAGEM DE ELEMENTO DE CONTROLE DEPOLUIÇÃO, DISPOSITIVO DE CONTROLE DE POLUIÇÃO, E,SISTEMA DE EXAUSTÃO PARA UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA"
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um membro de retenção oumontagem de elemento de controle de poluição e, mais particularmente, apresente invenção refere-se a um membro de retenção ou montagem para umelemento de controle de poluição, tal como um veículo catalisador e umelemento de filtro. Em particular, a presente invenção refere-se a um membrode retenção ou montagem de um veículo catalisador, que apresenta boaoperabilidade durante inserção do membro de montagem de veículocatalisador em um estado de ser enrolado em torno de um veículo catalisadordentro de uma caixa do conversor catalítico, que é excelente em resistênciatérmica, uma propriedade de retenção de pressão de área e resistência àerosão, e também que, apesar da redução da quantidade de impregnação doaglutinante orgânico usado, a redução da pressão aérea e derramamento departículas, fibras e outras das fibras rompidas podem ser simultaneamenteevitados. Além disso, a presente invenção refere-se a um dispositivo decontrole de poluição provido com tal membro de montagem de elemento decontrole de poluição, mais particularmente um conversor catalítico tendoinserido nele tal membro de montagem de veículo catalisador e umdispositivo de limpeza de exaustão, provido com um membro de retenção oumontagem de elemento de filtro. O conversor catalítico da presente invençãopode ser vantajosamente usado para tratar gases de exaustão de motores decombustão interna de, por exemplo, geradores de energia, automóveis eoutros veículos.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Os sistemas de purificação de gás de exaustão, para os quais osconversores catalíticos cerâmicos são usados, têm sido b em conhecidos comomeios para remover monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos (HC), óxidode nitrogênio (NOx) e similares, contidos dentro dos gases de exaustão dosmotores de combustão interna de automóveis. Um catalisador catalíticocerâmico inclui, por exemplo, um veículo catalisador cerâmico conformadoem colméia (também denominado "elemento catalisador") contido dentro deuma caixa metálica, a saber, um alojamento.
Como é bem sabido, há muitos tipos de conversores catalíticoscerâmicos. Entretanto, um conversor catalítico cerâmico é usualmenteestruturado com um vão entre a caixa e o veículo catalisador acondicionadonela. Este vão é suficientemente enchido com um membro de montagem eisolante térmico, tipicamente formado de fibras inorgânicas, fibras orgânicase/ou genericamente um aglutinante orgânico líquido ou pastoso emcombinação. Vide, por exemplo, Publicações de Patentes Não-examinadasJaponesas (Kokai) Nos. 57-61686; 59-10345 e 61-239100. Como resultado, omembro isolante de montagem/térmico enchendo tais vãos retém o veículocatalisador e pode evitar que o veículo catalisador sofra choques mecânicosacidentais causados por um impacto, uma vibração ou similar. Em razão denão ocorrer destruição nem movimento do veículo catalisador dentro doconversor catalítico tendo uma tal estrutura, o conversor catalítico poderealizar as desejadas funções em um longo período de tempo. Além disso, sefor impregnado dentro ou revestido sobre as fibras inorgânicas, o aglutinanteorgânico pode evitar derrame ou espalhamento das partículas quebradas, pós esimilares (a seguir também referidos como "pedaços de fibra") das fibrasinorgânicas e também pode evitar deformação do veículo catalisador, quandoo veículo catalisador é inserido (esta operação é denominada "enlatamento")dentro da caixa. Além disso, em razão de tal membro demontagem/isolamento térmico, como mencionado acima, ter uma função dereter um veículo catalisador, é comumente chamado um membro de retençãoou montagem de veículo catalisador.
A Fig. 1 é uma vista em perspectiva do conversor catalíticopara purificação de gás de exaustão descrito na Publicação de Patente Não-Examinada Japonesa (Kokai) No. 7-269334. Empregando-se o conversorcatalítico 201, torna-se possível simultaneamente realizar a melhoria noenlatamento do veículo catalisador e a prevenção de derramamento dospedaços de fibra, pelo fornecimento de um veículo catalisador guarnecido porvácuo, usando-se uma folha impermeável a ar. O conversor catalítico pode serproduzido pelo método em que uma camada de pano não-tecido fibrosoinorgânico semelhante a placa 231 e um material de selagem 932 são contidosem uma folha impermeável a ar 232, uma pressão em uma seção interna dafolha 232, a pressão dentro de uma seção interna da folha 232 é reduzida parareduzir sua espessura, desse modo ajustando-se uma densidade de massa dacamada de pano não-tecido fibrosa inorgânica 231 a 0,10 a 0,40 g/cm etambém sua espessura a aproximadamente 1,0 a 2,5 vezes a folga entre osuporte de catalisador 204 e o envoltório 202 (envoltório superior 221,envoltório inferior 222) obtido em sua montagem, a folha 232 é selada e entãoa camada de pano não-tecido fibrosa inorgânica 231 e material selante 932selados sob a pressão reduzida são inseridos entre o suporte de catalisador 204e os envoltórios 221 e 222, seguido pela montagem destes membros sobaplicação de pressão. Este conversor catalítico é vantajoso porque ele podeevitar derrame dos pedaços de fibra sem empregar-se um aglutinanteorgânico, entretanto, uma vez que é necessário aplicar um sistema deguarnecimento por vácuo, é necessário que o aparelho de produçãoespecificado seja usado juntamente com o processo de produção embaraçosoe os custos de produção aumentados. Adicionalmente, uma vez que o sistemade ligação para o envoltório superior 221 e o envoltório inferior 222 ébaseado no uso de flanges, a operabilidade de produção é reduzida, emcomparação com o método de inserção pressurizado, em que o veículocatalisador é inserido dentro de uma caixa cilíndrica, após um membro deretenção de veículo catalisador ser enrolado em torno e integrado com umasuperfície externa do veículo catalisador.
Além disso, a Fig. 2 é uma vista em perspectiva do conversorcatalítico para purificação de gás de exaustão descrito na Publicação dePatente Não-Examinada Japonesa (Kokai) No. 2002-4848. O conversorcatalítico 300 é caracterizado por dispor um material de retenção e selagem302 entre um veículo catalisador 301 e um envoltório 395. O material deretenção e selagem 302 compreende um produto semelhante a esteira defibras inorgânicas e tem adicionado nele 0,5 a 20 % em peso de umaglutinante consistindo de um aglutinante orgânico ou inorgânico e tambémsua densidade de guarnecimento, determinada após montagem, ser ajustada ade 0,1 a 0,6 g/cm . Além disso, o conversor catalítico é caracterizado peladivisão de seu material de retenção e selagem 302 em três seções (seçãosuperior 311, seção média 312 e seção inferior 313) na direção da espessura,as seções superior e inferior tendo cada uma um elevado teor de sólido doaglutinante, em comparação com a seção média. Entretanto, para esteconversor catalítico, uma vez que o material de retenção e selagem tem queser dividido em três seções juntamente com o controle do teor de sólidos doaglutinante de cada uma das seções, o processo de produção é embaraçoso etambém o custo de produção é aumentado. Além disso, embora o aglutinanteorgânico tenha que ser adicionado em uma quantidade de 0,5 a 20 % em peso,como descrito acima, é geralmente desejado reduzir uma quantidade doaglutinante orgânico para fins de satisfazer as recentes exigências doavançado sistema de controle dos motores internos automotivo, porque umaaumentada quantidade do aglutinante orgânico pode adversamente afetar talsistema de controle, especialmente na função do sensor contido nele.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Como descrito acima, os membros de retenção ou montagemde veículo catalisador, usualmente usados na forma de esteiras, foramdiferentemente aperfeiçoados nos conversores catalíticos, incluindo aquelestendo uma estrutura acolchoada, em que o veículo catalisador é inserido sob aaplicação de pressão. Entretanto, os membros de montagem de veículocatalisador podem ainda ressentir-se de problemas associados com suasestruturas, processos de produção e características. Um problema importante ésimultaneamente evitar a redução pressão de área ou força de compressão dosmembros de montagem e o derrame ou espalhamento das partículasquebradas, pós e outras fibras (pedaços de fibra), enquanto reduzindo aquantidade do aglutinante orgânico usado para fins de união ou fixação.
Desta maneira, um objetivo da presente invenção pode serfornecer um membro de montagem de veículo catalisador que apresente boaoperabilidade durante inserção do membro de montagem de veículocatalisador em um estado de ser enrolado em torno de um veículo catalisadordentro da caixa de um conversor catalítico, que seja excelente em resistênciatérmica, uma propriedade de retenção de pressão de área e resistência àerosão, e também que apresente redução da pressão de área do membro demontagem e derrame dos pedaços de fibra, apesar da reduzida quantidade deimpregnação do aglutinante orgânico usado para fins de fixação.
Além disso, outro objetivo da presente invenção pode serfornecer um conversor catalítico que tenha uma estrutura simples, que possaser facilmente produzido e em que o membro de montagem de veículocatalisador seja de excelente resistência térmica, tenha uma propriedade deretenção de pressão de área, prevenção de derrame dos pedaços de fibra e resistência à erosão.
Além disso, outros objetivos da presente invenção podem serfornecer um membro de montagem de elemento de controle de poluição paramontar elementos de controle de poluição que não o veículo catalisador, taiscomo, por exemplo, um elemento de filtro e similares e um dispositivo decontrole de poluição provido com tal elemento de controle de poluição.
Em um seu aspecto, a presente invenção reside em ummembro de montagem de elemento de controle de poluição para reter umelemento de controle de poluição dentro de uma caixa por enrolamento domembro de montagem de elemento de controle de poluição em torno doelemento de controle de poluição, em que o membro de montagem deelemento de controle de poluição é composto de uma esteira de um materialfibroso tendo uma espessura predeterminada e a esteira tem impregnada nelauma combinação de pelo menos dois tipos de aglutinantes, tendo diferentestemperaturas de transição vítrea (Tg).
Adicionalmente, em outro seu aspecto, a presente invençãoreside em um dispositivo de controle de poluição compreendendo uma caixa,um elemento de controle de poluição provido dentro da caixa e um membrode montagem de elemento de controle de poluição disposto entre a caixa e oelemento de controle de poluição, o membro de montagem de elemento decontrole de poluição sendo o membro de montagem de elemento de controlede poluição acima descrito, de acordo com a presente invenção.
O elemento de controle de poluição e o dispositivo de controlede poluição de acordo com a presente invenção podem, cada um,vantajosamente, ser realizados em várias formas de realização. Por exemplo,em uma forma de realização preferida da presente invenção, o elemento decontrole de poluição é um veículo catalisador e, assim, o dispositivo decontrole de poluição é um conversor catalítico. Em outra forma de realizaçãopreferida da presente invenção, o elemento de controle de poluição é umelemento de filtro (por exemplo, um filtro particulado para motores diesel) e,assim, o dispositivo de controle de poluição é um dispositivo de limpeza deexaustão. O dispositivo de controle de poluição pode ser usado no sistema deexaustão automotiva e outros motores de combustão interna (por exemplo,gasolina, diesel e outros motores de queima de combustível orgânico).Como será explicado a seguir detalhadamente, de acordo coma presente invenção, torna-se possível prover um membro de montagem deveículo catalisador, que apresenta boa operabilidade quando o membro demontagem de veículo catalisador, em um estado de ser enrolado em torno deum veículo catalisador, é inserido dentro de uma caixa do conversorcatalítico, que é excelente em resistência térmica, uma propriedade deretenção de área, prevenção de derrame de pedaços de fibra e resistência àerosão e, além disso, uma quantidade de impregnação do aglutinante orgânicousado para fins de fixação pode ser reduzida, enquanto a redução de umapressão de área e do derrame de partículas quebradas, pós e outras fibras podeser simultaneamente evitada.
Além disso, de acordo com a presente invenção, torna-sepossível prover um conversor catalítico tendo uma estrutura simples e capazde facilmente produzir, em que o membro de montagem de veículocatalisador inserido é excelente em isolamento térmico, propriedade deretenção de pressão de área, prevenção de derrame dos pedaços de fibra eresistência à erosão.
Adicionalmente, de acordo com a presente invenção, torna-sepossível fornecer conversores catalíticos que podem ser vantajosamenteusados para tratar gases de exaustão de motores de combustão interna deautomóveis e outros veículos.
Além disso, de acordo com a presente invenção, tambémtorna-se possível realizar os excelentes efeitos acima descritos em outrosdispositivos de controle de poluição que não o conversor catalítico, porexemplo, filtros particulados diesel e outros dispositivos de limpeza deexaustão.
Os objetivos descritos acima e outros objetivos da presenteinvenção serão facilmente entendido pelas seguintes descrições.
REVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSA Fig. 1 é uma vista em perspectiva mostrando uma estruturade conversores catalíticos da técnica anterior para purificação de gás deexaustão.
A Fig. 2 é uma vista em perspectiva mostrando outra estruturados conversores catalíticos da técnica anterior para purificação de gás deexaustão.
A Fig. 3 é uma vista lateral mostrando uma estrutura preferidado conversor catalítico para purificação de gás de exaustão de acordo com apresente invenção.
A Fig. 4 é uma vista em seção transversal tomada ao longo dalinha A-A do conversor catalítico da Fig. 3.
A Fig. 5 é um gráfico mostrando os resultados dadeterminação de derrame de pedaços de fibra no teste de impacto comrespeito ao membro de montagem de veículo catalisador impregnado com olátex acrílico tendo diferente Tg.
A Fig. 6 é um gráfico mostrando os resultados dadeterminação da pressão de área na temperatura ambiente com respeito aomembro de montagem de veículo catalisador impregnado com o látex acrílicotendo diferente Tg.
A Fig. 7 é um gráfico mostrando a relação entre o derrame depedaços de fibra e a pressão de área na temperatura ambiente, com respeito aomembro de montagem de veículo catalisador simultaneamente impregnadocom látex acrílico tendo diferente Tg.
DESCRIÇÃO DETALHADA DOS MODOS DE REALIZAR A INVENÇÃO
O membro de montagem de elemento de controle de poluiçãoe o dispositivo de controle de poluição de acordo com a presente invençãopodem ser praticados em várias formas de realização. Por exemplo, oelemento de controle de poluição pode ser um veículo catalisador (ouelemento catalisador), um elemento de filtro (por exemplo, filtro de limpezade exaustão para motores e outros) ou quaisquer outros elementos de controlede poluição. Similarmente, dependendo de um elemento de controle depoluição aplicado nele, o dispositivo de controle de poluição pode ser umconversor catalítico, um dispositivo de limpeza de exaustão tal comodispositivo de limpeza de exaustão para motores (por exemplo, dispositivo defiltro particulado diesel) ou qualquer outros dispositivos de controle depoluição. A seguir, as formas de realização da presente invenção serãodescritas particularmente com referência ao membro de montagem de veículocatalisador e ao conversor catalítico, entretanto devendo ser observado que apresente invenção não é limitada a somente as seguintes formas de realização.
O conversor catalítico de acordo com a presente invenção podeser particularmente usado vantajosamente para tratar gases de exaustão demotores de combustão interna de automóveis e outros. O conversor catalíticocompreende pelo menos uma caixa e um veículo catalisador (elementocatalisador) colocado dentro da caixa. O membro de montagem de veículocatalisador de acordo com a presente invenção que será explicado em detalhesa seguir é inserido entre a caixa e o veículo catalisador, de modo que omembro de montagem de veículo catalisador seja enrolado em torno dasuperfície periférica externa do veículo catalisador. Além disso, como érealizado na produção dos conversores catalíticos da técnica anterior, umveículo catalisador e um membro de montagem de veículo catalisador podemser unidos entre si com um meio de união, tal como um adesivo ou uma fitaadesiva sensível à pressão. Entretanto, para o conversor catalítico dainvenção, em razão de o próprio membro de montagem de veículo catalisadorpoder manifestar adequada adesão, a inserção do meio de ligação, que torna aestrutura e produção complicadas e que aumenta o custo de produção, édesnecessário. Além disso, embora o membro de montagem de veículocatalisador seja usualmente enrolado em torno de uma superfíciesubstancialmente inteira do veículo catalisador, se desejado, ele pode serenrolado somente em uma parte do veículo catalisador. Adicionalmente,meios de fixação, tais como uma malha de arame, podem opcionalmente serusados auxiliarmente.
Prefere-se que o membro de montagem de veículo catalisadorseja adequadamente comprimido, de modo que possa fornecer uma apropriadadensidade de massa, quando for inserido dentro da caixa. Os procedimentosde compressão incluem compressão por caçamba de mandíbula, compressãopor enchimento, compressão Turnikit e outras. O membro de montagem deveículo catalisador da presente invenção pode ser vantajosamente usado paraa produção de um conversor catalítico tendo uma estrutura chamadaalcochoada, que é formada por um procedimento tal como compressão porenchimento, por exemplo, empurrando sob pressão o membro de montagemde veículo catalisador para dentro de uma caixa cilíndrica.
O conversor catalítico da presente invenção pode incluirdiferentes tipos de conversores catalíticos. Preferivelmente, o conversorcatalítico é equipado com um elemento catalisador monoliticamente formado,isto é, um conversor catalítico monolítico. Em razão de o conversor catalíticoser composto de um elemento catalisador tendo pequenas passagens, cadauma tendo uma seção transversal conformada em colméia, ser menor emcomparação com os conversores catalíticos tipo pelota da técnica anterior,podem suprimir a resistência do gás de exaustão, enquanto adequadamenteassegurando uma área de contato com os gases de exaustão, desse modopossibilitando tratar os gases de exaustão mais eficientemente.
Os conversores catalíticos da presente invenção podem servantajosamente usados para tratar os gases de exaustão, em combinação comdiferentes tipos de motores de combustão interna. Em particular, osconversores catalíticos podem adequadamente exibir suas excelentes funçõese efeitos, quando são montados nos sistemas de exaustão de automóveis, taiscomo carros de passageiro, ônibus e caminhões.
A Fig. 3 é uma vista lateral mostrando um exemplo típico doconversor catalítico de acordo com a presente invenção, em que a parteprincipal do conversor é ilustrada com a seção transversal para fins de fácilentendimento da estrutura. Além disso, a Fig. 4 é uma vista em seçãotransversal do conversor catalítico da Fig. 3, tomada ao longo da linha A-A.Como é entendido por estas figuras, um conversor catalítico 10 é equipadocom uma caixa metálica 4, um veículo catalisador sólido monolítico 1,disposto dentro da caixa metálica 4 e um membro de montagem de veículocatalisador 2 da presente invenção, disposto dentro da caixa metálica 4 e ummembro de montagem de veículo catalisador 2 da presente invenção, dispostoentre a caixa metálica 4 e o veículo catalisador 1. Como é explicadodetalhadamente a seguir, o membro de montagem de veículo catalisador 2 écomposto de uma esteira de um material fibroso tendo uma espessurapredeterminada e a esteira é caracterizada por ser impregnada com umacombinação de pelo menos dois tipos de aglutinantes, por exemplo, látexacrílico, tendo diferentes temperaturas de transição vítrea (Tg). Uma entradade gás de exaustão 12 e uma saída de gás de exaustão 13, cada uma tendo umformato de cone truncado, são fixadas no conversor catalítico 10.
Como explicado acima, para o conversor catalítico 10 dapresente invenção, é fundamentalmente desnecessário utilizarem-se meios deligação, tais como um agente adesivo e uma folha adesiva sensível à pressãoentre o veículo catalisador Ieo membro de montagem de veículo catalisador2. Entretanto, tal meio de ligação pode ser auxiliarmente usado se não exercerefeitos adversos nas funções e efeitos da invenção e melhora bastante aadesão entre o veículo catalisador Ieo membro de montagem de veículocatalisador 2 e o efeito de promover a operação de enlatamento pode seresperado. Usualmente, o meio de ligação é preferivelmente usadoparcialmente. Além disso, embora um revestimentos protetor seja geralmentedesnecessário, o membro de montagem de veículo catalisador 2 pode ter umrevestimentos protetor para proteger a superfície de avaria.
Sendo especialmente explicado, o veículo catalisador sólidodentro da caixa é usualmente composto de um veículo catalisador cerâmico,tendo uma estrutura em colméia com uma pluralidade de passagens de gás deexaustão. O membro de montagem de veículo catalisador da presenteinvenção é aplicado enrolando-o em torno do veículo catalisador. O membrode retenção ou montagem de veículo catalisador retém o veículo catalisadordentro da caixa metálica e sela os vãos formados entre o veículo catalisador ea caixa metálica, além de seu funcionamento como um membro isolante decalor. Como resultado, o membro de montagem de veículo catalisador podeevitar que os gases de exaustão desviem-se do veículo catalisador ou pelomenos possa inibir tal indesejado fluxo para o nível mínimo. Além disso, oveículo catalisador pode ser firme e classicamente suportado dentro da caixametálica.
No conversor catalítico da presente invenção, a caixa metálicapode ser preparada por vários materiais metálicos que são conhecidosdaqueles hábeis na técnica, em qualquer formato arbitrário, de acordo com asfunções, efeitos e similares adequados. Uma caixa metálica adequada é feitade aço inoxidável e tem um formato como mostrado na Fig. 3. Naturalmente,uma caixa metálica, tendo um formato adequado, pode ser opcionalmenteproduzida de metal, tal como ferro, alumínio, titânio ou uma liga destesmetais.
Similarmente à produção da caixa metálica, o veículocatalisador sólido pode ser produzido de um material que é similar àquele eem um formato similar aquele usado na produção de conversores catalíticosconvencionais. Os veículos catalisadores adequados incluem aquelesconhecidos daqueles hábeis na técnica e produzidos de metal, cerâmica esimilares. Veículos catalisadores utilizáveis são descritos, por exemplo, naPatente Reedição U.S. No. 27.747. Além disso, os veículos catalisadorescerâmicos são comercialmente disponíveis, por exemplo, na Corning Inc. nosU.S.A. Por exemplo, um veículo catalisador cerâmico conformado emcolméia é disponível na Corning Inc. sob o nome comercial "CELCOR" eoutro é disponível na NGK Insulated Ltd. sob o nome comercial"HONEYCERAM". Os veículos catalisadores metálicos são comercialmentedisponíveis, por exemplo, na Behr GmbH and Co. da Alemanha. Observe-seque as explicações detalhadas dos monólitos catalisadores podem serencontradas, por exemplo, em SAE Techn. Paper 900.500, "System Approachto Packaging Design for Automotive Catalytic Converters" por Stroom et al.;SAE Techn. Paper 800.082, "Thin Wall Ceramics as Monolithic CatalystSupport" por Howitt; e SAE Techn. Paper 740.244, "Flow Effect inMonolithic Honeycomb Automotive Catalytic Converter" por Howitt et al.
Os catalisadores a serem suportados em veículos catalisadoresexplicados acima são usualmente metais (por exemplo, platina, rutênio,ósmio, ródio, irídio, níquel e paládio) e óxidos metálicos (por exemplo,pentóxido de vanádio e bióxido de titânio) e são preferivelmente usados naforma de revestimentos. Observe-se que a explicação detalhada de talrevestimento catalisador pode ser encontrada, por exemplo, na Patente U.S.3.441.381.
Na prática da presente invenção, o conversor catalítico podeser opcionalmente produzido em várias estruturas e por vários métodos,contanto que a produção não se desvie do escopo da presente invenção. Oconversor catalítico pode se fundamentalmente produzido acomodando-se,por exemplo, um catalisador cerâmico conformado em colméia em uma caixametálica. Além disso, é particularmente adequado que uma camadacatalisador (revestimento catalisador) composta de um metal nobre, tal comoplatina, ródio ou paládio, seja suportada por um monólito cerâmicoconformado em colméia, para fornecer um veículo catalisador final (elementocatalisador). Uso deste processo de produção pode manifestar ação catalíticaeficaz em temperatura relativamente elevada.
De acordo com a presente invenção, o membro de montagemde veículo catalisador da invenção é disposto entre a caixa metálica e oelemento catalisador. O membro de montagem de veículo catalisador écomposto de uma esteira, cobertor ou similar de um material fibroso tendo aespessura predeterminada. O membro de montagem de veículo catalisadorpode ser formado de um membro ou pode ser formado de dois ou maismembros através de laminação ou união dos membros. E usualmentevantajoso que o membro de montagem de veículo catalisador tenha umaforma tal como uma esteira ou um cobertor, em vista da propriedade demanuseio, entretanto, o membro de montagem de veículo catalisador podendoopcionalmente ter outras formas. O tamanho do membro de montagem deveículo catalisador pode ser variada em uma larga faixa de acordo com seuuso e similares. Por exemplo, quando um membro de montagem de veículocatalisador conformado em esteira é inserido dentro de um conversorcatalítico automotivo, o membro de montagem de veículo catalisadorusualmente tem uma espessura de esteira de cerca de 1,5 a 15 mm, umalargura de cerca de 200 a 500 mm e um comprimento de cerca de 100 a 1500mm. Tal membro de montagem de veículo catalisador pode opcionalmente sercortado com tesouras, um cortador ou similar, para obter-se desejados formatoe tamanho.
O membro de montagem de veículo catalisador épreferivelmente formado de um material fibroso inorgânico, maispreferivelmente de um material fibroso inorgânico contendo fibras dealumina. Além disso, embora o material fibroso inorgânico possacompreender uma combinação de dois ou mais tipos de fibras de alumina,outro material inorgânico pode ser usado em combinação com as fibras dealumina, para formar o membro de montagem de veículo catalisador, sedesejado. Exemplos de material inorgânico utilizáveis incluem fibras desílica, fibras de vidro, bentonita, vermiculita e grafite, embora os exemplosnão sejam limitados àqueles materiais mencionados acima. Estes materiaisinorgânicos podem ser usados sozinhos ou pelo menos dois tipos dosmateriais inorgânicos podem ser misturados para uso em combinação.
As fibras inorgânicas formando o membro de montagem deveículo catalisador preferivelmente compreendem fibras inorgânicas contendoalumina (AI2O3) e sílica (S1O2). As fibras inorgânicas usadas aquicompreendem dois componentes de fibras de alumina e fibras de sílica e arelação de mistura das fibras de alumina para as fibras de sílica sãopreferivelmente de cerca de 40:60 a 96:4. Quando a relação de mistura dasfibras de alumina para as fibras de sílica forem fora da faixa acima, porexemplo, a relação de mistura for menor do que 40%, inconveniência talcomo deterioração da resistência térmica ocorre.
Embora não haja limitação específica da espessura (diâmetromédio) das fibras inorgânicas, elas apropriadamente têm um diâmetro médiode cerca de 2 a 7 μηι. Quando as fibras inorgânicas têm um diâmetro médiomenor do que cerca de 2 μηι, é provável que as fibras tornem-se quebradiças etenham insuficiente resistência. Ao contrário, quando as fibras inorgânicastiverem um diâmetro médio maior do que cerca de 7 μιη, o membro demontagem de veículo catalisador tende a ser dificilmente formado.
Além disso, não há limitação específica sobre o comprimentodas fibras inorgânicas, similarmente à sua espessura. Entretanto, as fibrasinorgânicas adequadamente têm um comprimento médio de cerca de 0,5 a 50mm. Quando o comprimento médio das fibras inorgânicas for menor do quecera de 0,5 mm, o efeito de formar o membro de montagem de veículocatalisador, no qual as fibras inorgânicas são usadas, não pode ser conseguido.Contrariamente, quando o comprimento exceder cerca de 50 mm, torna-sedifícil produzir o membro de montagem de veículo catalisador no processosuave, porque a propriedade de manuseio das fibras inorgânicas torna-sefraca.
Alternativamente, na prática da presente invenção, uma malhade fibra de alumina, principalmente composta de uma folha laminada defibras de alumina, pode ser vantajosamente usada. Para tal esteira de fibra dealumina, o comprimento médio das fibras de alumina é usualmente de cercade 20 a 200 mm e a espessura (diâmetro médio) das fibras é usualmente decerca de 1 a 40 μιη. Além disso, as fibras de alumina preferivelmente têmuma composição de mulita tendo uma relação em peso de AI2O3/S1O2 decerca de 70/30 a 74/26.
A esteira de fibra de alumina acima descrita pode serproduzida de uma solução de fiação estoque compota de uma mistura de, porexemplo, uma fonte de alumina, tal como oxicloreto de alumínio, uma fontede sílica tal como sol de sílica, um aglutinante orgânico, tal como poli(vinilálcool) e água. Isto é, um precursor de fibra de alumínio fiada é laminado paraformar uma folha, que é então preferivelmente puncionado com agulha. Afolha puncionada é usualmente cozida em temperaturas tão altas quanto decerca de 1000 a 1300 0C.
O puncionamento de agulha mencionado acima usualmentetem o efeito de orientar parte das fibras na direção vertical à superfícielaminada. Parte do precursor de fibra de alumina dentro da folha, portanto,penetra na folha e é orientada na direção vertical para firmemente amarrar afolha. Como resultado, o peso específico da folha é aumentado e adeslaminação e deslocamentos entre as camadas são evitados. Embora adensidade de puncionamento de agulha possa ser variada largamente, éusualmente de cerca de 1 a 50 punções/cm . A espessura, peso específico demassa e resistência da esteira são ajustados pela densidade de puncionamentoda agulha.
Na produção da esteira de fibra de alumina, como explicadoacima, fibras cerâmicas que não fibras de alumina e materiais expansivosinorgânicos podem ser opcionalmente adicionadas às fibras de alumina. Nestecaso, embora os aditivos possam ser uniformemente misturados com a esteira,eles podem também ser adicionados de modo que sejam localizados, enquantoas partes a serem aquecidas estão sendo particularmente evitadas. Os aditivospodem, assim, ser adicionados em baixo custo, enquanto as propriedades dosaditivos estão sendo mantidas. Exemplos das fibras cerâmicas incluem fibrasde sílica, fibras de vidro e similares e exemplos do material expansivoinorgânico incluem bentonita, vermiculita expansiva, grafite expansivo esimilares.
O membro de montagem de veículo catalisador de acordo coma presente invenção é preferivelmente produzido por um processo seco. Istocontrasta com os membros de montagem de veículo catalisadorconvencionais, que foram produzidos por um processo úmido (incluindo cadauma das etapas de misturar fibras inorgânicas e fibras orgânicas; abrir asfibras inorgânicas; preparar uma lama; conforma-formar por umprocedimento de produção de papel; e comprimir para formar um corpomoldado). O processo seco pode ser conduzido fundamentalmente usando-sequalquer um dos métodos convencionais bem conhecidos. Tipicamente, oprocesso de secagem, utilizando puncionamento com agulha etc. é vantajosocomo explicado acima.
Como descrito acima, o membro de montagem de veículocatalisador da presente invenção é composto de uma esteira de um materialfibroso tendo a espessura predeterminada, que é inserida entre uma caixa eum veículo catalisador inserido dentro da caixa, enquanto a esteira é enroladaem torno da superfície periférica externa do veículo catalisador. O membro demontagem de veículo catalisador semelhante a esteira é caracterizado por serimpregnado com pelo menos dois tipos de aglutinantes tendo diferentestemperaturas de transição vítrea (Tg) juntas de acordo com a presenteinvenção.
Na prática da presente invenção, uma larga variedade deaglutinantes convencionais pode ser usada para unir e fixar o material fibroso.Exemplos adequados do aglutinante inclui material polimérico naturalmenteocorrente ou sintético, tal como material resinoso, por exemplo, resina debutadieno-estireno, resina de poliestireno, acetato de polivinila e resinaacrílica ou um material orgânico, tal como polivinil álcool. Preferivelmente,um látex acrílico pode ser usado como o aglutinante.
Isto é, no membro de montagem de veículo catalisador dapresente invenção, prefere-se que sua esteira de material fibroso sejaespecialmente impregnada com um látex acrílico como um aglutinante etambém que o látex acrílico usado como o aglutinante seja uma combinaçãode pelo menos um látex acrílico tendo uma Tg relativamente baixa e pelomenos um látex acrílico tendo uma Tg mais elevada do que aquela do látexacrílico de baixa Tg. De acordo com a presente invenção, com o uso deaglutinantes de látex acrílico tendo diferente Tg, torna-se possível obterem-seas ações e funções extraordinárias que não poderiam ser esperadas dosmembros de montagem de veículo catalisador convencionais impregnadoscom um látex acrílico, proteína de transmembrana, o uso do látex acrílico,tendo uma Tg relativamente baixa, possibilita evitar eficazmente o derramedos pedaços de fibra, e o uso do látex acrílico, tendo uma Tg relativamenteelevada, possibilita evitar a redução da pressão da área ou força decompressão do membro de montagem de veículo catalisador, desse modoassegurando uma manutenção estável da pressão de área aumentada.Particularmente, de acordo com a presente invenção, o problema da reduçãoda pressão de área pode ser resolvido utilizando-se um látex acrílico deelevada Tg, em combinação com o látex acrílico de baixa Tg, embora sejageralmente reconhecido nos membros de montagem de veículo catalisadorconvencionais que a pressão de área dos membros pode ser reduzida se olátex acrílico for profundamente impregnado em torno de uma parte centraldo membro de montagem de veículo catalisador, para fins de evitar derramedos pedaços de fibra. Mais extraordinariamente, uma vez que o látex acrílicode baixa Tg e alta Tg são usados em combinação para simultaneamenteobterem as funções originando-se destes látexes acrílicos como descritoacima, torna-se possível realizar funções de ligação satisfatórias com umapequena quantidade do látex acrílico impregnado, desse modo evitando-sefeito adverso sobre o sensor, devido ao uso da grande quantidade do látexacrílico, enquanto que uma quantidade relativamente grande do látex acrílicotinha que ser impregnada para obter-se uma função de ligação suficiente natécnica anterior.
No membro de montagem de veículo catalisador da presenteinvenção, o látex acrílico a ser impregnado no membro pode incluir uma largavariedade de látexes acrílicos, contanto que possam fornecer as esperadasfunções e efeitos descritos acima e não afetem adversamente as característicase outras do membro de montagem de veículo catalisador. Se desejado, o látexacrílico comercialmente disponível pode ser usado como obtido ou pode serusado após modificação opcional dependendo do uso assunto da presenteinvenção. O látex acrílico adequado inclui uma dispersão coloidal, preparadadispersando-se um látex acrílico em água ou outro meio.
Na prática da presente invenção, o látex acrílico usadogeralmente tem uma temperatura de transição vítrea (Tg) de cerca de -50 a 500C. Entre o látex acrílico tendo tal larga faixa de Tg, a combinação maisadequada do látex acrílico de alta Tg e do látex acrílico de baixa Tg pode serselecionada e determinada, dependendo de fatores tais como constituição domembro de montagem de veículo catalisador e das características requeridasdo conversor catalítico. Os presentes inventores verificaram que umacombinação do primeiro látex acrílico, tendo uma Tg de cerca de 15 a 45 0C edo segundo látex acrílico, tendo uma Tg de cerca de ^45 a 15 0C, é adequadana presente invenção, embora a presente invenção não deva ser limitada a estacombinação.
Genericamente, o látex acrílico é preferivelmente usado apóster sido substancialmente uniformemente disperso no membro de montagemde veículo catalisador. Isto é, quando o membro de montagem de veículocatalisador semelhante a esteira, circundando o veículo catalítico, é observadocom respeito a sua espessura, prefere-se que o látex acrílico seja substancial euniformemente disperso na direção da espessura do membro de montagem deveículo catalisador.
Além disso, como descrito acima, o látex acrílico pode serimpregnado no membro de montagem de veículo catalisador em umaquantidade reduzida, em comparação com aquela dos conversor catalíticosconvencionais. Embora o teor de impregnação do látex acrílico possa servariadamente modificado dentro da pequena faixa de quantidade, o égeralmente na faixa de cerca de 0,1 a 5 % em peso, preferivelmente na faixade cerca de 0,1 a 3 % em peso.
A impregnação do membro de montagem de veículocatalisador com um látex acrílico, como explicado acima, pode servantajosamente conduzida com as tecnologias bem conhecidas econvencionais, a saber, imersão, pulverização, revestimento e similares.Especialmente o método de imersão é simples e econômico, porque o membrode montagem de veículo catalisador pode ser totalmente imerso em umrecipiente contendo um látex acrílico, após preparação de tal recipiente. Alémdisso, de acordo com o método de imersão, pode ser obtido o efeito de que olátex acrílico possa ser substancialmente impregnado em uma parte inteira domembro de montagem de veículo catalisador. Após impregnação, o látexacrílico pode ser secado naturalmente ou secado por aquecimento a umatemperatura adequada.
ExemplosA presente invenção será ainda explicada com referência aseus exemplos. Observe-se que a presente invenção não deve ser limitada aosexemplos.
Exemplo 1
Uma esteira de fibra de alumina puncionada com agulha(nome comercial "MAFTEC", manufaturada por Mitsubishi ChemicalFunctional Products Inc.), tendo uma densidade de superfície de esteira de 0,4g/cm , foi fornecida. O tamanho de fibra de alumina foi de 260 mm decomprimento, 90 mm de largura e 12,5 cm de espessura. Em seguida,totalmente 8 tipos do látex acrílico (aglutinante orgânico) descritos naseguinte Tabela 1, cada um foi diluído com 10 litros de água para preparar umbanho de imersão de látex. A esteira de fibra de alumina foi imersa em cadabanho de imersão de látex, para uniformemente dispersar o látex acrílico emuma parte inteira da esteira. Uma quantidade em excesso do látex acrílico foiabsorvida na malha de arame, a esteira de fibra de alumina impregnada com olátex acrílico foi introduzida e secada em um forno em uma temperatura de180 0C para obter-se um teor de água de cerca de 50%. Em seguida, a esteirade fibra de alumina foi secada totalmente utilizando-se um secador cilíndricoa 145 0C. Em cada uma das esteiras de fibra de alumina impregnada comaglutinante seco, o conteúdo do componente orgânico, indicando a quantidadede impregnação do látex acrílico, era de 0,5 % em peso. A esteira de fibra dealumina impregnada com alumina resultante foi armazenada em umatemperatura ambiente.
A esteira de fibra de alumina impregnada com aglutinante secofoi enrolada em torno da superfície periférica externa de um corpo monolíticocilíndrico, tendo um tamanho de 78 mm de diâmetro externo e 100 mm decomprimento (manufaturado por NGK Insulators, Ltd.) separadamentefornecido. Em seguida, o veículo catalisador em torno do qual a esteira defibra de alumina foi enrolada, foi recheado dentro de uma caixa de açoinoxidável cilíndrica, tendo um tamanho de 78 mm de diâmetro interno e 100mm de comprimento, com um grão guia em uma taxa de 40 mm/s. Não foiobservado dentro do conversor catalítico resultante nenhum defeito, tal comodeslocamento ou deformação da esteira, que causaria problema de retenção doveículo catalisador.
Tabela 1
<table>table see original document page 23</column></row><table>
Testes de Avaliação:
Diferentes tipos de esteiras de fibra de alumina impregnadascom aglutinante orgânico (teor de orgânicos: 0,5 % em peso), produzidas deacordo com o método acima descrito, foram testados com respeito ao derramede pedaços de fibra e à pressão de área em uma temperatura ambiente, deacordo com a seguinte maneira, para obterem-se os resultados plotados nasFigs. 5 e 6.
[Determinação de Derrame dos Pedaços de Fibra]
A máquina de teste de impacto descrita na Norma IndustrialJaponesa (JIS K-6830) foi usada para conduzir o teste de impacto de acordocom a diretriz descrita nesta norma. O teste de impacto foi realizado nasseguintes etapas (1) a (4).
(1) Totalmente 8 tipos da esteira de fibra de aluminaimpregnada com aglutinante (tamanho: 250 mm χ 250 mm) foram produzidosde acordo com o método descrito acima. Em seguida, uma amostra de teste(tamanho: 100 mm χ 100 mm) foi produzida de cada uma das esteiras de fibrade alumina em um molde de puncionamento e seu peso foi medido.
(2) A amostra de teste foi colocada em uma máquina de testede impacto descrita em JIS K-6830 e o impacto foi aplicado em um ângulo de30 graus.
(3) Após aplicação do impacto na área, a amostra de teste foiremovida da máquina, e seu peso foi novamente medido.
(4) Uma quantidade de derrame das peças de fibra foicalculada da variação do peso da amostra de teste antes e após o ensaio.Derrame (% em peso) das peças de fibra plotado na Fig. 5 foi assim obtido.
[Determinação de Pressão na Area em Temperatura Ordinária]
(1) 8 tipos no total da esteira de fibra de alumina impregnadapor aglutinante (tamanho: 250 mm χ 250 mm) foram produzidos de acordocom o método descrito acima. Depois, um amostra de teste circular (diâmetro:45 mm) foi produzida de cada uma das esteiras de fibra de alumina em ummolde de puncionamento, e seu peso foi medido.
(2) Uma espessura da esteira necessária para obter umadensidade de carga de 0,3 g/cm foi calculada do peso medido.
(3) A amostra de teste foi colocada em uma parte central daplaca de compressão da máquina de teste de compressão (Modelo "976,29-32", produzida por MTS Co.) e a amostra de teste foi comprimida em umavelocidade de 20 mm/minutos, até a espessura de esteira ser mudada para aespessura predeterminada, calculada pelo procedimento acima. Uma força decompressão ou pressão (pressão de área) no pico foi determinada em umatemperatura ambiente no registrador X-Y. A pressão de área (KPa) natemperatura ambiente plotada na Fig. 6 foi assim obtida.
Observamos pelo gráfico do derrame dos pedaços de fibraplotado na Fig. 5 e pelo gráfico da pressão de área em temperatura ambiente,plotada na Fig. 6, que, quando o látex acrílico, tendo uma Tg relativamentebaixa, é usado, o derrame dos pedaços de fibra pode ser evitado, porém aredução da pressão de área não pode ser evitado. Ao contrário a isto, quando olátex acrílico, tendo uma Tg relativamente elevada é usado, a pressão de áreapode ser aumentada, porém, ao mesmo tempo, o derrame dos pedaços de fibraé aumentado. Em outras palavras, observamos que, quando o látex acrílico,tendo uma Tg relativamente baixa é usado em combinação com o látexacrílico tendo uma Tg relativamente elevada, uma pressão de área pode seraltamente mantida, enquanto inibindo o derrame dos pedaços de fibra.
Exemplo 2;
Totalmente 8 tipos de esteiras de fibra de alumina impregnadascom aglutinante foram produzidas de acordo com o método descrito noExemplo Ieo derrame dos pedaços de fibra e a pressão de área natemperatura ambiente foram determinados em cada uma das esteiras de fibrade alumina, da maneira descrita no Exemplo 1. Observe-se que nesteexemplo, para simultaneamente avaliar o efeito do grau de impregnação dolátex acrílico no derrame dos pedaços de fibra e na pressão de área natemperaturas comum, o teor de componente orgânico na esteira de fibra dealumina foi mudado para 0,5 e 3,5 % em peso. Os resultados são resumidosna seguinte Tabela 2.
Tabela 2
<table>table see original document page 25</column></row><table>
E observado pelos resultados descritos na Tabela 2 que,quando um grau de impregnação do látex acrílico como um aglutinante foiaumentado, o derrame dos pedaços de fibra pôde ser evitado, como é bemsabido na técnica. Além disso, observa-se que, quando o látex acrílico usadocomo um aglutinante tem uma Tg de não mais do que a temperatura ambiente(20 0C), o efeito resultante de evitar-se derrame dos pedaços de fibra éextraordinariamente elevado. Além disso, é observado que, quando o látexacrílico usado como aglutinante tem uma Tg na faixa de baixa temperatura(provavelmente a temperatura de não mais do que 10 0C), a pressão de área natemperatura ambiente pode ser reduzida. Ao contrário, é observado que,quando o látex acrílico usado como aglutinante tem uma Tg próximo datemperatura ambiente ou mais, a pressão de área na temperatura ambientepode ser aumentada.
Exemplo 3
As esteiras de fibra de alumina impregnadas com aglutinanteforam produzidas de acordo com o método descrito no Exemplo Ieoderrame dos pedaços de fibra e a pressão de área na temperatura ambienteforam determinados em cada uma das esteiras de fibra de alumina da maneiradescrita no Exemplo 1. Observe-se neste exemplo que, para avaliar o efeito douso combinado de dois látexes acrílicos sobre o derrame dos pedaços de fibrae sobre a pressão de área na temperatura ambiente, o látex acrílico (LX816 eLX844 descritos na Tabela 1) foi usado sozinho ou em combinação (relaçãode mistura: 1:1, 1:4 e 1:7) como descrito na Fig. 7. Além disso,o teor docomponente orgânico na esteira de fibra de alumina foi de 3 % ρ em cadaamostra de teste. Os resultados de medição concernentes ao derrame dospedaços de fibra e à pressão de área na temperatura ambiente foramresumidos para obter-se um gráfico plotado na Fig. 7.
E observado pelo gráfico mostrando a relação entre o derramedos pedaços de fibra e a pressão de área na temperatura ambiente que, quandodois tipos de látex acrílico, tendo diferente Tg, são usados em combinação comoum aglutinante, uma aumentada pressão de área e um baixo nível de derrame depedaços de fibra podem ser simultaneamente conseguidos, como e evidenciado pelaárea de linha pontilhada da Fig. 7, ao contrário do uso único do látex acrílico, deacordo com o qual era impossível obter-se tais efeitos extraordinários.
Exemplo 4:
As esteiras de fibra de alumina impregnadas com aglutinanteforam produzidas de acordo com o método descrito no Exemplo Ieoderrame dos pedaços de fibra e a pressão de área na temperatura ambienteforam determinados em cada uma das esteiras de fibra de alumina da maneiradescrita no Exemplo 1. Observe-se neste exemplo que, para avaliar o efeito douso combinado de dois látexes acrílicos sobre o derrame dos pedaços de fibrae a pressão de área na temperatura ambiente, o látex acrílico (LX816, LX814,LX844 e K-3, descritos na Tabela 1), foram usados como uma mistura de doislátexes acrílicos (relação de mistura: 1:1), como descrito na seguinte Tabela 3.Além disso, neste exemplo, para avaliar o efeito do grau de impregnação dolátex acrílico sobre o derrame dos pedaços de fibra e a pressão de área natemperatura ambiente, o teor de componente orgânico na esteira de fibra dealumina foi mudado para 0,5 e 3,5 % em peso. Os resultados da mediçãoconcernentes ao derrame dos pedaços de fibra e a pressão de área na temperaturaambiente foram resumidos para obter-se a Tabela 3 descrita abaixo.
Tabela 3
<table>table see original document page 27</column></row><table>
Observa-se pelos resultados de medição descritos na Tabela 3que, quando o látex acrílico, capaz de contribuir com um aumento da pressãode área e o látex acrílico, capaz de contribuir para a prevenção de derrame dospedaços de fibra, são usados em combinação, torna-se possívelsimultaneamente realizar um aumento da pressão de área e uma inibição doderrame de pedaços de fibra.

Claims (13)

1. Membro de montagem de elemento de controle de poluição,adequado para montar um elemento de controle de poluição dentro de umacaixa de um dispositivo de controle de poluição, dito membro de montagemde elemento de controle de poluição caracterizado pelo fato de compreenderuma esteira de um material fibroso tendo uma predeterminada espessura, coma esteira tendo impregnada nela uma combinação de pelo menos dois tipos deaglutinantes, tendo diferentes temperaturas de transição vítrea (Tg).
2. Membro de montagem de elemento de controle de poluiçãode acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dito aglutinanteser látex acrílico.
3. Membro de montagem de elemento de controle de poluiçãode acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato do látex acrílico seruma combinação do primeiro látex acrílico tendo uma Tg de 15 a 45 0C e osegundo látex acrílico tendo uma Tg de -45 a 15 0C.
4. Membro de montagem de elemento de controle de poluiçãode acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato do teor total dolátex acrílico na esteira do material fibroso ser na faixa de 0,1 a 5 % em peso.
5. Membro de montagem de elemento de controle de poluiçãode acordo qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato domaterial fibroso ser um material fibroso inorgânico compreendendo fibrascontendo alumina.
6. Membro de montagem de elemento de controle de poluiçãode acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do material fibrosoinorgânico compreender ainda fibras de sílica e/ou fibras de vidro, emcombinação com as fibras contendo alumina.
7. Membro de montagem de elemento de controle de poluiçãode acordo qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato daesteira de material fibroso ser formada por um processo seco.
8. Membro de montagem de elemento de controle de poluiçãode acordo qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato dedito elemento de controle de poluição ser um veículo catalisador.
9. Membro de montagem de elemento de controle de poluiçãode acordo qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato dedito elemento de controle de poluição ser um elemento de filtro.
10. Dispositivo de controle de poluição, caracterizado pelofato de compreender uma caixa, um elemento de controle de poluição providodentro da caixa e um membro de montagem de elemento de controle depoluição disposto entre a caixa e o elemento de controle de poluição, omembro de montagem de elemento de controle de poluição sendo o membrode montagem de elemento de controle de poluição, descrito em qualquer umadas reivindicações 1 a 7.
11. Dispositivo de controle de poluição de acordo com areivindicação 10, caracterizado pelo fato de dito elemento de controle depoluição ser um veículo catalisador e dito dispositivo de controle de poluiçãoser um conversor catalítico.
12. Dispositivo de controle de poluição de acordo com areivindicação 10, caracterizado pelo fato de dito elemento de controle depoluição ser um elemento de filtro e dito dispositivo de controle de poluiçãoser um dispositivo de limpeza de exaustão.
13. Sistema de exaustão para um motor de combustão interna,dito sistema de exaustão caracterizado pelo fato de compreender ditodispositivo de controle de poluição como definido em qualquer uma dasreivindicações 10 a 12.
BRPI0608162-2A 2005-02-15 2006-02-10 membro de montagem de elemento de controle de poluiÇço, e, dispositivo de controle de poluiÇço BRPI0608162A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-037270 2005-02-15
JP2005037270A JP2006223920A (ja) 2005-02-15 2005-02-15 汚染コントロール要素の保持材及び汚染コントロール装置
PCT/US2006/004745 WO2006088733A2 (en) 2005-02-15 2006-02-10 Pollution control element-mounting member and pollution control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BRPI0608162A2 true BRPI0608162A2 (pt) 2010-08-24

Family

ID=36916934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0608162-2A BRPI0608162A2 (pt) 2005-02-15 2006-02-10 membro de montagem de elemento de controle de poluiÇço, e, dispositivo de controle de poluiÇço

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20090049831A1 (pt)
EP (1) EP1848879A2 (pt)
JP (1) JP2006223920A (pt)
KR (1) KR20070110363A (pt)
CN (1) CN101155978B (pt)
BR (1) BRPI0608162A2 (pt)
CA (1) CA2598036A1 (pt)
WO (1) WO2006088733A2 (pt)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4665618B2 (ja) 2005-06-10 2011-04-06 イビデン株式会社 保持シール材の製造方法
JP4268182B2 (ja) * 2006-09-29 2009-05-27 イビデン株式会社 排気ガス処理装置およびその製造方法
CN101688459B (zh) * 2007-07-10 2013-06-12 3M创新有限公司 污染控制设备、其中使用的增强垫材料及其制造方法
JP4918433B2 (ja) * 2007-08-09 2012-04-18 ニチアス株式会社 触媒コンバーター、触媒コンバーター用保持材及びその製造方法
JP2009257422A (ja) * 2008-04-15 2009-11-05 Ibiden Co Ltd 保持シール材、及び、排ガス浄化装置
JP5033176B2 (ja) * 2008-07-10 2012-09-26 イビデン株式会社 保持シール材、排ガス浄化装置、及び、排ガス浄化装置の製造方法
DE102010040453A1 (de) * 2010-09-09 2012-03-15 Robert Bosch Gmbh Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Eindosierung eines Mediums in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine
US20120110983A1 (en) * 2010-11-08 2012-05-10 Charles Anthony Griffith Diesel exhaust treatment apparatus
JP5971894B2 (ja) * 2011-01-31 2016-08-17 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 汚染コントロール要素用保持材、その製造方法及び汚染コントロール装置
JP2014202188A (ja) * 2013-04-09 2014-10-27 イビデン株式会社 保持シール材、保持シール材の製造方法、及び、排ガス浄化装置
JP2014202187A (ja) * 2013-04-09 2014-10-27 イビデン株式会社 保持シール材、保持シール材の製造方法及び排ガス浄化装置
JP6419556B2 (ja) * 2014-12-03 2018-11-07 イビデン株式会社 保持シール材及び排ガス浄化装置
EP3141648B1 (en) * 2015-09-08 2018-07-18 3M Innovative Properties Company Mounting member for wrapping and mounting a pollution control element
JP7085819B2 (ja) 2017-10-31 2022-06-17 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 排気ガス処理装置用保持材、その製造方法及び排気ガス処理装置
CN115680847A (zh) 2018-06-21 2023-02-03 3M创新有限公司 垫材料、其制造方法、污染控制装置和隔热结构
JP7224156B2 (ja) * 2018-11-30 2023-02-17 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー マット材及びその製造方法、並びに、無機接着シート、汚染コントロール装置及び断熱構造体
JP2023506889A (ja) 2019-12-17 2023-02-20 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 断熱構造及びその作製方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3441381A (en) * 1965-06-22 1969-04-29 Engelhard Ind Inc Apparatus for purifying exhaust gases of an internal combustion engine
US4863700A (en) * 1985-04-16 1989-09-05 Stemcor Monolithic catalytic converter mounting arrangement
US4999168A (en) * 1989-05-01 1991-03-12 The Carborundum Company Crack resistant intumescent sheet material
JPH0662932B2 (ja) * 1990-12-28 1994-08-17 日本ピラー工業株式会社 耐熱膨脹性部材
DK0555950T3 (da) * 1992-02-11 1997-06-09 Zeneca Ltd Dispersion
EP0765993B1 (en) * 1995-04-13 2006-06-28 Mitsubishi Chemical Corporation Monolith holding material, method for producing the same, catalytic converter using the monolith, and method for producing the same
US5523059A (en) * 1995-06-30 1996-06-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Intumescent sheet material with glass fibers
US5686039A (en) * 1995-06-30 1997-11-11 Minnesota Mining And Manufacturing Company Methods of making a catalytic converter or diesel particulate filter
GB9723111D0 (en) * 1997-11-03 1998-01-07 Ici Plc Composite mat
JP4042305B2 (ja) * 2000-06-21 2008-02-06 イビデン株式会社 排気ガス浄化用触媒コンバータの保持シール材
JP2002302875A (ja) * 2001-04-02 2002-10-18 Mitsubishi Chemicals Corp 耐熱性マット及びその製造方法ならびに排気ガス浄化用触媒コンバータ
US7404840B2 (en) * 2001-07-06 2008-07-29 3M Innovative Properties Company Chemically stabilized β-cristobalite and ceramic bodies comprising same
WO2003031368A2 (en) * 2001-10-09 2003-04-17 3M Innovative Properties Company Compositions containing biosoluble inorganic fibers and micaceous binders
US20030232552A1 (en) * 2002-01-04 2003-12-18 So Peter K.F. Bonded polyester fiberfill battings with a sealed outer surface having improved stretch and recovery capability
US7815995B2 (en) * 2003-03-03 2010-10-19 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Textured fabrics applied with a treatment composition
JP2005074243A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Three M Innovative Properties Co 汚染コントロール要素の保持材及び汚染コントロール装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006088733A3 (en) 2007-06-28
WO2006088733A2 (en) 2006-08-24
CN101155978B (zh) 2011-10-05
US20090049831A1 (en) 2009-02-26
CA2598036A1 (en) 2006-08-24
EP1848879A2 (en) 2007-10-31
JP2006223920A (ja) 2006-08-31
CN101155978A (zh) 2008-04-02
KR20070110363A (ko) 2007-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0608162A2 (pt) membro de montagem de elemento de controle de poluiÇço, e, dispositivo de controle de poluiÇço
KR101153763B1 (ko) 촉매 컨버터용 보유 시일재 및 그 제조방법
BRPI0413911B1 (pt) Membro de montagem para montar um elemento de controle da poluição dentro de uma camisa, dispositivo de controle da poluição, e, sistema de exaustão para motor de combustão interna
KR100401908B1 (ko) 셀 구조체 수납 용기 및 그 어셈블리
US8945269B2 (en) Holding sealing material, method for producing holding sealing material, and exhaust gas purifying apparatus
JP5133685B2 (ja) 汚染制御要素取付システムおよび汚染制御装置
US7501099B2 (en) Hybrid mounting system for pollution control devices
WO2001071170A1 (fr) Convertisseur catalytique et systeme de filtrage des particules diesel
AU2009286013A1 (en) Mounting mat with flexible edge protection and exhaust gas treatment device incorporating the mounting mat
KR20040012953A (ko) 촉매 담체 유지재 및 촉매 컨버터
JP2005054726A (ja) 保持シール材、及び、排気ガス浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
B08F Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette]

Free format text: REFERENTE AS 5A E 6A ANUIDADES.

B08K Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette]

Free format text: REFERENTE AO DESPACHO 8.6 PUBLICADO NA RPI 2161 DE 05/06/2012.