纹理化的吸着剂片材、包含它们的组件和用于制造其的模具的制作方法

纹理化的吸着剂片材、包含它们的组件和用于制造其的模具
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2019年7月22日提交的美国临时申请序列号62/877,125的优先权，该临时申请的全部内容通过引用并入本文。


背景技术：

3.活化碳片材具有非常低的渗透性，因此被用于沿其流过而不流经其的布置中。这些片材可堆叠或螺旋缠绕并在片材之间天然地生成空隙以供气体或液体流动。使用平滑的平坦片材，这些堆叠和螺旋在紧密缠绕的配置中是物理稳定的，空隙百分数低至10％。为了减小压降，可使用更高的空隙百分数，但在这样的情况下，片材堆叠或片材螺旋会移位和滑移，导致不均匀的片材间距，从而引起更高的压降和不均匀的流动分布。
4.波纹化是指将材料拉伸或弯曲成折叠物。由于波纹或压制图案松弛回到较平坦的片材，故波纹化片材、波纹化和平坦片材的组合或具有压入其中的凹坑图案的片材也不稳定。在所有这些情况下，片材的厚度与原始平坦片材相同，但在平坦片材上留有波纹波或凹坑图案。这些技术借鉴自造纸工业。结果同样是物理上不稳定的堆叠或螺旋片材配置，空隙分数超过10％。固有的问题在于，波纹化或凹坑化的活化碳片材可松弛回到原始平坦片材，在波纹情况下，波纹减少或消除，而在凹坑化情况下，厚度与原始平坦片材相同。
5.也可使用双平面间隔物和/或多孔/可渗透分离器作为缠绕或分层吸附器的一部分来克服这些问题，但它们将增加吸附器的体积而没有任何吸附优势。
6.这些构思和其他构思在申请人于2018年1月31日提交的标题为sorbent devices的美国专利申请号15/885317中引入，该申请的全部内容通过引用并入本文。本公开通过提供较厚的纹理化的碳片材、用于制造它们的模具及含卷起或堆叠配置的组件等来改进这些构思。本技术公开了各种实施方案，但不限于所描述的实施方案，这对于本领域普通技术人员在阅读本公开后将是显而易见的。


技术实现要素：

7.提供此发明内容以符合37 c.f.r.
§
1.73，其要求简要指出发明的性质和实质的发明概要。应理解，其提交不用来解释或限制权利要求的范围或含义。
8.在一个实施方案中，提供了一种纹理化的吸着剂材料片材，其包含含有吸着剂材料和限定的粘结剂的纹理化的吸着剂材料片材，所述纹理化的吸着剂片材限定上表面和下表面，其中所述上表面和下表面中的至少之一包含由一系列丘和谷限定的纹理。
9.在另一个实施方案中，纹理化的吸着剂材料在谷处测得的厚度选自小于约1mm、约0.1mm至约1.0mm、约0.2mm至约0.90mm、约0.5至约0.95mm、约0.5至约0.90mm或这些实例范围所涵盖的任何个别厚度或范围。
10.在另一个实施方案中，纹理化的吸着剂材料片材在丘或峰处测得的厚度可选自约1.0至约1.5mm、约1.4mm、约1.3mm、约1.2mm或这些值中的任何两个所涵盖的任何个别厚度或范围。
11.在另一个实施方案中，从丘顶到谷底的距离选自约1.0mm至约0.1mm、约0.5mm至约0.1mm、约0.4mm、约0.3mm、约0.2mm或这些值中的任何两个所涵盖的任何个别距离或范围。
12.在另一个实施方案中，上表面和下表面中的每一个都包含由一系列丘和谷限定的纹理。
13.在另一个实施方案中，上表面的纹理与下表面的纹理相同。
14.在另一个实施方案中，上表面的纹理与下表面的纹理不同。
15.在一个实施方案中，提供了一种纹理化的吸着剂材料片材产品，其包含至少两个根据第一个实施方案的纹理化的吸着剂材料片材，并且其中每一个纹理化的吸着剂材料片材堆叠和布置成使得单独的片材的相邻上表面和下表面基本上平行并对齐以允许流体至少在所述相邻上表面和下表面之间流动。
16.在另一个实施方案中，纹理化的吸着剂材料片材中的至少一个配置成平坦的、缠绕成螺旋圆柱体、以椭圆形形式缠绕、缠绕成细长矩形条、折叠、以“s”形状层合、形成为同心圆柱体、形成为同心椭圆、形成为同心矩形条、或呈这些形式的组合。
17.在另一个实施方案中，丘和谷部分存在于相邻的片材上并且是嵌套的。
18.在另一个实施方案中，凸起和/或凹陷部分存在于相邻的片材上并且不是嵌套的。
19.在一个实施方案中，提供了一种卷起的纹理化的吸着剂材料片材产品，其包含根据第一个实施方案的纹理化的吸着剂材料片材，其中所述纹理化的吸着剂材料片材螺旋缠绕以形成相邻的片材层，其允许流体在相邻的片材层周围和之间流动。
20.在另一个实施方案中，卷起的纹理化的吸着剂材料片材产品具有大体上圆柱形形状，所述大体上圆柱形形状的长度大于其直径。
21.在另一个实施方案中，提供了一种蒸气吸附罐，其包含先前的实施方案的纹理化的吸着剂材料片材产品和至少部分地包封该纹理化的吸着剂材料片材产品的壳体。
22.在另一个实施方案中，提供了一种先前的实施方案的蒸气吸附罐，其中所述壳体是柔性的。
23.在一个实施方案中，提供了一种卷起的纹理化的吸着剂材料片材产品和至少部分地包封该卷起的纹理化的吸着剂材料的壳体。
24.在一个实施方案中，提供了一种具有一体式蒸气吸附的箱，其包含：箱结构，和至少一个根据第一个实施方案的纹理化的吸着剂材料片材，及至少一个将纹理化的吸着剂材料片材紧固到箱的表面的紧固装置，所述箱的表面不经常性地浸没在箱内所含的挥发性液体中。
25.在另一个实施方案中，紧固装置为形成在纹理化的吸着剂材料片材的一个表面与箱的壁之间的粘合剂层。
26.在另一个实施方案中，提供了一种机载加油蒸气回收设备，其包含先前的实施方案的纹理化的吸着剂材料片材。
27.在另一个实施方案中，提供了一种设备，其包含先前的实施方案的卷起的纹理化的吸着剂材料片材产品。
28.在一个实施方案中，提供了一种机载加油蒸气回收设备，其包含先前的实施方案的蒸气吸附罐。
附图说明
29.图1描绘了菱形模具的顶部的轮廓视图。
30.图2描绘了菱形模具的侧视图。
31.图3描绘了菱形模具的底视图。
32.图4描绘了圆肋样式#1模具的顶部的轮廓视图。
33.图5描绘了圆肋样式#1模具的侧视图。
34.图6描绘了圆肋样式#1模具的底视图。
35.图7描绘了圆肋样式#2模具的顶部的轮廓视图。
36.图8描绘了圆肋样式#2模具的侧视图。
37.图9描绘了圆肋样式#2模具的底视图。
38.图10描绘了圆肋样式#3模具的顶部的轮廓视图。
39.图11描绘了圆肋样式#3模具的侧视图。
40.图12描绘了圆肋样式#3模具的底视图。
41.图13描绘了圆肋样式#4模具的顶部的轮廓视图。
42.图14描绘了圆肋样式#4模具的侧视图。
43.图15描绘了三角肋样式#1模具的顶部的轮廓视图。
44.图16描绘了三角肋样式#1模具的侧视图。
45.图17描绘了三角肋样式#1模具的底视图。
46.图18描绘了三角肋样式#2模具的顶部的轮廓视图。
47.图19描绘了三角肋样式#2模具的侧视图。
48.图20描绘了具有单侧纹理圆肋样式#1和用于增加强度的纹理化的背衬的碳片材的顶部的轮廓视图。
49.图21描绘了具有由圆肋样式#1模具制成的单侧纹理和用于增加强度的纹理化的背衬的碳片材的侧视图。
50.图22描绘了具有由圆肋样式#3模具制成的单侧纹理的碳片材的顶部的轮廓视图。
51.图23描绘了具有由圆肋样式#3模具制成的单侧纹理的碳片材的侧视图。
52.图24描绘了具有由圆肋样式#4模具制成的单侧纹理的碳片材的顶部的轮廓视图。
53.图25描绘了具有由圆肋样式#4模具制成的单侧纹理的碳片材的侧视图。
54.图26描绘了具有由圆肋样式#1模具制成的双侧纹理的碳片材的顶部的轮廓视图。
55.图27描绘了具有由圆肋样式#1模具制成的双侧纹理的碳片材的侧视图。
56.图28描绘了具有由圆肋样式#4模具制成的双侧纹理的碳片材的顶部的轮廓视图。
57.图29描绘了具有由圆肋样式#4模具制成的双侧纹理的碳片材的侧视图。
58.图30描绘了具有由圆肋样式#4模具制成的双侧纹理的碳片材的顶部的轮廓视图，其中模具彼此偏移。
59.图31描绘了具有由圆肋样式#4模具制成的双侧纹理的碳片材的侧视图，其中模具彼此偏移。
60.图32描绘了具有在顶部由菱形模具制成和在底部由三角肋样式#1模具制成的组合图案的碳片材的顶部的轮廓视图。
61.图33描绘了具有在顶部由菱形模具制成和在底部由三角肋样式#1模具制成的组
合图案的碳片材的侧视图。
62.图34描绘了具有在顶部由菱形模具制成和在底部由圆肋样式#2模具制成的组合图案的碳片材的顶部的轮廓视图。
63.图35描绘了具有在顶部由菱形模具制成和在底部由圆肋样式#2模具制成的组合图案的碳片材的侧视图。
64.图36描绘了具有在顶部由菱形模具制成和在底部由圆肋样式#4模具制成的组合图案的碳片材的顶部的轮廓视图。
65.图37描绘了具有在顶部由菱形模具制成和在底部由圆肋样式#4模具制成的组合图案的碳片材的侧视图。
66.图38描绘了具有在顶部由圆肋样式#3模具制成和在底部由三角肋样式#2模具制成的组合图案的碳片材的顶部的轮廓视图。
67.图39描绘了具有在顶部由圆肋样式#3模具制成和在底部由圆肋样式#2模具制成的组合图案的碳片材的侧视图。
68.图40描绘了具有由三角肋样式#1模具制成的单侧纹理的碳片材的顶部的轮廓视图。
69.图41描绘了具有由三角肋样式#1模具制成的单侧纹理的碳片材的侧视图。
70.图42描绘了具有由三角肋样式#1模具制成的双侧纹理的碳片材的顶部的轮廓视图。
71.图43描绘了具有由三角肋样式#1模具制成的双侧纹理的碳片材的侧视图。
72.图44描绘了具有由三角肋样式#1模具制成和由薄碳片材制成的双侧纹理的碳片材的顶部的轮廓视图，其中模具垂直。
73.图45描绘了具有由三角肋样式#1模具制成和由薄碳片材制成的双侧纹理的碳片材的侧视图，其中模具垂直。
74.图46描绘了具有由三角肋样式#1模具制成和由厚碳片材制成的双侧纹理的碳片材的顶部的轮廓视图，其中模具垂直。
75.图47描绘了具有由三角肋样式#1模具制成和由厚碳片材制成的双侧纹理的碳片材的侧视图，其中模具垂直。
76.图48描绘了具有由菱形模具制成的双侧纹理的碳片材的顶部的轮廓视图。
77.图49描绘了具有由菱形模具制成的双侧纹理的碳片材的侧视图。
78.图50为描绘本文公开的某些实施方案在65lpm下的δp/g碳的图。
79.图51a为本文公开的一个实施方案的配置的图像。
80.图51b为本文公开的一个实施方案的配置的图像。
81.图51c为本文公开的一个实施方案的配置的图像。
82.图52为描绘本文公开的某些实施方案在70lpm下的δp/g碳的图。
具体实施方式
83.在描述本发明的组合物和方法之前，应理解本发明不限于所描述的特定过程、组合物或方法，因为它们可能变化。还应理解，描述中使用的术语仅出于描述特定型式或实施方案的目的而无意于限制本发明的范围，本发明的范围仅由附随的权利要求书限制。除非
另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常所理解的相同的含义。尽管类似于或等同于本文描述的那些的任何方法和材料可用于本发明的实施方案的实施或试验中，但现在描述优选的方法、装置和材料。本文提及的所有出版物均以全文引用的方式并入。本文中的任何内容均不应解释为承认本发明无权因在先发明而先于此类公开。
84.还必须注意的是，如本文所用及在附随的权利要求书中，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代，上下文中明确指示相反除外。因此，例如，提及“燃烧腔室”是提及“一个或多个燃烧腔室”和本领域技术人员已知的其等同物等。
85.如本文所用，术语“约”意指加或减与其一起使用的数的数值的10％。因此，约50％意指在45％-55％的范围内。
86.如本文所用，术语“吸着剂材料”意在涵盖来自任何来源的能够吸附和/或吸收液体和/或气体的所有已知材料。例如，吸着剂材料包括但不限于活化碳、天然和合成沸石、氧化硅、硅胶、氧化铝、氧化锆和硅藻土。
87.如本文所用，多个吸着剂材料片材的描述和权利要求意指存在多个分离的片材，其侧面和/或表面彼此接近。或者，多个吸着剂材料片材的描述和权利要求意指仅存在单个片材，但其已经缠绕或折叠于自身上以产生堆叠、缠绕或以其他方式构造的片材块，其中侧面和/或表面彼此邻近。该术语还构想多个片材堆叠在一起并然后缠绕或以其他方式折叠，从而在单个块中形成交替的层。
88.本发明的实施方案涉及含一个或多个纹理化的吸着剂材料片材的装置及用于制造纹理化的吸着剂材料片材和含这些片材的装置的模具和方法。在各种实施方案中，纹理化的吸着剂材料片材可由吸着剂材料和粘结剂构成并具有足以允许压缩片材的部分而产生具有期望的横截面尺寸和形状的丘和谷的厚度。各种实施方案的装置可包括壳体和一个或多个纹理化的吸着剂材料片材。
89.在模具的平坦表面和纹理化的表面之间压制一个额外的厚(例如大于1.25mm)的活化碳片材。片材的总体平均厚度减小并向片材的仅一侧添加纹理。片材厚度将随纹理图案的丘和谷而变化。此单个片材是随时间和温度稳定的，因为它无法松弛到原始的厚片材。由于其延展性，故这种方法对于较厚的活化碳片材材料是可能的。
90.相比之下，波纹或凹坑图案随时间和温度松弛到接近于原始的平坦片材配置。一种解决方案是在片材之间添加间隔物以提供稳定的空隙和螺旋构造。然而，间隔物会增加成本和体积而没有吸附性能。最好的解决方案是向平坦的片材胶粘活化碳片材的小条以提供也吸附的间隔物。这在吸附和压降测试中表现良好，但需要大量人力、向系统中引入胶水并且即便对于原型生产也不实际。这些系统与波纹化片材的不同之处在于，与波纹不同，该片材不被拉伸、弯曲或折叠，而是通过在选定的位置和图案中添加层来构建片材材料。本公开的许多内容涉及用压花或压缩技术模仿材料的积聚，由此在相对厚的活化碳片材中形成期望的丘和谷纹理。这区别于其中使相对薄的片材起凹坑的凹坑图案，在后者中，所述起凹坑在片材的一侧上导致凹陷而在片材的相反侧上导致相应的凸起部分。随着时间的推移，这些凹坑会松弛，留下基本上平坦的片材。本文所述的方法和纹理不表现出该相同行为。
91.具有一个平坦侧而另一侧具有纹理图案的单个片材方法制得物理上稳健的螺旋，对于制造来说是实际的，并且随时间和温度稳定，因为其无法松弛到原始的厚片材。当卷起
成螺旋或组装成平坦片材的堆叠时，纹理贴靠平坦侧而生成均匀间隔和大小的通道供流体流动。这些通道在大小和安置上的均匀性意味着对于给定的空隙分数最低的可能的压降和最佳的流动分布，这将改善吸附性能。
92.片材可在一侧或两侧上纹理化的。在一些实施方案中，图案和所得通道与流体流经片材的流动平行或共线以实现低的压降。纹理本身也可能形成不直的通道和流动，如成角度的、蛇形的、不规则的或更复杂的。
93.模具或包裹物
94.本公开的核心是通过压缩相对厚的碳片材的选定部分来产生纹理化的吸着剂片材。如上所述，这可通过使碳片材通过一个或多个其中具有阴模的辊来实现。其中具有凹槽图案的钢辊或其他辊是一种选择。已发现可用橡胶或其他合适的材料以包裹物的形式形成多种模具，其可被固定到辊的圆周以获得期望的纹理和图案。包裹物需要具有足够硬度的材料以压印和压缩吸着剂片材，但也需要足够柔韧以包裹辊。包裹物将含一系列与纹理化的吸着剂片材中的期望图案相对应但相反的丘和谷。各附图中示出了多种这些模具以及它们的所得纹理化的片材。钢辊或金属辊也可被图案化。模具也可用作平坦模具或通过主辊的连续进料带，特别是橡胶模具。附图仅是代表性的而不意在限制。取决于期望的性质，可使用多种纹理和图案。图1-19描绘了多种模具形状。所描绘的形状、纹理、厚度、尺寸和其他特征是示例性的。实际模具不限于这些设计。通过选择形状、尺寸、丘和谷的位置，可控制所得纹理化的吸着剂片材的各种性质。
95.图1-3描绘了根据一些实施方案的模具的一些标准视图。模具100本身可以是橡胶，并限定前表面200和后表面300。前表面200由形成纹理的一系列丘210和谷220限定，这里，纹理为重复的菱形纹理。这些丘和谷在所得的纹理化的吸着剂片材中产生相应的丘和谷，参见例如图20-49。后表面300可以是平滑的、图案化的或纹理化的。如本文所用，“图案化的”不同于“纹理化的”。后表面300可含在纹理化的过程期间由拾取(picking up)图案产生的图案。令人惊奇地发现，在片材的背面上压印图案改善了操作性能如强度、抓握(摩擦保持)等。这些图案可由辊如印刷辊、转移辊、导辊等上的图案或经由其他印刷技术赋予。这些图案没有见于片材的“纹理化的”侧上的丘和谷那么大。因此，如本文所用，“纹理”是指模具中用于产生纹理化的片材上互补的丘和谷的丘和谷。在纹理化的片材中，纹理(即，丘和谷)提供通路供流体流动。
96.在一些实施方案中，模具或包裹物可适于多程压印吸着剂片材。例如，可在一个方向上使用模具或包裹物，然后旋转(例如，垂直地)进行第二程使用以产生新的纹理。图44
–
47描绘了由这样的过程制得的纹理化的片材。
97.吸着剂材料片材
98.本发明的吸着剂材料片材可包含任何上文描述的吸着剂材料，包括但不限于活化碳、碳纳米管、石墨烯、天然和合成沸石、二氧化硅、硅胶、氧化铝、氧化锆、粘土、炭黑和硅藻土。在某些实施方案中，吸着剂材料片材可由活化碳组成。吸着剂可单独使用或组合使用。
99.活化碳可以是基于性能要求、成本和其他考虑选择的各种等级和类型的。活化碳可以是来自粉末再团聚的粒状、来自压碎或大小调整的坚果壳、木材、煤的粒状或通过挤出产生的团块、或粉状形式的活化碳。活化碳可通过碳化和活化过程形成。将原材料如木材、坚果壳、煤、沥青等氧化和脱挥发分，并用蒸汽和/或二氧化碳气化来活化以在活化碳中形
成可用于吸附的孔隙结构。初始的氧化和脱挥发分及活化方法可包括用脱水化学品如磷酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾和这些的组合进行化学处理。
100.各种活化方法是本领域已知的。为要求保护的发明的吸着剂材料片材提供活化碳的最有用方法涉及提供木材和/或木材副产品、通过暴露于磷酸对木材和/或木材副产品进行酸处理及使用蒸汽和/或二氧化碳气化使木材和/或木材副产品碳化的步骤。该方法产生具有最高丁烷工作容量(bwc)的活化碳颗粒，丁烷工作容量是活化碳性能的量度。本公开中以两种方式提及bwc测量。一种测试方法是astm d5228方法“测定活化碳的丁烷工作容量的标准测试方法(standard test method for determination of butane working capacity of activated carbon)”。此方法在本公开中被称为astm bwc。第二种方法被称为epa bwc，并在美国联邦法规cfr 86.132-96(h)部分中提及。视需要修改这些方法以适应下文描述的各种纹理化的片材配置。特别地，对于astm bwc方法，将片材紧密地缠绕以以1英寸的直径占据与测试方法要求以更小的直径占据的相同体积。对于epa bwc方法，为了进行实验室评价，运行了5个吸附和吹扫循环，并对最后三个取平均以获得值。
101.活化碳可由包括以下的材料形成：甘蔗渣、竹子、椰子壳、泥煤、木材如呈锯末和碎片形式的硬木和软木源、褐煤、煤和煤焦油(烟煤和次烟煤)、石油沥青、沥青和地沥青、玉米秸秆和玉米皮、麦秸、酒糟、稻壳和米糠、坚果壳及其组合。
102.吸着剂材料片材还可包含一种或多种粘结剂。实施例不限于特定的粘结剂，其可包括聚四氟乙烯(ptfe或teflon)、聚偏二氟乙烯(pvf2或pvdf)、乙烯-丙烯-二烯(epdm)橡胶、聚环氧乙烷(peo)、uv可固化的丙烯酸酯、uv可固化的甲基丙烯酸酯、热可固化的二乙烯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、缩醛或聚甲醛树脂、含氟弹性体如全氟弹性体(ffkm)和四氟乙烯/丙烯橡胶(fepm)、芳族聚酰胺聚合物如对位芳族聚酰胺和间位芳族聚酰胺聚合物、聚对苯二甲酸丙二醇酯、乙烯丙烯酸类弹性体、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚氨酯、低密度和高密度聚乙烯、聚丙烯、双轴取向聚丙烯(bopp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、双轴取向聚对苯二甲酸乙二醇酯(bopet)、聚氯丁二烯及其共聚物和组合。根据条件需要，粘结剂可以是热塑性的或热固性的，并可包括热塑性和热固性化合物的混合物。
103.粘结剂的量可为总组合物的约5重量％至约40重量％，并且在某些实施方案中，粘结剂的量可为总组合物的约5重量％至约20重量％、约5重量％至约15重量％、或约5重量％至约10重量％或涵盖这些实例量的任何个别量或范围。在一些实施方案中，粘结剂的量为约11重量％。在一些实施方案中，吸着剂材料片材可包含溶剂，其通常可以例如小于约10重量％、小于约5重量％或小于约2重量％并大于约0.1重量％或约0.2重量％的小的残余量存在。特别地，在一些实施方案中，吸着剂材料片材可不具有(0％)溶剂。在选择了上述量的材料时，在一些实施方案中，材料的剩余部分为上文所述的吸着剂材料。
104.在一些实施方案中，纹理化的吸着剂材料片材在谷处测得的厚度可小于约1mm、约0.1mm至约1.0mm、约0.2mm至约0.90mm、约0.5至约0.95mm、约0.5至约0.90mm或为这些实例范围所涵盖的任何个别厚度或范围。
105.在一些实施方案中，纹理化的吸着剂材料片材在丘或峰处测得的厚度可为约1.0至约1.5mm、约1.5mm、约1.4mm、约1.3mm、约1.2mm、约1.1mm、约1.0mm或这些值中的任何两个所涵盖的任何个别厚度或范围。
106.在一些实施方案中，从丘顶到谷底的距离为约0.5mm至约1.0mm。在一些实施方案
中，所述距离为约0.6mm、约0.5mm、约0.4mm、约0.3mm、约0.2mm、0.1mm或这些值中的任何两个所涵盖的任何个别距离或范围。
107.如通过颗粒密度测试所测量，各种实施方案的吸着剂材料片材可具有约0.05g/ml至约2.0g/ml的密度，在其他实施方案中，如通过颗粒密度测试所测量，吸着剂材料片材可具有0.08g/ml至约1.5g/ml、约0.1g/ml至约1.3g/ml的密度或这些实例范围所涵盖的任何密度或范围。每个吸着剂材料片材的astm bwc可大于约10g/100ml，在一些实施方案中，astm bwc可为约7.0g/100ml至约30g/100ml、约8.0g/100ml至约25g/100ml、约10g/100ml至约20g/100ml、约10g/100ml至约15g/100ml、约11g/100ml至约15g/100ml、约12g/100ml至约15g/100ml或这些实例范围所涵盖的任何个别bwc或范围。在其他实例中，astm bwc可为约9g/100ml至约15g/100ml、约12g/100ml至约20g/100ml、约13g/100ml至约20g/100ml、约14g/100ml至约20g/100ml、或约15g/100ml至约20g/100ml。还构想上述范围的任何端点可组合形成新的不同的范围。在一些实施方案中，每个吸着剂片材具有约0.08g/ml至约1.5g/ml的密度。
108.如通过astm bwc所测量，本发明的吸着剂材料片材具有比以粉末或其他微粒形式提供的常规吸着剂材料更高的性能。
109.实施方案的吸着剂材料片材可通过任何合适的方法制备。在一些实施方案中，可通过将粒状或团块状的吸着剂材料粉化成粉末、将所述粉末与粘结剂混合以形成混合物来制备吸着剂材料片材。优选混合物的高剪切混合并翻滚混合物以形成吸着剂材料片材。也可使用加热来辅助材料的混合和翻滚。粉化步骤可产生平均颗粒直径为约0.001mm至约0.2mm、约0.005mm至约0.1mm、约0.01mm至约0.075mm或这些实例范围所涵盖的任何个别颗粒直径或范围的吸着剂颗粒，在某些实施方案中，粉化的吸着剂颗粒可具有约0.001mm至约0.01mm的平均颗粒直径。将粉末与粘结剂混合的步骤可包括将吸着剂颗粒粉末与总组合物的约5重量％至约40重量％或约5重量％至约10重量％或这些实例范围所涵盖的任何个别量或范围混合。任选的加热可在足以除去残余溶剂的任何温度下进行，例如约50℃至约200℃。
110.本发明的吸着剂材料片材可包括不同尺寸的颗粒的各种分布以增加粉末在吸着剂材料片材内的填充效率。选择不同尺寸的颗粒也可改善粉末和周围粘结剂的流变性质，这允许在吸着剂材料片材形成之前实现改善的混合和均匀的颗粒分布。在一些实施方案中，吸着剂材料片材的颗粒可具有单一粒度分布，而在其他实施方案中，颗粒可具有两种不同的粒度分布。在进一步的实施方案中，颗粒可具有至少三种不同的粒度分布。
111.可选择各自具有特定尺寸分布的至少两种不同颗粒群体的平均粒度使得它们具有约1:1至约1:15的比率。在其他实施方案中，两种不同颗粒群体的平均粒度可具有约1:1至约1:10的比率。平均粒度还可具有约1:1至约1:5的比率或以上所列比率的任何组合。
112.对于给定的体积，螺旋和堆叠片材组件具有比现有技术燃料蒸气回收吸附剂显著更高的astm bwc吸着剂容量。可以各种方式利用该容量。在一些实施方案中，吸着剂材料片材可在需要这样的高水平控制的管辖区域中提供增强的污染控制。在其他实施方案中，可针对具体的性能水平降低机载加油蒸气回收(orvr)的总体尺寸、成本和重量。在进一步的实施方案中，orvr吸附装置可设计成具有比常规吸附罐增高的性能，由此允许设计者省去原本需要以减少蒸发排放的昂贵且复杂的无返回燃料泵系统。更高性能的吸附装置还可使
得没有必要有主动冷凝蒸气系统，这将避免压缩机泵和冷凝物储罐的尺寸、重量和成本。然而，应理解，使用本发明的吸着剂材料片材的orvr吸附装置也可与这些装置组合以实现比常规系统高特别多的性能及最小的尺寸、重量和成本损失。
113.吸着剂材料片材可以多种方式配置在一起，这取决于它们必须适形的物理空间、所需的装置性能及片材附近包括的特征。在一些实施方案中，片材可包括折叠和/或包括孔洞或孔以增大暴露于通过的流体的吸着剂材料片材的表面积，因此提高给定总片材表面积的性能。各种折叠、孔洞和孔也可定大小和安置为让路给内部和外部特征如流体通道、管道、传感器和阀。吸着剂材料片材的折叠可呈多种形式，如呈圆柱形或椭圆形形式的螺旋缠绕配置。取决于所需的装置尺寸和/或任何其他所需的内部或外部特征，折叠也可呈“s”形状或者凸或凹“c”形状的形式。吸着剂材料片材也可以平坦或弯曲配置堆叠，并且堆叠的片材可根据需要为正方形、矩形、圆形、卵形或其他不规则形状以适配预期的空间。与下文讨论的壳体特征相结合，这使得由吸着剂材料片材形成的装置能够适配在比现有技术的罐装置更小、形状更不规则的空间中，从而使车辆内部空间最大化。
114.除了上述配置外，吸着剂材料片材还可具有表面特征。在一些实施方案中，吸着剂材料片材可包括凸起部分，而在其他实施方案中，吸着剂材料片材可包括凹陷部分。这些表面特征可组合在同一片材内。在片材中包括凸起和/或凹陷部分可用于在片材被堆叠、包裹等时在片材之间形成各种配置。例如，可将片材对齐使得凸起和/或凹陷部分彼此嵌套，这将使得相邻的片材更紧密地相合。还可将片材对齐使得凸起和/或凹陷部分不彼此嵌套，这将在相邻的片材之间形成间隙。可使用对齐来在片材之间形成用于蒸气吸附的各种通道。
115.在平坦表面与纹理化的表面之间压制》0.9mm的活化碳片材。该压缩可在制造片材期间在辊磨机中进行，用一个平滑辊和一个其中加工有凹槽或凹口的辊。磨机和两个辊都必须能够承受高的液压压力以在一个步骤中形成片材(例如，铬钢辊)。在一些实施方案中，具有凹槽的辊可以是具有一体地形成于其中的凹槽的辊，或者可具有固定于其的模具(或包裹物)，如橡胶模具，其中形成有凹槽。无论如何，凹槽形成纹理化的吸着剂片材中期望的图案的负图。也就是说，模具上的丘将产生纹理化的片材中的谷，而模具中的谷将产生纹理化的片材上的丘。
116.选择纹理以实现期望的性质，包括但不限于空隙空间。
117.或者，可使用具有两个平滑辊的高压辊磨机制造比所需厚(例如1mm)的活化碳片材。然后，此较厚的片材穿过第二磨机，其具有一个平滑辊和其中加工有凹槽或凹口的另一个辊。第二磨机还可包含两个纹理化的辊。第二磨机不需要那么高的压力，因为在第一磨机中实现了片材密度和耐久性。因此，第二磨机可在具有纹理化的表面图案的一个辊(例如由橡胶或聚合物制成)周围使用包裹物。这将简化所需的设备并降低改变纹理图案的费用。
118.或者，可将具有纹理化的表面图案的包裹物(例如由橡胶或聚合物制成)冲压到安置在平坦表面上的厚片材上。这可在平坦的桌上或在压延单元中手动完成。
119.在所有三种方法中，可通过压缩减小片材的总平均厚度并在该过程中向片材的一侧添加纹理图案。片材厚度将随纹理图案的丘和谷而变化。从比要求的厚的片材开始将确保最小厚度(在图案的谷中)仍含足够的片材以提供物理强度。
120.在制造期间还注意到，在采用“平滑”侧的片材中，从辊拾取的一些极小纹理化的实际上提供了额外的强度。因此，在一些实施方案中，纹理化的片材的一侧在其产生丘和谷
而产生压降的意义上说提供有纹理，而另一侧图案化使得图案为片材增加强度而不一定对压降有显著贡献。
121.吸着剂材料片材产品
122.将上文描述的纹理化的吸着剂材料片材组合成纹理化的吸着剂材料片材产品。纹理化的吸着剂材料片材的组合利用上述特征中的一个或多个如增加的表面积/体积比、减少的空隙空间、改善的吸着剂性能等。通常，将各个纹理化的吸着剂材料片材彼此相邻布置以形成纹理化的吸着剂材料片材产品，该产品包含堆叠、卷起、缠绕、折叠和/或层合的片材使得吸着剂材料片材的表面彼此紧密接近或相邻。无论采用何种布置，目标都是使暴露于蒸气、流体和/或气流的片材表面积最大化并因此使纹理化的吸着剂材料片材的性能最大化。
123.堆叠的纹理化的吸着剂材料片材产品：本发明的堆叠的纹理化的吸着剂材料片材产品包含两个或更多个吸着剂片材，每个吸着剂片材限定上表面和下表面，并具有已知的合并总表面积，其中每个吸着剂片材包含纹理化的吸着剂材料和粘结剂；其中相邻的吸着剂片材堆叠和布置为使得相邻的上表面和下表面彼此基本上一致，并对齐以允许流体至少在相邻的上表面和下表面之间流动。或者，在一侧或两侧上独立地纹理化的两个纹理化的片材可由平滑片材分开。可采用纹理化的和平滑片材的任何组合来实现期望的效果。
124.本发明的堆叠的纹理化的吸着剂材料片材产品的性能改进也可以具有给定量的活化碳的产品的性能相对于如果以团块状、粒状或粉状形式提供在罐内的相同量和等级的活化碳的性能来量度。在一些实施方案中，堆叠的吸着剂片材产品具有的astm bwc比罐内呈团块状或粉状形式的相同量和等级的活化碳高约3％、高约5％、高约7％、高约9％、高约10％、高约12％、高约14％、高约16％。还构想了基于这些量的范围，如高约5-14％、高约5-10％、高约10-16％等的性能。
125.应指出，这些改进仅在大量的团块状或粉状活化碳与堆叠的纹理化的吸着剂材料片材产品之间量度，而不考虑堆叠的纹理化的吸着剂材料片材产品的其他改进。如上所述，一个关键区别在于省去了原本需要的刚性罐体。由于松散的活化碳不能自支撑而在涉及团块状或粉状活化碳的现有技术系统中需要的刚性罐体的省去将进一步减轻重量并因此对于给定的重量甚至进一步提高性能。
126.堆叠的吸着剂片材产品具有的astm bwc比吸着剂片材中按体积计相同量的纹理化的吸着剂材料的团块状/粉状形式的astm bwc高至少10％。堆叠的吸着剂片材产品具有大于约10g/100ml的astm bwc。堆叠的吸着剂片材产品具有约7.0g/100ml至约30g/100ml、或大于约12g/100ml、或大于约13g/100ml、或大于约14g/100ml、或大于约15g/100ml、或大于20g/100ml的astm bwc。还构想了范围，如约10-20g/ml、约10-12g/ml、约10-14g/ml、约12-14g/ml、约12-15g/ml和约15-20g/ml。
127.在一些实施方案中，堆叠的片材以间隔开的关系保持，其控制空隙体积、流速、压降和其他特性中的一个或多个。间隔也可用片材中的各种折叠来实现，并也可通过片材的相应凸起和/或凹陷部分来实现，所述凸起和/或凹陷部分对齐以在片材之间形成间隙。如果刻意布置片材使得片材的凸起和/或凹陷部分在片材之间不嵌套，则这会在片材之间导致额外的间隔并允许流体在这些部分中流动。如果刻意布置片材使得至少一些凸起和/或凹陷部分在片材之间嵌套，则这会导致片材的更紧密配合的堆叠并减小片材之间的间距，
相应地减少或甚至停止流体流动。可使用这些特征的组合来形成堆叠的吸着剂片材产品，其具有供流体流动的定向区域或通道以及防止流体泄漏的屏障或边缘密封。供流体流动的这些特征还可包括穿过堆叠的吸着剂片材产品中的一个或多个片材的孔洞、切口或孔。
128.每个吸着剂片材限定基本上平行于流体流动的相对的侧向边缘。相邻吸着剂片材一致的侧向边缘可彼此分离、结合在一起或它们的某种组合。以这种方式，堆叠的纹理化的吸着剂材料片材产品的边缘可被密封、被部分密封或未密封。可选择密封或未密封性质以实现期望的结果如修改流体流速和/或图案或其他性质。
129.在一些实施方案中，堆叠的纹理化的吸着剂材料产品产生约10％或更多的空隙体积。在一些实施方案中，空隙体积为约10％至40％，其他为15％至30％。
130.在一些情况下，纹理化的吸着剂材料片材产品包含至少两个纹理化的吸着剂材料颗粒群体，其中所述至少两个群体中的每一个具有不同的平均颗粒直径。参见上文关于一个一个单独的纹理化的吸着剂材料片材讨论的双峰粒度分布的描述。关于由多个纹理化的吸着剂材料片材形成的产品，构想了与吸着剂颗粒群体之间相同的分布比。在一些情况下，由所述至少两个群体取得的纹理化的吸着剂材料颗粒的密度大于由单独的任一群体取得的密度。双峰粒度分布的引入也可用于改善纹理化的吸着剂材料片材产品的力学性质，因为其使得聚合物片材更能抵抗剪切力。
131.在一些情况下，纹理化的吸着剂材料片材产品包含至少两个纹理化的吸着剂材料片材，其每一个具有限定的上表面和下表面，它们具有合并总表面积，并且其中每个纹理化的吸着剂材料片材包含纹理化的吸着剂材料和粘结剂，并且其中每个纹理化的吸着剂材料片材堆叠和布置为使得单独的片材的相邻上表面和下表面基本上平行并对齐以允许流体至少在相邻的上表面和下表面之间流动。
132.纹理化的吸着剂材料片材产品，其中所述纹理化的吸着剂材料片材产品具有比呈团块状、粒状或粉状形式的相同体积的吸着剂材料的astm bwc高约5％、约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％和约50％的astm bwc值。这些也可组合形成范围，例如高约5-25％之间。本发明还构想这些量为范围的端点，如高至少约40％。
133.纹理化的吸着剂材料片材产品中的纹理化的吸着剂材料片材可配置成平坦的、缠绕成螺旋圆柱体、以椭圆形形式缠绕、缠绕成细长矩形条、折叠、以“s”形状层合、形成为同心圆柱体、形成为同心椭圆、形成为同心矩形条、或呈这些形式的组合。
134.在一些实施方案中，纹理化的吸着剂材料片材产品将包含单个纹理化的吸着剂材料片材，该片材被缠绕或卷起以实现期望的特性，包括但不限于密度、空隙空间、压降等。
135.缠绕/卷起的纹理化的吸着剂材料片材产品：纹理化的吸着剂材料片材产品也可作为替代方案缠绕或卷起或与堆叠的实施方案组合。缠绕或卷起的纹理化的吸着剂材料片材产品包含限定上表面和下表面的吸着剂片材，并合并地具有已知的总表面积，其中所述吸着剂片材包含纹理化的吸着剂材料和粘结剂，其中所述吸着剂片材螺旋缠绕以产生相邻的片材层，其允许流体在相邻的片材层周围和之间流动。
136.与堆叠的片材布置类似，卷起的吸着剂片材产品具有比单独的纹理化的吸着剂材料片材改进的性能，并具有比以团块状或粉状形式提供的相等体积的活化碳改进的性能。
137.本发明的卷起的纹理化的吸着剂材料片材产品的性能改进也可以具有给定量的活化碳的产品的性能相对于如果以团块状或粉状形式提供在罐内的相同量和等级的活化
碳的性能来量度。在一些实施方案中，卷起的吸着剂片材产品具有的astm bwc比罐内呈团块状或粉状形式的相同量和等级的活化碳高约3％、高约5％、高约7％、高约9％、高约10％、高约12％、高约14％、高约16％。还构想了基于这些量的范围，如高约5-14％、高约5-10％、高约10-16％等的性能。
138.卷起的吸着剂片材产品具有的astm bwc比吸着剂片材中按重量计相同量的纹理化的吸着剂材料的团块状/粉状形式的astm bwc高至少10％。堆叠的吸着剂片材产品具有大于约10g/100ml的astm bwc。堆叠的吸着剂片材产品具有约7.0g/100ml至约30g/100ml、或大于约12g/100ml、或大于约13g/100ml、或大于约14g/100ml、或大于约15g/100ml、或大于20g/100ml的astm bwc。还构想了范围，如约10-20g/ml、约10-12g/ml、约10-14g/ml、约12-14g/ml、约12-15g/ml和约15-20g/ml。
139.如本文所述的卷起的吸着剂片材产品具有长度比其直径大得多的大体上圆柱形形状，但可采用任何尺寸，包括圆锥形或截头圆锥形变体，以及椭圆体或其他形状。
140.卷起的吸着剂片材产品的密度可基于以下公式计算：
[0141][0142][0143]
卷起的吸着剂片材产品可缠绕成约80-1500kg/m3、约500-2000kg/m3、约750-1500kg/m3、约900-1200kg/m3、约900-1050kg/m3、约400-500kg/m3、约500-600kg/m3、约500-550kg/m3、约600-650kg/m3、约650-700kg/m3和约700-750kg/m3的平均卷密度。
[0144]
卷起的吸着剂片材产品具有大于约10g/100ml的astm bwc。在一些实施方案中，卷起的吸着剂片材产品具有约7.0g/100ml至约30g/100ml的bwc。卷起的吸着剂片材产品还可具有与未卷起的上述吸着剂片材产品相同的astm bwc。
[0145]
与上面关于堆叠的纹理化的吸着剂材料片材的讨论类似，缠绕或卷起的纹理化的吸着剂材料片材可包含多种粒度分布或吸附剂团块状或粉状活化碳的群体。如上所述，构想了相同的比率。与上面的讨论类似，这导致更高的性能，因为其使得能够将更大量的活化碳结合到形成卷起的吸着剂片材产品的片材中。
[0146]
如本文所用，缠绕或卷起的吸着剂片材产品是指通过缠绕、螺旋缠绕、管状(具有任何横截面形状，例如圆形、椭圆形、正方形、三角形、矩形等)的同心分层或其组合实现的一个或多个纹理化的吸着剂材料片材的任何形式的分层。例如，单个纹理化的吸着剂材料片材可沿着其长度螺旋缠绕以形成圆柱形形状的卷起的纹理化的吸着剂材料片材产品。作为另一个实例，可将多个纹理化的吸着剂材料片材堆叠并然后缠绕在一起以形成类似的圆
柱形形状。作为另一个替代方案，可布置各自形成直径略不同于下一个的圆柱体的多个片材，使得它们在类似大小的圆柱体的横截面中形成同心环。可使用这些及其他布置的各种组合来填充任何形状的壳体或罐内的空间，如本文别处所述。
[0147]
探索了螺旋缠绕的方法。将四个螺旋配置共同缠绕成约100g的碳质量并在250ml罐中测试。每个配置都包括一个0.5mm厚的双面圆肋纹理化的片材，类似于图26中所描绘的，其与第二个0.5mm或1.0mm的平滑或穿孔片材共同缠绕。配置1采用0.5mm纹理化的片材/1.0mm平滑片材，配置2采用0.5mm纹理化的片材/1.0mm穿孔片材，配置3采用0.5mm纹理化的片材/0.5mm平滑片材，配置4采用0.5mm纹理化的片材/0.5mm穿孔片材。如下图所示，配置1提供了最大的裕度，δp比其他配置小30％。配置1显示出3.4英寸水柱的δp，最大目标为6.0英寸水柱。以约7.7％向配置1添加额外的碳，这导致75％的非比例增加至6.0英寸水柱的极限。epa bwc从50.1g/l增至52.6g/l丁烷，增加了5.1％。关于这些实施方案，参见图50，其描绘了在65lpm下的δp/g碳。
[0148]
使用配置1的厚(1.0mm)平滑片材似乎是有利的。当安置在罐中时，平滑厚片材更刚性的结构会提供更好的抗压缩性，δp在筛选有前景的螺旋设计方面提供了良好的度量指标，然而，压降的增加可能与碳质量的增加不成比例，这将限制bwc增益。
[0149]
空隙空间评价
[0150]
使用1.0mm厚片材以26g的碳质量缠绕三个单片材螺旋配置。出于筛选目的，体积为0.07l。配置a：向内纹理缠绕，配置b：向外纹理缠绕，配置c：双侧纹理化的。在缠绕过程期间施加100g的张力。配置a和c具有最低的δp/g。使用epa bwc测试方法，与配置c相比，配置a具有高12％的bwc。配置b的空隙看起来随着向外的缠绕拉伸/变平。参见这些配置的图51a、51b和51c图像。
[0151]
通过对照片的分析，我们可以看到配置a具有更一致的开口并保持纹理的形状，配置b开口看起来在更靠近中心芯处坍塌，配置c纹理更开放，但看起来分布不一致。关于描绘本文公开的某些实施方案在70lpm下的δp/g碳的图，参见图52。
[0152]
分析上述图像以确定存在的空隙空间的量(基于像素颜色)。
[0153]
结果：
[0154]
表1：配置a
[0155]
[0156][0157]
表1a：配置a(表1-转换为si单位)
[0158][0159]
表2：配置b
[0160][0161][0162]
表2a：配置b(表2-转换为si单位)
[0163][0164]
表3：配置c
[0165][0166]
表3a：配置c(表3-转换为si单位)
[0167]
[0168][0169]
表4：结果汇总
[0170][0171]
配置a和c在250ml罐中进一步测试，分别获得为55g/l和51g/l的epa bwc值，显示了a配置的益处。
[0172]
表4a：结果汇总(表4
–
转换为si单位)
[0173][0174]
配置a和c在250ml罐中进一步测试，分别获得为55g/l和51g/l的epa bwc值，显示了a配置的益处。
[0175]
结论：
[0176]
螺旋的压降取决于空隙空间。更多的空隙空间产生更低的压降。更少的空隙空间产生更高的压降。因此，可通过操纵纹理化的吸着剂片材的丘和谷的尺寸以及螺旋缠绕特性来控制空隙空间。
[0177]
壳体
[0178]
本发明还构想了部分或完全包封纹理化的吸着剂材料片材的壳体的使用。壳体可
配置成各种形状，例如四面体、立方体和立方形形状、圆柱体、球体、单叶双曲面、圆锥形状、椭圆体形状、矩形形状、双曲抛物面形状、细长条形状、抛物面及这些形状的组合。可选择组合以具有不同的区段，每个区段具有不同的形状或不同形状的部分。壳体还可包括由附加的件分开和连接的区段，例如，至少一个设计成根据需要传输燃料蒸气的软管或管子，或容纳纹理化的吸着剂材料片材的壳体薄部分。壳体还可配置为不具有形状，例如配置为容纳纹理化的吸着剂材料片材的柔性袋或小袋。
[0179]
本发明的一个主要优点在于，纹理化的吸着剂材料片材既是柔性的又是自支撑的并可在壳体内以各种配置层合、卷起、缠绕、折叠或堆叠以适应车辆的狭窄范围内的不同机械要求。在这样的实施方案中，壳体将设计成适形或适配于可用于储存装置的空间。例如，壳体可定大小和成型为适配在轮舱、传动轴、用于混合动力系统的电池、备用轮胎、换胎工具、轮胎修补工具、车辆后备箱或其他储存空间、车辆保险杠和车身面板、排气系统、其他排放控制设备如尿素或其他喷射箱、燃料管线、车架、悬架部件、发动机舱、乘客舱座椅下方、乘客舱座椅内之内或周围的空间中以及太小或太难到达而无法有效地用于乘客或货物空间的其他空间中。
[0180]
为了进一步减小重量和尺寸并利用自支撑的纹理化的吸着剂材料片材，壳体可呈薄壁袋或小袋的形式。这是可能的，因为纹理化的吸着剂材料片材具有一定的机械结构并且是自支撑的，故不需要像常规罐中那样的刚性外部容器。形成袋的膜材料可具有约10μm至约250μm的厚度。在其他实施方案中，袋膜可具有约20μm至约175μm的厚度，并且袋膜可具有约50μm至约125μm的厚度。
[0181]
袋或小袋可由用于燃料系统中的任何材料形成，特别地，由设计为承受所容纳的燃料蒸气的化学效应的材料形成。袋材料包括聚四氟乙烯(ptfe或teflon)、聚偏二氟乙烯(pvf2或pvdf)、乙烯-丙烯-二烯(epdm)橡胶、聚环氧乙烷(peo)、uv可固化的丙烯酸酯、uv可固化的甲基丙烯酸酯、热可固化的二乙烯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、缩醛或聚甲醛树脂、含氟弹性体如全氟弹性体(ffkm)和四氟乙烯/丙烯橡胶(fepm)、芳族聚酰胺聚合物如对位芳族聚酰胺和间位芳族聚酰胺聚合物、聚对苯二甲酸丙二醇酯、乙烯丙烯酸类弹性体、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚氨酯、低密度和高密度聚乙烯、聚丙烯、双轴取向聚丙烯(bopp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、双轴取向聚对苯二甲酸乙二醇酯(bopet)、聚氯丁二烯及其共聚物和组合。袋通常是热塑性的以便具有柔性，但也可以是与一定量的热固性材料的组合，或者可呈硫化橡胶或弹性体的形式。
[0182]
壳体、袋或小袋也可设计为充当其中容纳的所吸附燃料蒸气的蒸气屏障。这种屏障性质可以是聚合物本身所固有的，或者可通过使用至少一种屏障添加剂和/或至少一个屏障层来实现。可形成为层或微粒填料的屏障添加剂的实例包括聚合物如环氧树脂、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、含氟聚合物、氟橡胶以及它们的组合。屏障层也可由金属如铝、钢、钛及它们的合金制成。金属屏障层可通过常规机械手段形成，如共挤出或与壳体的其他层粘附，或者它们可以化学方式沉积，如通过化学气相沉积或电镀。金属屏障层可由厚度小于约25μm、小于约20μm、小于约15μm、小于约10μm或小于约5μm的箔形成。
[0183]
壳体及其材料还可选择为与“瓶中船(ship in a bottle)”燃料系统相容。在这样的系统中，许多或所有燃料系统部件，包括燃料泵、orvr、燃料过滤器、阀和其他部件，都适配在车辆燃料箱内。这样的系统是有利的，因为它们会减少组装时间和燃料系统所需的空
间量。在这样的系统中，壳体应具有能够在车辆燃料箱内长时间浸没在选定燃料(通常为汽油)中同时还能够承受内部吸附的燃料蒸气的影响的材料。
[0184]
壳体也可为薄金属壳体。薄金属壳体可由柔性或刚性金属如钢、铝、钛及它们的合金形成。金属壳体可由厚度为约5-100μm或约10-250μm的箔形成。在一些实施方案中，箔可厚约1mm。壳体是柔性的还是刚性的取决于材料的选择、厚度及施加于金属的任何处理，如热处理或热作或冷作。
[0185]
在一些实施方案中，可完全省去用于纹理化的吸着剂材料片材的壳体，而使纹理化的吸着剂材料片材容纳在燃料箱自身内。在这样的配置中，纹理化的吸着剂材料片材可附接到燃料箱的内部的一部分，该部分不经常性地与液体燃料接触并可自由地吸附燃料蒸气。该部分通常为燃料箱的顶部或侧面或它们的组合。燃料箱还可包括在顶部或侧面上的凹入部分，该凹入部分设计为引入纹理化的吸着剂材料片材并允许纹理化的吸着剂材料片材吸附燃料蒸气。其中纹理化的吸着剂材料片材附接到燃料箱的内部部分的此类实施方案不仅通过省去罐结构而提供最大空间节省和重量减轻，而且还简化了制造和安装，因为片材已经在车辆组装期间安装在燃料箱内。
[0186]
还可通过形成卷起或折叠的吸着剂片材并然后选择性地固化外部片材以使它们形成耐用的、固化的外壳而消除壳体，所述外壳充当内部卷起或折叠的吸着剂片材的支撑。这样的选择性固化可以热的方式或用化学浴、或经由光化辐射如紫外光或通过电子束固化实现。
[0187]
在其中纹理化的吸着剂材料片材省去壳体并容纳在车辆燃料箱自身内的实施方案中，纹理化的吸着剂材料片材可以多种方式附接到燃料箱。纹理化的吸着剂材料片材可使用机械紧固件如螺钉、铆钉或夹钳紧固，或者纹理化的吸着剂材料片材可使用位于燃料箱壁与纹理化的吸着剂材料片材之间的粘合剂背衬紧固。粘合剂背衬可以是单层粘合剂或双面粘合剂胶带或片材。粘合剂背衬中使用的粘合剂可包括压敏粘合剂、uv固化粘合剂、热固化粘合剂、热熔粘合剂和反应性多组分粘合剂。粘合剂组合物包含丙烯酸和(甲基)丙烯酸、丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯、呈单组分和双组分制剂的环氧树脂以及聚氨酯。
[0188]
纹理化的吸着剂材料片材可在制造期间以多种方式施加。在一些实施方案中，可形成燃料箱并在单独的步骤中施加纹理化的吸着剂材料片材，其中先施加粘合剂然后施加纹理化的吸着剂材料片材。在其他实施方案中，视情况在有或没有粘合剂背衬的情况下将纹理化的吸着剂材料片材安置在模具的内部上并在纹理化的吸着剂材料片材周围注塑或吹塑燃料箱。在其他实施方案中，可将纹理化的吸着剂材料片材与构成燃料箱的侧面的材料面板共挤出，并将那些面板的边缘粘附或焊接于一起以密封最终的燃料箱，其中纹理化的吸着剂材料片材在燃料箱内部上。
[0189]
当纹理化的吸着剂材料片材被容纳在车辆燃料箱内而没有壳体时，燃料箱可包括额外的阀和端口以适应燃料箱中燃料蒸气的吸附和解吸。例如，在发动机运行期间，可向燃料箱中引入空气以解吸含在纹理化的吸着剂材料片材中的燃料蒸气以及存在于燃料箱中的那些。然后，这些解吸的燃料蒸气被送至发动机以供在发动机控制单元(ecu)所要求的最佳循环期间燃烧。
[0190]
当纹理化的吸着剂材料片材无壳体地提供并容纳在箱如车辆燃料箱内时，它们可定位成使得其不经常性地浸没在箱内通常容纳的挥发性液体中。这将确保纹理化的吸着剂
材料片材不会过早饱和，并还将确保有足够的表面积暴露于燃料箱内的蒸气以实现蒸气的吸附。该特征构想纹理化的吸着剂材料片材可安置在箱的未填充部分中，如箱的气隙或顶部空间，或防止液体泼溅在纹理化的吸着剂材料片材上的挡板附近。纹理化的吸着剂材料片材也可安置在箱的专用部分中，如液体不能进入的小腔室或壁龛。
[0191]
各种实施方案的装置可包括壳体和上述纹理化的吸着剂材料片材。壳体可以是任何形状并可配置成用于纯化气体或液体。例如，在一些实施方案中，壳体可以是任何形状，例如立方形、立方体或圆柱形。纹理化的吸着剂材料片材可定大小为适配在壳体内并基本上填充壳体内气体或液体穿过的空间。在一些实施方案中，可堆叠两个或更多个纹理化的吸着剂材料片材以基本上填充壳体，而在其他实施方案中，纹理化的吸着剂材料片材可被卷起以形成螺旋缠绕片材或被压制以形成堆叠片材。在一些实施方案中，堆叠或压制的片材可使得邻接片材的侧面基本上是连续的。在其他实施方案中，堆叠或压制的片材可定位成使得邻接的片材间隔开。例如，在某些实施方案中，片材可以是波纹化的，具有形成串联或并联的脊和沟的纹理化的吸着剂材料片材，在一些实施方案中，波纹化的纹理化的吸着剂材料片材可由平坦的纹理化的吸着剂材料片材分开。波纹化的纹理化的吸着剂材料片材可以堆叠或卷起/螺旋缠绕形式设置在壳体内。
[0192]
在各种实施方案中，空隙分数可比当前装置的空隙体积小约30％至约32％，在一些实施方案中，空隙分数可低至10％。例如，装置可具有约45％至约10％、约35％至约10％、约25％至约10％的空隙分数或这些实例范围所涵盖的任何个别空隙分数或范围。与具有粒状或团块状纹理化的吸着剂材料的装置相比，各种实施方案的装置可表现出较小的流动限制，例如压降。因此，可向这样的装置中引入更多的纹理化的吸着剂材料而不降低装置的流速。
[0193]
这样的实施方案的装置可具有大于约5.0g/100ml的epa bwc，在一些实施方案中，装置可具有约4.0g/100ml至约20g/100ml、5.0g/100ml至约18g/100ml、约7.0g/100ml至约16g/100ml、或约8.0g/100ml至约15g/100ml的epa bwc或这些实例范围所涵盖的任何个别bwc或范围。装置可表现出至多等于活化碳或其他活化化合物的粉末、团块或粒子的常规致密填充床的压降。此特征是有利的，因为它将确保，尽管吸着性能增加，但无论是堆叠的、卷起的、缠绕的还是以其他方式构造的纹理化的吸着剂材料片材产品仍具有与常规装置相同的处理和转移蒸气和气体的能力。
[0194]
当堆叠或卷起的纹理化的吸着剂材料产品与壳体组合时，其可用作蒸气损失罐(vapor loss canister)或其他装置。如上所述，经由堆叠或卷起的产品取得的形状和性质允许独特的安置和改善的性能。
[0195]
根据一些实施方案，蒸气损失罐包含具有至少一个限定内部空间的侧壁的壳体、吸着剂片材产品，使得吸着剂片材介质定大小并配置为适配在壳体内并基本上填充壳体内的整个内部空间，其中所述内部空间基本上不含非吸着剂片材介质的其他内部材料。也就是说，传统的蒸气损失罐需要弹簧、过滤器、支撑基板等来容留和保持松散的碳粉或团块。因为吸着剂片材基本上是自支撑的，所以不需要这些附加的支撑结构。这允许在不牺牲性能的情况下引入更多的材料或使用更小的罐。
[0196]
在一些实施方案中，吸着剂片材产品包含堆叠的吸着剂片材介质，其包含如上所述。在这样的情况下，壳体或罐可呈如上所述的任何形状，但在一些实施方案中，壳体或罐
相对平坦且柔韧以容纳高度比其长度或宽度小得多的堆叠的吸着剂片状介质。在这些情况下，壳体可为如上所述的柔性袋或小袋。
[0197]
在一些情况下，罐适于安置在燃料箱顶上或甚至燃料箱内。
[0198]
在一些实施方案中，吸着剂片材材料产品包含如上所述卷起的吸着剂片材产品。在一些情况下，壳体侧壁的至少一部分基本上限定过滤器而不占据任何内部罐空间。
[0199]
在一些实施方案中，燃料箱可设置有一体式蒸气吸附。这样的箱包含箱结构和至少一个或堆叠或卷起的吸着剂片材材料产品、至少一个将纹理化的吸着剂材料产品紧固到箱的表面的紧固装置，所述箱的表面不经常性地浸没在箱内所含的挥发性液体中。紧固装置可为形成在纹理化的吸着剂材料产品的一个表面与箱的壁之间的粘合剂层。
[0200]
这样的粘合剂可为压敏粘合剂、uv固化粘合剂、热固化粘合剂、热熔粘合剂、反应性多组分粘合剂、丙烯酸和(甲基)丙烯酸粘合剂、丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯粘合剂、呈单组分和双组分制剂的环氧树脂粘合剂、聚氨酯粘合剂及其共聚物和组合中的至少一种。
[0201]
所述箱还可包括以下中的一种或多种：至少一个燃料泵、燃料输送管线、燃料返回管线、通大气管线、端口、阀、传感器、空气入口、开孔泡沫、挡板、气囊以及这些的组合。
[0202]
在一些实施方案中，所述箱为具有“瓶中船”配置的燃料箱。
[0203]
一些实施方案提供了一种机载加油蒸气回收(orvr)设备，其包含如本文所述的纹理化的吸着剂材料片材产品。机载加油蒸气回收设备可包括如本文所述的蒸气吸附罐。机载加油蒸气回收设备可包括具有一体式蒸气吸附的箱。
[0204]
其他部件
[0205]
本发明可包括传感器如燃料组成传感器。燃料组成传感器可用于检测壳体内所含的汽油和乙醇的混合物及纹理化的吸着剂材料，并且该信息可传达到ecu，以便随后释放到发动机的蒸气可在发动机燃烧期间更精确地使用。其他传感器包括温度传感器、蒸气压力传感器、氧气传感器等。取决于ecu所需的信息的类型，传感器可根据电化学相互作用、电子如热电偶、机电、折射率、红外光谱等原理运行。传感器可单独地或组合地包括在壳体内，或者，如果没有指定壳体，则可包括在容纳纹理化的吸着剂材料片材的区域内。传感器可包括在从片材切割的孔洞或槽口中，或者包括在片材之间的空间中，片材绕传感器缠绕或折叠。
[0206]
本发明可包括入口、出口、软管和相关的阀以控制燃料蒸气流向和流自本发明的纹理化的吸着剂材料的流动。开口可以是静态的，或者它们可具有根据ecu的需要打开和关闭的阀以控制蒸气流入和流出本发明的吸着剂片材的流动。例如，在加油期间，出口阀保持关闭以确保置换出的燃料蒸气不会逸出到大气中。然而，当发动机运行并且ecu要求时，至少一个出口阀可打开以允许吸附的蒸气释放到发动机中以让其燃烧。还可包括通向大气的通风口和阀，以防本发明的纹理化的吸着剂材料片材存在过多的燃料蒸气而无法安全地吸附。还可包括用于空气或其他气体如惰性废气的入口和阀，其用于在燃料蒸气被送至发动机供燃烧时解吸燃料蒸气。
[0207]
本发明还构想包括构成orvr系统和装置的其他部件及与构成orvr系统和装置的其他部件集成。这些其他部件可包括主动式压缩机和冷凝器、燃料箱加热器、用于冷却封闭燃料的燃料箱热交换盘管、燃料加注器颈部、燃料加注器端口(包括无盖燃料加注器端口)、燃料蒸气通风口、用于输送燃料的燃料管线、燃料返回管线、通风阀和车辆翻车安全阀、燃料泵及进气阀或空气清除阀。
[0208]
本发明进一步构想了可与纹理化的吸着剂材料片材组合以改善或控制流体和气体的吸附和解吸的装置和结构。例如，可包括风扇或泵以在组装它们时迫使流体或蒸气在纹理化的吸着剂材料片材上方经过，从而允许纹理化的吸着剂材料片材被填充或缠绕得更紧密，或允许比相同量的流体在片材上方扩散原本可能的更大的装置。或者，装置可包括电阻元件加热器、或者peltier效应加热器或冷却器，其设计成加热和/或冷却流体并因此迫使它们在要求保护的发明的纹理化的吸着剂材料片材上方移动。例如，加热的膨胀流体可向上通风并在纵向取向的卷起或缠绕制品的底部处吸入更多的流体以利用重力的效应。
[0209]
其他用途
[0210]
除了汽车用途外，本发明人构想，在箱或其他封闭空间设计成容纳挥发性液体、特别是挥发性烃如燃料、溶剂和其他挥发性化合物的任何情况下都可使用所要求保护的发明的吸着剂片材。实例包括但不限于飞机中的燃料箱、轮船和其他海上交通工具中的燃料箱、卡车中的燃料箱、铁路车辆、驳船、轮船、卡车、车辆和其他散装货轮中的化学品箱以及固定式化学品箱。要求保护的发明的纹理化的吸着剂材料片材也可附着或粘附到其中挥发性化合物的存在将有害的受限空间的壁上，例如，在操作员和维护人员必须定期进入其空间的化学设施中。这样的纹理化的吸着剂材料片材，当用于这样的组合空间中时，不仅可增加操作员和维护人员的安全性，而且还可减少对笨重的防护装备的需求。
[0211]
在一些实施方案中，装置可不过滤微观颗粒，并因此将在燃料蒸气回收领域之外具有效用。含有粒状或团块状纹理化的吸着剂材料的装置将过滤大于其直径的约1％的颗粒，从而从使用该装置处理的气体或液体去除这些颗粒。因为含有堆叠或卷起/螺旋缠绕的纹理化的吸着剂材料片材的装置允许这样的颗粒通过而不过滤，故各种实施方案的装置可用于过滤液体。特别地，这样的纹理化的吸着剂材料片材可用于过滤生物流体如血液，其中红细胞和白细胞及血小板等必须穿过过滤器而不以物理方式从血液滤出。其他污染物可能被吸附到纹理化的吸着剂材料片材上并从血液滤液去除。