BR112013023955B1

BR112013023955B1 - Manta não tecida compreendendo fibras em uma manta termicamente ligada, método para produção de uma manta não tecida que compreende uma manta termicamente ligada e pastaaquosa adequada para formar uma manta não tecida

Info

Publication number: BR112013023955B1
Application number: BR112013023955-7A
Authority: BR
Inventors: Daniel Little; Robert M. Rogers
Original assignee: Donaldson Company, Inc.
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2021-01-12
Also published as: BR112013023955A2; JP6104825B2; US20240229312A9; JP2014513217A; US20120234748A1; PL2686473T3; WO2012129094A1; US20210362081A1; EP2686473A1; EP2686473B1; US11821119B2; CN103492625A; US20240133092A1; US11180876B2; CN103492625B

Abstract

MEIO TRATADO DE ALTA TEMPERATURA. Trata-se de um meio de filtração termicamente ligado que pode ser usado em condições de alta temperatura na ausência de qualquer perda de fibra através de efeitos térmicos ou impacto mecânico nos componentes de fibra. O meio filtrante pode ser fabricado e usado em uma unidade ou estrutura de filtração, pode ser colocado em uma corrente de fluido removível e pode remover uma carga de particulado da corrente móvel em uma faixa de temperatura elevada. A combinação de fibra bicomponente, outra fibra de meio filtrante e outros aditivos de filtração fornece um meio de filtração aprimorado que tem propriedades únicas em aplicações de alto desempenho e alta temperatura.

Description

MANTA NÃO TECIDA COMPREENDENDO FIBRAS EM UMA MANTA TERMICAMENTE LIGADA, MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE UMA MANTA NÃO TECIDA QUE COMPREENDE UMA MANTA TERMICAMENTE LIGADA E PASTAAQUOSA ADEQUADA PARA FORMAR UMA MANTA NÃO TECIDA

Referência remissiva a Pedidos Relacionados

[001] O presente pedido reivindica prioridade do Pedido de Patente Provisório no U.S. 61/454.171, depositado em 18 de março de 2011 e reivindica prioridade para o Pedido de Patente Provisório no U.S. 61/454.172, depositado em 18 de março de 2011, os conteúdos dos mesmos estão incorporados no presente documento a título de referência em sua totalidade.

Campo da Invenção

[002] A invenção refere-se a uma composição termicamente formada sob a forma de uma manta ou camada, sendo que um meio ou meios de filtração e uma estrutura filtrante têm propriedades aprimoradas. A permeabilidade, resistência à alta temperatura, estabilidade mecânica e a alta capacidade aprimoradas para a remoção de aerossol ou de particulado de um fluido em movimento, incluindo correntes de ar, gás ou líquido que pode resultar da composição termicamente formada. Os meios filtrantes podem ser formados em uma variedade de unidades filtrantes sob a forma de painéis, cartuchos, insertos, formas plissadas de filtração, etc.

Antecedentes da Invenção

[003] Os meios, mantas ou camadas fibrosas não tecido são fabricados há muitos anos para muitas finalidades incluindo a filtração. Um arranjo de meios que tem um conjunto aceitável de propriedades está disponível. As complexidades inerentes à fabricação desses meios aumentam os custos e reduzem a flexibilidade na oferta de produtos.

[004] Tais meios fibrosos não tecidos são úteis em uma variedade de aplicações, incluindo filtração de aerossol ou particulados sólidos de correntes de ar ou de líquido, como filtração de poeira e névoa, ventilação do cárter (CCV) e ventilação do cárter aberta (OCV). Tais meios também podem ser formados em estruturas de meios em camadas.

[005] Os meios fibrosos não tecidos podem ser fabricados a partir de fibras naturais ou sintéticas e podem ser formados em uma variedade de tipos de meios. Um meio recente é mostrado nas Patentes nos U.S. 7.314.497, 7.309.372 e 5.580.499 e compreende, em geral, uma fibra bicomponente e fibras de vidro que são termicamente ligadas a uma manta. Tais meios têm tamanho de poro útil e eficiências de filtração do componente de fibra combinado.

[006] Muitos graus de meios filtrantes, incluindo meios de fibra bicomponente, são usados a temperaturas maiores que cerca de 100 °C e são, mais recentemente, usados a temperaturas maiores que cerca de 130 °C a 150 °C e mais. Os futuros meios serão expostos a temperaturas maiores e a outras condições operacionais adversas. A tais temperaturas e sob tais condições, os meios fibrosos ligados por resinas termoplásticas e meios bicomponente termoplástico podem suavizar ou falhar. Tais estruturas suavizadas podem ter propriedades de filtração reduzidas, podem falhar mecanicamente durante o uso ou, como um resultado da suavização ou da resistência à tração reduzida, as porções dos meios de filtração podem ser perdidas dos meios e podem entrar na corrente de fluido ocasionando dificuldades a jusante. Tais problemas podem ocorrer em qualquer aplicação que experimenta temperaturas operacionais consistentemente elevadas ou que experimenta extremos periódicos de temperatura. Tais meios exigem propriedades de filtração suficientes para remover particulado enquanto mantêm baixa queda de pressão ao longo do meio. Os meios usados em aplicações de CCV (ventilação do cárter fechada) ou OCV (ventilação do cárter aberta) precisam drenar rapidamente líquidos oleosos acumulados.

[007] Um ambiente de interesse é a filtração "sob o capô” que está se tor-nando atualmente mais comum. Devido a preocupações ambientais e outras características de projeto, vários tipos de filtros de motor são mais comumente usados dentro de um compartimento de motor e adjacente a componentes de motor. Em motores modernos e, em particular, motores a diesel, as temperaturas sob o capô continuam a representar desafios operacionais para aplicações de filtração, incluindo aplicações de filtração de ar, filtração de óleo, filtração hidráulica, ventilação de cárter (OCV e CCV) e outras. Em tais motores, os meios de filtração podem operar à alta temperatura. Adicionalmente, após o desligamento do motor, os meios de filtração são embebidos termicamente em fluidos de motor de alta temperatura (ar, lubrificantes ou combustíveis). Tais motores precisam ser equipados com filtros e meios de filtração que podem suportar temperaturas de imersão térmica substancialmente superiores.

[008] Existe uma necessidade substancial de meios de filtração que podem suportar altas temperaturas sem sofrerem um impacto de desempenho negativo nas propriedades de filtração, na integridade mecânica, ou sem sofrerem perda de componentes de filtração. Existe uma necessidade substancial para reduzir ou eliminar a fibra de vidro do meio.

[009] Adicionalmente, a fabricação de meios de filtração proveniente de fibra de vidro, contudo, pode resultar no meio escorrendo fibra de vidro da estrutura de manta. As fibras de vidro que deixam os meios de filtração podem entrar no fluxo a jusante de fluido do filtro. O fluxo pode direcionar a fibra de vidro para o mecanismo operacional ou unidade associada com uma estrutura filtrante. Dessa forma, existe uma necessidade na indústria para reduzir ou eliminar a fibra de vidro dos meios de filtração.

Breve Descrição da Invenção

[0010] Revelou-se um meio filtrante termicamente ligado com propriedades aprimoradas. Um primeiro aspecto do meio pode fornecer propriedades de filtração a temperaturas, por exemplo, maiores que 100 °C, maiores que 130 °C e, com frequência, até e maiores que 150 °C em um modo de saturação térmica ou no motor operacional ou em um fluido que atravessa o meio filtrante. A estrutura filtrante compreende uma primeira fibra bicomponente, uma segunda fibra bicomponente opcional e uma fibra termoplástica têxtil ou fibra celulósica que, em combinação, podem ter propriedades de temperatura e filtração aprimoradas e caráter de fabricação aprimorado. Adicionalmente, tais meios de alta temperatura aprimorados podem permitir o uso de elementos sob condições de temperatura maior e podem resultar em unidades menores mais eficazes, permitindo mais flexibilidade no projeto de motor e vida útil do filtro prolongada.

[0011] Um segundo aspecto do meio é uma isenção substancial de fibra de vidro que tem capacidade de alta eficiência, estabilidade mecânica, vida prolongada, versatilidade e capacidade de limpeza (ou capacidade de regeneração) substanciais sob uma variedade de condições extremas, incluindo alta temperatura.

[0012] Também foi observado um método de fabricação do meio filtrante ter-micamente ligado, na ausência de uma quantidade substancial de fibra de vidro que resulta na rápida remoção de água industrial na formação rápida e eficiente de uma manta desidratada molhada, rápida secagem e ligação térmica eficiente da manta formada aos meios filtrantes secos finais. O processo envolve a combinação de uma primeira fonte de fibra bicomponente, uma segunda fonte de fibra bicomponente opcional e uma quantidade de formação de manta eficaz de uma fibra têxtil para formar uma pasta aquosa, a formação de uma manta molhada da pasta aquosa em uma m'quina de fabricação de papel de tela inclinada, a remoção de água industrial da manta molhada, a secagem da manta molhada e o processamento térmico da manta formada em um meio finalizado. Verificou-se que a combinação dessas fibras forma rápida e eficazmente um meio de filtração altamente útil.

[0013] Os meios da invenção podem ser usados em uma variedade de apli-cações para a finalidade de remoção de particulados sólidos ou líquidos de uma variedade de materiais fluidos incluindo gases e líquidos. Adicionalmente, os meios filtrantes da invenção podem ser usados em uma variedade de tipos de elemento filtrante incluindo meios planos, meios plissados, filtros de painel plano, filtros rotatórios cilíndricos, filtros plissados de meio z e outras modalidades nas quais a fibra e os componentes aditivos fornecem propriedades úteis.

[0014] Os meios da invenção compreendem uma quantidade eficaz de uma fibra bicomponente. O termo "fibra bicomponente” significa uma fibra que tem pelo menos uma porção de polímero ligante termoplástico com um ponto de fusão e uma segunda porção de polímero estrutural termoplástico com um ponto de fusão diferente e maior que a porção de polímero ligante. A configuração física dessas fibras é tipicamente em uma estrutura "lado a lado" ou "revestimento-núcleo". Em uma estrutura lado a lado, as duas resinas de polímero termoplástico são tipicamente extruda-das em uma forma conectadas a uma estrutura lado a lado. O polímero de ponto de fusão menor atua como um ligante e o polímero de ponto de fusão maior atua como um material estrutural. É possível usar fibras lobuladas onde os lóbulos, ou pontas, são formados do polímero de ponto de fusão menor. Na estrutura revestimento-núcleo, o núcleo contém o ponto de fusão de fibra estrutural maior e o revestimento contém o ponto de fusão de camada de ligação menor.

[0015] O termo "na ausência substancial de fibra de vidro” ou “substancialmente isento de fibra de vidro” destina-se a significar que o meio de filtração não contém uma quantidade significativa de fibra de vidro que contribui para propriedades de filtração em qualquer grau substancial. As propriedades de filtração dos meios são derivadas das fibras bicomponentes, das fibras têxteis e de outras fibras secundárias usadas na fabricação dos meios filtrantes. Evidentemente, podem ser introduzidas quantidades insignificativas de fibras de vidro na manta sem a formação de um meio que depende de fibras de vidro para qualquer incremento substancial de propriedades de filtração.

[0016] Um "elemento” é uma porção filtrante incluindo a mante ou o meio da invenção. Um filtro inclui, em geral, um elemento em uma estrutura que pode ser fabricada em uma operação de fabricação.

[0017] Para uso no presente documento, o termo "fibra” ou "fonte de fibra” indica um grande número de fibras de composição relacionada de tal modo que todas as fibras estejam dentro da faixa de tamanhos de fibra ou de características de fibra distribuídas sobre uma característica ou tamanho de fibra médio ou mediano. Tais fibras são caracterizadas por um diâmetro médio e uma razão de aspecto e são disponibilizadas como uma matéria prima distinta. As mesclas de uma ou mais de tais fontes não são lidas em fontes únicas.

[0018] "Fibra de vidro" significa a fibra de vários diâmetros e comprimentos fabricada com o uso de vidro de vários tipos.

[0019] Os meios da invenção podem incluir uma "fibra têxtil”. As fibras têxteis são fibras monocomponente e fibras diferentes de vidro, exceto a fibra bicomponen-te, comum em meios que têm diâmetro, comprimento e razão de aspecto adequados para o uso em aplicações de filtração. As fibras têxteis fornecem controle de tamanho de poro e cooperam com as outras fibras nos meios para resultar em um meio de taxa de fluxo substancial, alta capacidade, eficiência substancial e alta resistência à umidade. A seleção cuidadosa da fibra têxtil também pode aprimorar a fabricação dos materiais da invenção. Exemplos de fibras têxteis úteis nos meios filtrantes da invenção são fibras celulósicas e de poliéster. As fibras celulósicas incluem fibras de algodão, como fibras de línter de algodão. Outras fibras têxteis úteis incluem fibras poliméricas sintéticas como fibras de náilon, fibras de poliuretano e similares.

[0020] Para uso no presente documento, o termo "fibras secundárias" pode incluir uma variedade de fibras diferentes de fontes naturais, sintéticas ou especiais. Tais fibras podem ser termoplásticas e são usadas para obter uma lâmina de meio termicamente ligada, meio ou filtro, e também podem auxiliar na obtenção de tamanho de poro, permeabilidade, eficiência, resistência à tração, compressibilidade apropriados, e outras propriedades de filtro desejáveis. O meio da invenção é manipulado para obter a solidez, espessura, peso-base, diâmetro de fibra, tamanho de poro, eficiência, permeabilidade, resistência à tração e compressibilidade aprimorados para obter propriedades eficientes de filtração quando usado para filtrar uma corrente de fluido.

[0021] Para uso no presente documento, o termo "solidez” significa um volume de fibra sólido dividido pelo volume total do meio filtrante, usualmente expresso como um percentual. A solidez dos meios usados na filtração de uma poeira de uma corrente de ar pode ser diferente da solidez dos meios usados para a filtração de aerossol aquoso ou oleoso de uma corrente de ar. Adicionalmente, a solidez dos meios usados para remover particulados de uma corrente de líquido pode ser diferente da solidez dos meios usados para remover particulados de uma corrente gasosa. Cada aplicação da tecnologia da está direcionada a um determinado conjunto de parâmetros operacionais conforme discutido abaixo.

[0022] Para uso no presente documento, o termo "manta” refere-se a uma estrutura similar à lâmina ou plana que tem uma espessura maior que cerca de 0,05 mm. Essa dimensão de espessura pode ter pelo menos 0,05 mm, pelo menos 0,08 mm e pelo menos 0,1 mm, por exemplo. Essa dimensão de espessura pode ter não mais que 2 cm, não mais que 1 cm ou não mais que 5 mm por exemplo. O comprimento e a largura da manta não estão limitados e podem ser uma escolha indeterminada ou arbitrária. Tal manta é flexível, usinável, os meios filtrantes plissáveis que têm, de outra forma, a capacidade de formação em um elemento filtrante ou estrutura filtrante. A manta pode ter uma região gradiente e também pode ter uma região constante.

[0023] Para uso no presente documento, o termo plural "meios filtrantes” ou o termo singular "meio filtrante” se refere a uma manta que tem pelo menos permeabilidade e porosidade mínimas para ser útil em um elemento filtrante e não é uma camada substancialmente impermeável como papel convencional, solução estoque revestida ou papel de jornal fabricado em processos de deposição por via úmida de fabricação de papel convencionais.

[0024] Para uso no presente documento, o termo "morfologia de fibra” significa o formato, forma ou estrutura de uma fibra. Exemplos de morfologias de fibra particulares incluem torcida, crimpada, arredondada, similar à fita, reta ou espiralada. Por exemplo, uma fibra com uma seção transversal circular tem uma morfologia diferente de uma fibra com um formato similar à fita.

[0025] Para uso no presente documento, o termo "tamanho de fibra” é um subconjunto de morfologia e inclui a "razão de aspecto,” isto é, a razão entre o comprimento e o diâmetro. "Diâmetro” se refere ao diâmetro médio de uma seção transversal substancialmente circular de uma fibra ou a uma dimensão de seção transversal maior de uma fibra não circular.

[0026] Para uso no presente documento, o termo "composição de fibra” significa a natureza química da fibra e o material ou materiais de fibra, incluindo a disposição de materiais de fibra. A composição de fibra pode ser orgânica ou inorgânica. As fibras orgânicas são tipicamente naturais ou sintéticas e poliméricas oi biopolimé-ricas por natureza. Exemplos de composição de fibras incluem vidro, celulose, cânhamo, ábaco, uma poliolefina, um poliéster, uma poliamida, um polímero halogena-do, um poliuretano, ou uma combinação, mescla ou liga dos mesmos. As fibras inorgânicas são fabricadas de vidro, metais e outros materiais de fonte de carbono não orgânico.

[0027] Para uso no presente documento, o termo "carregamento de superfície”, "meios de superfície” ou "meios de carregamento de superfície” se refere aos meios que acumulam substancialmente seu carregamento de partícula sobre a su-perfície e não dentro da espessura ou profundidade dos meios.

[0028] Para uso no presente documento, o termo "meios de profundidade”, "camada de carregamento de profundidade” ou "meios de carregamento de profundidade” se refere a meios filtrantes nos quais um particulado filtrado é capturado e mantido ao longo da espessura ou dimensão z dos meios de profundidade. Em geral, uma disposição de meios de profundidade pode ser projetadas para fornecer carregamento de materiais particulados substancialmente através de seu volume ou profundidade. Dessa forma, tais disposições podem ser projetadas para carregar com uma quantidade maior de material particulado, em relação a sistemas de superfície carregada, quando é atingida a vida útil total do filtro. Embora parte do particulado possa acumular, de fato, sobre a superfície dos meios de profundidade, os meios de profundidade têm a capacidade de acumular e reter o particulado dentro da espessura dos meios de profundidade. Em muitas aplicações, especialmente aquelas que envolvem taxas de fluxo relativamente altas, podem ser usados os meios de profundidade. Os meios de profundidade são, em geral, definidos em termo de sua porosidade, densidade ou teor de sólidos percentual. Por exemplo, os meios de solidez a 2 a 3% seriam uma base de meios de profundidade de fibras dispostas de modo que aproximadamente 2 a 3% do volume total compreende materiais fibrosos (sólidos), sendo que o restante é espaço de fluido ou ar. Outro parâmetro útil para a definição de meios de profundidade é o diâmetro de fibra. Se o percentual de solidez for mantido constante, mas o diâmetro de fibra (tamanho) for reduzido, o tamanho de poro é reduzido; isto é, o filtro se torna mais eficiente e aprisionará de modo mais eficaz pequenas partículas. Um filtro de meios de profundidade convencional típico é um meio de densidade relativamente constante (ou uniforme), isto é, um sistema no qual a solidez dos meios de profundidade permanece substancialmente constante ao longo de sua espessura. No entanto, em alguns meios de profundidade, podem existir um ou mais gradientes. Por exemplo, a concentração de uma fibra pode mu-dar de uma primeira superfície a montante para uma segunda superfície a jusante; ou seja, através da espessura do meio.

[0029] Para uso no presente documento, o termo “substancialmente constante” significa que são encontradas apenas flutuações relativamente pequenas (não mais que cerca de 5%), se houver, em uma propriedade indicada como concentração ou densidade, ao longo da profundidade dos meios. Tais flutuações, por exemplo, podem resultar de uma leve compressão de uma superfície engatada externa, por um recipiente no qual os meios filtrantes são posicionados. Tais flutuações, por exemplo, também podem resultar do pequeno, porém inerente, enriquecimento ou depleção de fibra na manta ocasionado por variações no processo de fabricação. Um meio pode ter uma região que é uma região substancialmente constante de concentração de uma fibra.

[0030] Para uso no presente documento, os termos “meios de carregamento”, “camada de carregamento”, “meios de eficiência” ou “camada de eficiência” se refere a elementos filtrantes que têm uma combinação de pelo menos dois meios ou camadas de meios diferentes, onde um meio tem um tamanho de poro médio menor e é denominado uma camada de eficiência e o meio que tem o tamanho de poro médio maior é denominado a camada de carregamento, meios de carregamento ou meios de carregamento de profundidade. A camada de carregamento é seguida tipicamente em uma trajetória de fluido pela camada de eficiência. A camada de eficiência tem porosidade, eficiência, permeabilidade e outras características de filtração adequadas para remover qualquer particulado remanescente da corrente de fluido conforme o fluido sai da camada de carregamento.

[0031] Para a finalidade dessa descrição, o termo “tamanho de poro” refere-a a espaços formados por materiais fibrosos dentro dos meios. O tamanho de poro dos meios pode ser estimado revisando-se fotografias de elétron dos meios. O tamanho de poro médio de um meio também pode ser calculado com o uso de um Porômetro de Fluxo Capilar que tem o no de modelo APP 1200 AEXSC disponível junto à Porous Materials Inc. de Ithaca, NY.

[0032] Para a finalidade dessa descrição, o termo "fibra ligada” indica que, na formação dos meios ou manta da invenção, os materiais fibrosos formam uma ligação física ou química a materiais fibrosos adjacentes. Tal ligação pode ser formada com a utilização das propriedades inerentes da fibra, como através da fusão do componente com ponto de fusão menor de uma fibra bicomponente. Alternativamente, os materiais fibrosos da manta ou meios da invenção podem ser os com o uso de ligantes resinosos separados que são fornecidos, em alguns casos, sob a forma de uma dispersão aquosa de uma resina ligante. Alternativamente, as fibras da invenção também podem ser reticuladas com o uso de reagentes de reticulação, ligadas com o uso de um feixe de elétrons ou outra radiação energética que pode ocasionar a ligação da fibra, através de ligação de alta temperatura ou através de qualquer outro processo de ligação que pode fazer com que uma fibra se ligue a outra.

[0033] Para uso no presente documento, o termo "fonte” é um ponto de origem, como um ponto de origem de uma corrente de fluxo de fluido que compreende uma fibra. Um exemplo de uma fonte é um bocal. Outro exemplo é uma caixa de entrada.

[0034] Para uso no presente documento, o termo "pasta” significa uma mescla diluída relativa de fibras e líquido (menos que 10% em peso de sólidos; com frequência, menos que 5% em peso de sólidos e, com frequência, menos que 1% em peso de sólidos). Em algumas modalidades, o líquido inclui água. Em algumas modalidades, o líquido de pasta é água e é uma "pasta aquosa”.

[0035] Para uso no presente documento, o termo "camada úmida” significa uma camada fabricada de uma pasta removendo-se a água ou meios aquosos da pasta, deixando a fibra úmida sob a forma de uma "camada úmida.” Essa camada úmida é seca para formar o meio.

[0036] “Direção de máquina” é a direção paralela à direção que uma manta percorre através de um aparelho, como um aparelho que produz a manta. Em algumas modalidades, a direção de máquina é a direção da dimensão mais longa da manta.

[0037] Os meios da invenção podem ser usados em uma variedade de aplicações para a finalidade de remoção de particulados sólidos ou líquidos de uma variedade de materiais fluidos incluindo gases ou líquidos. Adicionalmente, o meio filtrado da invenção usado em uma variedade de tipos de elemento filtrante incluindo meios planos, envoltórios, meios plissados, filtros de painel plano, filtros giratórios cilíndricos, filtros plissados de meios z e outras modalidades nas quais a fibra e os componentes aditivos fornecem propriedades úteis mesmo na ausência de componente de fibra vidro.

[0038] Verificou-se que a seleção cuidadosa de uma ou mais fibras têxteis fabricadas de poliéster, algodão e outras fontes podem resultar em propriedades de meios filtrantes substancialmente aprimoradas ou rendimento e processamento de fabricação aprimorados. Os meios também podem compreender um tratamento fluo-roquímico. Verificou-se que esses meios fluoroquímicos têm durabilidade substancialmente aprimorada, e podem experimentar queda de pressão aprimorada durante operação em eficiências similares ou aprimoradas e, quando usados em ventilações de cárter, podem ter aumento de massa reduzido devido à retenção de óleo e drenagem de óleo substancialmente aprimorada.

Descrição Detalhada

[0039] Os meios incluem mantas não tecidas que compreendem uma manta termicamente ligada que compreende uma primeira fibra bicomponente e uma segunda fibra bicomponente ou fibra têxtil opcional que pode funcionar a temperaturas elevadas. Os meios da invenção compreendem uma manta termicamente ligada que compreende a fibra bicomponente com propriedades de fusão de revestimento de alta temperatura que podem ser combinadas a fibras de meios têxteis ou fibras secundárias, e podem ser substancialmente isentas de fibra de vidro. Em uma modalidade, a(s) fibra(s) bicomponente(s) é combinada a uma fibra de poliéster têxtil. Em outra modalidade, a(s) fibra(s) bicomponente(s) é combinada a uma fibra celulósica têxtil, de preferência, uma fibra de línter de algodão. Em uma terceira modalidade, um método de formação da manta termicamente ligada compreende a combinação de uma fibra bicomponente em uma pasta aquosa a outras fibras têxteis e a formação da manta com o uso de máquinas de fabricação de papel de tela inclinada convencionais. Uma modalidade final compreende um método de filtração de um fluido móvel.

[0040] Os materiais filtrantes descritos no presente documento (meios ou meio filtrante) podem ser usados em uma variedade de aplicações de filtro, incluindo, mas não se limitando a filtros limpos com e sem pulso para coleta de poeira, aplicações de OCV e CCV, em turbinas a gás e sistemas de indução ou admissão de ar de motor, sistemas de admissão ou indução de turbina de gás, sistemas de admissão ou indução de motor de trabalho pesado, sistemas de admissão ou indução de motor de veículo leve, ar de cabine de veículo, ar de cabine de veículo do tipo off road, ar de unidade de disco, remoção de toner de fotocopiadora, e filtros HVAC em aplicações de filtração comerciais e industriais. Em geral, tais elementos filtrantes compreendem uma manta densa ou base de fibra bicomponente com fibras de celulose, sintéticas ou outras fibras orientadas ao longo de uma corrente de gás que transporta material particulado. A manta ou o elemento é construída, em geral, para ser permeável ao fluxo de gás, e para ter também tamanho de poro suficientemente fino e porosidade apropriada a fim de inibir a passagem de partículas maiores que uma passagem de tamanho selecionado. Conforme os gases (fluidos) atravessa a manta ou o elemento, o lado a montante da manta opera através da difusão e da intercepção para capturar e reter partículas líquidas ou sólidas de tamanho selecio-nado da corrente de gás ou líquido (fluido). As partículas podem ser coletadas como uma torta no lado a montante da manta de "carregamento de superfície” ou podem ser coletadas através do aspecto de "carregamento de profundidade” dos meios filtrantes.

[0041] Em geral, os materiais filtrantes descritos no presente documento podem ser usados para filtrar correntes de ar e gás que transportam, com frequência, o material particulado que entrou nos mesmos. Em muitos casos, é necessária a de parte ou da totalidade do material particulado da corrente para operações contínuas, conforto ou estética. Por exemplo, as correntes de admissão de ar para as cabines de veículos motorizados, para motores para veículos motorizados ou para equipamento de usinas elétricas; correntes de gás direcionadas a turbinas a gás; e correntes de ar para várias fornalhas de combustão, incluem, com frequência, material particulado. No caso de filtros de ar de cabine, é desejável remover a matéria particula-da para conforto dos passageiros e/ou para estética. Em relação a correntes de admissão de ar e gás para motores, turbinas a gás e fornalhas de combustão, é desejável remover o material particulado devido ao fato de que o mesmo pode ocasionar dano substancial ao equipamento envolvido.

[0042] Em outros casos, os gases de produção ou os gases de escape de processos industriais ou motores podem conter material particulado. Antes que esses gases possam, ou devessem, ser descarregados através de vários locais no equipamento a montante ou para a atmosfera, pode ser desejável obter uma remoção substancial de material particulado dessas correntes.

[0043] Em geral, os materiais filtrantes descritos no presente documento podem ser aplicados a sistemas de líquido filtrante. Em técnicas de filtragem de líquido, acredita-se que o mecanismo de coleta esteja peneirando quando as partículas são removidas através de exclusão por tamanho. Em uma camada única, a eficiência é aquela da camada. A eficiência compósita em uma aplicação de líquido se limita à eficiência da camada única com a maior eficiência. Os líquidos poderiam ser direcionados através dos meios de acordo com a invenção, com os particulados nisso capturados em um mecanismo de peneiramento. Em sistemas de filtração de líquido, isto é, nos quais o material particulado a ser filtrado é transportado em um líquido, tais aplicações incluem aplicações aquosas, não aquosas e aquosas/não aquosas misturadas como correntes de água, óleo lubrificante, fluido hidráulico, sistemas de filtração de combustível ou coletores de névoa, por exemplo. As correntes aquosas incluem correntes naturais e produzidas pela ação do ser humano como efluentes, água de resfriamento, água industrial, etc. As correntes não aquosas incluem gasolina, combustível diesel, petróleo e lubrificantes sintéticos, fluido hidráulico e outros fluidos de trabalho à base de éster, óleos de corte, óleo de grau alimentício, etc. As correntes misturadas incluem dispersões que compreendem composições de água em óleo e óleo em água e aerossóis que compreende água e um componente não aquoso.

[0044] As correntes de fluido (líquidas e gasosas) transportam quantidades substanciais de particulados como sólidos, como líquidos aerossóis, ou ambos. A maioria das gotículas de líquido dentro do aerossol tem, em geral, menos que 100 mícrons, mas podem estar dentro do tamanho de 0,01 a 50 mícrons, ou 0,1 a 5 mí-crons. Além disso, tais correntes também transportam quantidades substanciais de contaminante particulado fino, como contaminantes de carbono. Tais contaminantes podem ser, em geral, maiores que 100 mícrons e pode ter um tamanho médio de partícula de cerca de 0,5 a 3 mícrons. Os materiais filtrantes descritos no presente documento são adaptados para a finalidade de remoção de particulados da correntes de fluido que tem um tamanho de partícula de cerca de 0,01 a 100 micrômetros, de correntes de gás contendo líquidos sob a forma de uma névoa que tem tamanho de gotícula de cerca de 0,01 a 100 micrômetros, de correntes aquosas que têm um tamanho de partícula de cerca de 0,1 a 100 micrômetros de correntes não aquosas que têm um tamanho de partícula de cerca de 0,05 a 100 micrômetros ou de combustível, lubrificante ou correntes hidráulicas que têm um tamanho de partícula de cerca de 0,05 a 100 micrômetros.

[0045] Uma variedade de esforços foi direcionada à redução de contaminantes em muitos sistemas filtrados. As variáveis que afetam a remoção incluem o que segue: (a) problemas com o tamanho/eficiência; ou seja, um desejo por eficiência satisfatória de separação enquanto, ao mesmo tempo, evite exigência por um sistema separador maior; (b) custo/eficiência; ou seja, um desejo por eficiência satisfatória ou alta sem a exigência de sistemas substancialmente dispendiosos; (c) versatilidade; ou seja, desenvolvimento de sistemas que podem ser adaptados para uma ampla variedade de aplicações e usos, sem nova manipulação significativa; e, (d) capacidades de limpeza/regeneração; ou seja, desenvolvimento de sistemas que podem ser prontamente submetidos à limpeza (ou regenerados) caso se torne desejado, após uso prolongado.

[0046] Um aspecto adicional da invenção compreende um método de filtração preferencial com filtros de ventilação do cárter (OCV e CCV). Os meios filtrantes em disposições para filtrar gases do motor incluindo gases do cárter também podem ser usados. Os meios preferenciais é produzido sob forma de lâmina a partir de processos de fiação por via úmido e são incorporados a disposições filtrantes, em uma variedade de formas, por exemplo, por uma abordagem de envolvimento ou enrolamento ou fornecendo, em uma construção de painel, construções de línter para usos preferenciais para filtrar gases de sopro de cárteres de motor são fornecidos. Também são fornecidas disposições de cartucho ou elemento filtrante preferenciais incluindo o tipo preferencial de meio.

[0047] Verificou-se que, através da mescla, podem ser obtidas várias proporções de fibra(s) de meio ou têxteis e bicomponentes que aprimoraram substancialmente a resistência e a filtração a temperaturas elevadas. Adicionalmente, o não uso de quantidades substanciais de fibra de vidro e da mescla de vários diâmetros de fibra também pode resultar em propriedades intensificas.

[0048] Os processos de fiação por via úmido e por via seca podem ser usados. Em uma modalidade, para produzir os meios filtrantes, uma lona de fibra é formada com o uso de processamento de fiação via úmido ou via seco. A lona é aquecida para fundir materiais termoplásticos para formar os meios aderindo internamento as fibras. A fibra bicomponente usada nos meios permite que a fibra se funda a uma lâmina, meio ou filtro mecanicamente estável. A fibra bicomponente que tem um revestimento exterior de ligação térmica (ou outra forma bicomponente) faz com que a fibra bicomponente se ligue a outras fibras na camada de meios. Em modalidades menos preferenciais, a fibra bicomponente pode ser usada com uma reina aquosa ou à base de solvente e outros ligantes para formar o meio.

[0049] No método preferencial de processamento de fiação por via úmido, o meio é produzido a partir de uma pasta aquosa diluída (0,05 a 5% em peso de sólidos na pasta) que compreende uma dispersão de material fibroso em um meio aquoso. O líquido aquoso da dispersão é, em geral, água, mas pode incluir vários outros materiais como materiais de ajuste de pH, tensoativos, antiespumantes, retardadores de chama, modificadores de viscosidade, tratamentos de meios, coloran-tes e similares. O líquido aquoso é usualmente drenado da dispersão conduzindo-se a dispersão sobre uma tela inclinada ou outro suporte perfurado que retém os sólidos dispersados e atravessando o líquido para proporcionar uma composição de papel úmida. A composição úmida, quando formada no suporte, é usualmente desidratada adicionalmente por vácuo ou outras forças de pressão e adicionalmente secas evaporando-se o líquido remanescente. Após o líquido ser removido, ocorre a ligação térmica tipicamente através da fusão de alguma porção da resina, fibra termoplástica ou outra porção do material formado. O material fundido liga o componente a uma camada.

[0050] Os meios descritos no presente documento podem ser fabricados em equipamento de qualquer escala de proporções de lâmina manual ou tela manual de laboratório para fabricação de papel de tamanho comercial. Para processo de escala comercial, as lonas bicomponentes são, em geral, processadas através do uso de máquinas tipo fabricação de papel de tela inclinada como máquinas comercialmente disponíveis Fourdrinier, cilindro de fio, Stevens Former, Roto Former, Inver Former, Venti Former, Delta Former inclinada. De preferência, é utilizada uma máquina Delta Former inclinada. O processo geral envolve a fabricação de uma dispersão de fibras bicomponentes, fibras têxteis ou de meios, ou outro material de meio em um líquido aquoso, a drenagem do líquido da dispersão resultante para proporcionar uma composição úmida e a adição de calor para formar ligação e a secagem da composição não tecida úmida para formar o meio. Após a formação, a manta úmida ou seca pode ser tratada com materiais aditivos para fornecer propriedades adicionadas.

[0051] De preferência, os meios de filtração da invenção são tipicamente submetidos à fiação por via úmido e são constituído de arranjo aleatoriamente orientado de uma combinação de fibra(s) bicomponente(s) e de fibra têxtil, como uma fibra de poliéster ou celulósica. Essas fibras são ligadas juntamente com o uso do polímero passível de fusão na fibra bicomponente e, em algumas modalidades, com a adição de um ligante ou uma resina. A manta preferencial é livre de ligante de resina.

[0052] Em uma modalidade, os meios que podem ser usados nos filtros e métodos descritos no presente documento compreendem uma fibra têxtil, uma fibra de ligante bicomponente, um ligante e outros componentes. A fibra têxtil pode incluir fibras orgânicas como fibras naturais e sintéticas incluindo fibras de poliolefina, poliéster, náilon, algodão, línter ou lã de algodão, lã, etc. A fibra de meios da invenção também pode incluir uma pequena quantidade (com frequência, menos que 5% em peso de) de fibra inorgânica como fibras de metal, sílica, boro, carbono e outras fi-bras relacionadas.

[0053] Os meios filtrantes da presente invenção são tipicamente adequados para propriedades de filtração de alta eficiência de modo que os fluidos, incluindo ar e outros gases, combustível aquoso e não aquoso, lubrificante, fluidos hidráulicos ou outros fluidos podem ser rapidamente filtrados para remover particulados contami-nantes.

[0054] Os motores de pistão incluindo motores a diesel carregados por pressão geram, com frequência, gases "de passagem”, isto é, um fluxo de mistura de ar e combustível a que vaza além dos pistões das câmaras de combustão. Tais "gases de passagem" compreendem, em geral, uma fase de gás, por exemplo, gases de escape de ar ou combustão, que transportam: (a) fluido hidrofóbico (por exemplo, óleo, incluindo aerossol de combustível) que compreende principalmente gotículas de 0,05 a 10,0 mícrons (principalmente, por número); e (b) contaminante de carbono de combustão que compreendem tipicamente partículas de carbono, a maioria dos mesmos tem tamanho convencionalmente de cerca de 0,1 a 1,0 mícron. Tais "gases de passagem" são, em geral, direcionados para fora do bloco de motor, através de um respiro de passagem.

[0055] Quando o termo "fluidos hidrofóbicos” é usado em referência ao aerossol líquido aprisionado no fluxo de gás, a referência está relacionada a fluidos não aquosos, especialmente óleos. Em geral, tais materiais são imiscíveis em água. No presente documento, o termo "gás" ou variantes do mesmo, usado com conjunto com o fluido carreador, se refere ao ar, gases de escape de combustão e a outros gases carreadores para o aerossol.

[0056] Os motores que operam em tais sistemas como caminhões, maquiná-rio de fazenda, barcos, ônibus e outros sistemas compreendem, em geral, motores de pistão (gasolina e diesel), os motores a diesel de alta pressão experimentam fluxos de gás de CCV ou OCV ou ar significativos contaminados conforme descrito acima. Por exemplo, as taxa de fluxo podem ser de cerca de 2 a 50 pés por minuto (fpm) ou 0,6 a 15 m-min-1, tipicamente 5 a 10 fpm ou 1,6 a 3,2 m-min-1. Em um motor a diesel turbocarregado, o ar é levado para o motor através de um filtro de ar, limpando o ar retirado da atmosfera. Um turbo empurra ar limpo através de um filtro no motor. O ar é submetido à compressão e à combustão por inclusão dentro da câmara de combustão e engata nos pistões e combustível. Durante o processo de combustão, o motor expele gases de passagem. Uma disposição filtrante está em comunicação por comunicação fluxo de gás com o motor e limpa os gases de passagem que são retornados à admissão de ar, combustível ou outro componente de sistema de indução. Os gases e o ar são, novamente, retirados através pelo turbo e no motor. A disposição filtrante em comunicação fluxo de gás que é usada para a separação de uma fase líquida hidrofóbica de uma corrente gasosa (às vezes, denominado no presente documento uma disposição misturadora/separadora) é fornecida com o uso dos meios filtrantes descritos no presente documento. Durante a operação, um fluxo de gás contaminado é direcionado para a disposição misturadora/separadora. Dentro da disposição, a fase de óleo fino ou fase de aerossol (isto é, fase hidrofóbica) mistura. A disposição é construída de modo que a fase hidrofóbica se misture às gotículas, a mesma irá drenar como um líquido de modo que possa ser prontamente coletada e removida do sistema. Com disposições preferenciais conforme descrito no presente documento abaixo, a misturadora ou misturadora /separadora, especialmente com a fase de óleo carregada, em parte, na mesma, operas como um filtro para outros contaminantes (como contaminante de carbono) transportados na corrente de gás. De fato, em alguns sistemas, conforme o óleo é drenado do sistema, isso fornecerá alguma autolimpeza da misturadora devido ao fato de que o óleo transportará no mesmo uma porção do contaminante de carbono aprisionado.

[0057] Os princípios de acordo com a presente revelação podem ser implan-tados em disposições de estágio único ou disposições de múltiplos estágios. Verificou-se, em uma modalidade, que dois ou mais camadas de meios filtrantes dessa descrição podem ser combinadas em um elemento. Dois ou mais meios similares ou idênticos podem ser combinados em uma estrutura filtrante para melhora adicional na filtração. Alternativamente, dois meios substancialmente dissimilares podem ser usados para combinar diferentes tipos e quantidades de filtração. Os meios podem ser dissimilares em qualquer característica operacional, incluindo tamanho de poro, permeabilidade, eficiência, espessura, materiais composição, etc. Em uma modalidade, uma camada de carregamento (com tamanhos de poro maiores que a camada de eficiência) e uma camada de eficiência podem ser usadas, em que cada uma das ditas camadas têm estruturas e propriedades de filtração distintas, para formar uma camada compósita. A camada de carregamento é seguida em uma trajetória de fluido por uma camada de eficiência. A camada de eficiência é uma camada altamente eficiente (em comparação com a camada de carregamento) que tem porosidade, eficiência, permeabilidade e outras características de filtração adequadas para remover qualquer particulado nocivo remanescente da corrente de fluido conforme o fluido atravessa a estrutura filtrante. Os meios de filtração de carregamento da invenção têm um peso base de cerca de 30 a cerca de 100 g-m-2. A camada de eficiência tem um peso base de cerca de 40 a cerca de 150 g-m-2. A camada de carregamento tem um tamanho de poro médio de cerca de 5 a cerca de 30 micrômetros. A camada de eficiência tem um tamanho de poro menor que a camada de carregamento que se situa na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 3 micrômetros. A camada de carregamento tem uma permeabilidade que se situa na faixa de cerca de 50 a 200 pés-min-1ou 15,2 a 61 m-min-1. A camada de eficiência tem uma permeabilidade de cerca de 5 a 30 pés-min-1ou 1,52 a 9,14 m-min-1. A camada de carregamento ou a camada de eficiência da invenção tem uma resistência ao arrebatamento úmido maior que cerca de (3,515E-1 kg/cm2) 5 libras-polegadas-2, tipicamente cerca de maior que 34,4 kPa ou 69 a 172 kPa (10 a cerca de 25 libras-polegadas-2). A camada de filtração combinada tem uma permeabilidade de cerca de 1,2 a 6,4 m-min-1 (4 a 20 pés-min-1); uma resistência ao arrebatamento úmido de 69 a 138 kPa (10 a 20 libras-polegadas-2) e um peso base de 100 a 200 g-m-2

[0058] Brevemente, as fibras podem ser de uma variedade de composições, diâmetros e razões de aspecto. Os conceitos descritos no presente documento para a formação de meios úteis em uma manta não tecida são independentes do estoque de fibra particular usado para criar a manta. Para a identidade composicional da fibra, o versado pode encontrar inúmeras fibras úteis. Tais fibras são normalmente processadas de produtos orgânicos ou inorgânicos. As exigências da aplicação especifica para os meios podem fazer uma escolha de fibras, ou combinação de fibras, mais adequada. As fibras dos meios podem compreender bicomponente, celulose, cânhamo, ábaco, uma poliolefina, poliéster, uma poliamida, um polímero halogena-do, poliuretano, acrílico ou uma combinação dos mesmos. As resinas ligantes podem ser usadas para ajudar na ligação das fibras em uma manta ou meio mecanicamente estável, tipicamente na ausência de fibra bicomponente. Tais materiais de resina ligante podem ser usados como sistema de solvente ou pó seco, mas são tipicamente dispersões aquosas (látex ou um de inúmeros látices) de resinas termoplásticas de vinila. Aditivos de dimensionamento, cargas, cores, auxiliares de retenção, fibras recicladas de fontes alternativas, ligantes, adesivos, reticulares, partículas ou agentes antimicrobianos podem ser adicionados à dispersão aquosa.

[0059] De alguma forma em maiores detalhes, as fibras bicomponentes são tipicamente fibras feitas de dois componentes de polímero. Os componentes de polímero compreendem um polímero ligante termoplástico de ponto de fusão menor e um polímero estrutural de ponto de fusão maior. Tais fibras bicomponentes podem ser fibras de "núcleo/casca” ou fibras "lado a lado” ou fibras "de múltiplos lóbulos”. As fibras bicomponentes operam mediante o fornecimento, por exemplo, da fibra de lâmina que tem um ponto de fusão tal que, durante o processo térmico de formação, a fibra é aquecida a uma temperatura de tal modo que o polímero de ponto de fusão menor possa se fundir e se ligar a uma manta intacta. Tipicamente, o polímero de ponto de fusão maior é o material que fornece integridade estrutural à manta e não realiza a fundição a temperaturas de ligação térmica ou a temperaturas de uso. Nas mantas ou meios descritos no presente documento, as mantas compreendem uma fibra bicomponente e uma segunda fibra bicomponente opcional. A fibra bicomponente tem, de preferência, uma estrutura revestimento-núcleo. A fibra bicomponente preferencial da invenção tem uma característica de ponto de fusão maior isto é, o polímero de ponto de fusão menor da fibra bicomponente tem um ponto de fusão de pelo menos 100 °C, 120 °C e, mais preferencialmente, pelo menos cerca de 140 °C e, com máxima preferência, de cerca de 140 a 160 °C; enquanto o polímero de ponto de fusão maior da fibra bicomponente tem um ponto de fusão de pelo menos 235 °C ou cerca de 240 a 260 °C. A fibra bicomponente opcional tem uma característica de ponto de fusão menor, com o ponto de fusão menor do polímero ligante da fibra bicomponente menor que aquele da fibra de alta temperatura e pode se situar na faixa de cerca de 70 a 115 °C e o polímero de ponto de fusão maior da fibra bicom-ponente tem um ponto de fusão maior que 200 °C e de cerca de 240 a 260 °C. Adicionalmente, as fibras bicomponentes podem ser integralmente misturadas e uniformemente dispersadas com a fibra curta, polpa ou fibras de algodão.

[0060] Em modalidades preferenciais, as fibras bicomponentes têm tipicamente um diâmetro de fibra de cerca de 5 a 50 micrômetros, com frequência, cerca de 10 a 20 micrômetros e, tipicamente, em uma forma de fibra, têm um comprimento de 0,1 a 20 milímetros ou, com frequência, têm um comprimento de cerca de 0,2 a cerca de 15 milímetros. Tais fibras podem ser fabricadas a partir de uma variedade de materiais termoplásticos incluindo poliolefinas (como polietilenos, polipropilenos); poliésteres (como tereftalato de polietileno, PET, tereftalato de polibutileno, PBT); náilons incluindo náilon 6, náilon 66, náilon 612, etc. Qualquer material termoplástico que pode ter um ponto de fusão apropriado pode ser usado na fibra bicomponente embora os polímeros de ponto de fusão maior possam ser usados na porção de ponto de fusão maior da fibra. A fibra bicomponente pode ter (por exemplo) uma estrutura de PET/PET ou náilon 6/náilon 66 com PET/componentes de diferentes pontos de fusão ou náilon. A estrutura de seção transversal estrutura de tais fibras pode ser, conforme discutido acima, a estrutura de "lado a lado” ou "revestimento-núcleo" ou outras estruturas que fornecem a mesma função de ligação térmica. Também poderiam ser usadas fibras lobuladas onde as pontas têm polímero de ponto de fusão menor. O polímero de peso molecular relativamente baixo da fibra bicomponente pode se fundir sob condições de formação de lâmina, meios ou filtro par atuar na ligação da fibra bicomponente, e outras fibras presente no material de fabricação de lâmina, meios ou filtro em uma lâmina, meios ou filtros mecanicamente estáveis.

[0061] As fibras bicomponentes (por exemplo, núcleo/casca ou revestimento e lado a lado) podem ser constituídas a partir de materiais termoplásticos similares ou diferentes, como, por exemplo, fibras bicomponentes de poliolefina/poliéster (re-vestimento/núcleo) através das quais a poliolefina, por exemplo, revestimento de polietileno, se funde a uma temperatura menor que o núcleo, por exemplo, materiais de poliéster ou poliéster/poliéster ou náilon/náilon. Os polímeros termoplásticos típicos incluem poliolefinas, por exemplo, polietileno, polipropileno, polibutileno e copo-límeros dos mesmos; politetrafluoroetileno; poliésteres, por exemplo, tereftalato de polietileno; acetatos de vinila, por exemplo, acetato de polivinila, acetato de cloreto de polivinila; polivinil butiral; resinas acrílicas, por exemplo, poliacrilato, e polimetila-crilato, polimetilmetacrilato; poliamidas, a saber, náilon; cloreto de polivinila, cloreto de polivinilideno; poliestireno; álcool polivinílico; poliuretanos; resinas celulósicas, a saber, nitrato celulósico, acetato celulósico, butirato acetato celulósico, etilcelulose, etc.; copolímeros de qualquer um dos materiais acima, por exemplo, copolímeros de acetato de etileno-vinila, copolímeros de etileno-ácido acrílico, copolímero de bloco de estireno-butadieno, borrachas Kraton e similares.

[0062] É particularmente preferencial nos meios de fibra descrito no presente documento uma fibra bicomponente conhecida como 271P disponível junto à DuPont. Outras fibras incluem FIT 201, Kuraray N720 e Nichimen 4080 e materiais similares. Essas fibras demonstram as características de ligação do revestimento ao polímero de revestimento mediante término da primeira fusão. Uma fibra preferencial é uma fibra de núcleo de PET/revestimento de PET. As temperaturas operacionais de CCV típicas se situam na faixa de cerca de 75 a 175 °C.

[0063] As fibras de meio são fibras que podem auxiliar na filtração ou na formação de uma camada de meios estruturais. Tal fibra é fabricada de inúmeras fibras hidrofílicas, hidrofóbicas, oleofílicas e oleofóbicas. Essas fibras cooperam com o ligante, com a fibra secundária e com a fibra bicomponente para formar meios de filtração permeáveis mecanicamente estáveis, mas fortes que podem suportar o estresse mecânico da passagem de materiais fluidos e podem manter o carregamento de particulado durante o uso. Tais fibras são tipicamente fibras monocomponentes com um diâmetro que se situa na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 50 micrômetros e podem ser fabricas de uma variedade de materiais incluindo algodão de ocorrência natural, linho, lã, várias fibras celulósicas e proteináceas naturais, fibras sintéticas incluindo fibras de raiom, acrílico, aramida, náilon, poliolefina, poliéster. Um tipo de fibra secundária é uma fibra ligante que coopera com outros componentes para ligar os materiais a uma lâmina. Outro tipo de fibra estrutural coopera com outros componentes para aumentar a resistência à tração e ao arrebatamento dos materiais sob condições secas e úmidas. Adicionalmente, a fibra ligante pode incluir fibras feitas de tais polímeros como cloreto de polivinila e álcool polivinílico. As fibras secundárias também podem incluir fibras inorgânicas como fibra de carbono/grafite, fibra de metal, fibra de cerâmica e combinações das mesmas. Dependendo da aplicação, os meios ou o meio pode compreender uma ampla variedade de quantidade de fibra ligante secundária. As quantidades usadas em diferentes exemplos de meios podem ser 0,1 a 10 % em peso.

[0064] O algodão é uma fibra têxtil felpuda macia que cresce em um casulo ao redor das sementes da planta do algodão. O algodão é essencialmente 95% de celulose combinado outros componentes não celulósicos incluindo ceras naturais, proteínas e outros materiais biológicos. A fibra de algodão de materiais de algodão cultivados típicos é dividida em dois grupos. As fibras de algodão podem ser consideradas como "penugem” ou "línter ou línteres”. A maior diferença entre a penugem, o algodão e o algodão de línter é o comprimento com pigmentação e resistência. As fibras de penugem de algodão são similares às fibras de línter, exceto pelo fato de que as mesmas têm tipicamente 0,33 cm em comparação ao comprimento médio de 2,5 cm de fibras de línter. As fibras de penugem tendem a terem cerca de 30 a 40 mícrons de espessura, enquanto as fibras de línter tendem a terem cerca de 30 mícrons ou menos. As fibras de línter também se distinguem de fibra de penugem visto que as fibras de línter tendem a serem produzidas próximas às sementes close e são tipicamente removidas por último no processo de fabricação de fibra. A fibra de "penugem” de algodão e a fibra de "línter” de algodão são produtos comerciais padrão de fábricas de algodão e podem ser obtidas a partir de uma variedade de fontes incluindo Buckeye and Southern Cellulose. Os línteres de algodão são fibras sedosas finas que aderem às sementes da planta do algodão após descaroçamento. Essas fibras onduladas têm tipicamente menos que 3 mm de comprimento. O termo também se aplica a línter têxtil de fibra têxtil bem como às fibras de penugem mais curtas de alguma espécie do planalto. Os línteres são tradicionalmente usados na fabricação de papel e como uma matéria prima na fabricação de celulose. Os línteres são chamados, com frequência, de "lã de algodão”. Isso também pode ser um produto refinado (algodão absorvente no uso nos EUA) que tem usos médicos, cos-méticos e muitos outros usos práticos. Os línteres de algodão preferenciais têm as características a seguir: comprimento menor que 5 mm ou cerca de 0,5 a 4 mm, diâmetro menor que 80 mícrons ou cerca de 15 a 55 mícrons.

[0065] Um aspecto importante dos meios descritos no presente documento que compreendem algodão é a propriedade que, quando combinados a uma fibra bicomponente, os línteres de algodão aprimoram substancialmente o sucesso de fabricação, a velocidade e a produtividade dos processos fluentes por fiação via úmida e uma camada úmida têxtil.

[0066] As fibras termoplásticas têxteis incluem, mas não se limitam a, fibras de poliéster, fibras de poliamida, fibras de polipropileno, fibras de copoliéter éster, fibras de tereftalato de polietileno, fibras de tereftalato de polibutileno, fibras de poli éter cetona (PEKK), fibras de poliéter éter cetona (PEEK), fibras de polímero cristalino líquido (LCP) e misturas das mesmas. As fibras de poliamida incluem, mas não se limitam a, náilon 6, 66, 11, 12, 612, e "náilons" de alta temperatura (como náilon 46) incluindo fibras celulósicas, fibras de acetato de polivinila, álcool polivinílico (incluindo várias hidrólises de álcool polivinílico como polímeros 88% hidrolisados, 95% hidrolisados, 98% hidrolisados e 99,5% hidrolisados), algodão, raiom de viscose, material termoplástico como poliéster, polipropileno, polietileno, etc., acetato de polivinila, ácido polilático e outros tipos de fibra comum. As fibras termoplásticas são, em geral, finas (cerca de 0,5 a 20 denier de diâmetro), curtas (cerca de 0,1 a 5 cm de comprimento), fibras têxteis, contendo possivelmente aditivos convencionais pre-formulados, como antioxidantes, estabilizantes, lubrificantes, enrijecedores, etc. Além disso, as fibras termoplásticas podem ter a superfície tratada com um auxiliar dispersante. As fibras termoplásticas preferenciais são fibras de poliamida e de tereftalato de polietileno, com a máxima preferência nas fibras de tereftalato de polietile-no.

[0067] As resinas ligantes podem ser usadas para ajudar a ligar a fibra a uma camada de meios mecanicamente estável. Tais materiais de resina ligante termoplásticos podem ser usados como um sistema de solvente ou pó seco, mas são tipicamente dispersões aquosas (um látex ou um de inúmeros látices) de resinas termoplásticas de vinila. Um componente ligante resinoso não é necessário para obter resistência adequada para os meios, mas pode ser usado. A resina usada como ligante pode estar sob a forma de polímero solúvel ou dispersível em água adicionado diretamente à dispersão de fabricação de manta de meios ou sob a forma de fibras ligantes termoplásticas do material resina misturado com as fibras de aramida e têxteis ou de meios a serem ativadas como um ligante por calor aplicado após a manta de meios ser formada. As resinas incluem materiais de acetato de vinila, resinas de cloreto de vinila, resinas de álcool polivinílico, resinas de acetato de polivinila, resinas de polivinil acetila, resinas acrílicas, resinas metacrílicas, resinas de poliamida, resinas de copolímero de acetato de polietileno vinila, resinas de termoajuste como ureia fenol, ureia formaldeído, melamina, epóxi, poliuretano, resinas de poliéster in-saturada curável, resinas poliaromáticas, resinas de resorcinol e resinas de elastô-mero similares. Os materiais preferenciais para o polímero ligante solúvel ou dispersível em água são resinas de termoajuste solúveis em água ou dispersíveis em água como resinas acrílicas, resinas metacrílicas, resinas de poliamida, resinas de epóxi, resinas fenólicas, poliureias, poliuretanos, resinas de melamina formaldeído, resinas de poliésteres e alquídicas, geral e especificamente, resinas acrílicas solúveis em água, resinas metacrílicas, resinas de poliamida, que estão em uso comum na indústria de fabricação de papel. Tais resinas ligantes revestem tipicamente a fibra e aderem fibra à fibra na matriz não tecida final. A resina suficiente é adicionada à pasta para revestimento completamente a fibra sem ocasionar filme sobre os poros formados no material de lâmina, meios ou filtro. A resina pode ser adicionada à pasta durante fabricação de papel ou pode ser aplicada aos meios após a formação.

[0068] Um ligante de látex pode ser usado para aprimorar o módulo ou a rigi-dez, mas não é preferencial, visto que seu uso em uma pasta pode reduzir a permeabilidade. O ligante de látex, se usado para ligar juntamente a manta de fibra não tecida tridimensional em cada camada não tecida ou usado como o adesivo adicional, pode ser selecionado de vários adesivos de látex conhecidos na técnica. O versado pode selecionar o adesivo de látex particular dependendo do tipo de fibras celulósicas que devem ser ligadas. O adesivo de látex pode ser aplicado por técnicas conhecidas como aspersão ou formação de espuma. Em geral, os adesivos de látex que têm de 15 a 25% de sólidos são selecionados quando é usado um ligante de látex. A dispersão pode ser fabricada através da dispersão das fibras e, então, da adição do material ligante ou da dispersão do material ligante e, então, da adição das fibras. A dispersão também pode ser fabricada através da combinação de uma dispersão de fibras a uma dispersão do material ligante. Os meios não tecidos descritos no presente documento podem conter fibras secundárias fabricadas de inúmeras fibras hidrofílicas, hidrofóbicas, oleofílicas e oleofóbicas. Essas fibras cooperam com a fibra têxtil ou de meios e a fibra bicomponente para formar meios de filtração permeáveis mecanicamente estáveis, mas fortes, que podem suportar o estresse mecânico da passagem de materiais fluidos e podem manter o carregamento de particulado durante o uso. As fibras secundários são tipicamente fibras monocomponen-tes com um diâmetro que se situa na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 50 micrôme-tros e podem ser fabricadas a partir de uma variedade de materiais incluindo algodão de ocorrência natural, linho, lã, várias fibras naturais celulósicas e proteináceas, e fibras sintéticas incluindo fibras de raiom, acrílico, aramida, náilon, poliolefina e poliéster fibras. Um tipo de fibra secundária é uma fibra ligante que coopera com outros componentes para ligar os materiais a uma lâmina. Outro tipo de fibra secundária é uma fibra estrutural que coopera com outros componentes para aumentar a resistência à tração e ao arrebatamento dos materiais sob condições secas e úmidas. Adicionalmente, a fibra ligante pode incluir fibras fabricadas de tais polímeros como cloreto de polivinila, álcool polivinílico. As fibras secundárias também podem incluir fibras inorgânicas como fibra de carbono/grafite, fibra de metal, fibra de cerâmica e combinações das mesmas.

[0069] Os tratamentos fluoro-orgânicos úteis nessa invenção são moléculas orgânicas poliméricas ou pequenas que têm um ou mais radicais fluoroalifático C2-7. O radical é um radical orgânico fluorinado, monovalente, alifático contendo pelo menos dois átomos de carbono. De preferência, é um radical orgânico monovalente perfluoroalifático saturado. No entanto, os átomos de hidrogênio ou cloro podem estar presentes como substituintes na cadeia estrutural. Embora os radicais contendo um grande número de átomos de carbono possam funcionar adequadamente, os compostos contendo não mais que cerca de 20 átomos de carbono são preferenciais visto que radicais maiores representam usualmente uma utilização do flúor menos eficaz do que é possível com cadeias estruturais menores. A composição de tratamento pode compreender uma molécula pequena ou uma composição polimérica em combinação com materiais aditivos típicos. A composição de tratamento pode ser usada para preparar a pasta ou para tratar a manta seca ou úmida após a formação.

[0070] Os grupos catiônicos que são utilizáveis nos tratamentos fluoro-orgânicos empregados nesta invenção podem incluir uma amina ou um grupo catiô-nico de amônio quaternário que pode ser livre de oxigênio (por exemplo, -NH2) ou conter oxigênio (por exemplo, óxidos de amina). Tais grupos hidrofílicos catiônicos de amônio quaternário e amina podem ter fórmulas tais como -NH2, -(NH3)X, -(NH(R2)2)X, -(NH(R2)3)X, ou -N(R2)2➝O, em que x é um contra-íon aniônico tais como haleto, hidróxido, sulfato, bissulfato ou carboxilato, R2 é H ou grupo alquila C1-18, e cada R2 pode ser o idêntico ou diferente de outros grupos R2 Preferencialmente, R2 é H ou um grupo alquila C1-16 e X é haleto, hidróxido, ou bissulfato.

[0071] Os grupos aniônicos que são utilizáveis nos tratamentos fluoro-orgânicos empregados nesta invenção incluem grupos que, por ionização, podem se tornar radicais de ânions. Os grupos aniônicos podem ter fórmulas tais como -COOM, -SO3M, -OSO3M, -PO3HM, -OPO3M2 ou -OPO3HM, em que M é H, um íon de metal, (NR14)+ ou (SR14)+, em que cada R1 é independentemente H ou substituído ou não substituído alquila C1-C6. Preferencialmente, M é Na+ ou K+. Os grupos aniônicos preferenciais dos tratamentos fluoro-orgânicos utilizados nesta invenção têm a fórmula -COOM ou -SO3M. Incluídos no grupo de tratamentos fluoro-orgânicos aniônicos estão materiais poliméricos aniônicos tipicamente fabricados a partir de mo-nômeros mono e diácidos não saturados de modo etilênico que têm grupos de fluor-carbono pendentes anexados aos mesmos. Tais materiais incluem surfactantes obtidos na 3M Corporation conhecidos como FC-430 e FC-431.

[0072] Os tratamentos fluoro-orgânicos podem ser utilizados nos meios. Os grupos anfotéricos que são utilizáveis no tratamento fluoro-orgânico empregado nesta invenção incluem grupos que contêm pelo menos um grupo catiônico conforme definido acima e pelo menos um grupo aniônico conforme definido acima.

[0073] Os grupos não iônicos que são utilizáveis são nos tratamentos fluoro- orgânicos empregados nesta invenção incluem grupos que são hidrofílicos porém que, em condições de pH de uso agronômico normal, não são ionizados. Os grupos não iônicos podem não ter fórmulas tais como -O(CH2CH2)xOH em que x é maior que 1, -SO2NH2, -SO2NHCH2CH2OH, -SO2N(CH2CH2H)2, -CONH2, - CONHCH2CH2OH ou -CON(CH2CH2OH)2. Exemplos de tais materiais incluem materiais da seguinte estrutura:
F(CF2CF2)n-CH2CH2O-(CH2CH2O)m-H
em que n é 2 a 8 e m é 0 a 20.

[0074] Outros tratamentos fluoro-orgânicos incluem aqueles fluoroquímicos catiônicos descritos, por exemplo, nas Patentes n22 US 2.764.602; 2.764.603; 3.147.064 e 4.069.158. Tais tratamentos fluoro-orgânicos anfotéricos incluem aque-les fluoroquímicos anfotéricos descritos, por exemplo, nas patentes n22 US 2.764.602; 4.042.522; 4.069.158; 4.069.244; 4.090.967; 4.161.590 e 4.161.602. Tais tratamentos fluoro-orgânicos aniônicos incluem aqueles fluoroquímicos aniônicos descritos, por exemplo, nas patentes n^ US 2.803.656; 3.255.131; 3.450.755 e 4.090.967.

[0075] Os agentes fluoro-orgânico úteis nesta invenção para a adição às camadas de fibra são moléculas fluoro-orgânicas C2-7. Preferencialmente, é uma substância químicas com um grupo orgânico perfluoroalifático saturado. No entanto, átomos de hidrogênio ou cloro podem estar presentes como substituintes na cadeia estrutural.

[0076] Exemplos de tais materiais são os surfactantes não iônicos DuPont Zonyl FSN e DuPont Zonyl FSO. Outro aspecto de aditivos que podem ser utilizados nos polímeros da invenção incluem materiais de acrilato de fluorocarbono de peso molecular baixo tal como o material Scotchgard da 3M que têm a estrutura geral:
CF3(CX2)n-acrilato
em que X é -F ou -CF3 e n é 1 a 7.

[0077] O fluoropolímero preferencial da invenção é uma composição de polímero que compreende polímero com unidade de repetição que compreende um resíduo da Fórmula I:

em que S é:

;ou

em que Q é um espaçador tal como —(CH2)x—, —Y—, —Y(CH2)x —(CH2)xY—, ou
—(CH2)xY(CH2)x'—, em que Y é arila (preferencialmente fenila);
R é H ou metila;

[0078] Os grupos fluoroalquila Af da presente invenção são preferencialmente fluoroalquila C2-6, e mais preferencialmente fluoroalquila C4-6. Os grupos fluoroalquila são opcionalmente, porém preferencialmente, perfluoroalquila (ou seja, todos os hi-drogênios substituídos por flúor). Os grupos fluoroalquila podem conter um ou dois heteroátomos selecionados dentre N e O, exemplos dos quais incluem, porém sem limitação: -A f1 ; -O—A f2; —Af1—NA f2A f3; -Af1—O—Af 2(—Af3) m—NAf4Af5, em que Af1, Af2, Af3, Af4 e Af5 são independentemente cada um perfluoroalquila; em que A pode ser —(CF2)x—CF3, em que m é definido acima.

[0079] Cada R1 são independentemente H ou halo (preferencialmente fluoro-);
T é —O— ou uma ligação covalente;
n é um número característico de polímeros acrílicos;
m é 0 ou 1 ou 2;
x é 1 a 5;
x+x' é 2 a 10; e
x+x'+m não é maior que 10.

[0080] Os polímeros podem ser um n característico de polímeros acrílicos e podem ter qualquer peso molecular adequado, por exemplo, de 1.000 ou 2.000 até 5.000 ou, em algumas modalidades, 1.000 até 50.000 ou 100.000 ou mais.

[0081] O comonômero adequado (geralmente compostos não saturados de modo etilênico) que pode ser utilizado para o comonômero que contém o grupo hi-drofóbico ou o comonômero que contém o grupo de ligação inclui compostos não saturados de modo etilênico com a capacidade de copolimerização com um ácido (met)acrilico. Exemplos incluem etileno, acetato de vinila, cloreto de vinila, haleto de vinilideno, ácido (met)acrílico, (met)acrilonitrila, estireno, alfametilestireno, p-metilestireno, (met)acrilamida, (met)acrilamida de N-metilol, (met)acrilato de hidroxi-metila, (met)acrilato de hidroxietila, (met)acrilato de hidroxipropila, (met)acrilato de 3-cloro-2-hidroxipropila, (met)acrilato polietileno glicol, (met)acrilato polipropileno glicol, (met)acrilato de metoxipolietileno glicol, (met)acrilato de metoxipolipropileno glicol, (met)acrilato de N,N-dimetilaminoetila, (met)acrilato de N,N-dietilaminoetila, (met)acrilato de glicidila, (met)acrilato de tetrahidrofurfurila, (met)acrilato de benzila, (met)acrilato de fenoxietila, (met)acrilato de diciclopentenila, metacrilato de cloreto de hidroxipropiltrimetilamônio, metacrilato de cloreto de etiltrimetilamônio, alquil éter de vinila, haleto de éter alquil vinila, butadieno, isopreno, cloropreno, anidrido malei-co, (met)acrilatos, (com grupos não fluoro, representados pela fórmula geral (Fórmula 4)):
CH2=CA1CO2-alquila(Fórmula 4)
[em que A1 representa um átomo de hidrogênio ou um grupo metila e alquila representa um grupo alquila representado por CmH2m+1 (m representa um número inteiro de 1 a 30)]; compostos de fluorossulfonato (monômeros que contêm ácido sulfônico).

[0082] Uma modalidade da invenção combina um composto fluoroquímico com um composto uretano. Esses materiais da invenção podem ser formados por reação de (a) um di, tri ou isocianato de ordem maior com um composto monofunci-onal fluoroquímico reativo e (b) opcionalmente com uma quantidade limitada de um composto monofuncional alifático. A reação pode ser executada de acordo com tecnologias bem conhecidas tal como, por exemplo, por condensação de um solvente adequado tal como metil isobutil cetona (MIBK) com uso de uma quantidade peque-na de um catalizador dilaurato de dibutiltina. O composto uretano, formado de tal maneira, pode ser emulsificado em água ou dissolvido em um solvente orgânico e pode opcionalmente ser combinado com um ou mais surfactantes adequados que podem ser utilizados para estabilizar a emulsão.

[0083] Isocionatos alifáticos preferenciais que têm pelo menos três funcionalidades de isocianato podem ser utilizados na preparação do polímero fluoroquímico. Os exemplos representativos de compostos isocianatos polifuncionais incluem derivados funcionais de isocianato dos compostos de isocianatos polifuncionais conforme definido no presente documento. Exemplos de derivados incluem, porém sem limitação, aqueles selecionados a partir do grupo que consiste em ureias, biuretos, alofanatos, dímeros e trímeros (tal como uretdionas e isocianuratos) de compostos de isocianato e misturas dos mesmos. Qualquer poliisocianato orgânico adequado, tal como um poliisocianato aromático, aralifático alicíclico ou alifático pode ser utilizado ou individualmente ou em misturas de dois ou mais. Os compostos de isocianato polifuncionais alifáticos fornecem uma estabilidade leve melhor do que os compostos aromáticos.

[0084] Exemplos de compostos de isocianato polifuncionais cicloalifáticos úteis incluem, porém sem limitação, aqueles selecionados a partir do grupo que consiste em diisocionato de diciclohexilmetano (H12MDI, comercialmente disponível como DesmodurTMW, disponível pela Bayer Corporation, Pittsburgh, Pa., EUA), 4,4'-isopropil-bis(ciclohexilisocianato), diisocianato de isoforono (IPDI), ciclobutano-1,3-diisocianato, 1,3-diisocianato de ciclohexano, 1,4-diisocianato ciclohexano (CHDI), 1,4-ciclohexanobis(isocianato de metileno) (BDI), 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano (H6XDI), isocianato de 3-isocianatometil-3,5,5-trimetilciclohexil e misturas dos mesmos.

[0085] Exemplos de compostos de isocianato polifuncionais alifáticos úteis incluem, porém sem limitação, aqueles selecionados a partir do grupo que consiste em diisocianato de 1,4-tetrametileno, hexametileno 1,4-diisocianato, 1,6-diisocianato de hexametileno (HDI), diisocianato de 1,12-dodecano, diisocianato de 2,2,4-trimetil-hexametileno (TMDI), diisocianato de 2,4,4-trimetil-hexametileno (TMDI), diisocianato de 2-metil-1,5-pentametileno, diisocianato de dímero, a ureia de diisocianato de hexametileno, o biureto de 1,6-diisocianato de hexametileno (HDI) (disponível como Desmodur™ N-100 e N-3200 pela Bayer Corporation, Pittsburgh, Pa., EUA), o isoci-anurato de HDI (disponível como Demodur™ N-3300 e Desmodur™ N-3600 pela Bayer Corporation, Pittsburgh, Pa., EUA), um mescla do isocianurato de HDI e a ure-tdiona de HDI (disponível como Desmodur™ N-3400 disponível pela Bayer Corporation, Pittsburgh, Pa., EUA) e misturas dos mesmos.

[0086] Os isocianatos polifuncionais comercialmente disponível adequados são exemplificados por Desmodur™ N-3200, Desmodur™ N-3300, Desmodur™ N-3400, Desmodur™ N-3600, Desmodur™ H (HDI) e Desmodur™ N-100, cada um disponível pela Bayer Corporation, Pittsburgh, Pa., EUA.

[0087] Outros triisocianatos úteis são aqueles obtidos por reação de três mols de um diisocianato com um mol de um triol. Por exemplo, diisocianato de tolueno, isocianato de 3-isocianatometil-3,4,4-trimetilciclohexil ou diisocianato de m-tetrametilxileno podem ser reagidos com 1,1,1-tris(hidroximetil)propano para formar triisocianatos. O produto da reação com diisocianato de m-tetrametilxileno é comercialmente disponível como CYTHANE 3160 (American Cyanamid, Stamford, Conn., EUA).

[0088] Devido a sua disponibilidade comercial difundida, isocianuratos e biu-retos com poliisocianato funcional derivados da homopolimerização de diisocianato de hexametileno são preferenciais para uso de acordo com esta invenção. Tais compostos são sólidos, por exemplo, sob a marca registrada Desmodur, cujos produtos estão disponíveis pela Miles Corp.

[0089] O grupo de Isocianato que permanece após a reação com o(s) com-posto(s) fluoroquímico(s) monofuncional(is) e os composto(s) monofuncional(is) alifá-tico(s) podem ser opcionalmente grupos de isocianato bloqueado. Com o termo “isocianato bloqueado” quer-se dizer um (poli)isocianato dentre os quais os grupos de isocianato foram reagidos com um agente bloqueador. Os agentes bloqueadores de isocianato são compostos que, mediante reação com um grupo de Isocianato, rendem um grupo que é não reativo em temperatura ambiente com compostos que, em temperatura ambiente, reagem normalmente com um isocianato cujo grupo, porém, reage em temperatura elevada com compostos reativos de isocianato. Geralmente, em temperatura elevada, o grupo bloqueador será liberado do composto de (po-li)isocianato bloqueado gerando, dessa forma, o grupo de Isocianato novamente que pode reagir com um grupo reativo de isocianato. Os agentes bloqueadores e seus mecanismos foram descritos em “Blocked isocyanates III.: Part. A, Mechanisms and chemistry” por Douglas Wicks e Zeno W. Wicks Jr., Progress in Organic Coatings, 36 (1999), páginas 14 a 172.

[0090] O isocianato bloqueado é geralmente um di ou triisocianato bloqueado ou uma mistura do mesmo e pode ser obtido ao reagir um isocianato com um agente bloqueador que tenha pelo menos um grupo funcional com a capacidade de reagir com um grupo de Isocianato. Isocianatos bloqueados preferenciais são poliisociana-tos bloqueados que, em uma temperatura de menos de 150 °C, têm a capacidade de reagir com um grupo reativo de isocianato, preferencialmente através do desbloqueio do agente bloqueador em uma temperatura elevada conhecida para o material bloqueado. Os agentes bloqueadores preferenciais incluem álcoois arila tais como fenóis, lactamas tais como ε-caprolactama, δ-valerolactama, γ-butirolactama, oximas tais como formaldoxima, acetaldoxima, metil etil cetona oxima, oxima de ciclohexa-nona, oxima de acetofenona, oxima de benzofenona, oxima de 2-butanona ou glioxima de dietila. Agentes bloqueadores adequados adicionais incluem bissulfito e triazóis.

[0091] Os meios de lâmina descritos no presente documento são tipicamente feitos com uso de processos de produção de papel. Tais processos de fiação por via úmida são particularmente úteis e muitos dos componentes de fibra são projetados para processamento de dispersão aquosa. No entanto, os meios podem ser feitos por processos fiação por via aérea que utilizam componentes similares adaptados para processamento por via aérea.

[0092] As máquinas utilizadas na produção de lâminas com fiação por via úmida incluem equipamento de lâmina de fiação por via manual, máquinas de produção de papel Fourdrinier, máquinas de produção de papel cilíndricas, máquinas de produção de papel inclinadas, máquinas de produção de papel de combinação e outras máquinas que podem receber um papel apropriadamente misturado, formar uma camada ou camadas dos componentes em pasta, remover os componentes aquosos fluidos para formar uma lâmina úmida. Uma pasta fluida de fibra que contém os materiais são tipicamente misturadas para formar uma pasta fluida de fibra relativamente uniforme diluída (0,05 a 5 % em peso). A pasta fluida de fibra é submetida, então, a um processo de produção de papel de fiação por via úmida. Uma vez que a pasta fluida é formada em uma lâmina obtida por via úmida, a lâmina obtida por via úmida pode ser, então, seca, curada ou processada, de outra forma, para formar um filtro ou meios permeáveis, porém de lâmina de verdade. Uma vez suficientemente secas e processadas em meios filtrantes, as lâminas têm tipicamente cerca de 0,25 a 2 milímetros em espessura, com um peso base de cerca de 20 a 200 ou 30 a 150 g/m2 Para um processo em escala comercial, as bases bicompo-nentes são geralmente processadas com o uso de máquinas do tipo de produção de papel de mesa inclinada tal como Fourdrinier comercialmente disponível, de cilindro, Formadora Stevens, Formadora Roto, Formadora Inver, Formadora Venti e máquinas Formadoras Delta inclinadas. Preferencialmente, uma máquina Formadora Delta inclinada é utilizada.

[0093] Uma pasta bicomponente utilizada para fazer a camada ou manta pode ser preparada por formação de polpa e têxtil ou pastas fluidas de meios e combinação das pastas fluidas em tanques de mistura, por exemplo. A quantidade de água utilizada no processo pode variar dependendo do tamanho do equipamento utilizado. A pasta, no entanto, é tipicamente bem diluída e pode ser maior que 90, 95 ou 99,5 a 99,9 % em peso de água. A pasta pode ser passada em uma caixa de entrada convencional onde a mesma é desidratada e depositada em uma tela metálica em movimento onde é desidratada por sucção ou a vácuo para formar uma manta bicomponente não tecida. A manta pode, então, ser revestida com um ligante por meios convencionais, por exemplo, por um método de inundação e extração e passada por uma seção de secagem que seca a base e cura o ligante e liga termicamente a lâmina, os meios ou o filtro. A base resultante pode ser coletada em um ro-lete.

[0094] O meio ou meios podem ser formados nas lâminas substancialmente planas ou formados em uma variedade de formatos geométricos com uso de formas para reter a composição úmida durante a ligação térmica. A fibra de meio da invenção pode incluir metal, polímero e outras fibras relacionadas. Na formação de meio conformado, cada camada e filtro é formado por dispersão de fibras em um sistema aquoso e formação do filtro em um mandril com a ajuda de um vácuo. A estrutura formada é seca, então, e ligada em um forno. Com uso de uma pasta fluida para formar o filtro, esse processo fornece a flexibilidade para formar várias estruturas; tais como cilindros tubulares, cônicos e ovais.

[0095] Certas disposições preferenciais incluem meios filtrantes conforme definido de modo geral em uma construção filtrante geral. Algumas disposições preferenciais para tal uso compreendem o meio disposto em uma configuração pregueada e cilíndrica em que as pregas se estendem de modo geral longitudinalmente, isto é, na mesma direção que um eixo geométrico longitudinal do padrão cilíndrico. Para tais disposições, os meios podem ser embutidos em tampas de extremidade, assim como com filtros convencionais. Tais disposições podem incluir revestimentos a montante e revestimentos a jusante, se desejado, para propósitos convencionais típicos.

[0096] A permeabilidade se refere à quantidade de ar (pés3-min-1- pés-2) pés-min-1 que irá fluir por um meio filtrante em uma queda de pressão de 1,27 centímetros (0,5 polegadas) de água. Em geral, a permeabilidade, como o termo é utilizado e avaliado pelo Teste de Permeabilidade Frazier de acordo com ASTM D737 com uso de um Equipamento de Teste de Permeabilidade Frazier disponível pela Frazier Precision Instrument Co. Inc., Gaithersburg, Md. ou um TexTest 3300 ou TexTest 3310 disponível pela Advanced Testing Instruments Corp (ATI), 243 East Black Stock Rd. Sala 2, Spartanburg, S.C. 29301, (864)989-0566, www.aticorporation.com. O tamanho de poro referido nessa revelação diâmetro de poro de fluxo médio determinado com uso de um instrumento porômetro de fluxo capilar como o Modelo APP 1200 AEXSC vendido pela Porus Materials, Inc., Cornell University Research Park, Bldg. 4.83 Brown Road, Ithaca, NY, EUA.

[0097] Os filtros de ventilação com cárter preferenciais tipicamente têm a lâmina de meio obtida por fiação por via úmida em pelo menos um estágio de meio sobreposto, envolvido ou enrolado, geralmente em múltiplas camadas, por exemplo, em uma forma tubular, em um cartucho útil. Quando em uso, o cartucho útil seria posicionado com o estágio de meio orientado para drenagem conveniente verticalmente. Por exemplo, se os meios estiverem em uma forma tubular, os meios seria tipicamente orientados com um eixo geométrico longitudinal central geralmente de modo vertical.

[0098] Conforme indicado, múltiplas camadas, a partir de múltiplos envoltórios ou enrolamentos, podem ser utilizadas. Um gradiente pode ser fornecido em um estágio de meio ao primeiro aplicar uma ou mais camadas de meios obtidos por fia-ção por via úmida do primeiro tipo e então aplicar uma ou mais camadas de meios (tipicamente meios obtidos por fiação por via úmida) de um segundo tipo opcionalmente diferente. Tipicamente, quando um gradiente é fornecido, o gradiente envolve o uso de dois tipos de meios que são selecionados para diferenças em eficiência. Isso é discutido abaixo.

[0099] Na disposição exemplificativa descrita acima, um primeiro estágio opcional e um segundo estágio são descritos. Os meios obtidos por fiação por via úmida de acordo com a presente descrição podem ser utilizados em qualquer estágio. No entanto, tipicamente os meios seriam utilizados em um estágio que forma estágios de meios tubulares. Em algumas instancias, quando os materiais de acordo com a presente revelação são utilizados, o primeiro estágio de meios, CARACTERIZADO como o primeiro estágio opcional acima, pode ser evitado inteiramente, para vantagem.

[00100] A composição dos meios das lâminas obtidas por via úmida utilizadas para formar um estágio em um filtro é fornecida em uma forma que tem um tamanho de poro calculado de pelo menos 10 mícrons, geralmente pelo menos 12 mícrons. O tamanho de poro é tipicamente menor que 60 mícrons, por exemplo, dentro da faixa de 12 a 50 mícrons, tipicamente 15 a 45 mícrons. Os meios são formulados para terem uma eficiência de porcentagem de DOP (em 10,5 fpm para partículas de 0,3 mícrons), dentro da faixa de 3 a 18%, tipicamente 5 a 15%.

[00101] Os meios podem compreender 30% em peso, tipicamente pelo menos 40% em peso, frequentemente pelo menos 45% em peso e geralmente dentro da faixa de 45 a 70% em peso, com base no peso total de material filtrante dentro do material de fibra bicomponente de lâmina de acordo com a descrição geral fornecida no presente documento. Os meios compreendem 30 a 70% (tipicamente 30 a 55%), em peso, com base no peso total de material de fibra dentro da lâmina, de material de fibra têxtil ou secundário que tem dimensões em corte transversal medianas (di-âmetros medianos são redondos) de pelo menos 1 mícron, por exemplo dentro da faixa de 1 a 20 mícrons. Em algumas instancias o diâmetro terá 8 a 15 mícrons. Os comprimentos em média são tipicamente 1 a 20 mm, frequentemente 1 a 10 mm, conforme definido. Esse material de fibra secundário pode ser uma mistura de fibras. Tipicamente poliéster e/ou têxtil ou fibras de meio são utilizados, apesar de alternativas serem possíveis.

[00102] Típica e preferencialmente, a lâmina de fibra (e estágio de meios resultante) inclui nenhum ligante adicionado além do material ligante contido dentro das fibras bicomponentes. Se uma resina adicionada ou ligante estiver presente, está preferencialmente presente em não mais que cerca de 7% em peso do peso total de fibra, e mais preferencialmente não mais que 3% em peso do peso total de fibra.

[00103] Típica e preferencialmente, os meios obtidos por fiação por via úmida são feitos em um peso base de pelo menos 33 g/m2; 9 kg/278,7 m2 (20 libras por 3.000 pés quadrados) e tipicamente não mais que 195 g/m2; 54,5 kg/278,7 m2 (120 libras por 3.000 pés quadrados). Geralmente serão selecionados dentro da faixa de 49 a 163 g/m2; 14 kg a 45,4 kg/278,7 m2 (30 a 100 libras por 3.000 pés quadrados). Típica e preferencialmente, os meios obtidos por fiação por via úmida são feitos em uma permeabilidade Frazier (metros por minuto) de 12 a 153 metros/min (40 a 500 pés por minuto), tipicamente 30 metros/minutos (100 pés por minuto). Para os pesos bases na ordem de cerca de 18 a 45,4 kg/278,7 m2 (40 a 100 libras/3.000 pés quadrados), as permeabilidades típicas seriam cerca de 92 a 184 metros/minuto (300 a 600 pés por minuto). A espessura da(s) lâmina(s) de meios obtidos por fiação por via úmida utilizada(s) para formar posteriormente o estágio de meio descrito no filtro em 8,6 milibares (0,125 psi) serão tipicamente pelo menos 0,25 mm (0,01 polegada) frequentemente na ordem de cerca de 0,45 a 1,53 mm (0,018 polegada a 0,06 polegada); tipicamente 0,45 a 0,76 mm (0,018 a 0,03 polegada).

[00104] Os meios de acordo com as definições gerais fornecidas no presente documento, incluindo uma mistura de fibra(s) bicomponente(s) e têxtil ou fibra(s) de meio, podem ser utilizados como qualquer estágio de meio em um filtro conforme descrito de modo geral acima. Típica e preferencialmente, serão utilizados para formar o estágio tubular. Quando utilizados dessa maneira, os mesmos serão envolvidos em um núcleo central da estrutura filtrante, em múltiplas camadas, por exemplo, frequentemente pelo menos 5 a 20 camadas e tipicamente 20 a 70 camadas, apesar de alternativas serem possíveis. Tipicamente, a profundidade total do envolvimento será cerca de 6 a 51 mm (0,25 a 2 polegadas), geralmente 12,7 a 38,1 mm (0,5 a 1,5 polegadas) dependendo da eficiência geral desejada. Tipicamente, lâminas de meio suficientes seriam utilizadas no estágio de meio final para fornecer o estágio de meio com eficiência medida dessa maneira de pelo menos 70%, pelo menos 85% e tipicamente 90% ou mais. Em algumas instâncias, seria preferencial ter a eficiência em 95% ou mais. No contexto, o termo "estágio de meio final " se refere a um estágio que resulta dos envolvimentos ou enrolamentos da(s) lâmina(s) de meios obtidos por fiação por via úmida.

[00105] Em filtros de ventilação com cárter, um tamanho de poro calculado dentro da faixa de 12 a 80 mícrons é geralmente útil. Tipicamente, o tamanho de poro está dentro da faixa de 15 a 45 mícrons. Frequentemente, a porção dos meios que primeiro recebe fluxo de gás com líquido arrastado para projetos caracterizados nos desenhos, a porção adjacente à superfície interna de construção de meio tubular, através de uma profundidade de pelo menos 6,4 mm (0,25 polegadas), tem um tamanho de poro mediano de pelo menos 20 mícrons. Isso se dá devido ao fato de que nessa região uma primeira porcentagem maior da coalescência/drenagem irá ocorrer. Em camadas externas, em que drenagem menos coalescente ocorre, um tamanho de poro menor para filtragem mais eficiente de partículas sólidas pode ser desejável em algumas instâncias. O termo tamanho de poro X-Y e variantes do mesmo quando utilizado no presente documento deve ser compreendido como se referindo à distância teórica entre fibras em meios filtrantes. X-Y se refere à direção de superfície versus a direção Z que é a espessura dos meios. O cálculo supõe que todas as fibras nos meios são alinhadas de modo paralelo à superfície dos meios, igualmente separadas e ordenadas como um quadrado quando vistas em corte transversal perpendicular ao comprimento das fibras. O tamanho de poro X-Y é uma distância entre a superfície de fibra nos canos opostos do quadrado. Se os meios forem compostos de fibras de vários diâmetros, a média d2 da fibra é utilizada como o diâmetro. A média d2 é a raiz quadrada da mediana dos diâmetros ao quadrado. Observou-se que é útil ter calculado tamanhos de poro na extremidade mais alta da faixa, tipicamente 30 a 50 mícrons, quando o estágio de meio em questão tem uma altura vertical total no filtro de ventilação com cárter de menos de 178 mm (7 polegadas); e, tamanho de poros na extremidade menor, cerca de 15 a 30 mícrons, são úteis às vezes quando o cartucho do filtro tem uma altura na extremidade maior, tipicamente 178 a 305 mm (7 a 12 polegadas). Estágios de filtro maiores podem fornecer um topo líquido mais alto, durante a coalescência, que pode forçar fluxo de líquido coalescido, mediante gravidade, para baixo através de poros menores, durante a drenagem. Os poros menores permitem uma eficiência maior e menos camadas. Em uma operação típica em que o mesmo estágio de meio está sendo construído para uso em uma variedade de tamanhos de filtro, tipicamente para pelo menos uma porção dos meios obtidos por fiação por via úmida utilizados para a coalescência/drenagem na separação inicial, um tamanho de poro mediano de cerca de 30 a 50 mícrons será útil.

[00106] A solidez é a fração de volume de meios ocupados pelas fibras expressadas como uma porcentagem de volume (%). É a razão do volume das fibras por unidade de massa dividida pelo volume dos meios por unidade de massa. Materiais obtidos por fiação por via úmida típicos preferenciais para uso em estágios de meio de acordo com a presente revelação, especialmente como o estágio de meio tubular media nas disposições tais como aquelas descritas acima em conexão têm uma porcentagem de solidez em 8,6 milibares (0,125 psi) de menos de 10% e tipicamente menos de 8%, por exemplo 6 a 7%. A espessura dos meios utilizados para fazer os pacotes de meios de acordo com a presente revelação é tipicamente medida com uso de um comparador com mostrador tal como um Ames #3W (BCA Melrose MA, EUA) equipado com um pé calcador redondo, de 2,54 cm2 (uma polegada quadrada). Um total de 56,7 g (2 onças) de peso é aplicado ao longo do pé calcador. Lâminas de meios obtidos por fiação por via úmida típicas utilizáveis para serem envolvidas ou sobrepostas para formar disposições de meios, de acordo com a presente revelação, têm uma espessura de pelo menos 0,25 mm (0,01 polegada) em 8,6 milibares (0,125 psi) a cerca de 1,53 mm (0,06 polegada), novamente em 8,6 milibares (0,125 psi). Geralmente, a espessura será de 0,44 a 0,76 mm (0,018 a 0,03 polegada) em condições similares.

[00107] Os meios descritos no presente documento têm uma eficiência de DOP preferencial em 3,2 m-min-1 (10,5 pés/minuto) para partículas de 0,3 mícron para camadas ou lâminas de meios obtidos por fiação por via úmida. Essa exigencia indica que várias camadas dos meios obtidos por fiação por via úmida serão tipicamente necessárias, a fim de gerar uma eficiência desejável geral para o estágio de meio de tipicamente pelo menos 70%, pelo menos 85% ou frequentemente 90% ou maior, em algumas instâncias 95% ou maior. Em geral, a eficiência de DOP é uma eficiência fracionária de uma partícula DOP de 0,3 mícron (ftalato de dioctila) canalizando os meios em 26,67 cm/minuto (10,5 fpm). Um Bench 3160 modelo TSI (TSI Incorporated, St. Paul, Minn., EUA) pode ser utilizado para avaliar essa propriedade. As partículas dispersas de modelo de DOP são redimensionadas e neutralizadas antes da canalização dos meios. Os meios de filtração por fiação de via úmida alcança força através da utilização de ligantes adicionados. No entanto, isso pode comprometer a eficiência e permeabilidade e aumentar a solidez. Assim, conforme indicado acima, as lâminas e estágios de meios obtidos por fiação por via úmida de acordo com modalidades preferenciais no presente documento incluem nenhum ligante adicionado ou, se um ligante estiver presente, está em um nível não maior que 7% do peso total de fibra, tipicamente não maior que 3% do peso total de fibra.

[00108] As propriedades de força que geralmente definem graduações de meios incluem rigidez, tração e resistência à compressão. Em geral, utilizar fibras bicomponentes e evitar ligantes poliméricos leva a uma rigidez menor com uma resistência dada ou similar à compressão e também à tração boa. A tração de direção da máquina é força de ruptura de uma faixa fina de meios avaliada na direção da máquina (MD). A referência é a Tappi 494 com uso das condições de teste seguintes: largura de amostra, 25,4 mm (1 polegada); comprimento de amostra, intervalo de 101,6 mm (4 polegadas); taxa de puxamento de 50,8 mm/minuto (2 polega-das/minuto).

[00109] A modificação das características de superfície das fibras em meios, tal como aumentar o ângulo de contato com água, deve melhorar a capacidade de drenagem dos meios filtrantes e, assim, o desempenho de um filtro (queda de pressão reduzida e eficiência de massa aprimorada). Agentes umectantes fluoro-orgânicos úteis nesta invenção para adição às camadas de fibra são moléculas fluo-ro-orgânicas C2-12. Preferencialmente, uma substância química com um grupo orgânico de perfluoroalifático saturado quimicamente estável é utilizado. No entanto, átomos de hidrogênio ou cloro podem estar presentes como substituintes na cadeia estrutural. Várias fibras são utilizadas no projeto de, por exemplo, meios filtrantes utilizados para filtros de pressão baixa tal como filtros de vaporizações ou outros (queda de pressão terminal de menos de 0,07 bar (1 psi)).

[00110] Um método para modificar a superfície das fibras é aplicar um tratamento de superfície tal como um material que contém fluoroquímico ou silicone, 0,001 a 5% ou cerca de 0,01 a 2,5 % em peso dos meios. As características de superfície das fibras podem ser modificadas em uma camada obtida por fiação por via úmida que podem incluir fibras bicomponentes, outra fibra secundária tal como fibras sintéticas, de cerâmica ou metal com e sem ligante de resina adicional. Os meios resultantes podem ser incorporados em estruturas de elemento de filtro com uma espessura geralmente maior que 1,27 mm (0,05 polegadas) frequentemente cerca de 2,54 mm (0,1 polegada) a 6,35 mm (0,25 polegada). Os meios teriam tamanho de poro XY maior que meios de ar convencionais, geralmente maior que 10 frequentemente cerca de 15 a 100 mícrons e seriam compostos de fibras de tamanho maior, geralmente maior que 6 mícron apesar de que, em certos casos, fibras poderiam ser utilizadas para melhorar a eficiência. O uso de modificadores de superfície podem permitir a construção de meios como tamanhos de poro XY menores do que meios não tratados, aumentando, dessa forma, a eficiência com o uso de fibras pequenas, reduz a espessura dos meios para elementos mais compactos e reduzem a queda de pressão de equilíbrio do elemento.

[00111] No caso de filtração de vaporização, o sistema pode ser projetado para drenar os líquidos coletados. O oposto da drenagem é aumento de massa ou ganho de peso durante a filtração. Tanto a drenagem máxima quanto o peso mínimo é um resultado desejável de uso dos meios e disposições de fibras descritos no presente documento. Os meios tanto no elemento primário quanto no elemento antes da filtração são posicionados de modo que o líquido possa ser drenado dos meios. Propriedades de desempenho importantes para esses dois elementos são: eficiência fracionária de equilíbrio e inicial, queda de pressão e habilidade de drenagem. Propriedades físicas importantes dos meios são espessura, solidez e resistência.

[00112] Os elementos são tipicamente alinhados verticalmente, o que melhora a capacidade do filtro de drenar. Nessa orientação, qualquer composição de meio irá exibir uma altura de líquido de equilíbrio que será uma função do tamanho de po-ro XY, orientação de fibra e a interação do líquido com a superfície das fibras, medida como ângulo de contato. A coleta de líquido nos meios irá aumentar a altura a um ponto equilibrado com a taxa de drenagem do líquido dos meios. Qualquer porção dos meios que é tampada com o líquido de drenagem não estará disponível para filtração, aumentando, assim, a queda de pressão e diminuindo a eficiência ao longo do filtro. Assim, é vantajoso minimizar a porção do elemento que retém o líquido.

[00113] Os três fatores de meio que afetam a taxa de drenagem, tamanho de poro XY, orientação de fibra e interação do líquido sendo drenado com a superfície da fibra, podem todos serem modificados para minimizar a porção dos meios que é tampada com o líquido. O tamanho de poro XY do elemento pode ser aumentado para melhorar a capacidade de drenagem dos meios, porém deve ser equilibrado em relação ao efeito resultante de redução do número de fibras disponíveis para filtração e, assim, a eficiência potencial do filtro. Para alcançar a eficiência alvo, uma estrutura de elemento relativamente espessa pode ser necessária, tipicamente maior que 3,18 mm (0,125 polegada), devido à necessidade de um tamanho de poro XY relativamente grande. As fibras podem ser orientadas com a direção vertical dos meios. A interação do líquido sendo drenado com a superfície das fibras pode ser modificada para melhorar a taxa de drenagem.

[00114] Em uma aplicação, aplicações de filtração com cárter, vapores de partícula de óleo pequenos são capturados, são coletados no elemento e eventualmente drenados do elemento de volta para o poço coletor do mecanismo motor. Os sistemas de filtração instalados no respiradouro com cárter de mecanismos motores a diesel podem ser compostos de múltiplos elementos, um pré-filtro que remove partículas grandes geralmente maiores que 5 mícrons e um filtro primário que remove o volume da contaminação residual. O elemento primário pode ser composto de uma ou múltiplas camadas de meios. A composição de cada camada pode ser variada para otimizar a eficiência, queda de pressão e desempenho de drenagem.

[00115] Devido às restrições de tamanho de sistema de filtração, os pré-elementos e elementos primários devem ser projetados para eficiência fracionária de equilíbrio ou aumento de massa mediano. A eficiência fracionária de equilíbrio é definida como a eficiência do elemento uma vez que o elemento esteja drenando um líquido em uma taxa idêntica à taxa de coleta. As três propriedades de desempenho, eficiência fracionária de equilíbrio e inicial, queda de pressão e capacidade de drenagem são equilibradas em relação ao projeto do elemento para alcançar um ótimo desempenho. Assim, como um exemplo, elementos curtos em um ambiente de carregamento de líquido alto devem ser projetados para drenar em uma taxa relativamente rápida.

[00116] Em uma modalidade preferencial da invenção, o meio ou meios de filtração é dotado de uma lâmina termicamente ligada. Uma lâmina é compreendida de cerca de 20 a 80% em peso de uma primeira fibra ligante bicomponente de revestimento-núcleo e cerca de 5 a 20% em peso de uma segunda fibra bicomponente opcional. A primeira fibra bicomponente tem um polímero de núcleo com um ponto de fusão de cerca de 240 a 260 °C e um ponto de fusão de revestimento de cerca de 140 a 160 °C. A segunda fibra bicomponente opcional tem um polímero de núcleo com um ponto de fusão de 240 a 260 °C e um polímero de revestimento com um ponto de fusão de pelo menos 10 °C menor que a primeira fibra bicomponente e pode estar na faixa de cerca de 70 a 140 °C, 75 a 120 °C ou 75 a 110 °C. Os meios ou manta também compreendem cerca de 20 a 80% em peso de uma fibra de meio ou têxtil. Cada uma das fibras ligantes bicomponente tem um diâmetro de cerca de 5 a 50 micrômetros e um comprimento de cerca de 0,1 a 15 cm. A fibra de meio ou têxtil tem um diâmetro de cerca de 0,1 a 30 micrômetros e uma razão de aspecto de cerca de 10 a 10.000. O meio tem uma espessura de cerca de 0,2 a 50 mm, uma solidez de cerca de 2 a 25%, um peso base de cerca de 10 a 1000 g-m-2, um tamanho de poro de cerca de 0,5 a 100 micrômetros e uma permeabilidade de cerca de 5 a 500 pés-min-1. Os meios são compreendidos de cerca de 0,5 a 15% em peso de uma fibra secundária. Os meios são compreendidos de uma única camada ou duas ou mais camadas. Os meios são compreendidos de cerca de 0,01 a 10% em peso de um agente fluororgânico. As modalidades exemplificativas de diferentes composições de meios são mostradas na Tabela 1 e na Tabela 2:

[00117] Um método da invenção incorpora a filtração de uma corrente de líquido, em que o método é compreendido pela colocação de uma unidade de filtro na corrente e pela retenção do particulado sólido aprisionado na corrente na superfície do filtro com o uso de meios de filtro dentro da unidade de filtro. Os meios de filtro são compreendidos de uma lâmina termicamente ligada. A lâmina termicamente ligada é compreendida de cerca de 10 a 90% em peso do total de uma primeira e uma segunda fibra ligante bicomponente opcional e cerca de 10 a 90% em peso de uma fibra de meios. A fibra opcional é usada entre cerca de 0 e 40 % em peso, 2 e 30 % em peso ou 5 e 25 % em peso. A fibra ligante bicomponente tem um diâmetro de cerca de 5 a 50 micrômetros e um comprimento de cerca de 0,1 a 15 cm. A fibra de meios tem um diâmetro de cerca de 0,1 a 5 micrômetros e uma razão de aspecto de cerca de 10 a 10.000. Os meios têm uma espessura de cerca de 0,1 a 2 mm, uma solidez de cerca de 2 a 25%, um peso base de cerca de 2 a 200 g-m-2, um tamanho de poro de cerca de 0,2 a 50 micrômetros e uma permeabilidade de cerca de 2 a 200 pés-min-1 (0,6 a 60 m-min-1). O líquido a ser filtrado pode ser um líquido aquoso ou um líquido não aquoso. Os meios são compreendidos de uma única camada ou duas ou mais camadas. Os meios são compreendidos de cerca de 0,01 a 10% em peso de um agente fluororgânico.

[00118] Um outro método da invenção incorpora a filtração de um fluido gasoso. O método é compreendido pela passagem de uma fase de fluido móvel gasoso que contém um contaminante de aerossol líquido (que também pode conter um particulado sólido) através de um meio de filtro, o meio tem uma espessura de cerca de 0,2 a 50 mm, o meio compreende uma lâmina termicamente ligada e pela remoção do contaminante. A lâmina é compreendida de cerca de 10 a 80% em peso de uma primeira e uma segunda fibra ligante bicomponente opcional e cerca de 20 a 80% em peso de uma fibra de meio ou têxtil. A fibra opcional entre cerca de 0 a 40% em peso, 2 a 30% em peso ou 5 a 25% em peso. A fibra ligante bicomponente tem um diâmetro de cerca de 5 a 50 micrômetros e um comprimento de cerca de 0,1 a 15 cm. A fibra de meio ou têxtil tem um diâmetro de cerca de 0,1 a 30 micrômetros. Os meios têm uma solidez de cerca de 2 a 25%, um peso base de cerca de 10 a 1.000 g-m-2, um tamanho de poro de cerca de 0,5 a 100 micrômetros e uma permeabilidade de cerca de 5 a 500 pés-min-1 (1,5 a 152 m-min-1), a fase de fluido móvel tem uma temperatura maior que o ponto de fusão do segundo componente. Em uma modalidade do método descrito o fluido é um gás ou um líquido. Em uma modalidade do método descrito, o líquido é um líquido aquoso, combustível, óleo lubrificante ou fluido hidráulico. Em uma modalidade do método descrito, o contaminante é um líquido ou sólido.

[00119] Um outro método da invenção incorpora a filtração de um fluido de gás ou líquido aquecido. O método é compreendido pela passagem de uma fase de fluido móvel que contém um contaminante através de um meio de filtro, o meio tem uma espessura de cerca de 0,2 a 50 mm, o meio compreende uma lâmina termicamente ligada e pela remoção do contaminante. A lâmina é compreendida de cerca de 20 a 80% em peso de uma fibra ligante bicomponente e cerca de 20 a 80% em peso de uma fibra de meio ou têxtil. A fibra ligante bicomponente tem um primeiro componente com um ponto de fusão e um segundo componente com um ponto de fusão inferior. A fibra ligante bicomponente tem um diâmetro de cerca de 5 a 50 micrômetros e um comprimento de cerca de 0,1 a 15 cm. A fibra de meio ou têxtil tem um diâmetro de cerca de 0,1 a 30 micrômetros. Os meios têm uma solidez de cerca de 2 a 25%, um peso base de cerca de 10 a 1000 g-m-2, um tamanho de poro de cerca de 0,5 a 100 micrômetros e uma permeabilidade de cerca de 5 a 500 pés-min-1 (1,5 a 152 m-min-1), a fase de fluido móvel tem uma temperatura maior que o ponto de fusão do segundo componente. Em uma modalidade do método descrito, o fluido é um gás ou líquido. Em uma modalidade do método descrito, o líquido é um líquido aquoso, combustível, óleo lubrificante ou fluido hidráulico. Em uma modalidade do método descrito, o contaminante é um líquido ou sólido.

[00120] O meio descrito na presente invenção pode ser montado com outras estruturas de filtro convencionais para produzir uma camada compósita de filtro ou unidade de filtro. O meio pode ser montado com uma camada base que pode ser uma membrana, um meio celulósico, um meio sintético, uma talagarça ou um suporte de metal expandido. O meio pode ser usado em conjunto com muitos outros tipos de meios, tais como meios convencionais, para aprimorar o desempenho ou a vida útil do filtro.

[00121] Uma estrutura perfurada pode ser usada para sustentar os meios sob a influência de fluido sob pressão que passa através dos meios. A estrutura de filtro da invenção também pode ser combinada com as camadas adicionais de uma estrutura perfurada, uma talagarça, tal como uma talagarça mecanicamente estável e de alta permeabilidade e as camadas de filtração adicionais tal como uma camada de carregamento separada. Em uma modalidade, tal combinação de meios com múltiplas regiões é alojada em um cartucho de filtro comumente usado na filtração de líquidos não aquosos.

[00122] Em uma modalidade, um método de produção de uma manta não tecida inclui a dispensação de uma corrente de fluido de uma primeira fonte, em que a corrente de fluido inclui a fibra. O método inclui ainda coletar a fibra em uma região de recepção situada proximal e a jusante da fonte. A região de recepção é projetada para receber a corrente de fluxo dispensada da fonte e formar uma camada molhada através da coleta da fibra. Uma etapa adicional do método é secar a camada molhada para formar a manta não tecida.

[00123] Em uma outra modalidade, um método de produção de uma manta não tecida inclui fornecer uma pasta de uma fonte, em que a pasta inclui pelo menos uma primeira fibra e dispensar uma corrente da pasta de um aparelho para produzir uma manta não tecida. O método inclui ainda coletar a fibra que passa através da abertura em uma região de recepção situada a jusante da fonte, coletar um restante de fibra na região de recepção em uma porção a jusante da partição de mistura e secar a camada molhada para formar a manta não tecida.

[00124] Em uma modalidade de processamento de fiação por via úmida, o meio é produzido a partir de uma pasta aquosa que compreende uma dispersão de material fibroso e outros componentes conforme necessário em um meio aquoso. O líquido aquoso da dispersão é geralmente água, mas pode incluir vários outros materiais tais como materiais de ajuste de pH, tensoativos, agentes removedores de espuma, retardadores de chama, modificantes de viscosidade, tratamentos de meios, corantes e similares. O líquido aquoso é usualmente drenado da dispersão através da condução da dispersão sobre uma tela, tela inclinada ou outro suporte perfurado que retém os sólidos dispersos e da passagem do líquido para produzir uma composição de meios úmidos. A composição úmida, uma vez formada no suporte, é usualmente ainda desidratada por vácuo ou outras forças de pressão e adicionalmente secas através da evaporação do líquido remanescente. As opções para remoção de líquido incluem dispositivos de drenagem de gravidade, um ou mais dispositivos de vácuo, um ou mais roletes de mesa, folhas metálicas de vácuo, roletes de vácuo ou uma combinação dos mesmos. O aparelho pode incluir uma seção proximal de secagem e a jusante da região de recepção. As opções para a seção de secagem incluem uma seção de recipiente de secagem, um ou mais aquecedores de IR, um ou mais aquecedores de UV, um secador de ar, um fio de transferência, uma esteira ou uma combinação dos mesmos.

[00125] Após o líquido ser removido, o aquecimento para induzir a ligação térmica pode ocorrer onde apropriado através da fusão de alguma porção da fibra termoplástica, resina ou outra porção do material de manta formado. Outros procedimentos pós-tratamento também são possíveis em várias modalidades, incluindo tratamento químico, etapas de cura de resina. A prensagem, o termotratamento e o tratamento com aditivo são exemplos de pós-tratamento que podem ocorrer antes da coleta do fio. Após a coleta do fio, tratamentos adicionais como secagem e ca-landragem da lona fibrosa podem ser conduzidos em processos de acabamento.

[00126] Uma máquina específica que pode ser usada conforme descrito na presente invenção é a máquina Deltaformer™ (disponível junto à Glens Falls Interweb, Inc. de South Glens Falls, NY, EUA), que é uma máquina projetada para formar pastas aquosas de fibra diluídas em meios fibrosos. Tal máquina é útil onde, por exemplo, as fibras inorgânicas ou orgânicas com comprimentos de fibra relativamente longos para um processo de fiação por via úmida são usados, devido ao fato de que grandes volumes de água precisam ser usados para dispersar as fibras e para mantê-las entrelaçadas entre si na pasta. A fibra longa no processo de fiação por via úmida tipicamente significa fibra com um comprimento maior que 4 mm, que pode estar na faixa de 5 a 10 mm e maior. As fibras de náilon, fibra bicomponente, línter de algodão, fibras de poliéster (tal como Dacron®), fibras de celulose regeneradas (raiom) fibras, fibras acrílicas (tal como Orlon®), fibras de felpa de algodão, fibras de poliolefina (isto é, polipropileno, polietileno, copolímeros dos mesmos e similares), e fibras de abacá (Manila Hemp) são exemplos de fibras que são vantajosamente formadas em meios fibrosos com o uso de tal máquina de produção de papel inclinada modificada.

[00127] A máquina Deltaformer™ difere da máquina Fourdrinier tradicional diante do fato de que a seção de fio é instalada em uma inclinação, o que força as pastas aquosas a fluírem para cima contra a gravidade conforme deixam a caixa principal. A inclinação estabiliza o padrão de fluxo das soluções diluídas e ajuda a controlar a drenagem de soluções diluídas. Uma caixa de formação de vácuo com múltiplos compartimentos auxilia no controle da drenagem. Essas modificações fornecem um meio para formar pastas aquosas diluídas em meios fibrosos com uniformidade aprimorada de propriedades, ao longo da manta quando comparado com um projeto Fourdrinier tradicional.

[00128] Em uma modalidade da seção úmida, as misturas de fibras e fluido são fornecidas como uma pasta após um processo de produção de pasta separado. A pasta pode ser misturada com aditivos antes de ser passada para a próxima etapa no processo de formação de meio. Em uma outra modalidade, as fibras secas podem ser usadas para produzir a pasta através do envio das fibras secas e do fluido através de um refinador que pode ser parte da seção úmida. No refinador, as fibras são submetidas a pulsos de alta pressão entre as barras em discos de refinador giratórios. Isso rompe as fibras secas e dispersa adicionalmente as mesmas em fluido tal como água que é fornecida para o refinador. A lavagem e a desaeração também podem ser executadas nesse estágio.

[00129] Após a produção de pasta ser concluída, a pasta pode entrar na estrutura que é a fonte da corrente de fluxo, tal como uma caixa principal. A estrutura da fonte dispersa a pasta por uma largura, carrega isso sobre uma esteira de malha de fio móvel com um jato de uma abertura. Em algumas modalidades, descritas na presente invenção, duas fontes ou duas caixas principais são incluídas no aparelho. Diferentes configurações de caixa principal são úteis no fornecimento de meios. Em uma configuração, caixas principais superior e inferior são empilhadas exatamente no topo uma da outra. Em outra configuração, as caixas principais superior e inferior são um tanto quanto desalinhadas. A caixa principal superior pode estar ainda abaixo da direção de máquina, enquanto a caixa principal inferior está a montante.

[00130] Em uma modalidade, o jato é um fluido que incita, move ou propele uma pasta, tal como água ou ar. A transmissão no jato pode criar algum alinhamento de fibra, que pode ser parcialmente controlado através do ajuste da diferença de velocidade entre o jato e a esteira de malha de fio. O fio gira em torno de um rolete de condução dianteiro, ou rolete de cabeceira, a partir de baixo da caixa principal, além da caixa principal onde a pasta é aplicada e sobre o que é comumente chamado de placa de formação.

[00131] A placa de formação trabalha com a pasta que é nivelada e o ali-nhamento de fibras pode ser ajustado na preparação para remoção de água. Ainda mais abaixo da linha de processo, as caixas de drenagem (também chamadas de seção de drenagem) removem o líquido do meio com ou sem vácuo. Próximo à extremidade da esteira de malha de fio, um outro rolete muitas vezes chamado de um rolete de repouso remove o líquido residual com um vácuo que é uma força de vácuo superior a anteriormente presente na linha.

[00132] O meio descrito na presente invenção pode ser montado com outras estruturas de filtro convencionais para produzir uma camada compósita de filtro ou unidade de filtro. O meio pode ser montado com uma camada base que pode ser uma membrana, um meio celulósico, um meio sintético, uma talagarça ou um suporte de metal expandido. O meio pode ser usado em conjunto com muitos outros tipos de meios, tais como meios convencionais, para aprimorar o desempenho ou a vida útil do filtro.

[00133] Uma estrutura perfurada pode ser usada para sustentar os meios sob a influência de fluido sob pressão que passa através dos meios. A estrutura de filtro da invenção também pode ser combinada com camadas adicionais de uma estrutura perfurada, uma talagarça, tal como uma talagarça mecanicamente estável e de alta permeabilidade e as camadas de filtração adicionais tal como uma camada de carregamento separada. Em uma modalidade, tal combinação de meios de múltiplas regiões é alojada em um cartucho de filtro comumente usado na filtração de líquidos não aquosos.

[00134] As mantas não tecidas da invenção incluem fibras em um manta termicamente ligada, em que a manta inclui uma fibra bicomponente que tem um polímero de núcleo e um polímero de casca, em que a casca tem um ponto de fusão que é maior que cerca de 115 °C, em que a fibra bicomponente tem um diâmetro de cerca de 5 a 25 μm e um comprimento de cerca de 2 a 15 μm; e uma fibra de polímero sintético ou celulósico; em que a manta é substancialmente isenta de uma fibra de vidro. O ponto de fusão do polímero de casca pode estar entre 120 °C e 180 °C e em modalidades preferenciais cerca de 140 °C a 160 °C. Em modalidades de nú-cleo/casca, a temperatura de ponto de fusão do polímero de núcleo é maior que o ponto de fusão da casca. Em algumas modalidades, o ponto de fusão do segundo polímero ou de núcleo é pelo menos cerca de 240 °C. O diâmetro da fibra bicomponente é cerca de 5 a 50 micrômetros muitas vezes cerca de 10 a 20 micrômetros e tipicamente uma forma de fibra geralmente tem um comprimento de 0,1 a 20 milímetros ou muitas vezes tem um comprimento de cerca de 0,2 a cerca de 15 milímetros.

[00135] Em algumas modalidades, das mantas não tecidas da invenção descrita acima, a manta termicamente ligada tem cerca de 1 a 30 % em peso da fibra bicomponente e 70 a 99 % em peso da fibra têxtil e a manta tem uma espessura de cerca de 0,2 a 2 mm, uma solidez de cerca de 1 a 20% ou cerca de 2 a 10%, um peso base de cerca de 45 a 150 g-m-2, um tamanho de poro de cerca de 12 a 50 mícrons e uma permeabilidade de cerca de 1,5 a 3 m/s. Em algumas modalidades, a manta termicamente ligada tem cerca de 0,1 a 50% em peso da fibra bicomponente e cerca de 50 a 99,9% em peso da fibra têxtil. Em algumas modalidades, a manta tem uma espessura de cerca de 0,1 mm a 2 cm. Em algumas modalidades, a manta tem uma solidez de cerca de 1 a 20%. Em algumas modalidades, a manta tem um peso base de cerca de 20 a 300 g-m-2 ou cerca de 50 a 130 g-m-2. Em algumas modalidades, a manta tem um tamanho de poro de cerca de 5 a 150 mícrons. Em algumas modalidades, a manta tem uma permeabilidade de cerca de 0,5 a 10 m/s. Em algumas modalidades, a fibra têxtil é cerca de 1 a 20% em peso de uma fibra celulósica ou cerca de 10 a cerca de 50% em peso de uma fibra de poliéster.

[00136] Em algumas modalidades de uma manta não tecida descrita acima, a fibra têxtil é uma mescla tanto de fibra celulósica quanto de fibra de poliéster, em que a mescla é composta de cerca de 1 a 20% em peso de uma fibra celulósica e cerca de 10 a cerca de 50% em peso de uma fibra de poliéster em relação ao peso da manta. Em algumas modalidades, a fibra têxtil é cerca de 5 a 15% em peso de uma fibra de línter de algodão ou cerca de 10 a cerca de 50% em peso de uma fibra de poliéster. Em algumas modalidades, a fibra têxtil é um mescla tanto de fibra de línter de algodão quanto de fibra de poliéster, em que a mescla é composta de cerca de 5 a 15% em peso de uma fibra de línter de algodão e cerca de 10 a cerca de 50% em peso de uma fibra de poliéster em relação ao peso da manta. Em algumas modalidades, a manta tem cerca de 1 a 30 % em peso da fibra bicomponente e 70 a 99 % em peso da fibra têxtil, e a manta tem uma espessura de cerca de 0,2 a 2 mm, uma solidez de cerca de 1 a 20% ou cerca de 2 a 10%, um peso base de cerca de 45 a 150 g-m-2, um tamanho de poro de cerca de 12 a 50 mícrons e uma permeabilidade de cerca de 1,5 a 3 m/s. Em algumas modalidades, a manta termicamente ligada tem cerca de 0,1 a 50% em peso da fibra bicomponente e cerca de 50 a 99,9% em peso da fibra têxtil. Em algumas modalidades, a manta tem uma espessura de cerca de 0,1 mm a 2 cm. Em algumas modalidades, a manta tem uma solidez de cerca de 1 a 20%. Em algumas modalidades, a manta tem um peso base de cerca de 20 a 300 g-m-2 ou cerca de 50 a 130 g-m-2. Em algumas modalidades, a manta tem um tamanho de poro de cerca de 5 a 150 mícrons. Em algumas modalidades, a manta tem uma permeabilidade de cerca de 0,5 a 10 m/s. Em algumas modalidades, a fibra têxtil é cerca de 1 a 20% em peso de uma fibra celulósica ou cerca de 10 a cerca de 50% em peso de uma fibra de poliéster.

[00137] Em modalidades, as mantas não tecidas da invenção incluem fibras em uma manta termicamente ligada, em que a manta inclui

(a) cerca de 1 a 30 % em peso com base no peso da manta de uma primeira fibra bicomponente que tem um primeiro polímero de núcleo e um primeiro polímero de casca, em que o primeiro polímero de casca tem um ponto de fusão de até 115 °C e a primeira fibra bicomponente tem um diâmetro de cerca de 5 a 25 μm e um comprimento de cerca de 2 a 15 mm;
(b) cerca de 5 a 50 % em peso com base no peso da manta de uma segunda fibra bicomponente que tem um segundo polímero de núcleo e um segundo polímero de casca, em que o segundo polímero de casca tem um ponto de fusão de cerca de 120 °C a 170 °C e a segunda fibra bicomponente tem uma fibra diâmetro de cerca de 5 a 25 mícrons e um comprimento de fibra de cerca de 2 a 15 mm; e
(c) cerca de 10 a 80 % em peso com base no peso da manta de uma fibra têxtil;

em que a manta tem a espessura de cerca de 0,25 a 2 mm, uma solidez de cerca de 5 a 10%, um peso base de cerca de 45 a 150 g-m-2, um tamanho de poro de cerca de 12 a cerca de 50 mícrons e uma permeabilidade de cerca de 1,5 a 3 m/s. Em algumas de tais modalidades, o ponto de fusão do segundo polímero de casca é cerca de 140 °C a 160 °C. Em algumas de tais modalidades, a primeira fibra bicomponente e a segunda fibra bicomponente são fibras de núcleo/casca que têm primeiro e segundo polímero de núcleos que têm um ponto de fusão de 240 a 260 °C. Em algumas de tais modalidades, a manta tem um peso base de cerca de 50 a cerca de 130 g-m-2. Em algumas de tais modalidades, a manta é substancialmente isenta de vidro. Em algumas de tais modalidades, a fibra têxtil inclui cerca de 1 a 20% em peso de uma fibra celulósica e cerca de 10 a 50% em peso de uma fibra de poliéster. Em algumas de tais modalidades, a fibra têxtil inclui cerca de 5 a 15% em peso de uma fibra de línter de algodão e cerca de 10 a 50% em peso de uma fibra de poliéster.

[00138] Em modalidades, as mantas não tecidas da invenção incluem fibras em uma manta termicamente ligada que é substancialmente isenta de uma fibra de vidro, em que a manta inclui

(a) cerca de 1 a 15 % em peso de uma primeira fibra bicomponente que tem um primeiro polímero de núcleo com um ponto de fusão de 240° a 260 °C e um primeiro polímero de casca com um ponto de fusão de 100° a 115 °C; em que a primei-ra fibra bicomponente tem um diâmetro de cerca de 10 a 15 μm e uma comprimento de fibra de cerca de 0,3 a 0,9 cm;
(b) cerca de 5 a 50 % em peso de uma segunda fibra bicomponente que tem um segundo polímero de núcleo com um ponto de fusão de 240° a 260 °C e um segundo polímero de casca com um ponto de fusão de 120° a 160 °C; em que a segunda fibra bicomponente tem um diâmetro de cerca de 10 a 15 mícrons e um comprimento de fibra de cerca de 0,3 a 0,9 centímetros;
(c) cerca de 1 a 20 % em peso de uma fibra de línter de algodão; e
(d) cerca de 10 a 50 % em peso de uma fibra de poliéster.

[00139] Em algumas de tais modalidades, o ponto de fusão dos segundos polímeros de casca é cerca de 140° a 160 °C. Em algumas de tais modalidades, a fibra de poliéster compreende cerca de 1 a 20% em peso de uma fibra têxtil que tem um diâmetro de 7 a 15 μm e uma fibra de algodão ou celulósica que tem um diâmetro de 15 a 55 μm e a razão dos diâmetros da primeira fibra de poliéster para a segunda fibra de poliéster é cerca de 1:1,2 a 1:5.

[00140] As modalidades da invenção incluem o método de produção de uma manta não tecida que inclui uma manta termicamente ligada, em que o método envolve:

(a) formar uma pasta que inclui uma concentração aquosa de sólidos de cerca de 0,005 a 5 ou 0,005 a 7% em peso dos sólidos incluindo cerca de 20 a cerca de 60 % em peso de uma fibra bicomponente, cerca de 5 a cerca de 25 % em peso de uma fibra de línter de algodão e cerca de 10 a 50% em peso de uma fibra de poliéster têxtil que tem um diâmetro de cerca de 7 a cerca de 15 μm e um comprimento de fibra de cerca de 3 a cerca de 10 mm;
(b) colocar em contato a pasta com uma tela inclinada para formar uma camada molhada; e
(c) secar a camada molhada para formar uma manta.

[00141] Em algumas de tais modalidades, a fibra de poliéster inclui cerca de 1 a 20% em peso de uma fibra têxtil que tem um diâmetro de 7 a 15 μm e uma fibra de algodão ou celulósica que tem um diâmetro de 15 a 55 μm e a razão dos diâmetros da primeira fibra de poliéster para a segunda fibra de poliéster é cerca de 1:1,2 a 1:5.

[00142] As pastas foram formuladas para produzir as mantas não tecidas que têm propriedades aprimoradas. Os exemplos 1 a 3 mostram informação composicio-nal sobre as formulações da pasta.

[00143] As seguintes fibras diferentes foram usadas nos exemplos de pasta mencionados na Tabela 1, onde uma abreviação para cada fibra é fornecida em parênteses:

1. Uma fibra de poliéster bicomponente conhecida como 271P disponível junto à E. I. DuPont Nemours, Wilmington DE, EUA com um temperatura de fusão de revestimento de cerca de 73 °C. O diâmetro médio de fibra de 271P é cerca de 13 mícrons e o comprimento é 6 mm.
2. Fibra bicomponente conhecida como uma fibra de corte curto produzida a partir de uma mistura de poliéster/copoliéster, que consiste em 49,5% de tereftalato de polietileno, 47% de copoliéster e 2,5% de copolímero de polietileno (BI-CO). Um exemplo de tal fibra é TJ04BN SD 2.2X5 disponível junto à Teijin Fibers Limited de Osaka, Japão com uma temperatura de fusão de revestimento de cerca de 155 °C. O diâmetro médio de fibra é 13 mícrons e o comprimento é 6 mm.
3. Fibra celulósica de línter de algodão Buckeye Corp Source Fiber.
4. Fibra de poliéster (P20FM) ou Invista 205 WSD disponível junto à Barnet USA de Arcadia, South Carolina, EUA.

[00144] Nesses exemplos, o ácido sulfúrico foi adicionado para ajustar o pH para aproximadamente 3,0 para dispersar as fibras na suspensão aquosa. O teor de fibra foi aproximadamente 0,03% (% em peso) nas suspensões aquosas das pastas usadas para produzir os meios nos exemplos. As pastas que contêm as fibras dispersas foram armazenadas em suas respectivas bases de máquina (tanques de armazenamento) para uso subsequente. Durante a fabricação dos meios, as correntes de pasta foram alimentadas para suas respectivas caixas principais após a diluição apropriada.

[00145] Outras variáveis na máquina que são ajustadas durante a formação dos meios incluem consistência de desagregador, ângulo de inclinação da partição inicial de mistura, ângulo de inclinação da máquina, ângulo de inclinação da partição estendida de mistura, peso base, velocidade da máquina, altura de pé, fluxo de pasta, fluxo de caixa principal, consistência de caixa principal e coleta de caixa de drenagem. Os meios resultantes podem ser pós-tratados, tipicamente com uma única etapa de processo de tratamento de manta, por exemplo, com tratamento químico, aditivos, calandragem, calor ou outros métodos e equipamentos familiares na técnica para fornecer uma lona fibrosa de gradiente finalizado.

[00146] A resistência à ruptura sob tensão de tiras de amostra de teste e carga e estiramento de ruptura são medidas após o procedimento em TAPPI T 404. Os requisitos adicionais para teste de lâminas manuais de polpa são detalhados no padrão TAPPI 220. Esses incluem avaliação de resistência a arrebentamento, carga de ruptura sob tração; comprimento de ruptura e fator de rasgamento. A Absorção de Energia de Tração (TEA) do papel é definida como a área sob a curva de alonga-mento-carga (isto é, energia) relacionada à área de superfície do papel entre as pegas. Esse resultado é tipicamente usado para caracterizar a capacidade de absorção de energia do papel (vide TAPPI T 494) e o uso de um microprocessador ou computador para calcular a energia simplifica consideravelmente a redução de dados. Medição de Estiramento - a quantidade de estiramento no papel e placa é uma medida crítica de qualidade, posto que é um requisito necessário para uma lâmina ser bem dobrada e resistir a tensões locais quando usada em embalagem, placa corrugada e tecidos. Sugere-se que após a preensão inicial de uma amostra na pega superior, seja aplicado uma pequena tensão para remover a ondulação. A amostra é, então, puxada para romper dentro de um tempo especificado, conforme detalhado em T 457. Quando a medição de TEA é requerida, uma taxa constante de tes-tador de alongamento com um plotter de acordo com a especificação TAAPPI T494-os é usada. Uma amostra é produzida com o uso de um cortador de matriz 1 x 6". A amostra é curada, se necessário, em um forno capaz de manter 149 °C. No teste, duas amostras representativas que têm dimensões de 178 x 178 mm são adotadas. Toma-se cuidado para assegurar que as amostras foram curadas em ou acima do ponto de fusão da fibra do microfone. A partir das amostras, três espécimenes em cada uma dentre a direção de máquina e a direção transversal à máquina que têm dimensões de 25,4 x 152 mm são obtidos. Os espécimenes são secos por 24 horas. Se os espécimenes forem testados em uma condição branca, os espécimenes são imersos em água destilada que contém tensoativo Triton-100 a 1%. Uma vez saturadas as amostras têm as manchas removidas para remover o excesso de líquido e testadas. As amostras são presas no testador na mandíbula superior e inferior instalada com espaçamento de 10,16 cm (4 polegadas). O testador é instalado para ten-sionar a amostra a 5,08 cm/min (2 polegadas/min). O testador é operado e qualquer falha de espécimen é observada. Se nenhuma falha for observada, a resistência à ruptura sob tensão e a força de libras ou quilogramas é registrada. Com o uso dos dados, a resistência à ruptura sob tensão ou TE média resultante de três testes bem sucedidos é relatada junto com a natureza úmida ou seca da amostra na direção de máquina e qualquer outra notação relevante.

[00147] Nessas tabelas, a resistência a arrebentamento e a resistência à tra-ção com calor dos materiais reivindicações são melhores que as dos exemplos comparativos e a resistência aprimorada conforme a temperatura é aumentada também é vista.

[00148] Embora a invenção tenha sido descrita em conjunto com as modalidades específicas da mesma, será entendido que a mesma tem a capacidade de modificações adicionais e este pedido pretende abranger quaisquer variações, usos ou adaptações da invenção que seguem, em geral, os princípios da invenção e incluem tais desvios da presente revelação na medida em que surgem com a prática comum ou conhecida da técnica à qual a invenção pertence e conforme podem ser aplicados aos recursos essenciais anteriores da presente invenção apresentados e a seguir no escopo das reivindicações anexas.

Claims

Manta não tecida compreendendo fibras em uma manta termicamente ligada CARACTERIZADA pelo fato de que compreende:
- (a) uma fibra bicomponente tendo uma porção de polímero estrutural e uma porção de polímero ligante termoplástico, o polímero ligante tendo um ponto de fusão maior do que 115 °C; a fibra bicomponente tendo um diâmetro de cerca de 5 a 25 μm e um comprimento de cerca de 2 a 15 mm; e
- (b) uma fibra têxtil;
em que a manta é substancialmente livre de fibra de vidro; a manta compreende:
cerca de 1 a 30% em peso da fibra bicomponente tendo uma porção de polímero ligante com um ponto de fusão maior do que 120 °C; e
cerca de 70 a 99% em peso da fibra têxtil, a fibra têxtil compreendendo uma fibra de polímero celulósico ou sintético;
em que a manta tem uma espessura de cerca de 0,1 a 2 mm,
Manta, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o ponto de fusão da porção de polímero ligante é de cerca de 140 a 160 °C e o ponto de fusão da porção de polímero estrutural é de pelo menos 240 °C.
Manta, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende:
uma solidez de cerca de 2 a 10%, um peso base de cerca de 45 a 150 g/m2 e uma permeabilidade de cerca de 1,5 a 3 m/s.
Manta, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a manta tem um peso base de cerca de 50 a cerca de 130 gramas por metro quadrado e um tamanho de poro de cerca de 12 a 50 mícrons.
Manta, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a fibra têxtil compreende uma combinação de cerca de 1 a cerca de 20% em peso de uma fibra celulósica e cerca de 10 a cerca de 50% em peso de uma fibra de poliéster.
Manta, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a fibra têxtil compreende uma combinação de cerca de 5 a 15% em peso de uma fibra de línter de algodão e cerca de 10 a cerca de 50% em peso de uma fibra de poliéster.
Manta, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo fibras em uma manta termicamente ligada CARACTERIZADA pelo fato de que compreende:
- (a) cerca de 1 a 30% em peso, com base no peso da manta, de uma fibra bicomponente tendo um polímero de núcleo e um polímero de casca, em que o polímero de núcleo tem um ponto de fusão de pelo menos 240 °C e o polímero de casca tem um ponto de fusão de até 115 °C; e a fibra bicomponente tem um diâmetro de cerca de 5 a cerca de 25 μm e um comprimento de cerca de 2 a cerca de 15 mm;
- (b) cerca de 5 a 50% em peso, com base no peso da manta, de uma fibra bi-componente tendo um polímero de núcleo e um polímero de casca, em que o polímero de núcleo tem um ponto de fusão de pelo menos 240 °C e o polímero de casca tem um ponto de fusão de 120 °C a 170 °C; e a fibra bicomponente tem um diâmetro de cerca de 5 a cerca de 25 mícrons e um comprimento de cerca de 2 a cerca de 15 mm; e
- (c) cerca de 10 a 80% em peso com base no peso da manta de uma fibra têxtil; em que a manta tem uma espessura de cerca de 0,25 a cerca de 2 mm, uma solidez de cerca de 5 a cerca de 10%, um peso base de cerca de 45 a cerca de 150 gramas por metro quadrado, um tamanho de poro de cerca de 12 a cerca de 50 mícrons e uma permeabilidade de cerca de 1,5 a cerca de 3 m/s.
Manta, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende cerca de 0,5 a cerca de 5% em peso de um tratamento fluoroquímico C2 a C9, a porcentagem em peso com base na manta, em que a manta é subs-tancialmente livre de uma fibra de vidro.
Manta, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que as fibras têm um tratamento nas fibras de cerca de 0,1 a 5% em peso de um polímero acrílico de fluoroalquila C6.
Manta, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que os polímeros de núcleo da parte (a) e da parte (b) têm um ponto de fusão de 240 °C a cerca de 260 °C.
Manta, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a fibra têxtil compreende cerca de 1 a 50% em peso da manta e compreende uma fibra celulósica ou uma fibra de poliéster, ou uma mistura das mesmas.
Manta, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a fibra têxtil compreende uma combinação de cerca de 5 a 15% em peso de uma fibra de línter de algodão e cerca de 10 a 50% em peso de uma fibra de poliés-ter.
Manta, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende fibras em uma lâmina termicamente ligada, a lâmina substancialmente livre de uma fibra de vidro, a manta compreendendo:
- (a) cerca de 1 a cerca de 15% em peso de uma fibra bicomponente tendo um primeiro polímero de núcleo com um ponto de fusão de 240 °C a 260 °C e um polímero de casca com um ponto de fusão de 100 °C a 115 °C; em que a fibra bicomponente tem um diâmetro de cerca de 10 a cerca de 15 μm e um comprimento de cerca de 0,3 a 0,9 cm;
- (b) cerca de 5 a cerca de 50% em peso de uma fibra bicomponente tendo um polímero de núcleo com um ponto de fusão de 240 °C a 260 °C e um polímero de casca com um ponto de fusão de 120 °C a 160 °C; em que a fibra bicomponente tem um diâmetro de cerca de 10 a 15 mícrons e um comprimento de cerca de 0,3 a 0,9 centímetros;
- (c) uma fibra de línter de algodão; e
- (d) uma fibra de poliéster.
Manta, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA pelo fato de que a fibra de poliéster compreende cerca de 1 a 20% em peso de uma fibra têxtil de poliéster tendo um diâmetro de 7 a 15 μm e cerca de 10 a 50% em peso da fibra de línter de algodão tendo um diâmetro de 15 a 55 μm, e a razão entre os diâmetros da primeira fibra de poliéster e da segunda fibra de poliéster é de cerca de 1:1,2 a 1:5.
Método para produção de uma manta não tecida que compreende uma manta termicamente ligada, como definida na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende:
- (a) formar uma pasta que compreende uma concentração aquosa de sólidos de cerca de 0,005 a cerca de 5% em peso; os sólidos compreendendo cerca de 20 a cerca de 60% em peso de uma fibra bicomponente; cerca de 5 a cerca de 25% em peso de uma fibra têxtil que compreende uma fibra de línter de algodão; e a fibra de algodão tendo um diâmetro menor que cerca de 80 μm e um comprimento de fibra menos que cerca de 4 mm;
- (b) estabelecer contato da pasta com uma tela inclinada para formar uma camada úmida; e
- (c) formar uma manta a partir da camada úmida.
Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a fibra têxtil compreende cerca de 1 a 20% em peso de uma fibra têxtil de poliéster tendo um diâmetro de 7 a 15 μm, e uma fibra de algodão tendo um diâmetro de 15 a 55 μm,
em que a razão entre os diâmetros da primeira fibra de poliéster e da segunda fibra de poliéster é de cerca de 1:1,2 a 1:5.
Pasta aquosa adequada para formar uma manta não tecida, como defi-nida na reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende uma lâmina termicamente ligada que compreende um meio aquoso que compreendendo:
- (a) cerca de 1 a 30% em peso de uma primeira fibra bicomponente tendo um polímero de núcleo e um polímero de casca com um ponto de fusão de até 115 °C; e um diâmetro de cerca de 13 μm no comprimento de fibra de cerca de 0,6 cm;
- (b) cerca de 20 a 50% em peso de uma segunda fibra bicomponente tendo um polímero de núcleo e um polímero de casca com um ponto de fusão de 115 °C a 170 °C; e tendo um diâmetro de fibra de cerca de 13 mícrons e um comprimento de fibra de cerca de 0,6 centímetros;
- (c) cerca de 20 a 50% em peso de uma fibra de poliéster não bicomponente têxtil tendo um diâmetro de fibra de cerca de 10 mícrons e um comprimento de fibra de cerca de 0,6 centímetros tendo um ponto de fusão maior que cerca de 250 graus centígrados;
- (d) cerca de 7.5% em peso de uma fibra de línter de algodão celulósica têxtil tendo um diâmetro de fibra de cerca de 29 mícrons e um comprimento de fibra de cerca de 0,3 centímetros; e
- (e) a manta que compreende um tratamento nas fibras de cerca de 0,5 a 5% em peso de um fluoroquímico C2-6;
em que as porcentagens em peso são baseadas no teor de sólidos e a manta tem uma espessura de cerca de 0,7 milímetros, uma solidez de cerca de 8 por cento, um peso base de cerca de 65 g/m2, um tamanho de poro de cerca de 30 mí-crons e uma permeabilidade de 2 metros por segundo, em que a pasta é substancialmente livre de fibra.