BR112015001823B1

BR112015001823B1 - Processo, e compósito de fibras

Info

Publication number: BR112015001823B1
Application number: BR112015001823-8A
Authority: BR
Inventors: Ralf Klein; John Armstrong Young; Henry Gerard Ardiff; Thomas Tam
Original assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2022-05-31
Also published as: KR20150034800A; TW201408830A; US20140065913A1; US10132006B2; CN104662221A; ES2750474T3; JP6239618B2; CA2879710C; CA2879710A1; BR112015001823A2; EP2877624B1; IL236875B; WO2014058497A3; TWI618824B; MX2015000945A; MX367336B; IN2015DN00573A; WO2014058497A2; JP2015528860A; EP2877624A4

Abstract

PROCESSO, E COMPÓSITO DE FIBRAS. Trata-se de processos para preparar fios de polietileno de ultra alto peso molecular, e fios e artigos produzidos através desses. As superfícies de fios parcialmente orientados são submetidas a um tratamento, que eleva a energia superficial nas superfícies da fibra, e são revestidas com um revestimento protetor imediatamente após o tratamento, a fim de elevar a vida útil do tratamento. Os fios revestidos e tratados são, então, pós-estirados para formar fios altamente orientados.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] Essa invenção se refere a processos para preparar fios de polietileno de ultra-elevado peso molecular ("UHMW PE"), e a fios e artigos produzidos a partir deles.

DESCRIÇÃO DA ARTE RELACIONADA

[0002] Artigos resistentes balísticos, fabricados a partir de materiais compósitos que compreendem fibras sintéticas de alta resistência, são bem conhecidos. Muitos tipos de fibras de alta resistência são conhecidos, e cada tipo de fibra tem suas próprias caraterísticas e propriedades únicas. A este respeito, uma caraterística definidora de uma fibra é a capacidade da fibra para se ligar ou aderir com revestimentos de superfície, tais como revestimentos de resina. Por exemplo, fibras de polietileno de peso molecular ultra-elevado são naturalmente inertes, enquanto que fibras de aramida têm uma superfície de alta energia contendo grupos funcionais polares. Por conseguinte, resinas geralmente exibem uma mais forte afinidade para fibras de aramida, em relação às fibras de UHMW PE inertes. No entanto, sabe-se também geralmente que as fibras sintéticas são naturalmente propensas à acumulação de eletricidade estática e, portanto, requerem normalmente a aplicação de um acabamento superficial de fibra, a fim de facilitar o processamento posterior em compósitos úteis.

[0003] Acabamentos de fibra são utilizados para reduzir o acúmulo de estática e, no caso das fibras sem torção e não- entrelaçadas, para ajudar na manutenção da coesão das fibras e prevenção de embaraço das fibras. Acabamentos também lubrificam a superfície da fibra, protegendo a fibra contra o equipamento e protegendo o equipamento contra a fibra.

[0004] A arte ensina muitos tipos de acabamentos de superfície de fibra para uso em diversos setores. Veja, por exemplo, as Patentes dos EUA 5275625, 5443896, 5478648, 5520705, 5674615, 6365065, 6426142, 6712988, 6770231, 6908579 e 7021349, que ensinam composições de acabamento de fiação de fibras fiadas. No entanto, acabamentos típicos de superfície de fibra não são universalmente desejáveis. Uma razão notável é porque um acabamento da superfície da fibra pode interferir com a adesão interfacial ou ligação de materiais ligantes poliméricos nas superfícies da fibra, incluindo superfícies de fibras de aramida. Uma forte adesão de materiais ligantes poliméricos é importante na confecção de tecidos resistentes balísticos, especialmente compostos não tecidos, tais como compósitos de não-tecidos SPECTRA SHIELD® produzidos pela Honeywell International Inc. de Morristown, New Jersey. Aderência insuficiente de materiais ligantes poliméricos sobre as superfícies de fibra pode reduzir a força de ligação entre fibras e a força de ligação entre fibras e aglomerante e, assim, fazer com que fibras unidas se soltem umas das outras e/ou fazer com que o aglomerante seja delaminado das superfícies da fibra. Um problema de adesão semelhante também é reconhecido, quando se tenta aplicar composições poliméricas de proteção sobre os tecidos. Isto afeta negativamente as propriedades de resistência balística (desempenho anti- balístico) de tais compostos e pode resultar em falhas catastróficas do produto.

[0005] Sabe-se dos Pedidos norte-americanos Copendentes Números de Série 61/531.233; 61/531.255; 61/531.268; 61/531.302; 61/531.323; 61/566.295 e 61/566.320, cada um dos quais sendo aqui incorporado por referência, que a resistência da ligação de um material aplicado sobre uma fibra é melhorada, quando ele é ligado diretamente com as superficies de fibra, em vez de ser aplicado em cima de um revestimento de fibra. Essa aplicação direta é ativada através da remoção, pelo menos parcial, do acabamento da superficie de fibras pré-existente das fibras, antes de aplicar o material, tal como um material ligante polimérico, sobre as fibras e antes de unir as fibras, como camadas ou tecidos de fibras.

[0006] É também conhecido, a partir dos Pedidos Copendentes acima, que as superficies de fibra podem ser tratadas com vários tratamentos de superficie, tais como um tratamento com plasma ou um tratamento Corona, para aumentar a energia superficial nas superficies de fibra e, assim, melhorar a capacidade de um material para se unir à superficie da fibra. Os tratamentos de superficie são particularmente eficazes, quando realizados diretamente sobre superficies expostas de fibras, em vez de por cima de um acabamento de fibra. A remoção do acabamento e tratamento de superficie combinados reduz a tendência das fibras à delaminação umas das outras e/ou à delaminação dos revestimentos de superficie de fibra, quando empregada dentro de um compósito resistente balistico. No entanto, os efeitos de tais tratamentos de superficie são conhecidos por terem um prazo de validade. Ao longo do tempo, a energia superficial adicionada decai e, finalmente, a superficie tratada retorna a seu nivel de adesão original. Este decaimento do tratamento é particularmente importante, quando fibras tratadas não forem imediatamente convertidas em materiais compósitos, mas são armazenadas para uso futuro. Portanto, existe a necessidade na arte de um método para preservar o tratamento de superficie e, assim, aumentar a vida útil das fibras tratadas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] A invenção proporciona um processo, que compreende: a) fornecer uma ou mais fibras parcialmente orientadas, cada uma das referidas fibras parcialmente orientadas tendo superficies, que são substancialmente cobertas por um acabamento de superficie das fibras; b) remover pelo menos uma porção do acabamento superficial de fibra a partir das superficies de fibra, para expor, pelo menos parcialmente, as superficies de fibra subj acentes; c) tratar as superficies de fibra expostas sob condições eficazes para aumentar a energia superficial das superficies de fibra; d) aplicar um revestimento protetor sobre pelo menos uma porção das superficies de fibra tratadas, para formar, assim, fibras revestidas e tratadas; e e) fazer passar as fibras revestidas e tratadas através dos um ou mais secadores, para secar o revestimento sobre as fibras revestidas e tratadas, enquanto que alongando, ao mesmo tempo, as fibras revestidas e tratadas, conforme elas se deslocam através dos um ou mais secadores, formando assim fibras altamente orientadas tendo uma tenacidade superior a 27 g/denier.

[0008] A invenção também fornece um processo que compreende: a) fornecer uma ou mais fibras parcialmente orientadas, cada uma das referidas fibras parcialmente orientadas tendo pelo menos algumas áreas de superficie expostas, que são pelo menos parcialmente isentas de um acabamento superficial de fibra; b) tratar as superficies de fibra expostas sob condições eficazes para aumentar a energia superficial das superficies de fibra; c) aplicar um revestimento protetor em pelo menos uma porção das superficies de fibra tratadas, para formar, assim, fibras revestidas e tratadas; e d) fazer passar as fibras revestidas e tratadas através dos um ou mais secadores, para secar o revestimento sobre as fibras revestidas e tratadas, enquanto que alongando, ao mesmo tempo, as fibras revestidas e tratadas, conforme elas se deslocam através dos um ou mais secadores, formando assim fibras altamente orientadas tendo uma tenacidade superior a 27 g/denier.

[0009] A invenção proporciona ainda um processo, que compreende: a) fornecer uma ou mais fibras tratadas parcialmente orientadas, em que as referidas fibras parcialmente orientadas têm uma tenacidade de pelo menos cerca de 18 g/denier até cerca de 27 g/denier, em que as superficies das referidas fibras tratadas parcialmente orientadas foram tratadas sob condições eficazes para aumentar a energia superficial das superficies de fibra; b) aplicar um revestimento protetor sobre pelo menos uma porção das superficies de fibra tratadas, para formar, assim, fibras revestidas e tratadas, em que o revestimento protetor é aplicado sobre as superficies de fibra tratadas, imediatamente após o tratamento que aumenta a energia de superfície das superficies de fibras; e c) fazer passar as fibras revestidas e tratadas através dos um ou mais secadores, para secar o revestimento sobre as fibras revestidas e tratadas, enquanto que alongando, ao mesmo tempo, as fibras revestidas e tratadas, conforme elas se deslocam através dos um ou mais secadores, formando assim fibras altamente orientadas tendo uma tenacidade superior a 27 g/denier.

[00010] Também são fornecidos compósitos fibrosos produzidos a partir dos referidos processos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00011] A Figura 1 ilustra um exemplo de um processo de pós- estiramento utilizando um aparelho de aquecimento, que incorpora uma série de fornos dispostos horizontalmente com rolos de estiramento externos aos fornos.

[00012] A Figura 2 ilustra um exemplo de um processo de pós- estiramento utilizando um aparelho de aquecimento que incorpora um único forno com rolos de estiramento internos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00013] Um processo é fornecido para o tratamento e revestimento de fibras parcialmente orientadas, que são subsequentemente estiradas para produzir fibras altamente orientadas. Tal como aqui utilizado, fibras "parcialmente orientadas", de maneira alternativa referidas como fios parcialmente orientados, são fibras (ou fios) que foram submetidos a uma ou mais etapas de estiramento, que resultaram na fabricação de fibras com uma tenacidade de pelo menos cerca de 18 g/denier até cerca de 27 g/denier. Um processo desejável para a produção de fibras altamente orientadas a partir de fibras parcialmente orientadas se encontra descrito nas publicações dos Pedidos de Patente dos EUA comumente possuidas 2011/0266710 e 2011/0269359, que são aqui incorporadas por referência na medida compatível com o presente documento. Conforme descrito nas referidas publicações, uma fibra "parcialmente orientada" (de maneira alternativa, "fio parcialmente orientado") distingue-se de uma fibra (fio) "altamente orientada", em que uma fibra altamente orientada é produzida a partir de uma fibra parcialmente orientada, sujeitando a fibra parcialmente orientada a uma operação de pós-estiramento, para aumentar, assim, a tenacidade da fibra. No contexto da presente invenção, uma fibra (fio) altamente orientada tem uma tenacidade de fibra superior a 27 g/denier. Tal como aqui utilizado, o termo "tenacidade" se refere à tensão à tração, expressa como força (gramas) por densidade linear unitária (denier) de um corpo de prova não fracionado, e é medida pela norma ASTM D2256. O "módulo inicial" de uma fibra é a propriedade de um material representativo de sua resistência à deformação. O termo "módulo de elasticidade" se refere à relação entre a alteração na tenacidade, expressa em gramas-força por denier (g/d), e a alteração na deformação, expressa como uma fração do comprimento da fibra original (pol/pol).

[00014] De acordo com a presente invenção, é proporcionado um processo, em que fibras parcialmente orientadas são primeiro tratadas para remover pelo menos uma porção de um acabamento de superficie da fibra a partir das superficies da fibra, para expor, pelo menos parcialmente, as superficies de fibra subjacentes, seguido por tratamento das superficies de fibra expostas sob condições eficazes para aumentar a energia superficial das superficies da fibra, seguido por revestimento das fibras tratadas com um revestimento protetor. Depois do revestimento protetor ser aplicado, as fibras revestidas e tratadas são submetidas a uma operação de pós-estiramento, onde as fibras são estiradas simultaneamente com a secagem do revestimento protetor, para formar uma fibra altamente orientada.

[00015] Para definir melhor o invento, uma "fibra" é um corpo alongado, cuja dimensão de comprimento é muito maior do que as dimensões transversais de largura e espessura.

[00016] As seções transversais de fibras para utilização na presente invenção podem variar amplamente, e elas podem ser circulares, oblongas ou planas em seção transversal. Assim, o termo "fibra" inclui filamentos, fitas, tiras e semelhantes tendo uma seção transversal regular ou irregular, mas é preferível que as fibras tenham uma seção transversal substancialmente circular. Tal como aqui utilizado, o termo "fio" é definido como um cordão simples, que consiste de fibras múltiplas. Uma única fibra pode ser formada a partir de apenas um filamento ou a partir de vários filamentos. Uma fibra formada a partir de apenas um filamento é aqui referida como uma fibra de "único filamento" ou uma fibra de "monofilamento", e uma fibra formada a partir de uma pluralidade de filamentos é aqui referida como uma fibra de "multifilamento".

[00017] Um acabamento de superfície de fibra é normalmente aplicado a todas as fibras para facilitar sua processabilidade. Para permitir o tratamento direto com plasma ou Corona das superficies de fibra, é necessário que os acabamentos existentes da superfície de fibra sejam pelo menos parcialmente removidos das superficies da fibra e, de preferência, substancialmente completamente removidos de todas ou parte das superficies da fibra, de parte ou de todas as fibras componentes, que vão formar um compósito de fibras. Essa remoção do acabamento de fibra também irá servir para melhorar o atrito entre fibras e para permitir a ligação direta de resinas ou materiais ligantes poliméricos nas superficies de fibra, aumentando assim a resistência da ligação entre fibra e revestimento.

[00018] A etapa de lavagem das fibras ou, de outro modo, remoção do acabamento de fibra removerá uma quantidade suficiente do acabamento de fibra, de modo que pelo menos parte da superficie de fibras subjacente seja exposta, embora se deva esperar diferentes condições de remoção para remover quantidades diferentes do acabamento. Por exemplo, fatores, tais como a composição do agente de lavagem (por exemplo, água), atributos mecânicos da técnica de lavagem (por exemplo, a força da água contatando a fibra; agitação de um banho de lavagem etc.), irão afetar a quantidade de acabamento que é removida. Para os presentes fins, uma quantidade minima de processamento para obter uma remoção minima do acabamento de fibra geralmente irá expor, pelo menos, 10% da área da superficie das fibras. De preferência, o acabamento superficial de fibra é removido de tal forma, que as fibras sejam predominantemente isentas de um acabamento de superficie de fibra. Tal como aqui utilizado, as fibras, que são "essencialmente isentas" de um acabamento superficial de fibra, são fibras que têm pelo menos 50% em peso do seu revestimento removido, mais preferivelmente, pelo menos cerca de 75% em peso do seu acabamento removido. É ainda mais preferido que as fibras sejam substancialmente isentas de um acabamento de superficie de fibra. Fibras, que são "substancialmente isentas de um acabamento de fibra, são fibras que tiveram pelo menos cerca de 90% em peso do seu acabamento removido e, mais preferivelmente, pelo menos cerca de 95% em peso do seu acabamento removido, expondo, assim, pelo menos cerca de 90% ou pelo menos cerca de 95% da área de superficie da fibra, que foi previamente coberta pelo acabamento superficial de fibra. Mais preferencialmente, qualquer acabamento residual irá estar presente numa quantidade de menos que ou igual a cerca de 0,5% em peso, com base no peso da fibra, mais o peso do acabamento, de preferência inferior ou igual a cerca de 0,4% em peso, mais de preferência, inferior ou igual a cerca de 0,3% em peso, mais preferencialmente, inferior ou igual a cerca de 0,2% em peso e, mais preferencialmente, inferior ou igual a cerca de 0,1%) em peso, com base no peso da fibra, mais o peso do acabamento.

[00019] Dependendo da tensão de superficie da composição de acabamento de fibra, um acabamento pode apresentar uma tendência para se distribuir sobre a superficie da fibra, mesmo que uma quantidade substancial do acabamento seja removida. Assim, uma fibra, que é predominantemente isenta de um acabamento de superficie de fibra, pode ainda ter uma porção de sua superficie coberta por uma camada muito fina do acabamento da fibra. No entanto, esse acabamento de fibra restante irá normalmente existir como manchas residuais de acabamento, em vez de um revestimento continuo. Assim, uma fibra tendo superficies, que são predominantemente isentas de um acabamento de superficie de fibra, de preferência, tem a sua superficie, pelo menos parcialmente, exposta e não coberta por um acabamento de fibra, onde, de preferência, menos que 50% da área superficial da fibra está coberta por um acabamento de superficie de fibra. Sempre que a remoção do acabamento de fibra resultar em menos de 50% da área de superfície da fibra a ser coberta por um acabamento superficial de fibra, o material de revestimento protetor, deste modo, estará em contato direto com mais de 50% da área da superfície das fibras.

[00020] É mais preferido que o acabamento de superfície de fibra seja substancialmente completamente removido das fibras, e que as superfícies de fibra sejam substancialmente completamente expostas. A este respeito, uma remoção substancialmente completa do acabamento da superfície de fibra é a remoção de pelo menos cerca de 95%, mais preferivelmente, pelo menos cerca de 97,5% e, mais preferivelmente, pelo menos cerca de 99,0% de remoção do acabamento de superfície de fibra, e em que a superfície da fibra fique pelo menos cerca de 95% exposta, mais preferivelmente, pelo menos cerca de 97,5% exposta e, mais preferivelmente, pelo menos cerca de 99,0% exposta. Idealmente, 100% do acabamento superficial de fibra é removido, expondo assim 100% da área da superfície das fibras. Após a remoção do acabamento de superfície de fibra, é também preferível que as fibras sejam limpas de quaisquer partículas de acabamento removido, antes da aplicação de um material ligante polimérico, resina ou outro adsorbato sobre as superfícies expostas de fibras. Como o processamento das fibras para obter uma remoção mínima de acabamento de fibra irá geralmente expor, pelo menos, cerca de 10% da área de superfície da fibra, uma fibra comparável, que não foi de modo semelhante lavada ou tratada para remover pelo menos uma porção do acabamento de fibra, terá menos de 10% da área da superfície da fibra exposta, com zero por cento de exposição de superfície, ou substancialmente nenhuma exposição de superfície das fibras.

[00021] Qualquer método convencionalmente conhecido para remover acabamentos de superficie de fibra é útil no contexto do presente invento, incluindo meios de técnicas mecânicas e quimicas. O método necessário é geralmente dependente da composição do acabamento. Por exemplo, na forma de realização preferida da invenção, as fibras são revestidas com um acabamento, que é capaz de ser removido por lavagem apenas com água. Normalmente, um acabamento de fibra irá compreender uma combinação de um ou mais lubrificantes, um ou mais agentes emulsionantes não iônicos (tensoativos) , um ou mais agentes anti-estáticos, um ou mais agentes umectantes e coesivos, e um ou mais compostos antimicrobianos. As formulações de acabamento aqui preferidas podem ser removidas por lavagem apenas com água. Meios mecânicos podem ser também empregados em conjunto com um agente quimico para melhorar a eficiência da remoção de produto quimico. Por exemplo, a eficiência da remoção de acabamento utilizando água desionizada pode ser aumentada, através da manipulação da força, velocidade de direção, etc., do processo de aplicação de água.

[00022] Mais preferencialmente, as fibras são lavadas e/ou enxaguadas com água, de preferência, usando água desionizada, com secagem opcional das fibras após a lavagem, sem o uso de quaisquer outros produtos quimicos. Em outras formas de realização, em que o acabamento não seja solúvel em água, o acabamento pode ser removido ou lavado com, por exemplo, um produto de limpeza abrasivo, solvente quimico ou aspirador de enzima. Por exemplo, as patentes norte-americanas 5.573.850 e 5.601.775, que são aqui incorporadas por referência, ensinam a passagem de fios através de um banho contendo um agente tensoativo não-iônico (HOSTAPUR® CX, comercialmente fornecido pela Clariant Corporation de Charlotte, Carolina do Norte), fosfato trissódico e hidróxido de sódio, seguido por enxágue das fibras. Outros agentes quimicos úteis incluem, não exclusivamente, álcoois, tais como metanol, etanol e 2- propanol; hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, tais como ciclo-hexano e tolueno; solventes clorados, tais como di- clorometano e de tri-clorometano. Lavar as fibras também irá remover quaisquer outros contaminantes da superficie, permitindo um contato mais intimo entre a fibra e resina ou outro material de revestimento.

[00023] Os meios preferidos utilizados para limpar as fibras com água não se destinam a ser limitativos, exceto quanto à capacidade de remover substancialmente o acabamento superficial de fibra das fibras. Num método preferido, a remoção do acabamento é realizado por um processo, que compreende a passagem de uma teia ou matriz continua de fibras geralmente paralelas através de bicos de água sob pressão para lavar (ou enxaguar) e/ou remover fisicamente o acabamento das fibras. As fibras podem ser, opcionalmente, pré-embebidas em um banho de água, antes de passar as fibras através dos referidos bicos de água sob pressão, e/ou embebidas depois de passar as fibras através dos bicos de água sob pressão, e também podem ser opcionalmente enxaguadas após qualquer uma das referidas etapas de imersão opcionais, passando as fibras através de bicos adicionais de água sob pressão. As fibras lavadas/ impregnadas/ enxaguadas são, de preferência, também secas, após a lavagem/ imersão/ enxague ser concluido. O equipamento e meios utilizados para a lavagem das fibras não se destina a ser limitativo, exceto que ele deve ser capaz de lavar fibras multifilamento/ fios multifilamento individuais, em vez de tecidos, isto é, antes delas serem tecidas ou formadas em camadas ou folhas de fibras não-tecidas.

[00024] Após o acabamento superficial de fibra ser removido para o grau desejado (e seco, se necessário) , as fibras são submetidas a um tratamento, que é eficaz para aumentar a energia superficial das superficies da fibra. Tratamentos úteis incluem, não exclusivamente, tratamento Corona, tratamento com plasma, tratamento com ozônio, ataque ácido, tratamento com luz ultravioleta (UV) ou qualquer outro tratamento, que seja capaz de produzir envelhecimento ou deterioração ao longo do tempo. Também foi reconhecido que a aplicação de um revestimento protetor sobre as fibras, após a remoção do acabamento de superficie de fibra, é benéfica para as fibras, mesmo que elas não tenham sido tratadas, subsequentemente, ou se as superficies de fibra expostas forem tratadas com um tratamento, que não altere a energia da superficie da fibra. Isso ocorre, por ser de conhecimento geral que as fibras sintéticas são naturalmente propensas à formação de estática e precisam de alguma forma de lubrificação para manter a coesão da fibra. O revestimento protetor proporciona uma lubrificação suficiente para a superficie da fibra, protegendo, assim, a fibra contra o equipamento e protegendo o equipamento contra a fibra. Além disso, ele reduz o acúmulo de estática e facilita ainda mais a transformação em compósitos úteis. Por conseguinte, os tratamentos de superficie de fibra, que não alteram a energia de superficie das fibras e não têm nenhum risco de deterioração do tratamento, estão também dentro do âmbito da invenção, uma vez que o revestimento protetor tem inúmeras vantagens.

[00025] Mais preferencialmente, no entanto, as fibras são tratadas com um tratamento eficaz, para aumentar a energia superficial das superficies da fibra, e os tratamentos mais preferidos são tratamento com plasma e tratamento Corona. Tanto um tratamento com plasma, como um tratamento Corona, irão modificar as fibras nas superficies de fibra, aumentando assim a ligação de um revestimento protetor subsequentemente aplicado sobre as superficies de fibra. A remoção do acabamento de fibra permite que estes processos adicionais atuem diretamente sobre a superficie da fibra, e não sobre o acabamento superficial de fibra ou sobre os contaminantes da superficie. 0 tratamento com plasma e tratamento Corona são, cada qual, particularmente desejáveis para otimizar a interação entre os revestimentos superficiais de fibras e de fibras a granel, para melhorar a ancoragem do revestimento protetor e revestimentos de ligante polimérico/ resinoso (matriz polimérica/ resinosa) depois aplicados nas superficie das fibras.

[00026] Tratamento Corona é um processo, em que as fibras, normalmente numa teia ou em uma matriz continua de fibras, são passadas através de uma estação de descarga de Corona, passando, assim, as fibras através de uma série de descargas elétricas de alta tensão, que aumentar a energia superficial das superficies de fibra. Além de aumentar a energia superficial das superficies da fibra, um tratamento Corona também pode corroer e encrespar a superficie da fibra, tal como por queima de pequenas valas ou buracos na superficie da fibra, e pode também introduzir grupos funcionais polares na superficie, por meio de oxidação parcial da superficie da fibra. Quando as fibras tratadas com Corona forem oxidáveis, a extensão da oxidação é dependente de fatores, como energia, tensão e frequência do tratamento Corona. O tempo de permanência no interior do campo de descarga de Corona é também um fator, e este pode ser manipulado por design de tratamento Corona ou pela velocidade da linha do processo. Unidades de tratamento Corona adequadas são fornecidas, por exemplo, pela Enercon Industries Corp., Menomonee Falls, Wis., pela Sherman Treaters Ltd, Thame, Oxon., Reino Unido, ou pela Softal Corona & Plasma GmbH & Co, em Hamburgo, Alemanha.

[00027] Numa forma de realização preferida, as fibras são submetidas a um tratamento Corona de cerca de 2 Watts/pés2/min a cerca de 100 Watts/pés2/min, mais preferivelmente, de cerca de 5 Watts/pés2/min a cerca de 50 Watts/pés2/min e, mais preferivelmente, de cerca de 20 Watts/pés2/min a cerca de 50 Watts/pés2/min. Tratamentos Corona com energia mais baixa de cerca de 1 Watt/pés2/min a cerca de 5 watts/pés2/min, também são úteis, mas podem ser menos eficazes.

[00028] Em um tratamento com plasma, as fibras são passadas através de uma atmosfera ionizada numa câmara, que é preenchida com um gás inerte ou não-inerte, tais como oxigênio, argônio, hélio, amónia, ou outro gás inerte ou não-inerte adequado, incluindo combinações dos gases acima, para assim contatar as fibras com uma combinação de moléculas neutras, ions, radicais livres, assim como luz ultravioleta. Nas superficies de fibra, colisões das superficies com partículas carregadas (ions) resultam na transferência de energia cinética e na troca de elétrons etc., aumentando assim a energia de superficie das superficies de fibra. As colisões entre as superficies e os radicais livres irão resultar em rearranjos quimicos semelhantes. As alterações quimicas no substrato de fibras também são causadas por bombardeamento da superficie da fibra por luz ultravioleta, que é emitida pelos átomos excitados e por moléculas de relaxamento para reduzir estados. Como resultado destas interações, o tratamento com plasma pode modificar, tanto a estrutura quimica da fibra, como a topografia das superficies da fibra. Por exemplo, como o tratamento Corona, um tratamento com plasma pode também adicionar polaridade para a superficie da fibra e/ou oxidar porções da superficie de fibra. 0 tratamento com plasma pode também servir para reduzir o ângulo de contato da fibra, aumentar a densidade de reticulação da superficie da fibra, aumentando assim a dureza, ponto de fusão e a fixação de massa de revestimentos subsequentes, e pode adicionar uma funcionalidade quimica à superficie da fibra e, potencialmente, produzir ablação da superficie das fibras. Estes efeitos são, da mesma forma, dependentes da quimica da fibra, e também são dependentes do tipo de plasma utilizado.

[00029] A seleção do gás é importante para o tratamento de superficie desejado, porque a estrutura quimica da superficie é modificada de forma diferente, utilizando diferentes gases de plasma. Tal poderia ser determinado por um perito na arte. Sabe-se, por exemplo, que funcionalidades de amina podem ser introduzidas a uma superficie de fibra, utilizando plasma de amoniaco, enquanto que grupos carboxila e hidroxila podem ser introduzidos por uso de plasma de oxigênio. Por conseguinte, a atmosfera reativa pode compreender um ou mais dentre argônio, hélio, oxigênio, azoto, amónia, e/ou outro gás conhecido por ser adequado para o tratamento com plasma de tecidos. A atmosfera reativa pode compreender um ou mais desses gases na forma atômica, iônica, molecular, ou de radical livre. Por exemplo, em um processo continuo preferido da invenção, uma teia ou uma matriz continua de fibras é passada através de uma atmosfera reativa controlada que compreende, preferencialmente, átomos de argônio, moléculas de oxigênio, ions de argônio, ions de oxigênio, radicais livres de oxigênio, bem como outras espécies residuais. Numa forma de realização preferida, a atmosfera reativa compreende argônio e oxigênio, em concentrações de cerca de 90% a cerca de 95% de argônio e de cerca de 5% a cerca de 10% de oxigênio, com concentrações de 90/10 ou 95/5 de argônio/ oxigênio sendo preferidas. Numa outra forma de realização preferida, a atmosfera reativa compreende hélio e oxigênio em concentrações de cerca de 90% a cerca de 95% de hélio e de cerca de 5% a cerca de 10% de oxigênio, com concentrações de 90/10 ou 95/5 de hélio/ oxigênio sendo preferidas. Outra atmosfera reativa útil é uma atmosfera isenta de gás, ou seja, ar ambiente compreendendo cerca de 7 9% de azoto, cerca de 20% de oxigênio e pequenas quantidades de outros gases, o que também é útil, até certo ponto, para o tratamento Corona.

[00030] Um tratamento com plasma difere de um tratamento Corona, principalmente em que um tratamento com plasma é realizado em uma atmosfera controlada de gases reativos, enquanto que no tratamento Corona, a atmosfera reativa é composta de ar. A atmosfera no dispositivo de tratamento com plasma pode ser facilmente controlada e mantida, permitindo que a polaridade da superficie seja alcançada de uma maneira mais flexivel e controlável, do que no tratamento Corona. A descarga elétrica é por energia de rádio frequência (RF), que dissocia o gás em elétrons, ions, radicais livres e produtos metaestáveis. Os elétrons e radicais livres criados no plasma colidem contra a superficie da fibra, contendo ligações covalentes e criando radicais livres na superficie da fibra. Num processo descontinuo, após uma temperatura ou tempo de reação determinado, o gás de processo e energia RF são desligados, e os gases restantes e outros subprodutos são removidos. Num processo continuo, que é aqui preferido, uma teia ou uma matriz continua de fibras é passada através de uma atmosfera reativa controlada, compreendendo átomos, moléculas, ions e/ou radicais livres dos gases reativos selecionados, bem como de outros elementos residuais. A atmosfera reativa é constantemente gerada e alimentada, provavelmente atingindo uma composição de estado estacionário, e não é desligada ou apagada até a máquina de plasma ser parada.

[00031] 0 tratamento com plasma pode ser realizado, utilizando qualquer máquina de tratamento com plasma comercialmente disponivel, tais como máquinas de tratamento com plasma fornecidas pela Softal Corona & Plasma GmbH & Co de Hamburgo, Alemanha; 4th State, Inc. de Belmont Califórnia; Plasmatreat US LP de Elgin Illinois; Enercon Surface Treating Systems of Milwaukee, Wisconsin. Tratamento com plasma pode ser realizado numa câmara mantida a vácuo ou numa câmara mantida em condições atmosféricas. Quando sistemas atmosféricos são usados, uma câmara totalmente fechada não é obrigatória. Tratamento com Plasma ou tratamento Corona das fibras em um ambiente sem vácuo, isto é, numa câmara que não é mantida a um vácuo total ou parcial, pode aumentar o potencial de degradação da fibra. Isto é porque a concentração das espécies reativas é proporcional à pressão de tratamento. Este aumento do potencial para degradação da fibra pode ser neutralizado, através da redução do tempo de permanência na câmara de tratamento. Tratar fibras a vácuo resulta na necessidade de longos tempos de permanência de tratamento. Isto, indesejavelmente, provoca uma perda tipica de propriedades de resistência da fibra, tal como tenacidade da fibra, de aproximadamente 15% a 20%. A agressividade dos tratamentos pode ser reduzida, através da redução do fluxo de energia do tratamento, mas isto sacrifica a eficácia dos tratamentos em reforçar a ligação de revestimentos sobre as fibras. No entanto, quando da realização dos tratamentos de fibra após a remoção, pelo menos parcial, do acabamento da fibra, a perda de tenacidade da fibra é inferior a 5%, normalmente inferior a 2% ou inferior a 1%, muitas vezes sem nenhuma perda de todo e, em alguns casos, as propriedades de resistência da fibra realmente aumentam, o que é devido ao aumento da densidade de reticulação da fibra polimérica, devido ao tratamento direto das superficies da fibra. Ao realizar os tratamentos da fibra após a remoção, pelo menos parcial, do acabamento da fibra, os tratamentos são muito mais eficazes e podem ser realizados em ambientes menos agressivos sem vácuo, a vários niveis de fluxo de energia, sem sacrificar o reforço de ligação do revestimento. Nas formas de realização mais preferidas da invenção, as fibras de alta tenacidade são submetidas a um tratamento com plasma ou a um tratamento Corona em uma câmara mantida a cerca da pressão atmosférica ou acima da pressão atmosférica. Como um beneficio secundário, tratamento com plasma sob pressão atmosférica permite o tratamento de mais do que uma fibra de cada vez, enquanto que o tratamento a vácuo está limitado ao tratamento de uma fibra de cada vez.

[00032] Um processo de tratamento com plasma preferido é conduzido a cerca da pressão atmosférica, isto é, 1 atm (760 mm Hg (760 torr)), com uma temperatura de câmara de cerca da temperatura ambiente (70°F - 72°F). A temperatura no interior da câmara de plasma pode ser potencialmente alterada, devido ao processo de tratamento, mas a temperatura geralmente não é arrefecida ou aquecida de forma independente durante o tratamento, e não se crê que ela afete o tratamento das fibras, já que elas passam rapidamente através do tratador de plasma. A temperatura entre os eletrodos de plasma e a teia de fibras é normalmente de aproximadamente 100°C. 0 processo de tratamento com plasma é realizado dentro de um tratador de plasma, que tem de preferência uma configuração de energia de RF controlável. Ajustes de energia de RF são geralmente dependentes das dimensões do dispositivo de tratamento com plasma e, portanto, irão variar. A energia do tratador de plasma é distribuída sobre a largura da zona de tratamento com plasma (ou o comprimento dos eletrodos) e essa energia também é distribuída ao longo do comprimento do substrato ou teia de fibra a uma velocidade, que é inversamente proporcional à velocidade de linha, em que a teia de fibra passa através da atmosfera reativa do dispositivo de tratamento com plasma. Essa energia por unidade de área por unidade de tempo (watts por pé quadrado por minuto ou W/pé2/min) ou fluxo de energia, é uma maneira útil para comparar os níveis de tratamento. Valores eficazes para o fluxo de energia são, preferencialmente, de cerca de 0,5 W/pé2/min a cerca de 200 W/pé2/min, mais preferivelmente, de cerca de 1 W/pé2/min a cerca de 100 W/pé2/min, ainda mais preferencialmente, de cerca de 1 W/pé2/min a cerca de 80 W/pé2/min, ainda mais preferivelmente, de cerca de 2 W/pé2/min a cerca de 40 W/pé2/min e, mais preferivelmente, de cerca de 2 W/pé2/min a cerca de 20 W/pé2/min.

[00033] Como um exemplo, quando se utiliza um tratador de plasma tendo uma zona de tratamento relativamente estreita de 30 polegadas (76,2 cm) definida na pressão atmosférica, o processo de tratamento com plasma é, de preferência, conduzido a um ajuste de energia de RF de cerca de 0,5 kW a cerca de 3,5 kW, mais preferivelmente, de cerca de 1,0 kW a cerca de 3,05 kW e, mais preferivelmente, é realizada com energia de RF definida a 2,0 kW. A vazão total de gás para um tratador de plasma desta dimensão é, de preferência, de cerca de 16 litros/min, mas isto não tem a intenção de ser estritamente limitativo. Unidades de tratamento com plasma maiores são capazes de configurações de energia de RF mais altas, como 10kW, 12kW ou até maior, e com taxas de fluxo de gás mais elevadas em relação aos menores tratadores de plasma.

[00034] Como a taxa de fluxo total de gás é distribuída sobre a largura da zona de tratamento com plasma, um fluxo de gás adicional pode ser necessário, com aumentos no comprimento/ largura da zona de tratamento com plasma do dispositivo de tratamento com plasma. Por exemplo, um tratador de plasma tendo uma largura da zona de tratamento de 2x pode necessitar duas vezes mais fluxo de gás, em comparação com um tratador de plasma tendo uma largura da zona de tratamento de lx. O tempo de tratamento com plasma (ou tempo de permanência) da fibra é também relativo às dimensões do dispositivo de tratamento com plasma empregado, e não se destina a ser estritamente limitativo. Em um sistema atmosférico preferido, as fibras são expostas ao tratamento com plasma com um tempo de permanência de cerca de h segundo a cerca de três segundos, com um tempo de permanência médio de cerca de 2 segundos. Uma medida mais apropriada da presente exposição é a quantidade de tratamento com plasma, em termos de energia RF aplicada à fibra por unidade de área, ao longo do tempo, também chamado de fluxo de energia.

[00035] Seguindo o tratamento, que aumenta a energia superficial das superficies da fibra, um revestimento protetor é aplicado sobre pelo menos uma porção das superficies da fibra tratada, para, assim, formar fibras revestidas e tratadas. O revestimento das superficies de fibra tratadas imediatamente após o tratamento de superficie é o mais preferido, porque ele irá causar a menor perturbação ao processo de fabricação de fibra e irá deixar a fibra em um estado alterado e desprotegido pelo menor periodo de tempo. Mais importante ainda, devido ao fato de ser conhecido que os tratamentos elevadores de energia de superficie se deterioram ou envelhecem ao longo do tempo, e que as fibras finalmente retornam a seu nivel de energia da superficie original, não tratada, a aplicação de um revestimento de polimero ou resina sobre as fibras tratadas, após o tratamento de superficie, foi verificado ser eficaz para manter o nivel de energia melhorada resultante dos tratamentos de fibra. Mais preferencialmente, o revestimento protetor é aplicado sobre pelo menos uma porção das superficies de fibra tratadas imediatamente após o tratamento, que aumenta a energia de superficie das superficies de fibras, para deixar as fibras num estado tratado e não revestido por um periodo de tempo mais curto possivel, para minimizar o decaimento de energia da superficie.

[00036] Um revestimento protetor pode ser qualquer sólido, liquido ou gás, incluindo qualquer monômero, oligômero, polimero ou resina, e quaisquer polimeros orgânicos ou inorgânicos e resinas.

[00037] O revestimento protetor pode compreender qualquer polimero ou resina, que é tradicionalmente usado na arte de compósitos resistentes balisticos, como uma matriz polimérica ou material ligante polimérico, mas o revestimento protetor é aplicado a fibras individuais, e não a camadas de tecido ou folhas de fibra, e é aplicado em pequenas quantidades, ou seja, menos do que cerca de 5% em peso, com base no peso da fibra, mais o peso do revestimento protetor. Mais preferencialmente, o revestimento protetor compreende cerca de 3% em peso ou menos com base no peso da fibra, mais o peso do revestimento protetor, ainda mais preferencialmente, cerca de 2,5% em peso ou menos, ainda mais preferivelmente, cerca de 2,0% em peso ou menos, ainda mais preferencialmente, cerca de 1,5% em peso ou menos e, mais preferivelmente, o revestimento protetor compreende cerca de 1,0% por peso ou menos com base no peso da fibra, mais o peso do revestimento protetor.

[00038] Polimeros de revestimento protetor adequados incluem, não exclusivamente, baixo módulo, materiais elastoméricos e módulo elevado, materiais rigidos, porém, mais preferivelmente, o revestimento protetor compreende um polimero termoplástico, especialmente um material de baixo módulo elastomérico. Para os fins deste invento, um material de baixo módulo elastomérico tem um módulo de elasticidade medido em cerca de 6000 psi (41,4 MPa) ou menos, de acordo com procedimentos de teste da ASTM D638. Um material elastomérico de baixo módulo tem, de preferência, um módulo de elasticidade de cerca de 4000 psi (27,6 MPa) ou menos, mais preferivelmente, de cerca de 2400 psi (16,5 MPa) ou menos, ainda mais preferivelmente, de 1200 psi (8,23 MPa) ou menos e, mais preferencialmente é de cerca de 500 psi (3,45 MPa) ou menos. A temperatura de transição vitrea (Tg) do elastômero é, de preferência, inferior a cerca de 0°C, mais preferencialmente, inferior a cerca de -40°C e, mais preferencialmente, inferior a cerca de -50°C. Um material elastomérico de baixo módulo também tem um alongamento à ruptura, de preferência, de pelo menos cerca de 50%, mais preferivelmente, de pelo menos cerca de 100% e, mais de preferência, tem um alongamento à ruptura de pelo menos cerca de 300%.

[00039] Exemplos representativos incluem polibutadieno, poli- isopreno, borracha natural, copolimeros de etileno-propileno, terpolimeros de etileno-propileno-dieno, polimeros de polissulfureto, elastômeros de poliuretano, polietileno clorossulfonado, policloropreno, cloreto de polivinilo plastificado, elastômeros de acrilonitrilo butadieno, poli (isobutileno-co-isopreno), poliacrilatos, poliésteres, poliéteres, fluoroelastômeros, elastômeros de silicone, copolimeros de etileno, poliamidas (úteis com certos tipos de fibras), acrilonitrilo butadieno estireno, policarbonatos, e suas combinações, assim como outros polimeros e copolimeros de baixo módulo curáveis abaixo do ponto de fusão da fibra. Também preferidos são misturas de diferentes materiais elastoméricos, ou misturas de materiais elastoméricos com um ou mais materiais termoplásticos.

[00040] Particularmente úteis são copolimeros em bloco de dienos conjugados e monômeros aromáticos de vinilo. Butadieno e isopreno são elastômeros de dieno conjugado preferidos. Estireno, tolueno de vinilo e t-butil estireno são monômeros aromáticos conjugados preferidos. Copolimeros em bloco incorporando poli-isopreno podem ser hidrogenados para produzir elastômeros termoplásticos tendo segmentos de elastômero de hidrocarbonetos saturados. Os polimeros podem ser simples copolimeros tri-bloco do tipo ABA, copolimeros de multi-blocos do tipo (AB)n (n = 2-10) ou copolimeros de configuração radial do tipo R- (BA)x (x = 3- 150); em que A é um bloco de um monômero aromático de polivinilo, e B é um bloco de um elastômero de dieno conjugado. Muitos desses polimeros são produzidos comercialmente pela Kraton Polymers de Houston, TX e descritos no boletim "Kraton Thermoplastic Rubber", SC-68-81. Também úteis são dispersões de resinas de copolimero em bloco de estireno-isopreno-estireno (SIS) vendidas sob a marca registada PRINLIN® e comercialmente fornecidas pela Henkel Technologies, com sede em Duesseldorf, Alemanha. Polimeros ligantes poliméricos de baixo módulo particularmente preferidos incluem copolimeros em bloco de estireno vendidos sob a marca comercial KRATON® produzida comercialmente pela Kraton Polymers. Um material ligante polimérico particularmente preferido compreende um copolimero em bloco de poliestireno- poliisopreno-poliestireno vendido sob a marca comercial KRATON®.

[00041] Também particularmente preferidos são polimeros acrilicos e copolimeros acrilicos. Polimeros e copolimeros acrilicos são preferidos, porque seu esqueleto de carbono linear proporciona estabilidade hidrolitica. Polimeros acrilicos são também preferidos, devido à ampla gama de propriedades fisicas disponíveis nos materiais produzidos comercialmente. Polimeros acrilicos preferenciais incluem, não exclusivamente, ésteres de ácido acrilico, em especial ésteres de ácido acrilico derivados de monômeros, tais como acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-propilo, acrilato de 2-propilo, acrilato de n-butilo, acrilato de 2-butilo e acrilato de tert-butilo, acrilato de hexilo, acrilato de octilo e acrilato de 2-etil-hexilo. Polimeros acrilicos de ácido metacrilico, derivados de monômeros, tais como metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-propilo, metacrilato de 2-propilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de 2-butilo, metacrilato de tert-butilo, metacrilato de hexilo, metacrilato de octilo e metacrilato de 2-etil-hexilo. Copolimeros e terpolimeros produzidos a partir de qualquer um desses monômeros constituintes são também preferidos, juntamente com aqueles incorporando também acrilamida, acrilamida de n-metilol, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, ácido acrilico e anidrido maleico. Também apropriados são polimeros acrilicos modificados com monômeros sem acrilico. Por exemplo, copolimeros de acrilico e terpolimeros acrilicos incorporando monômeros vinilicos adequados, tais como: (a) olefinas, incluindo etileno, propileno e isobutileno; (b) estireno, N- vinilpirrolidona e vinilpiridina; (c) éteres vinilicos, incluindo éter metil-vinilico, éter etil-vinilico e éter n- butil-vinilico; (d) ésteres de vinilo de ácidos carboxilicos alifáticos, incluindo acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, laurato de vinilo e decanoatos de vinilo; e (f) halogenetos de vinilo, incluindo cloreto de vinilo, cloreto de vinilideno, dicloreto de etileno e cloreto de propenilo. Monômeros de vinilo, que são também adequados, são diésteres do ácido maleico e diésteres do ácido fumárico, em particular de alcanóis mono-hidricos tendo de 2 a 10 átomos de carbono, de preferência, de 3 a 8 átomos de carbono, incluindo maleato de dibutilo, maleato de di-hexilo, maleato de dioctilo, fumarato de dibutilo, fumarato de di-hexilo e fumarato de dioctil.

[00042] Mais especificamente preferidas são resinas polares ou polimero polar, em particular poliuretanos dentro da gama de materiais moles e rigidos em um módulo de elasticidade na gama de cerca de 2.000 psi (13,79 MPa) a cerca de 8000 psi (55,16 MPa) . Poliuretanos preferidos são aplicados como dispersões aquosas de poliuretano, que são mais preferencialmente isentas de cossolvente. Tais incluem dispersões aquosas de poliuretano aniônico, dispersões aquosas de poliuretano catiônico e dispersões aquosas de poliuretano não iônico. Particularmente preferidas são dispersões aquosas de poliuretano aniônico e, mais preferidas, são dispersões aquosas de poliuretano alifático. Tais incluem dispersões aquosas de poliuretano aniônico à base de poliéster; dispersões aquosas de poliuretano alifático à base de poliéster; e dispersões aquosas de poliuretano aniônico, à base de poliéster alifáticos, todas elas sendo preferencialmente isentas de dispersões de cossolvente. Tais incluem também dispersões aquosas aniônicas de poliéter-poliuretano; dispersões aquosas de poliuretano à base de poliéter alifático; e dispersões aquosas aniônicas de poliuretano à base de poliéter alifático, todas elas sendo preferencialmente livres de dispersões de cossolvente. Do mesmo modo são preferidas todas as variações correspondentes (à base de poliéster; à base de poliéster alifático; à base de poliéter; à base de poliéter alifático etc.) e dispersões aquosas catiônicas e aquosas não iônicas. A mais preferida é uma dispersão de poliuretano alifático tendo um módulo a 100% de alongamento de cerca de 700 psi ou mais, com uma gama particularmente preferida de 700 psi a cerca de 3000 psi. Mais preferidas são dispersões de poliuretano alifático com um módulo a 100% de alongamento de cerca de 1000 psi ou mais e, ainda mais preferencialmente, de cerca de 1100 psi ou mais. A mais preferida delas é uma dispersão alifática de poliuretano aniônico à base de poliéter, que tem um módulo de 1000 psi ou mais, de preferência, 1100 psi ou mais.

[00043] O revestimento protetor é aplicado diretamente sobre as superficies de fibra tratadas, utilizando qualquer método adequado que será facilmente determinado por um perito na arte, e o termo "revestido" não se destina a limitar o método, pelo qual ele é aplicado sobre as fibras. O método usado deve revestir, pelo menos parcialmente, cada fibra tratada com o revestimento protetor, de preferência, revestindo ou encapsulando substancialmente cada fibra individualmente, cobrindo assim a totalidade ou substancialmente a totalidade da área da superficie do filamento/ fibra com o revestimento protetor. O revestimento protetor pode ser aplicado, quer de modo simultâneo ou sequencial, a uma única fibra, ou uma pluralidade de fibras, em que uma pluralidade de fibras pode ser disposta lado-a-lado em uma matriz e revestida com o revestimento protetor como uma matriz.

[00044] As fibras aqui tratadas são fibras parcialmente orientadas com uma tenacidade antes do tratamento com plasma/ Corona de pelo menos cerca de 18 g/denier até cerca de 27 g/denier. Como foi referido anteriormente, fibras/ fios parcialmente orientados não foram pós-estirados e, portanto, têm tenacidade menor do que fibras/ fios altamente orientados, que foram pós estirados, o que aumenta a tenacidade da fibra/ fio para mais de 27 g/denier. Por exemplo, em processos preferidos para a produção de um fio fiado de gel feito a partir de polietileno de ultra-elevado peso molecular, uma pasta, que compreende um UHMW PE e um solvente de fiação, é alimentada a uma extrusora para produzir uma mistura liquida, a mistura liquida sendo então passada através de um recipiente aquecido para formar uma solução homogênea compreendendo o UHMW PE e o solvente de fiação; essa solução é então fornecida do recipiente aquecido a uma fieira, para formar um fio de solução; o fio de solução que provém da fieira, é então estirado a uma razão de estiramento de cerca de 1,1:1 a cerca de 30:1, para formar um fio de solução trefilado; o fio de solução trefilado é então arrefecido até uma temperatura abaixo do ponto de gelificação do polimero de UHMW PE para formar um fio de gel; o fio de gel é então estirado uma ou mais vezes, em uma ou mais etapas; o solvente de fiação é então removido do fio de gel para formar um fio seco; e o fio seco é então estirado em, pelo menos, uma etapa para formar um fio parcialmente orientado. Este processo está descrito em maior detalhe nas publicações dos Pedidos de Patente dos EUA 2011/0266710 e 2011/0269359.

[00045] Os polimeros formadores das fibras são, de preferência, fibras de alta resistência e alto módulo de elasticidade, adequadas para a confecção de compósitos/ tecidos com resistência balistica. Materiais de fibra com alta resistência e alto módulo de elasticidade particularmente adequados, que são particularmente adequados para a formação de compósitos e artigos resistentes balisticos, incluem fibras de poliolefina, incluindo polietileno de alta densidade e de baixa densidade. Particularmente preferidas são fibras de poliolefina de cadeia estendida, tais como fibras de polietileno altamente orientadas, de peso molecular elevado, em particular fibras de polietileno de peso molecular ultra-elevado, e fibras de polipropileno, em particular fibras de polipropileno de peso molecular ultra-elevado. Também adequadas são fibras de aramida, em particular fibras de para-aramida, fibras de poliamida, fibras de tereftalato de polietileno, fibras de naftalato de polietileno, fibras de álcool polivinilico de cadeia estendida, fibras de poliacrilonitrilo de cadeia estendida, fibras de polibenzazol, tais como de polibenzoxazol (PBO) e polibenzotiazol (PBT), fibras de copoliéster de cristal liquido e fibras de haste rigida, tais como fibras M5®. Cada um destes tipos de fibras é convencionalmente conhecido na técnica. Também adequados para a produção de fibras poliméricas são copolimeros, polimeros de bloco e misturas dos materiais acima referidos.

[00046] Os tipos de fibras mais preferidos para tecidos resistentes balísticos incluem polietileno, em particular fibras de polietileno de cadeia estendida, fibras de aramida, fibras de polibenzazol, fibras de copoliéster de cristal liquido, fibras de polipropileno, em particular fibras de polipropileno altamente orientadas e de cadeia estendida, fibras de álcool polivinilico, fibras de poliacrilonitrila e fibras de haste rigida, em particular fibras M5®. Especificamente, fibras mais preferidas são fibras de poliolefina, em particular os tipos de fibras de polietileno e polipropileno.

[00047] No caso de polietileno, fibras preferidas são polietilenos de cadeia estendida possuindo pesos moleculares de, pelo menos, 500.000, de preferência, de pelo menos, um milhão e, mais preferivelmente, entre dois milhões e cinco milhões. Tais fibras de polietileno de cadeia estendida (ECPE) podem ser cultivadas em processos de fiação em solução, tais como descritos nas Patentes dos EUA 4.137.394 ou 4.356.138, que são aqui incorporadas por referência, ou podem ser fiadas a partir de uma solução para formar uma estrutura de gel, tal como descrito nas Patentes dos EUA 4.551.296 e 5.006.390, que também são aqui incorporadas por referência. Um tipo de fibra, de modo particular, preferido para utilização na presente invenção são fibras de polietileno comercializadas sob a marca comercial SPECTRA® da Honeywell International Inc.. Fibras de SPECTRA® são bem conhecidas na arte e são descritas, por exemplo, nas Patentes norte-americanas 4.413.110; 4.440.711; 4.535.027; 4.457.985; 4.623.547; 4.650.710 e 4.748.064, assim como nas publicações dos Pedidos de Patente copendente 2011/0266710 e 2011/0269359, todos elas sendo aqui incorporadas por referência na medida compatível com o presente documento. Além de polietileno, outro tipo útil de fibra de poliolefina é polipropileno (fibras ou fitas), tais como fibras de TEGRIS® comercialmente fornecidas pela Milliken & Company Spartanburg, South Carolina.

[00048] Também particularmente preferidas são fibras de aramida (poliamida aromática) ou de para-aramida. Essas são comercialmente fornecidas e são descritas, por exemplo, na Patente dos EUA 3.671.542. Por exemplo, filamentos de poli (tereftalamida de p-fenileno) úteis são produzidos comercialmente pela DuPont sob a marca comercial KEVLAR®. Também úteis na prática da presente invenção são fibras de poli (m-fenileno-isoftalamida) produzidas comercialmente pela DuPont sob a marca comercial NOMEX® e fibras produzidas comercialmente pela Teijin sob a marca registada TWARON®; fibras de aramida produzidas comercialmente pela Kolon Industries, Inc. da Coreia sob a marca HERACRON®; fibras de p-aramida SVM™ e RUSAR™, que são produzidas comercialmente pela Kamensk Volokno JSC da Rússia, e fibras de p-aramida ARMOS™ produzidas comercialmente pela JSC Chim Volokno da Rússia.

[00049] Fibras de polibenzazol adequadas para a prática do presente invento estão disponíveis no comércio e são descritas, por exemplo, nas Patentes dos EUA 5.286.833, 5.296.185, 5.356.584, 5.534.205 e 6.040.050, cada uma das quais sendo aqui incorporada por referência. Fibras de copoliéster de cristal líquido adequadas para a prática dessa invenção estão comercialmente disponíveis e são reveladas, por exemplo, nas patentes norte-americanas 3.975.487; 4.118.372 e 4.161.470, cada uma das quais sendo aqui incorporada por referência. Fibras de polipropileno adequadas incluem fibras de polipropileno altamente orientadas, de cadeia estendida (ECPP), tais como descritas na Patente dos EUA 4.413.110, que é aqui incorporada por referência. Fibras de álcool polivinílico (PV- OH) adequadas são descritas, por exemplo, nas Patentes dos EUA 4.440.711 e 4.599.267, que são aqui incorporadas por referência. Fibras de poliacrilonitrilo (PAN) adequadas são reveladas, por exemplo, na Patente dos EUA 4.535.027, que é aqui incorporada por referência. Cada um destes tipos de fibra é convencionalmente conhecido e está amplamente disponível comercialmente.

[00050] Fibras M5® são formadas a partir de piridobisimidazol-2,6-di-ilo (2,5-di-hidroxi-p-fenileno) e são fabricadas pela Magellan Systems International Richmond, Virginia, e são descritas, por exemplo, nas Patentes dos EUA 5.674.969, 5.939.553, 5.945.537, e 6.040.478, cada uma das quais sendo aqui incorporada por referência. Também são adequadas combinações de todos os materiais acima, todos os quais sendo disponíveis comercialmente. Por exemplo, as camadas fibrosas podem ser formadas a partir de uma combinação de uma ou mais fibras de aramida, fibras de UHMWPE (p.ex., fibras SPECTRA®), fibras de carbono etc., bem como fibra de vidro e outros materiais de inferior desempenho. 0 processo da invenção é, no entanto, principalmente adequado para fibras de polietileno e polipropileno.

[00051] Uma vez revestidas, as fibras/ fios revestidas, tratadas, parcialmente orientadas são, então, transportadas para um aparelho de pós-estiramento compreendendo um ou mais secadores, onde eles são esticados/ estirados de novo para sua conversão final em fibras/ fios altamente orientados, enquanto que, simultaneamente, o revestimento é seco sobre as fibras. Os secadores são, de preferência, fornos de convecção de ar forçado mantidos a uma temperatura de cerca de 125°C a cerca de 160°C. De preferência, o aparelho de pós-estiramento compreende uma pluralidade de fornos dispostos adjacentes uns aos outros numa série horizontal, ou dispostos verticalmente uns sobre os outros, ou uma combinação dos mesmos. Outros meios para secagem do revestimento podem ser também utilizados, tal como seria determinado por um perito na arte.

[00052] A operação de pós-estiramento pode, por exemplo, incluir as condições descritas na Patente dos EUA 6.969.553, Patente dos EUA 7.370.395 ou no Pedido Publicado dos EUA N° de Série 2005/0093200, cada um dos quais sendo aqui incorporado na sua totalidade. Um exemplo de um processo de pós-estiramento é ilustrado na Fig. 1. Um aparelho de pós-estiramento 200, como ilustrado, inclui um aparelho de aquecimento 202, um primeiro conjunto de rolos 204, que estão fora do aparelho de aquecimento 202, e um segundo conjunto de rolos 206, que estão fora do aparelho de aquecimento 202. A fibra parcialmente orientada 208 pode ser alimentada a partir de uma fonte e passada por cima do primeiro conjunto de rolos 204. O primeiro conjunto de rolos 204 pode ser composto por rolos acionados, que são operados para rodar a uma velocidade desejada, para fornecer a fibra parcialmente orientada 208 ao aparelho de aquecimento 202 a uma velocidade de alimentação desejada. O primeiro conjunto de rolos 204 pode incluir uma pluralidade de rolos individuais 210. Num exemplo, os primeiros rolos individuais 210 não são aquecidos, e os rolos individuais restantes 210 são aquecidos, a fim de pré-aquecer os filamentos da fibra parcialmente orientada 208, antes dela entrar no aparelho de aquecimento 202. Embora o primeiro conjunto de rolos 204 mostrado na Fig. 1 inclua um total de sete rolos individuais 210, o número de rolos individuais 210 pode ser maior ou menor, dependendo da configuração desejada.

[00053] Na forma de realização da Fig. 1, a fibra parcialmente orientada 208 é alimentada para dentro de um aparelho de aquecimento 202 compreendendo seis fornos adjacentes horizontais 212, 214, 216, 218, 220 e 222, embora qualquer número adequado de fornos possa ser utilizado, e cada forno possa ter, cada qual, qualquer comprimento adequado para proporcionar o comprimento de percurso desejado da fibra. Por exemplo, cada forno pode ser de cerca de 10 pés a cerca de 16 pés (3,05 metros a 4,88 metros) de comprimento, mais preferivelmente, de cerca de 11 pés a cerca de 13 pés (3,35 m a 3,96 m) de comprimento. A temperatura e a velocidade da fibra parcialmente orientada 208 através do aparelho de aquecimento 202 podem ser variadas, como desejado. Por exemplo, uma ou mais zonas de temperatura controlada podem existir no aparelho de aquecimento 202, com cada zona tendo uma temperatura de cerca de 125°C a cerca de 160°C, mais preferencialmente, de cerca de 130°C a cerca de 160°C, ou de cerca de 150°C a cerca de 160°C. De preferência, a temperatura dentro de uma zona é controlada, para variar a menos de ± 2°C (um total inferior a 4°C), mais preferencialmente, a menos de ± 1°C (um total inferior a 2°C).

[00054] O percurso da fibra parcialmente orientada 208 num aparelho de aquecimento 202 pode ser uma linha reta aproximada. 0 perfil de tensão da fibra parcialmente orientada 208 durante o processo de pós-estiramento pode ser ajustado, ajustando a velocidade dos vários rolos, ou ajustando o perfil de temperatura do aparelho de aquecimento 202. Por exemplo, a tensão da fibra parcialmente orientada 208 pode ser aumentada, aumentando a diferença entre as velocidades dos rolos acionados consecutivos ou diminuindo a temperatura do aparelho de aquecimento 202. De preferência, a tensão da fibra parcialmente orientada 208 no dispositivo de aquecimento 202 é aproximadamente constante, ou aumenta ao longo do aparelho de aquecimento 202.

[00055] Uma fibra aquecida 224 sai do último forno 222 e pode, então, ser passada sobre o segundo conjunto de rolos 206, para deste modo formar o produto acabado de fibra altamente orientada 226. 0 segundo conjunto de rolos 206 pode ser composto de rolos acionados, os quais são operados para rodar a uma velocidade desejada, para definir a taxa de estiramento para o fio orientado parcialmente revestido e para remover a fibra aquecida 222 do aparelho de aquecimento 202. O segundo conjunto de rolos 206 pode incluir uma pluralidade de rolos individuais 228. Embora o segundo conjunto de rolos 206 inclua um total de sete rolos individuais 228, como mostrado na FIG. 1, o número de rolos individuais 228 pode ser maior ou menor, dependendo da configuração desejada. Além disso, o número de rolos individuais 228 no segundo conjunto de rolos 206 pode ser o mesmo ou diferente do número de rolos individuais 210 no primeiro conjunto de rolos 204. De preferência, o segundo conjunto de rolos 206 pode estar frio, assim que o produto acabado de fibra altamente orientada 226 seja arrefecido a uma temperatura abaixo de, pelo menos, cerca de 90°C, sob tensão para preservar sua orientação e morfologia.

[00056] Uma forma de realização alternativa do aparelho de aquecimento 202 é ilustrada na Fig. 2. Como mostrado na Fig. 2, o aparelho de aquecimento 202 pode incluir um ou mais fornos, tal como um único forno 300. Cada forno é, de preferência, um forno de convecção de ar forçado com as mesmas condições, tais como acima descritas com referência à Fig. 1. O forno 300 pode ter qualquer comprimento adequado e, num exemplo, pode ser de cerca de 10 pés a cerca de 20 pés (3,05 a 6,10 metros) de comprimento. O forno 300 pode incluir um ou mais rolos intermediários 302, sobre os quais a fibra parcialmente orientada 208 pode ser passada no forno 300 para mudar sua direção, a fim de aumentar o percurso de deslocamento da fibra parcialmente orientada 208 dentro do aparelho de aquecimento 202. Cada um dos um ou mais rolos intermediários 302 pode ser um rolo acionado, que roda a uma velocidade predeterminada, ou um rolo livre, que pode rodar livremente, quando a fibra parcialmente orientada 208 passar sobre ele. Além disso, cada um dos um ou mais rolos intermediário 302 pode ser localizado dentro do forno 300, como mostrado, ou, de maneira alternativa, um ou mais rolos intermediários 302 podem ser localizados no exterior do forno 300. A utilização de um ou mais rolos intermediários 302 aumenta o comprimento efetivo do aparelho de aquecimento 202. Qualquer número adequado de rolos intermediários pode ser utilizado, a fim de fornecer o comprimento total do trajeto de fibra desejado. Finalmente, um produto de fibra/ fio altamente orientado 226 sai do aparelho de aquecimento 202.

[00057] Em uma operação de pós-estiramento preferida, pós- estiramento é de preferência conduzido a uma razão de estiramento de cerca de 1,8: 1 a cerca de 15: 1, mais preferivelmente, de cerca de 2,5: 1 a cerca de 10: 1 e, mais preferivelmente, a uma razão de estiramento de cerca de 3,0: 1 a cerca de 4,5: 1, para formar um produto de fio altamente orientado tendo uma tenacidade superior a cerca de 27 g/denier. Mais preferencialmente, as fibras altamente orientadas, revestidas e tratadas resultantes possuem uma tenacidade de pelo menos cerca de 30 g/denier, ainda mais de preferência, têm uma tenacidade de pelo menos cerca de 37 g/denier, ainda mais de preferência, têm uma tenacidade de pelo menos cerca de 45 g/denier, ainda mais de preferência, têm uma tenacidade de pelo menos cerca de 50 g/denier, ainda mais de preferência, têm uma tenacidade de pelo menos cerca de 55 g/denier e, mais preferencialmente, têm uma tenacidade de pelo menos cerca de 60 g/denier. Todas as medidas de tenacidade aqui identificadas são medidas em temperatura ambiente. Tal como aqui utilizado, o termo "denier" se refere à unidade de densidade linear, igual à massa em gramas por 9000 metros de fibra ou fio. O processo pode incluir as etapas finais de arrefecer o produto de fibra altamente orientada sem tensão ou sob tensão, de modo a formar um produto arrefecido de fibra altamente orientada produzido, e enrolar o produto de fibra altamente orientada, revestida, tratada e arrefecida, assim produzido, em uma bobina ou pacote para ser armazenado para uso posterior. Como uma caraterística benéfica principal desse processo, o revestimento aplicado às fibras permite que as superficies de fibra permaneçam num estado melhorado de energia de superficie tratada, quando as fibras ficarem armazenadas aguardando utilização, tal como na fabricação de um compósito balistico, melhorando assim a escalabilidade comercial do processo de tratamento da fibra.

[00058] Em formas de realização alternativas, a operação de pós-estiramento pode ser retardada, em que o revestimento protetor sobre a fibra/ fio revestida, tratada, parcialmente orientada é seco ou permitido secar sem estiramento adicional imediato, ou pós-estiramento pode ser totalmente ignorado. Nessas formas de realização, a fibra /fio revestida, tratada, parcialmente orientada é enrolada num carretel ou pacote. Essa fibra /fio armazenada pode, então, ser armazenada para posterior esticamento, formando uma fibra/ fio altamente orientada através de uma operação de pós-estiramento, tal como descrito acima, ou armazenada para uso posterior como uma fibra/ fio revestida, tratada, parcialmente orientada com uma tenacidade de 27 g/denier ou menos. Essas formas de realização, no entanto, não são preferidas.

[00059] As fibras tratadas, altamente orientadas, produzidas de acordo com os processos do invento, podem ser convertidas em materiais fibrosos tecidos e/ou não-tecidos, que têm elevada resistência à penetração balistica. Para os fins da presente invenção, os artigos, que têm uma resistência superior à penetração balistica, descrevem aqueles que exibem excelentes propriedades contra projéteis deformáveis, tais como balas, e contra a penetração de fragmentos, tal como estilhaços. Um material "fibroso" é um material, que é fabricado a partir de fibras, filamentos e/ou fios, em que um "tecido" é um tipo de material fibroso.

[00060] Um tecido não-tecido é, de preferência, formado por empilhamento de uma ou mais folhas de fibras aleatoriamente orientadas (por exemplo, um feltro ou uma esteira) ou fibras paralelas, unidirecionalmente alinhadas e, em seguida, consolidando a pilha para formar uma camada de fibras. Uma "camada de fibras", tal como aqui utilizado, pode compreender uma única folha de fibras não-tecidas ou uma pluralidade de folhas de fibras não-tecidas. A camada de fibras pode também compreender um tecido tecido ou uma pluralidade de tecidos tecidos consolidados. Uma "camada" descreve um arranjo geralmente plano, que tem uma superficie superior externa e uma superficie inferior externa. Uma "única folha" de fibras orientadas de modo unidirecional compreende um arranjo de fibras geralmente não sobrepostas, que são alinhadas numa matriz unidirecional, substancialmente paralela, e também é conhecida na arte como uma "unitape", "fita unidirecional", "UD" ou "UDT." Tal como aqui utilizado, uma "matriz" descreve um arranjo ordenado de fibras ou fios, que é exclusiva de tecidos tecidos, e uma "matriz paralela" descreve um arranjo paralelo ordenado de fibras ou fios. 0 termo "orientado", como utilizado no contexto de "fibras orientadas", se refere ao alinhamento das fibras, em oposição ao alongamento das fibras.

[00061] Tal como aqui utilizado, "consolidar" se refere à combinação de uma pluralidade de camadas de fibras formando uma única estrutura unitária, com ou sem o auxilio de um material ligante polimérico. Consolidação pode ocorrer através de secagem, arrefecimento, aquecimento, pressão ou uma combinação destes. Calor e/ou pressão podem não ser necessários, dado que as camadas de tecido ou fibras podem apenas ser coladas uma na outra, como é o caso de um processo de laminação úmida. O termo "compósito" se refere a combinações de fibras com pelo menos um material ligante polimérico.

[00062] Como aqui descrito, "tecidos não-tecidos" incluem todas as estruturas de tecidos, que não são formadas por tecelagem. Por exemplo, tecidos não-tecidos podem compreender uma pluralidade de unitapes, que são pelo menos parcialmente revestidos com um material ligante polimérico, empilhados/ sobrepostos e consolidados num elemento monolitico de uma só camada, bem como um feltro ou manta compreendendo fibras não- paralelas, aleatoriamente orientadas, que são de preferência revestidas com uma composição ligante polimérica.

[00063] Mais normalmente, compósitos resistentes balisticos, formados a partir de tecidos não-tecidos, compreendem fibras que são revestidas ou impregnadas com um material ligante polimérico ou resinoso, também vulgarmente conhecido na técnica como um material de "matriz polimérica". Estes termos são convencionalmente conhecidos na técnica e descrevem um material que liga fibras entre si, quer por via de suas caraterísticas adesivas inerentes ou depois de ser submetido a condições de pressão e/ou calor bem conhecidas. Tal material de "matriz polimérica" ou "ligante polimérico" pode também proporcionar um tecido com outras propriedades desejáveis, como resistência à abrasão e resistência a condições ambientais deletérias, assim que pode ser desejável revestir as fibras com tal material ligante, mesmo quando suas propriedades de ligação não forem importantes, tal como acontece com tecidos tecidos.

[00064] O material ligante polimérico reveste parcial ou substancialmente as fibras individuais das camadas de fibras, de preferência, revestindo ou encapsulando substancialmente cada uma das fibras/ filamentos individuais de cada camada de fibras. Os materiais ligantes poliméricos adequados incluem materiais de baixo módulo e materiais de alto módulo. Materiais ligantes de baixo módulo, de matriz polimérica, têm geralmente um módulo de elasticidade de cerca de 6000 psi (41,4 MPa) ou menos, de acordo com os procedimentos de teste ASTM D638, e são normalmente utilizados para a fabricação de blindagem macia e flexivel, como coletes balísticos resistentes. Materiais de módulo elevado têm geralmente um módulo de tensão inicial mais elevado do que 6000 psi e são normalmente utilizados para a fabricação de artigos blindados rigidos, tais como capacetes.

[00065] Materiais de baixo módulo preferidos incluem todos os acima descritos como úteis para o revestimento protetor. Os materiais ligantes de módulo elevado preferidos incluem poliuretanos (à base de éter e éster), epóxis, poliacrilatos, polímeros fenólicos/ de polivinil butiral (PVB), polímeros de éster de vinilo, copolimeros de bloco de estireno-butadieno, bem como misturas de polímeros, tais como éster de vinilo e ftalato de dialilo ou de fenol-formaldeido e polivinil butiral. Um material ligante polimérico rigido e resistente particularmente preferido para utilização na presente invenção é um polimero termoendurecivel, de preferência, solúvel em solventes saturados de carbono - carbono, tais como metil etil cetona, e que possui um elevado módulo de elasticidade, quando curado, de pelo menos cerca de IxlO6 psi (6895 MPa), como medido pela ASTM D638. Materiais ligantes poliméricos rigidos, particularmente preferidos, são aqueles descritos na Patente dos EUA 6.642.159, cuja descrição é aqui incorporada por referência. As propriedades de rigidez, balistica e impacto dos artigos formados a partir dos compósitos da invenção são afetadas pelo módulo de elasticidade do polimero ligante polimérico revestindo as fibras. 0 ligante polimérico, seja ele um material de baixo módulo ou um material de elevado módulo, também pode incluir materiais de enchimento, tais como negro de fumo ou silica, pode ser estendido com óleos, ou pode ser vulcanizado por enxofre, peróxido, óxido de metal ou sistemas de cura por radiação, como é bem conhecido na arte.

[00066] Semelhante ao revestimento protetor, um ligante polimérico pode ser aplicado, de forma simultânea ou sequencialmente, a uma pluralidade de fibras dispostas como uma teia de fibras (por exemplo, uma matriz ou um feltro paralelo) para formar uma teia revestida, aplicada a um tecido tecido para formar um tecido tecido revestido, ou como outro arranjo, para impregnar assim as camadas de fibras com o ligante. Tal como aqui utilizado, o termo "impregnado com" é sinônimo de "incorporado a", bem como "revestido com" ou de outro modo aplicado com o revestimento, onde o material ligante se difunde formando uma camada de fibras e não fica, simplesmente, numa superficie das camadas de fibras. O material ligante polimérico pode ser aplicado sobre toda a área da superficie das fibras individuais ou apenas sobre uma área de superficie parcial das fibras, mas, mais preferencialmente, o material ligante polimérico é aplicado sobre substancialmente toda a área da superficie de cada fibra individual formando uma camada de fibras da invenção. Quando uma camada de fibra compreende uma pluralidade de fios, cada fibra formando um único cordão de fios é, de preferência, revestida com o material ligante polimérico.

[00067] O material polimérico pode também ser aplicado sobre, pelo menos, um conjunto de fibras que não faz parte de uma teia de fibra, seguido de tecelagem das fibras formando um tecido tecido, ou seguido pela formulação de um tecido não-tecido. Técnicas de formação de tecidos tecidos são bem conhecidas na arte e qualquer tecelagem de tecido pode ser utilizada, tais como tafetá, cetim turco, fundo de cesta, cetim leve, armação sarja, e semelhantes. Tafetá é mais comum, onde as fibras são tecidas em uma orientação ortogonal a 0°/90°. Também úteis são métodos de tecelagem 3D, em que estruturas tecidas em multi- camadas são fabricadas por tecelagem de fios de trama e urdume, horizontal e verticalmente.

[00068] Técnicas para a formação de tecidos não-tecidos também são bem conhecidas na arte. Num processo tipico, uma pluralidade de fibras é disposta em pelo menos uma matriz, sendo normalmente disposta como uma teia de fibras que compreende uma pluralidade de fibras alinhadas numa matriz unidirecional, substancialmente paralela. As fibras são, então, revestidas com o material ligante e as fibras revestidas são formadas em folhas de fibras não-tecidas, ou seja, unitapes. Uma pluralidade desses unitapes é, então, sobreposta uma sobre a outra e consolidada formando um elemento de várias folhas, camada única, monolitico, mais preferivelmente, em que as fibras paralelas de cada folha única são posicionadas ortogonalmente às fibras paralelas de cada folha única adjacente, em relação à direção longitudinal da fibra de cada folha. Embora orientações ortogonais de fibra a 0°/90° sejam preferidas, folhas adjacentes podem ser alinhadas em praticamente qualquer ângulo entre cerca de 0o e cerca de 90° em relação à direção longitudinal da fibra de outra folha. Por exemplo, uma estrutura não-tecida de cinco folhas pode ter folhas orientadas a um ângulo de 0o/45°/90°/45°/0o ou outros mais. Tais alinhamentos unidirecionais girados são descritos, por exemplo, nas Patentes Norte-americanas 4.457.985; 4.748.064; 4.916.000; 4.403.012; 4.623.574; e 4.737.402, todas elas sendo aqui incorporadas por referência, na medida em que não sejam incompatíveis com o presente documento.

[00069] Esta pilha de folhas de fibras sobrepostas, não- tecidas, é então consolidada sob calor e pressão, ou por adesão dos revestimentos de folhas de fibras individuais, uns aos outros, para formar um tecido não tecido compósito. Mais normalmente, tecidos ou camadas de fibras não-tecidas incluem de 1 a cerca de 6 folhas de fibras contíguas, mas podem incluir de cerca de 10 a cerca de 20 camadas, como pode ser desejado para várias aplicações. Quanto maior for o número de camadas, maior será resistência balistica, mas também maior será o peso.

[00070] Geralmente, é necessário um revestimento ligante polimérico para fundir, de forma eficiente, isto é, consolidar, uma pluralidade de camadas de fibras não-tecidas. O revestimento dos tecidos tecidos com um material ligante polimérico é preferido, quando for desejado consolidar uma pluralidade de tecidos tecidos empilhados formando um compósito complexo, mas uma pilha de tecidos tecidos pode ser também ligada por outros meios, tal como com uma camada de adesivo convencional ou por costura.

[00071] Métodos para consolidar folhas de fibras para formar camadas de fibras e compósitos são bem conhecidos, tais como pelos métodos descritos na Patente dos EUA 6.642.159. A consolidação pode ocorrer através de secagem, arrefecimento, aquecimento, pressão ou uma combinação desses. Calor e/ou pressão pode não ser necessário, dado que as camadas de tecido ou fibras podem apenas ser coladas uma na outra, como é o caso de um processo de laminação úmida. Normalmente, consolidação é feita por posicionamento das folhas de fibra individuais, uma com relação à outra, sob condições de calor e pressão suficientes para fazer com que as folhas se combinem formando um tecido unitário. A consolidação pode ser realizada a temperaturas que variam de cerca de 50°C a cerca de 175°C, de preferência, de cerca de 105°C a cerca de 175°C, e a pressões que variam de cerca de 5 psig (0,034 MPa) a cerca de 2500 psig (17 MPa), durante cerca de 0,01 segundos a cerca de 24 horas, de preferência, de cerca de 0,02 segundo a cerca de 2 horas. Durante o aquecimento, é possivel que o revestimento ligante polimérico possa ser grudado ou escoado, sem derreter completamente. No entanto, em geral, se o material ligante polimérico for derretido, relativamente pouca pressão é necessária para formar o compósito, enquanto que se o material ligante for apenas aquecido até um ponto de colagem, mais pressão é normalmente necessária. Tal como é convencionalmente conhecido na arte, a consolidação pode ser realizada em uma unidade de calandragem, um laminador de leito plano, uma prensa ou numa autoclave. A consolidação também pode ser realizada por moldagem a vácuo do material num molde, que é colocado sob vácuo. Tecnologia de moldagem a vácuo é bem conhecida na arte. Mais comumente, uma pluralidade de teias de fibras ortogonais são "coladas" juntamente com o polimero ligante e passada através de um laminador de leito plano para melhorar a uniformidade e a resistência da ligação. Além disso, as etapas de consolidação e aplicação/ ligação de polimero podem compreender duas etapas separadas ou uma única etapa de consolidação/ laminação.

[00072] De maneira alternativa, a consolidação pode ser conseguida por moldagem sob pressão e calor num aparelho de moldagem adequado. Geralmente, moldagem é realizada a uma pressão entre cerca de 50 psi (344,7 kPa) e cerca de 5.000 psi (34.470 kPa) , mais preferivelmente, de cerca de 100 psi (689,5 kPa) a cerca de 3.000 psi (20.680 kPa), mais preferivelmente, de cerca de 150 psi (1034 kPa) a cerca de 1.500 psi (10.340 kPa) . Moldagem pode ser, de maneira alternativa, realizada a pressões mais elevadas entre cerca de 5.000 psi (34.470 kPa) e cerca de 15.000 psi (103,410 kPa), mais preferivelmente, entre cerca de 750 psi (5.171 kPa) e cerca de 5000 psi e, mais preferivelmente, de cerca de 1.000 psi a cerca de 5.000 psi. A etapa de moldagem pode demorar de cerca de 4 segundos a cerca de 45 minutos. Temperaturas de moldagem preferidas variam de cerca de 200°F (~ 93°C) a cerca de 350°F (~ 177°C), mais preferencialmente, a uma temperatura de cerca de 200°F a cerca de 300°F e, mais preferivelmente, a uma temperatura de cerca de 200°F a cerca de 280°F. A pressão, sob a qual as camadas de fibras e compósitos de tecido do invento são moldados, tem um efeito direto sobre a rigidez ou flexibilidade do produto moldado resultante. Em particular, quanto maior for a pressão, na qual eles são moldados, maior será rigidez, e vice-versa. Além da pressão de moldagem, a quantidade, espessura e composição das folhas de fibras e tipo de revestimento ligante polimérico também afetam diretamente a rigidez dos artigos formados a partir dos compósitos.

[00073] Embora cada uma das técnicas de moldagem e de consolidação aqui descritas seja semelhante, cada processo é diferente. Em particular, moldagem é um processo em lotes e consolidação é um processo geralmente continuo. Além disso, a moldagem envolve normalmente o uso de um molde, tal como um molde perfilado, ou um molde de matriz sob pressão, quando um painel plano é formando, e não resulta, necessariamente, em um produto plano. Normalmente, consolidação é feita em um laminador de leito plano, uma unidade de calandra ou como uma laminação úmida para produzir tecidos de blindagem de corpo macio (flexivel). Moldagem é normalmente reservada para a confecção de blindagem duro, por exemplo, placas rigidas. Em qualquer processo, temperaturas, pressões e tempos adequados são geralmente dependentes do tipo de materiais de revestimento ligante polimérico, teor de ligante polimérico, processo utilizado e do tipo de fibra.

[00074] Os tecidos/ compósitos da invenção também podem compreender, opcionalmente, uma ou mais camadas de polimeros termoplásticos ligadas a uma ou ambas as suas superficies externas. Polimeros adequados para a camada de polimero termoplástico incluem, não exclusivamente, poliolefinas, poliamidas, poliésteres (em particular, tereftalato de polietileno (PET) e copolimeros de PET), poliuretanos, polimeros de vinilo, copolimeros de álcool vinilico de etileno, copolimeros de octano etileno, copolimeros de acrilonitrilo, polimeros acrilicos, polimeros vinilicos, policarbonatos, poliestirenos, fluoropolimeros e semelhantes, assim como copolimeros e misturas dos mesmos, incluindo acetato de vinilo etileno (EVA) e ácido acrilico de etileno. Também úteis são polimeros de borracha natural e sintética. Dentre esses, camadas de poliolefina e poliamida são preferidas. A poliolefina preferencial é um polietileno. Exemplos não limitativos de polietilenos úteis são polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), polietileno de média densidade (MDPE), polietileno linear de média densidade (MDPE), polietileno linear de densidade muito baixa (VLDPE), polietileno linear de ultra baixa densidade (ULDPE), polietileno de alta densidade (HDPE) e copolimeros e suas misturas. Também são úteis teias de poliamida SPUNFAB® comercialmente fornecidas pela Spunfab, Ltd, de Cuyahoga Falls, Ohio (marca registada da Keuchel Associates, Inc.), bem como teias, redes e películas THERMOPLAST™ e HELIOPLAST™, comercialmente fornecidas pela Protechnic S.A. de Cernay, França. Tal camada de polimero termoplástico pode ser ligada às superficies de tecido/ compósito usando técnicas bem conhecidas, tais como laminação térmica. Normalmente, laminação é feita pelo posicionamento das camadas individuais umas sobre as outras, sob condições de calor e pressão suficientes para fazer com que as camadas se combinem formando uma estrutura unitária. A laminação pode ser conduzida a temperaturas variando entre cerca de 95°C e cerca de 175°C, de preferência, entre cerca de 105°C e cerca de 175°C, a pressões variando de cerca de 5 psig (0,034 MPa) a cerca de 100 psig (0,69 MPa), com duração de cerca de 5 segundos a cerca de 36 horas, de preferência, de cerca de 30 segundos a cerca de 24 horas. Tais camadas de polimero termoplástico podem, de maneira alternativa, ser ligadas às referidas superficies externas com cola quente ou fibras derretidas a quente, tal como seria entendido por um perito na arte.

[00075] A espessura dos tecidos/ compósitos irá corresponder à espessura das fibras/ fitas individuais e ao número de folhas ou camadas de fibras/ fita incorporadas ao tecido/ compósito. Por exemplo, um tecido tecido preferido terá uma espessura preferida de cerca de 25 μm a cerca de 600 μm por folha/ camada, mais preferivelmente, de cerca de 50 μm a cerca de 385 μm e, mais preferivelmente, de cerca de 75 μm a cerca de 255 μm por folha/ camada. Um tecido não-tecido de duas folhas preferido terá uma espessura preferida de cerca de 12 μm a cerca de 600 μm, mais preferivelmente, de cerca de 50 μm a cerca de 385 μm e, mais preferivelmente, de cerca de 75 μm a cerca de 255 μm. Quaisquer camadas de polimero termoplástico são, de preferência, muito finas, tendo espessuras de camada preferidas de cerca de 1 μm a cerca de 250 μm, mais preferivelmente, de cerca de 5 μm a cerca de 25 μm e, mais preferivelmente, de cerca de 5 μm a cerca de 9 μm. Teias descontinuas, tais como teias não tecidas SPUNFAB®, são de preferência aplicadas com um peso básico de 6 gramas por metro quadrado (gsm). Embora tais espessuras sejam preferidas, deve ser entendido que outras espessuras podem ser produzidas para satisfazer uma necessidade particular e ainda incidir no âmbito da presente invenção.

[00076] Para produzir um artigo de tecido possuindo suficientes propriedades de resistência balistica, o peso total do revestimento de ligante/ matriz compreende, de preferência, de cerca de 2% a cerca de 50% em peso, mais preferivelmente, de cerca de 5% a cerca de 30%, mais preferivelmente, de cerca de 7% a cerca de 20% e, mais preferivelmente, de cerca de 11% a cerca de 16% em peso das fibras, mais o peso do revestimento, em que 16% é o mais preferido para tecidos não-tecidos. Um menor teor de ligante/ matriz é apropriado para tecidos tecidos, em que um teor de ligante polimérico maior do que zero, mas inferior a 10% em peso das fibras, mais o peso do revestimento, é normalmente mais preferido. Isto não pretende ser limitativo. Por exemplo, tecidos tecidos de aramida impregnados com fenol/PVB são por vezes fabricados com um teor mais elevado de resina, de cerca de 20% a cerca de 30%, embora um teor de cerca de 12% seja normalmente preferido.

[00077] Os tecidos da presente invenção podem ser usados em várias aplicações para formar uma variedade de diferentes artigos resistentes balisticos, utilizando técnicas bem conhecidas, incluindo artigos de blindagem macia e flexivel, bem como artigos de blindagem rigida e dura. Por exemplo, técnicas adequadas para a formação de artigos resistentes balisticos são descritas, por exemplo, nas Patentes norte- americanas 4.623.574, 4.650.710, 4.748.064, 5.552.208, 5.587.230, 6.642.159, 6.841, 492 e 6.846.758, todas elas sendo aqui incorporadas por referência, na medida em que não sejam incompatíveis com o presente documento. Os compósitos são, em particular, úteis para a formação de blindagem dura e intermediários de submontagem moldados ou não-moldados, formados no processo de confecção de artigos de blindagem dura. Por blindagem "dura" entende-se um artigo, tais como capacetes, painéis para veículos militares, ou escudos de proteção, que têm resistência mecânica suficiente, para que eles mantenham rigidez estrutural, quando submetidos a uma quantidade significativa de tensão, e sejam capazes de ficar soltos, sem desmoronar. Tais artigos duros são, de preferência, mas não exclusivamente, formados usando um material ligante de elevada resistência à tração.

[00078] As estruturas podem ser cortadas em uma pluralidade de folhas distintas e empilhadas para a formação de um artigo, ou elas podem ser formadas como um precursor, que é posteriormente utilizado para formar um artigo. Tais técnicas são bem conhecidas na arte. Numa forma de realização mais preferida da invenção, uma pluralidade de camadas de fibras é fornecida, cada qual compreendendo uma pluralidade consolidada de folhas de fibra, em que uma pelicula de polimero termoplástico é ligada a pelo menos uma superficie exterior de cada camada de fibras, quer antes, durante ou depois de uma etapa de consolidação, que consolida a pluralidade de folhas de fibra, em que a pluralidade de camadas de fibras é subsequentemente incorporada por mais uma etapa de consolidação, que consolida a pluralidade de camadas de fibra formando um artigo de blindagem ou subconjunto de um artigo de blindagem.

[00079] Como descrito nos Pedidos norte-americanos Copendentes Números de Série 61/531.233; 61/531.255; 61/531.268; 61/531.302; e 61/531.323, que são acima identificados, existe uma correlação direta entre a assinatura da parte posterior de um compósito resistente balistico e a tendência das fibras componentes de um compósito resistente balistico para delaminar entre si e/ou descamar dos revestimentos de superficie da fibra, como resultado de um impacto de projétil. Assinatura da parte posterior do painel, também conhecida na arte como "deformação da parte posterior do painel", "assinatura de trauma" ou "trauma torácico", é a medida da profundidade da deflexão da blindagem corpórea, devido a um impacto de bala. Quando uma bala é parada por blindagem de compósito, potencialmente resultando em lesões por trauma torácico, isso pode ser tão mortal para um indivíduo, como se a bala tivesse penetrado a blindagem e entrado no corpo. Isto é especialmente consequente no contexto da blindagem de capacete, onde a saliência transitória causada por uma bala parada pode ainda cruzar o plano de crânio do utilizador e causar dano cerebral debilitante ou fatal.

[00080] Um tratamento, como o tratamento com plasma ou Corona, melhora a capacidade de revestimentos em adsorver, aderir ou se ligar à superficie da fibra, reduzindo assim a tendência dos revestimentos de superficie da fibra à delaminação. Por conseguinte, o tratamento foi verificado reduzir a deformação da parte posterior do compósito através de um impacto de projétil, o que é desejável. 0 revestimento protetor aqui descrito preserva o tratamento de superficie, de modo que não é necessário fabricar imediatamente os fios tratados formando compósitos, mas, ao invés disso, eles podem ser armazenados para uso futuro. As fibras tratadas, de acordo com o processo da invenção, também permanecem processáveis, apesar da remoção do acabamento de fios, e retêm as propriedades fisicas da fibra após o tratamento em relação às fibras não tratadas.

[00081] Os exemplos seguintes servem para ilustrar a invenção.

EXEMPLO INVENTIVO 1

[00082] Quatro fios parcialmente orientados de UHMW PE, 3300 denier, foram desenrolados de quatro bobinas a uma velocidade de 6,7 m/min e lavados para remover um acabamento pré-existente dos fios. Para lavar os fios, eles foram primeiro conduzidos através de um banho de água de pré-saturação contendo água desionizada, com um tempo de permanência aproximado no banho sendo de cerca de 18 segundos. Depois de sair do banho de água de pré-saturação, os fios foram enxaguados com bicos de água a uma pressão de água de cerca de 42 psi e com uma vazão de água de cerca de 0,5 galões por minuto, por bico. A temperatura da água foi medida como 28,9°C. Os fios lavados foram, então, secos e tratados com plasma. O tratamento com plasma foi realizado, por passagem dos fios através de um tratador de plasma atmosférico (modelo: Enercon Plasma3 Station Model APT12DF-150/2, da Enercon Industries Corp., tendo eletrodos de 29 polegadas de largura), sob uma atmosfera compreendendo 90% de argônio e 10% de oxigênio, a uma velocidade de aproximadamente 6 m/min. O tratador de plasma foi definido como uma energia de 2 kW, tratando assim os fios com um fluxo de energia de 54 watts/pés2/min. O tempo de permanência dos fios dentro do tratador de plasma foi de aproximadamente 2 segundos. O tratamento foi conduzido sob pressão atmosférica normal. Os fios de plasma tratados foram, então, revestidos com uma dispersão aquosa aniônica de poliuretano alifático à base de poliéster. 0 peso do revestimento de poliuretano foi de 2% com base no peso do revestimento, mais o peso do fio. Os fios foram, então, transportados para dentro e através de um forno aquecido com uma temperatura de forno de 150°C, em que os fios revestidos foram estirados a uma razão de estiramento de 4,4 m/min, para convertê-los em fios altamente orientados, enquanto que simultaneamente secando o revestimento de poliuretano nos fios. Cada fio seco, altamente orientado, foi, então, rebobinado numa nova bobina a uma velocidade de 29,5 m/minuto. O denier final, tenacidade e módulo de tensão de cada fio altamente orientado foram então medidos. O denier final médio dos fios altamente orientados foi de 754. O módulo de elasticidade médio final de cada fio altamente orientado foi de 1551 g/denier, e a tenacidade média final de cada fio altamente orientado foi de 48,2 g/denier.

EXEMPLO COMPARATIVO 1

[00083] Quatro fios parcialmente orientados de UHMW PE, 3300 denier, foram desenrolados de quatro bobinas de fibra a uma velocidade de 6,7 m/min, como no Exemplo Inventivo 1. No entanto, esses fios não foram lavados para remover seu acabamento pré-existente, nem foram tratados com plasma.

[00084] Os fios foram, então, transportados para dentro e através de um forno aquecido tendo uma temperatura de forno de 150°C, em que os fios (não revestidos) foram estirados a uma razão de estiramento de 4,4 m/min, para convertê-los em fios altamente orientados. Cada fio altamente orientado foi, então, rebobinado numa nova bobina a uma velocidade de 29,5 m/minuto. O denier final, tenacidade e módulo de tensão de cada fio altamente orientado foram, então, medidos. 0 denier final médio dos fios altamente orientados foi de 737. O módulo de elasticidade médio final de cada fio altamente orientado foi de 1551 g/denier, e a tenacidade média final de cada fio altamente orientado foi de 48,6 g/denier.

CONCLUSÕES

[00085] Como demonstrado por esses exemplos, fios tratados e revestidos, de acordo com o processo da invenção, têm propriedades fisicas finais, que são aproximadamente equivalentes às propriedades de fios, que não são tratados. Como um resultado da lavagem de fios e tratamento com plasma, bem como do revestimento, que protege o tratamento com plasma contra decomposição ao longo do tempo, pode-se concluir que as fibras, que são tratadas e revestidas, de acordo com o processo do invento, podem ser armazenadas durante várias semanas para uso futuro, podendo ser esperado que elas se comportem da mesma maneira que as fibras, que são convertidas em materiais de compósitos resistentes balisticos, imediatamente depois do tratamento com plasma.

[00086] Tais beneficios são esperados incluir a melhoria na assinatura da parte posterior, que é também conhecida na arte como "deformação da parte posterior", "assinatura de trauma" ou "trauma torácico" de compósitos formados a partir deles. Além de preservar esses beneficios do tratamento, o revestimento protetor também melhora a capacidade de processamento da fibra, através da prevenção ou redução do acúmulo de eletricidade estática sobra a superficie da fibra, através do aumento da coesão do feixe de fibras e fornecimento de uma boa lubrificação à fibra.

[00087] Embora a presente invenção tenha sido apresentada e descrita, em particular, com referência às formas de realização preferenciais, será prontamente apreciado pelos peritos na arte que várias alterações e modificações podem ser feitas, sem se afastar do espirito e âmbito da invenção. Pretende-se que as reivindicações sejam interpretadas para cobrir a forma de realização divulgada, as alternativas que foram acima discutidas e todos os seus equivalentes.

Claims

1. PROCESSO, caracterizado pelo fato de compreender: a) fornecer uma ou mais fibras parcialmente orientadas, cada uma das referidas fibras parcialmente orientadas tendo superfícies, que são pelo menos parcialmente cobertas por um acabamento superficial de fibra; b) remover pelo menos uma porção do acabamento superficial de fibra das superfícies de fibra, para expor, pelo menos parcialmente, as superfícies de fibra subjacentes; c) tratar as superfícies de fibra expostas para aumentar a energia superficial das superfícies de fibra; d) aplicar um revestimento protetor sobre pelo menos uma porção das superfícies de fibra tratadas, para formar, assim, fibras revestidas e tratadas; e e) fazer passar as fibras revestidas e tratadas através de um ou mais secadores, para secar o revestimento protetor sobre as fibras revestidas e tratadas, enquanto que alongando, ao mesmo tempo, as fibras revestidas e tratadas, conforme elas se deslocam através dos um ou mais secadores, formando, assim, fibras altamente orientadas tendo uma tenacidade superior a 27 g/denier e tendo um revestimento protetor a seco no mesmo.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das referidas fibras parcialmente orientadas terem uma tenacidade de pelo menos 18 g/denier até 27 g/denier, e no qual as fibras altamente orientadas possuem uma tenacidade de pelo menos 45 g/denier.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da etapa de tratamento da etapa c) compreender o tratamento Corona ou tratamento de plasma, e no qual o revestimento protetor compreende 3% em peso ou menos baseado no peso da fibra mais o peso do revestimento protetor, no qual as fibras são fibras de polietileno e no qual o revestimento protetor é unido às fibras.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do revestimento protetor compreender menos do que 5% em peso, com base no peso da fibra, mais o peso do revestimento protetor, no qual o revestimento protetor é aplicado nas superfícies de fibra tratadas imediatamente após o tratamento da etapa c), no qual após a etapa e) um material ligante polimérico é aplicado nas referidas fibras no topo do referido revestimento protetor , e no qual todas as etapas são conduzidas em um processo contínuo.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do processo compreender fornecer uma pluralidade de fibras altamente orientadas, produzidas na etapa e) e produzir um tecido tecido ou não tecido a partir da referida pluralidade de fibras, no qual na etapa b) as fibras são lavadas com somente água para remover somente uma porção do acabamento de superfície de fibra a partir de superfícies de fibra nas quais um acabamento de superfície de fibra residual permanece nas superfícies de fibra, no qual de 45% a 99,0% da área de superfície de fibra está exposta e não coberta pelo acabamento de superfície de fibra residual, sendo que o revestimento protetor é aplicado no topo do acabamento de superfície de fibra residual, e no qual o revestimento protetor compreende um polímero ou resina e compreende 3% em peso ou menos com base no peso da fibra mais o peso do revestimento protetor.

6. COMPÓSITO DE FIBRAS, caracterizado pelo fato dele ser produzido pelo processo, de acordo com a reivindicação 5, no qual o revestimento protetor compreende um polímero inorgânico, um monômero, um material de módulo elastomérico tendo um módulo tênsil de 6.000 psi (41,4 Mpa) ou menos, ou compreendendo um poliuretano tendo um módulo tênsil de 6000 psi (41,4 PSa) a 8000 psi (55,16 Mpa) sendo que o módulo tênsil é medido de acordo com os procedimentos de teste ASTM D638.

7. PROCESSO, caracterizado pelo fato de compreender: a) fornecer uma ou mais fibras parcialmente orientadas, cada uma das referidas fibras parcialmente orientadas tendo pelo menos algumas áreas de superfície expostas, que são isentas de um acabamento superficial de fibra; b) tratar as superfícies de fibra expostas para aumentar a energia superficial das superfícies de fibra; c) aplicar um revestimento protetor sobre pelo menos uma porção das superfícies de fibra tratadas para formar, assim, fibras revestidas e tratadas; e d) fazer passar as fibras revestidas e tratadas através de um ou mais secadores, para secar o revestimento protetor sobre as fibras revestidas e tratadas, enquanto que alongando, ao mesmo tempo, as fibras revestidas e tratadas, conforme eles se deslocam através dos um ou mais secadores, formando assim fibras altamente orientadas tendo uma tenacidade superior a 27 g/denier, e tendo um revestimento protetor á seco nas mesmas.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato das referidas fibras parcialmente orientadas serem fibras de polietileno tendo uma tenacidade de pelo menos 18 g/denier até 27 g/denier e no qual o revestimento protetor compreende menos que 3,0% em peso baseado no peso da fibra mais o peso do revestimento protetor.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato da etapa de tratamento da etapa b) compreender tratamento Corona ou tratamento de plasma, no qual o revestimento protetor é aplicado nas superfícies de fibra tratada imediatamente após o tratamento da etapa b), no qual o revestimento protetor compreende 3% em peso ou menos baseado no peso da fibra mais o peso do revestimento protetor.

10. PROCESSO, caracterizado pelo fato de compreender: a) fornecer uma ou mais fibras tratadas, parcialmente orientadas, em que as referidas fibras parcialmente orientadas têm uma tenacidade de pelo menos 18 g/denier até 27 g/denier, e em que as superfícies das referidas fibras tratadas, parcialmente orientadas, foram tratadas sob condições eficazes para aumentar a energia superficial das superfícies de fibra; b) aplicar um revestimento protetor sobre pelo menos uma porção das superfícies de fibra tratadas, para formar, assim, fibras revestidas e tratadas, em que o revestimento protetor é aplicado sobre as superfícies de fibra tratadas imediatamente após o tratamento, que aumenta a energia de superfície das superfícies de fibras; e c) fazer passar as fibras revestidas e tratadas através de um ou mais secadores, para secar o revestimento protetor sobre as fibras revestidas e tratadas, enquanto que alongando, ao mesmo tempo, as fibras revestidas e tratadas, conforme elas se deslocam através dos um ou mais secadores, formando assim fibras altamente orientadas tendo uma tenacidade superior a 27 g/denier e tendo um revestimento protetor a seco na mesma.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, antes da etapa a), as fibras serem lavadas para remover uma porção do acabamento da superfície da fibra das superfícies da fibra, de modo que um acabamento residual permaneça nas superfícies da fibra, e em que na etapa c) o revestimento protetor é aplicado no topo do referido acabamento residual da superfície da fibra.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa b) as fibras são lavadas para remover apenas uma porção de acabamento da superfície da fibra das superfícies da fibra, em que um acabamento residual da superfície da fibra permanece nas superfícies da fibra, em que de 50% a 99,0% da área de superfície da fibra está exposta e não coberta pelo acabamento residual da superfície da fibra, em que o revestimento protetor é aplicado sobre o referido acabamento residual da superfície da fibra.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento protetor é aplicado sobre as superfícies de fibra tratada imediatamente após o tratamento da etapa c) e em que a remoção do acabamento da superfície da fibra é realizada lavando as fibras com água apenas sem usar outros produtos químicos.

14. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido revestimento protetor compreende um poliuretano alifático à base de poliéter.

15. FIBRA REVESTIDA, caracterizada por ser produzida pelo processo da reivindicação 7.