BR112017003675B1

BR112017003675B1 - Método para formar uma esteira de isolamento e esteira de isolamento

Info

Publication number: BR112017003675B1
Application number: BR112017003675-4A
Authority: BR
Inventors: Digvijay Singh Chauhan; Amit Kumar; Thomas S. Lacki
Original assignee: Unifrax I Llc
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2022-10-11
Also published as: EP3262287A4; WO2016137530A1; BR112017003675A2; KR20170118679A; US20160244001A1; EP3262287B1; MX2017002919A; CN107075805A; US9452719B2; EP3262287A1; AU2015383905A1; CN107075805B; CA2955655A1; PL3262287T3; JP2018510988A

Abstract

ESTEIRA DE ISOLAMENTO RESISTENTE À ALTA TEMPERATURA. Trata-se de métodos para formar esteiras de isolamento que incluem: fornecer uma mistura de fibras que compreende primeiras fibras inorgânicas e segundas fibras inorgânicas, em que as primeiras fibras inorgânicas encolhem não mais que cerca de 2 por cento e as segundas fibras encolhem cerca de 5 a cerca de 15 por cento quando a mistura de fibras é tratada por calor; formar a úmido uma trama de fibras a partir a mistura de fibras; entrelaçar a trama de fibras para formar uma esteira de isolamento; tratar por calor a esteira de isolamento; e secar a trama de fibras e/ou a esteira de isolamento apôs a dita formação a úmido e antes ou durante o dito tratamento por calor; e em que a esteira de isolamento inclui substancialmente nenhum material aglutinante não fibroso antes do dito tratamento por calor da esteira de isolamento a uma temperatura de cerca de 500 (grau)°C a cerca de 800 (grau) °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos. As esteiras de isolamento são produzidas de acordo com os métodos acima.

Description

[001] São fornecidos métodos para formar esteiras de isolamento e esteiras de isolamento adequadas para uso em sistemas de escape automotivos.

[002] Os dispositivos de tratamento de gás de escape, tais como conversores catalíticos, filtros de particulado de diesel ou filtros de particulado de diesel catalisados, são convencionalmente incluídos nos sistemas de escape de veículos automotivos para reduzir a quantidade de poluentes descarregados no ambiente. Embora os dispositivos de tratamento de gás de escape usados atualmente tenham um desempenho satisfatório, uma vez que sua temperatura de arranque (light-off) é alcançada, um problema de poluição existe durante o período de arranque (light-off). Por exemplo, foi determinado que a maior parte dos poluentes escapados para o ambiente a partir de um sistema de escape automotivo que inclui um dispositivo de tratamento de gás de escape é escapada durante o período de arranque. Conforme usado no presente documento, a temperatura de arranque é a temperatura em que um dispositivo de tratamento de gás de escape tem capacidade para processar uma corrente de gás de escape, de forma que, mediante a saída do dispositivo de tratamento de gás de escape, a corrente de gás de escape cumpra com regulamentos locais e/ou convenções industriais. O período de arranque é o tempo exigido para que o dispositivo de tratamento de gás de escape alcance sua temperatura de arranque.

[003] Se o calor de gases de escape que se deslocam do motor para o dispositivo de tratamento de gás de escape puder ser retido por um período de tempo maior do que em sistemas de escape convencionais, o tempo exigido para que a temperatura de arranque seja alcançada será reduzido. Isso irá reduzir a duração de tempo que poluentes de escape passam através do sistema de escape sem serem removidos ou alterados e, por sua vez, irá reduzir a quantidade de poluentes liberados no ambiente.

[004] O uso de um cano de sistema de escape automotivo isolado para reter o calor de gases de escape, pelo menos antes de seu contato com o dispositivo de tratamento de gás de escape, irá reduzir o período de arranque e irá ser benéfico para reduzir a quantidade de poluentes descarregados no ambiente. Por exemplo, um cano de escape isolado pode ser usado em um sistema de escape automotivo para conectar o motor ao dispositivo de tratamento de gás de escape.

[005] É sabido que se isola canos de escape de motor automotivo utilizando-se uma estrutura de tudo em tudo concêntrica, em que o espaço entre os tubos contém material isolante. Também foi proposto utilizar uma manta ou esteira de isolamento fora do cano de escape. As esteiras propostas para esse uso incluem esteiras compostas por fibras de sílica, fibras de vidro ou fibras de alumina policristalinas.

[006] As esteiras de fibra de sílica, entretanto, têm uma resistência à temperatura limitada e encolhem em um grau indesejável quando expostas a temperaturas elevadas. As esteiras de fibra de vidro, particularmente esteiras de fibra de vidro E, também têm resistência à temperatura limitada. Tanto as esteiras de fibra de sílica quanto as esteiras de fibra de vidro têm tolerâncias de peso base e espessura ruins. As esteiras de fibra de alumina policristalina são, em geral, de custo muito mais alto do que outros tipos de esteiras.

[007] O que é necessário é uma esteira de isolamento que tenha um custo relativamente baixo e que exiba baixo encolhimento e propriedades isolantes desejadas por uma ampla faixa de temperaturas operacionais.

[008] As modalidades da matéria são reveladas com referência aos desenhos anexos e são para propósitos ilustrativos apenas. A matéria não é limitada em sua aplicação aos detalhes de construção ou à disposição dos componentes ilustrados nos desenhos. Números de referência semelhantes são usados para indicar componentes semelhantes, a menos que indicado de outro modo.

[009] A Figura 1 é uma vista em corte transversal esquemática de uma porção de um sistema de gás de escape automotivo.

[010] É fornecido um método para formar uma esteira de isolamento que compreende: fornecer uma mistura de fibras que compreende primeiras fibras inorgânicas e segundas fibras inorgânicas, em que as primeiras fibras inorgânicas encolhem não mais que cerca de 2 por cento e as segundas fibras inorgânicas encolhem de cerca de 5 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 6 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 7 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 8 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 9 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 10 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 11 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 12 a cerca de 15 por cento, de modo adicionalmente opcional de cerca de 13 a cerca de 15 por cento, quando a mistura de fibras é tratada por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos; formar a úmido uma trama de fibras a partir da mistura de fibras; entrelaçar a trama de fibras para formar uma esteira de isolamento; tratar por calor a esteira de isolamento a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C por pelo menos cerca de 3 minutos; e secar a trama de fibras e/ou a esteira de isolamento após a dita formação a úmido e antes ou durante o dito tratamento por calor; e em que a esteira de isolamento compreende substancialmente nenhum material aglutinante não fibroso antes do dito tratamento por calor da esteira de isolamento.

[011] É fornecido um método para formar uma esteira de isolamento que compreende: fornecer uma mistura de fibras que compreende primeiras fibras inorgânicas e segundas fibras inorgânicas, formar a úmido uma trama de fibras a partir da mistura de fibras; entrelaçar a trama de fibras para formar uma esteira de isolamento; tratar por calor a esteira de isolamento por um comprimento de tempo e a uma temperatura de forma que a esteira de isolamento tenha uma resistência à tração de cerca de 40 kPa a cerca de 110 kPa, opcionalmente, de cerca de 80 kPa a cerca de 105 kPa, após o dito tratamento por calor; e secar a trama de fibras e/ou a esteira de isolamento após a dita formação a úmido e antes ou durante o dito tratamento por calor; e em que a esteira de isolamento compreende substancialmente nenhum material aglutinante não fibroso antes do dito tratamento por calor da esteira de isolamento.

[012] Sem limitação, o encolhimento das fibras pode ser determinado criando-se uma esteira ou uma folha que consiste essencialmente na fibra para a qual o encolhimento deve ser determinado. A esteira ou a folha é, então, tratada por calor para a temperatura desejada pela quantidade de tempo desejada. O volume ocupado antes e após o tratamento por calor é determinado e a diferença entre os dois é a quantidade de encolhimento ou expansão. Uma porcentagem de encolhimento/expansão é determinada dividindo-se a diferença entre os volumes ocupados ates e após o tratamento por calor pelo volume ocupado antes do tratamento por calor.

[013] A inclusão de fibras que encolhem quando tratadas por calor, tais como as segundas fibras inorgânicas mencionadas no parágrafo anterior, com fibras que não encolhem tanto quanto quando tratadas por calor em cerca da mesma temperatura, tais como as primeiras fibras inorgânicas mencionadas no parágrafo anterior, fornece resistência à tração aumentada à esteira de isolamento devido a uma interação sinérgica entre as fibras. Por exemplo, tratar por calor uma esteira de isolamento que inclui apenas fibras que encolhem não resulta em resistência à tração significativamente aumentada em comparação com a esteira de isolamento antes do tratamento por calor. A interação sinérgica e as propriedades físicas aperfeiçoadas resultantes da esteira de isolamento permitem que a esteira de isolamento tenha as características de desempenho desejadas em densidades menores e resistências à temperatura maior do que as esteiras de isolamento convencionais usadas para o mesmo propósito. Além disso, constatou-se, de modo surpreendente, que tratar por calor a mistura de fibras fornece a interação sinérgica, mas tratar por calor as fibras antes da mistura não fornece os mesmos resultados.

[014] Sem ser limitado pela teoria, acredita-se que as segundas fibras inorgânicas, as quais podem ser mais longas e maiores no diâmetro médio do que as primeiras fibras inorgânicas, são preferencialmente orientadas na direção z da esteira de isolamento durante a etapa de entrelaçamento e relativamente poucas dentre as primeiras fibras inorgânicas são orientadas na direção z da esteira de isolamento durante a etapa de entrelaçamento. As segundas fibras inorgânicas formam, dessa forma, uma trama de fibra por toda a esteira de isolamento. Durante o tratamento por calor, as segundas fibras inorgânicas encolhem mais que as primeiras fibras inorgânicas, o que estreita a trama de segundas fibras inorgânicas por toda a esteira de isolamento e fornece resistência aumentada à esteira. Acredita-se que a resistência aumentada é produzida devido ao fato de que as segundas fibras inorgânicas encolhem ao redor das primeiras fibras inorgânicas, as quais encolhem muito pouco em comparação com as segundas fibras inorgânicas, o que faz com que as segundas fibras inorgânicas se tornem de alguma forma esticadas. Se as segundas fibras inorgânicas e as primeiras fibras inorgânicas encolhessem por um grau semelhante, acredita-se que a resistência à tração da esteira de isolamento não é aperfeiçoada até o grau observado na esteira de isolamento da matéria. Além disso, isso indica que, em determinadas modalidades, a etapa de entrelaçamento é exigida para produzir a resistência à tração aperfeiçoada da esteira de isolamento da matéria. Pela “direção z” da esteira de isolamento, o que significa é qualquer direção que desvia de paralelo para as superfícies principais da esteira de isolamento.

[015] Novamente sem ser limitado pela teoria, acredita- se também que, independente da possibilidade ou até que ponto as primeiras fibras inorgânicas pode ou não encolher, tratar por calor as segundas fibras inorgânicas pode resultar em água ligada ser removida das segundas fibras inorgânicas. A remoção de água ligada pode resultar em propriedades físicas aperfeiçoadas e pode “ajustar o calor” das segundas fibras inorgânicas. Por “ajuste de calor”, o que significa é que, após tratamento por calor inicial durante o qual água ligada é removida, as segundas fibras inorgânicas não irão encolher significativamente quando experimentam altas temperaturas, tais como aquelas experimentadas durante o uso de uma esteira (ou esteiras) de isolamento, conforme descrito no presente documento.

[016] Em determinadas modalidades, o dito fornecimento de uma mistura de fibras inorgânicas compreende misturar as primeiras fibras inorgânicas com as segundas fibras inorgânicas. Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas são lavadas antes da dita mistura.

[017] Em determinadas modalidades, o dito entrelaçamento da trama de fibras inorgânicas compreende pelo menos um de agulhamento ou hidroentrelaçamento.

[018] Em determinadas modalidades, o dito tratamento por calor da esteira de isolamento compreende expor a esteira de isolamento a temperaturas de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos, de modo adicionalmente opcional for cerca de 5 a cerca de 15 minutos. O tratamento por calor da esteira de isolamento a temperaturas menores que 500 °C por menos que cerca de 15 minutos pode não desenvolver a resistência à tração desejada na esteira de isolamento. O tratamento por calor da esteira de isolamento a temperaturas menores que cerca de 500 °C por mais tempo que cerca de 15 minutos pode fornecer os resultados desejados, mas pode não ser comercialmente viável devido ao custo adicionado associado ao tempo maior de tratamento por calor. Adicionalmente, tratar por calor a esteira de isolamento a temperaturas acima de cerca de 800 °C por pelo menos cerca de 3 minutos pode resultar na esteira de isolamento ter fragilidade indesejável. O tempo de tratamento por calor mínimo pode ser cerca de 3 minutos, a fim de levar a esteira de isolamento até a temperatura de tratamento por calor para fornecer as propriedades desejadas.

[019] Em determinadas modalidades, tais como quando as segundas fibras inorgânicas compreendem fibras de sílica, o dito tratamento por calor da esteira de isolamento pode compreender expor a esteira de isolamento a temperaturas de cerca de 700 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos, de modo adicionalmente opcional por cerca de 5 a cerca de 15 minutos. O tratamento por calor da esteira de isolamento que compreende fibras de sílica a temperaturas menores que 700 °C por menos que cerca de 15 minutos pode não desenvolver a resistência à tração desejada na esteira de isolamento. O tratamento por calor da esteira de isolamento que compreende fibras de sílica a temperaturas menores que cerca de 700 °C por mais tempo que cerca de 15 minutos pode fornecer os resultados desejados, mas pode não ser comercialmente viável devido ao custo adicionado associado ao tempo maior de tratamento por calor. Adicionalmente, tratar por calor a esteira de isolamento que compreende fibras de sílica a temperaturas acima de cerca de 800 °C por pelo menos cerca de 3 minutos pode resultar em a esteira de isolamento ter fragilidade indesejável. O tempo de tratamento por calor mínimo pode ser cerca de 3 minutos, a fim de levar a esteira de isolamento até a temperatura de tratamento por calor para fornecer as propriedades desejadas.

[020] Em determinadas modalidades, o método compreende ainda adicionar um aglutinante à esteira de isolamento após o dito tratamento por calor da esteira de isolamento. Em determinadas modalidades, o aglutinante compreende pelo menos um dentre um aglutinante orgânico ou um aglutinante inorgânico. Em determinadas modalidades, o aglutinante é adicionado à esteira de isolamento em uma quantidade de cerca de 1 a cerca de 2 em em em peso por cento, com base no peso total da esteira de isolamento.

[021] Os aglutinantes orgânicos podem ser fornecidos como um sólido, um líquido, uma solução, uma dispersão, um látex ou uma forma semelhante. O aglutinante orgânico pode compreender um aglutinante termoplástico ou termofixo, o qual, após a cura, é um material flexível que pode ser opcionalmente, extraído de uma esteira de isolamento instalada. Exemplos de aglutinantes orgânicos adequados incluem, mas sem limitação, látex de base aquosa de acrílico ou (met)acrílico, copolímeros de estireno e butadieno, vinilpiridina, acrilonitrila, copolímeros de acrilonitrila e estireno, cloreto de vinila, poliuretano, copolímeros de acetato de vinila e etileno, poliamidas, silicones e semelhantes. Outras resinas incluem resinas termofixas de baixa temperatura e flexíveis, tais como poliésteres insaturados, resinas epóxi e ésteres de polivinila (tais como látex de povinilacetato ou polivinilbutirato).

[022] Solventes para os aglutinantes, se necessário, podem incluir água ou um solvente orgânico adequado, tal como acetona, para o aglutinante utilizado. A resistência da solução do aglutinante no solvente (se usado) pode ser determinada por métodos convencionais com base na carga de aglutinante desejada e a viabilidade do sistema de aglutinante (viscosidade, teor de sólidos, etc.).

[023] Sem limitação, os materiais de aglutinante inorgânico adequados podem incluir dispersões coloidais de alumina, sílica e/ou zircônia, tais como sílica coloidal, alumina coloidal, zircônia coloidal ou misturas das mesmas. A sílica coloidal, tal como aquelas disponíveis junto à Nalco Chemical Company, são dispersões estáveis de partículas de sílica de tamanho em nanômetro em água ou outro meio líquido. Os tamanhos de partícula de sílica coloidal podem estar na faixa de cerca de 4 a cerca de 100 nanômetros em diâmetro. A sílica coloidal pode ser estabilizada, tal como com íons de sódio ou amônia, e pode ter uma faixa de pH de cerca de 2 a cerca de 12.

[024] Outros materiais de aglutinante inorgânico opcionais adequados incluem argila calcinada e/ou não calcinada, em determinadas modalidades, como um auxílio ao processo de formação a úmido, tal como, mas sem limitação, atapulgita, argila granulada, bentonita, hectorita, caulinita, cianita, montmorilonita, paligorsquita, saponita, sepiolita, silimanita ou combinações das mesmas. Os tamanhos de partícula de aglutinante inorgânico de argila podem ser cerca de 150 micra ou menos, em determinadas modalidades, menos que cerca de 45 micra.

[025] Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas estão presentes na mistura de fibras em uma quantidade de pelo menos cerca de 80 por cento em peso, opcionalmente, 85 por cento em peso, de modo adicionalmente, opcional pelo menos cerca de 87 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 88 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 90 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 95 por cento em peso, com base no peso seco total da mistura de fibras.

[026] Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 0,5 μm a cerca de 6 μm. Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 1 μm a cerca de 6 μm. Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 2 μm a cerca de 6 μm. Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 4 μm a cerca de 5 μm. Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 1 μm a cerca de 3,5 μm. Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 2 μm a cerca de 2,5 μm.

[027] Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas têm um comprimento médio de cerca de 3 mm a cerca de 35 mm. Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas têm um comprimento médio de cerca de 5 mm a cerca de 25 mm.

[028] Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas podem compreender pelo menos uma dentre fibras biossolúveis ou fibras cerâmicas refratárias.

[029] Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas podem encolher por não mais que cerca de 2 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 700 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos.

[030] Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas estão presentes na mistura de fibras em uma quantidade de até cerca de 20 por cento em peso, opcionalmente, até cerca de 15 por cento em peso, opcionalmente, até cerca de 13 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 12 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 10 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 5 por cento em peso, com base no peso seco total da mistura de fibras. Em determinadas modalidades, a inclusão de mais que cerca de 20 por cento em peso das segundas fibras inorgânicas pode ser indesejável, pelo fato de que o efeito sinérgico entre as segundas fibras inorgânicas e as primeiras fibras inorgânicas podem ser interrompidas se a proporção de segundas fibras inorgânicas for muito alta.

[031] Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 6 μm a cerca de 13 μm. Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 7 μm a cerca de 11 μm. Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 9 μm a cerca de 11 μm.

[032] Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas têm um comprimento médio de cerca de 12 mm a cerca de 50 mm. Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas têm um comprimento médio de cerca de 20 mm a cerca de 35 mm.

[033] Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas podem compreender pelo menos uma dentre fibras de sílica, fibras de vidro S, fibras de vidro S2, fibras de vidro E ou fibras de fibra de vidro.

[034] Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas podem encolher cerca de 5 a cerca de 15 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos. Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas podem encolher cerca de 6 a cerca de 15 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos. Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas podem encolher cerca de 7 a cerca de 15 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos. Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas podem encolher cerca de 8 cerca de 15 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos. Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas podem encolher cerca de 9 cerca de 15 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos. Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas podem encolher cerca de 10 cerca de 15 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos. Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas podem encolher cerca de 11 cerca de 15 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos. Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas podem encolher cerca de 12 cerca de 15 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos. Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas podem encolher cerca de 13 cerca de 15 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos.

[035] Em determinadas modalidades, a dita mistura de fibras compreende ainda fibras orgânicas, opcionalmente, em uma quantidade de até cerca de 1 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional de cerca de 0,05 a cerca de 0,3 por cento, de modo adicionalmente opcional em uma quantidade de cerca de 0,1 a cerca de 0,25 por cento em peso, com base no peso seco total da mistura de fibras, de modo adicionalmente opcional em que as fibras orgânicas compreendem pelo menos uma dentre fibras de álcool polivinílico, fibras de poliolefina, tais como polietileno e/ou polipropileno, fibras acrílicas, fibras de poliéster, fibras de acetato de vinila etílico ou fibras de náilon.

[036] Uma esteira de isolamento preparada de acordo com o método (ou métodos) descrito acima também é fornecida. Em determinadas modalidades, a esteira de isolamento pode ter uma resistência à tração de cerca de 40 kPa a cerca de 110 kPa, opcionalmente, de cerca de 80 kPa a cerca de 105 kPa. Em determinadas modalidades, a esteira de isolamento pode ter uma densidade de cerca de 90 kg/m3 a cerca de 200 kg/m3, opcionalmente, de cerca de 90 kg/m3 a cerca de 150 kg/m3, de modo adicionalmente opcional de cerca de 100 kg/m3 a cerca de 150 kg/m3. Em determinadas modalidades, a esteira de isolamento pode ter um peso base de cerca de 400 g/m2 a cerca de 5.000 g/m2, opcionalmente, de cerca de 400 g/m2 a cerca de 4.000 g/m2.

[037] Em determinadas modalidades, a esteira de isolamento pode ter uma espessura de cerca de 4 mm a cerca de 35 mm. Em determinadas modalidades, a esteira de isolamento pode ter uma taxa de resiliência de ciclo 1.000 de A ou B em uma densidade aparente de vão de cerca de 0,1 g/cm3 a cerca de 0,5 g/cm3, opcionalmente, de cerca de 0,15 g/cm3 a cerca de 0,3 g/cm3, de modo adicionalmente opcional de cerca de 0,2 g/cm3 a cerca de 0,3 g/cm3. Em determinadas modalidades, a durabilidade de erosão da esteira de isolamento pode ser menor ou igual a cerca de 0,3 cm3, opcionalmente, menor ou igual a cerca de 0,08 cm3, a perda de volume em uma densidade aparente de vão de cerca de 0,1 g/cm3 a cerca de 0,5 g/cm3, opcionalmente, de cerca de 0,15 g/cm3 a cerca de 0,3 g/cm3, de modo adicionalmente opcional de cerca de 0,2 g/cm3 a cerca de 0,3 g/cm3. Em determinadas modalidades, a esteira de isolamento pode ser flexível o suficiente para ser envolvida ao redor de um cilindro que tem um diâmetro de cerca de 7,6 cm (3 polegadas) a cerca de 76 cm (30 polegadas) sem afetar de modo adverso as propriedades físicas da esteira de isolamento.

[038] Também é fornecida uma esteira de isolamento que compreende primeiras fibras inorgânicas e segundas fibras inorgânicas, que têm pelo menos um dentre: uma resistência à tração de cerca de 40 kPa a cerca de 110 kPa, opcionalmente, de cerca de 80 kPa a cerca de 105 kPa; uma densidade de cerca de 90 kg/m3 a cerca de 200 kg/m3, opcionalmente, de cerca de 90 kg/m3 a cerca de 150 kg/m3, de modo adicionalmente opcional de cerca de 100 kg/m3 a cerca de 150 kg/m3; ou um peso base de cerca de 400 g/m2 a cerca de 5.000 g/m2, opcionalmente, de cerca de 400 g/m2 a cerca de 4.000 g/m2; em que as primeiras fibras inorgânicas encolhem não mais que cerca de 2 por cento e as segundas fibras inorgânicas encolhem de cerca de 5 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 6 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 7 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 8 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 9 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 10 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 11 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, de cerca de 12 a cerca de 15 por cento, de modo adicionalmente opcional de cerca de 13 a cerca de 15 por cento, quando a esteira de isolamento é tratada por calor a uma temperatura de pelo menos cerca de 500 °C.

[039] A esteira (ou esteiras) de isolamento da matéria contém, pelo menos parcialmente, energia térmica dentro de um sistema de escape automotivo, a fim de permitir que dispositivos de tratamento de gás de escape funcionem idealmente. A esteira contribui para o gerenciamento e o isolamento térmico de sistemas de escape automotivos de “terminal quente”, que contêm, pelo menos parcialmente, a energia térmica dentro do sistema de escape a fim de tornar o tratamento de gás de escape mais eficiente dentro do dispositivo de tratamento de gás de escape.

[040] Por exemplo, a esteira (ou esteiras) de isolamento pode ser usada para isolar canos de escape usados para entregar gases de escape a partir de um motor de combustão interna para um conversor catalítico em um sistema de escape automotivo e pode permitir que o dispositivo de tratamento de gás de escape alcance a temperatura de arranque em um tempo curto, a fim de manter o tratamento de gás de escape ideal durante a operação do motor.

[041] A esteira (ou esteiras) de isolamento da matéria no presente documento também pode ser usada como isolamento de cone para um dispositivo de tratamento de gás de escape. Por exemplo, um dispositivo de tratamento de gás de escape pode compreender um alojamento, uma estrutura frágil posicionada dentro do alojamento, uma esteira de montagem disposta entre a estrutura frágil e o alojamento e montagens de cone de extremidade de entrada e saída para fixar canos ou condutos de escape no alojamento. Cada montagem de cone de extremidade pode compreender uma montagem de cone de extremidade interno, uma montagem de cone de extremidade externo e um isolamento de cone de extremidade que é disposto dentro do vão ou do espaço entre os alojamentos de cone de extremidade interno e externo. O isolamento de cone de extremidade pode ser fornecido para impedir, pelo menos parcialmente, a radiação de calor a partir da região de cone de extremidade do dispositivo de tratamento de gás de escape e/ou para proteger as bordas voltadas para o cone de extremidade da esteira de montagem da exposição a gases de escape quentes.

[042] Em determinadas modalidades, a esteira de isolamento pode ser autossustentada para disposição dentro de um cone de extremidade de um dispositivo de tratamento de gás de escape que compreende um cone metálico externo e o isolamento de cone de autossustentação. Nessas modalidades, a montagem de cone de extremidade pode não ser dotada de um cone metálico interno.

[043] Em determinadas modalidades, a esteira de isolamento também pode ser usada para isolar termicamente outras seções do sistema de escape automotivo por motivos de segurança e/ou para proteger e isolar os componentes elétricos e plástico adjacentes.

[044] Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas estão presentes na mistura de fibras em uma quantidade de pelo menos cerca de 80 por cento em peso, opcionalmente, pelo menos 85 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 87 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 88 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 90 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 95 por cento em peso, com base no peso seco total da mistura de fibras.

[045] Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 0,5 μm a cerca de 6 μm, opcionalmente, de cerca de 1 μm a cerca de 6 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 2 μm a cerca de 6 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 4 μm a cerca de 5 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 1 μm a cerca de 3,5 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 2 μm a cerca de 2,5 μm.

[046] Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas têm um comprimento médio de cerca de 3 mm a cerca de 35 mm, opcionalmente, de cerca de 5 mm a cerca de 25 mm.

[047] Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas compreendem pelo menos uma dentre fibras biossolúveis ou fibras cerâmicas refratárias.

[048] Em determinadas modalidades, as primeiras fibras inorgânicas podem encolher por não mais que cerca de 2 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 700 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos.

[049] Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas estão presentes na mistura de fibras em uma quantidade de até cerca de 20 por cento em peso, opcionalmente, até cerca de 15 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 13 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 12 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 10 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 5 por cento em peso, com base no peso seco total da mistura de fibras.

[050] Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 6 μm a cerca de 13 μm, opcionalmente, de cerca de 7 μm a cerca de 11 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 9 μm a cerca de 11 μm.

[051] Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas têm um comprimento médio de cerca de 12 mm a cerca de 50 mm, opcionalmente, de cerca de 20 mm a cerca de 35 mm.

[052] Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas compreendem pelo menos uma dentre fibras de sílica, fibras de vidro S, fibras de vidro S2, fibras de vidro E ou fibras de fibra de vidro.

[053] Em determinadas modalidades, as segundas fibras inorgânicas podem encolher cerca de 5 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, cerca de 6 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, cerca de 7 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, cerca de 8 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, cerca de 9 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, cerca de 10 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, cerca de 11 a cerca de 15 por cento, opcionalmente, cerca de 12 a cerca de 15 por cento, de modo adicionalmente opcional cerca de 13 a cerca de 15 por cento, quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos.

[054] Em determinadas modalidades, a esteira de isolamento pode compreender ainda fibras orgânicas. Em determinadas modalidades, as fibras orgânicas podem compreender pelo menos uma dentre as fibras de álcool polivinílico, as fibras de poliolefina, tais como polietileno e/ou polipropileno, as fibras acrílicas, as fibras de poliéster, as fibras de acetato de vinila etílico ou as fibras de náilon. Em determinadas modalidades, as fibras orgânicas estão presentes na esteira de isolamento em uma quantidade de até cerca de 1 por cento em peso, opcionalmente, de cerca de 0,05 a cerca de 0,3 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional opcionalmente, de cerca de 0,1 a cerca de 0,25 por cento em peso, com base no peso seco total da esteira de isolamento.

[055] Em determinadas modalidades, a esteira (ou esteiras) de isolamento da matéria podem compreender pelo menos uma camada de substancialmente não expansível, uma lona ou uma folha de fibras inorgânicas. “Substancialmente não expansível” é destinado a significar que a esteira de isolamento não se expande prontamente mediante a aplicação de calor conforme é esperado com material intumescente que contém esteiras. Obviamente, alguma expansão da esteira ocorre com base em seu coeficiente térmico de expansão, mas a quantidade de expansão é insubstancial e mínima conforme comparado com a expansão de esteiras que empregam quantidades úteis de material intumescente.

[056] O termo “fibra inorgânica biossolúvel” se refere a fibras inorgânicas que são solúveis ou passíveis de decomposição de outro modo em um meio fisiológico ou em um meio fisiológico simulado, tal como fluido de pulmão simulado, soluções salinas, soluções salinas tamponadas ou semelhantes. A solubilidade das fibras pode ser avaliada medindo-se a solubilidade das fibras em um meio fisiológico simulado como uma função de tempo. A biossolubilidade também pode ser estimada observando-se os efeitos de implantação direta das fibras em animais de teste ou pelo exame de animais ou seres humanos que foram expostos a fibras, isto é, biopersistência. Um método para medir a biossolubilidade (isto é, a não durabilidade) das fibras em meios fisiológicos é revelado na Patente no U.S. 5,874,375 atribuída à Unifrax I LLC, a qual é incorporada no presente documento a título de referência. Outros métodos são adequados para avaliar a biossolubilidade de fibras inorgânicas. De acordo com determinadas modalidades, as fibras biossolúveis exibem uma solubilidade de pelo menos 30 ng/cm2-h quando expostas a uma amostra de 0,1 g a um fluxo de 0,3 ml/min de fluido de pulmão simulado a 37 °C. De acordo com outras modalidades, as fibras inorgânicas biossolúveis podem exibir uma solubilidade de pelo menos 50 ng/cm2-h ou pelo menos 100 ng/cm2-h ou pelo menos 1.000 ng/cm2-h quando expostas a uma amostra de 0,1 g a um fluxo de 0,3 ml/min de fluido de pulmão simulado a 37 °C.

[057] Outra modalidade para estimar a biossolubilidade de fibras é baseada na composição das fibras. Por exemplo, a Alemanha classifica fibras de óxido inorgânico respiráveis com base em um índice composicional (valor de KI). O valor de KI é calculado por uma soma das porcentagens de peso de óxidos alcalinos e alcalino-terrosos e subtração de duas vezes o em peso por cento de óxido de alumínio em fibras de óxido inorgânicas. As fibras inorgânicas que são biossolúveis têm tipicamente um valor de KI de cerca de 40 ou mais.

[058] Sem limitação, exemplos adequados de fibras inorgânicas biossolúveis que podem ser usados para preparar uma esteira de isolamento para as diversas partes de um sistema de escape automotivo, incluindo, mas sem limitação, isolamento de cano descendente e isolamento de cone de extremidade, incluem essas fibras inorgânicas biossolúveis reveladas nas Patentes no U.S. 6,953,757; 6,030,910; 6,025,288; 5,874,75; 5,585,312; 5,332,699; 5,714,421 ; 7,259,118; 7,153,796; 6,861,381; 5,955,389; 5,928,075; 5,821,183; e 5,811,360; em que cada uma está incorporada no presente documento a título de referência.

[059] De acordo com determinadas modalidades, as fibras de silicato alcalino-terroso biossolúveis podem compreender o produto de formação de fibra de uma mistura de óxidos de magnésio e sílica. Essas fibras são comumente denominadas como fibras de silicato de magnésio. As fibras de silicato de magnésio compreendem, em geral, o produto de formação de fibra de cerca de 60 a cerca de 90 em peso por cento sílica, a partir de mais que 0 a cerca de 35 em peso por cento de magnésia e 5 em peso por cento ou menos de impurezas. De acordo com determinadas modalidades, as fibras de silicato alcalino-terroso compreendem o produto de formação de fibra de cerca de 65 a cerca de 86 em peso por cento de sílica, cerca de 14 a cerca de 35 em peso por cento de magnésia, 0 a cerca de 7 em peso por cento de zircônia e 5 em peso por cento ou menos de impurezas. De acordo com outras modalidades, as fibras de silicato alcalino-terroso compreendem o produto de formação de fibra de cerca de 70 a cerca de 86 em peso por cento de sílica, cerca de 14 a cerca de 30 em peso por cento de magnésia e 5 em peso por cento ou menos de impurezas. Uma fibra de silicato de magnésio adequada está comercialmente disponível junto à Unifrax I LLC (Cataratas do Niágara, Nova Iorque) sob a marca comercial registrada ISOFRAX®. As fibras ISOFRAX comercialmente disponíveis compreendem, em geral, o produto de formação de fibra de cerca de 70 a cerca de 80 em peso por cento de sílica, cerca de 18 a cerca de 27 em peso por cento de magnésia e 4 em peso por cento ou menos de impurezas.

[060] De acordo com determinadas modalidades, as fibras de silicato alcalino-terroso biossolúveis podem compreender o produto de formação de fibra de uma mistura de óxidos de cálcio, magnésio e sílica. Essas fibras são comumente denominadas como fibras de silicato de cálcio-magnésia. De acordo com determinadas modalidades, as fibras de silicato de cálcio-magnésia compreendem o produto de formação de fibra de cerca de 45 a cerca de 90 em peso por cento de sílica, a partir de mais que 0 a cerca de 45 em peso por cento de cálcio, a partir de mais que 0 a cerca de 35 em peso por cento de magnésia e 10 em peso por cento ou menos de impurezas. As fibras de silicato de cálcio-magnésia úteis estão comercialmente disponíveis junto à Unifrax I LLC (Cataratas do Niágara, Nova Iorque) sob a marca comercial registrada INSULFRAX. As fibras INSULFRAX® compreendem, em geral, o produto de formação de fibra de cerca de 61 a cerca de 67 em peso por cento de sílica, de cerca de 27 a cerca de 33 em peso por cento de cálcio e de cerca de 2 a cerca de 7 em peso por cento de magnésia.

[061] Outras fibras de silicato de cálcio-magnésia adequadas estão comercialmente disponíveis junto à Thermal Ceramics (Augusta, Geórgia) sob as designações de troca SUPERWOOL 607 e SUPERWOOL 607 MAX. As fibras SUPERWOOL® 607 compreendem cerca de 60 a cerca de 70 em peso por cento de sílica, de cerca de 25 a cerca de 35 em peso por cento de cálcio e de cerca de 4 a cerca de 7 em peso por cento de magnésia e detectam quantidades de alumina. As fibras SUPERWOOL® 607 MAX compreendem cerca de 60 a cerca de 70 em peso por cento de sílica, de cerca de 16 a cerca de 22 em peso por cento de cálcio e de cerca de 12 a cerca de 19 em peso por cento de magnésia e detectam quantidades de alumina.

[062] As fibras cerâmicas refratárias (RCF) compreendem tipicamente alumina e sílica. Uma fibra cerâmica de aluminossilicato adequada está comercialmente disponível junto à Unifrax I LLC (Cataratas do Niágara, Nova Iorque) sob a marca comercial registrada FIBERFRAX®. As fibras cerâmicas FIBERFRAX® compreendem o produto de formação de fibra de uma fusão que compreende de cerca de 45 a cerca de 75 em peso por cento de alumina e de cerca de 25 a cerca de 55 em peso por cento de sílica. As fibras FIBERFRAX® exibem temperaturas operacionais de até cerca de 1.540 °C e um ponto de fusão até cerca de 1.870 °C. Em determinadas modalidades, a fibra de aluminossilicato pode compreender o produto de formação de fibra de uma fusão que compreende de cerca de 40 em peso por cento a cerca de 60 em peso por cento de Al2O3 e de cerca de 60 em peso por cento a cerca de 40 em peso por cento de SiO2 e, em algumas modalidades, de cerca de 47 a cerca de 53 em peso por cento de alumina e de cerca de 47 a cerca de 53 em em peso por cento de sílica.

[063] As RCF são um produto de formação de fibra que pode ser soprado ou fiado a partir de uma fusão dos materiais de componente. As RCF podem compreender ainda o produto de formação de fibra de alumina, sílica e zircônia, em determinadas modalidades, nas quantidades de cerca de 29 a cerca de 31 por cento em peso de alumina, de cerca de 53 a cerca de 55 por cento em peso de sílica e de cerca de 15 a cerca de 17 em em peso por cento de zircônia. O comprimento médio de fibra de RCF está, em determinadas modalidades, na faixa de cerca de 3 mm a 6,5 mm, tipicamente menos que cerca de 5 mm e a faixa de diâmetro de fibra média é tipicamente de cerca de 0,5 μm a cerca de 14 μm.

[064] Exemplos de fibras adequadas que podem ser usadas como a segunda fibra inorgânica na esteira de isolamento da matéria incluem fibras disponíveis junto à BelChem Fiber Materials GmbH, Alemanha, sob a marca comercial BELCOTEX, junto à Hitco Carbon Composites, Inc. de Gardena, Califórnia, sob a marca comercial registrada REFRASIL e junto à Polotsk- Steklovolokno, República da Bielorrússia, sob a designação PS-23(R).

[065] As fibras BELCOTEX são pré-fios de fibra textilx do tipo padrão. Essas fibras têm uma finura média de cerca de 550 tex e são geralmente produzidas a partir de ácido silícico modificado por alumina. As fibras BELCOTEX são amorfas e geralmente contêm cerca de 94,5 de sílica, cerca de 4,5 por cento de alumina, menos que 0,5 por cento de óxido de sódio e menos que 0,5 por cento de outros componentes. Essas fibras têm um diâmetro de fibra médio de cerca de 9 μm e um ponto de fusão na faixa de 1.500 °C a 1.550 °C. Essas fibras são resistentes a calor a temperaturas de até 1.100 °C e são tipicamente livres de grãos e livres de aglutinante.

[066] As fibras REFRASIL, como as fibras BELCOTEX, são fibras amorfas de alto teor de sílica para fornecer isolamento térmico para aplicações na faixa de temperatura de 1.000 °C a 1.100 °C. Essas fibras têm cerca de 6 a cerca de 13 μm em diâmetro médio e têm um ponto de fusão de cerca de 1.700 °C. As fibras, após lixiviação, têm tipicamente um teor de sílica de cerca de 95 por cento em peso. A alumina pode estar presente em uma quantidade de cerca de 4 por cento em peso, em que outros componentes estão presentes em uma quantidade de cerca de 1 por cento ou menos.

[067] As fibras PS-23(R) junto à Polotsk-Steklovolokno são fibras de vidro amorfas que têm alto teor de sílica e são adequadas para isolamento térmico para aplicações que exigem resistência a pelo menos cerca de 1.000 °C. Essas fibras têm um comprimento de fibra médio na faixa de cerca de 5 a cerca de 20 mm e um diâmetro de fibra médio de cerca de 9 μm. Essas fibras, como as fibras REFRASIL, têm um ponto de fusão de cerca de 1.700 °C.

[068] Em determinadas modalidades, a esteira de isolamento pode compreender opcionalmente, outras fibras inorgânicas conhecidas, tais como fibras minerais contínuas cortadas (incluindo, mas sem limitação, fibras basálticas ou diabásicas) e semelhantes, adequadas para as aplicações de temperatura particulares desejadas. Em determinadas modalidades, se incluídas, tais fibras inorgânicas podem ser adicionadas à esteira de isolamento em quantidades de mais que 0 a cerca de 40 por cento em peso, com base no peso seco total da esteira de isolamento.

[069] Em determinadas modalidades, a esteira (ou esteiras) de isolamento pode ser preparada por um processo de produção de papel, em que as fibras e um líquido (tal como água) são feitos em uma mistura ou pasta fluida. Os componentes fibrosos podem ser misturados a cerca de 0,25% a 5% de consistência ou de teor de sólidos (0,25 a 5 de partes sólidas para 99,75 a 95 de partes líquidas). A pasta fluida pode, então, ser ainda diluída com um líquido, tal como água, para aprimorar a formação e a mesma pode ser, finalmente, floculada com um agente de floculação e produtos químicos de auxílio de retenção de drenagem. Outros componentes ou produtos químicos de produção de papel típicos podem estar presentes, tais como modificadores de viscosidade e semelhantes. A mistura ou pasta fluida floculada pode ser colocada em uma máquina de produção de papel para ser formada em uma lona ou folha de papel que contém fibra. Para uma descrição mais detalhada de técnicas de produção de papel, consultar a Patente no U.S. 3,458,329, cuja revelação está incorporada no presente documento a título de referência. A esteira (ou esteiras) de isolamento pode ser alternativamente formada por fundição a vácuo da pasta fluida.

[070] Em determinadas modalidades do processo para produzir a esteira (ou esteiras) de isolamento da matéria, as fibras e outros materiais desejáveis são colocados a úmido em um Rotoformer e, doravante, processado através de uma operação de entrelaçamento, tal como um “agulhador". Esse processo inclui entrelaçar as fibras a fim de interligar e entrelaçar as mesmas. A esteira de isolamento resultante é, portanto, densificada e reforçada em comparação com folhas de isolamento convencionais.

[071] Em determinadas operações de entrelaçamento/agulhamento de fibra, um líquido de lubrificação (tal como um óleo ou outro material orgânico de lubrificação) pode ser usado para impedir a ruptura de fibra e para auxiliar no movimento e no entrelaçamento de fibra.

[072] Entrelaçamento é destinado a significar qualquer operação que irá fazer com que as fibras sejam deslocadas da posição horizontal dentro do papel ou da folha e se estendam por algum comprimento entre as superfícies opostas do papel ou da folha. O entrelaçamento pode ser realizado por um aparelho de agulhamento, o qual pode incluir uma superfície horizontal em que uma trama de fibras é colocada e/ou se move e uma placa de agulha que porta uma gama de agulhas que se estendem para baixo. A placa de agulha reciproca as agulhas dentro e fora da trama e reorienta algumas das fibras da trama em planos substancialmente transversais às superfícies da trama. As agulhas podem empurrar as fibras através da trama a partir de uma direção ou, por exemplo, por uso de ganchos nas agulhas, podem, ambas, empurrar as fibras do topo e puxar as fibras do fundo da trama. Pode existir entrelaçamento físico das fibras por penetração completa ou parcial do papel ou da folha de fibra pelas agulhas farpadas.

[073] Adicional ou alternativamente, os métodos de hidroentrelaçamento podem ser usados para interligar e entrelaçar as fibras. Em um processo de hidroentrelaçamento, jatos pequenos de alta intensidade de água são colididos em uma camada ou folha de fibras soltas, em que as fibras são sustentadas em uma superfície perfurada, tal como uma tela de fio ou um tambor perfurado. Os jatos de líquido fazem com que as fibras, que são relativamente curtas e têm extremidades soltas, se tornem redispostas, em que pelo menos algumas porções das fibras se tornem fisicamente entrelaçadas, envolvidas e/ou interligadas umas nas outras.

[074] A trama de fibras e/ou a esteira de isolamento podem ser secas em um forno de secagem.

[075] Em determinadas modalidades, a esteira (ou esteiras) de isolamento da matéria pode ser fornecida em forma de rolo ou pode ser cortada por matriz ou cortada por jato de água. As esteiras de isolamento são operáveis como folhas de isolamento resilientes em um perfil delgado, o que fornece facilidade de manuseio, e em uma forma flexível, a fim de ter capacidade para fornecer um envolvimento total de pelo menos uma porção da montagem de gás de escape, se desejado, sem fissura.

[076] Conforme mostrado na Figura 1, em uma modalidade, a esteira de isolamento 10 é adaptada para ser disposta ao redor da superfície externa de um cano de escape automotivo 12, que conecta o motor a um dispositivo de tratamento de gás de escape 14, tal como um conversor catalítico, ou conforme retratado, um filtro de particulado de diesel (DPF), o qual pode compreender um substrato de carboneto de silício (SiC) 16. A esteira de isolamento 10 é, portanto, exposta à extremidade quente do sistema de escape, próxima aos gases de escape quentes 20 que saem do motor de combustão interna (não mostrado).

[077] A esteira de isolamento 10 ajuda, portanto, em manter, pelo menos parcialmente, o calor dos gases 20 até que os mesmos passem através do dispositivo de tratamento de gás de escape 14. O isolamento de cone 18, interno ou externo ao conector de entrada 19 entre o cano de escape 12 e o dispositivo de tratamento de gás de escape 14, também pode isolar termicamente os gases de escape quentes 20 do ambiente externo. O isolamento de cone 18 pode compreender uma esteira de isolamento semelhante ou idêntica à esteira de isolamento 10 ou pode compreender alternativamente uma composição de fibra diferente da esteira de isolamento 10.

[078] Os gases de escape 20 passam através do dispositivo de tratamento de gás de escape 14, o qual pode ser montado no dispositivo de tratamento de gás de escape 14 por uma esteira de sustentação de isolamento 22. A esteira de sustentação 22 pode ter características exigidas diferentes daquelas da esteira de isolamento 10, mas também pode ser semelhante ou a mesma que a esteira de isolamento 10. Conforme o gás de escape 20 passa através do dispositivo de tratamento de gás de escape 14, o mesmo é pelo menos parcialmente convertido em gases CO2, H2O e N2 24, a fim de cumprir com regulamentos locais e/ou convenção industrial.

[079] A esteira (ou esteiras) de isolamento da matéria pode ser produzida com fibra biossolúvel e/ou fibras cerâmicas refratárias como um constituinte principal, isto é, as primeiras fibras inorgânicas. Mesmo se considerando a presença das segundas fibras inorgânicas, a esteira de isolamento da matéria tem um custo de unidade significativamente menor do que as esteiras de fibra de alumina policristalinas que são propostas para uso nas aplicações de sistema de gás de escape automotivo. A esteira de isolamento da matéria exibe encolhimento térmico significativamente menor que as esteiras preparadas simplesmente a partir de sílica e/ou material de fibra de sílica lixiviado.

[080] Em determinadas modalidades, pelo menos um aglutinante pode ser adicionado à esteira de isolamento da matéria após tratamento por calor para facilidade de manuseio e instalação. O aglutinante pode fornecer uma superfície mais suave, menos irritativa e também pode fornecer flexibilidade. Entretanto, devido ao fato de que a esteira (ou esteiras) de isolamento é submetida a entrelaçamento, a dependência sobre um aglutinante orgânico para reter a esteira em conjunto durante a produção, instalação e operação não é exigida ou pretendida. Mesmo após qualquer aglutinante orgânico presente ter sido extraído, a esteira de isolamento da matéria ainda é retida em conjunto pela estrutura de fibra entrelaçada da esteira. Portanto, a esteira de isolamento da matéria é resistente a vibração mesmo em alta temperatura.

[081] Os seguintes exemplos são apresentados meramente para ilustrar ainda a esteira de isolamento da matéria. Os exemplos ilustrativos não devem ser interpretados como limitante da matéria de qualquer forma.

[082] As esteiras de isolamento exemplificativas podem ser testadas de acordo com diversos métodos a fim de determinar as propriedades físicas das esteiras de isolamento exemplificativas. Esses métodos de teste incluem métodos para determinar a resistência à tração, resiliência, durabilidade e flexibilidade de esteiras de isolamento exemplificativas.

Teste de Resistência à Tração

[083] A resistência à tração de um exemplar de esteira de isolamento é determinada usando-se uma máquina computadorizada que puxa gradualmente um exemplar até que o exemplar rasgue ou rompa, em que tais métodos são conhecidos pelas pessoas de habilidade comum na técnica. A resistência à tração do exemplar é determinada para ser a quantidade de tensão que o exemplar tem capacidade para resistir imediatamente antes do rasgo ou da ruptura e é relatada em unidades de pressão.

Teste de Condutividade Térmica

[084] A condutividade térmica foi testada de acordo com o Documento no ASTM C177-85, o qual está incorporado no presente documento a título de referência, como se fosse completamente escrito abaixo.

Teste de Resiliência

[085] Os exemplares de esteira de isolamento podem ser testados para avaliar sua resiliência (isto é, pressão de retenção residual) após 1.000 ciclos, conforme descrito no presente documento. A fim de completar o teste, um exemplar é montado em um vão para render uma densidade aparente de vão de cerca de 0,1 g/cm3 a cerca de 0,5 g/cm3, opcionalmente, de cerca de 0,15 g/cm3 a cerca de 0,3 g/cm3, de modo adicionalmente opcional de cerca de 0,2 g/cm3 a cerca de 0,3 g/cm3. O exemplar é aquecido para uma temperatura elevada, a qual é mantida pela duração do teste. O vão é, então, aberto e fechado por uma dada porcentagem por um curto período de tempo para delinear um ciclo. O exemplar será testado sob essas condições por 1.000 ciclos e a resiliência do exemplar é uma medida da pressão de retenção exercida pela amostra. A resiliência é, então, relatada como uma classificação de A, B ou C, em que A é uma faixa de resiliência que é mais desejável, B é uma faixa de resiliência que é menos desejável que A e C é uma faixa de resiliência que é a menos desejável.

Teste de Durabilidade

[086] Os exemplares de esteira de isolamento podem ser testados para avaliar a durabilidade de erosão dos exemplares. Os exemplares são cortados por matriz em tamanhos que medem 2,81 x 5,08 cm (1,5 polegadas x 2,0 polegadas). Os exemplares são, então, pesados para calcular o peso base da esteira de isolamento e para calcular o vão necessário a ser deixado pelas placas de montagem que são posicionadas ao redor da primeira e da segunda superfícies opostas principais da esteira de isolamento durante o teste. O vão deixado pelas placas de montagem é usado para acomodar a densidade aparente de vão (”GBD”) ou a espessura da esteira de isolamento.

[087] Os exemplares são montados dentro de uma instalação de montagem que compreende duas placas de montagem opostas para reter a primeira e a segunda superfícies opostas principais da esteira de isolamento. Os exemplares montados são colocados em uma fornalha pré-aquecida a 600 °C. A fornalha é resfriada para 100 °C e reaquecida a 600 °C por outros 30 minutos antes de ser permitida a resfriar para temperatura ambiente. Esse aquecimento resulta na extração de material orgânico da esteira de isolamento.

[088] O conjunto de montagem é, então, removido da fornalha e colocado dentro de um testador de durabilidade de erosão. Durante o teste, uma máquina motriz opera para direcionar uma corrente pulsante de gás por um orifício dentro da placa de montagem da instalação de montagem para uma porção exposta do exemplar. Os exemplares são testados em uma pressão de ar de 0,16 MPa (1,60 bar), uma velocidade de máquina motriz de 666 rpm e temperatura ambiente por 50 minutos. As amostras são, então, removidas do testador de durabilidade de erosão e medidas para erosão.

[089] A medição de erosão é realizada preenchendo-se qualquer vazio causado por erosão dentro das amostras com alumina tabular e pesando-se a quantidade de alumina tabular preenchida dentro dos vazios de cada amostra em gramas. A durabilidade é calculada com o uso do fator de densidade inverso de alumina tabular de 1,67 cm3 /g para determinar o valor médio na perda de volume medida em centímetros cúbicos (cm3).

Teste de Flexibilidade

[090] A flexibilidade de um exemplar de esteira de isolamento é determinada envolvendo-se o exemplar ao redor de um cilindro de teste. Os cilindros de teste de diâmetros variantes podem ser usados, a fim de determinar a faixa de flexibilidade que um exemplar tem capacidade para alcançar. Um exemplar passa no teste em relação a um cilindro de teste específico se não houver rugas, rasgos ou rupturas no exemplar que abranjam toda a largura (direção axial do cilindro) do exemplar.

[091] As amostras A a J foram preparadas com o uso de 90 por cento em peso de fibras INSULFRAX® e 10 por cento em peso de fibras BELCOTEX®. As fibras INSULFRAX® tinham comprimentos na faixa de cerca de 3 mm a cerca de 30 mm e diâmetros na faixa de 3 μm a cerca de 5 μm. As fibras BELCOTEX® tinham um comprimento médio de cerca de 25 mm e um diâmetro médio de cerca de 9 μm. As amostras A a E não foram agulhadas, enquanto as Amostras F a K foram agulhadas.

[092] As amostras A a J foram testadas para determinar sua resistência à tração. A Tabela 1 lista o grau de tratamento por calor e a resistência à tração de cada Amostra. Observa-se que as esteiras de isolamento da matéria são preparadas a fim de equilibrar suas propriedades físicas a fim de obter uma esteira de isolamento que tenha propriedades físicas, tais como resistência à tração, resiliência, durabilidade e flexibilidade, que estão em determinadas faixas. Portanto, a resistência à tração, por exemplo, pode não necessariamente ser maximizada, mas, em vez disso, a resistência à tração será otimizada em conjunto com outras propriedades físicas. Tabela 1

[093] As amostras H e I também foram testadas para determinar sua resiliência e durabilidade de erosão em 1.000 ciclos. A Tabela 2 lista o grau de tratamento por calor, a densidade aparente de vão (”GBD”), a resistência à tração (”TS”), a resiliência (”R”) e a durabilidade de erosão (”ED”) de cada Amostra. Tabela 2

[094] As amostras K e L foram preparadas com o uso de 90 por cento em peso de fibras INSULFRAX® e 10 por cento em peso de fibras BELCOTEX®. As fibras INSULFRAX® tinham comprimentos na faixa de cerca de 3 mm a cerca de 30 mm e diâmetros na faixa de 3 μm a cerca de 5 μm. As fibras BELCOTEX® tinham um comprimento médio de cerca de 25 mm e um diâmetro médio de cerca de 9 μm. As amostras K e L foram agulhadas e tratadas por calor a uma temperatura de 750 °C por 10 minutos. As amostras K e L foram submetidas a teste de condutividade térmica de acordo com ASTM C177-85, em densidades aparentes de vão de 0,19 g/cm3 (Amostra K) e 0,21 g/cm3 (Amostra L). A condutividade térmica de cada amostra foi medida a 200 °C, 400 °C, 600 °C e 800 °C. Os resultados do teste de condutividade térmica são mostrados na Tabela 3. Espera-se que esteiras semelhantes, quando tratadas por calor a temperaturas de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C por cerca de 10 minutos, mostrem resultados semelhantes àqueles mostrados na Tabela 3. Tabela 3

[095] Em determinadas modalidades, as esteiras de isolamento da matéria podem ser diferenciadas das esteiras de montagem de dispositivo de tratamento de gás de escape. A esteira (ou esteiras) de isolamento da matéria pode ser usada sem ter que ser mantida sob qualquer pressão significativa. Em outras palavras, a esteira de isolamento não precisa ser comprimida para uma densidade alvo (densidade aparente de vão) a fim de ficar intacta enquanto na operação sob condições de vibração e temperatura de sistema de escape automotivo típicos, particularmente, em aplicações de isolamento de escape de ‘extremidade quente’. Mesmo assim, no ambiente operacional típico, a esteira de isolamento pode ter uma cobertura delgada, tal como uma folha delgada de metal, para proteger a mesma do impacto e do ambiente em geral. Entretanto, a esteira de isolamento não precisa ser vedada contra o ambiente exterior. Por exemplo, em determinadas aplicações, as bordas podem ser expostas a ar ou umidade.

[096] A esteira (ou esteiras) de isolamento da matéria exibe bons valores de isolamento (melhores que vão de ar), resistência à umidade e ao sal para durabilidade no ambiente automotivo, resistência à temperatura elevada (até 1.000 °C ou mais), flexibilidade para facilidade de instalação ao redor de formatos complexos e durabilidade de vibração radial aumentada. A esteira de isolamento da matéria exibe uma alta resistência à tração que é suficiente para permitir que a esteira permaneça no local após exposição à alta temperatura. As esteiras da matéria têm custo menos alto do que as esteiras de isolamento de alto desempenho, tais como esteiras de alumina policristalinas, enquanto fornecem desempenho superior.

[097] As esteiras de isolamento da matéria são úteis para aplicações de isolamento de sistema de escape automotivo, tais como cano descendente, tubulação e isolamento silenciador, assim como entrada de conversor catalítico e isolamento de cone de saída. As esteiras de isolamento da matéria também são adequadas para uso como proteções de calor automotivas. As esteiras de isolamento da matéria também podem ser usadas para envolver elementos de geração de calor dentro de células de combustível.

[098] Em uma primeira modalidade, um método para formar uma esteira de isolamento da matéria pode compreender: fornecer uma mistura de fibras que compreende primeiras fibras inorgânicas e segundas fibras inorgânicas, em que as primeiras fibras inorgânicas encolhem não mais que cerca de 2 por cento e as segundas fibras encolhem cerca de 5 a cerca de 15 por cento quando a mistura de fibras é tratada por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos; formar a úmido uma trama de fibras a partir da mistura de fibras; entrelaçar a trama de fibras para formar uma esteira de isolamento; tratar por calor a esteira de isolamento a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos; e secar a trama de fibras e/ou a esteira de isolamento após a dita formação a úmido e antes ou durante o dito tratamento por calor; em que a esteira de isolamento compreende substancialmente nenhum material aglutinante não fibroso antes do dito tratamento por calor da esteira de isolamento.

[099] O método da primeira modalidade pode incluir que o dito fornecimento de uma mistura de fibras inorgânicas compreende misturar as primeiras fibras inorgânicas com as segundas fibras inorgânicas, opcionalmente, em que as primeiras fibras inorgânicas são lavadas antes da dita mistura.

[100] O método de qualquer uma ou de ambas dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que o dito entrelaçamento da trama de fibras inorgânicas compreende pelo menos um de agulhamento ou hidroentrelaçamento.

[101] O método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que o dito tratamento por calor da esteira de isolamento compreende expor a esteira de isolamento a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C por pelo menos 3 minutos.

[102] O método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que o dito tratamento por calor da esteira de isolamento compreende expor a esteira de isolamento a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C por cerca de 5 minutos a cerca de 15 minutos.

[103] O método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode compreender ainda adicionar um aglutinante à esteira de isolamento após o dito tratamento por calor da esteira de isolamento, opcionalmente, em que o aglutinante compreende pelo menos um dentre um aglutinante orgânico ou um aglutinante inorgânico, de modo adicionalmente opcional em que o aglutinante é adicionado à esteira de isolamento em uma quantidade de cerca de 1 a cerca de 2 em em peso por cento, com base no peso total da esteira de isolamento.

[104] O método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as primeiras fibras inorgânicas estão presentes na mistura de fibras em uma quantidade de pelo menos cerca de 80 por cento em peso, opcionalmente, pelo menos cerca de 85 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 87 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 88 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 90 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 95 por cento em peso, com base no peso seco total da mistura de fibras.

[105] O método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as primeiras fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 0,5 μm a cerca de 6 μm, opcionalmente, de cerca de 1 μm a cerca de 6 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 2 μm a cerca de 6 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 4 μm a cerca de 5 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 1 μm a cerca de 3,5 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 2 μm a cerca de 2,5 μm.

[106] O método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as primeiras fibras inorgânicas têm um comprimento médio de cerca de 3 mm a cerca de 35 mm, opcionalmente, de cerca de 5 mm a cerca de 25 mm.

[107] O método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as primeiras fibras inorgânicas compreendem pelo menos uma dentre fibras biossolúveis ou fibras cerâmicas refratárias.

[108] O método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que primeiras fibras inorgânicas encolhem não mais que cerca de 2 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800° C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos.

[109] O método de uma ou de ambas dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as segundas fibras inorgânicas estão presentes na mistura de fibras em uma quantidade de até cerca de 20 por cento em peso, opcionalmente, até cerca de 15 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 13 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 12 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 10 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 5 por cento em peso, com base no peso seco total da mistura de fibras, opcionalmente, o método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as segundas fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 6 μm a cerca de 13 μm, opcionalmente, de cerca de 7 μm a cerca de 11 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 9 μm a cerca de 11 μm.

[110] O método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as segundas fibras inorgânicas têm um comprimento médio de cerca de 12 mm a cerca de 50 mm, opcionalmente, de cerca de 20 mm a cerca de 35 mm.

[111] O método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as segundas fibras inorgânicas compreendem pelo menos uma dentre fibras de sílica, fibras de vidro S, fibras de vidro S2, fibras de vidro E ou fibras de fibra de vidro.

[112] O método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou de modalidades subsequentes pode incluir ainda que as segundas fibras inorgânicas encolhem cerca de 5 a cerca de 15 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos.

[113] O método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que a dita mistura de fibras compreende ainda fibras orgânicas, opcionalmente, em uma quantidade de até 1 por cento em peso, opcionalmente, de cerca de 0,05 a cerca de 0,3 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional de cerca de 0,1 a cerca de 0,25 por cento em peso, com base no peso seco total da mistura de fibras, de modo adicionalmente opcional em que as fibras orgânicas compreendem pelo menos uma dentre fibras de álcool polivinílico, fibras de poliolefina, tais como polietileno e/ou polipropileno, fibras acrílicas, fibras de poliéster, fibras de acetato de vinila etílico ou fibras de náilon.

[114] Em uma segunda modalidade, uma esteira de isolamento da matéria pode ser preparada de acordo com o método de qualquer uma dentre a primeira modalidade ou de modalidades subsequentes.

[115] A esteira de isolamento da segunda modalidade pode ter uma resistência à tração de cerca de 40 kPa a cerca de 110 kPa, opcionalmente, de cerca de 80 kPa a cerca de 105 kPa.

[116] A esteira de isolamento de qualquer ou de ambas dentre a segunda modalidade ou modalidades subsequentes pode ter uma densidade de cerca de 90 kg/m3 a cerca de 200 kg/m3, opcionalmente, de cerca de 90 kg/m a cerca de 150 kg/m3, de modo adicionalmente opcional de cerca de 100 kg/m3 a cerca de 150 kg/m3. A esteira de isolamento de qualquer uma dentre a segunda modalidade ou de modalidades subsequentes pode ter um peso base de cerca de 400 g/m2 a cerca de 5.000 g/m2, opcionalmente, de cerca de 400 g/m2 a cerca de 4.000 g/m2.

[117] Em uma terceira modalidade, uma esteira de isolamento da matéria que compreende primeiras fibras inorgânicas e segundas fibras inorgânicas, tem pelo menos um dentre: uma resistência à tração de cerca de 40 kPa a cerca de 110 kPa, opcionalmente, de cerca de 80 kPa a cerca de 105 kPa; uma densidade de cerca de 90 kg/m3 a cerca de 200 kg/m3, opcionalmente, de cerca de 90 kg/m3 a cerca de 150 kg/m3, de modo adicionalmente opcional de cerca de 100 kg/m3 a cerca de 150 kg/m3; ou um peso base de cerca de 400 g/m2 a cerca de 5.000 g/m2, opcionalmente, de cerca de 400 g/m2 a cerca de 4.000 g/m2; em que as primeiras fibras inorgânicas encolhem não mais que cerca de 2 por cento e as segundas fibras encolhem cerca de 5 a cerca de 15 por cento quando a esteira de isolamento é tratada por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800° C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos.

[118] A esteira de isolamento da primeira modalidade pode incluir ainda que as primeiras fibras inorgânicas estão presentes na mistura de fibras em uma quantidade de pelo menos cerca de 80 por cento em peso, opcionalmente, pelo menos cerca de 85 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 87 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 88 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 90 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional pelo menos cerca de 95 por cento em peso, com base no peso seco total da mistura de fibras.

[119] A esteira de isolamento de uma ou de ambas dentre a primeira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as segundas fibras inorgânicas estão presentes na mistura de fibras em uma quantidade de até cerca de 20 por cento em peso, opcionalmente, até cerca de 15 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 13 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 12 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 10 por cento em peso, de modo adicionalmente opcional até cerca de 5 por cento em peso, com base no peso seco total da mistura de fibras.

[120] A esteira de isolamento de qualquer uma dentre a terceira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as primeiras fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 0,5 μm a cerca de 6 μm, opcionalmente, de cerca de 1 μm a cerca de 6 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 2 μm a cerca de 6 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 4 μm a cerca de 5 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 1 μm a cerca de 3,5 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 2 μm a cerca de 2,5 μm.

[121] A esteira de isolamento de qualquer uma dentre a terceira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as segundas fibras inorgânicas têm um diâmetro médio de cerca de 6 μm a cerca de 13 μm, opcionalmente, de cerca de 7 μm a cerca de 11 μm, de modo adicionalmente opcional de cerca de 9 μm a cerca de 11 μm.

[122] A esteira de isolamento de qualquer uma dentre a terceira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as primeiras fibras inorgânicas têm um comprimento médio de cerca de 3 mm a cerca de 35 mm, opcionalmente, de cerca de 5 mm a cerca de 25 mm.

[123] A esteira de isolamento de qualquer uma dentre a terceira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as segundas fibras inorgânicas têm um comprimento médio de cerca de 12 mm a cerca de 50 mm, opcionalmente, de cerca de 20 mm a cerca de 35 mm.

[124] A esteira de isolamento de qualquer uma dentre a terceira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que primeiras fibras inorgânicas compreendem pelo menos uma dentre fibras biossolúveis ou fibras cerâmicas refratárias.

[125] A esteira de isolamento de qualquer uma dentre a terceira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as segundas fibras inorgânicas compreendem pelo menos uma dentre fibras de sílica, fibras de vidro S, fibras de vidro S2, fibras de vidro E ou fibras de fibra de vidro.

[126] A esteira de isolamento de qualquer uma dentre a terceira modalidade ou modalidades subsequentes pode incluir ainda que as primeiras fibras inorgânicas encolhem não mais que cerca de 2 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos.

[127] A esteira de isolamento de qualquer uma dentre a terceira modalidade ou de modalidades subsequentes pode incluir ainda que as segundas fibras inorgânicas encolhem cerca de 5 a cerca de 15 por cento quando tratadas por calor a uma temperatura de cerca de 500 °C a cerca de 800 °C, opcionalmente, por pelo menos cerca de 3 minutos.

[128] A esteira de isolamento de qualquer uma dentre a terceira modalidade ou modalidades subsequentes pode compreender ainda fibras de álcool polivinílico, opcionalmente, em uma quantidade de cerca de 0,05 a cerca de 0,3 por cento em peso, opcionalmente, de cerca de 0,1 a cerca de 0,25 por cento em peso, com base no peso seco total da esteira de isolamento.

[129] A esteira de isolamento de qualquer uma dentre a terceira modalidade ou de modalidades subsequentes pode compreender ainda um aglutinante, opcionalmente, em que o aglutinante compreende pelo menos um dentre um aglutinante orgânico ou um aglutinante inorgânico, de modo adicionalmente opcional em que o aglutinante é adicionado à esteira de isolamento em uma quantidade de cerca de 1 a cerca de 2 em peso por cento, com base no peso total da esteira de isolamento.

[130] Será entendido que as modalidades descritas no presente documento são meramente exemplificativas e que a pessoa versada na técnica pode fazer variações e modificações sem se afastar do espírito e do escopo da invenção. Todas tais variações e modificações são destinados a estarem incluídos no escopo da invenção conforme descrito acima. Adicionalmente, todas as modalidades reveladas não estão necessariamente na alternativa, uma vez que diversas modalidades da invenção podem ser combinadas para fornecer o resultado desejado.

Claims

1. Método para formar uma esteira de isolamento caracterizado por compreender: fornecer uma mistura de fibras compreendendo primeiras fibras inorgânicas e segundas fibras inorgânicas, em que as primeiras fibras inorgânicas encolhem não mais que 2 por cento e as segundas fibras encolhem de 5 a 15 por cento quando a mistura de fibras é tratada por calor a uma temperatura de 500 °C a 800 °C, opcionalmente, por pelo menos 3 minutos; formar a úmido uma trama de fibras a partir da mistura de fibras; entrelaçar a trama de fibras para formar uma esteira de isolamento; tratar por calor a esteira de isolamento a uma temperatura de 500 °C a 800 °C; e secar a trama de fibras e/ou a esteira de isolamento após a dita formação a úmido e antes ou durante o dito tratamento por calor; em que a esteira de isolamento compreende nenhum material aglutinante não fibroso antes do dito tratamento por calor da esteira de isolamento.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito tratamento por calor da esteira de isolamento compreende expor a esteira de isolamento a uma temperatura de 500 °C a 800 °C por pelo menos 3 minutos.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda adicionar um aglutinante à esteira de isolamento após o dito tratamento por calor da esteira de isolamento.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as primeiras fibras inorgânicas estão presentes na mistura de fibras em uma quantidade de pelo menos 80 por cento em peso.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as primeiras fibras inorgânicas compreendem pelo menos uma dentre fibras biossolúveis ou fibras cerâmicas refratárias.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as segundas fibras inorgânicas estão presentes na mistura de fibras em uma quantidade de até 20 por cento em peso.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as segundas fibras inorgânicas compreendem pelo menos uma dentre fibras de sílica, fibras de vidro S, fibras de vidro S2, fibras de vidro E ou fibras de fibra de vidro.

8. Esteira de isolamento caracterizada por ser preparada de acordo com o método, conforme definido na reivindicação 1, tendo pelo menos um dentre: uma resistência à tração de 40 kPa a 110 kPa; uma densidade de 90 kg/m3 a 200 kg/m3; ou um peso base de 400 g/m2 a 5.000 g/m2.

9. Esteira de isolamento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por ter pelo menos um dentre: uma resistência à tração de 80 kPa a 105 kPa; uma densidade de 90 kg/m3 a 150 kg/m3, em particular de 100 kg/m3 a 150 kg/m3; ou um peso base de 400 g/m2 a 4.000 g/m2;

10. Esteira de isolamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que as primeiras fibras inorgânicas estão presentes na mistura de fibras em uma quantidade de pelo menos 80 por cento em peso.

11. Esteira de isolamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que as segundas fibras inorgânicas estão presentes na mistura de fibras em uma quantidade de até 20 por cento em peso.

12. Esteira de isolamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que as primeiras fibras inorgânicas compreendem pelo menos uma dentre fibras biossolúveis ou fibras cerâmicas refratárias.

13. Esteira de isolamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que as segundas fibras inorgânicas compreendem pelo menos uma dentre fibras de sílica, fibras de vidro S, fibras de vidro S2, fibras de vidro E ou fibras de fibra de vidro.