BR112018070632B1

BR112018070632B1 - Métodos para produzir fibra fina e fibra fina revestida, fibra fina e meio filtrante que compreende uma pluralidade de fibras

Info

Publication number: BR112018070632B1
Application number: BR112018070632-9A
Authority: BR
Inventors: Suresh Laxman Shenoy
Original assignee: Donaldson Company, Inc
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2023-04-18
Also published as: KR20180126579A; CN115282693B; RU2749977C2; CA3018254C; EP3439763A4; CA3018254A1; US20190153627A1; AU2017248281B2; CN115282693A; SG11201808032QA; MX2018012195A; BR112018070632A2; US11578431B2; JP7216848B2; US20230257910A1; JP7008637B2; US20220049379A1; US11186928B2; RU2018137905A; SG10201913264PA

Abstract

A presente revelação fornece um método exclusivo para produzir uma fibra fina que é formada a partir de uma composição que inclui um epóxi e um componente polimérico que inclui um polímero contendo 4-vinil piridina. A presente revelação também fornece um método exclusivo para revestir uma fibra fina com uma composição que inclui um epóxi e um componente polimérico que inclui um polímero contendo 4-vinil piridina. A presente revelação fornece, ainda, fibras finas em que a totalidade da fibra é formada a partir de uma composição que inclui um epóxi e um componente polimérico que inclui um polímero contendo 4-vinil piridina. São também fornecidos meios filtrantes e substratos de filtro que incluem fibras finas.

Description

Continuação dos Dados do Pedido

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório número de série U.S. 62/318.951, depositado em 6 de abril de 2016, que está incorporado a título de referência ao presente documento.

Antecedentes da Revelação

[002] As tecnologias de fibra fina que contemplam materiais poliméricos misturados ou mesclados com uma variedade de outras substâncias são conhecidas. Embora muitos desses materiais de fibra fina tenham desempenho adequado para diversos usos finais de filtração, em aplicações com temperatura e/ou umidade extremas, aprimoramentos no processamento e na produção de fibras são ainda necessários.

Sumário

[003] A presente revelação fornece um método exclusivo para fabricar uma fibra fina ou um revestimento para uma fibra fina que é formada a partir de uma composição que inclui um epóxi e um componente polimérico. O epóxi é pelo menos bifuncional. O componente polimérico inclui um polímero contendo 4-vinil piridina. Em algumas modalidades, a composição inclui um solvente que não forma complexo com 4-vinil piridina. Em algumas modalidades, o componente polimérico é combinado com o epóxi sem a aplicação de calor. A composição pode incluir, ainda, um solvente, e pelo menos uma porção do solvente pode ser removida durante a formação e o revestimento de fibra.

[004] A presente revelação fornece, ainda, fibras finas em que a totalidade da fibra é formada a partir de uma composição que inclui um epóxi e um componente polimérico que inclui um polímero contendo 4-vinil piridina.

[005] A presente revelação também fornece meio filtrante que inclui as fibras finas descritas no presente documento.

[006] No presente documento, uma fibra "fina" tem um diâmetro médio de fibra menor que 10 mícrons. Tipicamente, isso significa que uma amostra de uma pluralidade de fibras da presente revelação tem um diâmetro médio de fibra menor que 10 mícrons. Em certas modalidades, tais fibras têm um diâmetro médio de até 5 mícrons, até 2 mícrons, até 1 mícron, até 0,8 mícron ou até 0,5 mícron. Em certas modalidades, tais fibras têm um diâmetro médio de pelo menos 0,05 mícron ou pelo menos 0,1 mícron.

[007] No presente documento, "temperatura ambiente" é 16,67 °C a 25,56 °C (62 °F a 78 °F) ou, mais preferencialmente, 18,33 °C a 23,89 °C (65 °F a 75 °F). Em certas modalidades, a temperatura ambiente é 22,22 °C (72 °F).

[008] Os termos "compreende" e variações dos mesmos não têm um significado limitante quando esses termos aparecem na descrição e nas reivindicações. Tais termos serão entendidos como implicando a inclusão de uma etapa ou elemento ou grupo de etapas ou elementos determinados, mas não a exclusão de qualquer etapa ou elemento ou grupo de etapas ou elementos. "Que consiste em" significa incluindo, e limitado a, o que quer que siga o sintagma "que consiste em". Assim, o sintagma "que consiste em" indica que os elementos listados são exigidos ou mandatórios e que nenhum outro elemento pode estar presente. "Que consiste essencialmente em" significa incluindo quaisquer elementos listados após o sintagma e com limitação a outros elementos que não interferem com ou contribuem para a atividade ou ação especificada na revelação para os elementos listados. Assim, o sintagma "que consiste essencialmente em" indica que os elementos listados são exigidos ou mandatórios, mas que outros elementos são opcionais e podem estar presentes ou não dependendo de se os mesmos afetam materialmente ou não a atividade ou ação dos elementos listados.

[009] Os termos "preferencial" e "de preferência" referem-se a modalidades da revelação que podem proporcionar certos benefícios, sob certas circunstâncias. Porém, outras modalidades também podem ser preferenciais, nas mesmas ou em outras circunstâncias. Além disso, a menção de uma ou mais modalidades preferenciais não implica que outras modalidades não sejam úteis e não se destina a excluir outras modalidades do escopo da revelação.

[010] Neste pedido, termos tais como “um”, “uma” e “o”, “a” são se destinam a referir-se apenas a uma entidade singular, mas incluem a classe geral da qual um exemplo específico pode ser usado para ilustração. Os termos “um”, “uma” e “o”, “a” são usados de forma intercambiável com o termo “pelo menos um”.

[011] Os sintagmas "pelo menos um dentre" e "compreende pelo menos um dentre" seguidos por uma lista referem-se a qualquer um dos itens na lista e qualquer combinação de dois ou mais itens na lista.

[012] Conforme usado no presente documento, o termo "ou” é, de modo geral, empregado em seu sentido usual, incluindo "e/ou" a não ser que o conteúdo determine claramente de outro modo. O termo “e/ou” significa um ou a totalidade dos elementos listados ou uma combinação de quaisquer dois ou mais dos elementos listados.

[013] Também no presente documento, assume-se que todos os números sejam modificados pelo termo "cerca de" e, de preferência, pelo termo "exatamente". Conforme usado no presente documento em conexão com uma quantidade medida, o termo "cerca de" refere-se àquela variação na quantidade medida conforme seria esperada pelo versado na técnica que realiza a medição e exerce um nível de cuidado proporcional ao objetivo da medição e à precisão do equipamento de medição usado.

[014] Também no presente documento, as menções a faixas numéricas por pontos finais incluem todos os números agrupados dentro dessa faixa, assim como os pontos finais (por exemplo, 1 a 5 inclui 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5, etc.). No presente documento, "até" um número (por exemplo, até 50) inclui o número (por exemplo, 50).

[015] Todos os cabeçalhos são para a conveniência do leitor e não devem ser usados para limitar o significado do texto após o cabeçalho, a não ser que assim especificado.

[016] O sumário acima da presente revelação não se destina a descrever cada modalidade revelada ou cada implantação da presente revelação. A descrição a seguir exemplifica mais particularmente as modalidades ilustrativas. Em diversas partes por todo o pedido, é fornecida orientação através de listas de exemplos, em que os exemplos podem ser usados em várias combinações. Em cada caso, a lista mencionada serve apenas como um grupo representativo e não deve ser interpretada como uma lista exclusiva.

Desenhos

[017] A revelação pode ser entendida de modo mais completo em conexão com os desenhos a seguir.

[018] A Figura 1 (A, B) mostra graficamente a eficácia de camada de fibra fina retida das fibras finas e do substrato obtido a partir do Exemplo 1 após embebimento em etanol (Figura 1A) ou após embebimento em água quente (Figura 1B).

[019] A Figura 2 (A, B) mostra graficamente a eficácia de camada de fibra fina retida das fibras finas e do substrato obtido a partir do Exemplo 2 após embebimento em etanol (Figura 2A) ou após embebimento em água quente (Figura 2B).

[020] A Figura 3 (A, B) mostra graficamente a eficácia de camada de fibra fina retida das fibras finas e do substrato obtido a partir do Exemplo 3 após embebimento em etanol (Figura 3A) ou após embebimento em água quente (Figura 3B).

[021] A Figura 4 (A, B) mostra graficamente a eficácia de camada de fibra fina retida das fibras finas e do substrato obtido a partir do Exemplo 4 após embebimento em etanol (Figura 4A) ou após embebimento em água quente (Figura 4B).

[022] A Figura 5 (A, B) mostra graficamente a eficácia de camada de fibra fina retida das fibras finas e do substrato obtido a partir do Exemplo 5 após embebimento em etanol (Figura 5A) ou após embebimento em água quente (Figura 5B).

[023] A Figura 6 (A, B) mostra graficamente a eficácia de camada de fibra fina retida das fibras finas e do substrato obtido a partir do Exemplo 6 após embebimento em etanol (Figura 6A) ou após embebimento em água quente (Figura 6B).

[024] A Figura 7 (A, B) mostra graficamente a eficácia de camada de fibra fina retida das fibras finas e do substrato obtido a partir do Exemplo 7 após embebimento em etanol (Figura 7A) ou após embebimento em água quente (Figura 7B).

Descrição Detalhada de Modalidades Ilustrativas

[025] A presente revelação fornece um método exclusivo para fabricar um material de fibra fina que é formado a partir de um componente polimérico e um epóxi. O componente polimérico inclui um polímero contendo 4-vinil piridina. O epóxi é pelo menos bifuncional. Em algumas modalidades, o componente polimérico, um solvente e o epóxi são combinados para formar uma composição. Em algumas modalidades, uma pluralidade de fibras pode ser formada a partir da composição. A totalidade de cada fibra pode ser preparada a partir da composição. Em algumas modalidades, a composição pode ser usada para revestir uma fibra fina.

[026] Em algumas modalidades, a composição inclui um solvente que não forma complexo com 4-vinil piridina.

[027] Em algumas modalidades, o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados, e uma fibra é formada a partir de ou revestida com a composição sem aumentar a temperatura da composição acima de 30 °C. Componente Polimérico

[028] O termo "componente polimérico", conforme usado no presente documento, inclui um polímero contendo 4-vinil piridina. O componente polimérico inclui opcionalmente outros materiais poliméricos formadores de fibras adequadas para uso na produção de fibras finas.

[029] O polímero contendo 4-vinil piridina pode ser, por exemplo, um homopolímero de poli(4-vinil piridina), um copolímero de 4-vinil piridina ou misturas dos mesmos. No presente documento, o termo "copolímero" inclui polímeros produzidos a partir de dois ou mais monômeros diferentes e inclui terpolímeros, tetrapolímeros, etc.

[030] Quaisquer monômeros que podem ser polimerizados por polimerização via radical livre podem ser usados como um comonômero para 4-vinil piridina em um copolímero de 4-vinil piridina. Por exemplo, o polímero contendo 4-vinil piridina pode ser um copolímero com monômeros incluindo estireno, um alquil(met)acrilato, acrilonitrila ou combinações dos mesmos. Um alquil(met)acrilato inclui um acrilato de alquila e um metacrilato de alquila.

[031] Vários copolímeros de 4-vinil piridina podem incluir: um copolímero de estireno e 4-vinil piridina, um copolímero de um alquil(met)acrilato e 4-vinil piridina e um copolímero de acrilonitrila e 4-vinil piridina. Um alquil(met)acrilato pode incluir, por exemplo, metil(met)acrilato, etil(met)acrilato, butil(met)acrilato, etc. Os copolímeros podem ser produzidos combinando-se um monômero de 4-vinil piridina com outros monômeros que são polimerizados por polimerização via radical livre em uma mistura de reação. Por exemplo, os copolímeros podem ser produzidos combinando-se um monômero de 4-vinil piridina com estireno, α-metil estireno, ácido estireno sulfônico, metacrilatos de alquila (por exemplo, metacrilato de metila, metacrilato de butila, etc.), acrilatos de alquila (por exemplo, acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila, etc.), cloreto de vinila, acetato de vinila, etc., ou combinações dos mesmos (por exemplo, misturas ou copolímeros dos mesmos), em uma mistura de reação. Por exemplo, os copolímeros em bloco podem ser produzidos combinando-se poli(4-vinil piridina) com estireno, acrilatos de alquila, metacrilatos de alquila, etc., em uma mistura de reação.

[032] Em algumas modalidades, o componente polimérico pode conter, adicionalmente a um polímero contendo 4-vinil piridina, outros materiais poliméricos formadores de fibras adequados para uso na produção de fibras finas. Em algumas modalidades, esses outros materiais poliméricos formadores de fibras têm uma temperatura de transição vítrea (Tg) mais baixa que o polímero contendo 4-vinil piridina. Os exemplos incluem um náilon, um terpolímero de poliamida, um polivinil butiral (PVB), um álcool polivinílico (PVA), um poliuretano ou combinações dos mesmos (por exemplo, misturas ou copolímeros dos mesmos).

[033] O termo "náilon” é um nome genérico para todas as poliamidas sintéticas de cadeia longa. Tipicamente, a nomenclatura de náilon inclui uma série de números, tal como em náilon-6,6, que indica que os materiais de partida são uma C6 diamina e um C6 diácido (em que o primeiro dígito indica uma C6 diamina e o segundo dígito indica um composto de C6 ácido dicarboxílico). Outro náilon pode ser produzido pela policondensação de ε-caprolactama na presença de uma pequena quantidade de água. Essa reação forma um náilon-6 (produzido a partir de uma lactama cíclica, também conhecido como ácido ε-aminocaproico) que é uma poliamida linear. Além disso, copolímeros de náilon são também contemplados. Os materiais de náilon exemplificativos incluem náilon-6, náilon-6,6, náilon-6,10, assim como terpolímeros de náilon-6, náilon-6,6 e náilon-6,10; ou combinações dos mesmos (por exemplo, misturas ou copolímeros dos mesmos).

[034] Os copolímeros podem ser produzidos combinando-se vários compostos de diamina, vários compostos de diácido e várias estruturas de lactama cíclica em uma mistura de reação e, então, formar o náilon com materiais monoméricos posicionados aleatoriamente em uma estrutura de poliamida. Por exemplo, um material de náilon-6,6-6,10 é um náilon fabricado a partir de hexametileno diamina e uma mescla de C6 e C10 diácidos. Um náilon-6-6,6-6,10 é um náilon fabricado por copolimerização de ácido ε-aminocaproico, hexametileno diamina e uma mescla de material de C6 e C10 diácido.

[035] Tipicamente, a quantidade de polímero contendo 4-vinil piridina é relatada como por cento em peso (% em peso). Tipicamente, a quantidade de polímero contendo 4-vinil piridina em relação ao solvente é pelo menos 5% em peso, pelo menos 10% em peso, pelo menos 15% em peso, pelo menos 20% em peso, pelo menos 25% em peso, pelo menos 30% em peso, pelo menos 40% em peso, pelo menos 50% em peso, pelo menos 60% em peso ou pelo menos 70% em peso de polímero contendo 4-vinil piridina. Tipicamente, a quantidade de polímero contendo 4- vinil piridina e relação ao solvente é até 10% em peso, até 20% em peso, até 30% em peso, até 40% em peso, até 45% em peso, até 50% em peso, até 55% em peso, até 60% em peso, até 65% em peso, até 70% em peso, até 80% em peso ou até 90% em peso. Em algumas modalidades, a quantidade de polímero contendo 4-vinil piridina em relação ao solvente está em uma faixa de 5% em peso a 10% em peso. Em algumas modalidades, a quantidade de polímero contendo 4-vinil piridina em relação ao solvente é 8% em peso.

[036] Em algumas modalidades, a quantidade de polímero contendo 4-vinil piridina em relação ao peso total da composição que inclui o componente polimérico, o solvente e o epóxi é pelo menos 1% em peso, pelo menos 2% em peso, pelo menos 5% em peso, pelo menos 10% em peso, pelo menos 15% em peso, pelo menos 20% em peso, pelo menos 25% em peso, pelo menos 30% em peso, pelo menos 40% em peso, pelo menos 50% em peso, pelo menos 60% em peso, ou pelo menos 70% em peso de polímero contendo 4-vinil piridina. Tipicamente, a quantidade de polímero contendo 4-vinil piridina em relação ao peso total da composição é até 5% em peso, até 10% em peso, até 20% em peso, até 30% em peso, até 40% em peso, até 45% em peso, até 50% em peso, até 55% em peso, até 60% em peso, até 65% em peso, até 70% em peso, até 80% em peso ou até 90% em peso.

[037] Em algumas modalidades, a quantidade de polímero contendo 4-vinil piridina em relação ao peso total do componente polimérico é pelo menos 5% em peso, pelo menos 10% em peso, pelo menos 15% em peso, pelo menos 20% em peso, pelo menos 25% em peso, pelo menos 30% em peso, pelo menos 40% em peso, pelo menos 50% em peso, pelo menos 60% em peso ou pelo menos 70% em peso de polímero contendo 4-vinil piridina. Em algumas modalidades, a quantidade de polímero contendo 4-vinil piridina em relação ao peso total do componente polimérico é até 40% em peso, até 45% em peso, até 50% em peso, até 55% em peso, até 60% em peso, até 65% em peso, até 70% em peso, até 80% em peso ou até 90% em peso. Em algumas modalidades, a quantidade de polímero contendo 4-vinil piridina em relação ao peso total do componente polimérico está em uma faixa de 30% em peso a 50% em peso ou em uma faixa de 40% em peso a 50% em peso.

[038] Tipicamente, a quantidade de polímero contendo 4-vinil piridina em relação ao peso total dos sólidos poliméricos no componente polimérico é pelo menos 5% em peso, pelo menos 10% em peso, pelo menos 15% em peso, pelo menos 20% em peso, pelo menos 25% em peso, pelo menos 30% em peso, pelo menos 40% em peso, pelo menos 50% em peso, pelo menos 60% em peso, pelo menos 70% em peso, pelo menos 80% em peso ou pelo menos 90% em peso de polímero contendo 4-vinil piridina. Tipicamente, a quantidade de polímero contendo 4-vinil piridina em relação ao peso total dos sólidos poliméricos no componente polimérico é até 40% em peso, até 50% em peso, até 60% em peso, até 70% em peso, até 80% em peso, até 90% em peso ou até 100% em peso. Tipicamente, se estiver presente, a quantidade de polímero contendo não 4-vinil piridina é até 40% em peso, até 50% em peso, até 60% em peso ou até 70% em peso.

Solvente

[039] Em certas modalidades, a composição inclui um solvente que não forma complexo com 4-vinil piridina. Em algumas modalidades, o polímero contendo 4-vinil piridina e, se estiverem presentes, outros polímeros do componente polimérico dissolvem-se pelo menos parcialmente no solvente. Em algumas modalidades, o polímero contendo 4-vinil piridina e, se estiverem presentes, outros polímeros do componente polimérico são dispersos no solvente. Em algumas modalidades, o epóxi pelo menos dissolve-se parcialmente no solvente.

[040] Em algumas modalidades, um exemplo particularmente preferencial de um solvente é etanol. Um exemplo particularmente preferencial de um solvente que não forma complexo com 4-vinil piridina é etanol. Outros solventes próticos que podem ser usados incluem, por exemplo, metanol, ácido acético, etc. Em algumas modalidades, o solvente é um solvente aprótico, tal como, por exemplo, dimetilformamida (DMF), dioxolano, tetra-hidrofurano (THF), acetato de etila, acetonitrila, sulfóxido de dimetila (DMSO), acetona ou misturas dos mesmos.

[041] Em algumas modalidades, o solvente pode inibir a reação na fase de solução. Um solvente que pode inibir a reação na fase de solução pode ter capacidade para formar complexo com 4-vinil piridina. Um solvente que pode inibir a reação na fase de solução inclui, por exemplo, um solvente aprótico. Por exemplo, o solvente pode ser dioxolano. Embora o dioxolano iniba a reação na fase de solução, após o solvente ser removido, por exemplo, durante a fiação de fibras, a reação prosseguirá.

[042] Em algumas modalidades, incluindo, por exemplo, quando as fibras finas são formadas por eletrofiação, pode ser preferencial selecionar o solvente ou mescla de solventes de modo que o componente polimérico seja solúvel no solvente ou na mescla de solventes.

Epóxi

[043] O epóxi é pelo menos bifuncional. Os epóxis adequados podem incluir éter diglicidílico de 1,4-butanodiol; éter diglicidílico de bisfenol Ar; resinas epóxi de bisfenol F; resinas epóxi de bisfenol A/F; resinas epóxi de bisfenol A modificadas; resinas epóxi brominadas, incluindo aquelas disponíveis sob o nome comercial D.E.F. junto à Dow Chemicals; resinas epóxi novolaca, incluindo aquelas vendidas sob o nome comercial D.E.N. junto à Dow Chemicals; resinas epóxi fenol novolaca, incluindo aquelas vendidas sob o nome comercial EPN junto à Huntsman Chemicals; resinas epóxi cresol novolaca, incluindo aquelas vendidas sob o nome comercial ECN junto à Huntsman Chemicals; resinas epóxi cicloalifáticas bifuncionais, incluindo aquelas vendidas sob o nome comercial ARALDITE CY junto à Huntsman Chemicals; resinas epóxi multifuncionais do tipo glicidil amina, incluindo aquelas vendidas sob o nome comercial ARALDITE MY junto à Hunstman chemicals; resinas epóxi vendidas sob os nomes comerciais EPON, EPI-REZ, EPIKOTE, EPONOL, EPONEX junto à Momentive Chemicals; ou combinações das mesmas (por exemplo, misturas ou copolímeros das mesmas). Formação ou Revestimento de Fibras Finas

[044] As fibras finas da presente revelação podem ser preparadas por um método que inclui: fornecer um componente polimérico, em que o componente polimérico inclui um polímero contendo 4-vinil piridina; fornecer um solvente; fornecer um epóxi, em que o epóxi é pelo menos bifuncional; combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição; e formar uma pluralidade de fibras fora da composição. Em certas modalidades, a totalidade de cada fibra é preparada a partir da composição.

[045] As fibras finas revestidas da presente revelação podem ser preparadas por um método que inclui: fornecer um componente polimérico, em que o componente polimérico inclui um polímero contendo 4-vinil piridina; fornecer um solvente; fornecer um epóxi, em que o epóxi é pelo menos bifuncional; fornecer uma fibra pré-formada; combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição; e revestir a fibra com a composição. As fibras a serem revestidas podem ser produzidas a partir de qualquer material polimérico formador de fibras finas. Os exemplos adequados incluem poli(4-vinil piridina), náilon, polivinil butiral (PVB), álcool polivinílico (PVA), poliuretano, terpolímero de poliamida 651, etc., ou combinações dos mesmos (por exemplo, misturas ou copolímeros dos mesmos). Várias combinações de polímeros podem ser usadas se for desejado. As fibras podem ser revestidas por qualquer método adequado, incluindo, por exemplo, revestimento por imersão, revestimento por aspersão, deposição por aerossol, etc.

[046] Em certas modalidades, o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados para formar uma composição, e uma fibra é formada a partir da composição ou uma fibra é revestida com a composição sem aumentar a temperatura da composição. Em algumas modalidades, o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados para formar uma composição, e uma fibra é formada a partir da composição ou uma fibra é revestida com a composição sem a aplicação direta de calor a partir de uma fonte de calor externa. De preferência, o componente polimérico, o solvente e o epóxi estão à temperatura ambiente quando são combinados. Se uma fibra estiver sendo revestida, a fibra pode estar à temperatura ambiente quando revestida com a composição. De preferência, a composição está à temperatura ambiente quando a fibra é formada a partir da ou revestida com a composição. Em algumas modalidades, o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados para formar uma composição, e uma fibra formada a partir da ou uma fibra é revestida com a composição sem aumentar a temperatura do componente polimérico; do solvente; do epóxi; da composição que inclui o componente polimérico, o solvente e o epóxi; e/ou da fibra acima da temperatura ambiente. Em algumas modalidades, a temperatura do componente polimérico, do solvente e/ou do epóxi no momento de formação da composição é até 30 °C, até 40 °C, até 50 °C, até 60 °C, até 70 °C ou até 80 °C. Em algumas modalidades, o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados sem aumentar a temperatura da composição resultante acima de 30 °C, acima de 40 °C, acima de 50 °C, acima de 60 °C, acima de 70 °C ou acima de 80 °C. Em algumas modalidades, uma fibra é formada a partir da ou revestida com a composição que inclui o componente polimérico, o solvente e o epóxi sem aumentar a temperatura da composição e/ou a temperatura da fibra que é formada ou revestida acima de 30 °C, acima de 40 °C, acima de 50 °C, acima de 60 °C, acima de 70 °C ou acima de 80 °C.

[047] Em algumas modalidades, quando o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados, a razão entre o peso dos sólidos poliméricos no componente polimérico e o peso do epóxi está entre 1:0,4 e 1:1,5 (peso:peso). Por exemplo, em certas modalidades, quando o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados, a razão entre o peso dos sólidos poliméricos no componente polimérico e o peso do epóxi é 1:0,4 (peso:peso), 1:0,6 (peso:peso), 1:0,8 (peso:peso), 1:1 (peso:peso) ou 1:1,5 (peso:peso).

[048] Em algumas modalidades, quando o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados, a razão molar entre o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi está entre 1:0,1 e 1:1,5. Por exemplo, em certas modalidades, a razão molar entre polímero contendo 4-vinil piridina e epóxi é 1:0,125, 1:0,18, 1:0,25 ou 1:0,3.

[049] Em algumas modalidades, quando o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados, a razão entre o peso do polímero contendo 4-vinil piridina e o peso do epóxi está entre 1:0,4 e 1:1 (peso:peso). Por exemplo, em certas modalidades, quando o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados, a razão entre o peso da 4-vinil piridina e o peso do epóxi é 1:0,4 (peso:peso), 1:0,6 (peso:peso), 1:0,8 (peso:peso) ou 1:1 (peso:peso).

[050] Em algumas modalidades, quando o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados, a razão molar entre 4-vinil piridina e o epóxi está entre 1:0,1 e 1:1,5. Por exemplo, em certas modalidades, a razão molar entre 4-vinil piridina e epóxi é 1:0,125, 1:0,18, 1:0,25 ou 1:0,3.

[051] Em certas modalidades, a razão molar entre grupos reativos no componente polimérico contendo 4-vinil piridina (por exemplo, N) e grupos reativos no epóxi (por exemplo, éter glicidílico) está entre 1:0,2 e 1:3. Por exemplo, em certas modalidades, a razão molar entre grupos reativos a alcóxi e grupos alcóxi é 1:0,25, 1:0,36, 1:0,5 ou 1:0,06.

[052] Em algumas modalidades, o componente polimérico e o solvente são combinados antes de serem combinados com o epóxi. Em algumas modalidades, o componente polimérico e o solvente podem ser combinados para formar uma solução antes de serem combinados com o epóxi.

[053] Em algumas modalidades, o componente polimérico e um solvente são misturados e, então, aquecidos. O solvente pode ser um solvente que não forma complexo com 4-vinil piridina. Em algumas modalidades, a mistura é aquecida até uma solução ser formada. Em algumas modalidades, o componente polimérico e o solvente são aquecidos até 30 °C, até 40 °C, até 50 °C, até 60 °C, até 70 °C, até 80 °C ou até 100 °C.

[054] Em algumas modalidades, um polímero contendo 4-vinil piridina e um solvente são misturados e, então, aquecidos. O solvente pode ser um solvente que não forma complexo com 4-vinil piridina. Em algumas modalidades, a mistura é aquecida até uma solução ser formada. Em algumas modalidades, a mistura é aquecida até 30 °C, até 40 °C, até 50 °C, até 60 °C, até 70 °C, até 80 °C ou até 100 °C. Se o componente polimérico incluir outro material polimérico formador de fibras adequado para uso para produzir fibras finas, esse outro material polimérico formador de fibras pode ser opcionalmente adicionado após o polímero contendo 4-vinil piridina e o solvente serem aquecidos.

[055] Se anteriormente aquecidos, o componente polimérico e o solvente são resfriados antes da combinação do componente polimérico e do solvente com o epóxi. De preferência, o componente polimérico e o solvente são resfriados até a temperatura ambiente. Em algumas modalidades, o componente polimérico e o solvente podem ser resfriados a uma temperatura de até 30 °C, até 40 °C, até 50 °C, até 60 °C, até 70 °C ou até 80 °C.

[056] Em algumas modalidades, combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e formar uma pluralidade de fibras fora da composição inclui: misturar um epóxi, um solvente e um componente polimérico que inclui um polímero contendo 4-vinil piridina; permitir que o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi reajam; e remover pelo menos uma porção do solvente. Em algumas modalidades, o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi são deixados reagir por pelo menos 1 hora (60 minutos), pelo menos 2 horas (120 minutos), pelo menos 3 horas (180 minutos) ou pelo menos 4 horas (240 minutos) antes de pelo menos uma porção do solvente ser removida. A fibra resultante preparada a partir da composição inclui o componente polimérico e o epóxi e pode, opcionalmente, incluir pelo menos uma porção do solvente.

[057] Em algumas modalidades, combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi inclui, ainda, controlar a temperatura do meio ambiente e/ou a umidade relativa presente no momento de mistura do componente polimérico, do solvente e do epóxi. Em algumas modalidades, a temperatura do meio ambiente pode ser pelo menos 15,56 °C (60 °F), pelo menos 21,11 °C (70 °F), pelo menos 22,22 °C (72 °F) ou pelo menos 23,89 °C (75 °F). Em algumas modalidades, a temperatura do meio ambiente pode ser até 21,11 °C (70 °F), até 22,22 °C (72 °F), até 23,89 °C (75 °F), até 26,67 °C (80 °F) ou até 29,44 °C (85 °F). Em algumas modalidades, a umidade relativa, que é a razão entre a pressão parcial de vapor d'água e a pressão de vapor de equilíbrio de água na mesma temperatura, pode ser pelo menos 8%, pelo menos 10%, pelo menos 12%, pelo menos 15%, pelo menos 18% ou pelo menos 20%. Em algumas modalidades, a umidade relativa pode ser até 10%, até 12%, até 15%, até 20%, até 30%, até 40%, até 50%, até 80% ou até 90%.

[058] Em algumas modalidades, combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e formar uma pluralidade de fibras fora da composição são simultâneos. Em algumas modalidades, combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e revestir uma fibra com a composição são simultâneos.

[059] Em algumas modalidades, após as fibras serem formadas ou revestidas, as fibras podem ser armazenadas. Em algumas modalidades, a temperatura do meio ambiente e/ou a umidade relativa presente durante o armazenamento podem ser controladas. Em algumas modalidades, as fibras podem ser armazenadas em condições que têm uma temperatura do meio ambiente de, por exemplo, pelo menos 15,56 °C (60 °F), pelo menos 21,11 °C (70 °F), pelo menos 22,22 °C (72 °F) ou pelo menos 23,89 °C (75 °F) e/ou até 21,11 °C (70 °F), até 22,22 °C (72 °F), até 23,89 °C (75 °F), até 26,67 °C (80 °F) ou até 29,44 °C (85 °F). Em algumas modalidades, as fibras podem ser armazenadas em condições que têm uma umidade relativa de pelo menos 8%, pelo menos 10%, pelo menos 12%, pelo menos 15%, pelo menos 18% ou pelo menos 20% e/ou até 10%, até 12%, até 15%, até 20%, até 30%, até 40%, até 50%, até 80% ou até 90%.

[060] Em algumas modalidades, por exemplo, quando as temperaturas do meio ambiente e/ou a umidade relativa presentes no momento de mistura do componente polimérico, do solvente e do epóxi e/ou presentes durante o armazenamento da fibra não podem ser controlados, as fibras podem ser armazenadas por um período mais longo antes do uso; o peso entre o polímero contendo 4-vinil piridina em relação ao peso total de componente polimérico pode ser aumentado; e/ou o peso de polímero contendo 4-vinil piridina em relação ao peso de epóxi pode ser aumentado.

[061] Em certas modalidades, as fibras finas da presente revelação demonstram pelo menos 20%, pelo menos 30%, pelo menos 40%, pelo menos 50%, ou pelo menos 60% de eficácia de camada de fibra fina retida pelo Teste e Embebimento em Etanol.

[062] Em certas modalidades, as fibras finas da presente revelação demonstram pelo menos 20%, pelo menos 30%, pelo menos 40%, pelo menos 50%, ou pelo menos 60% de eficácia de camada de fibra fina retida pelo Teste e Embebimento em Água Quente.

[063] As fibras finas da revelação podem ser produzidas com o uso de uma variedade de técnicas, incluindo, por exemplo, fiação eletrostática, fiação centrífuga ou giratória, fiação a molhado, fiação a seco, fiação por fusão, fiação por extrusão, fiação direta, fiação por gel, etc.

[064] As fibras finas podem ser coletadas em uma camada de suporte durante, por exemplo, formação por fiação por fusão ou eletrostática. A camada de suporte pode ser de qualquer um de uma variedade de materiais porosos, incluindo materiais fibrosos, malha metálica, etc. Tipicamente, os materiais fibrosos usados para a camada de suporte são produzidos a partir de fibra natural e/ou fibras sintéticas. Em certas modalidades, a camada de suporte inclui fibras que têm um diâmetro médio de pelo menos 5 mícrons ou pelo menos 10 mícrons. Em certas modalidades, a camada de suporte pode incluir fibras que têm um diâmetro médio de até 250 mícrons. Em certas modalidades, a camada de suporte tem pelo menos 0,005 polegada (125 mícrons) de espessura e, frequentemente, pelo menos 0,01 polegada (250 mícrons) de espessura. Em certas modalidades, a camada de suporte tem até 0,03 polegada (750 mícrons) de espessura. Em certas modalidades, a camada de suporte tem uma rigidez Gurley de 100 gramas ou mais.

[065] De preferência, a camada de material de fibra fina é disposta em uma primeira superfície de uma camada de meio fibroso grosso permeável (isto é, uma camada de suporte) como uma camada de fibra. Além disso, de preferência, a primeira camada de material de fibra fina disposta na primeira superfície da primeira camada de material fibroso grosso permeável tem uma espessura geral que não é maio que 50 mícrons, mais preferencialmente, não é maior que 30 mícrons, ainda mais preferencialmente, não é maior que 20 mícrons e, com a máxima preferência, não é maior que 10 mícrons. Tipicamente e de preferência, a espessura da camada de fibra fina está dentro de uma espessura de 1 a 20 vezes (frequentemente 1 a 8 vezes e, mais preferencialmente, no máximo 5 vezes) o diâmetro médio de fibra fina usado para produzir a camada. Em certas modalidades, a camada de fibra fina tem uma espessura de pelo menos 0,05 μm. Em algumas modalidades, a camada de fibra fina tem uma espessura menor que 200 mícrons.

[066] As fibras finas da revelação podem ser produzidas com o uso do processo de fiação eletrostática (isto é, eletrofiação). Um aparelho de eletrofiação adequado para formar as fibras finas inclui um reservatório em que a solução de formação de fibra fina está contida e um dispositivo de emissão, que, de modo geral, consiste em uma porção giratória que inclui uma pluralidade de furos de deslocamento. Conforme o mesmo gira no campo eletrostático, uma gotícula da solução no dispositivo de emissão é acelerada pelo campo eletrostático em direção ao meio de coleta. Voltada para o emissor, mas afastada do mesmo, está uma grade sobre a qual o meio de coleta (isto é, uma camada de suporte ou substrato) está posicionado. O ar pode ser drenado através da grade. Um potencial eletrostático de alta tensão é mantido entre o emissor e a grade por meio de uma fonte de tensão eletrostática adequada. A camada de suporte está posicionada entre o emissor e a grade para coletar as fibras.

[067] Especificamente, o potencial eletrostático entre a grade e o emissor confere uma carga ao material que faz com que o líquido seja emitido a partir da mesma como fibras finas que são puxadas em direção à grade, onde chegam e são coletadas em um substrato. No caso do polímero em solução, uma porção do solvente é removida por evaporação das fibras durante sua trajetória até o substrato. As fibras finas ligam-se às fibras de substrato conforme o solvente continua a evaporar e a fibra resfria. A intensidade de campo eletrostático é selecionada para garantir que, conforme o material polimérico é acelerado do emissor ou meio de coleta, a aceleração é suficiente para transformar o material polimérico em uma estrutura de microfibra ou nanofibra muito fina. Aumentar ou reduzir a taxa de avanço do meio de coleta pode depositar mais ou menos fibras emitidas no meio de formação, permitindo, assim, o controle da espessura de cada camada depositada no mesmo.

[068] Alternativamente, o aparelho de eletrofiação para formar fibras finas pode ser um aparelho de gota pendente, isto é, uma seringa preenchida com solução de polímero. Uma alta tensão é aplicada à agulha fixada à seringa, e a solução de polímero é bombeada a uma taxa de bomba específica. Conforme a gota da solução de polímero emerge da agulha, a mesma forma um cone de Taylor sob a influência do campo eletrostático. Em tensões suficientemente altas, um jato é emitido do cone de Taylor que sofre extensão, e as fibras finas são formadas e depositadas no meio fixado a um mandril giratório que atua como o coletor. Os processos de eletrofiação usualmente usam soluções de polímero com 5 a 20% de concentração de sólidos (em polímero). Meio Filtrante e Elementos Filtrantes

[069] As fibras finas da presente revelação podem ser formadas em uma estrutura filtrante, tal como um meio filtrante. Em tal estrutura, os materiais de fibra fina da revelação estão dispostos em (tipicamente, são formados em e aderidos a) um substrato filtrante (isto é, um substrato de filtração). Os substratos de fibra natural e fibra sintética podem ser usados como o substrato filtrante. Os exemplos incluem suportes ou tecidos produzidos por fiação contínua ou produzidos por sopro em fusão, tecidos e não tecidos de fibras sintéticas, materiais celulósicos e fibras de vidro. Materiais semelhantes a tela plástica, tanto extrudados quanto perfurados por furos, são outros exemplos de substratos filtrantes, assim como membranas de ultrafiltração (UF) e microfiltração (MF) de polímeros orgânicos. Os exemplos de não tecidos sintéticos incluem não tecidos de poliéster, não tecidos de náilon, não tecidos de poliolefina (por exemplo, polipropileno) ou não tecidos mesclados dos mesmos. Os substratos semelhantes a folha (por exemplo, mantas celulósicas e/ou não tecidas sintáticas) são a forma típica dos substratos filtrantes. O formato e a estrutura do material filtrante, entretanto, é tipicamente selecionada pelo engenheiro de projeto e depende da aplicação de filtração particular.

[070] Uma construção de meio filtrante de acordo com a presente revelação pode incluir uma camada de material fibroso grosso permeável (isto é, meio ou substrato) que tem uma primeira superfície. Uma primeira camada de meio de fibra fina é, de preferência, disposta na primeira superfície da camada de meio fibroso grosso permeável.

[071] De preferência, a camada de material fibroso grosso permeável inclui fibras que têm um diâmetro médio de pelo menos 5 mícrons e, mais preferencialmente, pelo menos 12 mícrons e, ainda mais preferencialmente, pelo menos 14 mícrons. De preferência, as fibras grossas têm um diâmetro médio não maior que 50 mícrons.

[072] Além disso, de preferência, o material fibroso grosso permeável compreende um meio que tem um peso base maior que 260 gramas/metro2 (g/m2) e, mais preferencialmente, maior que 150 g/m2. De preferência, o material fibroso grosso permeável compreende um meio que tem um peso base de pelo menos 0,5 g/m2 e, mais preferencialmente, pelo menos 8 g/m2. De preferência, a primeira camada de meio fibroso grosso permeável tem pelo menos 0,0005 polegada (12 mícrons) de espessura e, mais preferencialmente, pelo menos 0,001 polegada (25,4 mícrons) de espessura. De preferência, a primeira camada de meio fibroso grosso permeável tem no máximo 762 mícrons (0,030 polegada) de espessura. Tipicamente e de preferência, a primeira camada de meio fibroso grosso permeável tem 0,001 polegada a 0,030 polegada (25 a 800 mícrons) de espessura. De preferência, a primeira camada de meio fibroso grosso permeável tem uma permeabilidade de Frazier (pressão diferencial definida a 1,27 centímetro (0,5 polegada) de água) de pelo menos 2 metros/minuto (m/min). De preferência, a primeira camada de meio fibroso grosso permeável tem uma permeabilidade de Frazier (pressão diferencial definida a 1,27 centímetro (0,5 polegada) de água) não maior que 900 m/min.

[073] Em disposições preferenciais, a primeira camada de material fibroso grosso permeável compreende um material que, se avaliado separadamente do restante da construção pelo teste de permeabilidade de Frazier, poderia exibir uma permeabilidade de pelo menos 1 m/min e, de preferência, pelo menos 2 m/min. Em disposições preferenciais, a primeira camada de material fibroso grosso permeável compreende um material que, se avaliado separadamente do restante da construção pelo teste de permeabilidade de Frazier, poderia exibir uma permeabilidade não maior que 900 m/min e, tipicamente e de preferência, 2 m/min a 900 m/min. No presente documento, quando é feita referência a eficácia ou eficácia de Folha Plana de Baixa Eficácia (LEFS), a não ser que especificado de outro modo, a referência significa eficácia quando medida de acordo com o padrão ASTM-1215-89, com partículas esféricas de poliestireno monodispersas de 0,78 micron (μ), a 20 pés por minuto (ft/min, 6,1 m/min), conforme descrito no presente documento.

[074] Nessas modalidades, uma camada de fibra fina pode ser fabricada formando-se uma pluralidade de fibras finas em um substrato de filtração, formando, assim, um meio filtrante. O meio filtrante (isto é, a camada de fibra fina mais o substrato de filtração) pode ser, então, fabricado em elementos filtrantes (isto é, elementos de filtração), incluindo, por exemplo, filtros de painel plano, filtros de cartucho ou outros componentes de filtração. Os exemplos de tais elementos filtrantes são descritos nas Patentes nos U.S. 6.746.517; 6.673.136; 6.800.117; 6.875.256; 6.716.274; e 7.316.723. O formato e a estrutura do material filtrante, entretanto, é tipicamente selecionada pelo engenheiro de projeto e depende da aplicação de filtração particular. Métodos Exemplificativos para Produzir Modalidades de Fibra

[075] 1. Um método para produzir uma fibra fina, em que o método compreende: fornecer um componente polimérico, em que o componente polimérico compreende um polímero contendo 4-vinil piridina; fornecer um solvente que não forma complexo com 4-vinil piridina; fornecer um epóxi, em que o epóxi é pelo menos bifuncional; e combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e formar uma pluralidade de fibras fora da composição, de modo que a totalidade de cada fibra seja preparada a partir da composição.

[076] 2. Um método para produzir uma fibra fina, em que o método compreende: fornecer um componente polimérico, em que o componente polimérico compreende um polímero contendo 4-vinil piridina; fornecer um solvente; fornecer um epóxi, em que o epóxi é pelo menos bifuncional; e combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e formar uma pluralidade de fibras fora da composição, de modo que a totalidade de cada fibra seja preparada a partir da composição sem aumentar a temperatura da composição acima de 80 °C.

[077] 3. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 ou 2, em que a pluralidade de fibras é formada sem aumentar a temperatura da composição acima de 80 °C ou acima de 30 °C.

[078] 4. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 3, em que o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados à temperatura ambiente e em que a pluralidade de fibras é formada sem aumentar a temperatura da composição.

[079] 5. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 4, em que o polímero contendo 4-vinil piridina compreende um homopolímero de poli(4-vinil piridina), um copolímero de 4-vinil piridina ou uma mistura dos mesmos.

[080] 6. O método, de acordo com a modalidade 5, em que o copolímero contendo 4-vinil piridina compreende um copolímero de uma 4-vinil piridina e um copolímero que compreende estireno, um alquil(met)acrilato ou acrilonitrila ou uma combinação dos mesmos.

[081] 7. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 6, em que o epóxi compreende éter 1,4-butanodiol diglicidílico, éter diglicidílico de bisfenol A, uma resina epóxi de bisfenol F, uma resina epóxi de bisfenol A/F, uma resina epóxi de bisfenol A modificada, uma resina epóxi brominada, uma resina epóxi novolaca, uma resina epóxi fenol novolaca, uma resina epóxi cresol novolaca, uma resina epóxi cicloalifática bifuncional ou uma resina epóxi multifuncional do tipo glicidil amina ou uma combinação das mesmas.

[082] 8. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 7, em que o componente polimérico compreende, ainda, um náilon, um terpolímero de poliamida, polivinil butiral (PVB), álcool polivinílico (PVA) ou um poliuretano ou uma combinação dos mesmos.

[083] 9. O método, de acordo com a modalidade 8, em que o componente polimérico compreende um náilon e, ainda, em que o náilon compreende náilon-6; náilon-6,6; náilon-6,10; ou terpolímeros de náilon-6, náilon-6,6 e náilon-6,10; ou uma combinação dos mesmos.

[084] 10. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 9, em que o solvente compreende um solvente prótico.

[085] 11. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 10, em que o solvente compreende etanol.

[086] 12. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 11, em que o solvente compreende um solvente aprótico.

[087] 13. O método, de acordo com a modalidade 12, em que o solvente aprótico compreende dioxolano, tetra-hidrofurano, acetato de etila, acetonitrila, DMF, DMSO ou acetona, ou uma mistura dos mesmos.

[088] 14. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 13 que compreende, ainda, combinar o componente polimérico e o solvente e aquecer e, então, resfriar o componente polimérico e o solvente antes de combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi.

[089] 15. O método, de acordo com a modalidade 14, em que o componente polimérico e o solvente são resfriados até temperatura ambiente.

[090] 16. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 2 a 15, em que o solvente não forma complexo com 4-vinil piridina.

[091] 17. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 16, em que combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e formar uma pluralidade de fibras fora da composição compreendem: misturar o componente polimérico, o solvente e o epóxi; permitir que o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi reajam; e remover pelo menos uma porção do solvente.

[092] 18. O método, de acordo com a modalidade 17, em que o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi são deixados reagir por pelo menos 1 hora (60 minutos) antes de pelo menos uma porção do solvente ser removida.

[093] 19. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 17 ou 18, em que o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi são deixados reagir por pelo menos 2 horas (120 minutos) antes de pelo menos uma porção do solvente ser removida.

[094] 20. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 17 a 19, em que o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi são deixados reagir por pelo menos 3 horas (180 minutos) antes de pelo menos uma porção do solvente ser removida.

[095] 21. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 20, em que o solvente é etanol.

[096] 22. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 21, em que combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e formar uma pluralidade de fibras fora da composição são simultâneos.

[097] 23. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 22, em que formar uma pluralidade de fibras fora da composição compreende eletrofiação das fibras.

[098] 24. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 23, em que o componente polimérico compreende pelo menos 20% em peso de polímero contendo 4-vinil piridina com base em sólidos poliméricos.

[099] 25. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 24, em que o componente polimérico compreende pelo menos 30% em peso de polímero contendo 4-vinil piridina com base em sólidos poliméricos.

[0100] 26. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 25, em que a razão molar entre polímero contendo 4-vinil piridina e epóxi está entre 1:0,1 e 1:1,5. Métodos Exemplificativos para Produzir Modalidades de Fibra Revestida

[0101] 1. Um método para produzir uma fibra fina revestida, em que o método compreende: fornecer um componente polimérico, em que o componente polimérico compreende um polímero contendo 4-vinil piridina; fornecer um solvente que não forma complexo com 4-vinil piridina; fornecer um epóxi, em que o epóxi é pelo menos bifuncional; fornecer uma fibra; e combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e revestir a fibra com a composição.

[0102] 2. Um método para produzir uma fibra fina revestida, em que o método compreende: fornecer um componente polimérico, em que o componente polimérico compreende um polímero contendo 4-vinil piridina; fornecer um solvente; fornecer um epóxi, em que o epóxi é pelo menos bifuncional; fornecer uma fibra; e combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e revestir a fibra com a composição sem aumentar a temperatura da composição ou a temperatura da fibra acima de 80 °C.

[0103] 3. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 ou 2, em que a fibra é revestida sem aumentar a temperatura da composição ou a temperatura da fibra acima de 80 °C ou acima de 30 °C.

[0104] 4. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 3, em que o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados à temperatura ambiente e em que a fibra é revestida sem aumentar a temperatura da composição ou a temperatura da fibra acima da temperatura ambiente.

[0105] 5. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 4, em que o polímero contendo 4-vinil piridina compreende um homopolímero de poli(4-vinil piridina), um copolímero de 4-vinil piridina ou uma mistura dos mesmos.

[0106] 6. O método, de acordo com a modalidade 5, em que o copolímero contendo 4-vinil piridina compreende um copolímero de 4-vinil piridina e um copolímero que compreende estireno, um alquil(met)acrilato ou acrilonitrila ou uma combinação dos mesmos.

[0107] 7. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 6, em que o epóxi compreende éter 1,4-butanodiol diglicidílico, éter diglicidílico de bisfenol A, uma resina epóxi de bisfenol F, uma resina epóxi de bisfenol A/F, uma resina epóxi de bisfenol A modificada, uma resina epóxi brominada, uma resina epóxi novolaca, uma resina epóxi fenol novolaca, uma resina epóxi cresol novolaca, uma resina epóxi cicloalifática bifuncional ou uma resina epóxi multifuncional do tipo glicidil amina ou uma combinação das mesmas.

[0108] 8. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 7, em que o componente polimérico compreende, ainda, um náilon, um terpolímero de poliamida, polivinil butiral (PVB), álcool polivinílico (PVA) ou um poliuretano ou uma combinação dos mesmos.

[0109] 9. O método, de acordo com a modalidade 8, em que o componente polimérico compreende um náilon e, ainda, em que o náilon compreende náilon-6; náilon-6,6; náilon-6,10; ou terpolímeros de náilon-6, náilon-6,6 e náilon-6,10; ou uma combinação dos mesmos.

[0110] 10. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 9, em que o solvente compreende um solvente prótico.

[0111] 11. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 10, em que o solvente compreende etanol.

[0112] 12. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 11, em que o solvente compreende um solvente aprótico.

[0113] 13. O método, de acordo com a modalidade 12, em que o solvente aprótico compreende dioxolano, tetra-hidrofurano, acetato de etila, acetonitrila, DMF, DMSO ou acetona, ou uma mistura dos mesmos.

[0114] 14. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 13 que compreende, ainda, combinar o componente polimérico e o solvente e aquecer e, então, resfriar o componente polimérico e o solvente antes de combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi.

[0115] 15. O método, de acordo com a modalidade 14, em que o componente polimérico e o solvente são resfriados até temperatura ambiente.

[0116] 16. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 2 a 15, em que o solvente não forma complexo com 4-vinil piridina.

[0117] 17. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 16, em que combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e revestir a fibra com a composição compreendem: misturar o componente polimérico, o solvente e o epóxi; permitir que o polímero contendo 4-vinil piridina e epóxi reajam; e remover pelo menos uma porção do solvente.

[0118] 18. O método, de acordo com a modalidade 17, em que o polímero contendo 4-vinil piridina e epóxi são deixados reagir por pelo menos 1 hora (60 minutos) antes de pelo menos uma porção do solvente ser removida.

[0119] 19. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 17 ou 18, em que o polímero contendo 4-vinil piridina e epóxi são deixados reagir por pelo menos 2 horas (120 minutos) antes de pelo menos uma porção do solvente ser removida.

[0120] 20. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 17 a 19, em que o polímero contendo 4-vinil piridina e epóxi são deixados reagir por pelo menos 3 horas (180 minutos) antes de pelo menos uma porção do solvente ser removida.

[0121] 21. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 20, em que o solvente é etanol.

[0122] 22. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 21, em que combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e revestir a fibra com a composição são simultâneos.

[0123] 23. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 22, em que revestir a fibra com a composição compreende revestimento por imersão, revestimento por aspersão ou deposição por aerossol.

[0124] 24. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 23, em que o componente polimérico compreende pelo menos 20% em peso de polímero contendo 4-vinil piridina com base em sólidos poliméricos.

[0125] 25. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 24, em que o componente polimérico compreende pelo menos 30% em peso de polímero contendo 4-vinil piridina com base em sólidos poliméricos.

[0126] 26. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 25, em que a razão molar entre polímero contendo 4-vinil piridina e epóxi está entre 1:0,1 e 1:1,5. Modalidades Exemplificativas de Fibra

[0127] 1. Uma fibra fina em que a totalidade da fibra compreende uma composição, em que a composição compreende o produto de reação de um polímero contendo 4-vinil piridina e um epóxi, em que o epóxi é pelo menos bifuncional.

[0128] 2. A fibra fina, de acordo com a reivindicação 1, em que o polímero contendo 4-vinil piridina compreende um homopolímero de poli(4-vinil piridina), um copolímero de 4-vinil piridina ou uma mistura dos mesmos.

[0129] 3. A fibra fina, de acordo com a reivindicação 2, em que o copolímero de 4-vinil piridina compreende um copolímero de 4-vinil piridina e um copolímero que compreende estireno, um alquil(met)acrilato ou acrilonitrila ou uma combinação dos mesmos.

[0130] 4. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que o epóxi compreende éter 1,4-butanodiol diglicidílico, éter diglicidílico de bisfenol A, uma resina epóxi de bisfenol F, uma resina epóxi de bisfenol A/F, uma resina epóxi de bisfenol A modificada, uma resina epóxi brominada, uma resina epóxi novolaca, uma resina epóxi fenol novolaca, uma resina epóxi cresol novolaca, uma resina epóxi cicloalifática bifuncional ou uma resina epóxi multifuncional do tipo glicidil amina ou uma combinação das mesmas.

[0131] 5. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 4, em que a composição compreende, ainda, um náilon, um terpolímero de poliamida, polivinil butiral (PVB), álcool polivinílico (PVA) ou um poliuretano ou uma combinação dos mesmos.

[0132] 6. A fibra fina, de acordo com a modalidade 5, em que a composição compreende um náilon e, ainda, em que o náilon compreende náilon-6; náilon-6,6; náilon-6,10; ou terpolímeros de náilon-6, náilon-6,6 e náilon-6,10; ou uma combinação dos mesmos.

[0133] 7. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 6, em que o componente polimérico compreende pelo menos 20% em peso do polímero contendo 4-vinil piridina com base em sólidos poliméricos.

[0134] 8. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 7, em que o componente polimérico compreende pelo menos 30% em peso do polímero contendo 4-vinil piridina com base em sólidos poliméricos.

[0135] 9. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 8, em que a razão molar entre polímero contendo 4-vinil piridina e epóxi está entre 1:0,1 e 1:1,5. Modalidades Exemplificativas de Meio Filtrante e Elemento Filtrante

[0136] 1. Um meio filtrante que compreende uma pluralidade de fibras, de acordo com qualquer uma das modalidades reveladas no presente documento.

[0137] 2. Um meio de filtração de líquido que compreende uma pluralidade de fibras, de acordo com qualquer uma das modalidades reveladas no presente documento.

[0138] 3. Um meio de filtração de ar que compreende uma pluralidade de fibras, de acordo com qualquer uma das modalidades reveladas no presente documento.

[0139] 4. O meio filtrante, de acordo com a modalidade 1, que compreende, ainda, um substrato de filtração, em que a pluralidade de fibras está disposta no substrato para formar uma camada de fibra fina.

[0140] 5. O meio filtrante, de acordo com a modalidade 4, em que a camada de fibra fina tem uma espessura menor ou igual a 200 mícrons.

[0141] 6. O meio filtrante, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, em que o substrato de filtração compreende um substrato não tecido.

[0142] 7. O meio filtrante, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, em que a camada de fibra fina é uma camada eletrofiada, e o substrato de filtração compreende um produto celulósico, celulose/mescla sintética ou não tecido sintético.

[0143] 8. O meio filtrante, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, em que o substrato de filtração compreende pelo menos um não tecido de poliéster, um não tecido de poliolefina e um não tecido mesclado.

[0144] 9. O meio filtrante, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 8, em que o substrato de filtração compreende um suporte produzido por fiação contínua.

[0145] 10. Um meio filtrante que compreende elemento filtrante, de acordo com qualquer uma das modalidades 4 a 9. Modalidades Exemplificativas de Produto por Processo

[0146] 1. Uma fibra fina preparada por um método que compreende: fornecer um componente polimérico, em que o componente polimérico compreende um polímero contendo 4-vinil piridina; fornecer um solvente que não forma complexo com 4-vinil piridina; fornecer um epóxi, em que o epóxi é pelo menos bifuncional; combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e formar uma pluralidade de fibras fora da composição, de modo que a totalidade de cada fibra seja preparada a partir da composição.

[0147] 2. Uma fibra fina preparada por um método que compreende: fornecer um componente polimérico, em que o componente polimérico compreende um polímero contendo 4-vinil piridina; fornecer um solvente; fornecer um epóxi, em que o epóxi é pelo menos bifuncional; combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e formar uma pluralidade de fibras fora da composição, de modo que a totalidade de cada fibra seja preparada a partir da composição sem aumentar a temperatura da composição acima de 80 °C.

[0148] 3. Uma fibra fina revestida preparada por um método que compreende: fornecer um componente polimérico, em que o componente polimérico compreende um polímero contendo 4-vinil piridina; fornecer um solvente que não forma complexo com 4-vinil piridina; fornecer um epóxi, em que o epóxi é pelo menos bifuncional; fornecer uma fibra; combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e revestir a fibra com a composição.

[0149] 4. Uma fibra fina revestida preparada por um método que compreende: fornecer um componente polimérico, em que o componente polimérico compreende um polímero contendo 4-vinil piridina; fornecer um solvente; fornecer um epóxi, em que o epóxi é pelo menos bifuncional; fornecer uma fibra; e combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e revestir a fibra com a composição sem aumentar a temperatura da composição ou a temperatura da fibra acima de 80 °C.

[0150] 5. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 4, em que o solvente compreende um solvente prótico.

[0151] 6. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 5, em que o solvente compreende etanol.

[0152] 7. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 6, em que o solvente compreende um solvente aprótico.

[0153] 8. A fibra fina, de acordo com a modalidade 7, em que o solvente aprótico compreende dioxolano, tetra-hidrofurano, acetato de etila, acetonitrila, DMF, DMSO ou acetona, ou uma mistura dos mesmos.

[0154] 9. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 8, em que o polímero contendo 4-vinil piridina compreende um homopolímero de poli(4-vinil piridina), um copolímero de 4-vinil piridina ou uma mistura dos mesmos.

[0155] 10. A fibra fina, de acordo com a modalidade 9, em que o copolímero contendo 4-vinil piridina compreende um copolímero de uma 4-vinil piridina e um copolímero que compreende estireno, um alquil(met)acrilato ou acrilonitrila ou uma combinação dos mesmos.

[0156] 11. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 10, em que o epóxi compreende éter 1,4-butanodiol diglicidílico, éter diglicidílico de bisfenol A, uma resina epóxi de bisfenol F, uma resina epóxi de bisfenol A/F, uma resina epóxi de bisfenol A modificada, uma resina epóxi brominada, uma resina epóxi novolaca, uma resina epóxi fenol novolaca, uma resina epóxi cresol novolaca, uma resina epóxi cicloalifática bifuncional ou uma resina epóxi multifuncional do tipo glicidil amina ou uma combinação das mesmas.

[0157] 12. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 11, em que o componente polimérico compreende, ainda, um náilon, um terpolímero de poliamida, polivinil butiral (PVB), álcool polivinílico (PVA) ou um poliuretano ou uma combinação dos mesmos.

[0158] 13. A fibra fina, de acordo com a modalidade 12, em que o componente polimérico compreende um náilon e, ainda, em que o náilon compreende náilon-6; náilon-6,6; náilon-6,10; ou terpolímeros de náilon-6, náilon-6,6 e náilon-6,10; ou uma combinação dos mesmos.

[0159] 14. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 13 em que o método compreende, ainda, misturar o componente polimérico e o solvente e aquecer e, então, resfriar o componente polimérico e o solvente antes de combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi.

[0160] 15. A fibra fina, de acordo com a modalidade 14, em que o componente polimérico e o solvente são resfriados até temperatura ambiente.

[0161] 16. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 15, em que o solvente não forma complexo com 4-vinil piridina.

[0162] 17. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 16, em que combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e formar uma pluralidade de fibras fora da composição compreendem: misturar o componente polimérico, o solvente e o epóxi; permitir que o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi reajam; e remover pelo menos uma porção do solvente.

[0163] 18. A fibra fina, de acordo com a modalidade 17, em que o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi são deixados reagir por pelo menos 1 hora (60 minutos) antes de pelo menos uma porção do solvente ser removida.

[0164] 19. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 17 ou 18, em que o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi são deixados reagir por pelo menos 2 horas (120 minutos) antes de pelo menos uma porção do solvente ser removida.

[0165] 20. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 17 a 19, em que o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi são deixados reagir por pelo menos 3 horas (180 minutos) antes de pelo menos uma porção do solvente ser removida.

[0166] 21. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 20, em que o solvente é etanol.

[0167] 22. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 21, em que combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e formar uma pluralidade de fibras fora da composição são simultâneos.

[0168] 23. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 22, em que formar uma pluralidade de fibras fora da composição compreende eletrofiação das fibras.

[0169] 24. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 23, em que o componente polimérico compreende pelo menos 20% em peso de polímero contendo 4-vinil piridina com base em sólidos poliméricos.

[0170] 25. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 24, em que o componente polimérico compreende pelo menos 30% em peso de polímero contendo 4-vinil piridina com base em sólidos poliméricos.

[0171] 26. A fibra fina, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 25, em que a razão molar entre polímero contendo 4-vinil piridina e epóxi está entre 1:0,1 e 1:1,5.

Exemplos

[0172] Os objetivos e vantagens desta revelação são, ainda, ilustrados pelos exemplos a seguir, mas os materiais particulares e as quantidades dos mesmos mencionadas nesses exemplos, assim como outras condições e detalhes, não devem ser interpretados de modo a limitar indevidamente esta revelação. Tabela de Materiais Usados nos Exemplos

PROCEDIMENTOS DE TESTE Medição de Eficácia de Filtração

[0173] A eficácia de meio filtrante (substrato + fibra fina) é medida e relatada como eficácia de Folha Plana de Baixa Eficácia (LEFS). A eficácia de LEFS refere-se à eficácia de remoção para partículas de látex de 0,78 mícron a uma velocidade de face de 0,1016 metro/segundo (20 pés/minuto (ft/min)) quando testada de acordo com o padrão ASTM-1215-89.

Teste de Embebimento em Etanol

[0174] A eficácia de LEFS é medida para uma amostra de fibras finas na forma de uma camada disposta sobre um substrato. Após a medição, a amostra é submersa em etanol (95% (190 proof)) sob condições ambientes por 1 min. A amostra é removida, seca, e a eficácia de LEFS é medida novamente. A amostra é avaliada quanto a uma quantidade de eficácia de camada de fibra fina retida conforme determinado de acordo com o procedimento descrito na Patente no U.S. 6.743.273 ("Fine fiber layer efficiency retained"). Os resultados podem ser relatados simplesmente como eficácia de LEFS ou como a camada de fibra fina retida. A quantidade de eficácia de camada de fibra fina retida é relatada como a porcentagem de quantidade inicial de fibras finas e denominada "eficácia de camada de fibra fina retida". Essa porcentagem gera uma boa indicação de se o grau de reticulação atingido foi suficiente para proteger o material de fibra fina contra ataque/dissolução ou deslaminação por etanol.

Teste de Embebimento em Água Quente

[0175] Esse teste é muito similar ao teste de embebimento em etanol descrito acima exceto pelo fato de que a amostra é submersa em água quente (60 °C (140 °F)) por 5 minutos. A amostra é removida, seca e avaliada quanto a uma quantidade de eficácia de camada de fibra fina retida conforme descrito acima e de acordo com o procedimento descrito na Patente no U.S. 6.743.273 ("Fine fiber layer efficiency retained"). A quantidade de eficácia de camada de fibra fina gera uma boa indicação de se o grau de reticulação atingido foi suficiente para proteger o material de fibra fina contra ataque/dissolução por água quente.

MÉTODOS DE PREPARAÇÃO Exemplo 1

[0176] Uma mistura de polímeros contendo poli(4-vinil piridina) (P4VP) e etanol foi preparada por agitação mecânica para produzir uma solução de sólidos a 8% sem a aplicação de calor (ou seja, sem qualquer entrada térmica). Após dissolução completa da P4VP, éter diglicidílico de bisfenol A (BADGE) foi adicionado enquanto é mantida a agitação mecânica. A razão ponderal entre poli(4-vinil piridina) e BADGE foi 1:0,8 (peso:peso) ou 1:1 (peso:peso). A solução foi deixada reagir por 4 horas e foi, então, eletrofiada com o uso da técnica de eletrofiação de gota pendente para formar uma camada de fibra fina em um substrato de filtração. Para esse exemplo, uma tensão de 30 KV a 40 KV foi usada para formar a camada de fibra fina em material de substrato que se move a uma distância de 10,16 centímetros (4 polegadas) do emissor. O substrato foi um meio de celulose plano (EN848, Hollingsworth & Vose, East Walpole, MA) com um peso base médio de 83 g/m2, espessura média de 0,29 mm e permeabilidade de Frazier média de 6,7 m/min.

[0177] Um teste de embebimento em etanol e os testes de embebimento em água quente foram realizados em discos cortados do substrato carregado com fibra fina após 1 dia, 3 dias, 7 dias e 18 dias. As amostras foram armazenadas à temperatura do meio ambiente e condições de umidade. As amostras que foram submetidas a pós-tratamento (PT) (130 °C por 10 minutos) para forçar a reação até a conclusão serviram como amostras de controle. A Figura 1 mostra a eficácia de camada de fibra fina retida após embebimento em etanol e após embebimento em água quente. Exemplo 2

[0178] O Exemplo 1 foi repetido novamente; entretanto, as razões entre P4VP e BADGE empregadas foram 1:0,4; 1:0,6; 1:0,8 e 1:1, e o tempo de reação na solução após a adição de epóxi foi diminuído a 3 horas. O teste de embebimento em etanol e o teste de embebimento em água quente foram realizados em discos de amostra que foram armazenados sob condições de umidade e temperatura do meio por 0 dias (imediatamente após a eletrofiação), 1 dia, 3 dias, 7 dias e 22 dias. As amostras após tratamento (PT) por aquecimento a 130 °C por 10 minutos serviram como amostras de controle. A Figura 2 mostra a eficácia de camada de fibra fina retida após embebimento em etanol e após embebimento em água quente. Exemplo 3

[0179] Como nos Exemplos 1 e 2, as misturas foram preparadas com P4VP:BADGE; entretanto, as razões entre P4VP e BADGE empregadas foram 1:0,6; 1:0,7; 1:0,8; 1:0,9 e 1;1. Adicionalmente, uma mistura de polímeros adicional contendo P4VP e um dioxolano e solução de etanol que tem razão entre dioxolano:etanol=30:70 (volume/volume) foi preparada por agitação mecânica para produzir uma solução de sólidos a 8% sem a aplicação de calor (ou seja, sem qualquer entrada térmica). A solução foi deixada reagir por 3 horas e foi, então, eletrofiada conforme descrito no Exemplo 1.

[0180] Os testes de embebimento em etanol e embebimento em água quente foram realizados em discos de amostra que foram armazenados sob condições de umidade e temperatura do meio por 0 dias (imediatamente após a eletrofiação), 1 dia, 3 dias, 11 dias e 22 dias. Adicionalmente, as amostras após tratamento (PT) a 130 °C por 10 minutos serviram como amostras de controle. A Figura 3 mostra a eficácia de camada de fibra fina retida após embebimento em etanol e após embebimento em água quente. Exemplo 4

[0181] As soluções de polímero contendo poli(4-vinil piridina) (P4VP), terpolímero de poliamida 651 e etanol foram preparadas e aquecidas a 60 °C para produzir uma solução de sólidos a 8%. As razões entre 651:P4VP usadas foram 30:70 e 52:48 (peso:peso). Após resfriamento à temperatura ambiente, éter diglicidílico de bisfenol A (BADGE) foi adicionado de modo que a razão entre P4VP:BADGE=1:0,8. A solução foi deixada reagir por 4 horas com agitação e, então, eletrofiada com o uso da técnica de eletrofiação de gota pendente para formar uma camada de fibra fina em um substrato de filtração. Para esse exemplo, uma tensão de 40 KV foi usada para formar a camada de fibra fina em material de substrato a uma distância de 10,16 centímetros (4 polegadas) do emissor. O substrato foi um meio de celulose plano (EN848, Hollingsworth & Vose, East Walpole, MA) com um peso base médio de 83 g/m2, espessura média de 0,29 mm e permeabilidade de Frazier média de 6,7 m/min.

[0182] Os testes de embebimento em etanol e os testes de embebimento em água quente foram realizados em discos cortados do substrato carregado com fibra fina após 0 dias, 1 dia, 5 dias, 13 dias e 21 dias. As amostras foram armazenadas à temperatura do meio ambiente e condições de umidade. As amostras após tratamento (PT) a 130 °C por 10 minutos serviram como amostras de controle. A Figura 4 mostra a eficácia de camada de fibra fina retida após embebimento em etanol e após embebimento em água quente. Exemplo 5

[0183] O Exemplo 4 foi repetido; entretanto, as razões de mescla entre 651:P4VP usadas foram 30:70; 52:48 e 70:30. Adicionalmente, uma solução de controle foi preparada, incluindo terpolímero de poliamida 651:P4VP=52:48, ao qual nenhum BADGE foi adicionado (isto é, P4VP:BADGE=1:0).

[0184] Os testes de embebimento em etanol e embebimento em água quente foram realizados em discos que foram mantidos em condições de umidade e temperatura do meio por 0 dias, 1 dia, 3 dias, 7 dias e 21 dias. As amostras após tratamento (PT) a 130 °C por 10 minutos serviram como amostras de controle. A Figura 5 mostra a eficácia de camada de fibra fina retida após embebimento em etanol e após embebimento em água quente. Exemplo 6

[0185] O Exemplo 4 foi repetido novamente; entretanto, razões de mescla entre 651:P4VP=52:48; 60:40; 70:30; 80:20; 90:10 e 100:0 (sem P4VP) foram usadas. Adicionalmente, uma solução de controle foi preparada, incluindo apenas o terpolímero de náilon (terpolímero de poliamida 651), mas sem P4VP e sem epóxi (BADGE).

[0186] Os testes de embebimento em etanol e em água quente foram realizados em discos que foram mantidos em condições de umidade e temperatura do meio por 0 dias, 1 dia, 5 dias e 12 dias. As amostras após tratamento (PT) a 130 °C por 10 minutos serviram como amostras de controle. A Figura 6 mostra a eficácia de camada de fibra fina retida após embebimento em etanol e após embebimento em água quente. Exemplo 7

[0187] As soluções de polímero contendo poli(4-vinil piridina) (P4VP), terpolímero de poliamida 651 e etanol foram preparadas e aquecidas a 60 °C para produzir uma solução de sólidos a 8%. A razão entre 651:P4VP foi 60:40 (peso:peso). Após resfriamento à temperatura ambiente, éter diglicidílico de bisfenol A (BADGE) foi adicionado de modo que a razão entre P4VP:BADGE fosse 1:0,8 ou 1:1. A solução foi deixada reagir por 4 horas com agitação e, então, eletrofiada com o uso da técnica de eletrofiação de gota pendente para formar uma camada de fibra fina em um substrato de filtração. Para esse exemplo, uma tensão de 40 KV foi usada para formar a camada de fibra fina em material de substrato a uma distância de 10,16 centímetros (4 polegadas) do emissor. O substrato foi um meio de celulose plano (EN848, Hollingsworth & Vose, East Walpole, MA) com um peso base médio de 83 g/m2, espessura média de 0,29 mm e permeabilidade de Frazier média de 6,7 m/min.

[0188] Os testes de embebimento em etanol e os testes de embebimento em água quente foram realizados em discos cortados do substrato carregado com fibra fina após 0 dias, 1 dia, 5 dias, 13 dias e 21 dias. As amostras foram armazenadas em condições de umidade ou temperatura do meio ambiente ou em um ambiente condicionado que tem uma temperatura de 22,22 °C (72 °F) e uma umidade de 10% a 12%. As amostras após tratamento (PT) a 130 °C por 10 minutos serviram como amostras de controle. A Figura 7 mostra a eficácia de camada de fibra fina retida após embebimento em etanol e após embebimento em água quente.

[0189] A revelação completa de todas as patentes, pedidos de patente e publicações mencionadas no presente documento está incorporada a título de referência. Caso exista qualquer inconsistência entre a revelação do presente pedido e a revelação (ou revelações) de qualquer documento incorporado no presente documento a título de referência, a revelação do presente pedido prevalecerá. A descrição detalhada e os exemplos anteriores foram dados para clareza de entendimento apenas. Nenhuma limitação desnecessária deve ser inferida a partir das mesmas. A invenção não é limitada aos detalhes exatos mostrados e descritos, visto que variações óbvias a um versado na técnica estarão incluídas dentro da invenção definida pelas reivindicações.

Claims

1. Método para produzir uma fibra fina CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende: fornecer um componente polimérico, em que o componente polimérico compreende um polímero contendo 4-vinil piridina; fornecer um solvente; fornecer um epóxi, em que o epóxi é pelo menos bifuncional; e combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e formar uma pluralidade de fibras fora da composição, de modo que a totalidade de cada fibra seja preparada pela composição, em que após a fibra ser formada, o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi reagem sem aumentar a temperatura da composição acima de 50 °C, a fibra fina tendo um diâmetro médio de fibra menor que 10 mícrons.

2. Método, de acordo de a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o solvente não forma complexo com 4-vinil piridina.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados à temperatura ambiente de 16,67 °C a 25,56 °C (62 °F a 78 °F), o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi reagem e a pluralidade de fibras é formada sem aumentar a temperatura da composição acima da temperatura ambiente de 16,67 °C a 25,56 °C (62 °F a 78 °F).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e formar uma pluralidade de fibras fora da composição são simultâneos.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e formar uma pluralidade de fibras fora da composição compreende: misturar o componente polimérico, o solvente e o epóxi; permitir que o polímero contendo 4-vinil piridina e epóxi reajam; e remover pelo menos uma porção do solvente.

6. Método para produzir uma fibra fina revestida CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende: fornecer um componente polimérico, em que o componente polimérico compreende um polímero contendo 4-vinil piridina; fornecer um solvente; fornecer um epóxi, em que o epóxi é pelo menos bifuncional; fornecer uma fibra; e combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e revestir a fibra com a composição, em que após a fibra ser revestida com a composição, o polímero contendo 4-vinil piridina e o epóxi reagem sem aumentar a temperatura da composição ou a temperatura da fibra acima de 50 °C, 1. fibra fina revestida tendo um diâmetro médio de fibra menor que 10 mícrons.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o solvente não forma complexo com 4-vinil piridina.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o componente polimérico, o solvente e o epóxi são combinados à temperatura ambiente de 16,67 °C a 25,56 °C (62 °F a 78 °F), e a fibra é revestida sem aumentar a temperatura da composição ou a temperatura da fibra acima da temperatura ambiente.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e revestir a fibra com a composição são simultâneos.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que combinar o componente polimérico, o solvente e o epóxi para formar uma composição e revestir a fibra com a composição compreendem: misturar o componente polimérico, o solvente e o epóxi; permitir que o polímero contendo 4-vinil piridina e epóxi reajam; e remover pelo menos uma porção do solvente.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o solvente compreende etanol.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o solvente compreende um solvente aprótico.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o polímero contendo 4-vinil piridina compreende um homopolímero de poli(4-vinil piridina), um copolímero de 4-vinil piridina ou uma mistura dos mesmos.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o componente polimérico compreende ainda um náilon, um terpolímero de poliamida, polivinil butiral (PVB), álcool polivinílico (PVA) ou um poliuretano ou uma combinação dos mesmos.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o epóxi compreende éter 1,4-butanodiol diglicidílico, éter diglicidílico de bisfenol A, uma resina epóxi de bisfenol F, uma resina epóxi de bisfenol A/F, uma resina epóxi de bisfenol A modificada, uma resina epóxi brominada, uma resina epóxi novolaca, uma resina epóxi fenol novolaca, uma resina epóxi cresol novolaca, uma resina epóxi cicloalifática bifuncional ou uma resina epóxi multifuncional do tipo glicidil amina ou uma combinação das mesmas.

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o componente polimérico compreende pelo menos 20% em peso de polímero contendo 4-vinil piridina com base em sólidos poliméricos.

17. Fibra fina produzida pelo método, como definido na reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a totalidade da fibra compreende uma composição, a composição compreendendo o produto de reação de um componente polimérico e um epóxi, em que o componente polimérico compreende um polímero contendo 4-vinil piridina e em que ainda o epóxi é pelo menos bifuncional.

18. Fibra fina, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADA pelo fato de que o polímero contendo 4-vinil piridina compreende um homopolímero de poli(4- vinil piridina), um copolímero de 4-vinil piridina ou uma mistura dos mesmos.

19. Meio filtrante CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma pluralidade de fibras, como definida na reivindicação 17 ou 18.

20. Meio filtrante, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um substrato de filtração, em que a pluralidade de fibras está disposta no substrato para formar uma camada de fibra fina.