BR112019025738B1

BR112019025738B1 - Produtos de nanofibras de poliamida não-tecidos e método de preparação dos mesmos

Info

Publication number: BR112019025738B1
Application number: BR112019025738-1A
Authority: BR
Inventors: Wai-Shing Yung; Scott Osborn; Chris Schwier; Vikram Gopal; Albert Ortega
Original assignee: Ascend Performance Materials Operations Llc
Priority date: 2017-06-08
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2023-11-14
Also published as: TW202217096A; EP3635162A1; MX2019014732A; ES2936416T3; US11674247B2; JP7170091B2; US20210262131A1; EP3635162B1; WO2018227069A1; TWI737917B; TWI769909B; US20180371656A1; BR112019025738A2; CN110998004A; US20200283937A1; KR20200015723A; JP2020523493A; US10662561B2; CA3066087A1; JP6901594B2

Abstract

A presente invenção refere-se a um produto de nanofibra não tecida revelado, que compreende uma poliamida com uma viscosidade relativa de 2 a 330, fiada em nanofibras com um diâmetro médio de menos do que 1000 nanômetros (1 mícron). Em geral, os produtos inventivos são preparados por: (a) fornecimento de uma composição de poliamida, em que a poliamida tem uma viscosidade relativa de 2 a 330; (b) fundição de fiação da composição de poliamida em uma pluralidade de nanofibras, que têm um diâmetro médio de fibra menor do que 1 mícron, seguido pela (c) formação das nanofibras no produto.

Description

REIVINDICAÇÃO DE PRIORIDADE

[001] Este pedido reivindica a prioridade para os pedidos de patentes provisórias Norte-Americanas nos. 62/516.867, depositado no dia 8 de junho de 2017, e 62/518.769, depositado no dia 13 de junho de 2017, que estão incorporados aqui no presente por referência em suas totalidades.

Campo Técnico

[002] A presente revelação refere-se a nanofibras de poliaminda não-tecidos, que podem ser úteis para filtragem de ar e líquido, fibras respiráveis para vestuário, acústicos, materiais compósitos e de embalagem, como também outras aplicações.

Antecedentes

[003] Membranas de polímero, incluindo nanofibra e microfibra não-tecidos, são conhecidas na técnica, e são usadas para uma variedade de propósitos, incluindo em conexão com meios de filtragem e vestuário. Técnicas conhecidas para formar estruturas de polímero finamente porosas, incluem a formação de membranas de xerogel e aerogel, eletrofiação, fusão por sopro, como também centrifugação-fiação com uma fiação rotativa, e extrusão de polímero de duas fases, através de um canal fino usando um gás propulsor. Estas técnicas são dispendiosas ou não formam nanofibras, por exemplo, nanofibras de poliamida, com distribuições de diâmetro de fibra aceitáveis. Eletrofiação, em particular, é um processo relativamente dispendioso, e as técnicas de fusão por sopro atuais, embora menos dispendiosas, são incapazes de alcançar o tamanho de nanofibra que a eletrofiação pode alcançar.

[004] Como um exemplo, a Publicação Norte-Americana No. 2014/0097558 A1 refere-se em geral aos métodos de manufatura de um meio de filtragem, tal como uma máscara de equipamento de proteção pessoal ou respirador, que incorpora um processo de eletrofiação para formar nanofibras sobre um molde convexo, que pode, por exemplo, ser na forma de uma face humana. A Publicação Norte-Americana No. 2015/0145175 A1 fornece revelação similar.

[005] WO 2014/074818 A2 revela malhas nanofibrosas e xerogéis, usados para seletivamente filtrar compostos alvo, ou elementos de um líquido. Além disso, são descritos métodos para formar malhas nanofibrosas e xerogéis, métodos para tratar um líquido usando malhas nanofibrosas e xerogéis, e métodos para analisar um composto ou elemento alvo, usando malhas nanofibrosas e xerogéis. As nanofibras são compreendidas de polissiloxanos.

[006] WO 2015/003170 A2 refere-se à têxteis não-tecidos consistindo em redes de fibras superfinas, por exemplo, fibras com diâmetros em nanoescala, ou faixas de microescalas, para uso em artigos que têm, por exemplo, um grau pré-determinado de impermeabilização com respirabilidade, ou resistência ao vento com respirabilidade. As fibras podem compreender material baseado em poliuretano ou politetrafluoroetileno.

[007] WO 2015/153477 A1 refere-se a uma construção de fibra apropriada para uso, como um material de enchimento para isolamento ou enchimento, compreendendo: uma estrutura de fibra primária que compreende um comprimento pré-determinado da fibra; uma estrutura secundária da fibra, a estrutura secundária da fibra compreendendo uma pluralidade de laços relativamente curtos, espaçados ao longo de um comprimento da fibra primária. Entre as técnicas enumeradas para formar as estruturas das fibras, estão incluídas eletrofiação, fusão por sopro, fusão por fiação e fiação centrífuga. Os produtos são reportados para imitar a penugem do ganso, com poder de enchimento na faixa de 550 a 900.

[008] A despeito da variedade de técnicas e materiais propostos, os produtos convencionais deixam muito a ser desejado em termos de custos de manufatura, capacidade de processamento e propriedades de produto.

Sumário

[009] Em algumas modalidades, a presente revelação é dirigida para um produto de não fibra não-tecido, compreendendo nanofibras de poliamida, em que o produto tem uma viscosidade relativa de 2 a 330, e em que as nanofibras têm um diâmetro médio de 100 a 1000 nanômetros. O ponto de fusão do produto pode ser 225°C ou mais. Em alguns aspectos, não mais do que 20% de nanofibras têm um diâmetro maior do que 700 nanômetros. A poliamida pode compreender náilon 66 ou náilon 6/66. Em alguns aspectos, a poliamida é um náilon de temperatura alta. Em alguns aspectos, a poliamida compreende N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, e/ou N12, em que "N" significa Náilon. O produto pode ter um Valor de Permeabilidade do Ar de menos do que 600 CFM/ft2. O produto pode ter uma base de peso de 150 GSM ou menos. O produto pode ter um TDI de pelo menos 20 ppm. O produto pode ter um ODI de pelo menos 1 ppm. Em alguns aspectos, o produto está livre de solvente. Em outros aspectos, o produto compreende menos do que 5000 ppm de solvente.

[0010] Em algumas modalidades, a presente revelação é dirigida para um produto de nanofibra não-tecido, compreendendo uma poliamida que é fiada em nanofibras, com um diâmetro médio de 100 a 1000 nanômetros, e formadas no dito produto não-tecido, em que a poliamida tem uma viscosidade relativa de 2 a 330. O ponto de fusão do produto pode ser 225°C ou mais. Em alguns aspectos, não mais do que 20% de nanofibras tem um diâmetro maior do que 700 nanômetros. A poliamida pode compreender náilon 66 ou náilon 6/66. Em alguns aspectos, a poliamida é um náilon de temperatura alta. Em alguns aspectos, a poliamida compreende N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, e/ou N12, em que "N" significa Náilon. O produto pode ter um Valor de Permeabilidade do Ar de menos do que 600 CFM/ft2. O produto pode ter uma base de peso 150 GSM ou menos. O produto pode ter um peso base de 150 GSM ou menos. O produto pode ter um TDI de pelo menos 20 ppm. O produto pode ter um ODI de pelo menos 1 ppm. Em alguns aspectos, o produto está livre de solvente. Em outros aspectos, o produto compreende menos do que 5000 ppm em solvente.

[0011] Em algumas modalidades, a presente revelação é dirigida para um produto de nanofibra não-tecido, compreendendo uma poliamida de náilon 66, que é fiada por fusão em nanofibras e formada no dito produto não-tecido, em que o produto tem um TDI de pelo menos 20 ppm e um ODI de pelo menos 1 ppm. O produto pode ter um Valor de Permeabilidade do Ar de menos do que 600 CFM/ft2. O produto pode ter um peso base de 150 GSM ou menos. Em alguns aspectos, o produto está livre de solvente. Em outros aspectos, o produto compreende menos do que 5000 ppm de solvente. Em alguns aspectos, não mais do que 20% das nanofibras tem um diâmetro maior do que 700 nanômetros. A poliamida de náilon 66 pode ter uma RV de 2 a 330. O produto pode ter uma RV de 2 a 330.

[0012] Em algumas modalidades, a presente divulgação é dirigida para um produto de nanofibra não-tecido, compreendendo uma poliamida de náilon 66, que é fiada por fusão em nanofibras e formada no dito produto não-tecido, em que não mais do que 20% das nanofibras tem um diâmetro maior do que 700 nanômetros. O produto pode ter um Valor de Permeabilidade do Ar de menos do que 600 CFM/ft2. O produto pode ter um peso base de 150 GSM ou menos. O produto pode ter um peso base de 150 GSM ou menos. O produto pode ter um TDI de pelo menos 20 ppm. O produto pode ter um ODI de pelo menos 1 ppm. Em alguns aspectos, o produto está livre de solvente. Em outros aspectos, o produto compreende menos do que 5000 ppm de solvente. A poliamida de náilon 66 pode ter uma RV de 2 a 330. O produto pode ter uma RV de 2 a 330.

[0013] Em algumas modalidades, a presente divulgação é dirigida para um método de preparar um produto de nanofibra não-tecido, o método compreendendo: (a) fornecer uma composição de poliamida, em que a poliamida tem uma viscosidade relativa de 2 a 330; (b) fiação da composição de poliamida em uma pluralidade de nanofibras, que têm um diâmetro médio de fibra de 100 a 1000 nanômetros; e (c) formando as nanofibras no produto de nanofibra não-tecido, em que a camada de nanofibra de poliamida tem um diâmetro médio de nanofibra de 100 a 1000 nanômetros, e uma viscosidade relativa de 2 a 330. Em alguns aspectos, a composição de poliamida é fiada por fusão por meio de uma fiação por sopro, através de um molde em uma velocidade de fluxo gasoso. Em alguns aspectos, a composição de poliamida é fiada por fusão pela fiação de gás propelente da fase 2-, incluindo extrusão da composição de poliamida em forma de líquido, com gás pressurizado, através de um canal de formação de fibra. O produto pode ser formado pela coleta de nanofibras, em uma correia em movimento. A camada de nanofibra de poliamida pode ter um peso base de 150 GSM ou menos. Em alguns aspectos, a viscosidade relativa da poliamida no produto de nanofibra não-tecido é reduzida, quando comparada à composição de poliamida antes da fiação, e formando o produto. Em alguns aspectos, a viscosidade relativa da poliamida no produto de nanofibra não-tecido é a mesma ou aumentada, quando comparada com a composição de poliamida antes da fiação e formação do produto.

Breve Descrição dos Desenhos

[0014] A divulgação é descrita em detalhes abaixo com referência aos desenhos, em que como numerais indicam (denominam) partes similares e em que:

[0015] a Figura 1 e a Figura 2 são diagramas esquemáticos separados, de um sistema de fiação de um gás propulsor de fase 2-útil na conexão com a presente divulgação;

[0016] a Figura 3 é uma fotomicrografia de uma nanofibra de náilon 66, fiada por fusão em um não-tecido, tendo uma RV de 7,3 em uma ampliação de 50X; e

[0017] a Figura 4 é uma fotomicrografia de uma nanofibra de um grau de náilon 66 da Figura 3, fiada por fusão em um não-tecido, que tem uma RV de 7,3 em uma ampliação de 8000X; e

[0018] a Figura 5 é um diagrama esquemático de um processo de fusão por sopro, em conexão com modalidades da presente divulgação.

[0019] a Figura 6 é uma fotomicrografia de uma nanofibra de náilon 66, com uma RV de 36 em uma ampliação de 100X.

[0020] a Figura 7 é um gráfico comparando os valores do índice de degradação térmica e do índice de degradação oxidativa, para amostras de nanofibras, como uma função da temperatura do molde.

[0021] a Figura 8 é um gráfico comparando os valores do índice de degradação térmica e do índice de degração oxidativa, para amostras de nanofibras, como uma função do medidor de velocidade da bomba.

Descrição Detalhada Visão Geral

[0022] A presente divulgação é dirigida, em parte, para um produto de nanofibra não-tecido, formado de uma composição de poliamida (precursor). O produto pode ter uma Viscosidade Relativa (RV) de 2 a 330, por exemplo, de 2 a 300, de 2 a 275, de 2 a 250, de 2 a 225, de 2 a 200, de 2 a 100, de 2 a 60, de 2 a 50, de 2 a 40, de 10 a 40, ou de 15 a 40 (faixas e limites adicionais de RV são fornecidos aqui no presente). A composição de poliamida pode ser fiada ou soprada por fusão em fibras, por exemplo, nanofibras. As nanofibras de poliamida podem ter um diâmetro médio de menos do que 1000 nanômetros (1 mícron), e podem ser formadas no produto não-tecido. Técnicas tradicionais de fiação por fusão/fusão por sopro, têm sido incapazes de formar fibras tendo diâmetros médios baixos, por exemplo, nanofibras. Diâmetros médios típicos de fibras fiadas por fusão/fusão por sopro, são pelo menos 1 mícron e não podem alcançar a área de superfície, para a proporção de volume que uma nanofibra pode alcançar. Tal área de superfície aumentada para a proporção de volume, é benéfica em muitas aplicações.

[0023] Os inventores descobriram que utilizando uma determinada poliamida precursora, que tem características específicas em um processo de fiação (fusão) em particular, são formadas nanofibras não-tecidos que têm características sinergísticas. Sem estar preso pela teoria, é postulado que o uso de uma composição de poliamida, que tem uma RV de 330 ou menos, leva as fibras a ter pequenos diâmetros, anteriormente inatingíveis pelos processos livres de solvente convencionais. Como um benefício adicional, a taxa de produção está vantajosamente melhorada, por exemplo, em uma base por metro, sobre processos tais como eletrofiação e solução de fiação. Tais melhorias podem ser por pelo menos 5%, por exemplo, por pelo menos 10%, por pelo menos 15%, por pelo menos 20%, por pelo menos 25%, ou por pelo menos 30%.

[0024] Além disso, os inventores descobriram que os processos, técnicas, e/ou precursores revelados, rendem nanofibras que têm degradação oxidativa e índices de degradação térmica reduzidos, quando comparados aos produtos não-tecidos, preparados a partir de outros precursores e por outros processos. Essas melhorias vantajosamente resultam em produtos com durabilidade melhorada.

[0025] Adicionalmente, o processo pode ser conduzido na ausência de solventes, por exemplo, não usa solventes, tais como ácido fórmico e outros descritos aqui no presente, que reduzem as preocupações ambientais com a disposição dos solventes e manipulação dos solventes durante o preparo das soluções. Tais solventes são usados na fiação da solução, e dessa maneira os processos de fiação da solução exigem investimento de capital adicional, a fim de dispor os solventes. Custos adicionais podem ser incorridos devido à necessidade de um espaço de solvente separado e área de esfregão. Existe também riscos para a saúde, associados com alguns solventes. Dessa maneira, o produto de nanofibra não-tecido pode ser livre de solventes residuais, por exemplo, como estão necessariamente presentes em produtos de solução de fiação. Por exemplo, solvente residual de 2,2 a 5 % em peso pode ser encontrado em processos de solução de fiação, como revelado por L. M. Guerrini, M. C. Branciforti, T Canova, e R. E. S. Bretas, Materials Research (Pesquisa de Materiais, Vol. 12, No. 2, pp 181-190 (2009).

[0026] Em alguns aspectos, nenhum adesivo está incluído no produto de nanofibra não-tecido. Tais adesivos são muitas vezes incluídos, para aderir as fibras eletrofiadas aos tecidos de algodão ou linho. Embora o produto de nanofibra não-tecido, descrito aqui no presente, pode ser soprado sobre um tecido leve de algodão ou linho, nenhum de tais adesivos é necessário.

[0027] Em algumas modalidades, o produto de nanofibra não- tecido é produzido por: (a) fornecimento de uma composição de poliamida (que fia), em que a composição de poliamida tem a RV discutida aqui no presente; (b) fiação da composição de poliamida, em uma pluralidade de nanofibras, que têm um diâmetro médio de fibra de menos do que 1 mícron, por exemplo, por meio de um processo dirigido para a fiação de gás propulsor de 2- fases, incluindo extrusão da composição de poliamida em forma líquida, com gás pressurizado, através de uma canal de formação de fibra, e (c) formando as nanofibras no produto de nanofibra não-tecido. O processo todo está ilustrado nas FIGS. 1 e 2.

[0028] Poliamidas particularmente preferidas incluem náilon 66, como também copolímeros, misturas, e ligas de náilon 66 com náilon 6. Outras modalidades incluem derivados de náilon, copolímeros, terpolímeros, misturas e ligas contendo ou preparadas de náilon 66 ou náilon 6, copolímeros ou terpolímeros com as unidades repetidas mencionadas acima, incluindo mas não limitadas a: N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N11, e N12, em que "N" significa Náilon. Outra modalidade preferida inclui Náilons de Temperatura Alta ("HTN"), como também misturas, derivados, copolímeros ou terpolímeros os contendo. Além disso, outra modalidade preferida inclui poliamida alifática de cadeia longa, feita com diácidos de cadeia longa, como também misturas, derivados ou copolímeros os contendo.

[0029] A FIG. 1 ilustra uma técnica exemplar, em que um processo de fiação de gás propulsor da fase 2, pode ser usado para fazer a nanofibra. A FIG. 2 ilustra uma técnica de fusão por sopro geral.

[0030] Em particular, está descrita aqui no presente uma modalidade em que um método de fazer um produto de nanofibra não-tecido, em que o tecido não-tecido é fiado por fusão por meio de fiação por fusão, através de uma fiação em um fluxo gasoso de alta velocidade. Mais particularmente, em uma modalidade, o tecido não-tecido é fundido por fiação de gás de propulsão da fase 2-, incluindo extrusão da composição de poliamida na forma de líquido, com gás pressurizado, através de um canal de formação de fibra.

Definições e Métodos de Teste

[0031] Para a terminologia usada aqui no presente, é dado seu significado comum consistente com as definições estabelecidas abaixo.

[0032] Fiação, como usada aqui no presente, se refere às etapas de fundir uma composição de poliamida, e formar a composição de poliamida em fibras. Exemplos de fiação incluem fiação centrífuga, fusão por sopro, fiação através de uma fieira (por exemplo, uma fieira sem uma carga) ou molde, e uma geometria de "ilha no mar".

[0033] GSM refere-se ao peso base em gramas por metro quadrado (g/m2), RV se refere à Viscosidade Relativa.

[0034] Percentagens e partes por milhão (ppm) se referem ao percentual em peso, ou partes por milhão em peso, com base no peso da respectiva composição, a menos que indicado de outra maneira.

[0035] Algumas definições típicas e métodos de teste são ainda mencionados nas Publicações Norte-Americanas Nos. 2015/0107457 e 2015/0111019, que estão incorporadas aqui no presente por referência. O termo "produto de nanofibra não-tecido" por exemplo, se refere a uma teia de uma multidão de nanofibras, essencialmente aleatoriamente orientadas, e que nenhuma estrutura de repetição total pode ser discernida a olho nu no arranjo de nanofibras. As nanofibras podem ser ligadas umas às outras, e/ou misturadas, a fim de conferir força e integridade para a teia. Em alguns casos as nanofibras não são ligadas umas às outras, e podem ou não podem ser misturadas. As nanofibras podem ser nanofibras básicas, ou nanofibras contínuas, e podem compreender um único material ou uma multidão de materiais, como uma combinação de nanofibras diferentes, ou uma combinação de nanofibras similares, cada uma compreendendo materiais diferentes. O produto de nanofibra não-tecido é traçado predominantemente de nanofibras. "Predominantemente" significa que maior do que 50% das fibras na teia são nanofibras. O termo "nanofibra" se refere às fibras que têm um número de diâmetro médio menor do que 1000 nm (1 mícron). No caso de nanofibras de corte transversal não redondo, o termo "diâmetro", como usado aqui no presente, se refere à dimensão de corte tansversal maior.

[0036] Na medida em que não seja indicado ao contrário, os métodos de teste para determinar os diâmetros médios das fibras, são como indicado em Hassan et al., J 20 Membrane Sci. (Membrana Sci.), 427, 336-344, 2013, a menos que de outra maneira especificado.

[0037] O peso base pode ser determinado por ASTM D-3776, e mencionado em GSM (g/m2).

[0038] "Consistindo essencialmente em" refere-se aos componentes mencionados, e exclui outros ingredientes que substancialmente trocariam as características básicas e novas da composição ou artigo. A menos que seja indicado ao contrário, ou prontamente evidente, uma composição ou artigo consiste essencialmente dos componentes mencionados ou listados, quando a composição ou o artigo inclui 90% ou mais em peso dos componentes mencionados ou listados. Isto é, a terminologia exclui mais do que 10% de componentes não mencionados.

[0039] A permeabilidade do ar é medida usando um Provador (Testador) da Permeabilidade do Ar, disponível da Precision Instrument Company (Companhia de Instrumentos de Precisão), Hagerstown, MD. A permeabilidade do ar é definida como a taxa de fluxo de ar a 23 ± 1°C, através de uma folha de material, sob um cabeçote de pressão especificado. É normalmente expressa como um pé cúbico por minuto, por pé quadrado em pressão de água a 0,50 in. (12,7 mm), em cm3 por segundo, por cm quadrado, ou em unidades do tempo decorrido para um dado volume por área de unidade da folha. O instrumento referido acima é capaz de medir a permeabilidade de 0 a aproximadamente 5000 pés cúbicos por minuto, por pé quadrado da área de teste. Para propósitos de comparar a permeabilidade, é conveniente expressar valores normalizados para 5 GSM de peso base. Isto é feito medindo o Valor de Permeabilidade do Ar e o peso base de uma amostra (@ 0.5" H2O tipicamente), depois multiplicando o Valor de Permeabilidade do Ar real pela relação do peso base real em GSM para 5. Por exemplo, se uma amostra de 15 GSM em peso base tem um Valor de 10 CFM/ft2, seu Valor de Permeabilidade do Ar de 5 GSM é de 30 CFM/ft2.

Poliamida

[0040] Como usado aqui no presente, composição de poliamida e como terminologia se referem à composições contendo poliamidas incluindo copolímeros, terpolímeros, misturas de polímeros, ligas e derivados de poliamidas. Além disso, como usado aqui no presente, uma "poliamida" se refere a um polímero, que tem um componente, um polímero com a ligação de um grupo amino de uma molécula, e um grupo de ácido carboxílico de outra molécula. Em alguns aspectos, a poliamida é o componente presente na quantidade maior. Por exemplo, uma poliamida contendo 40 % em peso de náilon, 6,30 % em peso de polietileno, e 30 % em peso de polipropileno, é referida aqui no presente como uma poliamida, uma vez que o componente de náilon 6 está presente na quantidade maior. Adicionalmente, uma poliamida contendo 20% em peso de náilon 6, 20% em peso de náilon 66, 30% em peso de polietileno, e 30% em peso de polipropileno, é também referida aqui no presente como uma poliamida, uma vez que os componentes de náilon 6 e de náilon 66, no total são os componentes presentes na quantidade maior.

[0041] Poliamidas e composições de poliamida exemplares são descritas em Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology (Enciclopédia de Tecnologia Química), Vol. 18, pp. 328371 (Wiley 1982), a revelação das quais está incorporada por referência.

[0042] Resumidamente, poliamidas são em geral conhecidas como compostos que contêm grupos de amida recorrentes, como partes integrantes das principais cadeias de polímeros. Poliamidas lineares são de interesse particular, e podem ser formadas da condensação de monômeros bifuncionais. Poliamidas são frequentemente referidas como náilons. Embora elas em geral sejam consideradas como polímeros de condensação, as poliamidas são também formadas pela adição de polimerização. Este método de preparação é especialmente importante para alguns polímeros, em que os monômeros são lactamas cíclicas, por exemplo, Náilon 6. Polímeros e copolímeros em particular, e a preparação deles, são vistos nas patentes a seguir: Patentes Norte-Americanas Nos. 4.760.129; 5.504.185; 5.543.495; 5.698.658; 6.011.134; 6.136.947; 6.169.162; 7.138.482; 7.381.788; e 8.759.475.

[0043] Existem numerosas vantagens de usar poliamidas, especificamente náilons, em aplicações comerciais. Náilons são em geral resistentes à química e à temperatura, resultando em desempenho superior para outras partículas. Eles são também conhecidos por ter força, alongamento e resistência à abrasão melhorados, quando comparados a outros polímeros. Náilons são também muito versáteis, possibilitando o seu uso em uma variedade de aplicações.

[0044] Uma classe de poliamidas, particularmente preferidas para algumas aplicações, inclui Náilons de Temperatura Alta (HTN’s), como são descritos em Glasscock et al., High Performance Poliamidas Fulfill Demanding Requirements for Automotive Thermal Management Components, (DuPont), http://www2.dupont.com/Automotive/en US/ assets/downloads/knowledg e%20center/HTN-whitepaper-R8.pdf, disponível em linha em 10 de junho de 2016. Tais poliamidas tipicamente incluem uma ou mais das estruturas vistas nos a seguir:

[0045] Exemplos não limitantes de polímeros incluídos em poliamidas, incluem poliamidas, polipropileno e copolímeros, polietileno e copolímeros, poliésteres, poliestirenos, poliuretanos, e combinações dos mesmos. Polímeros terrmoplásticos e polímeros biodegradáveis são também apropriados para fusão por sopro, ou fusão soprada em nanofibras da presente divulgação. Como discutido aqui no presente, os polímeros podem ser fiados por fusão ou fiados por sopro, com uma preferência por fundição fiada ou fiação soprada, pela fiação de gás de propulsão da fase 2, incluindo extrusão da composição de poliamida em forma líquida, com gás pressurizado através de um canal formando fibra.

[0046] Pontos de fusão de produtos de nanofibra de náilon descritos aqui no presente, incluindo copolímeros e terpolímeros, podem ser entre 223°C e 390°C, por exemplo, de 223 a 380, ou de 225°C a 350°C. Adicionalmente, o ponto de fusão pode ser maior do que aqueles dos pontos de fusão convensionais do náilon 66, dependendo de quaisquer materiais de polímero adicionais que sejam adicionados.

[0047] Outros materiais de polímero que podem ser usados em nanofibras de poliamida não-tecido da divulgação, incluem ambos polímero de adição e materiais de polímero de condensação, tais como poliolefina, poliacetal, poliamida (como anteriormente discutido), poliester, celulose éter e éster, sulfeto de polialquileno, óxido de poliarileno, polissulfona, polímeros de polissulfona modificados e misturas dos mesmos. Materiais preferidos que se enquadram nessas classes genéricas incluem poliamidas, polietileno, tereftalato de polibutileno (PBT), polipropileno, poli(cloreto de vinila), polimetilmetacrilato (e outras resinas acrílicas), poliestireno, e copolímeros dos mesmos (incluindo copolímeros em bloco do tipo ABA), fluoreto de poli(vinilideno), cloreto de poli(vinilideno), polivinilálcool em vários graus de hidrólise (87% a 99,5%), em formas reticuladas e não reticuladas. Polímeros de adição tendem a ser vítreos (um Tg maior do que a temperatura ambiente). Este é o caso para cloreto de polivinil e polimetilmetacrilato, composições de polímero de poliestireno, ou ligas, ou baixas em cristalinidade para materiais de fluoreto de polivinilideno e polivinilálcool. Os copolímeros de náilon, incorporados aqui no presente, podem ser feitos combinando vários compostos de diamina, vários compostos de diácido e várias estruturas de lactama cíclica, em uma mistura de reação, e depois formando o náilon com materiais monoméricos, posicionados aleatoriamente em uma estrutura de poliamida. Por exemplo, um material de náilon 66-6,10 é um náilon manufaturado de diamina de hexametileno, e uma mistura C6 e C10 de diácidos. Um náilon 6-66-6,10 é um náilon manufaturado por copolimerização de ácido epsilonaminocapróico, diamina de hexametileno e uma mistura de um C6 e um material de diácido C10.

[0048] Em algumas modalidades, tais como aquelas descritas na Patente Nore Americana No. 5.913.993, uma pequena quantidade de polímero de polietileno pode ser misturada com um composto de náilon, usado para formar um tecido de nanofibra não-tecido com características desejáveis. A adição de polietileno para náilon, aumenta as propriedades específicas tais como amolecimento. O uso de polietileno também diminui o custo de produção, e facilita o processamento adicional a jusante, tal como ligação a outros tecidos ou a ele mesmo. O tecido melhorado pode ser feito adicionando uma pequena quantidade de polietileno para o material de alimentação de náilon, na produção de um tecido de nanofibra fusão por sopro. Mais especificamente, o tecido pode ser produzido pela formação de uma mistura de polietileno e náilon 66, extrusando a mistura na forma de uma pluralidade de filamentos contínuos, direcionando os filamentos através de um molde para fusão por sopro dos filamentos, depositando os filamentos sobre uma superfície de coleta, de tal maneira que uma rede é formada.

[0049] O polietileno útil no processo desta modalidade de divulgação da matéria, preferivelmente pode ter um índice de fusão entre cerca de 5 grams/10 min, e cerca de 200 grams/10 min e, por exemplo, entre cerca 17 grams/10 min e cerca de 150 grams/10 min. O polietileno deverá preferivelmente ter uma densidade entre cerca de 0,85 gramas/cc e cerca de 1,1 gramas/cc e, por exemplo, entre cerca de 0,93 gramas/cc e cerca de 0,95 gramas/cc. Mais preferivelmente, o índice de fusão do polietileno é cerca de 150, e a densidade é cerca de 0,93.

[0050] O polietileno usado no processo desta modalidade da divulgação da matéria, pode ser adicionado em uma concentração de cerca de 0,05% a cerca de 20%. Em uma modalidade preferida, a concentração de polietileno será entre cerca de 0,1% e cerca de 1,2%. Mais preferivelmente, o polietileno vai estar presente em cerca de 0,5%. A concentração de polietileno no tecido produzido, de acordo com o método descrito, será aproximadamente igual à percentagem de polietileno adicionada durante o processo de manufatura. Desse modo, a percentagem de polietileno nos tecidos desta modalidade da divulgação do assunto, será tipicamente na faixa de cerca de 0,05% a cerca de 20%, e será preferivelmente cerca de 0,5%. Para esse fim, o tecido vai tipicamente compreender entre cerca de 80 e cerca de 99,95 por cento em peso de náilon. A etapa de extrusão de filamento pode ser realizada entre cerca de 250°C e cerca de 325°C. Preferivelmente, a faixa de temperatura é cerca de 280°C a cerca de 315°C, mas pode ser inferior se o náilon 6 é usado.

[0051] A mistura ou copolímero de polietileno e náilon, pode ser formada de qualquer maneira apropriada. Tipicamente, o composto de náilon vai ser náilon 66; entretato, outras poliamidas da família de náilon podem ser usadas. Além disso, misturas de náilons podem ser usadas. Em um exemplo específico, polietileno é misturado com uma mistura de náilon 6 e náilon 66. O polietileno e os polímeros de náilon são tipicamente supridos na forma de esferas, lascas, flocos, e similares. A quantidade desejada de esferas ou lascas de polietileno, pode ser misturada com as esferas ou lascas de náilon, em um dispositivo de mistura apropriado, tal como um copo de tambor rotativo ou similar, e a mistura resultante pode ser introduzida no funil de carga do extrusor convencional, ou na linha de fusão por sopro. A mistura ou copolímero pode também ser produzida, introduzindo a mistura apropriada em um sistema de fiação de polimerização contínuo.

[0052] Além disso, espécies diferentes de um gênero polimérico geral podem ser misturadas. Por exemplo, um material de estireno de peso molecular alto, pode ser misturado com um peso molecular baixo, poliestireno de impacto alto. Um material de Náilon-6 pode ser misturado com um copolímero de náilon, tal como um copolímero de Náilon-6; 66; 6,10. Além disso, um polivinilálcool que tem um grau inferior de hidrólise, tal como um polivinilálcool 87% hidrolizado, pode ser misturado com um polivinilálcool totalmente ou super hidrolizado, que tem um grau de hidrólise entre 98 e 99,9% e mais alto. Todos estes materiais em admistura podem ser reticulados, usando mecanismos de reticulação apropriados. Náilons podem ser reticulados usando agentes de reticulação, que são reativos com o átomo de nitrogênio na ligação de amida. Materiais de polivinil álcool podem ser reticulados, usando materiais de hidroxila reativos tais como monoaldeídos, tais como formaldeído, uréias, resina de melamina-formaldeído e seus análogos, ácidos bóricos e outros compostos inorgânicos, dialdeídos, diácidos, uretanos, epóxis e outros agentes de reticulação conhecidos. A tecnlogia de reticulação é um fenômeno bem conhecido e compreendido, em que um reagente de reticulação reage e forma ligações covalentes, entre cadeias de polímeros, para substancialmente melhorar o peso molecular, a resistência química, uma firmeza total e resistência à degradação mecânica.

[0053] Um modo preferido é uma poliamida compreendendo um primeiro e um segundo polímero, porem polímero diferente (diferindo no tipo de polímero, peso molecular ou propriedade física), que é condicionado ou tratado em temperatura elevada. A mistura de polímero pode ser reagida e formada em uma única espécie química, ou pode ser fisicamente combinada em uma composição misturada por um processo de recozimento. O recozimento subentende uma mudança física, como cristalinidade, relaxamento ou orientação do estresse. Materiais preferidos são quimicamente reagidos em uma única espécie polimérica, tal como uma análise de Calorímetro de Varredura Diferencial (DSC) revela um único material polímérico, para render estabilidade melhorada, quando contatado com temperatura alta, umidade alta e condições operacionais difíceis. Materiais preferidos, para uso nos sistemas poliméricos misturados, incluem copolímeros de náilon 6; náilon 66; náilon 6,10; náilon (6-66-6,10), e outras composições de náilon alifático, em geral lineares.

[0054] Uma poliamida apropriada pode incluir, por exemplo, 20% de náilon 6, 60% de náilon 66 e 20% em peso de um poliéster. A poliamida pode incluir combinações de polímeros miscíveis, ou combinações de polímeros imiscíveis.

[0055] Em alguns aspectos, a poliamida pode incluir náilon 6. Em termos de limites inferiores, a poliamida pode incluir náilon 6, em uma quantidade de pelo menos 0,1% em peso, pelo menos 1% em peso, pelo menos 5% em peso, pelo menos 10% em peso, pelo menos 15% em peso, ou pelo menos 20% em peso. Em termos de limites superiores, a poliamida pode incluir náilon 6, em uma quantidade de 99,9% em peso ou menos, 99% em peso ou menos, 95% em peso ou menos, 90% em peso ou menos, 85% em peso ou menos, ou 80% em peso ou menos. Em termos de variações, a poliamida pode compreender náilon 6 em uma quantidade de 0,1 a 99,9 % em peso, por exemplo, de 1 a 99 % em peso, de 5 a 95 % em peso, de 10 a 90 % em peso, de 15 a 85 % em peso, ou de 20 a 80 % em peso.

[0056] Em alguns aspectos, a poliamida pode incluir náilon 66. Em termos de limites inferiores, a poliamida pode incluir náilon 66 em uma quantidade de pelo menos 0,1 % em peso, por exemplo, pelo menos 1 % em peso, pelo menos 5 % em peso, pelo menos 10 % em peso, pelo menos 15 % em peso, ou pelo menos 20 % em peso. Em termos de limites superiores, a poliamida pode incluir náilon 66 em uma quantidade de 99,9 % em peso ou menos, 99 % em peso ou menos, 95 % em peso ou menos, 90 % em peso ou menos, 85 % em peso ou menos, ou 80 % em peso ou menos. Em termos de variações, a poliamida pode compreender náilon 66, em uma quantidade de 0,1 a 99,9 % em peso, por exemplo, de 1 a 99 % em peso, de 5 a 95 % em peso, de 10 a 90 % em peso, de 15 a 85 % em peso, ou de 20 a 80 % em peso.

[0057] Em alguns aspectos, a poliamida pode incluir náilon 6I. Em termos de limites inferiores, a poliamida pode incluir náilon 6I em uma quantidade de pelo menos 0,1 % em peso, por exemplo, pelo menos 0,5 % em peso, pelo menos 1 % em peso, pelo menos 5 % em peso, pelo menos 7,5 % em peso, ou pelo menos 10 % em peso. Em termos de limites superiores, a poliamida pode incluir náilon 6I em uma quantidade de 50 % em peso ou menos, 40 % em peso ou menos, 35 % em peso ou menos, 30 % em peso ou menos, 25 % em peso ou menos, ou 20 % em peso ou menos. Em termos de variações, a poliamida pode compreender náilon 6I em uma quantidade de 0,1 a 50 % em peso, por exemplo, de .5 a 40 % em peso, de 1 a 35 % em peso, de 5 a 30 % em peso, de 7,5 a 25 % em peso, ou de 10 a 20 % em peso.

[0058] Em alguns aspectos, a poliamida pode incluir náilon 6T. Em termos de limites inferiores, a poliamida pode incluir náilon 6T em uma quantidade of pelo menos 0,1 % em peso, por exemplo, pelo menos 1 % em peso, pelo menos 5 % em peso, pelo menos 10 % em peso, pelo menos 15 % em peso, ou pelo menos 20 % em peso. Em termos de limites superiores, a poliamida pode incluir náilon 6T, em uma quantidade de 50 % em peso ou menos, 47,5 % em peso ou menos, 45 % em peso ou menos, 42,5 % em peso ou menos, 40 % em peso ou menos, ou 37,5 % em peso ou menos. Em termos de variações, a poliamida pode compreender náilon 6T em uma quantidade de 0,1 a 50 % em peso, por exemplo, de 1 a 47,5 % em peso, de 5 a 45 % em peso, de 10 a 42,5 % em peso, de 15 a 40 % em peso, ou de 20 a 37,5 % em peso.

[0059] Copolímeros em bloco são também úteis no processo desta divulgação. Com tais copolímeros, a escolha do agente de expansão do solvente é importante. O solvente selecionado é de tal maneira que ambos os blocos foram solúveis no solvente. Um exemplo é um ABA (estireno-EP-estireno) ou polímero AB (estireno-EP), em solvente de cloreto de metileno. Se um componente não é solúvel no solvente, ele vai formar um gel. Exemplos de tais copolímeros em bloco são o tipo Kraton®, de estireno-b-butadieno e butadieno de estireno-b-hidro- genado (etileno propileno), tipo Pebax® de óxido de e-caprolactam-b- etileno, óxido de poliéster-b-etileno Sympatex® e poliuretanos de óxido de etileno e isocianatos.

[0060] Polímeros de adição como fluoreto de polivinilideno, poliestireno sindioestático, copolímero de fluoreto de vinilideno e hexafluoropropileno, álcool de polivinila, acetato de polivinila, polímeros de adição de amorfos, tais como poli(acrilonitrila) e seus copolímeros com ácido acrílico e metacrilatos, poliestireno, cloreto de poli(vinil) e seus vários copolímeros, poli(metil metacrilato) e seus vários copolímeros, são conheidos por ser a solução de fiação com facilidade relativa, porque eles são solúveis em pressões e temperaturas baixas. É considerado que estes podem ser fundidos fiados, através da divulgação do momento, como um método de fazer nanofibras.

[0061] Existe uma vantagem substancial para formar composições poliméricas, compreendendo dois ou mais materiais polimericos em admistura de polímero, formato de liga, ou em uma estrutura ligada quimicamente reticulada. Acreditamos que tais composições de polímeros melhoram as propriedades físicas, mudando os atributos do polímero, tal como melhorando a flexibilidade da cadeia de polímero, ou a mobilidade da cadeia, aumentando o peso molecular total, e fornecendo reforço através da formação de redes de materiais poliméricos.

[0062] Em uma modalidade desta invenção, dois materiais de polímero relacionados podem ser misturados em favor de propriedades benéficas. Por exemplo, um cloreto de polivinil de peso molecular alto pode ser misturado com um cloreto de polivinil de peso molecular baixo. Similarmente, um material de náilon de peso molecular alto pode ser misturado com um material de náilon de peso molecular baixo.

RV de Poliamida e de Produto de Nanofibra Não-tecido

[0063] RV de poliamidas (e produtos resultantes) é, em geral, uma proporção de solução, ou viscosidades de solventes medida em um viscômetro capilar a 25°C (ASTM D 789) (2015). Para os propósitos presentes, o solvente é acido fórmico contendo 10% de água em peso, e 90% em peso de ácido fórmico. A solução é 8,4% de polímero em peso dissolvido no solvente.

[0064] A RV (nr) quando usada em relação aos produtos e polímeros divulgados, é a proporção de viscosidade absoluta da solução de polímero para aquela do ácido fórmico: nr = (np/nf) = (fr x dp x tp)/ nf em que: dp = densidade de solução de polímero-ácido fórmico a 25°C, tp = tempo médio de efluxo para a solução de polímero- ácido fórmico, nf = viscosidade absoluta de ácido fórmico, kPa x s(E+6cP) e fr = fator do tubo de viscômetro, mm2/s (cSt)/s = nr /t3.

[0065] Um cálculo típico para um espécime de 50 RV: nr = (fr x dp x tp)/ nf em que: fr = fator do tubo de viscômetro, tipicamente 0.485675 cSt/s dp = densidade do polímero - solução fórmica, tipicamente 1.1900 g/ml tp = tempo médio de efluxo para o polímero - solução fórmica, tipicamente 135.00 s nf = viscosidade absoluta de ácido fórmico, tipicamente 1,56 cP dando uma RV de nr = (0.485675 cSt/s x 1.1900 g/ml x 135.00 s)/ 1,56 cP = 50,0. O termo t3 é o tempo de efluxo do óleo de calibragem S-3, usado na determinação da viscosidade absoluta do ácido fórmico, como requerido em ASTM D789 (2015).

[0066] Em algumas modalidades, a RV da poliamida (precursora) tem um limite mais baixo de pelo menos 2, por exemplo, pelo menos 3, pelo menos 4, ou pelo menos 5. Em termos de limites superiores, a poliamida tem uma RV de 330 ou menos, 300 ou menos, 275 ou menos, 250 ou menos, 225 ou menos, 200 ou menos, 150 ou menos, 100 ou menos, ou 60 ou menos. Em termos de variações, a poliamida pode ter uma RV de 2 a 330, por exemplo, de 2 a 300, de 2 a 275, de 2 a 250, de 2 a 225, de 2 a 200, 2 a 100, de 2 a 60, de 2 a 50, de 2 a 40, de 10 a 40, ou de 15 a 40, e quaisquer valores entre um e outro.

[0067] Em algumas modalidades, a RV do produto de nanofibra não-tecido, tem um limite inferior de pelo menos 2, por exemplo, pelo menos 3, pelo menos 4, ou pelo menos 5. Em termos de limites superiores, o produto de nanofibra não-tecido tem uma RV de 330 ou menos, 300 ou menos, 275 ou menos, 250 ou menos, 225 ou menos, 200 ou menos, 150 ou menos, 100 ou menos, ou 60 ou menos. Em termos de variações, o produto de nanofibra não-tecido pode ter uma RV de 2 a 330, por exemplo, de 2 a 300, de 2 a 275, de 2 a 250, de 2 a 225, de 2 a 200, 2 a 100, de 2 a 60, de 2 a 50, de 2 a 40, de 10 a 40, ou de 15 a 40, e quaisquer valores entre um e outro.

[0068] A relação entre a RV da composição de poliamida (precursora), e a RV do produto de nanofibra não-tecido pode variar. Em alguns aspectos, a RV do produto de nanofibra não-tecido pode ser mais baixo do que a RV da composição de poliamida. Reduzindo a RV convencionalmente não tem sido uma prática desejável, quando fazendo a fiação de náilon 66. Os inventores, entretanto, descobriram que, na produção de nanofibras, é uma vantagem. Foi descoberto que o uso de náilons de poliamida de RV inferior, por exemplo, náilon 66 de RV inferior, em um processo de fiação de fusão, surpreendentemente foi descoberto render filamentos de nanofibra que inesperadamente têm diâmetros de filamento pequenos.

[0069] O método através do qual a RV é mais baixa, pode variar largamente. Em alguns casos, a temperatura do processo pode ser elevada, a fim de baixar a RV. Em algumas modalidades, entretanto, a elevação da temperatura pode somente ligeiramente baixar a RV, uma vez que a temperatura afeta as cinéticas da reação, mas não o eqilíbrio constante da reação. Os inventores descobriram que, beneficamente, a RV da poliamida, por exemplo, o náilon 66, pode ser abaixado pela despolimerização do polímero com a adição de umidade. Até 5% de umidade, por exemplo, até 4%, até 3%, até 2%, ou até 1%, pode ser incluído, antes da poliamida começar hidrolizar. Esta técnica fornece uma vantagem surpreendente sobre o método convencional de adição de outros polímeros, por exemplo, polipropileno, para a poliamida (para reduzir a RV).

[0070] Em alguns aspectos, a RV pode ser elevada, por exemplo, abaixando a temperatura e/ou reduzindo a umidade. Novamente, a temperatura tem um efeito relativamente modesto sobre o ajuste da RV, quando comparada ao teor de umidade. O teor de umidade pode ser reduzido para tão baixo quanto 1 ppm ou maior, por exemplo, 5 ppm ou maior, 10 ppm ou maior, 100 ppm ou maior, 500 ppm ou maior, 1000 ppm ou maior, ou 2500 ppm ou maior. A redução do teor de umidade é também vantajosa por diminuir os valores de TDI e ODI, discutidos ainda aqui no presente. A inclusão de um catalisador pode afetar a cinética, mas não o valor real de K.

[0071] Em alguns aspectos, a RV do produto de nanofibra não- tecido é pelo menos 20% menos do que a RV de poliamida antes da fiação, por exemplo, pelo menos 25% menos, pelo menos 30% menos, pelo menos 35% menos, pelo menos 40% menos, pelo menos 45% menos, ou pelo menos 90% menos.

[0072] Em outros aspectos, a RV do produto de nanofibra não- tecido é pelo menos 5% maior do que a RV da poliamida antes da fiação, por exemplo, pelo menos 10% maior, pelo menos 15% maior, pelo menos 20% maior, pelo menos 25% maior, pelo menos 30% maior, ou pelo menos 35% maior.

[0073] Em ainda aspectos adicionais, a RV da poliamida e a RV do produto de nanofibra não-tecido, podem ser substancialmente as mesmas, por exemplo, dentro de 5% de um ao outro.

[0074] Uma modalidade adicional da presente divulgação, envolve a produção de uma camada de meio de filtro, compreendendo nanofibras de poliamida, que têm um diâmetro médio de fibra de menos do que 1 mícron, e que têm uma RV de 2 a 330. Nesta modalidade alternada, as variações de RV preferíveis incluem: 2 a 330, por exemplo, de 2 a 300, de 2 a 275, de 2 a 250, de 2 a 225, de 2 a 200, 2 a 100, de 2 a 60, de 2 a 50, de 2 a 40, de 10 a 40, ou de 15 a 40. As nanofibras são subsequentemente convertidas para rede não- tecido. Quando a RV aumenta para além de cerca de 20 a 30, a temperatura da operação se torna um parâmetro maior para considerar. Em uma RV acima da variação de cerca de 20 a 30, a temperatura deve ser cuidadosamente controlada, de maneira que o polímero funde para propósitos de processamento. Métodos ou exemplos de técnicas de fundição são descritos na Patente Norte Americana No. 8.777.599 (incorporada aqui no presente por referência), como também fontes de aquecimento e refrigeração, que podem ser usadas nos aparelhos, para independentemente controlar a temperatura do dispositivo que está produzindo fibra. Exemplos não limitantes incluem aquecedores de resistência, aquecedores radiantes, gás frio ou gás aquecido (ar ou nitrogênio), ou mecanismos de transferência de calor condutivo, convectivo, ou de radiação.

Dimensões e Distribuições de Fibras

[0075] As fibras reveladas aqui no presente são nanofibras, por exemplo, fibras que têm um diâmetro médio de fibra de menos do que 1000 nm.

[0076] No caso de poliamidas que têm uma RV acima de 2 e menos do que 330, o diâmetro médio da fibra de nanofibras, na camada de fibra do não-tecido, pode ser menos do que 1 mícron, por exemplo, menos do que 950 nanômetros, menos do que 925 nanômetros, menos do que 900 nanômetros, menos do que 800 nanômetros, menos do que 700 nanômetros, menos do que 600 nanômetros, ou menos do que 500 nanômetros. Em termos de limites inferiores, o diâmetro médio de fibra das nanofibras, na camada de fibra do não-tecido, pode ter an diâmetro médio de fibra de pelo menos 100 nanômetros, pelo menos 110 nanômetros, pelo menos 115 nanômetros, pelo menos 120 nanômetros, pelo menos 125 nanômetros, pelo menos 130 nanômetros, ou pelo menos 150 nanômetros. Em termos de variações, o diâmetro médio de fibra das nanofibras, na camada de fibra do não-tecido pode ser de 100 a 1000 nanômetros, por exemplo, de 110 a 950 nanômetros, de 115 a 925 nanômetros, de 120 a 900 nanômetros, de 125 a 800 nanômetros, de 125 a 700 nanômetros, de 130 a 600 nanômetros, ou de 150 a 500 nanômetros. Tal diâmetro médio de fibras diferencia as nanofibras formadas pelos processos de fiação revelados aqui no presente, de nanofibras formadas pelos processos de eletrofiação. Os processos de eletrofiação tipicamente têm diâmetro médio de fibras de menos do que 100 nanômetros, por exemplo, de 50 até menos do que 100 nanômetros. Sem estar preso pela teoria, acredita-se que tais pequenos diâmetros de nanofibra podem resultar em resistência reduzida das fibras, e dificuldade aumentada no manuseio das nanofibras.

[0077] O uso do processo e de precursores revelados, leva a uma distribiução específica e benéfica da distribuição dos diâmetros de fibra. Por exemplo, menos do que 20% das nanofibras pode ter um diâmetro de fibra maior do que 700 nanômetros, por exemplo, menos do que 17,5%, menos do que 15%, menos do que 12,5%, ou menos do que 10%. Em termos de limites inferiores, pelo menos 1% das nanofibras têm um diâmetro de fibra maior do que 700 nanômetros, por exemplo, pelo menos 2%, pelo menos 3%, pelo menos 4%, ou pelo menos 5%. Em termos de variações, de 1 a 20% de nanofibras tem um diâmetro de fibra maior do que 700 nanômetros, por exemplo, de 2 a 17,5%, de 3 a 15%, de 4 a 12,5%, ou de 5 a 10%. Tal distribuição diferencia o produto de nanofibras não-tecidos descrito aqui no presente, daqueles formados pela eletrofiação (que tem um diâmetro médio menor (50-100 nanômetros) e uma distribuição mais estreita), e daqueles formados pela fiação de fundição de não nanofibra (que tem uma distribuição muito maior). Por exemplo, um tecido não-tecido de não-nanofibra centrifugado está descrito em WO 2017/214085, e reporta o diâmetro de fibras de 2,08 a 4,4 mícrons, mas com uma distribuição muito ampla relatada na FIG. 10A do WO 2017/214085.

[0078] Em uma modalidade, são consideradas vantagens que têm dois polímeros relacionados, com diferentes valores de RV (ambos, menos do que 330 e tendo um diâmetro médio de fibra menos do que 1 mícron), misturados para uma propriedade desejada. Por exemplo, o ponto de fusão da poliamida pode ser aumentado, a RV ajustada, ou outras propriedades ajustadas.

[0079] Em algumas modalidades, as nanofibras resultantes contêm pequenas quantidades, se alguma, de solvente. Por conseguinte, em alguns aspectos, as nanofibras resultantes estão livres de solvente. Acredita-se que o uso do processo de fiação fundida, vantajosamente, reduz ou elimina a necessidade de solventes. Esta redução/eliminação leva a efeitos benéficos, tais como benevolância ambiental e custos reduzidos. Fibras formadas através de processos de fiação da solução, que são totalmente diferentes dos processos de fiação de fundição, descritos aqui no presente, exigem tais solventes. Em algumas modalidades, as nanofibras compreendem menos do que 1 % em peso de solvente, menos do que 5000 ppm, menos do que 2500 ppm, menos do que 2000 ppm, menos do que 1500 ppm, menos do que 1000 ppm, menos do que 500 ppm, menos do que 400 ppm, menos do que 300 ppm, menos do que 200 ppm, menos do que 100 ppm, ou menos do que uma quantidade de solventes detectável. Solventes podem variar dependendo dos componentes de poliamida, mas podem incluir ácido fórmico, ácido sulfúrico, tolueno, benzeno, clorobenzeno, xileno/clorohexanona, decalina, óleo de parafina, orto diclorobenzeno, e outros solventes conhecidos. Em termos de variações, quando pequenas quantidades de solvente são incluídas, as nanofibras resultantes podem ter pelo menos 1 ppm, pelo menos 5 ppm, pelo menos 10 ppm, pelo menos 15 ppm, ou pelo menos 20 ppm de solvente. Em alguns aspectos, solventes não voláteis, tais como ácido fórmico, podem permanecer no produto, e podem requerem uma etapa de extração adicional. Tal etapa de extração adicional pode adicoinar custos deto produção.

[0080] Em alguns casos, a nanofibra pode ser feita de um material de poliamida, que opcionalmente inclui um aditivo. Exemplos de aditivos apropriados incluem óleos (tais como óleos para acabamento, por exemplo, óleos de silicone), ceras, solventes (incluindo ácido fórmico, como descrito aqui no presente), lubrificantes (por exemplo, óleos de parafina, ceras de amida, e estearatos), estabilizadores (por exemplo, fotoestabilizadores, estabilizadores de UV, etc.), delusterantes, antioxidantes, corantes, pigmentos, e moldes. Os aditivos podem estar presentes em uma quantidade total de até 49 % em peso do produto de nanofibra não-tecido, por exemplo, até 40 % em peso, até 30 % em peso, até 20 % em peso, até 10 % em peso, até 5 % em peso, até 3 % em peso, ou até 1 % em peso. Em termos de limites inferiores, os aditivos podem estar presentes no produto de nanofibra em uma quantidade de pelo menos 0,01 % em peso, por exemplo, pelo menos 0,05 % em peso, pelo menos 0,1 % em peso, pelo menos 0,25 % em peso, ou pelo menos 0,5 % em peso. Em termos de variações, os aditivos podem estar presentes no produto de nanofibra, em uma quantidade de 0,01 a 49 % em peso, por exemplo, de 0,05 a 40 % em peso, de 0,1 a 30 % em peso, de 0,25 a 20 % em peso, de 0,5 a 10 % em peso, de 0,5 a 5 % em peso, ou de 0,5 a 1 % em peso. Em alguns aspectos, monômeros e/ou polímeros podem ser incluídos como aditivos. Por exemplo, náilon 6I e/ou náilon 6T podem ser adicionados como um aditivo.

[0081] Antioxidantes apropriados para uso em conjunto com o produto de nanofibra não-tecido descrito aqui no presente podem, em algumas modalidades, incluir, mas não estão limitados a, antocianina, ácido ascórbico, glutationa, ácido lipóico, ácido úrico, resveratrol, flavonoides, carotenos (por exemplo, beta-caroteno), carotenóides, tocoferóis (por exemplo, alfa-tocoferol, beta-tocoferol, gama-tocoferol, e delta-tocoferol), tocotrienóis, ubiquinol, ácidos gálicos, melatonina, aminas aromáticas secundárias, benzofuranonas, fenóis impedidos, polienóis, aminas impedidas, compostos de organofósforos, tioésteres, benzoatos, lactonas, hidroxilaminas e similares, e qualquer combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, o antioxidante pode ser selecionado do grupo consistindo em estearila 3-(3,5-di-terc-butil-4- hidroxifenila) propionato, difosfito bi(2,4-dicumilfenil)pentaeritritol, tri(2,4- di-terc-butilfenil)fosfito, éter de diglicidil propoxilato de bifenol, 9,10- diidróxi-9-oxa-10-fosfafenantreno-10-óxido e misturas dos mesmos.

[0082] Corantes, pigmentos, e moldes, apropriados para uso em conjunto com o produto de nanofibra não-tecido, descritos aqui no presente podem, em algumas modalidades, incluir, mas não são limitados a, corantes de plantas, corantes vegetais, dióxido de titânio (que podem também agir como um delustrante), negro de fumo, carvão vegetal, dióxido de silicone, tartrazina, E102, ftalocianina azul, ftalocianina verde, quinacridonas, diimidas de ácido tetracarboxíico perileno, dioxazinas, pigmentos de disazo de perinonas, pigmentos de antraquinona, pós de metal, óxido de ferro, ultramarino, titanato de níquel, benzimidazolona laranja gl, solvente laranja 60, moldes laranja, carbonato de cálcio, argila de caulim, hidróxido de alumínio, sulfato de bario, óxido de zinco, óxido de alumínio, moldes CARTASOL® (moldes catiônicos, disponíveis de Clariant Services) em forma de líquido e/ou granular (por exemplo, CARTASOL Brilliant Yellow K-6G líquido, CARTASOL Yellow K-4GL líquido, CARTASOL Yellow K-GL líquido, CARTASOL Orange K-3GL líquido, CARTASOL Scarlet K-2GL líquido, CARTASOL Red K-3BN líquido, CARTASOL Blue K-5R líquido, CARTASOL Blue K-RL líquido, CARTASOL Turquoise K-RL líquido/grânulos, CARTASOL Brown K-BL líquido), moldes FASTUSOL® (um auxocromo, disponível de BASF) (por exemplo, Amarelo 3GL, Fastusol C Azul 74L), e similares, qualquer derivado dos mesmos, e qualquer combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, moldes de solvente podem ser empregados.

Método de Formação das Nanofibras

[0083] Como descrito aqui no presente, o produto de nanofibra não-tecido é formado por fiação, a fim de formar um produto tecido. "Ilha-no-mar" se refere às fibras formadas pela estrusão de, pelo menos, dois componentes de polímero de um molde de fiação, também referida como fiação conjugada. Como usada aqui no presente, fiação especificamente exclui solução de fiação e eletrofiação.

[0084] Em alguns aspectos, a nanofibra de poliamida é fundida por sopro. A fusão por sopro é vantajosamente menos dispendiosa do que a eletrofiação. Fusão por sopro é um tipo de processo desenvolvido para a formação de nanofibras e não redes tecidos; as nanofibras são formadas pela extrusão de um material polimérico termoplástico fundido, ou poliamida, através de uma pluralidade de orifícios pequenos. As roscas fundidas, ou filamentos resultantes, passam em fluxo de gás convergindo em alta velocidade, o que atenua ou desenha filamentos de poliamida fundida, para reduzir seus diâmetros. Depois disso, as nanofibras sopradas por fusão são carregadas pelo fluxo de gás e alta velocidade, e depositadas em uma superfície de coleta, ou formando fio elétrico, para formar uma teia não-tecido de nanofibras fiadas por sopro desembolsadas aleatoriamente. A formação de nanofibras e redes não-tecidos por fundição por sopro, é bem conhecida na técnica. Ver, a título de exemplo, as Patentes Norte-Americanas Nos. 3.016.599; 3.704.198; 3.755.527; 3.849.241; 3.978.185; 4.100.324; 4.118.531; e 4.663.220.

[0085] Como é bem conhecido, a electrofiação tem muitos parâmetros de fabricação, que podem limitar a fiação de certos materiais. Esses parâmetros incluem: carga elétrica do material de fiação e a solução do material de fiação; distribuição de solução (muitas vezes um fluxo de material expelido de uma seringa); carga no jato; descarga elétrica da membrana fibrosa no coletor; forças externas do campo elétrico no jato de fiação; densidade do jato expelido; e (alta) voltagem dos eletrodos, e geometria do coletor. Por contraste, as nanofibras e produtos mencionados acima são vantajosamente formados, sem o uso de um campo elétrico aplicado como a força de expulsão primária, como é requerido em um processo de eletrofiação. Desse modo, a poliamida não é eletricamete caregada, nem são quaisquer componentes do processo de fiação. De maneira importante, a perigosa voltagem alta necessária nos processos de eletrofiação, não é requerida com os processos/produtos presentemente revelados. Em algumas modalidades, o processo é um processo de não eletrogirar, e o produto resultante é um produto de não eletrofiar, que é produzido através de um processo de não eletrogirar.

[0086] Uma modalidade de fazer a nanofibra inventiva não-tecido é por meio da fiação de 2 fases, ou gás propulsor de fundição por sopro, através de um canal de fiação, como está descrito de um modo geral na Patente Norte-Americana No. 8.668.854. Este processo inclui fluxo de duas fases de polímero, ou solução de polímero, e um gás propulsor pressurizado (tipicamente ar) para um canal fino, preferivelmente convergindo. O canal é comumente e preferivelmente anular na configuração. Acredita-se que o polímero seja cortado pelo fluxo de gás dentro do canal delgado (fino), preferivelmente canal convergente, criando camadas de película polimérica em ambos os lados do canal. Essas camadas de película polimérica são ainda cortadas em nanofibras, pelo fluxo de gás propulsor. Aqui novamente, uma correia coletora em movimento pode ser usada, e o peso base da nanofibra não-tecido é controlado, regulando a velocidade da correia. A distância da coletora pode também ser usada, para controlar a finura da nanofibra não-tecido. O processo é melhor compreendido com referência à Figura 1.

[0087] Beneficamente, o uso do precursor de poliamida mencionado acima, no processo de fiação fundida, fornece benefícios significativos em taxa de produção, por exemplo, pelo menos 5% maior, pelo menos 10% maior, pelo menos 20% maior, pelo menos 30% maior, pelo menos 40% maior. As melhorias podem ser observadas como um melhoramento na área por hora versus um processo convencional, por exemplo, um processo de eletrogiro, ou um processo que não emprega as características descritas aqui no presente. Em alguns casos, o aumento da produção durante um período de tempo consistente é melhorado. Por exemplo, durante um dado período de tempo, por exemplo, uma hora de produção, o processo descrito produz pelo menos 5% mais de produto, do que um processo convencional, ou um processo de eletrogiro, por exemplo, pelo menos 10% mais, pelo menos 20% mais, pelo menos 30% mais, ou pelo menos 40% mais.

[0088] A Figura 1 ilustra esquematicamente a operação de um sistema, para a fiação de uma nanofibra não-tecido, incluindo uma montagem de alimentação de poliamida 110, uma alimentação de ar 1210, um cilindro de fiação 130, uma correia coletora 140 e um carretal de compensação 150. Durante a operação, a fusão ou solução de poliamida é alimentada para o cilindro de fiação 130, em que ela flui através de um canal fino no cilindro com alto ar sob pressão, cortando a poliamida em nanofibras. Detalhes são fornecidos na Patente Norte- Americana No. 8.668.854 mencionada acima. A taxa de produtividade operacional e o peso base, são controlados pela velocidade da correia. Opcionalmente, aditivos funcionais como carvão vegetal, cobre e similares podem ser adicionados com alimentação de ar, se assim desejado.

[0089] Em uma construção alternativa da fieira, usada no sistema da Figura 1, material particulado pode ser adicionado com uma entrada separada, como é visto na Patente Norte-Americana No. 8.808.594.

[0090] Ainda outra metodologia que pode ser empregada, é fundindo por sopro as redes de nanofibra de poliamida, reveladas aqui no presente (Figura 2). A fusão por sopro envolve extruão da poliamida em uma velocidade relativamente alta, tipicamente quente, fluxo de gás. Para produzir nanofibras apropriadas, seleção cuidadosa do orifício e da geometria capilar, como também a temperatura, é requrida como tal em: Hassan et al., J Membrane Sci., 427, 336-344, 2013 e Ellison et al., Polímero, 48 (11), 3306-3316, 2007, e International Nonwoven Journal, Verão de 2003, páginas 21-28.

[0091] A Patente Norte-Americana No. 7.300.272 revela um pacote de extrusão de fibra, para extrusão de material fundido, a fim de formar uma matriz de nanofibras, que inclui um número de placas de distribuição de rupturas em uma pilha, de tal maneira que cada placa de distribuçião de ruptura forma uma camada, dentro do pacote de extrusão da fibra, e características sobre as placas de distribuição de ruptura formam uma rede de distribuição, que distribui o material fundido para orifícios no pacote de extrusão de fibra. Cada uma das placas de distribuição de ruptura inclui um conjunto de segmentos de placas, com um intervalo disposto entre os segmentos de placas adjacentes. Bordas adjacentes dos segmentos de placas, são formadas para formar reservotórios ao longo da lacuna, e plugues de vedação são dispostos nos reservatórios, a fim de evitar que o material fundido vaze das lacunas. Os plugues de vedação podem ser formados pelo material fundido que vaza na lacuna, e a coleta e solidifica nos reservatórios, ou coloca um material de obstrução nos reservatórios na montagem do pacote. Este pacote pode ser usado para fazer nanofibras, com um sistema de fundição por sopro, descrito nas patentes anteriormente mencionadas.

Características Adicionais do Produto

[0092] Os processos de fiação descritos aqui no presente, podem formar um produto de poliamida de nanofibra não-tecido, que tem um valor de índice de degradação oxidativa ("ODI") relativamente baixo. Um ODI inferior indica degradação oxidativa menos grave durante a manufatura. Em alguns aspectos, o ODI pode variar de 10 a 150 ppm. O ODI pode ser medida usando cromatografia de permeação de gel (GPC), com um detector de fluorescência. O instrumento é calibrado com um padrão externo de quinina. 0,1 grama de náilon é dissolvida em 10 mL de 90% de ácido fórmico. A solução é então analisada por GPC, com o detector de fluorescência. Os comprimentos de onda do detector paro ODI são 340 nm para excitação, e 415 nm para emissão. Em termos de limites superiores, o ODI da nanofibra de poliamida não- tecido, pode ser 200 ppm ou menos, por exemplo, 180 ppm ou menos, 150 ppm ou menos, 125 ppm ou menos, 100 ppm ou menos, 75 ppm ou menos, 60 ppm ou menos, ou 50 ppm ou menos. Em termos de limites inferiores, o ODI da nanofibra de poliamida não-tecido, pode ser 1 ppm ou mais, 5 ppm ou mais, 10 ppm ou mais, 15 ppm ou mais, 20 ppm ou mais, ou 25 ppm ou mais. Em termos de variações, o ODI da nanofibra de poliamida não-tecido pode ser de 1 a 200 ppm, de 1 a 180 ppm, de 1 a 150 ppm, de 5 a 125 ppm, de 10 a 100 ppm, de 1 a 75 ppm, de 5 a 60 ppm, ou de 5 a 50 ppm.

[0093] Adicionalmente, os processos de fiação, como descrito aqui no presente, podem resultar em um índice de degração térmica ("TDI") relativamente baixo. Um TDI mais baix indica um histórico térmico menos grave da poliamida durante a manufatura. O TDI é medida o mesmo que o ODI, exceto que os comprimentos de ondas do detector paro TDI são 300 nm para excitação e 338 nm para emissão. Em termos de limites superiores, o TDI da nanofibra de poliamida não- tecido pode ser 4000 ppm ou menos, por exemplo, 3500 ppm ou menos, 3100 ppm ou menos, 2500 ppm ou menos, 2000 ppm ou menos, 1000 ppm ou menos, 750 ppm ou menos, ou 700 ppm ou menos. Em termos dos limites inferiores, o TDI da nanofibra de poliamida não-tecido pode ser 20 ppm ou maior, 100 ppm ou maior, 125 ppm ou maior, 150 ppm ou maior, 175 ppm ou maior, 200 ppm ou maior, ou 210 ppm ou maior. Em termos de variações, o TDI da nanofibra de poliamida não-tecido pode ser de 20 a 400 ppm, 100 a 4000 ppm, de 125 a 3500 ppm, de 150 a 3100 ppm, de 175 a 2500 ppm, de 200 a 2000 ppm, de 210 a 1000 ppm, de 200 a 750 ppm, ou de 200 a 700 ppm.

[0094] Os métodos de teste de TDI e ODI são também revelados na Patente Norte-Americana No. 5.411.710. Valores de TDI e/ou ODI mais baixos são benéficos, por que eles indicam que o produto de nanofibra não-tecido é mais durável do que os produtos que têm TDI e/ou ODI maiores. Como explicado acima, TDI e ODI são medidas de degradação, e um produto com degradação maior não deverá funcionar também. Por exemplo, tal produto pode ter absorção de molde reduzida, estabilidade de aquecimeto mais baixa, menor vida útil em uma aplicação de filtragem, em que as fibras são expostas ao aquecimento, pressão, oxigênio, ou qualquer combinação destes, e firmeza inferior em aplicações de fibra industrial.

[0095] Um possível método que pode ser usado na formação de um produto de nanofibra não-tecido com TDI e/ou ODI mais baixa, deverá ser para incluir aditivos como descrito aqui no presente, especialmente antioxidantes. Tais antioxidantes, ambora não necessários em processos convencionais, podem ser usados para inibir a degradação. Um exemplo de antioxidantes úteis inclui haletos de cobre e Nylostab® S-EED® disponíveis de Clariant.

[0096] Os métodos de fiação como descrito aqui no presente, podem também resultar em um produto de nanofibra não-tecido, que tem um Valor de Permeabilidade do Ar de menos do que 600 CFM/ft2, por exemplo, menos do que 590 CFM/ft2, menos do que 580 CFM/ft2, menos do que 570 CFM/ft2, menos do que 560 CFM/ft2, ou menos do que 550 CFM/ft2. Em termos de limites inferiores, o produto de nanofibra não-tecido pode ter um Valor de Permeabilidade do Ar de pelo menos 50 CFM/ft2, pelo menos 75 CFM/ft2, pelo menos 100 CFM/ft2, pelo menos 125 CFM/ft2, pelo menos 150 CFM/ft2, ou pelo menos 200 CFM/ft2. Em termos de variações, o produto de nanofibra não-tecido pode ter um Valor de Permeabilidade do Ar de 50 a 600 CFM/ft2, de 75 a 590 CFM/ft2, de 100 a 580 CFM/ft2, de 125 a 570 CFM/ft2, de 150 a 560 CFM/ft2, ou de 200 a 550 CFM/ft2.

[0097] Os métodos de fiação como descritos aqui no presente, podem também resultar em um produto de nanofibra não-tecido, que tem uma eficiência de filtragem, conforme medido por um provador de filtro automatizado TSI 3160 de 1 a 99.999%, por exemplo, de 1 a 95%, de 1 a 90%, de 1,5 a 85%, ou de 2 a 80%. O TSI 3160 do Provador de Filtro Automatizado, é usado para testar a eficiência dos materiais do filtro. Penetração de partícula e queda de pressão, são dois parâmetros importantes, medidos usando este instrumento. A eficiência é 100% - penetração. Uma solução desafiadora com tamanho de partícula conhecida é usada. O TSI 3160 é usado para medir filtros Hepa, e usa uma solução DOP. Ele combina um Classificador Eletrostático com Contadores de Partículas de Condensação (CPCs), a fim de medir o tamanho de partícula (MPPS) mais penetrante de 15 a 800 nm, usando partículas monodispersas. E pode testar eficiências de até 99.999999%.

Aplicações

[0098] As nanofibras não-tecidos inventivas são úteis em uma variedade de aplicações, devido à sua alta resistência a temperatura, barreira, propriedades de permeabilidade, e capacidade de processamento. Os produtos podem ser usados em estruturas de multiplas camadas, incluindo laminados em muitos casos.

[0099] Desse modo, os produtos são usados no ar ou na filtragem de líquido, nos setores a seguir: transporte; industrial; comercial e residencial.

[00100] Os produtos são desta maneira apropriados para aplicações de barreiras em tecidos respiráveis, cirurgicos não-tecidos, cuidados com o bebê, cuidados com o adulto, vestuário, compósitos, construção e acústicos. As composições são úteis para amortecimento de som em aplicações automotivas, eletrônicas e em aeronaves, que podem requerer compósitos de tamanhos de fibra diferentes para melhor desempenho. Em pesos bases mais altos, os produtos são usados em conexão com bebidas, embalagem de alimento, transporte, processamento químico e aplicações médicas, tais como curativos de ferimentos ou implantes médicos.

[00101] As características únicas dos não-tecidos da divulgação, fornecem funcionalidade e benefícios não vistos nos produtos convencionais, por exemplo, os não-tecidos da divulgação podem ser usados como embalagem para carnes defumadas.

Modalidades

[00102] Modalidade 1: Um produto de nanofibra não-tecido compreendendo nanofibra de poliamidas, em que o produto tem uma viscosidade relativa de 2 a 330, e em que as nanofibras têm um diâmetro médio de 100 a 1000 nanômetros.

[00103] Modalidade 2: O produto de nanofibra não-tecido de acordo com a Modalidade 1, em que o ponto de fusão do produto é 225°C ou maior.

[00104] Modalidade 3: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com a Modalidade 1 ou 2, em que não mais do que 20% das nanofibras tem um diâmetro maior do que 700 nanômetros.

[00105] Modalidade 4: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1-3, em que a poliamida compreende náilon 66 ou náilon 6/66.

[00106] Modalidade 5: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1-4, em que a poliamida é um náilon de temperatura alta.

[00107] Modalidade 6: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1-5, em que a poliamida compreende N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, e/ou N12, em que "N" significa Náilon.

[00108] Modalidade 7: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1-6, em que o produto tem um Valor de Permeabilidade do Ar de menos do que 600 CFM/ft2.

[00109] Modalidade 8: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1-7, em que o produto tem um peso base de 150 GSM ou menos.

[00110] Modalidade 9: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1-8, em que o produto tem um TDI de pelo menos 20 ppm.

[00111] Modalidade 10: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1-9, em que o produto tem um ODI de pelo menos 1 ppm.

[00112] Modalidade 11: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1-10, em que o produto está livre de solvente.

[00113] Modalidade 12: O produto de nanofibra não-tecido de acordo com qualquer uma das Modalidades 1-10, em que o produto compreende menos do que 5000 ppm de solvente.

[00114] Modalidade 13: O produto de nanofibra não-tecido de acordo com qualquer uma das Modalidades 1-12, em que pelo menos 1% das nanofibras têm um diâmetro de pelo menos 700 nm.

[00115] Modalidade 14: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com a qualquer uma das Modalidades 1-13, em que o precursor de poliamida tem um teor de umidade de pelo menos 5 ppm.

[00116] Modalidade 15: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1-14, em que o precursor de poliamida tem um teor de umidade de não mais do que 3 % em peso.

[00117] Modalidade 16: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1-14, em que o precursor de poliamida tem uma RV de 2 to 330.

[00118] Modalidade 17: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com a Modalidade 16, em que a RV do produto de nanofibra não-tecido é reduzida, em comparação à RV do precursor de poliamida.

[00119] Modalidade 18: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com a Modalidade 16, em que a RV do produto de nanofibra não-tecido permanece a mesma, ou é aumentada quando comparada à RV do precursor de poliamida.

[00120] Modalidade 19: Um produto de nanofibra não-tecido compreendendo uma poliamida que é fiada em nanofibras, com um diâmetro médio de 100 a 1000 nanômetros, e formada no dito produto não-tecido, em que a poliamida tem uma viscosidade relativa de 2 a 330.

[00121] Modalidade 20: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com a Modalidade 19, em que o ponto de fusão do produto é 225°C ou mais.

[00122] Modalidade 21: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com a Modalidade 19 ou 20, em que não mais do que 20% das nanofibras têm um diâmetro maior do que 700 nanômetros.

[00123] Modalidade 22: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 19-21, em que a poliamida compreende náilon 66 ou náilon 6/66.

[00124] Modalidade 23: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 19-22, em que a poliamida é um náilon de temperatura alta.

[00125] Modalidade 24: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com uma das Modalidades 19-23, em que a poliamida compreende N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, e/ou N12, em que "N" significa Náilon.

[00126] Modalidade 25: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 19-24, em que o produto tem um Valor de Permeabilidade do Ar de menos do que 600 CFM/ft2.

[00127] Modalidade 26: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 19-25, em que o produto tem um peso base de 150 GSM ou menos.

[00128] Modalidade 27: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 19-26, em que o produto tem um TDI de pelo menos 20 ppm.

[00129] Modalidade 28: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 19-27, em que o produto tem um ODI de 1 a 200 ppm.

[00130] Modalidade 29: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 19-28, em que o produto está livre de solvente.

[00131] Modalidade 30: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 19-29, em que o produto compreende menos do que 5000 ppm de solvente.

[00132] Modalidade 31: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 10-30, em que pelo menos 1% das nanofibras tem um diâmetro de pelo menos 700 nm.

[00133] Modalidade 32: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 19-31, em que a poliamida tem um teor de umidade de pelo menos 5 ppm.

[00134] Modalidade 33: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 19-32, em que a poliamida tem um teor de umidade de não mais do que 3 % em peso.

[00135] Modalidade 34: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 19-33, em que o produto tem uma RV de 2 a 330.

[00136] Modalidade 35: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com a Modalidade 34, em que a RV do produto de nanofibra não-tecido é reduzida, quando comparada à RV do precursor de poliamida.

[00137] Modalidade 36: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com a Modalidade 34, em que a RV do produto de nanofibra não-tecido permanece a mesma, ou é aumentada, quando comparada à RV do precursor de poliamida.

[00138] Modalidade 37: Um método de fabricar um produto de nanofibra não-tecido, o método compreendendo: (a) fornecer uma composição de poliamida, em que a poliamida tem uma viscosidade relativa de 2 a 330; (b) fiação da composição de poliamida em uma pluralidade de nanofibras, tendo um diâmetro médio de fibra de 100 a 1000 nanômetros; e (c) formação de nanofibras no produto de nanofibra não-tecido, em que a camada de nanofibras de poliamida tem um diâmetro médio de nanofibra de 100 a 1000 nanômetros, e uma viscosidade relativa de 2 a 330.

[00139] Modalidade 38: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com a Modalidade 37, em que a composição de poliamida é fundida fiada por meio de uma tintura (corante), através de uma molde em um fluxo gasoso de alta velocidade.

[00140] Modalidade 39: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com a Modalidade 37 ou 38, em que a composição de poliamida é fundida fiada pela fiação de gás propulsor da fase 2-, incluindo expelir a composição de poliamida na forma de líquido, com gás pressurizado através de um canal de formação de fibra.

[00141] Modalidade 40: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-39, em que o produto de nanofibra não-tecido é formado pela coleta de nanofibras, em uma correia em movimento.

[00142] Modalidade 41: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-40, em que a camada de nanofibra de poliamida tem um peso base de 150 GSM ou menos.

[00143] Modalidade 42: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-41, em que a viscosidade relativa da poliamida no produto de nanofibra não-tecido é reduzida, quando comparada à composição de poliamida antes da fiação e formação do produto.

[00144] Modalidade 43: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-41, em que a viscosidade relativa da poliamida no produto de nanofibra não-tecido, é a mesma ou aumentada, quando comparada à composição de poliamida antes da fiação e formação do produto.

[00145] Modalidade 44: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-43, em que a taxa de produção do método das etapas (a)-(c), é pelo menos 5% maior do que uma eletrofiação, ou taxa de produção de fiação da solução.

[00146] Modalidade 45: O método d preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-44, em que o ponto de fusão do produto é 225°C ou mais.

[00147] Modalidade 46: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-45, em que não mais do que 20% das nanofibras tem um diâmetro maior do que 700 nanômetros.

[00148] Modalidade 47: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-46, em que a poliamida compreende náilon 66 ou náilon 6/66.

[00149] Modalidade 48: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-47, em que a poliamida é um náilon de temperatura alta.

[00150] Modalidade 49: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-48, em que a poliamida compreende N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, e/ou N12, em que "N" significa Náilon.

[00151] Modalidade 50: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-49, em que o produto tem um Valor de Permeabilidade do Ar de menos do que 600 CFM/ft2.

[00152] Modalidade 51: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-50, em que o produto tem um peso base de 150 GSM ou menos.

[00153] Modalidade 52: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-51, em que o produto tem um TDI de pelo menos 20 ppm.

[00154] Modalidade 53: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-52, em que o produto tem um ODI de pelo menos 1 ppm.

[00155] Modalidade 54: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-53, em que o produto está livre de solvente.

[00156] Modalidade 55: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-54, em que o produto compreende menos do que 5000 ppm de solvente.

[00157] Modalidade 56: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-55, em que pelo menos 1% das nanofibras tem um diâmetro de pelo menos 700 nm.

[00158] Modalidade 57: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-56, em que o precursor de poliamida tem um teor de umidade de pelo menos 5 ppm.

[00159] Modalidade 58: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-57, em que o precursor de poliamida tem um teor de umidade de não mais do que 3 % em peso.

[00160] Modalidade 59: O método de preparar o produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 37-57, em que o precursor de poliamida tem um teor de umidade de 10 ppm a 5 % em peso.

[00161] Modalidade 60: Um produto de nanofibra não-tecido compreendendo uma composição de poliamida, formada no dito produto não-tecido, em que o produto tem pelo menos um dos a seguir: (i) um TDI de 20 a 4000 ppm, (ii) um ODI de 1 a 200 ppm, (iii) um diâmetro médio de nanofibra de 100 a 1000 nanômetros, (iv) uma poliamida compreendendo náilon 6,6, e (v) uma composição de poliamida RV de 2 a 330.

[00162] Modalidade 61: Um produto de nanofibra não-tecido compreendendo uma poliamida de náilon 66, que é fundida fiada em nanofibras e formação no dito produto não-tecido, em que o produto tem um TDI de pelo menos 20 ppm e um ODI de pelo menos 1 ppm.

[00163] Modalidade 62: Um produto de nanofibra não-tecido compreendendo uma poliamida de náilon 66, que é fundida fiada em nanofibras, e formada no dito produto não-tecido, em que não mais do que 20% das nanofibras tem um diâmetro maior do que 700 nanômetros.

[00164] Modalidade 63: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 60-62, em que o ponto de fusão do produto é 225°C ou mais.

[00165] Modalidade 64: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 60-61 e 63, em que não mais do que 20% das nanofibras tem um diâmetro maior do que 700 nanômetros.

[00166] Modalidade 65: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 60-64, em que o produto tem um Valor de Permeabilidade do Ar de menos do que 600 CFM/ft2.

[00167] Modalidade 66: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 60-65, em que o produto tem um peso base de 150 GSM ou menos.

[00168] Modalidade 67: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 62-66, em que o produto tem um TDI de pelo menos 20 ppm.

[00169] Modalidade 68: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 62-67, em que o produto tem um ODI de pelo menos 1 ppm.

[00170] Modalidade 69: O produto de nanofibra não-tecido de acordo com qualquer uma das Modalidades 60-68, em que o produto está livre de solvente.

[00171] Modalidade 70: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 60-68, em que o produto compreende menos do que 5000 ppm de solvente.

[00172] Modalidade 71: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 60-70, em que a poliamida tem um teor de umidade de pelo menos 5 ppm.

[00173] Modalidade 72: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 60-71, em que a poliamida tem um teor de umidade de não mais do que 3 % em peso.

[00174] Modalidade 73: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com qualquer uma das Modalidades 60-72, em que o produto tem uma RV de 2 a 330.

[00175] Modalidade 74: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com a Modalidade 73, em que a RV do produto de nanofibra não-tecido é reduzida, quando comparada à RV do precursor de poliamida.

[00176] Modalidade 75: O produto de nanofibra não-tecido, de acordo com a Modalidade 73, em que a RV do produto de nanofibra não-tecido permanece a mesma, ou é aumentada, quando comparada à RV do precursor de poliamida

[00177] A presente divulgação é ainda compreendida através dos exemplos não limitantes a seguir.

Exemplos Exemplo 1

[00178] Utilizando os procedimentos e aparelhos de fiação (fusão), como descrito em US 8.668.854 (mostrado em geral na Figura 1), a poliamida de Náilon 66 foi fiada em um tambor em movimento, a fim de produzir redes não-tecidos. O processo empregou um extrusor com um parafuso (rosca) de alta compressão, operando a 20 RPM, com um perfil de temperatura de 245° C, 255° C, 265° C, e 265° C. A temperatura da poliamida (precursora) foi de 252° C, e nitrogênio foi usado como o gás. Duas redes não-tecidos foram produzidas (Amostras 1 e 2), cada uma tendo pesos bases diferentes. A amostra 2 com o peso base mais alto foi feita pelo mesmo processo, mas as nanofibras foram fiadas sobre um tecido leve de algodão ou linho. Neste aspecto, o tecido leve de algodão ou linho foi usado simplesmente para adicionar integridade à rede de nanofibra inventiva. A poliamida tinha uma RV de 7,3 (antes da fiação). Para garantir a viscosidade constante baixa da RV, a poliamida deveria permanecer essencialmente constante, uma poliamida foi preparada usando um excesso de cerca de 5% de ácido adípico.

[00179] As redes não-tecidos foram caracterizadas por diâmetro médio de fibra, peso base, permeabilidade do ar, de acordo com o artigo de Hassan et al. mencionado acima. A taxa de transmissão de vapor d'água foi também medida (g/m2/24hr), de acordo com ASTM E96, Procedimento B (2016).

[00180] Os resultados estão mostrados na Tabela 1, e os tapetes não-tecidos são mostrados nos fotomicrográficos das Figuras 3 e 4. As nanofibras dos tapetes não-tecidos tinham um diâmetro médio de fibra variando de 470 nm a 680 nm (média de 575 nm).

[00181] Como mostrado na Tabela 1, o uso dos processos revelados aqui no presente, forneceram uma rede não fiada de nanofibras tecidos fiadas, as nanofibras que tiveram uma média de diâmetro de fibra de 570 para a RV de 7,3. A permeabilidade do ar foi cerca de182.8 CFM/ft2, enquanto a taxa de transmissão de vapor d”agua mediu cerca de 1100 g/sq metro/24 horas. Tal diâmetro de fibras e características de desempenho, não foram realizadas usando precursor de poliamidas e/ou processos convencionais. Sem estar preso pela teoria, acredita-se que o uso da composição de poliamida (e/ou nitrogênio) de RV baixa, foi o motivo principal dos resultados de TDI e ODI terem sido tão baixos.

Exemplo 2

[00182] Poliamida de Náilon 66 que tem uma RV de 36, foi fundida fiada e bombeada para moldes fundidos por sopro (utilizando o pacote fundido fiado descrito na Patente Norte-Americana 7.300.272 e ilustrado na Figura 5), para produzir redes de nanofibra não-tecido. Nas várias amostras, os níveis de umidade de náilon 66, variando de cerca de 0,2% a cerca de 1,0% (como mostrado na Tabela 2). Um extrusor com três zonas foi usado, e o extrusor operado em temperaturas variando de 233°C a 310°C. A temperatura do molde variou de 286°C a 318°C. Ar aquecido foi usado como gás. As nanofibras foram depositadas sobre um 10 gsm termicamente ligado, tecido leve de algodão ou linho de náilon de ligação repuxada, comercialmente disponível de Cerex Advanced Fabrics, Inc. sob a marca registrada PBN-II®. Naturalmente, outros tecidos de ligação repuxada podem ser usados, por exemplo, um tecido de poliéster de ligação repuxada, um tecido de polipropileno de ligação repuxada, um tecido de náilon fundido por sopro, ou outros não-tecidos, malha, perfurados, ou outros tecidos não-tecidos. Nenhum solvente ou adesivo foi usado durante os processos de fiação de fiação ou deposição, e nem a poliamida ou o produto resultante contendo solvente.

[00183] Vários tecidos foram feitos com moldes de nanofibras. As propriedades e características de desempenho de diversas amostras específicas, estão resumidos na Tabela 2.

[00184] Como indicado na Tabela 2, o processo revelado surpreendentemente rende nanofibras e tapetes não-tecidos, tendo combinações sinergísticas de características. Os tapetes de nanofibra não-tecidos foram feitos com sucesso, usando o processo descrito acima, em vários pesos bases, com uma ampla variação de propriedades. As configurações do processo podem ser ajustadas a fim de fornecer tecidos de nanofibra, com uma variedade de propriedades, como requerido para a aplicação como ilustrado na Tabela 2.

Exemplo 3

[00185] Uma composição de poliamida de náilon 66, com uma RV na variação de 34 a 37, foi usada com o pacote descrito na Patente Norte-Americana 7.300.272, para fazer nanofibras com uma RV de cerca de 16,8. Esta é uma redução em RV da composição de poliamida para tecido, de cerca de 17,2 a 20,2 unidades de RV. A composição de poliamida continha cerca de 1% de umidade em peso, e foi realizada em um pequeno extrusor com três zonas, variando em temperatura de 233 a 310°C. Uma temperatura de molde de cerca de 308°C foi usada. Nenhum solvente ou adesivo foi usado durante os processos de fundição de fiação ou deposição, e nem a poliamida ou o produto resultante, contendo solventes ou adesivo.

Exemplo 4

[00186] Uma composição de poliamida de náilon 66, com uma RV na variação de 34 a 37, com o pacote descrito na Patente Norte-Americana 7.300.272, para fazer nanofibras com uma RV de cerca de 19,7. Esta é uma redução em RV da composição de poliamida para tecido de cerca de 14,3 a 17,3 unidades de RV. A composição de poliamida continha 1% de umidade em peso, e foi realizada em um extrusor pequeno com três zonas, variando em temperatura de 233 a 310 C. Uma temperatura de molde de cerca de 277°C foi usada. Nenhum solvente ou adesivo foi usado durante os processos de fiação por fusão ou deposição, e nem a poliamida ou o produto resultante continha solvente ou adesivo.

Exemplo 5

[00187] Uma composição de poliamida de náilon 66, com uma RV na variação de 34 a 37 foi usada com 2% de náilon 6 misturado. No pacote descrito na Patente Norte-Americana 7.300.272 foi usado para fazer nanofibras com uma RV de cerca de 17,1. Esta é uma redução em RV da composição de poliamida para o tecido, de cerca de 16,9 a 19,9 RV unidades. A composição de poliamida continha 1% de umidade em peso, e foi executada em um extrusor pequeno, com três zonas variando em temperatura de 233 a 310°C. Uma temperatura de molde de cerca de 308°C foi usada. Nenhum solvente ou adesivo foi usado durante os processos de fundição por fiação ou deposição, e nem a poliamida ou o produto resultante contendo solvente ou adesivo.

Exemplo 6

[00188] Sete composições de poliamida com RV’s variadas foram providas, como mostrado abaixo na Tabela 3. O pacote descrito na Patente Norte-Americana 7.300.272 foi usado, para fazer nanofibras com valores de RV como mencionado abaixo. As amostras foram feitas em um pequeno extrusor, com um alto tempo de permanência. Inicialmente, as Amostras 10 e 11 foram feitas com mais do que chips suficientes, no funil de carga de alimentação do extrusor. A fim de reduzir o tempo de transição entre os itens, o extrusor e o molde (ou pacote) foram inanimados da composição de poliamida depois da Amostra 11. Este exemplo mostra que uma ampla variedade de copolímeros de náilon pode ser usada, para fazer nanofibras de náilon com diâmetro de fibras na variação de 0,53 a 0,68 mícrons. O diâmetro das fibras pode ser mudado trocando os parâmetros do processo, formulações dos polímeros, ou tipos de polímeros (copolímeros). Com base na maneira em que as amostras foram criadas, é difícil tirar conclusões sobre os índices de degradação desses tecidos, que não sejam as Amostras 10 e 11. As Amostras 10 e 11 indicam que a adição de náilon 6 diminuiu a degradação térmica do tecido final de nanofibra. Comparando essas amostras com a amostra 16, também mostra que a adição de náilon 6 diminui o diâmetro de fibra. A Amostra 13 mostra que a RV foi reduzida de 303.1 para 33.3. Esta é uma redução de 269,8 unidades ou uma redução de 89% em RV.

Exemplo 7

[00189] Uma série de exemplos foi executada para testar amostras de nanofibra para TDI e ODI, como uma função da temperatura do molde. A mesma composição de poliamida de náilon 66, com uma RV na variação de 34 a 37, que foi usada no exemplo 3, foi executada em cada uma dessas amostras. Essas amostras foram feitas em um extrusor ligeiramente maior, e um molde muito grande (pacote), com um tempo de residência muito menor do que aqueles na Tabela 3, com a mesma composição de poliamida que aquela usada para fazer a amostra 16. A temperatura do molde, o peso base, e a umidade de flocos foram variadas. A Tabela 4 abaixo mostra as condições e os resultados. Os resultados são mostrados também nos gráficos nas FIGS. 7 e 8. Como mostrado na Tabela 4 abaixo, variáveis mudando o processo não mudam drasticamente o ODI, ilustrando um processo forte para degradação oxidativa. Como mostrado na FIG. 8, quando o medidor de velocidade da bomba diminui, o ODI e o TDI em geral aumentam, com o TDI aumentando em uma percentagem mais alta do que o ODI. Quando comparadas à Amostra 16 na Tabela 3, essas amostras mostram que o ODI e o TDI foram diminuídos, quando este equipamento usado para executar o tecido de nanofibra não-tecido foi designado para um tempo de residência mais baixo.

Exempl 8

[00190] Poliamida de Náilon 66 que tem uma RV de 36, foi fundida fiada, e bombeada para moldes fundidos fiados (utilizando o pacote de fiação fundida descrito na Patente Norte-Americana 7.300.272 e ilustrado na Figura 5), para produzir redes de nanofibra não-tecido. O nível de umidade do náilon 66 era cerca de 0,22%. Um extrusor com três zonas foi usado, e o extrusor operou em temperaturas variando de 233°C a 310°C. A temperatura do molde foi 295°C. Ar aquecido foi usado como o gás. As nanofibras foram depositadas sobre 10 gsm termicamente ligado, tecido leve de algodão ou linho de náilon de ligação repuxada, comercialmente disponível de Cerex Advanced Fabrics, Inc. sob a marca registrada PBN-II®. Naturalmente, outros panos de tecido leve de algodão ou linho podem ser usados, por exemplo, um tecido de poliéster de ligação repuxada, um tecido de polipropileno de ligação repuxada, um tecido de náilon fundido por sopro ou outros tecidos, malha, perfurados, ou outros panos não- tecidos. Nenhum solvente ou adesivo foi usado durante os processos de fiação por fusão ou deposição, e nem a poliamida ou o produto resultante continha solvente ou adesivo. A velocidade da correia coletora foi estabelecida para fazer um tecido com uma nanocamada de fibra de náilon 6,6 de 82 gsm de peso base. Este tecido tinha uma eficiência de 97,9 %, uma queda de pressão de 166.9 Pascals, e uma penetração de 2,1%, quando medido usando o TSI 3160 anteriormente discutido. Este tecido tinha um diâmetro de poro de média de fluxo de 5,8 mícrons, com uma variação de 3,2 a 8 mícrons. A permeabilidade do ar deste tecido foi 8,17 cfm/pé quadrado. A espessura da nanocamada de fibra foi 625 mícrons.

Exemplo 9 (Comparativo)

[00191] A poliamida de Náilon 66 foi fundida fiada em amostras não-tecidos 29 e 30, utilizando um processo de fiação centrífuga, em que fibras de polímero são formadas girando a fusão, através de uma construção alternativa da fieira. A descrição do processo de fiação centrífuga é vista na Patente Norte-Americana No. 8.658.067; WO 2012/109251; Patente Norte-Americana No. 8.747.723 para Marshall et al., e a Patente Norte-Americana No. 8.277. Este processo produziu fibras de nanofibras de náilon com índices de TDI e ODI extraordinariamente altos. Esses resultados são muito maiores do que as amostras no Exemplo 7, feitas com o processo de fundir por sopro descrito aqui no presente.

[00192] Embora a divulgação tenha sido descrita em detalhes, modificações dentro do espírito e escopo da divulgação, serão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica. Tais modificações são também para ser consideradas como parte da presente divulgação. Em vista das discussões anteriores, o conhecimento relevante na técnica e as referências discutidas acima, em conexão com os Antecedentes, a divulgação das quais são todas incorporadas aqui no presente por referência, descrição adicional é considerada desnecessária. Em adição, deverá ser compreendido, a partir da discussão anterior, que aspectos da divulgação e porções de várias modalidades, podem ser combinadas ou intercambiadas no todo ou em parte. Além disso, aqueles de conhecimento comum na técnica evidenciarão que a descrição anterior é por meio de um exemplo somente, e não é destinada a limitar a divulgação. Finalmente, todas as patentes, publicações, e aplicações mencionadas aqui no presente, estão incorporadas por referência em suas totalidades.

Claims

1. Produto de nanofibra não-tecido, caracterizado pelo fato de que compreende nanofibras de poliamida, em que a poliamida das nanofibras é selecionada do grupo que consiste em N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, N12, ou combinações dos mesmos, em que “N” significa Náilon, em que a poliamida das nanofibras tem uma viscosidade relativa de 4 a 330, e em que as nanofibras têm um diâmetro médio de 100 a 950 nanômetros.

2. Produto de nanofibra não-tecido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ponto de fusão do produto é 225°C, ou mais.

3. Produto de nanofibra não-tecido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que não mais do que 20% de nanofibras têm um diâmetro maior do que 700 nanômetros.

4. Produto de nanofibra não-tecido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a poliamida das nanofibras compreende náilon 66 ou náilon 6/66.

5. Produto de nanofibra não-tecido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a poliamida das nanofibras é um náilon de temperatura alta.

6. Produto de nanofibra não-tecido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto tem um Valor de Permeabilidade do Ar de menos do que 600 CFM/ft2.

7. Produto de nanofibra não-tecido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto tem um peso base de 150 GSM ou menos.

8. Produto de nanofibra não-tecido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto tem um TDI de pelo menos 20 ppm e um ODI de pelo menos 1 ppm.

9. Produto de nanofibra não-tecido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto está livre de solvente.

10. Produto de nanofibra não-tecido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto compreende menos do que 5000 ppm de solvente.

11. Produto de nanofibra não-tecido, caracterizado pelo fato de que compreende uma poliamida que é fiada em nanofibras, com um diâmetro médio de 100 a 950 nanômetros, e formada no dito produto não-tecido, em que a poliamida das nanofibras é selecionada do grupo que consiste em N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, N12, ou combinações dos mesmos, em que “N” significa Náilon, em que a poliamida tem uma viscosidade relativa de 4 a 330.

12. Método de preparação de um produto de nanofibra não- tecido, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) prover uma composição de poliamida, em que a poliamida tem uma viscosidade relativa de 4 a 330, em que a poliamida das nanofibras é selecionada do grupo que consiste em N6, N66, N6T/66, N612, N6/66, N6I/66, N66/6I/6T, N11, N12, ou combinações dos mesmos, em que “N” significa Náilon; (b) fiar a composição de poliamida em uma pluralidade de nanofibras, que têm um diâmetro médio de fibra de 100 a 1000 nanômetros e uma viscosidade relativa de 4 a 330; e (c) formar as nanofibras no produto de nanofibra não- tecido, em que a camada de nanofibras de poliamida tem um diâmetro médio de nanofibra de 100 a 950 nanômetros.

13. Método de preparação de um produto de nanofibra não- tecido de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o teor de umidade da composição de poliamida é de 10 ppm a 5% em peso.

14. Método de preparação de um produto de nanofibra não- tecido de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a viscosidade relativa da poliamida no produto de nanofibra não- tecido é a mesma ou aumentada, quando comparada com a composição de poliamida antes da fiação e formação do produto.

15. Método de preparação de um produto de nanofibra não- tecido de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a composição do polímero de poliamida é fiada fundida, por meio de uma fusão por sopro, através de um molde em um fluxo gasoso de alta velocidade.

16. Método de preparação de um produto de nanofibra não- tecido de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a composição de poliamida é fiada fundida pela fiação de gás propulsor da fase 2, incluindo extrusão da composição de poliamida na forma de líquido, com gás pressurizado através de um canal de formação de fibra.

17. Método de preparação de um produto de nanofibra não- tecido de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o produto de nanofibra não-tecido é formado pela coleta das nanofibras em uma correia em movimento.

18. Método de preparação de um produto de nanofibra não- tecido de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a camada de nanofibra de poliamida tem um peso base de 150 GSM ou menos.

19. Método de preparação de um produto de nanofibra não- tecido de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a viscosidade relativa da poliamida no produto de nanofibra não- tecido é reduzida, quando comparada à composição de poliamida antes da fiação e formação do produto.

20. Produto de nanofibra não-tecido de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a poliamida é um náilon 66, que é fiada por fusão em nanofibras e formada no dito produto não-tecido.

21. Produto de nanofibra não-tecido de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a poliamida é náilon 66, que é fiada por fusão em nanofibras e formada no dito produto não- tecido.