BRPI0806548A2

BRPI0806548A2 - Feltro para filtro de película dividida de microfibra e método para fabricação do mesmo

Info

Publication number: BRPI0806548A2
Application number: BRPI0806548-9A2A
Authority: BR
Inventors: Adorno Marcello Cattaneo; Almeida Neto Jose Antonio De
Original assignee: Teadit Ind E Com Ltda
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2014-04-22
Also published as: EP2122030A1; JP2010515837A; CN101617076A; KR20090102835A; WO2008084233A1; TW200912071A; US20080166938A1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FELTRO PA- RA FILTRO DE PELÍCULA DIVIDIDA DE MICROFIBRA E MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MESMO".

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido reivindica o benefício e prioridade ao pedido U.S. não-provisório número de série 11/969.904, depositado em 6 de janeiro de 2008 e reivindica o benefício do pedido U.S. provisório número 60/884.078, depositado em 9 de janeiro de 2007, ambos os quais são incorporados no presente documento a título de referência em sua totalidade.

DECLARAÇÃO REFERENTE À PESQUISA OU DESENVOLVI- MENTO SUBSIDIADO PELO GOVERNO FEDERAL Não-aplicável.

REFERÊNCIA AO APÊNDICE Não-aplicável.

ANTECDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a feltros; e, mais especificamente, refere-se a um feltro usado como meio de filtro para gases de alta tempera- tura.

Descrição da Técnica Relacionada.

A tecnologia para a produção de feltros de fibra sintética é bem conhecida na técnica. Os feltros (isto é, estruturas não-ligadas de não-tecido que derivam da coesão e resistência do entrelaçamento de interfibra e forças de atrito associadas) representam uma forma antiga de produto têxtil tecido. Os materiais de feltro têm sido comumente usados em aplicações industri- ais. Eles têm boa estabilidade dimensional e podem ser feitos com uma am- pla variedade de fibras naturais ou sintéticas para suportar os requerimentos mecânicos, químicos e térmicos demandados pela aplicação.

Durante as duas últimas décadas, inúmeras tecnologias foram desenvolvidas para produzir fibras e fios a partir de politetrafluoroetileno (PTFE), muitas vezes referido pela marca registrada TEFLON® junto a Du- pont. O PTFE tem uma ampla faixa de propriedades úteis devido ao fato de o mesmo ser um perfluoropolímero, com todo hidrogênio sendo substituído por flúor, levando a um material altamente inerte.

Existem inúmeras patentes que descrevem o uso de fibras e fios de PTFE para itens resistentes a alta temperatura, produtos químicos e tem- po, tais como, meio de filtro, panos de suporte, coberturas de radar, etc.

Como um material industrial, tal como, material de filtragem, por exemplo, o PTFE apresentou excelente utilidade em ambientes químicos severos, que normalmente degradam muitos metais e materiais poliméricos convencionais. Um desenvolvimento significativo na área de filtragem de partícula foi obtido quando os meios de filtragem de membrana PTFE (ePT- FE) expandida foram incorporados como laminados de superfície em ele- mentos de filtro convencionais. Os feltros construídos com fibras de PTFE mantêm resistência química e térmica superior e propriedades mecânicas desejáveis, especialmente, baixo coeficiente de fricção. A seleção do tipo de material usado é baseada tipicamente na corrente de fluido com a qual o elemento de filtro entra em contato, as condições de operação dos sistemas e o tipo de particulado que é filtrado.

Para muitas aplicações de filtragem o meio de filtragem preferido compreende um compósito de feltro (por exemplo, PTFE, PTFE expandido, polipropileno, fibra de vidro, etc) laminado em uma membrana microporosa (por exemplo, película de PTFE expandida). O material adequado deste tipo é comercialmente disponível junto a W.L. Gore and Associates, sob a marca registrada GORE-TEX®, mangas de filtro de membrana tubular.

As patentes U.S. números 2.893.105 e 2.910.763 atribuídas a Lauterbach são relacionadas à formação de fibras em produtos semelhantes a feltro não-tecido. Estes produtos de feltro são produzidos a partir de PTFE e outras fibras têxteis sintéticas ou naturais através de um método de perfu- ração por agulha.

A patente de Lauterbach descreve a formação de material fila- mentar sintético em produtos semelhantes a feltro não-tecido. Isto é realiza- do formando-se material filamentar, pelo menos a parte preponderante do material que é retrátil e de composição sintética, em um bloco de material fibroso solto como uma pluralidade de camadas paralelas horizontais subs- tancialmente sobrepostas, o material filamentar se situa essencialmente co- planar em cada camada, orientando de maneira forçada algum material fila- mentar a partir de cada camada em paralelismo substancial em relação uma 5 à outra e pelo menos em uma camada adjacente em intervalos ocasionais distribuídos ao longo do bloco de material fibroso e, então, compactando o bloco de material fibroso através da exposição ao tratamento eficaz para retrair o componente retrátil sem fundir as fibras.

A patente U.S. número 2.933.154 é relacionada a um processo para filtrar partículas suspensas a partir de meio gasoso. O material de feltro é obtido por um processo de perfuração por agulha que usa fibra têxtil. Mo- nofilamentos e uma combinação de monofilamentos e fibra têxtil também podem ser usados.

As patentes U.S. números 4.361.619 e 4.840.838 descrevem um 15 filtro de PTFE e misturas de fibras de vidro têxteis adequadas para a prepa- ração de feltros para filtragem de gás. Este feltro compósito é compreendido por um bloco de material fibroso não-tecido costurado ao produzir uma man- ta cardada, que foi imbricada para formar um bloco de material fibroso, e, então, costurado para formar um feltro. Este bloco de material fibroso imbri- 20 cado também pode ser costurado em um tecido grosseiro de suporte de PT- FE para formar um feltro ou tecido grosseiro feltrado. As patentes U.S. nú- meros 6.468.930 e 6.151.763 também descreve feltros feitos de fibras têxteis de fibra de vidro e PTFE.

Na patente U.S. número 4.983.434, Sassa descreve que uma 25 membrana de PTFE poroso expandido é empregada em conjunção laminar com um feltro de PTFE, cujo feltro é reforçado com um tecido grosseiro. O laminado resultante é útil em montagens de bolsa de filtro (um filtro usado na filtragem de sólidos das correntes de fluido). A membrana porosa usada é preparada por inúmeros processos conhecidos diferentes, porém, é prefe- 30 rencialmente preparada expandindo-se o PTFE, conforme descritos nas pa- tentes U.S. números 4.187.390, 4.110.392 e 3.953.566, para obter o PTFE poroso expandido. O feltro é preparado por perfuração por agulha de fibras têxteis de PTFE, conforme geralmente descrito na patente U.S. número 2.893.105 de Lauterbach, e o feltro usado no presente documento será al- gumas vezes referido como feltro perfurado por agulha. O elemento de teci- do grosseiro pode ser feito de qualquer PTFE, mas, de preferência, um PT- 5 FE poroso expandido. O procedimento de perfuração por agulha resulta na conversão simultânea das mantas soltas em feltro de perfuração por agulha, e o contato próximo do tecido grosseiro e das fibras têxteis é suficiente para formar um material coeso unitário. Um polímero adesivo, tal como, um copo- límero de etileno propileno fluorado (FEP), é revestido sobre o feltro e a ca- 10 mada de material de membrana ePTFE é laminada no lado que contém FEP.

Na patente U.S. número 5.620.669, Sassa et al descrevem um material de filtro catalítico para uso na remoção de contaminantes, tal como, NOx de uma corrente de fluido. Este filtro emprega fibras compósitas de PT- 15 FE expandido carregadas com partículas catalíticas. A fita compósita é pro- cessada através de uma roda de pinos giratória para formar um fio de esto- pa. Uma vez que o fio passa através da roda de pinos forma-se uma "teia de aranha" de fibras finas que são conectadas umas às outras em pontos alea- tórios ao longo da estopa. Uma vez que a estopa é formada, o fio de estopa, 20 então, é cortado em fibras têxteis curtas. As fibras compósitas são cortadas em fibras têxteis que são perfuradas por agulha em um material de suporte de tecido grosseiro para formar um feltro. O material de feltro é, então, lami- nado em pelo menos um lado com uma membrana microporosa protetora.

A patente U.S. número 6.1133.165 descreve um método para 25 produzir fios divididos que têm uma estrutura de rede ao dividir uma película de PTFE estirada de forma uniaxial na direção estirada com rolos de lâmina de agulha, um método para produzir filamentos de PTFE que têm ramifica- ções ao cortar a estrutura de rede dos fios divididos na direção longitudinal e, adicionalmente, um método para produzir materiais de PTFE semelhantes 30 a algodão ao cortar os fios divididos de PTFE ou filamentos PTFE no com- primento determinado e, então, abrir. A principal característica deste proces- so é dividir uma vez um artigo estirado de forma uniaxial de uma película de PTFE sem romper diretamente as fibras têxteis. A fim de obter tal estrutura de rede, a relação de velocidade de alimentação da película de PTFE estira- da de forma uniaxial e a velocidade de rotação dos rolos de lâmina de agu- lha, e disposição e o número de agulhas dos rolos de lâminas de agulhas 5 devem ser adequadamente selecionados.

A patente U.S. número 6.156.681 de Daikin refere-se a um pro- cesso para produzir um feltro em múltiplas camadas ao colocar uma manta de fibras têxteis de PTFE em pelo menos uma superfície de um feltro e, en- tão, unir as fibras têxteis de PTFE e as fibras que formam o feltro ao inter- 10 misturar-se através de agulhagem por jato de água e ou perfuração por agu- lha. É preferível que as fibras têxteis PTFE sejam obtidas ao romper e abrir uma película de PTFE estirada de forma uniaxial com um rolo de lâmina de agulha que gira em alta velocidade e imediatamente após a abertura, as fi- bras têxteis PTFE são acumuladas no feltro a ser unido para formar uma 15 manta.

Existem vantagens em usar um feltro não-tecido formado por microfibras para aplicações de filtragem; entretanto, no processo de carda- ção, onde as fibras têxteis são abertas, limpas e orientadas em uma manta que é imbricada e formada em um bloco de material fibroso, é extremamente 20 difícil converter as fibras e microfibras finas em uma manta, devido à quanti- dade de "neps" (pequeno nó de fibra enrolada) e ruptura de fibra. O propósi- to da presente invenção depende da obtenção de um feltro que compreende uma manta de material de fluoropolímero de película extraída de forma unia- xial, dividida para formar uma estrutura de rede com fibras e microfibras fi- 25 nas conectadas. O bloco de material fibroso (material imbricado) não é feito de fibras (têxteis) separadas, porém, a partir de uma película estirada que é processada ao se dividir na direção estirada com um rolo de lâmina de agu- lha, de modo que quando espalhada na direção transversal, a película torna- se semelhante à rede. Outro objetivo da presente invenção é produzir um 30 feltro com um tamanho de poro pequeno, alta área de superfície e boa distri- buição. Outro objetivo da presente invenção é aperfeiçoar a resistência ao rompimento. Ainda outro objetivo da presente invenção é proporcionar um feltro para filtro para coleta de pó, que tem alta eficiência de filtro e baixo custo de produção.

As invenções descritas e ensinadas no presente documento são direcionadas a um feltro não-tecido aperfeiçoado formado de película de flu- 5 oropolímero, que é separada e fibrilada para formar uma estrutura de rede, e, então, entrelaçada.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Os requerentes criaram um material não-tecido que compreende uma manta de material de película de fluoropolímero a partir de película fibri- Iada estirada de forma uniaxial em uma direção longitudinal para formar uma estrutura de rede onde o material é formado em um bloco de material fibroso sem corte, e, então, entrelaçado.

A presente invenção é um material semelhante a feltro que com- preende uma manta de material de fluoropolímero de película extraída de forma uniaxial, dividida para formar uma estrutura de rede, que é entrelaça- da por perfuração por agulha ou por hidroentrelaçamento. Este novo produto usa uma película dividida onde a as fibras e microfibras finas são conecta- das umas às outras em vez de fibras têxteis curtas descontínuas. O feltro pode ser reforçado com um tecido, malha ou tecido grosseiro multiaxial ou com filamentos na direção transversal ou na direção longitudinal ou uma combinação destes. Também, uma membrana pode ser laminada no feltro por um adesivo ou outro método. A razão do volume de ar ou espaço vazio contido no tecido para o volume de tecido total é definida como porosidade. Os poros são formados pelo espaço pequeno que ocorre entre as fibras indi- viduais. A quantidade, tamanho e distribuição de porosidade influencia a efi- ciência de filtragem. À medida que a porosidade do filtro aumenta, a queda de pressão diminui. Porém, quando os poros são maiores, as partículas de tamanho maior passam através, reduzindo a eficiência do filtro. Um feltro não-tecido que contém microfibras é requerido se o objetivo principal for se- parar partículas mais finas; o feltro deve ter poros de tamanho pequeno e boa distribuição.

É bem conhecido que as partículas que são menores que o ta- manho de poro apresentam cinco mecanismos que podem ocorrer. (1) Inter- cepção - Quando uma partícula tenta passar na superfície de fibra em um espaço com uma distância que é menor que o raio da partícula, a mesma colide meramente com a fibra e pode ser parada ou interrompida. (2) Depo- 5 sição Inerte - A velocidade de um fluxo aumenta quando passa através dos espaços de um filtro devido à equação de continuidade. Quando uma partí- cula pesada é transportada pelo fluxo, a mesma é expulsa das linhas de cor- rente de fluxo devido a sua inércia (massa X velocidade). Isto pode fazer com que a partícula seja capturada por outras fibras. (3) Difusão aleatória 10 (movimento browniano) - Devido ao movimento tipo browniano, que pode ser descrito como vibração e movimento aleatório de partículas em um fluxo, as partículas seguem uma rota em ziguezague que aumenta a chance de serem capturadas pelo material de fibra em vez de tentar passar direto atra- vés das aberturas do filtro. (4) Forças gravitacionais - Sob a influência da 15 gravidade, uma partícula que está submergindo pode colidir com a fibra e ser capturada. (5) Deposição eletrostática - partículas submícron são difíceis de capturar mesmo com uma combinação de métodos mecânicos. É bem conhecido que as forças eletrostáticas fortes de fibras atraem as partículas. Portanto, podem-se fornecer cargas elétricas permanentes às fibras para 20 atrair partículas de tamanho pequeno ou médio. As fibras carregadas au- mentam a eficiência de filtragem.

Um aperfeiçoamento da presente invenção é a presença de mi- crofibras (fibras menores que 1 denier), que são requeridas para se obter a filtragem mais fina. Durante a divisão da película com um rolo de lâmina de 25 agulha, muitas das microfibras são formadas e permanecem fixadas à estru- tura de rede. Estas microfibras aumentam a área de superfície de fibra e carga eletrostática disponível total e reduzem a porosidade do feltro, o que resulta na eficiência de coleta de poeira aperfeiçoada. No processo de car- dação convencional, é extremamente difícil converter as fibras e microfibras 30 finas em uma manta, porque a ausência de abertura das fibras deteriora a qualidade de manta com um aumento de título de "neps" e ruptura de fibra. A máquina de cardação é projetada para processar as fibras de maneira mecânica através de uma série de cilindros cobertos com arames, e o objeti- vo é abrir e cardar as fibras e formar uma manta. O processo de cardação remove poeira (especialmente quando processa fibras naturais), fibras cur- tas e "neps", porém, apenas parte dos "neps" é realmente eliminada e a mai- 5 oria é proporcionada. Infelizmente as propriedades de microfibras que as tornam atrativas para a aplicação de filtragem também são mesmas que le- vam a dificuldades no processamento. O diâmetro delgado causa um au- mento na flexibilidade de fibra e existem mais chances de formação de "neps" e ruptura de fibra no processo de cardação. As microfibras na presen- 10 te invenção são parte da película dividida que é imbricada ou alinhada na direção de máquina e o entrelaçamento pode ser proporcionado através da perfuração por agulha ou através do hidroentrelaçamento. O bloco de mate- rial fibroso desta invenção não é formado por uma carda ou outro sistema convencional, mas, por uma película dividida com fibras e microfibras finas 15 conectadas. A película dividida pode ser estirada ao longo da direção trans- versal antes de formar o bloco de material fibroso; então, diversas camadas de película dividida são formadas em um bloco de material fibroso, imbrican- do-se uma única película dividida, ou combinando-se diversas películas em paralela ou através de uma combinação do que foi dito acima.

Outros aperfeiçoamento da presente invenção consiste em um

aumento significativo na resistência ao rompimento, que pode ser obtido pe- los filamentos paralelos que não foram rompidos durante o processo de per- furação por agulha. Estes filamentos contínuos podem atuar como reforço e, consequentemente, podem aperfeiçoar a resistência e estabilidade do mate- 25 rial quando comparado com o feltro anterior. A aplicação de uma força de pressão perpendicular ao plano do feltro pode gerar forças de tensão biaxi- ais perpendiculares ao plano do feltro. O módulo de elasticidade e a tensões que se desenvolvem como um resultado da pressão podem influenciar a ex- tensão e o formato total do feltro sob pressão. Quando o ar passa através do 30 feltro, a pressão pode estirá-lo. Se o feltro não for forte o bastante, áreas abertas podem ocorrer e o fator de cobertura pode ser reduzido, o que pode aumentar sua porosidade e permeabilidade. Além disso, as fibras PTFE são viscoelásticas e podem deslizar sob a carga. A permeabilidade ao ar do fel- tro pode aumentar com o tempo devido à aplicação contínua de força. Por- tanto, é importante que o módulo de feltro seja alto o bastante, de modo que o feltro não saia do formato, deforme, abra ou abra até o ponto em que deixe passar uma quantidade excessiva de gás e deixe de ser um filtro eficaz.

Outra vantagem da presente invenção é que a mesma pode ser produzida usando um tecido mais leve reduzindo, deste modo, o peso total do feltro e aumente a eficiência de filtragem. Outros aperfeiçoamentos da presente invenção consistem em uma redução no custo e no processo de produção simplificado quando comparado com outros processos convencio- nais.

BREVE DESCRIÇÃO DAS DIVERSAS VISTAS DOS DESENHOS

A figura 1 é uma representação esquemática de uma película dividida antes e após a divisão.

A figura 2 é uma representação esquemática de uma película dividida estirada na direção transversal com fibras e microfibras finas conec- tadas.

A figura 3 é uma vista diagramática do sistema de fibrilação, que divide a película.

A figura 4 é uma vista diagramática das barras curvadas, que estiram a película dividida na direção transversal.

A figura 5 é uma vista diagramática do imbricador, que distribui a película dividida em uma correia transportadora na direção transversal da presente invenção

A figura 6 é uma vista diagramática do mecanismo, que distribui a película dividida diretamente na direção longitudinal na presente invenção.

A figura 7 é uma vista diagramática do mecanismo, que distribui a combinação de diversas películas divididas diretamente na direção longi- tudinal na correia transportadora da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

As figuras descritas acima e a descrição das estruturas e fun- ções específicas não são apresentadas para limitar o escopo do que foi in- ventado pelos Requerentes ou o escopo das reivindicações em anexo. De preferência, as figuras e a descrição são proporcionadas para ensinar qual- quer pessoa versada na técnica a produzir e usar as invenções para as quais a proteção de patente é almejada. Aqueles versados na técnica irão 5 avaliar que nem todas as características de uma modalidade comercial das invenções são descritas ou mostradas por uma questão de clareza e enten- dimento. As pessoas versadas na técnica também irão avaliar que o desen- volvimento de uma modalidade comercial real que incorpora os aspectos da presente invenções irão requerer inúmeras decisões de implementação es- 10 pecífica para atingir o objetivo final do inventor para a modalidade comercial. Tais decisões de implementação específica podem incluir, e provavelmente não se limitam a, a concordância relacionada ao sistema, relacionada ao negócio, relacionada ao governo e outras restrições, que podem variar atra- vés da implementação específica, situação e de tempo em tempo. Embora 15 as tentativas do inventor possam ser complexas e demoradas em um senti- do absoluto, tais tentativas podem ser, no entanto, uma tarefa de rotina para aqueles versados na técnica que têm o beneficio desta descrição. Deve-se entender que as invenções descritas e ensinadas no presente documento são suscetíveis a numerosas e diversas modificações e formas alternativas. 20 Finalmente, o uso de um termo no singular, tal como, porém não limitado a, "um", não tem intenção de limitar o número de itens. Também, o uso de ter- mos relacionais, tais como, porém, não limitados a, "topo", "fundo", "esquer- da", "direita", "superior", "inferior", "para baixo", "para cima", "lateral", e simi- lares são usados na descrição por uma questão de clareza na referência 25 específica às figuras e não têm intenção de limitar o escopo da invenção ou das reivindicações em anexo.

A invenção é um material semelhante a feltro não-tecido, que compreende uma manta de material de fluoropolímero a partir da película extraída de forma uniaxial, dividida para formar uma estrutura de rede, que é 30 entrelaçada através de perfuração por agulha ou através de hidroentrelaça- mento. Uma fita de PTFE expandida é formada da seguinte maneira: uma resina de PTFE de pó fino é misturada com um lubrificante líquido, em uma proporção que varia de 17% a 29% de lubrificante e 83% a 71% de PTFE, respectivamente, até um composto ser formado. Nesta mistura, outros in- gredientes também podem ser adicionados, tais como, cargas, pigmentos ou outros componentes orgânicos ou inorgânicos. Em uma etapa subsequente, 5 o composto é pressionado em uma máquina de pré-forma que forma um lin- gote. Este lingote é, então, levado para uma máquina de extrusão, onde o material é forçado em uma matriz que forma um extrudado coeso. Este pro- cesso pode ser responsável por dispor as partículas de PTFE em fibrilas. Uma proporção de redução de cerca de 10:1 para 1000:1 pode ser usada, e 10 para a maioria das aplicações uma proporção de redução de 25:1 para 200:1 é preferida. O extrudado é, então, pressionado através de rolos de calandra, a fim de formar uma fita com uma espessura que varia entre 55 e 1500 μπι. A fita que resulta do calandramento é, então, passada por um forno de se- cagem para remover o lubrificante líquido. A fita é estirada em pelo menos 15 uma direção cerca de 1,1 a 200 vezes seu comprimento original, sendo que cerca de 2 a 160 vezes é preferido. O estiramento é realizado ao passar a fita seca através de cilindros tensores entre as duas unidades de cilindros de tração a uma temperatura entre 100 a 450°C. O estiramento pode ocorrer em uma, duas ou mais etapas sob aquecimento, por meio do elemento de 20 aquecimento que pode ser um forno, um ar quente, vapor ou placa aquecida de líquido em alto ponto de ebulição ou um cilindro aquecido. A espessura da película estirada de forma uniaxial é de 1 a 100 μηι, de preferência, de 5 a 40 μηι. Após o estiramento, a película delgada pode ser enrolada em uma máquina.

A película de PTFE 1 é mecanicamente dividida ao longo de seu

comprimento por um ou mais rolos de lâmina de agulha, de modo que uma rede de fibras 3 seja formada, sendo que tais fibras são conectadas umas às outras em pontos aleatórios, conforme pode ser visto nas figuras 1 e 2. Con- forme mostrado na figura 2, a película dividida 2 tem fibras 5 com muitas 30 microfibras suspensas 4. O sistema de fibrilação consiste em um ou mais rolos de lâmina de agulha posicionados entre dois pares de cilindros que apertam a película. Uma configuração típica para um sistema de fibrilação de rolo é mostrada na figura 3. A velocidade dos cilindros de aperto 7 fica entre 1 e 200 m/min, e a velocidade de rolo de lâmina de agulha 6 fica entre 2 e 10000 m/min.

A seguir, embora na técnica anterior a película de PTFE fibrilada 5 seja cortada em um determinado comprimento, a fim de formar fibras têxteis curtas que são subsequentemente cardadas e formadas em um bloco de material fibroso por imbricação ou outros métodos, na presente invenção, a película dividida é usada para formar um bloco de material fibroso sem cortar o mesmo em fibras descontínuas.

A película é estirada na direção transversal em uma razão de 1,1

até 10 vezes sua largura original, de modo que sua aparência seja similar a uma rede de pesca ou a uma teia de aranha (figura 4); esta etapa pode ser realizar ao usar barras curvas 8 que são gradualmente abertas na manta na direção transversal, reduzindo o peso por área e aumentando, consequen- 15 temente, o número de camadas necessário para obter o peso de bloco de material fibroso final; a formação de uma película em múltiplas camadas também aperfeiçoa a uniformidade do material não-tecido. Em vez de barras curvas, os cilindros com rosca ou qualquer outro método adequado que abra gradualmente a manta também podem ser usados. Diversas camadas da 20 película semelhante à rede são, então, combinadas para formar um bloco de material fibroso. Isto pode ser obtido imbricando-se uma ou mais películas sobre de uma correia transportadora, de modo que elas se situem em uma direção transversal, conforme mostrado na figura 5, ou em uma película divi- dida (figura 6) ou, também, ao combinar diversas películas 9 diretamente na 25 direção longitudinal na correia transportadora 10, tal como mostrado na figu- ra 7. O número de camadas a ser combinadas de modo a obter a espessura e o peso desejados no material não-tecido final.

O bloco de material fibroso é, então, perfurado por agulha em um material de suporte de tecido grosseiro para formar um material não- tecido. O tecido grosseiro pode ser substituído por filamentos uniaxial na direção transversal ou longitudinal, ou por malha, tecido grosseiro multiaxial, ou alguma combinação destes. O material de reforço é, de preferência, PT- FE, porém, outros podem ser usados, como FEP1 polioximetileno (PFA), eti- Ieno tetrafluoroetileno (ETFE), copolímero, poliéster (PES), álcool polivinílico (PVA), fibra de vidro, fibra de carbono ou outro tipo de fibras. Um segundo bloco de material fibroso pode ser formado sobre o outro lado do tecido grosseiro e novamente perfurado por agulha. O feltro deve ser perfurado por agulha ou intermisturado por jatos de água (hidroentrelaçamento), diversas vezes para entrelaçar a película dividida suficientemente no tecido grosseiro. Este produto pode ser, então, aquecido enquanto é restrito na direção de máquina transversal por diversos minutos para aperfeiçoar a estabilidade térmica. Na modalidade preferida, o não-tecido final tem, de preferência, um peso de aproximadamente 50 a 3000 g/m2. Também, uma membrana de PTFE expandida pode ser laminada em conjunto com o feltro por um adesi- vo. Na modalidade preferida, o feltro da presente invenção apresenta peso de 626 g/m2, espessura de 1,1 mm, resistência ao rompimento 35,85 kg/cm2 (510 lb/polegada2) e 26 cfm/pé2 permeabilidade ao ar.

EXEMPLO 1

Uma modalidade do feltro da presente invenção foi produzida da seguinte maneira: uma resina de PTFE de pó fino foi misturada com um lu- brificante líquido, auxiliar de extrusão, em uma proporção que varia em 22% 20 de lubrificante e 78% de PTFE1 respectivamente. Em uma próxima etapa o material foi comprimido, formando um lingote e extrudado em uma extrusora tipo ram que obtém uma pré-forma extrudada.

Subsequentemente, a pré-forma extrudada foi passada através de rolos de calandra, a fim de formar uma fita com uma espessura de 100 25 μίτι, e, então, o lubrificante líquido foi volatilizado e removido ao passar a fita por um forno a uma temperatura de 220°C. A fita seca foi estirada de forma uniaxial na direção longitudinal 6 vezes o seu comprimento original ao pas- sar a fita seca através de cilindros tensores que operam com uma razão esti- rada de 6:1 e temperatura de 350°C. Uma película delgada de 33 μιτι de es- 30 pessura e 2,0 g/cm3 de densidade foi formada. Na próxima etapa a película foi dividida por um rolo de lâmina de agulha que produz uma rede. A rede foi adicionalmente estirada na direção transversal que aumenta a largura origi- nal ao passar sobre as barras curvas e, então, foi colocada sobre uma cor- reia transportadora por um embricador, que forma um bloco de material fi- broso de estrutura semelhante à rede sobre um tecido grosseiro tecido de PTFE. Este material foi processado por perfuração por agulha para fornecer 5 um feltro com peso de 390 g/m2, que foi enrolado em um rolo. O feltro foi, então, virado ao contrário e novamente passado pela máquina de agulha- gem. Outro bloco de material fibroso de estrutura semelhante à rede foi co- locado do lado posterior do feltro e novamente intermisturado por perfuração por agulha. O feltro perfurado por agulha finai mostrou uma permeabilidade 10 ao ar de 45 cfm/pé2 e peso de 620 g/m2.

Um tensoativo à base de fluorocarbono foi revestido sobre o fel- tro e foi curado por calor em um forno. Então, o material foi densificado ao passar através de um par de rolos de calandra lisa aquecido a 220°C. O vão entre os rolos foi ajustado para proporcionar uma espessura final de 1 mm. 15 O laminado acabado tinha um peso de 626 g/m2, espessura de 1,1 mm, permeabilidade ao ar de 26 cfm/pé2 e 35,85 kg/cm2 (580 lb/polegada2) de resistência ao rompimento.

EXEMPLO 2

Uma modalidade do feltro da presente invenção foi produzido de uma maneira similar ao Exemplo 1, porém, com fita diferente. A fita usada no Exemplo 2 tinha uma densidade de 1,1 g/cm3. O mesmo extrudado que o Exemplo 1 passou através dos rolos de calandra a fim de formar uma fita com uma espessura de 1000 μηι, e, então, o lubrificante líquido foi volatiliza- do e removido ao passar a fita em um forno a uma temperatura de 220°C. A fita seca foi estirada de forma uniaxial na direção longitudinal 150 vezes seu comprimento original, formando uma película delgada com espessura de 32 μηι e densidade de 1,1 g/cm3. Na próxima etapa a película foi dividida por um rolo de lâmina de agulha que forma uma rede. A rede foi adicionalmente estirada na direção transversal 10 vezes a largura original ao passar sobre as barras curvas e, então, colocada sobre uma correia transportadora por um embricador, que forma um bloco de material fibroso de estrutura seme- lhante à rede sobre um tecido grosseiro tecido de PTFE. Este material foi processado por perfuração por agulha, fornecendo um feltro com peso de 385 g/m2, que foi enrolado em um rolo. O feltro foi virado ao contrário e no- vamente passado pela máquina de agulhagem. Outro bloco de material fi- broso de estrutura semelhante à rede foi colocado sobre o lado posterior do 5 feltro e novamente intermisturado por perfuração por agulha. O feltro perfu- rado por agulha final apresentou uma permeabilidade ao ar de 40 cfm/pé2 e peso de 635 g/m2.

Um tensoativo à base de fluorocarbono foi revestido sobre o fel- tro e foi curado por calor em um forno. Então, o material foi densificado ao 10 passar através de um par de rolos de calandra lisa aquecido a 220°C. O vão entre os rolos foi ajustado para proporcionar uma espessura final de 1,0 mm. O laminado acabado tinha um peso de 639 g/m2, permeabilidade ao ar de 21 cfm/pé2 e resistência ao rompimento de 40,77 kg/cm2 (580 lb/polegada2).

Outras modalidades e adicionais que usam um ou mais aspectos 15 das invenções descritas acima podem ser desenvolvidas sem sair do espírito da invenção do Requerente. Ademais, diversos métodos e modalidades da invenção podem ser incluídos em combinação uns com os outros para pro- duzir variações dos métodos e modalidades descritos. A discussão de ele- mentos no singular pode incluir elementos no plural e vice-versa.

A ordem das etapas pode ocorrer em uma variedade de seqüên-

cias, exceto onde especificamente limitado. As diversas etapas descritas no presente documento podem ser combinadas com outras etapas, entrelinha- das com as etapas estabelecidas, e/ou divididas em múltiplas etapas. De maneira similar, os elementos foram funcionalmente descritos e podem ser 25 incorporados como componentes separados ou podem ser combinados em componentes que têm múltiplas funções.

As invenções foram descritas no contexto das modalidades pre- feridas e outras e nem toda a modalidade da invenção foi descrita. As modi- ficações e alterações óbvias das modalidades descritas são disponíveis para 30 aqueles versados na técnica. As modalidades descritas e não descritas não têm intenção de limitar ou restringir o escopo ou aplicabilidade da invenção concebida pelos Requerentes, porém, de preferência, em conformidade com as leis de patente, os Requerentes têm intenção de proteger completamente todas as tais modificações e aperfeiçoamentos que se encontram dentro do escopo ou faixa equivalente das reivindicações a seguir.

Claims

1. Material não-tecido, compreendendo: uma manta de material de película de fluoropolímero a partir de película fibrilada estirada de forma uniaxial dividida em uma direção longitu- dinal para formar uma estrutura de rede; em que o material é formado em um bloco de material fibroso sem corte, e em que o material é entrelaçado.

2. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 1, onde a película fibrilada é mecanicamente dividida.

3. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 1, com- preendendo adicionalmente um tecido grosseiro tecido.

4. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 3, em que o tecido grosseiro é fixado a um feltro por uma intermistura de perfuração por agulha do feltro com o tecido grosseiro.

5. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 4, em que um segundo bloco de material fibroso é fixado no outro lado do tecido gros- seiro e novamente perfurado por agulha.

6. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 3, com- preendendo adicionalmente filamentos em uma direção transversal relativa ao material não-tecido.

7. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 3, com- preendendo adicionalmente filamentos em uma direção longitudinal relativa ao material não-tecido.

8. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 3, com- preendendo adicionalmente um material de malha.

9. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 3 compre- endendo adicionalmente um material tecido multiaxial.

10. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 3, com- preendendo adicionalmente filamentos na direção transversal relativa ao ma- terial não-tecido e filamentos em uma direção longitudinal ao material não- tecido.

11. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 1, em que a película fibrilada é colocada em uma direção transversal relativa ao material não-tecido.

12. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 1, em que a película fibrilada é colocada em uma direção longitudinal relativa ao material não-tecido.

13. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 1, em que a película fibrilada compreende politetrafluoroetileno, etileno propileno fluorado, polióxi metileno, etileno tetrafluoroetileno ou outro fluoropolímero.

14. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 3, em que o reforço compreende politetrafluoroetileno, etileno propileno fluorado, polióxi metileno, poliéster, álcool polivinílico, fibra de vidro ou fibra de carbo- no.

15. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 1, em que as camadas de película dividida são unidas por uma intermistura de per- furação por agulha.

16. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 1, em que as camadas de película dividida são unidas por hidroentrelaçamento.

17. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 1, em que uma membrana de politetrafluoroetileno é fixada ao feltro por um adesi- vo.

18. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 17, em que o adesivo é um polímero fluorado.

19. Material não-tecido, de acordo com a reivindicação 1, em que o material não-tecido se encontra sob a forma de um saco de filtro.

20. Método para produzir um material não-tecido a partir da pelí- cula dividida em microfibras compreendendo as etapas de (a) formar uma película; (b) dividir a película para formar uma rede de fibras; (c) formar um bloco de material fibroso a partir da película sem cortá-la na rede de fibras; e (d) entrelaçar o bloco de material fibroso.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, em que a etapa (a) compreende as etapas de: (1) misturar uma resina de politetrafluoroetileno e lubrificante líquido para formar um composto; (2) pressionar o composto para formar um lingote; (3) forçar o lingote em uma matriz para formar um extrudado; (4) pressionar o extrudado para formar uma fita; (5) secar a fita para remover o lubrificante líquido; (6) estirar a fita para formar uma película; e (7) enrolar a película;

22. Método, de acordo com a reivindicação 20, em que a etapa (d) compreende as etapas de: (1) estirar a película em uma direção transversal em relação à divisão para formar uma película semelhante à rede; (2) combinar diversas camadas da película semelhante à rede para formar um bloco de material fibroso; (3) perfurar por agulha o bloco de material fibroso em um ma- terial de suporte de tecido grosseiro; (4) combinar diversas camadas da película semelhante à rede para formar um segundo bloco de material fibroso; (5) perfurar por agulha o segundo bloco de material fibroso novamente no outro lado do material de suporte de tecido grosseiro; e (6) entrelaçar a película dividida e o material de suporte de tecido grosseiro.