MXPA00012597A - Electreto fluorado - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere:a un electreto que incluye un artículo polimérico modificado superficialmente que tiene una fluoración superficial producida por la fluoración del artículo polimérico. El electreto puede ser una tela o trama fibrosa no tejida que comprende las microfibras cargadas eléctricamente en donde la tela o trama tiene una fluoración que incluye los grupos de CF3 y de CF2 sobre la superficie de las fibras en una relación de CF3:CF2 de al menos 0.45.
Description
ELECTRETO FLUORADO
Campo de la Invención
La presente invención se refiere a electretos fluorados.
Antecedentes de la Invención
Las propiedades de filtración de las tramas o telas fibrosas poliméricas no tejidas pueden ser mejoradas transformando la trama o tela en un electreto, es decir un material dieléctrico que exhibe una carga eléctrica casi permanente. Los electretos son efectivos en la mejora de la captura de las partículas en los filtros de aerosol. Los electretos son útiles en una variedad de dispositivos que incluyen, por ejemplo, los filtros de aire, las máscaras para la cara, y los respiradores, y como elementos electrostáticos en dispositivos electroacústicos tales como micrófonos, auriculares, y registradores electrostáticos. Los electretos son producidos comúnmente por una variedad de métodos que incluyen la carga con un arco en corona de corriente directa ("CD") (véase por ejemplo, la Patente U.S. No. 30,782 (van Turnhout)), y la hidrocarga Ref.125804 (véase, por ejemplo, la Patente U.S. No. 5,496,507 (Angadjivand y colaboradores)), y pueden ser mejorados incorporando substancias fluoroquimicas en el material fundido utilizado para producir las fibras de algunos electretos (véase, por ejemplo, la Patente U.S. No. 5,025,052 (Cráter y colaboradores)). Muchas de las partículas y contaminantes con los cuales los filtros de electreto llegan a estar en contacto, interfieren con las capacidades de filtración de las tramas o telas. Los aerosoles líquidos, por ejemplo, los aerosoles aceitosos particularmente, tienden a provocar que los filtros de electreto pierdan su eficiencia de filtración mejorada en el electreto (véase, por ejemplo, la Patente U.S. No. 5,411,576 (Jones y colaboradores)). Se han desarrollado numerosos métodos para compensar la pérdida de la eficiencia de la filtración. Un método incluye incrementar la cantidad de la trama o tela polimérica no tejida en el filtro de electreto agregando capas de la trama o tela o incrementando el grosor del filtro de electreto. La trama o tela adicional, sin embargo, incrementa la resistencia a la respiración del filtro de electreto, agrega peso y volumen al filtro de electreto, e incrementa el costo del filtro de electreto. Otro método para mejorar la resistencia del filtro de electreto a los aerosoles aceitosos incluye la formación
táms^ ??m del filtro de electreto a partir de resinas que incluyen aditivos fluoroquimicos que se pueden procesar por fusión tales como oxazolidinonas fluoroquimicas, piperazinas fluoroquimicas, y alcanos perfluorados. (Véase, por ejemplo, la Patente U.S. No. 5,025,052 (Cráter y colaboradores) ) . Las substancias fluoroquimicas deben ser procesables por fusión, es decir, substancialmente no sufrir una degradación bajo las condiciones de procesamiento de la fusión utilizadas para formar las microfibras que son utilizadas en las tramas o telas fibrosas de algunos electretos (Véase, por ejemplo, WO 97/07272 (Minnesota Mining and Manufacturing) ) . EP-A-O 850 692 describe un filtro electrostático que comprende un componente fibroso que incluye una mezcla de fibras de lana y sintéticas y un componente resinoso que incluye una resina de copolimero de acrilato de perfluoroalquilo y una resina de p-ter-butilfenol formaldehido, tal componente resinoso es adherible al componente fibroso, tanto el componente del substrato fibroso como el componente resinoso están en condiciones cargadas electrostáticamente. US-A-5, 110, 620 describe un método de fabricación de una hoja de electreto que comprende los pasos de proveer una superficie de una hoja porosa con al menos un material sólido en la forma particulada, espaciado a varios
1 -%* .-«. ^ intervalos sobre dicha superficie, el material es seleccionado del grupo que consiste de (1) materiales orgánicos que son sólidos a temperatura ambiente y que consisten de ácidos carboxilicos orgánicos, sales metálicas de ácidos carboxilicos, polietileno, polipropileno, tereftalato de polietileno, poliamida, fluoruro de polivinilideno, politetrafluoroetileno, poliestireno, cloruro de polvinilo, cloruro de polivinilideno, celulosa o alcohol polivinilico; (2) ciertos materiales orgánicos y (3) ciertos materiales metálicos; y subsiguientemente electrificar la hoja porosa que tiene dicho material sólido sobre su superficie. La patente EP-A-O 616 831 se refiere a un medio de filtro de electreto resistente a una neblina aceitosa que comprende fibras de electreto de polipropileno y un aditivo fluoroquimico procesable por fusión, el aditivo tiene un punto de fusión de al menos 25 °C y un peso molecular de 500 a 2,500.
Breve Descripción de la Invención
En un aspecto, la invención caracteriza un electreto que incluye un articulo polimérico modificado superficialmente que tiene la fluoración superficial producida por la fluoración de un articulo polimérico. En una modalidad, el articulo incluye al menos aproximadamente 45% de peso atómico de flúor como se detectó por ESCA. En otra modalidad, el articulo incluye una relación de CF3:CF2 de al menos aproximadamente 0.25 como se determinó de acuerdo al Método para Determinar el CF3:CF2. En otras modalidades, el articulo incluye una relación de CF3:CF2 de al menos aproximadamente 0.45 como se determinó de acuerdo con el Método para Determinar el CF3:CF2. En una modalidad, el articulo tiene un Factor de Calidad de al menos aproximadamente 0.25/mmH2O, (preferentemente de al menos aproximadamente 0.5/mmH2O, más preferentemente de al menos aproximadamente l/mmH20) . En algunas modalidades, el articulo incluye una trama o tela fibrosa polimérica no tejida. Los ejemplos de las fibras adecuadas para la tela o trama fibrosa polimérica no tejida incluyen policarbonato, poliolefina, poliéster, polivinilo halogenado, poliestireno, y combinaciones de los mismos. Las fibras particularmente útiles incluyen el polipropileno, poli- (4-metil-l-penteno) , y las combinaciones de los mismos. En una modalidad, el articulo incluye las microfibras sopladas en fase fundida. En otro aspecto, la invención caracteriza un electreto que incluye un articulo polimérico que tiene al menos aproximadamente 45 % de peso atómico del flúor como se detectó por ESCA, y una relación de CF3:CF2 de al menos
«fe.-aproximadamente 0.45 como se determinó de acuerdo con el Método para Determinar la CF3:CF2. En otra modalidad, el electreto incluye al menos aproximadamente 50% de peso atómico del flúor como se se detectó por ESCA, y una relación de CF3:CF2 de al menos aproximadamente 0.25 como se determinó de acuerdo con el Método para Determinar la CF3:CF2. En otros aspectos, la invención caracteriza un respirador que Incluye los electretos descritos anteriormente. En todavia otros aspectos, la invención caracteriza un filtro que incluye los electretos descritos anteriormente . En un aspecto, la invención caracteriza un método de fabricación de un electreto que incluye: (a) fluorar un articulo polimérico para producir un artículo que tiene una fluoración superficial; y (b) cargar el artículo fluorado de una manera suficiente para producir un electreto. En una modalidad, el método incluye cargar el artículo fluorado poniendo en contact-o el artículo fluorado con agua de una manera suficiente para producir un electreto, y secar el artículo. El método es útil para fabricar los electretos descritos anteriormente. En otra modalidad, el método incluye cargar el irtículo fluorado haciendo chocar chorros de agua o una ~ -oriente de gotitas de agua sobre el artículo fluorado a una presión y durante un período suficiente para producir un electreto, y secar el artículo. En otras modalidades, el método incluye fluorar un artículo polimérico en la presencia de una descarga eléctrica (por ejemplo, una descarga de arco en corona de corriente alterna a presión atmosférica) para producir un artículo fluorado. En una modalidad, el método incluye fluorar el artículo polimérico en una atmósfera que incluye las especies que contienen flúor seleccionadas del grupo que consiste de flúor elemental, fluorocarburos, hidrofluorocarburos, azufre fluorado, nitrógeno fluorado y combinaciones de los mismos. Los ejemplos de las especies que contienen flúor, adecuadas, incluyen CsF?2, C2F6, CF4, hexafluoropropileno, SF6, NF3, y combinaciones de los mismos. En otras modalidades, el método incluye la fluoración del artículo polimérico en una atmósfera que incluye el flúor elemental. En otras modalidades, el método de fabricación del electreto incluye: (A) fluorar una tela o trama fibrosa polimérica no tejida (i) en una atmósfera que incluye especies que contienen flúor y un gas inerte, y (ii) en la presencia de una descarga eléctrica para producir una tela o trama que tiene una fluoración superficial, y (B) cargar
... .-^.-^-t -jmH x i • f—lZ*** la tela o trama fluorada de una manera suficiente para producir un electreto. En otros aspectos, la invención caracteriza un método de filtración que incluye hacer pasar un aerosol a través de los electretos descritos anteriormente para- remover los contaminantes. Los electretos fluorados de la invención exhiben una resistencia a la neblina aceitosa relativamente elevada con respecto a los electretos no fluorados.
Glosario
Con referencia a la invención, estos términos tienen los siguientes significados descritos en seguida: "electreto" significa un material dieléctrico que exhibe una carga eléctrica casi permanente. El término "casi permanente" significa que las constantes del tiempo características para el decaimiento de la carga son mucho más prolongadas o largas que el período de tiempo durante el cual el electreto es utilizado; "modificado superficialmente" significa que la estructura química en la superficia ha sido alterada desde su estado original.
Mi MÉáÉiMtatiiiÉ ¡ ííM ?i?íir'ÉlÉ.??ii.?i?T'1» " ^áj^l^a^* "fluoración superficial" significa la presencia de los átomos de flúor sobre una superficie (por ejemplo, la superficie de un artículo) ; "especies que contienen flúor" significa moléculas y porciones que contienen átomos de flúor incluyendo, por ejemplo, átomos de flúor, flúor elemental, y radicales que contienen flúor; "fluoración" significa colocar los átomos de flúor sobre la superficie de un artículo por la transferencia de las especies que contienen flúor desde una fase gaseosa hasta el artículo por reacción química, sorción, condensación, u otros medios adecuados; "aerosol" significa un gas que contiene partículas suspendidas en la forma sólida o líquida; y "contaminantes" significa partículas y/u otras substancias que generalmente no puedan ser consideradas como partículas (por ejemplo, vapores orgánicos) .
Breve Descripción de los Dibujos
La Figura 1 es una gráfica del % de Penetración de DOP contra la Carga de DOP para los Ejemplos 36 y 37. La Figura 2 es una gráfica del % de Penetración de DOP contra la Carga de DOP para los Ejemplos 38 y 39.
La Figura 3 es una gráfica del % de Penetración de DOP contra la Carga de DOP para el Ejemplo 40.
Descripción de las Modalidades Preferidas
El electreto incluye un artículo polimérico modificado superficialmente (por ejemplo, una trama o tela fibrosa polimérica no tejida) producida fluorando un artículo polimérico. Los electretos preferentemente tienen una fluoración superficial suficiente para proporcionar resistencia a la niebla aceitosa. Una medida de la resistencia a la niebla aceitosa es que tan bien mantiene el electreto su Factor de Calidad durante el desafío o estimulación con un aerosol. El Factor de Calidad puede ser calculado de los resultados obtenidos de la prueba de penetración inicial del ftalato de dioctilo ("DOP") ("la prueba de DOP") . La prueba de DOP proporciona una medida relativa del estado de la carga del filtro. El procedimiento de prueba de DOP involucra forzar el aerosol de DOP a una velocidad frontal de 6.9 cm/segundo durante un período de aproximadamente 30 segundos a través de la muestra, midiendo la caída de la presión a través de la muestra (la Caída de la Presión medida en mmH20) con un manómetro diferencial, y medir la penetración de DOP porcentual (% de DOPPen) . El Factor de Calidad (QF) (medido en l/mmH20) puede ser calculado a partir de estos valores de acuerdo con la siguiente fórmula:
-Ln [Penetración de DOPP (%)/100] QF[l/mmH20] = Caída de la Presión [mm H20]
Mientras más elevado sea el Factor de Calidad a una velocidad de flujo dada, mejor será el funcionamiento filtrante del electreto. Los electretos preferidos tienen un Factor de Calidad de al menos aproximadamente 0.25/mmH2O, preferentemente de al menos aproximadamente 0.5/mmH2O, más preferentemente de al menos aproximadamente 1.0/mmH2O. La espectroscopia electrónica para el análisis químico ("ESCA") (también conocida como espectroscopia fotoelectrónica de rayos X ("XPS")) proporciona una medida de la fluoración superficial. Preferentemente la superficie del electreto exhibe al menos aproximadamente 45 % de peso atómico del flúor, más preferentemente al menos aproximadamente 50% de peso atómico del flúor cuando se analiza por ESCA. El ESCA analiza la composición elemental de la superficie más externa (es decir, aproximadamente 1 a 5 mm (10 a 50 Á) ) de un espécimen. El ESCA puede ser utilizado para detectar todos? los elementos de la tabla período excepto el helio y el hidrógeno. El electreto también tiene una relación de CF3:CF2 en la superficie del electreto de al menos aproximadamente 0.25, preferentemente de al menos aproximadamente 0.45, y más preferentemente mayor que 0.9, como se determinó de acuerdo con el Método para la Determinación de la relación de CF3:CF2 descrito anteriormente en la sección de Ejemplos posterior. En una modalidad, los electretos incluyen telas o tramas fibrosas poliméricas no tejidas que incluyen fibras tales como, por ejemplo, microfibras sopladas en el estado fundido, fibras cortadas, películas fibriladas, y combinaciones de las mismas. Las fibras pueden ser formadas a partir de resinas. Preferentemente la resina es una resina no conductora, termoplástica, es decir, que tiene una resistividad mayor que 1014 ohmios-cm. La resina utilizada para formar las fibras debe estar substancialmente li".r3 de materiales tales como los agentes antiestáticos que podrían incrementar la conductividad eléctrica o incerferir de otra manera con la capacidad de las fibras para aceptar y retener las cargas electrostáticas . Los ejeiupLos de las resinas termoplásticas útiles incluyen las po iolefinas tales como, por ejemplo, el polipropileno, polietileno, poli- (4-metil-l-penteno) , y combinaciones de las mismas, los polímeros de vinilo halogenados (por ejemplo, cloruro de polivinilo) , poliestireno, policarbonatos, poliésteres, y combinaciones de los mismos. Los aditivos pueden ser mezclados con la resina, incluuendo, por ejemplo, los pigmentos, los estabilizadores de UV, los antioxidantes, y las combinaciones de los mismos. El electreto puede comprender una tela o trama no tejida que contiene fibras poliméricas, incluyendo las microfibras tales como las microfibras sopladas en fase fundida. Las microfibras sopladas en fase fundida pueden ser preparadas como se describió en ente, Van A., "Superfine Thermoplastic Fibers", "Industrial Eng. Chemistry", Vol. 48, pp. 1342-1346 y en el Reporte No. 4364 de los Naval Research laboratories, publicado el 25 de mayo de 1954, titulado, "Manufacture of Super Fine Organic Fibers", por Wente y colaboradores. Las microfibras sopladas en la fase fundida preferentemente tienen un diámetro de fibra efectivo en el intervalo de menos de 1 a 50 micrómetros (µm) como se calculó de acuerdo con el método descrito en Davies, C.N., "The Separation of Airborne Dust and Particles", Institution of Mechanical Engineers, Londres, Proceedings IB, 1952. Las microfibras
ß^tíÉá ^m u sopladas para los filtros de eíectreto fibrosos típicamente tienen un diámetro de fibra efectivo desde aproximadamente 3 hasta 30 micrómetros, preferentemente desde aproximadamente 7 hasta 15 micrómetros. La presencia de las fibras cortadas proporciona una trama o tela menos densa, más elevada, que una trama o tela construida solamente de microfibras sopladas en fase fundida. Preferentemente el electreto contiene más del 70% en peso de fibras cortadas. Las tramas o telas que contienen fibras cortadas se describen en la Patente U.S. No. 4, 118,531 (Hauser) . Los electretos que incluyen la tela o trama fibrosa polimérica no tejida preferentemente tienen un peso base en el intervalo de aproximadamente 10 a 500 g/m2, más preferentemente de manera aproximada 10 hasta 100 g/m2. El grosor de la trama fibrosa polimérica no tejida es preferentemente de manera aproximada de 0.25 hasta 20 mm, más preferentemente de aproximadamente 0.5 a 2 mm. Las telas o tramas poliméricas no tejidas del electreto también pueden incluir una materia particulada como se describe, por ejemplo, en las Patentes U.S. Nos. 3,971,373, (Braun), 4,100,324 (Anderson), y 4,429,001 (Kolpin y colaboradores) .
*¿ * m¡ m*u Preparación del Electreto
Los electretos pueden ser preparados por la fluoración de un artículo polimérico, opcionalmente en la presencia de una descarga eléctrica modificadora de la superficie, y cargar el artículo fluorado para producir un electreto. El proceso de fluoración incluye modificar la superficie del artículo polimérico para que contenga átomos de flúor exponiendo el artículo polimérico a una atmósfera que incluya las especies que contienen flúor. El proceso de fluoración puede ser efectuado a presión atmosférica o bajo presión reducida. El proceso de fluoración es efectuado preferentemente en una atmósfera controlada para prevenir que los contaminantes interfieran con la adición de los átomos de flúor a la superficie del artículo. La atmósfera debe estar substancialmente libre de oxígeno y de otros contaminantes. Preferentemente la atmósfera contiene menos de 0.1% de oxígeno. Las especies que contienen flúor presentes en la atmósfera pueden ser derivadas de los compuestos fluorados que son gases a la temperatura ambiente, que llegan a ser gases cuando son calentados, o que son capaces de ser evaporados. Los ejemplos de las fuentes útiles de las especies que contienen flúor incluyen, átomos de flúor, flúor elemental, fluorocarburos (por ejemplo, C5F?2, C2F6, CF, y hexafluoropropileno) , hidrofluorocarburos (por ejemplo, CF3H), azufre fluorado (por ejemplo, SF6) , nitrógeno fluorado (por ejemplo, NF3) , fluoroquímicos tales como por ejemplo, CF3OCF3 y fluoroquímicos disponibles para la designación registrada Fluorinert tales como, por ejemplo, Fluorinert FC-43 (disponible comercialmente de Minnesota Mining and Manufacturing Company, Minnesota), y las combinaciones de los mismos. La atmósfera de las especies que contienen flúor también incluyen un diluyente inerte tales como, por ejemplo, helio, argón, nitrógeno, y combinaciones de los mismos. La descarga eléctrica aplicada durante el proceso de fluoración es capaz de modificar la química superficial del artículo polimérico cuando se aplica en la presencia de una fuente de especies que contienen flúor. La descarga eléctrica está en la forma de plasma, por ejemplo, plasma de descarga luminiscente, plasma de arco en corona, plasma de descarga silenciosa (también referido como plasma de descarga de barrera dieléctrica y descarga en corona de corriente alterna ("CA"), y plasma híbrido, por ejemplo, el plasma de descarga luminiscente a presión atmosférica, y la descarga seudo luminiscente. Preferentemente el plasma es un plasma de descarga en corona de CA a presión
atmosférica. Los ejemplos de los procesos de descarga eléctrica modificadores de la superficie, útiles, son descritos en la Patente U.S. No. 5,244,780, la Patente U.S. No. 4,828,871, y la Patente U.S. No. 4,844,979. Otro proceso de fluoración incluye sumergir un artículo polimérico en un líquido que es inerte con respecto al flúor elemental, y burbujear el gas de flúor elemental a través del líquido para producir un artículo fluorado en la superficie. Los ejemplos de los líquidos útiles que son inertes con respecto al flúor incluyen los líquidos perhalogenados, por ejemplo, líquidos perfluorados tales como el Performance Fluid PF 5052 (disponible comercialmente de Minnesota Mining and Manufacturing Company) . El gas que contiene el flúor elemental que es burbujeado a través del líquido puede incluir un gas inerte tal como, por ejemplo, el nitrógeno, el argón, él helio, y las combinaciones de los mismos. La carga del artículo polimérico para producir un electreto puede ser efectuada utilizando una variedad de técnicas, incluyendo, por ejemplo, la hidrocarga, es decir, poner en contacto el artículo con agua de una manera suficiente para impartir una carga al artículo, seguido por el secado del artículo, y la carga con un arco en corona de CD. El proceso de carga puede ser aplicado a una o más superficies del artículo.
Un ejemplo de un proceso de hidrocarga útil incluye hacer chocar chorros de agua de una corriente de gotitas de agua sobre el artículo a una presión y durante un período suficiente para impartir una carga eléctrica mejoradora de la filtración a la tela o trama, y luego secar el artículo. La presión necesaria para optimizar la carga del electreto mejorada de la filtración impartida al artículo variará dependiendo del tipo de rociador utilizado, del tipo • -.1 polímero a partir del cual se forma el artículo, del tipo y la concentración de los aditivos para el polímero, y del grosor y la densidad del artículo. Las presiones en el intervalo de aproximadamente 69 hasta 3450 kPa (10 hasta aproximadamente 500 psi) son adecuadas. Un ejemplo de un -método adecuado de hidrocarga se describe en la Patente U.S. No. 5,496,507 (Angadjivand y colaboradores) . Los chorros de agua o la corriente de las gotitas de agua pueden ser provistos por cualquier dispositivo de rociado adecuado. Lr ejemplo de un dispositivo de rociado útil es el aparato utilizado para enredar hidráulicamente las fibras. Los ejemplos de los procesos de descarga de arco en corona de CD -.arcuados se describen en la Patente U.S. No. 30,782 (van Ta'iliout), la Patente U.S. No. 31,285 (van Turnhout), la Patente U.S. No. 32,171 (van Turnhout), la Patente U.S. No. 4,375,718 (Wadsworth y colaboradores), la Patente U.S. No. 5,401,446 (Wadsworth y colaboradores, la Patente U.S. No. 4,588,537 (Klasse y colaboradores), y 4,592,815 (Nakao). Los electretos fluorados formados por los métodos descritos aquí son adecuados para su uso como, por ejemplo, elementos electrostáticos en los dispositivos electroacústicos tales como micrófonos, auriculares y altavoces, filtros de fluidos, dispositivos de control de partículas de polvo en, por ejemplo, generadores electrostáticos de alto voltaje, registradores electrostáticos, respiradores (por ejemplo, prefiltros, máscaras antigás y cartuchos reemplazables), calentamiento, ventilación, acondicionamiento del aire, y máscaras para la cara. La invención será descrita ahora de manera adicional por medio de los siguientes ejemplos.
EJEMPLOS
Procedimientos de Prueba
Los procedimientos de prueba utilizados en los ejemplos incluyen los siguientes.
Método de Determinación de CF3: CF2
Los datos de ESCA fueron colectados sobre un sistema PHI 5100 ESCA (Physical Electronics, Edén Prairie, Minnesota) utilizando una fuente de rayos X MgKI no monocromática y un ángulo de retiro de los electrones de 45 grados con respecto a la superficie. Los espectros del carbón (ls) fueron ajustados al valor máximo utilizando la rutina de mínimos cuadrados no lineal suministrada por PHI (Physical Electronics, Edén Prairie, Minnesota) . Esta rutina utilizó una substracción del fondo lineal, y una forma del valor máximo gaussiano para los picos de los componentes. Los espectros fueron referidos al pico de hidrocarburos a 285.0 eV. Los componentes de CF3 y CF2 fueron identificados como los picos localizados aproximadamente a 294 eV y 292 eV respectivamente (de acuerdo con el procedimiento descrito en Strobel y colaboradores, J. Polymer Sci. A: Polymer Chemistry, Vol. 25, pp. 1295-1307 (1987)). La relación de CF3:CF2 representa la relación de las áreas de valor máximo de los componentes de CF3 y CF2.
Procedimientos de Prueba de la Penetración de Ftalato de Dioctilo (DOP) Inicial y de la Caída de la Presión
-*- —-"" -~- - " «fe--^—.^.-.^^.--.a»--.---.^^.-»-, , ._ La penetración de DOP inicial es determinada forzando las partículas de ftalato de dioctilo (DOP) de 0.3 micrómetros de diámetro a una concentración de entre 70 y 140 mg/m3 (generadas utilizando un rociador TSI No. 212 con cuatro orificios y aire limpio a 2.11 kg/cm2 (30 psi)) a través de una muestra del medio filtrante la cual es de 11.43 cm (4.5 pulgadas) de diámetro a una velocidad de 42.5 l/min (una velocidad frontal de 6.9 centrímetros por segundo) . La muestra es expuesta al aerosol de DOP durante 30 segundos hasta que las lecturas se estabilizan. La penetración es medida con una cámara de dispersión óptica, Percent Penetration Meter Modelo TPA-8F disponible de Air Techniques Inc. La caída ce la presión a través de la muestra es medida a una velocidad de flujo de 42.5 1/minuto (una velocidad frontal de 6.9 cm/seg.) utilizando uñ manómetro electrónico. La caída de la presión es reportada en mm de agua ("mm H20") . La penetración de DOP y la caída de la presión son utilizadas para calcular el factor de calidad "QF" del log natural (ln) de la penetración de DOP por la siguiente fórmula: -Ln [Penetración de DOPP (%)/100] QF[l/mmH20] = Caída de la Presión [mm H20] Un QF inicial más elevado indica un mejor funcionamiento de la filtración inicial. Un QF reducido se correlaciona efectivamente con un funcionamiento reducido de la filtración.
Prueba de la Carga de DOP
La carga de DOP es determinada utilizando el mismo equipo de prueba utilizado en las pruebas de penetración de DOP y de la caída de la presión. La muestra de prueba es pesada y luego expuesta al aerosol de DOP durante al menos 45 minutos para proporcionar una exposición mínima de al menos aproximadamente 130 mg. La penetración de DOP y la caída de la presión son medidas en toda la prueba al menos tan frecuentemente como una vez por minutos. La masa de DOP colectada es calculada para cada intervalo de medición a partir de la penetración medida, la masa de la trama o tela del filtro, y la masa total de DOP colectada sobre la trama o tela del filtro durante la exposición ("Carga de DOP") .
Fluoración por Arco en Corona EJEMPLO 1
Una tela o trama de microfibra de polipropileno soplada se prepara a partir de la resina de polipropileno Exxon 3505G (Exxon Corp.) y que tiene un diámetro de la fibra efectivo de 7.5 micrómetros (µm) y un peso base de 62 g/m2 se preparó como se describe en Wente, Van A., "Superfine Thermoplastic Fibers", Industrial Eng. Chemistry, Vol. 48, pp. 1342-1346. La tela o trama de microfibras sopladas fue entonces fluorada con un arco en corona de CA en 1% en volumen de C2F6 en atmósfera de helio a una energía de la corona de 34 J/cm2, lo cual correspondió a una potencia de la corona 2000W a una velocidad del substrato de 1 m/min. El tratamiento de fluoración con un arco en corona de CA se efectuó en un sistema de arco en corona de CA que incluyó la así llamada configuración de electrodo "dieléctrica doble" con un rodillo base o rodillo de imprimación que consiste de un rodillo de aluminio enchapado con níquel de 40 cm de diámetro, cubierto con 1.5 mm de poli (tereftalato de etileno) y mantenido a una temperatura de 23 °C utilizando agua presurizada, reciclada. Los electrodos para el suministro de la energía consistieron de 15 electrodos cubiertos con cerámica, individuales (disponibles de Sherman treaters Ltd., Thame, Reino Unido) cada uno con una sección transversal cuadrada de 15 mm y una longitud activa de 35 cm. Los electrodos fueron conectados a un suministro de potencia de frecuencia variable modelo RS48-B (4 kW) (disponible de ENI Power Systems Inc., Rochester, NY) . La potencia neta disipada en el arco en corona de CA se midió con un medidor de la potencia direccional incorporado en el suministro de ENI . La frecuencia de la potencia de salida fue ajustada manualmente hasta aproximadamente 16 kHz para obtener la corroí, -ndencia de la impedancia óptima (potencia reflejada mínima) . El sistema de arco en corona de CA fue encerrado dentro de un medio ambiente controlado. Previo al tratamiento, la atmósfera que rodea el sistema de tratamiento de arco en corona de CA se purgó con helio, y luego se inundó con 100 litros/minuto de 1% en volumen de
C2F6 en helio, el cual se introdujo cerca de los electrodos. La tela o trama de microfibra se colocó como una cinta sobre una película portadora de polipropileno orientado biaxialme^ts (BOPP) de 0.05 mm de grueso, y entonces se coloco sobre el rodillo base o rodillo de imprimación de ?_al do que la película portadora estuviera en contacto con ei rodillo de imprimación, provocando que un lado de la trama o tela de la microfibra soplada fuera expuesta a la des xa. Después del tratamiento, la tela o trama de microfibr a soplada se retiró a jalones, se volvió a colocar como una tapa a la película portadora, y se trató con un arco en corona de CAmna segunda vez bajo las mismas condiciones que el primer tratamiento para exponer el otro lado de la tela o trama de microfibra soplada a la descarga.
EJEMPLO 2
Una tela o trama de película fibrilada G100 Fíltrete (disponible de Minnesota Mining and Manufacturing), que tiene un peso base de 100 g/m2, se fluoró por un arco en corona siguiendo el método descrito en el Ejemplo 1, con la excepción de que el rodillo base o rodillo de imprimación se mantuvo a una temperatura de 25 °C.
EJEMPLO 3
Una tela o trama de microfibra soplada en fase fundida de polietileno, preparada a partir de una resina de polietileno Aspun PE-6806 (DOW Chemical Company, Michigan) y que tiene un peso base de 107 g/m2, fue fluorada con un arco en corona siguiendo el método descrito en el Ejemplo 2.
l^tjjSitiii iu EJEMPLO 4
Una tela o trama de fibras cortadas de poliéster
(disponible de Rogers Corporation) , que tiene un peso base de 200 g/m2, fue fluorada con un arco en corona siguiendo el método descrito en el Ejemplo 2.
EJEMPLO 5
Una tela o trama de microfibra soplada en fase fundida de poli-4-metil-l-penteno se preparó a partir de la resina de poli-4-metil-l-penteno TPX NX-007 (Mitsui), y que tiene un peso base de 50 g/m2 y un diámetro de fibra efectivo de 8.1 µm, se fluoró con un arco en corona siguiendo el método descrito en el Ejemplo 2.
EJEMPLOS 6-9
Los ejemplos 6-9 fueron preparados siguiendo el procedimiento en el Ejemplo 1 excepto que la fuente de las especies que contienen el flúor fue como sigue: 1% de CF4
(Ejemplo 6), y 0.1% de hexafluoropropileno (Ejemplo 7),
0.1% de C5F?2 (Ejemplo 8), y 1.0% de C5F?2 (Ejemplo 9). La química superficial de cada una de las telas o tramas de la muestra de los Ejemplos 1-9 se determinó por
¿tMjm je i?miémMU t ükMKi^^H^^^^BÍaMíf el análisis de ESCA utilizando un sistema PHI 5100 ESCA. La relación de CF3:CF2 se determinó para cada una de las muestras de los Ejemplos 1-9 a partir de los datos de ESCA de acuerdo con el método descrito anteriormente. Los resultados son reportados en % de peso atómico en la Tabla I.
TABLA I
Hidrocarga
EJEMPLO 10
Una tela o trama de microfibras sopladas de polipropileno, fluoradas, preparada como se describió anteriormente en el Ejemplo 1, se hace pasar sobre una ranura de vacío a una velocidad de 5 cm/seg. (centímetros/segundo) mientras que el agua desionizada se roció sobre la tela o trama a una presión hidrostática de aproximadamente 6.33 kg/cm2 (90 psi) desde un par de boquillas rociadoras Spraying Systems Teejet 9501 montadas a 10 cm de distancia y centradas 7 cm arriba de la ranura de vacío. La muestra fue invertida entonces y pasada a través del rocío del agua desionizada una segunda vez de tal modo que ambos lados de la tela o trama fueron rociados con agua. El rocío con agua desionizada se removió entonces, y la tela o trama se hizo pasar nueváment sobre la ranura de vacío para remover el agua en exceso. La tela o trama se colgó entonces para el secado a condiciones ambientales.
EJEMPLO 11
Una tela o trama de microfibras sopladas en fase fundida, de poli-4-metil-l-penteno, fluoradas, preparada de acuerdo con el Ejemplo 5 se cargó siguiendo el procedimiento del Ejemplo 10.
EJEMPLOS 10A-11A
Los ejemplos 10A-11A fueron preparados siguiendo los procedimientos de los Ejemplos 10 y 11 respectivamente, con la excepción de que, después de la fluoración con un arco en corona y previo a la hidrocarga, cada una de las telas o tramas fluoradas de los ejemplos 10A-11A fueron sometidas a un recocido a 140 °C (330 °F) durante aproximadamente 10 minutos.
EJEMPLOS 13, 15, 16, 18 y 20
Los ejemplos 13, 15, 16, 18 y 20 fueron cargados siguiendo el procedimiento del Ejemplo 10, con la excepción de que las telas o tramas fibrosas poliméricas fluoradas utilizadas en cada uno de los ejemplos 13, 15, 16, 18 y 20 fueron como sigue: una tela o trama de microfibras de polietileno, fluoradas, se preparó de acuerdo con el Ejemplo 3 anterior (Ejemplo 13), una tela o trama de fibras cortadas de poliéster, fluoradas, preparada de acuerdo con el Ejemplo 4 (Ejemplo 15), una tela o trama de película fibrilada G100 Fíltrete, fluorada, preparada de acuerdo con el Ejemplo 2 (Ejemplo 16); una tela o trama perforada con agujas, de polipropileno, fluorada (fibras de 12 deniers/fibra de resina de polipropileno Exxon 3505), que tiene un peso base de aproximadamente 200 g/m , y que ha sido fluorada con un arco en corona siguiendo el método descrito en el Ejemplo 1 (Ejemplo 18); y una tela o trama de fibras finas sopladas en fase fundida de polipropileno, que tienen un pe^o base de 46 g/m2 y un diámetro de fibra efectiva de 3.7 µi", que han sido fluoradas con un arco en corona siguiendo el método descrito en el Ejemplo 1 con la excepción de que se utilizó 0.2% de CsF?2 en lugar de 1% de C2F6 (Ejemplo 20) .
Carga con un Arce en Corona de CD
EJEMPLO 12
La tela o trama de microfibras sopladas en fase fundida, de polie- ileno, fluoradas, del Ejemplo 3, se cargan utilizando u-a descarga de arco en corona de CD como sigue. La tela c ti.ama fluorada se coloca en contacto con un plano de tierra de aluminio, y luego se hace pasar bajo una fuente de arco en corona de CD positivo eléctricamente, en aire, a i rv velocidad de aproximadamente 1.2 metros/minutos, mientras que se mantiene una corriente hacia el plano de tierra de aproximadamente 0.01 mA/cm de longitud de la fuente del arco en corona. La distancia desde la fuente del arco en corona hasta el nivel de tierra fue de aproximadamente 4 cm.
EJEMPLOS 14, 17, 19
Los ejemplos 14, 17 y 19 fueron cargados siguiendo el procedimiento del Ejemplo 12, con la excepción de que las telas o tramas fibrosas poliméricas fluoradas para cada uno de los Ejemplos 14, 17 y 19 fue como sigue: una tela o trama de fibras cortadas de poliéster, fluoradas, se preparó siguiendo el procedimiento del Ejemplo 4 (ejemplo 14); una tela o trama perforada con agujas, de polipropileno fluorado (fibras de 12 denier/fibra hechas de resina de polipropileno de Exxon 3505), que tienen un peso base de aproximadamente 200 g/m2, y que han sido fluoradas con un arco en corona siguiendo el método descrito en el Ejemplo 1 (ejemplo 17); y una tela o trama de fibras finas sopladas en fase fundida, de polipropileno, fluoradas, que tienen un peso base de 46 g/m2 y un diámetro de la fibra efectivo de 3.7 µm, y que han sido fluoradas con un arco en corona siguiendo el método descrito en el Ejemplo 1, con la excepción de que se utilizó 0.2% de C5F?2 en lugar de 1% de C2F6 (Ejemplo 19).
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EJEMPLOS 21-35
Los ejemplos 21-35 fueron preparados fluorando las telas o tramas de microfibras sopladas de polipropileno siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1, con la excepción de que la fuente de flúor para cada uno de los Ejemplos 21-35 fue como sigue: 1% de CF (Ejemplos 21-23), 1% de C2F6 (Ejemplos 24-26), 0.1% de hexafluoropropileno (Ejemplos 27-29), 0.1% de C5F?2 (Ejemplos 30-32), y 1.0% de C5F?2 (Ejemplos 33-35) . Las telas o tramas fluoradas de los Ejemplos 23, 26, 29, 32, y 35 fueron cargadas entonces siguiendo el proceso de hidrocargado descrito anteriormente en el Ejemplo 10. Las telas o tramas fluoradas de los Ejemplos 22,
, 28, 31 y 34 fueron cargadas entonces siguiendo el proceso de carga con un arco en corona de CD descrito anteriormente en el Ejemplo 12. El % de penetración de DOP ("%DOP PEN"), la Caída de la Presión (mmH20) , y el Factor de Calidad ("QF") para cada uno de los electretos de los Ejemplos 10-35 fueron determinados de acuerdo con el Procedimiento de Prueba de la Caída de la Presión y de la Penetración de DOP Inicial descritos anteriormente. Los resultados se resumen en la Tabla II.
iM^^^^^ Uítími i^^^^,^^^^ ^^^^ ??^? á mái má ^ i?á ^^^ í^ TABLA II
Tabla II (Cont.)
EJEMPLOS 36-39
Cuatro telas o tramas de microfibras de polipropileno, fluoradas, fueron preparadas de acuerdo con el Ejemplo 1 con la excepción de que la fuente de las especies que contienen el flúor fue como sigue: 0.1% de hexafluoropropileno ("HFP") (Ejemplos 36 y 38) y 0.1% de C5F12 (Ejemplos 37 y 39) . Los Ejemplos 36 y 37 incluyeron además la carga de las telas o tramas de polipropileno fluoradas siguiendo el procedimiento de carga por medio de la hidrocarga del Ejemplo 10.
- »j¿S» <&ABjt&.» Los Ejemplos 38 y 39 incluyeron además la carga de las telas o tramas de polipropileno fluoradas siguiendo el procedimiento de carga en corona de CD del Ejemplo 12. Los Ejemplos 36-39 fueron sometidos a la Prueba de la Carga de DOP descrita anteriormente. El % de Penetración de DOP contra la carga de DOP (la cantidad de DOP colectada sobre la tela o trama en gramos) para cada uno de los Ejemplos 36-39 se midió de acuerdo con el Procedimiento de Prueba de la Carga de DOP descrito anteriormente. Los datos resultantes son graficados como el % de penetración de DOP contra la carga de DOP (gramos) en las Figuras 1 y 2 como sigue: los Ejemplos 36 y 37 (indicados con x's y círculos llenos respectivamente) (Figura 1), y los Ejemplos 38 y 39 (indicados con x's y círculos llenos, respectivamente) (Figura 2).
EJEMPLO 40
Una muestra de 17.78 cm (7 pulgadas) por 17.78 cm (7 pulgadas) de la tela o trama de microfibras de polipropileno que tiene un peso base de 61 g/m2 se colocó bajo una atmósfera de nitrógeno. Una mezcla gaseosa de 5% en volumen de flúor elemental diluido en nitrógeno se hizo pasar a través de la tela o trama de microfibras de polipropileno a una velocidad de 1.0 l/min. durante 10 minutos. La concentración del flúor se incrementó entonces al 10% en volumen diluido en nitrógeno y se hace pasar a través de la tela o trama a una velocidad de 1.0 ?/min. durante unos 20 minutos adicionales. La muestra fue analizada entonces por ESCA y se determinó que tiene 62% de peso atómico de flúor y una relación de CF3:CF2 de 0.59, como se determinó de acuerdo con el Método ae Determinación de CF3:CF2 descrito anteriormente . La muestra fue cargada entonces utilizando una descarga de arco en corona de CD como se describió anteriormente en el Ejemplo 12, y se sometió a la Prueba de Carga de DOP descrita anteriormente. Los datos resultantes fueron graficados como el % de Penetración de DOPcontra la Carga de DOP (gramos) en la Figura 3.
EJEMPLO 41
Una tela o trama de microfibras sopladas de polipropileno, que tienen un peso base de 20 g/m2 y una anchura de la tela o trama de 15 cm, fue tratada con una descarga luminiscente al vacío en un medio ambiente de C5F?2. El tratamiento de descarga luminiscente se efectuó en una cámara al vac.?. La cámara al vacío contuvo un sistema de descarga luminiscente de rodillo a rodillo que consiste de un rodillo de desenrollado, electrodos de descarga luminiscente, y un rodillo de arrollado para el tratamiento continuo de la tela o trama de microfibras sopladas. Dos electrodos de acero inoxidable estuvieron en la configuración de placas paralelas, cada electrodo 20 fue de 20 cm de anchura y de 33 cm de longitud y los mismos estuvieron separados por un hueco o espacio de 2.5 cm. El electrodo superior se conectó a tierra y el electrodo inferior fue provisto de energía por un generador de rf de 13.56 MHz (Plasma-Therm) . La tela o trama viajó entre los dos electrodos y en contacto con el electrodo conectado a tierra, superior, de modo que un lado de la tela o trama estuviera expuesto a la descarga. Después de la carga del rollo de la tela o trama de microfibras sopladas sobre el rodillo de desenrollado bajo vapor de CsF?2 a una presión de 0.1 Torr., la tela o trama de microfibras sopladas se hizo avanzar a través de los electrodos a una velocidad de 17 cm/minuto para lograr un tiempo de exposición al plasma de 2 minutos. La potencia de la descarga fue de 50W. Después de que se trató el primer lado, la cámara fue ventilada y el rollo de la tela se volvió a colocar sobre el rodillo de desenrollado para permitir que el otro lado de la tela o trama sea tratado. El tratamiento del segundo lado de la tela o trama ocurrió bajo las mismas condiciones que el primer lado. Después de
la fluoración, el ejemplo 41 fue cargado con un arco en corona de CD siguiendo el proceso descrito anteriormente en el Ejemplo 12. El % de Penetración de DOP ("%DOP PEN") para el Ejemplo 41 se determinó de acuerdo con el Procedimiento de-Prueba para la Penetración de DOP Inicial y la Caída de la Presión descritos anteriormente. Los resultados se resumen en la Tabla III.
TABLA III
Otras modalidades están dentro de las siguientes reivindicaciones. Aunque el electreto ha sido descrito con referencia a las telas o tramas fibrosas poliméricas no tejidas, el electreto puede ser una variedad de artículos poliméricos que incluyen, por ejemplo, aquellos artículos poliméricos descritos en la Solicitud de patente U.S. No. de Serie 09/106,506, titulada, "Structured Surface Filter
íMHA lÉMtÉ 1 „ -.. .- ttiA .,. . .L^.. . dA_^ Media", (Insley y colaboradores), presentada el 18 de junio de 1998 (Publicación PCT WO 99/65593). La totalidad de las patentes y solicitudes de patente citadas anteriormente son incorporadas para referencia completa en este documento.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes
en»
Claims (51)
1. Un electreto, caracterizado porque comprende : un artículo polimérico modificado superficialmente que tiene una fluoración superficial producida por la fluoración de un artículo polimérico.
2. El electreto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el artículo polimérico modificado superficialmente comprende al menos aproximadamente 45 % de peso atómico de flúor como se detectó por ESCA.
3. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque el artículo polimérico modificado superficialmente comprende una relación de CF3:CF2 de al menos aproximadamente 0.25 como se determinó de acuerdo con el Método para la Determinación del CF3:CF2.
4. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el artículo polimérico modificado superficialmente comprende una relación de CF3:CF2 de al menos aproximadamente 0.45 como se determinó de acuerdo con el Método para la Determinación de CF3:CF2.
5. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el artículo polimérico modificado superficialmente tiene un Factor de Calidad de al menos aproximadamente 0.25/mmH2O.
6. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque el artículo polimérico modificado superficialmente tiene un Factor de Calidad de al menos aproximadamente 0.5/mmH2O.
7. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque el artículo polimérico modificado superficialmente tiene uri Factor de Calidad de al menos aproximadamente l/mmH20.
8. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque el artículo polimérico modificado superficialmente comprende una tela o trama fibrosa polimérica no tejida.
9. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 1-8, caracterizado porque el artículo polimérico modificado superficia pente comprende una tela o trama fibrosa polimérica no tejida que comprende las fibras seleccionadas del grupo que consiste de policarbonato, poliolefina, poliéster, polivinilo halogenado, poliestireno, o una combinación de los mismos.
10. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 1-9, caracterizado porque la tela o trama fibrosa comprende ... . fibras seleccionadas del grupo que consiste del polipropileno, el poli- (4-metil-l-penteno) , o una combinación de los mismos.
11. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 1-10, caracterizado porque el artículo polimérico modificado superficialmente comprende microfibras sopladas en fase fundida.
12. Un electreto, caracterizado porque comprende un artículo poi.rrérico que comprende al menos aproximadamente 45 % de peso atómico de flúor como se detectó por ESCA y que tiene una relación de CF3:CF2 de al menos aproximadamente 0.45 como se determinó de acuerdo con el Método de Dete.tt. ación de CF3:CF2.
^-•^^ 13. El electreto de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el artículo tiene una relación de CF3:CF2 mayor que 0.9.
14. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 12-13, caracterizado porque el artículo tiene un Factor de Calidad de al menos aproximadamente l/mmH20.
15. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 12-14, caracterizado porque el artículo comprende una tela o trama fibrosa polimérica no tejida que comprende las fibras que contienen polipropileno, poli- (4-metil-1-penteno) , o una combinación de los mismos.
16. El electreto de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque las fibras son microfibras sopladas en fase fundida que tienen un diámetro de la fibra efectivo de menos de 50 micrómetros, preferentemente de 3 a 30 micrómetros, y más preferentemente de 7 a 15 micrómetros.
17. Un electreto, caracterizado porque comprende un artículo polimérico que comprende al menos aproximadamente 50 % de peso atómico de flúor como se -iiiÉ^ÍÉMÉáÉíiillÉfítate detectó por ESCA y una relación de CF3:CF2 de al menos aproximadamente 0.45 como se determinó de acuerdo con el Método para la Determinación de CF3:CF2.
18. El electreto de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el artículo polimérico comprende una relación de CF3:CF2 mayor que aproximadamente 0.9, como se determinó de acuerdo con el Método para la Determinación del CF3:CF2.
19. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 17-18, caracterizado porque el artículo polimérico tiene un Factor de Calidad de al menos aproximadamente 0.5/mmH2O.
20. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 23-26, caracterizado porque la tela o trama fibrosa comprende microfibras sopladas en fase fundida que contienen polipropileno, poli- (4-metil-l-penteno), o una combinación de los mismos.
21. Un electreto, caracterizado porque comprende : una tela o trama no tejida que comprende microfibras poliméricas, la tela o trama tiene una fluoración superficial que comprende el CF3 y el CF2 a una relación de CF3:CF2 de al menos 0.45 como se determinó de acuerdo con el Método de Determinación de CF3:CF2.
22. El electreto de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque posee un Factor de Calidad de al menos aproximadamente 1.0 por mm de H20.
23. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 21-22, caracterizado porque el artículo tiene una fluoración superficial de al menos aproximadamente 45 % de peso atómico como se detectó por ESCA.
24. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 21-23, caracterizado porque la "relación de CF3:CF2 es de al menos 0.9.
25. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 21-24, caracterizado porque las microfibras son microfibras sopladas en fase fundida que tienen un diámetro efectivo de la fibra de 1 a 50 µm.
26. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 21-35, caracterizado porque las microfibras son microfibras sopladas en fase fundida que tienen un diámetro efectivo de la fibra de 3 a 30 µm, preferentemente de 7 a 15 µm.
27. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 21-26, caracterizado porque las microfibras están hechas de una resina que tiene una resistividad menor que 1014 ohmios-cm.
28. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 21-27, caracterizado porque las microfibras comprenden la poliolefina.
29. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 21-28, caracterizado porque las microfibras comprenden polipropileno.
30. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 21-29, caracterizado porque la tela o trama no tejida tiene un peso base de 10 a 100 g/m2.
31. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 21-30, caracterizado porque la tela o trama no tejida tiene un grosor de 0.25 a 20 mm.
32. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 21-31, caracterizado porque las microfibras han sido fluoradas por la transferencia de especies que contienen flúor desde una fase gaseosa hasta la tela o trama no tejida.
33. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 21-32, caracterizado porque las microfibras han sido fluoradas por la exposición de la tela o trama no tejida a una atmósfera que incluye especies que contienen flúor.
34. El electreto de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la atmósfera es una atmósfera controlada.
35. El electreto de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la atmósfera controlada esta libre de oxígeno.
36. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 33-35, caracterizado porque las especies que contienen flúor incluyen los átomos de flúor, el flúor elemental, o los fluorocarburos.
37. El electreto de conformidad con las reivindicaciones 21-36, caracterizado porque las microfibras han sido cargadas eléctricamente a través de un proceso de descarga de arco en corona de CD.
38. Un método para fabricar un electreto, caracterizado porque comprende: fluorar u"1 artículo polimérico para producir un artículo que tiene x. 1 a fluoración superficial; y cargar el artículo fluorado de una manera suficiente para producir un electreto.
39. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el artículo polimérico es una tela o trama no tejida que contiene microfibras que tieien un diámetro efectivo de la fibra de 1 a 50 micrómetros.
40. El nétodo de conformidad con las reivindicaciones ->P-39, caracterizado porque comprende cargar el artículo fluorado poniendo en contacto el artículo fluorado con agua de una manera suficiente para producir un elect ~y o, y secar el artículo. -f
41. El método de conformidad con las reivindicaciones 38-40, caracterizado porque comprende cargar el artículo fluorado haciendo chocar los chorros de agua o una corriente de gotitas de agua sobre el artículo fluorado a una presión y durante un período de tiempo suficiente para producir un electreto, y secar el artículo.
42. El método de conformidad con las reivindicaciones 38-40, caracterizado porque comprende fluorar un artículo polimérico en la presencia de una descarga eléctrica para producir un artículo fluorado.
43. El método de conformidad con las reivindicaciones 38-41, caracterizado porque comprende fluorar el artículo polimérico en la presencia de una descarga en corona de corriente alterna a la presión atmosférica.
44. El método de conformidad con las reivindicaciones 38-42, caracterizado porque comprende fluorar el artículo polimérico en una atmósfera que comprende especies que contienen flúor seleccionadas del grupo que consiste de flúor elemental, fluorocarburos, hidrofluorocarburos, azufre fluorado, nitrógeno fluorado o una combinación de los mismos. .^ái-'.a^-^L--...,--.
45. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque las especies que contienen flúor son seleccionadas del grupo que consiste de CsF12, C2F6, CF, hexafluoropropileno, SF6, NF3, o una combinación de los mismos.
46. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque comprende fluorar el artículo polimérico en una atmósfera que comprende el flúor elemental.
47. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque el electreto comprende los grupos de CF3 y de CF2 sobre la superficie de las fibras a una relación de CF3:CF2 de al menos aproximadamente 0.45 como se determinó de acuerdo con el Método para la Determinación del CF3:CF2.
48. El método de conformidad con las reivindicaciones 38-47, caracterizado porque comprende cargar el artículo fluorado con una descarga de arco en corona de corriente directa para producir un electreto.
49. El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque además comprende . , .^»afc.^--. ¿ . recocer el artículo fluorado previo a la carga del artículo fluorado.
50. Un filtro, caracterizado porque comprende el electreto de conformidad con las reivindicaciones 1-49.
51. Un respirador, caracterizado porque comprende el filtro de conformidad con la reivindicación
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US09109497 | 1998-07-02 |
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