PT1638750E - Métodos para produzir folhas de gel - Google Patents

Description

1 DESCRIÇÃO "MÉTODOS PARA PRODUZIR FOLHAS DE GEL"

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção refere-se à preparação de folhas de gel cheias de solvente de uma forma continua. Essas folhas de gel são utilizadas no fabrico de mantas de aerogel, compósitos de aerogel, monólitos de aerogel e outros produtos à base de aerogel.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

Os aerogeles descrevem uma classe de material baseada na respetiva estrutura, nomeadamente baixa densidade, estruturas de célula aberta, grandes áreas de superfície (frequentemente 900 m2/g ou mais) e tamanhos de poro na escala de subnanómetro. As tecnologias de extração de fluidos subcrítica e supercrítica são utilizadas habitualmente para extrair o fluido das células frágeis do material. São conhecidas diversas composições de aerogel diferentes e podem ser inorgânicas ou orgânicas. Os aerogeles inorgânicos baseiam-se geralmente em alcóxidos de metais e incluem materiais, tais como sílica, carbonetos e alumina. Os aerogeles orgânicos incluem, mas não se limitam a, aerogeles de uretano, aerogeles de formaldeído de resorcinol e aerogeles de poliimida.

Os materiais de aerogel de baixa densidade (0,01 a 0,3 g/cc) são largamente considerados como sendo os melhores isoladores térmicos sólidos, melhores do que as melhores espumas rígidas com condutividades térmicas de 10 a 15 mW/m-K e menos a 100 °F (37,8 °C) e pressão atmosférica. Os aerogeles funcionam como isoladores térmicos primeiramente através da minimização da condução (baixa densidade, curso tortuoso para transferência de calor através da nanoestrutura sólida) , da convecção (os tamanhos de poro 2 muito pequenos minimizam a convecção) e da radiação (os dopantes de dispersão ou absorção de IV dispersam-se rapidamente por toda a matriz de aerogel) . Dependendo da formulação, podem funcionar bem em temperaturas criogénicas até 550 °C e superiores. Os materiais de aerogel também exibem muitas outras propriedades acústicas, óticas, mecânicas e químicas interessantes que os tornam bastante úteis.

Os materiais isoladores de baixa densidade foram desenvolvidos para resolver vários problemas de isolamento térmico em aplicações em que o isolamento central se depara com forças de compressão significativas. Por exemplo, os materiais poliméricos foram combinados com microesferas de vidro oco para criar espumas sintáticas, que são normalmente materiais muito duros resistentes à compressão. Os materiais sintáticos são bem conhecidos como isoladores para condutas de gás e óleo subaquáticas e equipamento de suporte. Os materiais sintáticos são relativamente inflexíveis e de condutividade térmica elevada em relação aos compósitos de aerogel flexíveis (matrizes de aerogel reforçadas com fibra). Os aerogeles podem ser formados a partir de precursores de gel flexível. Várias camadas flexíveis, incluindo aerogeles flexíveis reforçados com fibra, podem ser facilmente combinadas e moldadas para fornecer pré-formas que, quando comprimidas mecanicamente ao longo de um ou mais eixos, fornecem corpos fortes de forma compressiva ao longo de qualquer um desses eixos. Os corpos de aerogel que são comprimidos desta maneira mostram valores de isolamento térmico muito melhores do que as espumas sintáticas. Os métodos para produzir estes materiais irão rapidamente facilitar a utilização em grande escala destes materiais em condutas de gás e óleo subaquáticas como isolamento externo.

Os métodos convencionais para produção de folhas de gel e/ou folhas de gel compósitas reforçadas com fibra 3 formadas através de química sol-gel descritos na patente e literatura científica envolvem invariavelmente a fundição em série. A fundição em série é aqui definida como a catalisação de um volume inteiro de sol para induzir a gelificação simultaneamente em todo esse volume. As técnicas de formação de gel são bem conhecidas para os peritos na técnica: os exemplos incluem o ajuste do pH e/ou da temperatura de um sol de óxido de metal diluído até a um ponto em que a gelificação ocorre (R. K. Iler, Colloid Chemistry of Sílica and Silicates, 1954, capítulo 6; R. K. Iler, The Chemistry of Silica, 1979, capítulo 5, C. J. Brinker e G. W. Scherer, Sol-Gel Science, 1990, capítulos 2 e 3) . A Patente U.S. n.° 6.068.882 (Ryu) divulga um exemplo de um material compósito de aerogel reforçado com fibra que pode ser utilizado com as formas de realização da presente invenção. Os materiais precursores compósitos de aerogel preferidos utilizados na presente invenção são Cryogel®, Pyrogel® ou Spaceloft™ comercializados pela Aspen Aerogels, Incorporated. A Patente U.S. n.° 5.306.555 (Ramamurthi et al.) divulga um compósito de matriz de aerogel de um aerogel em massa com fibras dispersas no aerogel em massa e um método para a preparação do compósito de matriz de aerogel. O documento US 6.187.250 BI refere-se a um aparelho e um método que permitem que um perito na técnica crie geles viscosos gradientes ou não gradientes de forma contínua, para que os geles produzidos sejam uniformemente formados, polimerizados e cortados segundo um tamanho específico, conforme necessário, de um modo tipo linha de montagem de produção em massa. O documento US 5.089.188 refere-se a um processo de rotação húmida com jato húmido e seco para produzir uma ou diversas fibras que contêm sílica. O documento US 4.801.476 refere-se a um método para a 4 produção de séries bidimensionais de área grande de partículas coloidais compactas. 0 documento US 6.527.920 BI refere-se a um aparelho de eletrogalvanização que impede a degradação mediada por ânodos de aditivos eletrólitos ao criar um mecanismo para manter separados o anólito e o católito e impedir a mistura dos mesmos numa câmara de galvanização. A separação é realizada através da interposição de uma barreira de transporte químico poroso entre o ânodo e o cátodo. A barreira de transporte limita o transporte químico (através de difusão e/ou convecção) de todas as espécies, mas permite a migração de espécies iónicas (e, por isso, a passagem de corrente) durante a aplicação de campos elétricos suficientemente grandes no eletrólito. O documento US 6.241.928 B I divulga um método para a produção contínua de um hidrogel moldado de resina absorvente. O documento US 5.674.663 divulga um método para a aplicação de uma resina curável, tal como uma resina fotossensível, num substrato, tal como um feltro de desidratação de um fabricante de papel. O método compreende as etapas de fornecimento de um substrato; o fornecimento de uma resina líquida curável; o fornecimento de um segundo material diferente da resina líquida curável; a aplicação do segundo material no substrato para ocupar, pelo menos, alguns dos espaços vazios do substrato entre a primeira e segunda superfícies do substrato; a aplicação da resina curável no substrato; a cura de, pelo menos, alguma da resina para fornecer uma camada de resina no substrato; e a remoção de, pelo menos, algum do segundo material do substrato, em que, pelo menos, algum do segundo material é removido do substrato após a aplicação da resina curável no substrato.

Finalmente, o documento FR 2441789 divulga um processo de produção de revestimentos de proteção para coberturas de 5 isolamento térmico.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Esta invenção descreve métodos de fundição sol-gel continua e semicontinua que sofreram uma grande melhoria em relação aos métodos de fundição sol-gel em série convencionais para folhas de gel, folhas de gel flexível reforçadas com fibra e rolos de materiais de gel compósitos.

Mais especificamente, a invenção descreve métodos para combinar continuamente uma solução de baixa viscosidade de um sol e um agente (catalisador de calor ou catalisador químico) que induz a formação de gel, e formar uma folha de gel num elemento móvel, tal como uma correia transportadora com extremidades que definem o volume da folha de gel formada através da distribuição do sol catalisado a uma velocidade predeterminada eficaz para permitir a ocorrência da gelificação no elemento móvel. 0 sol inclui materiais híbridos inorgânicos, orgânicos ou uma combinação dos dois. Os materiais inorgânicos incluem zircónia, ítria, háfnia, alumina, titânia, céria e sílica, óxido de magnésio, óxido de cálcio, fluoreto de magnésio, fluoreto de cálcio e quaisquer combinações dos mesmos. Os materiais orgânicos incluem poliacrilatos, poliolefinas, poliestirenos, poliacrilonitrilos, poliuretanos, poliimidas, álcool polifurfurílico, álcool fenol-furfurílico, melamina-formaldeídos, resorcinol-formaldeídos, cresol-formaldeído, fenol-formaldeído, dialdeído de álcool polivinílico, poliisocianuratos, poliacrilamidas, vários epóxis, ágar, agarose e quaisquer combinações dos mesmos. Ainda mais especificamente, os métodos descrevem a formação de folhas de gel monolítico ou compósito de gel reforçado com fibra com duas partes, nomeadamente fibras de reforço e uma matriz de gel, em que as fibras de reforço se encontram na forma de uma estrutura fibrosa nobre (ou seja, enchimento), preferencialmente baseado em poliéster termoplástico ou 6 fibras de sílica, e mais preferencialmente em conjunto com pequenas fibras (microfibras) individuais distribuídas aleatoriamente de uma forma contínua ou semicontínua. 0 material de acabamento ou enchimento fibroso é introduzido no elemento móvel para a combinação com o sol catalisado antes da gelificação.

Além disso, quando uma matriz de gel é reforçada por um material de enchimento nobre, particularmente um enchimento não tecido contínuo constituído por fibras de denier muito baixo, o material compósito resultante, quando seco num produto de aerogel ou xerogel através de extração de solventes, mantém propriedades térmicas semelhantes a um aerogel ou xerogel monolítico numa forma muito mais forte e resistente. 0 diâmetro das fibras utilizadas situa-se entre 0,1 a 1000 mícrones. Em alguns casos, são utilizadas nanofibras com 0,001 a 10 mícrones no reforço do gel. Além do enchimento de fibra, as fibras frisadas podem ser distribuídas por toda a estrutura de gel.

Ainda mais especificamente, os métodos descrevem métodos para formar contínua ou semicontinuamente compósitos de gel através da introdução de uma zona de dissipação de energia no aparelho de transportador móvel. A gelificação do sol catalisado pode ser melhorada através do processo químico ou de dissipação de energia. Por exemplo, um fluxo controlado de radiação eletromagnética (ultravioleta, visível, infravermelha, de micro-ondas), acústica (ultrassom) ou de partículas pode ser introduzido pela largura de um volume de sol móvel existente numa correia transportadora para induzir uma reticulação suficiente dos polímeros contidos no sol para atingir um ponto de gel. O fluxo, o ponto e a área de radiação podem ser controlados ao longo do aparelho de transporte para atingir uma velocidade de fundição otimizada e as propriedades de gel desejáveis no momento em que uma determinada secção de gel alcançar o limite do 7 transportador. Deste modo, as propriedades do gel podem ser controladas de uma nova forma até um ponto não possível com os métodos de fundição em série. Além disso, outro elemento móvel que roda na direção oposta em relação ao primeiro elemento móvel pode ser utilizado para fornecer a forma da parte superior das folhas de gel.

Estas e ainda outras formas de realização da presente invenção são descritas mais detalhadamente abaixo. As vantagens dos métodos descritos nesta invenção para processar folhas compósitas de monólito e reforçadas com fibra de uma forma contínua ou semicontínua em relação aos métodos anteriormente descritos são muitas. Por exemplo, os artigos de gel podem ser moldados de forma contínua ou semicontínua, desde que todos os componentes sejam introduzidos no aparelho na velocidade apropriada. Por conseguinte, os grandes volumes de material podem ser moldados numa área de produção mais pequena em comparação com a fundição em série tradicional que necessita de moldes que têm de ser cheios e possam ser envelhecidos antes da extração de solventes para criar materiais de aerogel ou xerogel. As folhas contínuas muito longas de material de gel flexível reforçado com fibra são facilmente moldadas utilizando os métodos desta invenção, uma vez que o processamento de rolamento e fundição combinado permite que uma única superfície de moldagem seja continuamente reutilizada numa área de produção pequena. Quando os rolos de gel são fundidos em série seguidos do processamento de rolo a rolo para colocar camadas de fluxo poroso entre camadas de material de gel, a área de produção é ainda mais reduzida, aumentando a capacidade de produção e baixando potencialmente os custos de produção em relação à fundição em série de folhas lisas.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A FIG. 1 de referência ilustra um método de produção de folhas de gel reforçadas com fibra que utiliza uma correia transportadora de rotação contrária. A FIG. 2 ilustra um método de produção de folhas de gel reforçadas com fibra que utiliza uma única correia transportadora de rotação. A FIG. 3 de referência ilustra um método de produção de folhas de gel reforçadas com fibra que utiliza uma correia transportadora de rotação contrária com corte adicional. A FIG. 4 ilustra um método de produção de folhas de gel reforçadas com fibra que utiliza uma única correia transportadora de rotação com corte adicional. A FIG. 5 ilustra o diagrama de fluxo geral da mistura catalisador-sol antes da fundição. A FIG. 6 de referência ilustra uma forma de realização adicional com a distribuição do sol catalisado para um rolo pré-formado, incluindo camadas de separação. A FIG. 7 de referência ilustra uma forma de realização adicional para produzir folhas de gel através da indução de uma zona de gelificação. A FIG. 8 de referência ilustra uma forma de realização adicional para produzir folhas de gel com uma ou mais camadas de separação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A invenção aqui descrita refere-se à produção de materiais de folhas compósitas de mantas flexíveis e monólitos de gel nanoestruturado cheias de solvente. Estes materiais fornecem corpos de aerogel nanoporosos depois de todos os solventes de fase móvel serem extraídos através da utilização de uma extração hipercrítica de solventes (secagem de fluidos supercrítica). Por exemplo, os processos descritos nesta invenção irão oferecer capacidades de produção significativamente melhores para formar folhas de gel monolítico ou artigos compósitos de gel enrolados num fator de forma que irá facilitar a remoção do solvente num procedimento de extração de fluidos 9 supercrítica subsequente. 0 primeiro método dá uma ideia geral de um sistema baseado no transportador que utiliza o fornecimento de uma mistura de sol catalisado de baixa viscosidade numa ponta e um sistema para cortar e transportar folhas monolíticas formadas (aqui definido apenas como matriz sólida de cerâmica ou polímero, sem fibras adicionadas) de material de gel cheio de solvente para um sistema para outro tratamento químico. 0 segundo método descreve um sistema baseado no transportador que utiliza o fornecimento de uma mistura de sol catalisado de baixa viscosidade numa ponta e um sistema para cortar e transportar folhas compósitas de gel reforçadas com fibra e cheias de solvente para um sistema de rolamento (com e sem uma camada de separação de fluxo poroso) para produzir um fator de forma pronto para outro tratamento antes da extração de fluidos supercrítica. Os métodos podem ser utilizados em conjunto com métodos de fornecimento de energia controlado para facilitar o tempo de gelificação e a resistência dos corpos verdes formados. A energia na forma de ultrassom, calor e várias formas de radiação pode ser utilizada para induzir a gelificação a partir de uma mistura de sol preparada, para além dos métodos clássicos de catálise química (tal como numa mudança de um pH de sol estável para um pH que facilite a gelificação).

Os materiais de matriz descritos nesta invenção derivam, de preferência, do processamento sol-gel e são preferencialmente compostos por polímeros (inorgânicos, orgânicos ou híbridos inorgânicos/orgânicos) que definem uma estrutura com poros muito pequenos (na ordem dos mil milionésimos de metro). Os materiais fibrosos adicionados antes do ponto de gelificação do polímero reforçam os materiais de matriz descritos nesta invenção. 0 reforço de fibra preferido é, preferencialmente, uma estrutura fibrosa nobre (enchimento ou rede), mas também pode incluir pequenas microfibras individuais orientadas aleatoriamente 10 e fibras tecidas e não tecidas. Mais particularmente, os reforços de fibra preferidos baseiam-se em fibras orgânicas (por ex. poliéster termoplástico, carbono de alta resistência, aramida, polietileno orientado de alta resistência), inorgânicas de baixa temperatura (vários vidros de óxido de metal, tais como vidro E) ou refratárias (por ex. de sílica, alumina, fosfato de alumínio, silicato de alumínio, etc.) . A espessura ou o diâmetro da fibra utilizada nas formas de realização da presente invenção situa-se entre 0,1 e 1000 mícrones e, preferencialmente, entre 0,1 e 10 mícrones. Noutra forma de realização preferida, as fibras nanoestruturadas com um tamanho de apenas 0,001 mícrones são utilizadas para reforçar o gel. Os exemplos típicos incluem nanofibras de carbono e nanotubos de carbono com diâmetros de apenas 0,001 mícrones. As folhas de gel cheias de solvente que combinam uma fase sólida de cerâmica (por ex. sílica) e de solvente móvel (por ex. etanol) podem ser formadas num transportador através de injeção contínua de uma fase de catalisador numa fase sol e dispersão da mistura catalisada num transportador móvel. Esses materiais poderão ser utilizados no isolamento de transparências, tais como janelas de vidro duplo em edifícios. Uma vez que estes materiais de gel são normalmente duros e inflexíveis quando são compostos por um material de matriz de polímero reticulado ou de cerâmica com solvente intercalado (solvente de gel) na ausência de reforço de fibra, estes materiais necessitam de ser manuseados enquanto são moldados se forem continuamente fundidos. Se o transportador tiver extremidades moldadas que mantêm o volume, o gel pode ser diretamente fundido para a superfície do transportador. Se o transportador tiver moldes colocados na respetiva parte superior, os volumes dos moldes podem ser continuamente cheios com sol recentemente catalisado.

Os materiais adequados para formar aerogeles 11 inorgânicos são os óxidos da maioria dos metais que podem formar óxidos, tais como silício, alumínio, titânio, zircónio, háfnio, ítrio, vanádio e afins. Particularmente preferidos são os geles formados essencialmente a partir de soluções de álcool de ésteres de silicato hidrolisado devido à respetiva rápida disponibilidade e baixo custo (alcogel). Os aerogeles orgânicos podem ser feitos a partir de poliacrilatos, poliestirenos, poliacrilonitrilos, poliuretanos, poliimidas, álcool polifurfurílico, álcool fenol-furfurílico, melamina-formaldeídos, resorcinol-formaldeídos, cresol-formaldeído, fenol-formaldeído, dialdeído de álcool polivinílico, poliisocianuratos, poliacrilamidas, vários epóxis, ágar, agarose e afins (consulte, por exemplo, C. S. Ashley, C. J. Brinker e D. M. Smith, Journal of Non-Crystalline Solids, volume 285, 2001).

Numa forma de realização preferida dos métodos desta invenção, a dissipação de energia através de uma parte do volume de sol é utilizada numa localização específica de um aparelho de transportador para a fundição de gel. Ao controlar a área do sol catalisado que é exposta ao calor ou fluxo específico de radiação (por ex. ultrassónica, de raios X, de feixe de eletrões, ultravioleta, visível, infravermelha, de micro-ondas, de raios gama), é possível induzir um fenómeno de gelificação num determinado ponto de um aparelho de transportador. É vantajoso controlar o tempo do ponto de gelificação relativamente à velocidade do transportador, de modo a que o material tenha tempo suficiente para envelhecer e ser reforçado antes de qualquer manipulação mecânica no limite do aparelho de transportador. Embora a difusão de cadeias de polímero e o crescimento de rede sólida subsequente sejam significativamente abrandados na estrutura de gel viscoso após o ponto de gelificação, a manutenção do líquido de gel original (licor-mãe) durante um período de tempo após a 12 gelificação é essencial para obter um aerogel com as melhores propriedades mecânicas e térmicas. Este período de tempo em gue o gel "envelhece" sem perturbação chama-se "sinérese". As condições de sinérese (tempo, temperatura, pH, concentração sólida) são importantes para a qualidade do produto de aerogel.

Os geles são uma classe de materiais formados ao transportar uma fase de solvente intersticial móvel no interior dos poros de uma estrutura sólida. As estruturas sólidas podem ser compostas por materiais de polímero híbrido inorgânico, orgânico ou inorgânico/orgânico que desenvolvem uma morfologia de poros em relação direta com o método de gelificação, interações de solvente-polímero, velocidade de polimerização e reticulação, teor sólido, teor do catalisador, temperatura e diversos outros fatores. É preferível que os materiais de gel sejam formados a partir de materiais precursores, incluindo vários materiais de reforço com fibra que concedem flexibilidade ao compósito formado, de uma forma contínua ou semicontínua na forma de folhas ou rolos de folhas, de modo a que a fase solvente intersticial possa ser rapidamente removida através da extração de fluidos supercrítica para criar um material de aerogel. Ao manter a fase de solvente acima da pressão e temperatura críticas durante todo ou, no mínimo, no fim do processo de extração de solventes, as forças capilares geradas por evaporação de líquido a partir de poros muito pequenos que provocam o encolhimento e o colapso dos poros não são realizadas. Tipicamente, os aerogeles têm densidades aparentes baixas (cerca de 0,15 g/cc ou menos, preferencialmente cerca de 0,03 a 0,3 g/cc), áreas de superfície muito elevadas (geralmente entre cerca de 300 e 1000 m2/g e mais, preferencialmente cerca de 700 a 1000 m2/g), elevada porosidade (cerca de 90% e mais, preferencialmente mais de cerca de 95%), e um volume de poros relativamente grande (cerca de 3 mL/g, 13 preferencialmente cerca de 3,5 mL/g e mais). A combinação destas propriedades numa estrutura amorfa fornece os valores de condutividade térmica mais baixos (9 a 16 mW/m-K a 37 °C e 1 atmosfera de pressão) para qualquer material sólido coerente.

Os métodos de fundição de material de gel compósito e monolítico descritos na presente invenção compreendem três fases distintas. A primeira é a mistura de todos os componentes constituintes (precursor sólido, dopantes, aditivos) num sol de baixa viscosidade que possa ser distribuído de uma forma contínua. A segunda envolve a distribuição do sol misturado para um molde de transportador móvel. A segunda fase também pode incluir a introdução de calor ou radiação no sol não gelificado numa área definida do aparelho de transportador móvel para induzir a gelificação ou modificar as propriedades do gel, tais como módulos do gel, resistência à tração ou densidade. A terceira fase do processo da invenção envolve o corte do gel e o transporte das folhas de gel monolítico para uma área de pós-processamento ou o corrolamento de um compósito de gel flexível reforçado com fibra com uma camada de fluxo poroso flexível para gerar um fator de forma particularmente preferido do material. Os rolos formados de material compósito de gel e camada de fluxo são particularmente recetivos à remoção de solvente intersticial através da utilização de métodos de processamento supercrítico. Um exemplo de um método de fundição de gel é ilustrado na Figura 1 de referência, que utiliza um processo sol-gel catalisado quimicamente convencional em conjunto com um aparelho de transportador móvel com capacidade de moldagem de rotação contrária. 0 compósito de gel nanoporoso reforçado com fibra pode ser enrolado mecanicamente, com ou sem uma camada de fluxo poroso, conforme ilustrado na Figura 1 de referência. A Figura 2 ilustra o mesmo processo através da utilização de 14 uma correia transportadora móvel com apenas uma única superfície de moldagem (uma correia inferior de rotação contínua com lados moldados). A Figura 4 ilustra como as folhas de gel monolítico, formadas a partir de um sol de polímero (sem estruturas de reforço com fibra adicionadas) podem ser formadas continuamente através de deposição de uma solução de sol catalisado num transportador móvel, e a Figura 3 de referência ilustra o mesmo procedimento, tirando o facto de ser ilustrada uma estratégia de moldagem de transportador de rotação contrária. Os soles utilizados nesta invenção são misturados e preparados, frequentemente através de comistura com um catalisador químico, antes da deposição no transportador móvel, conforme ilustrado no diagrama de blocos da Figura 5. A Figura 6 ilustra um processo relacionado, mas alternativo, no qual um rolo de pré-forma de camada de separação e fibra é infiltrado com um sol e, depois de ocorrer a gelificação inicial, é desenrolado para separar o compósito de gel da camada impermeável e, em seguida, novamente enrolado com uma camada permeável para a preparação para outro processamento químico. A matriz de gel dos materiais precursores preferidos para a presente invenção pode ser orgânica, inorgânica ou uma mistura das mesmas. Os soles podem ser catalisados para induzir a gelificação através de métodos conhecidos pelos peritos na técnica: os exemplos incluem o ajuste do pH e/ou da temperatura de um sol de óxido de metal diluído até a um ponto em que a gelificação ocorre (R. K. Iler, Colloid Chemistry of Sílica and Silicates, 1954, capítulo 6; R. K. Iler, The Chemistry of Sílica, 1979, capítulo 5, C. J. Brinker e G. W. Scherer, Sol-Gel Science, 1990, capítulos 2 e 3) . Os materiais adequados para formar aerogeles inorgânicos são os óxidos da maioria dos metais que podem formar óxidos, tais como silício, alumínio, titânio, zircónio, háfnio, ítrio, vanádio e afins. Particularmente 15 preferidos são os geles formados essencialmente a partir de soluções de álcool de ésteres de silicato hidrolisado devido à respetiva rápida disponibilidade e baixo custo (alcogel). É igualmente bem conhecido dos peritos na técnica gue os aerogeles orgânicos podem ser feitos a partir de materiais de polímero orgânicos, incluindo poliacrilatos, poliestirenos, poliacrilonitrilos, poliuretanos, poliamidas, EPDM e/ou soluções de borracha de polibutadieno, poliimidas, álcool polifurfurílico, álcool fenol-furfurílico, melamina-formaldeídos, resorcinol-formaldeídos, cresol-formaldeído, fenol-formaldeído, dialdeído de álcool polivinílico, poliisocianuratos, poliacrilamidas, vários epóxis, ágar, agarose e afins (consulte, por exemplo, C. S. Ashley, C. J. Brinker e D. M. Smith, Journal of Non-Crystalline Solids, volume 285, 2001). É possível utilizar várias formas de fontes de radiação eletromagnética, acústica ou de partículas para induzir a gelificação de materiais precursores de sol no aparelho de transportador móvel. A literatura contém um número de exemplos em gue o calor, a energia ultrassónica, a luz ultravioleta, a radiação gama, a radiação de feixe de eletrões e afins podem ser expostos a um material de sol para induzir a gelificação. A utilização de dissipação de energia (calor, acústica, radiação) para uma zona fixa do aparelho de transportador, de modo a gue um grupo de sol móvel interaja com um fluxo de energia controlado durante um período de tempo fixo, é vantajosa para controlar as propriedades do gel, bem como do material de aerogel ou xerogel seco. Este processo é ilustrado na Figura 7 de referência.

Geralmente, a via sintética principal para a formação de um aerogel inorgânico é a hidrólise e a condensação de um alcóxido de metal apropriado. Os alcóxidos de metais 16 mais adequados são os que têm cerca de 1 a 6 átomos de carbono, preferencialmente entre 1 e 4 átomos de carbono, em cada qrupo alquilo. Os exemplos específicos desses compostos incluem tetraetoxisilano (TEOS), tetrametoxisilano (TMOS), tetra-n-propoxisilano, isopropóxido de alumínio, sec-butóxido de alumínio, isopropóxido de cério, tert-butóxido de háfnio, isopropóxido de magnésio-alumínio, ítrio, isopro-póxido, isopropóxido de titânio, isopropóxido de zircónio, isopropóxido de zircónio e afins. No caso dos precursores de sílica, estes materiais podem ser parcialmente hidrolisados e estabilizados em pH baixo como polímeros de ésteres de ácido polissilícico, tais como polidietoxisiloxano. Estes materiais estão comercialmente disponíveis em solução de álcool. Os precursores de sílica pré-polimerizados são especialmente preferidos para o processamento de materiais de gel descritos nesta invenção. A indução de gelificação de soles de óxido de metal em soluções de álcool é designada como processo de alcogel nesta divulgação.

Os peritos na técnica compreendem que os materiais de gel formados através da utilização do processo sol-gel podem ser derivados de uma grande variedade de óxidos de metais ou outras espécies de formação de polímeros. É igualmente bem conhecido que os soles podem ser adulterados com sólidos (opacificantes IV, retardadores de sinterização, microfibras) que influenciam as propriedades físicas e mecânicas do produto de gel. As quantidades adequadas desses dopantes variam geralmente entre cerca de 1 e 40% em peso do compósito acabado, preferencialmente de cerca de 2 a 30% através da utilização dos métodos de fundição desta invenção.

As principais variáveis no processo de formação de aerogel inorgânico incluem o tipo de alcóxido, o pH da solução e a relação alcóxido/álcool/água. O controlo das 17 variáveis pode permitir o controlo do crescimento e da agregação das espécies de matriz em toda a transição, desde o estado "sol" até ao estado "gel". Embora as propriedades dos aerogeles resultantes sejam fortemente afetadas pelo pH da solução precursora e a relação molar dos reagentes, qualquer pH e qualquer relação molar que permitam a formação de geles podem ser utilizados na presente invenção.

Geralmente, o solvente é um álcool inferior, ou seja, um álcool com 1 a 6 átomos de carbono, preferencialmente 2 a 4, embora possam ser utilizados outros líquidos, tal como é conhecido na técnica. Os exemplos de outros líquidos úteis incluem, mas não se limitam a: acetato de etilo, acetoacetato de etilo, acetona, metano e afins.

Por uma questão de conveniência, a via de alcogel de formação de compósitos e geles de sílica inorgânicos é utilizada abaixo para ilustrar a forma como criar os precursores utilizados pela invenção, embora não pretenda limitar a presente invenção a qualquer tipo específico de gel. A invenção é aplicável a outras composições de gel.

Em alternativa, podem ser utilizados outros métodos de indução de gel e preparação de sol para criar um artigo de gel precursor através da utilização dos métodos de processamento desta invenção, mas são preferidas as abordagens químicas que consideram a obtenção da densidade mais baixa e/ou dos artigos de isolamento melhores termicamente. Por exemplo, um precursor de óxido de metal básico solúvel na água pode ser neutralizado por um ácido aquoso de uma forma contínua, depositado numa correia transportadora móvel, tal como ilustrado nas Figuras 1 e 2 (de referência), e induzido para criar um hidrogel na correia móvel. 0 silicato de sódio foi muito utilizado como um precursor de hidrogel. Os subprodutos de sal podem ser removidos do precursor de ácido silícico através da troca de iões e/ou da lavagem de geles subsequentemente formados 18 com água após a formação e a manipulação mecânica do gel.

Após a identificação do material de gel a ser preparado através da utilização dos métodos desta invenção, é preparada uma solução de alcóxido de metal-álcool adeguada. A preparação de soluções de formação de aerogel é bem conhecida na técnica. Consulte, por exemplo, S.J. Teichner et al., Inorganic Oxide Aerogel, Advances in Colloid and Interface Science, Vol. 5, 1976, págs. 245 a 273, e L.D. LeMay, et al., Low-Density Microcellular Materials, MRS Bulletin, Vol. 15, 1990, pág. 19. Para a produção de compósitos de gel de sílica reforçados com fibra e monólitos de gel de sílica úteis no fabrico de materiais de aerogel de sílica, os ingredientes normalmente preferidos são tetraetoxisilano (TEOS), água e etanol (EtOH). A relação preferida de TEOS com água é de cerca de 0,2 a 0,5:1, a relação preferida de TEOS com EtOH é de cerca de 0,02 a 0,5:1, e o pH preferido é de cerca de 2 a 9. O pH natural de uma solução dos ingredientes é de cerca de 5. Embora possa ser utilizado gualguer ácido para obter uma solução de pH inferior, HC1, H2S04 ou HF são atualmente os ácidos preferidos. Para gerar um pH superior, NH40H é a base preferida.

Para efeitos desta patente, um enchimento nobre é definido como um material fibroso gue mostra as propriedades de massa e alguma resiliência (com ou sem recuperação total da massa) . A forma preferida é uma rede macia deste material. A utilização de um material de reforço de enchimento nobre minimiza o volume de aerogel não suportado, ao mesmo tempo gue evita a degradação substancial do desempenho térmico do aerogel. O enchimento refere-se preferencialmente a camadas ou folhas de um material fibroso, utilizado habitualmente para o forro de colchas, para o estofamento ou embalagem ou como uma manta de isolamento térmico.

Os materiais de enchimento com alguma resistência à 19 tração são vantajosos para a introdução no sistema de fundição do transportador, mas não são necessários. Os mecanismos de transferência de carga podem ser utilizados no processo para introduzir materiais de enchimento delicados na região do transportador antes da infiltração com o fluxo de sol preparado.

Os materiais fibrosos adeguados para formar o enchimento nobre e as camadas de resistência à tração orientadas para x-y incluem qualquer material de formação de fibras. Os materiais particularmente adequados incluem: fibra de vidro, quartzo, poliéster (PET) , polietileno, polipropileno, polibenzimidazol (PBI), polifenilenobenzo-bisoxasol (PBO), polieteretercetona (PEEK), poliarilato, poliacrilato, politetrafluoretileno (PTFE), poli-metafenilenodiamina (Nomex), poli-parafenileno-tereftalamida (Kevlar), polietileno de peso molecular ultraelevado (UHMWPE) , por ex. SpectraTM, resinas novoloid (Kynol), poliacrilonitrila (PAN), PAN/carbono e fibras de carbono. A FIG. 1 de referência ilustra um método que produz folhas de gel reforçadas com fibra de uma forma continua ou semicontinua que utiliza um sistema de mistura de catalisador e distribuição de sol e um aparelho de molde de correia transportadora de rotação contrária. As folhas compósitas de gel podem ser produzidas na forma de rolos se forem enroladas mecanicamente na ponta da correia. Os números internos da figura correspondem ao seguinte: 11 corresponde a uma solução precursora de sol estável, 12 corresponde a um catalisador para induzir a gelificação do sol quando adicionado numa quantidade adequada em condições controladas, 13 indica as posições de controlo de fluxo, 14 corresponde a um misturador estático, 15 corresponde à posição no sistema de mistura de fluidos, em que o sol foi misturado cuidadosamente com o catalisador, 16 corresponde a um dispositivo raspador/de lubrificação (opcional), 17 20 corresponde a um material de enchimento fibroso (pode ser fornecido em folhas ou rolos distintos que são introduzidos na unidade), 18 indica duas unidades de correia de rotação contrária que formam superfícies de moldagem em cujo comprimento ocorre a gelificação antes da unidade de rolamento indicada por 19. A FIG. 2 ilustra um método que produz folhas de gel reforçadas com fibra de uma forma contínua ou semicontínua que utiliza um sistema de mistura de catalisador e distribuição de sol e um aparelho de molde de correia transportadora única. As folhas compósitas de gel podem ser produzidas na forma de rolos se forem enroladas mecanicamente na ponta da correia. Os números internos da figura correspondem ao seguinte: 21 corresponde a uma solução precursora de sol estável, 22 corresponde a um catalisador para induzir a gelificação do sol quando adicionado numa quantidade adequada em condições controladas, 23 indica posições de controlo de fluxo, 24 corresponde a um misturador estático, 25 corresponde à posição no sistema de mistura de fluidos, em que o sol foi misturado cuidadosamente com o catalisador, 26 corresponde a um dispositivo raspador/de lubrificação (opcional), 27 corresponde a um material de enchimento fibroso (pode ser fornecido em folhas ou rolos distintos que são introduzidos na unidade), 28 indica uma unidade de correia transportadora que forma uma superfície de moldagem em cujo comprimento ocorre a gelificação antes da unidade de rolamento indicada por 29. A FIG. 3 de referência ilustra um método que produz folhas de gel de uma forma contínua ou semicontínua que utiliza um sistema de mistura de catalisador e distribuição de sol e um aparelho de molde de correia transportadora de rotação contrária. Os números internos da figura correspondem ao seguinte: 30 corresponde a uma solução precursora de sol estável, 31 corresponde a um catalisador 21 para induzir a gelificação do sol quando adicionado numa quantidade adequada em condições controladas, 32 indica posições de controlo de fluxo, 33 corresponde a um misturador estático, 34 e 35 correspondem a duas unidades de correia de rotação contrária que formam superfícies de moldagem em cujo comprimento ocorre a gelificação antes da unidade de corte das folhas de gel indicada por 36. As folhas de gel distintas (37) estão então prontas para outro processamento. A FIG. 4 ilustra um método que produz folhas de gel de uma forma contínua ou semicontínua que utiliza um sistema de mistura de catalisador e distribuição de sol e um aparelho de molde de correia transportadora. Os números internos da figura correspondem ao seguinte: 40 corresponde a uma solução precursora de sol estável, 41 corresponde a um catalisador para induzir a gelificação do sol quando adicionado numa quantidade adequada em condições controladas, 42 indica posições de controlo de fluxo, 43 corresponde a um misturador estático, 44 corresponde a um molde de correia transportadora em cujo comprimento ocorre a gelificação antes da unidade de corte das folhas de gel indicada por 45. As folhas de gel distintas (46) estão então prontas para outro processamento. A FIG. 5 ilustra o diagrama de fluxo geral para misturar um sol e um catalisador numa zona de mistura antes da fundição (deposição) a uma velocidade controlada num aparelho de transportador de uma forma contínua. A FIG. 6 de referência ilustra um método de fundição alternativo que envolve um rolo de pré-forma de camada de separação e fibra (60) num recipiente (61) que é infiltrado com um sol (62) e, depois de ocorrer a gelificação inicial (63), é desenrolado (64) para separar o compósito de gel da camada impermeável (65) e, em seguida, é novamente enrolado com uma camada permeável (66) para formar um rolo de camada de fluxo/compósito de gel (67) para a preparação para outro 22 processamento químico. Em alternativa, o rolo de pré-forma infiltrado de sol pode ser diretamente seco com a camada de separação presente no mesmo e desenrolado. A FIG. 7 de referência ilustra um método que produz folhas de gel reforçadas com fibra de uma forma contínua ou semicontínua que utiliza um sistema de distribuição de sol e um aparelho de molde de correia transportadora única. A gelificação é induzida numa zona desenhada do aparelho de transportador através da exposição do sol ao calor ou à radiação. Os números internos da figura correspondem ao seguinte: 70 corresponde a uma solução precursora de sol estável, 71 corresponde a um catalisador para induzir a gelificação do sol quando adicionado numa quantidade adequada em condições controladas, 72 indica posições de controlo de fluxo, 73 corresponde a um misturador estático, 74 corresponde à posição no sistema de mistura de fluidos, em que o sol foi misturado cuidadosamente com o catalisador, 75 corresponde a um material de enchimento fibroso (pode ser fornecido em folhas ou rolos distintos que são introduzidos na unidade), 76 corresponde a um dispositivo que dissipa energia para o sol ou gel para alterar as respetivas propriedades (por ex. através da indução da reticulação), 77 indica uma unidade de correia transportadora que forma uma superfície de moldagem em cujo comprimento ocorre a gelificação antes da unidade de rolamento indicada por 78. A FIG. 8 de referência ilustra outra forma de realização da presente invenção, em que o sol é distribuído para uma correia transportadora, podendo gelificar à medida que a correia transportadora percorre uma distância específica (correspondente a um tempo de permanência especificado), e enrolado num mandril. Enquanto a folha de gel é enrolada, uma camada de separação permeável é coenrolada com a folha de gel, de modo a que quaisquer duas camadas das folhas de gel sejam separadas pela camada de 23 separação. Opcionalmente, este separador pode ser impermeável. A unidade de folhas de gel enroladas é ainda seca num secador supercritico. A camada de separação fornece cursos de fluxo eficazes durante a extração/secagem supercritica. Se for utilizada a camada de separação impermeável, esta canaliza o fluxo do fluido de extração na direção axial. Se for utilizada a camada de separação permeável, é igualmente obtido um padrão de fluxo radial adicional. Dependendo dos requisitos resultantes da composição da folha de gel, é utilizada a camada de separação impermeável ou permeável para fornecer os padrões de fluxo necessários no extrator/secador supercritico.

Mais detalhes e explicações da presente invenção podem ser encontrados nos seguintes exemplos específicos, que descrevem o fabrico dos compósitos de aerogel densificados mecanicamente de acordo com a presente invenção e os resultados de teste gerados a partir da mesma. Todas as partes e percentagens são apresentadas em peso, salvo especificado em contrário.

Exemplo 1

Vinte galões (75,7 () de sol de sílica produzidos por hidrólise de uma solução de 20% de TEOS em etanol (com pH 2 à temperatura ambiente durante 24 horas) são introduzidos num recetáculo de aço inoxidável equipado com um tubo inferior ligado à bomba de fluidos e ao fluxómetro. Um recipiente separado equipado igualmente com um tubo inferior, uma bomba e um fluxómetro é cheio com um excedente de etanol amoniacal (1%). Os dois fluidos separados são combinados numa relação fixa mediante a utilização dos fluxómetros por intermédio de um misturador estático e depositados através de uma torneira de distribuição numa superfície de transportador móvel plana. A correia transportadora tem extremidades flexíveis soldadas à superfície (neste exemplo, é utilizado o espaçamento de 38" (96,5 cm), mas pode ter praticamente 24 qualquer largura prática) , de modo a que o sol distribuído fique contido no volume. Um cilindro de pressão em contacto com a superfície frontal da correia transportadora móvel impede a contradifusão do sol de baixa viscosidade. A velocidade da correia é ajustada, de modo a que a parte da frente da gelificação no sol misturado (definida como a posição fixa ao longo da mesa do transportador em que o sol deixa de fluir livremente, adquirindo uma qualidade semelhante a borracha) apareça a meio do comprimento da mesa. É preferível uma relação do tempo de gelificação com o tempo de sinérese de 1:1, mas pode variar entre 2:1 e 1:5 sem problemas. À medida que o sol gelifiçado alcança a ponta da mesa, cada placa de gel de sílica é cortada consoante o tamanho pretendido pela largura e transferida numa placa de suporte de carga para um banho de álcool para outro processamento.

Exemplo 2

Vinte galões (75,7 l) de sol de sílica produzidos por hidrólise de uma solução de 20% de TEOS em etanol (com pH 2 à temperatura ambiente durante 24 horas) são introduzidos num recetáculo de aço inoxidável equipado com um tubo inferior ligado à bomba de fluidos e ao fluxómetro. Um recipiente separado equipado igualmente com um tubo inferior, uma bomba e um fluxómetro é cheio com um excedente de etanol amoniacal (1%) . Os dois fluidos separados são combinados numa relação fixa mediante a utilização dos fluxómetros por intermédio de um misturador estático e depositados através de uma torneira de distribuição numa superfície de transportador móvel plana (largura de 38" (96,5 cm) entre as extremidades flexíveis). Um rolo de enchimento de poliéster (38 polegadas (96,5 cm) de largura) com uma espessura de, aproximadamente, 0,5" (1,27 cm) é introduzido no sistema de transportador na mesma velocidade linear da correia. Um cilindro de pressão em contacto com a superfície frontal da correia 25 transportadora móvel impede a contradifusão do sol de baixa viscosidade, e outro cilindro de pressão em frente do ponto de deposição do sol é utilizado para ajudar a infiltração do sol no material de enchimento. A velocidade da correia é ajustada, de modo a que a parte da frente da gelificação no sol misturado (definida como a posição fixa ao longo da mesa do transportador em que o sol deixa de fluir livremente, adquirindo uma qualidade semelhante a borracha) apareça a meio do comprimento da mesa. É preferível uma relação do tempo de gelificação com o tempo de sinérese de 1:1 para materiais de gel flexível, mas pode variar entre 2:1 e 1:2 sem problemas. À medida que o sol gelifiçado alcança a ponta da mesa, o compósito de gel flexível é enrolado em direção a um mandril cilíndrico. Uma malha de polietileno perfurada é utilizada para manter a tensão do rolo à medida que o mesmo é formado. 0 rolo está então pronto para outro processamento químico e pode ser transferido mediante a utilização do mandril como um instrumento de suporte de carga.

Exemplo 3

Vinte galões (75,7 () de sol de sílica produzidos por hidrólise de uma solução de 20% de TEOS em etanol (com pH 2 à temperatura ambiente durante 24 horas) são introduzidos num recetáculo de aço inoxidável equipado com um tubo inferior ligado à bomba de fluidos e ao fluxómetro. 0 sol de sílica é bombeado a uma velocidade fixa por intermédio de uma torneira de distribuição para uma superfície de transportador móvel plana (largura de 38" (96,5 cm) entre as extremidades flexíveis) . Um rolo de enchimento de poliéster (38 polegadas (96,5 cm) de largura) com uma espessura de, aproximadamente, 0,5" (1,27 cm) é introduzido no sistema de transportador à mesma velocidade linear da correia, antes do ponto de deposição do sol. Um cilindro de pressão em contacto com a superfície frontal da correia transportadora móvel impede a contradifusão do sol de baixa 26 viscosidade, e outro cilindro de pressão em frente do ponto de deposição do sol é utilizado para ajudar a infiltração do sol no material de enchimento. As séries de transdutores de ultrassom unidas à parte inferior da correia através de um gel lubrificante são dispostas no ponto intermediário do aparelho de transportador. A velocidade da correia e a frequência e potência ultrassónicas são ajustadas, de modo a que a parte da frente da gelificação no sol misturado apareça aproximadamente a meio do comprimento da mesa. À medida que o sol gelificado alcança a ponta da mesa, o compósito de gel flexível é enrolado em direção a um mandril cilíndrico. Uma malha de polietileno perfurada é utilizada para manter a tensão do rolo à medida que o mesmo é formado. 0 rolo está então pronto para outro processamento químico e pode ser transferido mediante a utilização do mandril como um instrumento de suporte de carga.

Exemplo 4

Vinte galões (75,7 i) de sol de sílica produzidos por hidrólise de uma solução de 20% de tetrametilortosilicato (TMOS) em metanol (com pH 2 à temperatura ambiente durante 4 horas) são introduzidos num recetáculo de aço inoxidável equipado com um tubo inferior ligado à bomba de fluidos e ao fluxómetro. Um recipiente separado equipado igualmente com um tubo inferior, uma bomba e um fluxómetro é cheio com um excedente de metanol amoniacal (1%) . Os dois fluidos separados são combinados numa relação fixa mediante a utilização dos fluxómetros por intermédio de um misturador estático e depositados através de uma torneira de distribuição numa superfície de transportador móvel plana. O sol de sílica é bombeado a uma velocidade fixa por intermédio de uma torneira de distribuição para uma superfície de transportador móvel plana (largura de 38" (96,5 cm) entre as extremidades flexíveis). Um cilindro de pressão em contacto com a superfície frontal da correia 27 transportadora móvel impede a contradifusão do sol de baixa viscosidade. A velocidade da correia transportadora e a velocidade de fluxo de deposição do sol são correspondentes, de modo a que a parte da frente da gelificação para a folha de gel de sílica (monolítico) ocorra aproximadamente a meio do comprimento do transportador. A velocidade da correia é mantida constante durante o processo para garantir que a relação do tempo de sinérese e o tempo de gelificação é de, aproximadamente, 1:1. À medida que a folha de gel de sílica envelhecida alcança um comprimento preferido para além da ponta da correia transportadora (numa superfície de suporte para impedir o fracionamento da estrutura de gel delicada), é encaixado um aparelho de corte para separar a peça individual do gel continuamente móvel. A nova folha de gel é movida em direção a uma placa de suporte de carga e removida para outra área para outro tratamento. Esta ação é repetida até todo o sol ser depositado na mesa. Este processo pode ser executado continuamente desde que o sol formulado de forma apropriada seja inserido no aparelho de deposição.

Exemplo 5 de referência

Vinte galões (75,7 i) de sol de sílica produzidos por hidrólise de uma solução de 20% de TEOS em etanol (com pH 2 à temperatura ambiente durante 24 horas) são introduzidos num recetáculo de aço inoxidável equipado com um tubo inferior ligado à bomba de fluidos e ao fluxómetro. O etanol amoniacal (1%) é adicionado com agitação a uma velocidade que mantém uma temperatura quase constante até o pH do sol atingir um valor entre 4 e 7. O sol com pH ajustado ("catalisado") é depositado num recipiente através de um rolo de enchimento de poliéster (38 polegadas (96,5 de largura) com uma espessura de, aproximadamente, 0,5 (1,27 cm) que foi enrolado num mandril de aço inoxidável com uma camada de separação de polietileno. A deposição é 28 realizada de uma forma que impede a formação excessiva de bolhas de ar no volume da fibra, e pode beneficiar da utilização das técnicas de moldagem de transferência de resina ou técnicas de infiltração a vácuo conhecidas dos peritos na técnica. Depois de a gelificação ocorrer, o rolo de gel é desenrolado antes do endurecimento excessivo (é preferível uma relação do tempo de gelificação com o tempo de sinérese de mais de 1:1), em que a camada de plástico impermeável é removida e o gel flexível é novamente enrolado com uma camada de fluxo permeável com tensão apropriada para dentro de uma caixa separada (Figura 6). 0 rolo gelificado está então pronto para outro envelhecimento e processamento químico antes da secagem supercrítica.

Na descrição das formas de realização da invenção, é utilizada terminologia específica por uma questão de clareza. Para efeitos da descrição, cada termo específico pretende, pelo menos, incluir todos os equivalentes técnicos e funcionais que funcionam de um modo semelhante para obter uma finalidade semelhante. Além disso, nos casos em que uma forma de realização específica da invenção inclui uma diversidade de elementos de sistema ou etapas de método, esses elementos ou etapas podem ser substituídos por um único elemento ou uma única etapa; do mesmo modo, um único elemento ou uma única etapa pode ser substituído por uma diversidade de elementos ou etapas que sirvam a mesma finalidade. Além do mais, embora esta invenção tenha sido ilustrada e descrita com referências a formas de realização específicas da mesma, os peritos na técnica irão compreender que é possível efetuar várias outras alterações na forma e nos detalhes sem sair do âmbito da invenção. 29

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente referidos na descrição • US 6068882 A, Ryu [0006] • US 5306555 A, Ramamurthi [0006] • US 6187250 BI [0007] • US 5089188 A [0008] • US 4801476 A [0009] • US 6527920 BI [0010] • US 6241928 BI [0011] • US 5674663 A [0012] • FR 2441789 [0013]

Literatura não relacionada com patentes referida na descrição • R. K. ILER. Colloid Chemistry of Silica and Silicates. 1954 [0005] [0033] • R. K. ILER. The Chemistry of Silica. 1979 [0005] [0033] • C. J. BRINKER ; G. W. SCHERER. Sol-Gel Science. 1990 [0005] [0033] • C. S. ASHLEY ; C. J. BRINKER ; D. M. SMITH. Journal of Non-Crystalline Solids, 2001, vol. 285 [0029] [0034] • S.J. TEICHNER et al. Inorganic Oxide Aerogel. Advances in Colloid and Interface Science, 1976, vol. 5, 245-273 [0042] • Low-Density Microcellular Materials. L.D. LEMAY et al. MRS Bulletin. 1990, vol. 15, 19 [0042]

Claims (4)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um processo para a fundição de forma contínua de material de folhas de gel cheias de solvente, caracterizado por compreender: a combinação de forma contínua de um sol e um agente de indução de gel para formar um sol catalisado; a formaçao de uma folha de gel através da distribuição do sol catalisado para um elemento móvel a uma velocidade predeterminada eficaz para permitir a ocorrência da gelificação do sol catalisado no elemento móvel, em que o elemento móvel é uma correia transportadora com apenas uma única superfície de moldagem; e a introdução de material de acabamento ou enchimento fibroso no elemento móvel para a combinação com o sol catalisado antes da gelificação. 2. 0 processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por o sol compreender um material selecionado a partir do grupo que consiste em materiais inorgânicos, materiais orgânicos e uma combinação dos materiais inorgânicos e dos materiais orgânicos. 3. 0 processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por o elemento móvel incluir extremidades. 4. 0 processo de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por os materiais inorgânicos serem selecionados a partir do grupo que consiste em zircónia, ítria, háfnia, alumina, titânia, céria e sílica, óxido de magnésio, óxido de cálcio, fluoreto de magnésio, fluoreto de cálcio e combinações dos mesmos. 2 5. 0 processo de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por os materiais orgânicos serem selecionados a partir do grupo que consiste em poliacrilatos, poliolefinas, poliestirenos, poliacrilonitrilos, poliuretanos, poliimidas, álcool polifurfurílico, álcool fenol-furfurilico, melamina-formaldeídos, resorcinol-formaldeídos, cresol-formaldeido, fenol-formaldeído, dialdeido de álcool polivinilico, poliisocianuratos, poliacrilamidas, vários epóxis, ágar, agarose e combinações dos mesmos. 6. 0 processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por o material de acabamento ou enchimento fibroso incluir fibras selecionadas a partir do grupo que consiste em materiais inorgânicos, materiais orgânicos e uma combinação dos materiais orgânicos. 7. 0 processo de acordo caracterizado por o material fibroso incluir fibras com um de 0,1 pm e 1000 pm.

8. O processo de acordo caracterizado por o material fibroso incluir fibras com um de 0,001 pm e 10 pm. inorgânicos e os materiais com a Reivindicação 1, de acabamento ou enchimento diâmetro situado entre cerca com a Reivindicação 1, de acabamento ou enchimento diâmetro situado entre cerca

9. O processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda a etapa de: distribuição das fibras frisadas por toda a folha de gel.

10. O processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por compreender a indução da gelificação no 3 elemento móvel através de um processo selecionado a partir do grupo que consiste (a) num processo químico, e (b) na dissipação de uma quantidade predeterminada de energia a partir de uma fonte de energia para uma área transversal do sol. 11. 0 processo de acordo com a Reivindicação 10, caracterizado por a fonte de energia ser selecionada a partir do grupo que consiste numa fonte de energia eletromagnética, uma fonte de energia infravermelha, uma fonte de energia de raios X, uma fonte de energia de micro- ondas, uma fonte de energia de raios gama , uma fonte de energia acústica, uma . fonte de energia de ultrassom, uma fonte de energia de feixe de partículas, uma fonte de energia de feixe de eletrões, uma fonte de energia de partículas beta, uma fonte de energia de partículas alfa e combinações das mesmas.