BRPI0711781B1

BRPI0711781B1 - esteira de montagem multicamadas adaptada operacionalmente para uso na montagem de um elemento de controle de poluição em um dispositivo de controle de poluição e dispositivo de controle de poluição

Info

Publication number: BRPI0711781B1
Application number: BRPI0711781A
Authority: BR
Inventors: T Dietz Peter
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2019-02-05
Also published as: EP2038523A2; CN101460717B; KR20090025215A; ZA200810851B; EP2363582A1; CA2653652A1; PL2038523T3; EP2038523B1; WO2007143437A3; US20090304560A1; BRPI0711781A2; JP5215296B2; JP2009539031A; WO2007143437A2; EP2363582B1; US8277925B2; CN101460717A; KR101489005B1

Abstract

esteira de montagem multicamadas. trata-se de uma esteira de montagem multicamadas adaptada operacionalmente para uso na montagem de um elemento de controle de poluição em um dispositivo de controle de poluição que compreende uma primeira camada, uma segunda camada, e um adesivo disposto entre as mesmas para ligar uma superfície principal da primeira camada a uma superfície principal da segunda camada, sendo que o adesivo compreende pelo menos um tipo de partículas coloidais inorgânicas tendo um diâmetro médio menor que cerca de 300 nm e um sal inorgânico solúvel em água.

Description

ESTEIRA DE MONTAGEM MULTICAMADAS ADAPTADA OPERACIONALMENTE PARA USO NA MONTAGEM DE UM ELEMENTO DE CONTROLE DE POLUIÇÃO EM UM DISPOSITIVO DE CONTROLE DE POLUIÇÃO E DISPOSITIVO DE CONTROLE DE POLUIÇÃO

Referência Remissiva a Pedido de Depósito Correlato [001]Este pedido reivindica a prioridade de pedido provisório número de série US 60/803.664, depositado em 1° de junho de 2006, cuja descrição está aqui incorporada a título de referência em sua totalidade.

Campo da Invenção [002]Esta invenção refere-se a esteiras de montagem multicamadas adaptadas de modo operacional para uso na montagem de um elemento de controle de poluição (por exemplo, carreadores de catalisador, elementos filtrantes, e combinações dos mesmos) em um dispositivo de controle de poluição (por exemplo, conversores catalíticos, filtros de exaustão), a métodos de fabricação das esteiras de montagem, e a dispositivos de controle de poluição que compreendem as esteiras de montagem.

Antecedentes [003]Os dispositivos de controle de poluição são universalmente empregados em veículos automotores para controlar a poluição atmosférica. Dois tipos de dispositivos que são usados atualmente em larga escala são conversores catalíticos e filtros de partículas de diesel. Os conversores catalíticos contêm um catalisador, que é tipicamente revestido por uma estrutura monolítica no conversor. O catalisador oxida o monóxido de carbono e hidrocarbonetos e reduz os óxidos de nitrogênio a gases de escape de automóveis para controlar a poluição atmosférica. Os filtros de particulados de diesel são filtros de fluxo de parede, que têm estruturas monolíticas em forma de colméia, produzidas tipicamente a partir de materiais cerâmicos porosos cristalinos.

[004]No estado da construção da técnica desses dispositivos de controle de poluição, cada dispositivo tem, tipicamente, um compartimento de metal que inclui, dentro do mesmo, uma estrutura monolítica ou elemento que pode ser metal ou cerâmica e é mais comumente a cerâmica. O monólito cerâmico tem geralmente paredes muito delgadas fornecendo uma grande quantidade de área superficial, tornando-se assim frágil e suscetível à ruptura. Esse tem, também, um coeficiente de expansão térmica geralmente em uma ordem de magnitude menor que o compartimento de metal (geralmente, aço inoxidável) onde esse está contido. Para evitar danos ao monólito cerâmico provocados por impactos e vibração das estradas, compensar a diferença de expansão térmica e evitar que os gases de escape passem entre o monólito e o compartimento de metal, são tipicamente colocados materiais de embalagem protetores (por exemplo, esteiras de montagem de cerâmica) entre o monólito cerâmico e o compartimento de metal.

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2/35 [005]O processo para colocar ou inserir o material de embalagem protetor inclui processos como embrulhar o monólito com um material laminar (ou seja, uma esteira de montagem) e inserir o monólito embrulhado no compartimento.

[006]Tipicamente, os materiais usados para formar esteiras de montagem incluem fibras cerâmicas refratárias que fornecem propriedades como durabilidade em alta temperatura, bom manuseio, resiliência, flexibilidade e resistência. Um material intumescente também pode ser usado para permitir que a esteira de montagem se expanda volumetricamente mediante temperaturas elevadas. Tal expansão ajuda a manter o monólito no lugar durante o uso.

[007]Geralmente, as esteiras de montagem são formadas pela consolidação de duas ou mais camadas de material protetor. Por exemplo, as camadas que serão ligadas podem ser camada intumescente a camada intumescente, camada intumescente a camada não-intumescente ou camada não-intumescente a camada não-intumescente, dependendo das características de desempenho desejadas. Historicamente, as camadas foram ligadas uma à outra utilizando um adesivo orgânico, que é tipicamente um adesivo sensível à pressão ou uma película adesiva termofusível. Em geral, o processo para ligar as camadas utilizando um adesivo termofusível foi executado da seguinte forma. Primeiro, a película adesiva orgânica é posicionada entre as duas camadas da esteira. Depois, a esteira é aquecida para amolecer o adesivo orgânico e é passado através de um estrangulamento para juntar as camadas. A esteira é então permitida para se resfriar.

Sumário [008]Admite-se que há algumas desvantagens de se utilizar um adesivo termofusível orgânico para ligar as camadas de uma esteira de montagem multicamadas umas às outras.

[009]Por exemplo, como o adesivo é orgânico, ele se decompõe quando exposto a temperaturas relativamente altas (por exemplo, temperaturas maiores que cerca de 200°C) e pode emitir odores desagradáveis. O odor mais perceptível ocorre tipicamente durante os primeiros minutos de utilização do dispositivo de controle de poluição quando a esteira de montagem é exposta pela primeira vez a gases quentes de escape. Os gases quentes de escape queimam o adesivo orgânico produzindo um odor tóxico que pode ser irritante para os trabalhadores de linhas de montagem automotivas.

[0010]Outra desvantagem potencial de se utilizar um adesivo termofusível orgânico para ligar as camadas de uma esteira de montagem multicamadas umas às outras é que quando o adesivo orgânico se decompõe devido à exposição a altas temperaturas, a decomposição resulta em uma perda de massa e volume, que pode reduzir o desempenho de retenção da esteira de montagem.

[0011]Uma terceira desvantagem potencial de se utilizar um adesivo termofusível

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3/35 orgânico para ligar as camadas de uma esteira de montagem multicamadas umas às outras é que pode ocorrer a degradação térmica do adesivo orgânico, que faz com que o adesivo endureça e perca a resiliência, se a temperatura de aplicação do dispositivo de controle de poluição for relativamente baixa (por exemplo, menor que cerca de 300°C).

[0012]Devido a estas desvantagens potenciais, reconhece-se que existe, na técnica, a necessidade de esteiras de montagem multicamadas coladas umas às outras por adesivo inorgânico.

[0013]Resumidamente, a presente invenção fornece uma esteira de montagem multicamadas adaptada operacionalmente (isto é, tendo uma dimensão, uma composição e um design) para utilização na montagem de um elemento de controle de poluição em um dispositivo de controle de poluição. A esteira compreende uma primeira camada, uma segunda camada e um adesivo disposto entre as mesmas para ligar uma superfície principal da dita primeira camada a uma superfície principal da dita segunda camada, sendo que o dito adesivo compreende ao menos um tipo de partículas coloidais inorgânicas com diâmetro médio menor que cerca de 300 nm e um sal inorgânico solúvel em água.

[0014]As camadas das esteiras de montagem da presente invenção são ligadas uma à outra por um adesivo inorgânico. Portanto, as desvantagens associadas ao uso de um adesivo orgânico discutidas acima podem ser eliminadas. Além disso, a etapa de aquecer a esteira para amolecer o adesivo antes de comprimir as camadas umas às outras (por exemplo, passando a esteira através de um estrangulamento) não é mais necessária quando se usa um adesivo inorgânico.

[0015]Em outro aspecto, a presente invenção fornece um dispositivo de controle de poluição que compreende um compartimento, um elemento de controle de poluição disposto no compartimento e uma esteira de montagem multicamadas de acordo com a presente invenção posicionada entre o elemento de controle de poluição e o compartimento.

[0016]Em ainda um outro aspecto, a presente invenção fornece um método para a produção de uma esteira de montagem multicamadas. O método compreende: (a) aplicar um adesivo que compreende ao menos uma das partículas coloidais inorgânicas com um diâmetro médio menor que cerca de 300 nm ou um sal inorgânico solúvel em água a uma superfície principal da primeira camada da esteira de montagem, e (b) comprimir uma superfície principal de uma segunda camada da esteira de montagem com a superfície revestida com adesivo da primeira camada de montagem para formar uma esteira de montagem multicamadas.

Descrição Detalhada

Camadas da Esteira [0017]As esteiras de montagem multicamadas da invenção incluem pelo menos duas camadas de esteira ligadas uma à outra por um adesivo. As camadas podem ser produ

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4/35 zidas a partir de vários materiais, inclusive materiais intumescentes e materiais nãointumescentes.

[0018]Para uso na presente invenção, não-intumescente refere-se ao material que exibe menos que cerca de 10 por cento de expansão livre em espessura quando aquecido a temperaturas de cerca de 800°C a cerca de 900°C. A expansão livre refere-se à quantidade de expansão no eixo Z a que o material se submete quando aquecido sem restrições. Para uso na presente invenção, intumescente refere-se a um material que pode exibir ao menos cerca de 10 por cento de expansão livre em espessura sob as mesmas condições.

[0019]Os materiais laminares intumescentes podem ser produzidos a partir de vermiculita não-expandida, hidrobiotita ou mica fluoro-tetrassilícica dilatável em água que utiliza aglutinantes orgânicos e/ou inorgânicos para fornecer um grau desejado de resistência a úmido (consulte, por exemplo, patente US. n° 3.916.057). O material laminar pode ser produzido na espessura desejada por meio de técnicas de fabricação de papel.

[0020]Os aglutinantes inorgânicos adequados podem incluir, por exemplo, mica fluoro-tetrassilícica sob a forma inalterada dilatável em água ou após a floculação como o sal alterado por um cátion di ou polivalente bem como materiais fibrosos. Os aglutinantes orgânicos podem incluir pequenas quantidades de vários polímeros e elastômeros, geralmente adicionados em forma de látex, como por exemplo, natural ou sintética.

[0021]O material laminar pode ser formado por técnicas de fabricação de papel padrão conforme descrito, por exemplo, na patente US. n° 3.458.329 com relação a papéis conversíveis em cerâmica. De 30 a 85%, em peso, de material intumescente, de preferência, flocos beneficiados não-expandidos de minério de vermiculita, hidrobiotita ou mica tipo flúor tetrassilícica sintética dilatável em água podem ser incorporados na lâmina separadamente ou em uma combinação de qualquer um dos três materiais. Os agentes de reforço (de 0 a 60%, porém, de preferência de 5 a cerca de 60%), como crisótilo, fibras de vidro macias, filamentos refratários inclusive fibras de zircônia-sílica conforme descrito na patente US n° 3.709.706, alumina whiskers cristalina e fibras de alumino silicato (disponíveis comercialmente sob os nomes comerciais de Fiberfrax™ e Kaowool™) ou filamentos de metal podem ser incorporados para fornecer integridade ao material laminar no estado cru bem como no material laminar intumescente acabado e na lâmina esfoliada. De 10 a 70%, em peso, de aglutinante inorgânico são usados na preparação do material laminar intumescente como microflocos de mica sintética dilatável em água (consulte, por exemplo, patente US. n° 3.001.571), montmorilonita (bentonita, hectorita ou saponita) ou caulinita (argila bola). A mica sintética, que também pode ser incluída como um componente para outras propriedades, tem uma capacidade suficiente de se encaixar ou se conformar às outras partículas que estão presentes que também podem servir na segunda capacidade como aglutinante inorgânico.

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5/35 [0022]Quando a mica sintética for utilizada como um aglutinante, a solução é preparada a partir de mica fluoro tetrassílica sintética inalterada ou uma suspensão de mica sintética alterada pode, também ser usada. As concentrações podem ser variadas entre amplas gamas a até 20%, em peso, ou mais. A mica fluoro tetrassilícica sintética pode ser usada como um aglutinante em uma das duas outras formas. Se a mica inalterada for usada (ou seja, geralmente a forma de sódio ou lítio), a floculação é iniciada pela adição de sais de cátions divalentes ou trivalentes, como soluções aquosas de Ba(NO3)2, BaCl2, Al2 (SO4)3, Al(NO3)3. Por outro lado, se a mica alterada (por exemplo, Ba++, K+, Ca++, Mg++, Sr++, Pb++, Al+++, etc.) for usada, a floculação é melhor realizada com polieletrólitos não-iônicos como polietileno imina ou poliacrilamidas. Pequenas quantidades de materiais fibrosos orgânicos ou inorgânicos podem ser adicionadas para conferir resistência a verde adicional ao material laminar cru. O material intumescente, um ou mais agentes de reforço e aglutinante são misturados uns aos outros seguidos dos agentes floculantes. Uma pequena quantidade de tensoativo ou agentes espumantes pode, também ser empregada para otimizar a dispersão do material intumescente sem ir além do escopo da invenção. A lâmina é convenientemente formada por técnicas de fabricação de papel padrão cada uma em um formador de folha sobre telas fourdrinier embora outros métodos também possam ser usados. A lâmina crua resultante é seca a cerca de 90°C para formar um material laminar manipulável, flexível, resiliente, intumescente.

[0023]Os materiais laminares Intumescentes também podem ser produzidos a partir de fibras cerâmicas refratárias, por exemplo, conforme descrito nas patentes US. n°. 4.929.429 e 5.028.397. As fibras cerâmicas refratárias podem ser produzidas a partir de uma solução aquosa ou uma dispersão coloidal que é denominada organosol ou um sol-gel. As fibras cerâmicas refratárias formadas por processos sol-gel podem ser cristalinas ou amorfas, dependendo da temperatura na qual essas são submetidas à combustão.

[0024]Alternativamente, as fibras cerâmicas refratárias podem ser formadas por fusão e temperadas para fornecer maior resiliência, por exemplo, conforme descrito na patente US. n° 5.250.269. As fibras cerâmicas refratárias formadas por fusão podem ser temperadas para desenvolver uma forma cristalina de granulação fina enquanto evitam temperaturas mais elevadas que poderiam resultar em uma estrutura de granulação grossa.

[0025]Uma camada de esteira que compreende fibras refratárias que são formadas por fusão e temperadas como na patente US. n° 5.250.269 é, de preferência, isenta de materiais além de fibras cerâmicas temperadas, formadas por fusão e tem, de preferência apenas uma proporção menor de aglutinante que fornece integridade suficiente à camada de esteira para permitir que a mesma seja manipulada. Um aglutinante pode ser evitado por deposição a úmido das fibras para alinhar a maior parte das fibras no plano da camada de esteira.

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6/35 [0026]As fibras cerâmicas refratárias formadas por fusão que podem ser produzidas por extrusão em blocos com passagem de ar quente em alta velocidade (meltblown) ou fiadas por fusão formam uma variedade de óxidos metálicos, de preferência uma mistura de Al2O3 e SiO2 tendo de cerca de 30 a cerca de 70 por cento, em peso, de alumina e de cerca de 70 a cerca de 30 por cento, em peso, de sílica, de preferência cerca de partes iguais em peso. A mistura pode incluir outros óxidos como B2O3, P2O5 e ZrO2.

[0027]As fibras cerâmicas refratárias formadas por fusão que podem ser usadas para formar as camadas de esteira intumescentes estão disponíveis junto à inúmeras fontes comerciais e incluem essas conhecidas sob a designação comercial Fiberfrax™ de Unifrax Corp., Niagara Falls, NY, EUA; Cerafiber™ e Kaowool™ de Thermal Ceramics Co., Augusta, GA; Cer-wool™ de Thermal Ceramics, Erwin, TN; e SNSC™ de Shin-Nippon Steel Chemical de Tóquio, Japão. O fabricante de fibras cerâmicas conhecidas sob a designação comercial Cer-wool™ determina que essas são fiadas por fusão a partir de uma mistura de 48% de sílica e 52% de alumina, em peso, e têm um diâmetro da fibra médio de 3 a 4 micrômetros. O fabricante de fibras cerâmicas conhecidas sob a designação comercial Cerafiber™ determina que essas são fiadas por fusão a partir de uma mistura de 54% de sílica e 46% de alumina, em peso, e têm um diâmetro da fibra médio de 2,5 a 3,5 micrômetros. O fabricante de fibras cerâmicas SNSC 1260-D1 determina que essas são formadas por fusão de uma mistura de 54% de sílica e 46% de alumina, em peso, e têm um diâmetro da fibra médio de cerca de 2 micrômetros. As fibras cerâmicas individuais da camada de esteira têm, de preferência, de 2 a 8 micrômetros de diâmetro.

[0028]Os materiais laminares intumescentes com fibras de vidro como aqueles descritos na patente US. n° 5.523.059 também podem ser úteis como camadas de esteira. Esses materiais compreendem, tipicamente, de cerca de 25% a cerca de 60%, em peso, de fibras cerâmicas, de cerca de 25% a cerca de 60%, em peso, de ao menos um material intumescente não-expandido, cerca de 0,1% a cerca de 5%, em peso, de fibras de vidro tendo um diâmetro menor que cerca de 2,0 micrômetros e de cerca de 0,1 a cerca de 15% de aglutinante orgânico.

[0029]As camadas de esteira podem ser formadas por processos de deposição a úmido ou de fabricação de papel conhecidos. A composição contém, tipicamente, uma grande quantidade de água (por exemplo, mais que 95% de água), com os sólidos bem dispersos com a mistura. A mistura é então rapidamente despejada em uma tela e drenada para formar esteiras, que são então secas.

[0030]As fibras de vidro úteis na fabricação dessas camadas de esteira podem ser microfibras de vidro tendo um diâmetro menor que cerca de 2,0 micrômetros. Os vidros adequados incluem vidros de borossilicato como aluminoborossilicato de cálcio, aluminoborossilicato de magnésio e borossilicato de álcali (por exemplo, sódio e potássio). De preferência,

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7/35 as fibras são produzidas a partir de vidro de borossilicato de álcali. O termo vidro para uso na presente invenção, refere-se a um material de óxido inorgânico amorfo (ou seja, um material tendo um padrão de difração de raios X difuso sem linhas definidas para indicar a presença de uma fase cristalina). As fibras de vidro adequadas têm um ponto de amolecimento próximo à temperatura de utilização. Essa temperatura é tipicamente abaixo de cerca de 900°C, de preferência abaixo de cerca de 850°C e, com a máxima preferência abaixo de cerca de 800°C. O termo ponto de amolecimento refere-se à temperatura na qual um vidro sob a forma de uma fibra de diâmetro uniforme se alonga em uma taxa específica sob seu próprio peso.

[0031]As fibras de vidro adequadas estão comercialmente disponíveis sob a marca registrada Micro-Strand™ MicroFibers™ de Schuller Co. As fibras de vidro podem ser úteis em quantidades de cerca de 0,1% a cerca de 5%, em peso, e de preferência de cerca de 2% a cerca de 4%. Quando usadas em quantidades maiores que cerca de 5%, as fibras podem inibir a drenagem da composição no processo de deposição a úmido usado na fabricação das esteiras. De preferência, as fibras de vidro têm um diâmetro menor que cerca de 1 micrômetro.

[0032]As fibras cerâmica fornecem resiliência e flexibilidade aos materiais laminares antes da montagem em um dispositivo de controle de poluição, bem como resistência coesiva e resiliência aos materiais laminares em uso em altas temperaturas. Os materiais úteis para fibras incluem grafite, alumina-sílica, sílica e cálcio-sílica. Os materiais preferenciais incluem alumina-sílica e cálcio-sílica.

[0033]As fibras adequadas que estão comercialmente disponíveis podem incluir fibras de alumino silicato como fibras Fiberfrax™ 7000M de Unifrax Corp. de Niagara Falls, N.Y., e Cerafiber™ de Thermal Ceramics de Augusta, Ga.

[0034]Os materiais intumescentes adequados incluem vermiculita não-expandida, minério de vermiculita, hidrobiotita, mica tipo flúor tetrassilícica dilatável em água descritos na patente US. N° 3.001.571, grânulos de silicato de metal alcalino como descrito na patente US. N° 4.521.333 (Graham et al.) e grafite expansível. Os materiais intumescentes preferenciais são vermiculita não-expandida e minério de vermiculita.

[0035]Os aglutinantes orgânicos resinosos podem ser adicionados para otimizar a resiliência e resistência dos materiais laminares antes e durante o enlatamento. Os materiais aglutinantes orgânicos adequados incluem emulsões aquosas de polímeros, polímeros à base de solvente e polímeros 100% sólidos. As emulsões aquosas de polímeros são polímeros aglutinantes orgânicos e elastômeros sob a forma de um látex (por exemplo, retículas de borracha natural, retículas de estireno-butadieno, retículas de butadieno-acrilonitrila e retículas de acrilato e polímeros e copolímeros de metacrilato). Os aglutinantes poliméricos à base de solvente podem incluir um polímero como um acrílico, um poliuretano, ou um polímero

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8/35 orgânico à base de borracha. Os polímeros 100% sólidos incluem borracha natural, borracha de estireno-butadieno e outros elastômeros.

[0036]De preferência, o material aglutinante orgânico inclui uma emulsão aquosa acrílica. As emulsões acrílicas são preferenciais devido às suas propriedades de envelhecimento e produtos de combustão não-corrosivos. As emulsões acrílicas úteis incluem aquelas comercialmente disponíveis sob as designações comerciais Rhoplex™ TR-934 (uma emulsão aquosa acrílica com 44,5%, em peso, de sólidos) e Rhoplex™ HA-8 (uma emulsão aquosa com 44,5%, em peso, de sólidos de copolímeros de acrílico) disponíveis junto à Rohm e Haas da Philadelphia, PA, EUA. Uma emulsão acrílica preferencial está comercialmente disponível sob a designação comercial Neocryl™ XA-2022 (uma dispersão aquosa com 60,5% de sólidos de resina acrílica) disponível junto à ICI Resins US de Wilmington, Mass.,e Airflex™ 600BP DEV (uma emulsão aquosa com 55%, em peso, de sólidos de terpolímero de acrilato de etileno - acetato de vinila) de Air Products e Chemicals, Inc., Allentown, Pa.

[0037]Os materiais aglutinantes orgânicos podem incluir pelo menos um plastificante. Os plastificantes tendem a amolecer uma matriz de polímero e podem contribuir para a flexibilidade e moldalidade dos materiais laminares produzidos a partir da composição.

[0038]Os materiais aglutinantes orgânicos estão, tipicamente, presentes em quantidades de cerca de 0,1% a cerca de 15%, em peso, de sólidos secos e, de preferência cerca de 2% a cerca de 10%. O peso dos materiais aglutinantes orgânicos inclui os sólidos de polímero ou copolímero e qualquer plastificante. Em modalidades altamente preferenciais, o aglutinante orgânico está presente em quantidades de cerca de 4% a cerca de 8%, em peso,.

[0039]Os materiais aglutinantes inorgânicos, como argilas (por exemplo, sepiolita e bentonita, sílicas coloidais e aluminas) e silicatos de álcali, especialmente em quantidades maiores que cerca de 5%, são, de preferência evitados, pois esses tendem a endurecer as lâminas e torná-las menos flexíveis. As fibras inorgânicas também podem tornar as lâminas menos resilientes.

[0040]Na produção de materiais laminares intumescentes com fibras de vidro como aquelas descritas na patente US. n° 5,523,059, as fibras cerâmicas, as fibras de vidro, os agentes intumescentes, o aglutinante orgânico, outras fibras e cargas podem ser misturados uns com os outros. Opcionalmente, água, dispersantes, plastificantes e tensoativos podem ser independentemente adicionados para ajudar na mistura dos componentes e/ou para ajustar a viscosidade da mistura.

[0041]As composições de camada de esteira podem ser pastas aquosas formadas nas lâminas por técnicas de fabricação de papel não-tecido por deposição a úmido em equipamento comercialmente disponível como máquinas fourdrinier. Resumidamente, esse pro

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9/35 cesso inclui despejar a pasta aquosa sobre uma rede ou tela de arame, e aplicar um vácuo à tela para remover a maior parte da água ou simplesmente permitir que a pasta aquosa seja drenada sobre a tela por gravidade. A lâmina formada é então comprimida e seca para formar uma esteira resiliente.

[0042]Ainda outras composições que podem ser usadas para produzir camadas de esteira intumescentes podem incluir composições que contêm fibras inorgânicas bio-solúveis e aglutinantes micáceos como aqueles descritos no pedido de patentes US. publicado n° 2004/0234436. Essas composições podem incluir fibras inorgânicas bio-solúveis em uma quantidade de cerca de 5 a cerca de 90 por cento, em peso, com base no peso seco, e aglutinantes micáceos em uma quantidade de cerca de 5 a cerca de 80 por cento, em peso, com base no peso seco. As composições também podem incluir opcionalmente materiais intumescentes, fibras inorgânicas não-respiráveis, aglutinantes poliméricos, fibras poliméricas, ou uma combinação dos mesmos. A composição pode ser preparada isenta de fibras cerâmicas refratárias que são respiráveis, porém duráveis em um meio fisiológico.

[0043]Em algumas modalidades, a combinação de um aglutinante micáceo e fibra inorgânica bio-solúvel pode ser substituída por toda ou uma porção do teor de fibra refratária durável, tanto respirável como não-respirável, de materiais laminares convencionais usados em diversas aplicações como dispositivos de controle de poluição. Em particular, a combinação de fibras bio-solúveis e aglutinantes micáceos pode ser vantajosamente substituída pelas fibras cerâmicas refratárias duráveis que são respiráveis em tamanho.

[0044]Para uso na presente invenção, fibras de óxidos inorgânicas bio-solúveis se referem a fibras inorgânicas degradáveis em meio fisiológico ou em meio fisiológico estimulado. Meio fisiológico refere-se a, sem fins restritivos, fluidos corpóreos tipicamente encontrados no trato respiratório como, por exemplo, pulmões de animais ou seres humanos. Para uso na presente invenção, durável refere-se a fibras inorgânicas que não são bio-solúveis.

[0045]As fibras inorgânicas bio-solúveis contêm, tipicamente, óxidos inorgânicos tais como, por exemplo, Na2O, K2O, CaO, MgO, P2O5, Li2O e BaO, ou combinações dessas substâncias com a sílica. Outros óxidos metálicos ou outros constituintes cerâmicos podem ser incluídos nas fibras inorgânicas bio-solúveis, mesmo se esses constituintes, por si mesmos, carecerem da solubilidade desejada, mas estiverem presentes em quantidade pequena e suficiente para que as fibras, como um todo, ainda sejam degradáveis em meio fisiológico. Os ditos óxidos metálicos contêm, por exemplo, Al2O3, TiO2, ZrO2, B2O3 e óxidos de ferro. As fibras inorgânicas bio-solúveis também podem conter componentes metálicos em quantidades que possibilitem a decomposição das fibras em meio fisiológico ou meio fisiológico estimulado.

[0046]Em uma modalidade, as fibras inorgânicas bio-solúveis incluem óxidos de sílica, magnésio e cálcio. Esses tipos de fibras são tipicamente citadas como fibras de silicato

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10/35 de cálcio magnésio. As fibras de silicato de cálcio magnésio contêm, em geral, menos de cerca de 10 porcento do peso de óxido de alumínio. Em algumas modalidades, as fibras incluem de cerca de 45 a cerca de 90 por cento, em peso, de SiO2, a cerca de 45 por cento, em peso, de CaO, a cerca de 35 por cento, em peso, de MgO, e menos que cerca de 10 por cento, em peso, de Al2O3. Por exemplo, as fibras podem conter cerca de 55 a cerca de 75 porcento do peso de SiO2, cerca de 25 a cerca de 45 porcento do peso de CaO, cerca de 1 a cerca de 10 porcento do peso de MgO e menos de cerca de 5 porcento do peso de Al2O3.

[0047]As fibras de óxidos inorgânicos bio-solúveis são descritas na Patente US. nos. 5.332.699, 5.585.312. 5.714.421 e 5.874.375; e pedido de patente européia 02078103.5 depositado em 31 de julho de 2002. Inúmeros métodos podem ser empregados na formação de fibras inorgânicas bio-solúveis incluindo-se, mas não se limitando a, formação sol-gel, processos de crescimento de cristal e técnicas de formação por fusão, como fiação ou sopro.

[0048]As fibras bio-solúveis estão disponíveis comercialmente junto à Unifrax Corporation (Niagara Falls, N.Y.) sob a designação comercial Insulfrax™. Outras fibras biosolúveis são vendidas por Thermal Ceramics (localizada em Augusta, Ga.) sob a designação comercial Superwool™. Por exemplo, Superwool™ 607 contém 60 a 70 por cento, em peso, de SiO2, 25 a 35 por cento, em peso, de CaO, 4 a 7 por cento, em peso, de MgO, e uma quantidade-traço de Al2O3. SUPERWOOL 607 MAX pode ser usado em temperaturas ligeiramente mais elevadas e contêm 60 a 70 porcento do peso de SiO2, 16 a 22 porcento do peso de CaO, 12 a 19 porcento do peso de MgO e traços de Al2O3.

[0049]As fibras inorgânicas bio-solúveis adequadas podem ter uma ampla gama de diâmetros médios e comprimentos médios. As fibras inorgânicas bio-solúveis estão comercialmente disponíveis tendo um diâmetro médio da fibra na faixa de cerca de 0,05 micrômetro a cerca de 15 micrômetros. Em algumas modalidades, as fibras inorgânicas bio-solúveis têm diâmetros médios das fibras na faixa de cerca de 0,1 micrômetro a cerca de 5 micrômetros. À medida que o diâmetro médio das fibras inorgânicas bio-solúveis diminui, uma quantidade aumentada da fibra pode ser incorporada em um determinado volume do material laminar resultando em melhor aprisionamento do aglutinante micáceo. Os materiais laminares preparados com uma densidade mais alta de fibras tendem a ter melhor resiliência e flexibilidade.

[0050]As fibras inorgânicas bio-solúveis têm tipicamente um comprimento médio da fibra na faixa de cerca de 0,1 centímetro a cerca de 3 centímetros. Geralmente, o comprimento das fibras inorgânicas bio-solúveis não é de importância crítica visto que qualquer/quaisquer fibra(s) selecionada(s) pode(m) ser degradada em comprimentos menores durante o processo de fabricação, se desejado.

[0051]Para uso na presente invenção, a expressão mineral micáceo refere-se a

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11/35 uma família de minerais que podem ser desmembrados, ou de outra forma separados, em lâminas planas ou plaquetas. Os minerais micáceos incluem, mas não se limitam a, vermiculita expandida, vermiculita não-expandida, e minerais micáceos de mica têm tipicamente uma razão de aspecto média (ou seja, o comprimento de uma partícula dividido por sua espessura) que é maior que cerca de 3.

[0052]Para uso na presente invenção, aglutinante micáceo refere-se a um ou mais minerais micáceos que podem ser molhados e em seguida secos para formar um corpo coesivo auto-suportante. Para uso na presente invenção, auto-suportante refere-se a um aglutinante micáceo que pode ser formado como uma lâmina de 5 cm x 5 cm x 3 mm não contendo outros materiais, de modo que a lâmina seca possa ser segurada na posição horizontal em qualquer borda por pelo menos 5 minutos a 25°C e com até 50 por cento de umidade relativa sem se esfacelar ou de outra forma se desintegrar.

[0053]Os aglutinantes micáceos incluem minerais micáceos que têm tipicamente um tamanho de partícula menor que cerca de 150 micrômetros (por exemplo, o aglutinante micáceo contém minerais micáceos que podem passar através de uma tela de malha 100). Em algumas modalidades, o aglutinante micáceo contém minerais micáceos de tamanho inferior a cerca de 150 micrômetros, e que tem uma razão média de aspecto maior que cerca de 8 ou superior a cerca de 10.

[0054]O aglutinante micáceo pode ser não-intumescente, intumescente ou uma combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, o aglutinante micáceo contém vermiculitas processadas (ou seja, vermiculita que tenha sido expandida, deslaminada e esmagada). A vermiculita processada é tipicamente não-intumescente. Em outras modalidades, o aglutinante micáceo contém vermiculita que não tenha sido expandida e deslaminada ou que tenha sido apenas parcialmente expandida e deslaminada. Os ditos materiais tendem a ser intumescentes.

[0055]Aglutinantes micáceos adequados estão disponíveis comercialmente junto à W. R. Grace & Company e contêm um pó de vermiculita deslaminada (de nome comercial VFPS) e uma dispersão aquosa de vermiculita quimicamente esfoliada (de nome comercial MICROLITE). Além disso, estão disponíveis junto à W. R. Grace and Company (sob a designação comercial Zonelite™ n° 5) flocos de vermiculita expandida cujo tamanho das partículas pode ser reduzido para formar um aglutinante micáceo.

[0056]A quantidade de fibra inorgânica bio-solúvel e aglutinante micáceo incluído nos materiais laminares pode variar dentro de uma ampla gama. As fibras inorgânicas biosolúveis estão, tipicamente, presentes em uma quantidade para garantir que o material laminar resultante tenha o grau desejado de flexibilidade e características de manuseio. Os materiais laminares flexíveis facilitam o embrulhamento do material laminar em torno de um elemento de controle de poluição durante o processo de enlatamento. Entretanto, se muita

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12/35 fibra inorgânica bio-solúvel for usada, a esteira de montagem ou material laminar pode encolher mais que o desejado mediante aquecimento.

[0057]Ponderando essas considerações, as composições contendo fibras inorgânicas bio-solúveis e aglutinantes micáceos contêm tipicamente até cerca de 90 por cento, em peso, das fibras inorgânicas bio-solúveis com base no peso seco. Em algumas modalidades, as composições incluem até a cerca de 85 por cento, a até cerca de 80 por cento, até cerca de 60 por cento, em peso, até cerca de 40 por cento, em peso, ou até cerca de 30 por cento, em peso, das fibras bio-solúveis, com base no peso seco.

[0058]O peso seco da composição refere-se ao peso dos sólidos da composição. Assim, quando a composição estiver sob a forma de um material laminar, o peso seco refere-se ao peso final após a secagem do material laminar para remover toda a água e solventes. Quando a composição estiver sob a forma de uma pasta aquosa ou pasta, o peso seco é o peso total menos o peso da água e quaisquer outros solventes. Isto é, o peso base a seco inclui o peso das fibras bio-solúveis, o aglutinante micáceo, e outros sólidos como os sólidos de aglutinante polimérico, fibra polimérica, materiais intumescentes, fibras inorgânicas não-respiráveis, etc. O peso base a seco tipicamente não inclui outros materiais que podem resultar em alguns sólidos em quantidades muito pequenas (por exemplo, menos que cerca de 0,5 por cento, em peso, com base no peso da esteira seca) como agentes desespumantes, agentes coagulantes e tensoativos. Grandes porções desses materiais tendem a permanecer na solução e são drenadas com a água durante o processo de fabricação dos materiais laminares.

[0059]As composições incluem tipicamente ao menos cerca de 5 por cento, em peso, das fibras inorgânicas bio-solúveis com base no peso seco. Em algumas modalidades, as composições incluem ao menos cerca de 10 por cento, em peso, ou ao menos cerca de 15 por cento, em peso, das fibras inorgânicas bio-solúveis com base no peso seco. As fibras inorgânicas bio-solúveis estão, tipicamente, incluídas na composição em uma quantidade na faixa de cerca de 5 a cerca de 90 por cento em peso, na faixa de cerca de 5 a cerca de 85 por cento, em peso, na faixa de cerca de 5 a cerca de 80 por cento, em peso, na faixa de cerca de 10 a cerca de 60 por cento, em peso, na faixa de cerca de 15 a cerca de 40 por cento, em peso, ou na faixa de cerca de 15 a cerca de 30 por cento, em peso, com base no peso seco.

[0060]As composições incluem tipicamente até cerca de 80 por cento, em peso, de aglutinante micáceo com base no peso seco. Em algumas modalidades, as composições incluem até cerca de 60 por cento, até cerca de 50 por cento, ou até cerca de 45 por cento, em peso, do aglutinante micáceo com base no peso seco. As composições incluem tipicamente ao menos cerca de 5 por cento, em peso, de aglutinante micáceo com base no peso seco total da composição. Em algumas modalidades, a composição inclui ao menos cerca

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13/35 de 10 por cento, em peso, ou ao menos cerca de 15 por cento, em peso, de aglutinante micáceo com base no peso seco. O aglutinante micáceo é tipicamente presente na composição em uma quantidade na faixa de cerca de 5 a cerca de 80 por cento, em peso, na faixa de cerca de 10 a cerca de 60 por cento, em peso, na faixa de cerca de 15 a cerca de 50 por cento, em peso, ou na faixa de cerca de 15 a cerca de 45 por cento, em peso, com base no peso seco.

[0061]Os materiais laminares formados a partir das composições contendo fibras inorgânicas bio-solúveis e aglutinantes micáceos descritos acima que utilizam vermiculita expandida, delaminada, e comprimida podem ser substancialmente não-intumescentes. A utilização de pó de vermiculita não-expandida pode resultar em uma quantidade maior de expansão livre ao longo do eixo Z, dependendo da quantidade de vermiculita não-expandida usada. Seja preparados utilizando um aglutinante micáceo não-intumescente ou intumescente, os materiais laminares apresentam tipicamente um encolhimento menor que cerca de 6 por cento no plano XY da lâmina. Em algumas modalidades, o encolhimento no plano XY é menor que cerca de 5 por cento.

[0062]As composições podem incluir, opcionalmente, fibras inorgânicas nãorespiráveis. As fibras não-respiráveis podem ser bio-solúveis ou podem ser duráveis. As fibras inorgânicas não-respiráveis que são duráveis podem incluir, por exemplo, materiais cerâmicos como óxidos cerâmicos, nitretos cerâmicos, materiais de vidro, ou uma combinação dos mesmos. O termo vidro, para uso na presente invenção, refere-se a um material inorgânico amorfo, como um óxido tendo um padrão de difração de raios X difuso pelo menos substancialmente sem linhas definidas ou outros indícios de uma fase cristalina.

[0063]Se as fibras forem mais longas que o desejado quando obtidas a partir de uma fonte desejada, as fibras podem ser talhadas, cortadas, ou, de outro modo, processadas para reduzir o comprimento da fibra até um comprimento desejado. As fibras têm tipicamente um comprimento médio na faixa de cerca de 0,1 cm a cerca de 1 cm.

[0064]A quantidade de fibra inorgânica não-respirável incorporada na composição pode variar grandemente. Como diretriz geral, as composições podem incluir até cerca de 15 por cento, em peso, de fibras inorgânicas não-respiráveis com base no peso seco. Em algumas modalidades, as composições contêm até cerca de 10 por cento, em peso, até cerca de 5 por cento, em peso, ou até cerca de 3 por cento, em peso, das fibras inorgânicas não-respiráveis com base no peso seco.

[0065]As composições contêm fibras inorgânicas bio-solúveis e aglutinantes micáceos também podem incluir materiais inorgânicos intumescentes, tendo um tamanho médio de partícula maior que cerca de 300 micrômetros. Em algumas modalidades, o material intumescente é micáceo e tem um tamanho de partícula maior que 150 micrômetros (ou seja, as partículas não passam através de uma tela de malha 100). Isto é, quando o material in

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14/35 tumescente for micáceo, quaisquer partículas menores que cerca de 150 micrômetros são consideradas um aglutinante micáceo.

[0066]Exemplos de materiais inorgânicos intumescentes adequados tendo um tamanho médio de partícula maior que cerca de 300 micrômetros incluem vermiculita nãoexpandida, minério de vermiculita, hidrobiotita, mica tipo flúor tetrassilícica sintética dilatável em água descritos na patente US. n° 3.001.571, grânulos de silicato de metal alcalino como descrito na patente US. n° 4.521.333, grafite expansível, combinações desses, e similares. Alguns desses materiais intumescentes podem exibir mais de 10 por cento de expansão livre em espessura quando aquecidos a temperaturas acima de cerca de 200°C ou cerca de 300°C. Adicionalmente, alguns desses materiais intumescentes podem exibir mais que cerca de 50 por cento de expansão livre quando aquecidos.

[0067]A quantidade de material intumescente tendo um tamanho médio de partícula maior que cerca de 300 micrômetros incluída nas composições pode variar grandemente. Se muito pouco material intumescente estiver presente, a composição pode se expandir menos que o desejado. Por outro lado, se muito material intumescente for usado, a composição pode se expandir muito aquecida.

[0068]Ponderando essas considerações, esses problemas, as composições geralmente incluem até cerca de 80 por cento, em peso, até cerca de 70 por cento, em peso, ou até cerca de 60 por cento, em peso, de material intumescente tendo um tamanho médio de partícula maior que cerca de 300 micrômetros. Em algumas modalidades, as composições incluem cerca de 10 a cerca de 80 por cento, em peso, cerca de 20 a cerca de 70 por cento, em peso, cerca de 30 a cerca de 60 por cento, em peso, ou cerca de 40 a cerca de 60 por cento, em peso, do material intumescente tendo um tamanho médio de partícula maior que cerca de 300 micrômetros. A porcentagem, em peso, se baseia no peso seco da composição.

[0069]Por exemplo, a composição pode conter um aglutinante micáceo em uma quantidade de cerca de 5 a cerca de 80 por cento, em peso, com base no peso seco, as fibras inorgânicas bio-solúveis em uma quantidade de cerca de 5 a cerca de 80 por cento, em peso, com base no peso seco e o material intumescente em uma quantidade de cerca de 10 a cerca de 80 por cento, em peso, com base no peso seco. O aglutinante micáceo pode conter vermiculita com tamanho de partícula inferior a cerca de 150 micrômetros, e o material intumescente pode conter vermiculita com tamanho de partícula superior a 150 micrômetros (nenhum deles atravessa uma tela de 100 mesh). A vermiculita pode ter um tamanho médio de partícula superior a cerca de 300 micrômetros.

[0070]As composições contendo fibras inorgânicas bio-solúveis e aglutinantes micáceos também podem incluir um ou mais aglutinantes poliméricos. O aglutinante polimérico pode ser usado para fornecer resiliência e flexibilidade adicionada durante a formação e

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15/35 durante o manuseio das composições. Os aglutinantes poliméricos adequados podem ser termoplásticos ou termofixos e podem ser fornecidos como uma composição 100 por cento sólida, uma solução, uma dispersão, um látex, uma emulsão, combinações desses, e similares. Em algumas modalidades, o aglutinante polimérico é um elastômero. Os polímeros adequados incluem, mas não se limitam a, borracha natural, copolímeros de duas ou mais espécies co-polimerizáveis inclusive estireno e butadieno, copolímeros de duas ou mais espécies co-polimerizáveis inclusive butadieno e acrilonitrila, polímeros e copolímeros de (met)acrilato, poliuretanos, poliésteres, poliamidas, polímeros celulósicos, outros polímeros elastoméricos, ou combinações desses. As composições podem incluir cerca de 0,1 a cerca de 15 por cento, em peso, cerca de 0,5 a cerca de 12 por cento, em peso, ou cerca de 1 a cerca de 10 por cento, em peso, do aglutinante polimérico com base no peso seco.

[0071]Em algumas modalidades, os aglutinantes à base de polímero são composições de látex contendo acrílico e/ou metacrilato. Tais composições de látex tendem a queimar de forma limpa sem produzir quantidades indesejáveis de subprodutos tóxicos ou corrosivos. Exemplos de emulsões acrílicas úteis incluem aquelas comercialmente disponíveis sob as designações comerciais Rhoplex™ HA-8 (uma emulsão aquosa acrílica com 44,5%, em peso, de sólidos de copolímeros de acrílico) disponível junto à Rohm e Haas da Philadelphia, PA, EUA. e sob a designação comercial Airflex™ 600BP (um copolímero de etileno - acetato de vinila com 55% de sólidos) de Air Products de Allentown, Pa.

[0072]As fibras poliméricas podem estar opcionalmente incluídas nas composições para otimizar o manuseio, flexibilidade, a resiliência, ou uma combinação dos mesmos. Quando as composições estiverem sob a forma de um material laminar, as fibras poliméricas tendem a melhorar o processamento e a otimizar a resistência a úmido do material laminar. As fibras poliméricas podem ser formadas de qualquer polímero mencionado acima com relação ao aglutinante polimérico. As composições podem incluir até cerca de 5 por cento, em peso, de fibras poliméricas com base no peso seco. Em algumas modalidades, as composições incluem até cerca de 2 ou até cerca de 1 por cento, em peso, de fibra polimérica. Por exemplo, as composições podem incluir cerca de 0,1 a cerca de 2 por cento, em peso, ou cerca de 0,2 a cerca de 1,0 por cento, em peso, de fibras poliméricas com base no peso seco. As fibras poliméricas podem ser fibras têxteis ou fibras fibriladas. Em uma modalidade, as fibras poliméricas são fibras têxteis na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 5 denier.

[0073]As composições também podem incluir outros materiais de acordo com as práticas convencionais. Esses materiais incluem, por exemplo, plastificantes, agentes umectantes, agentes desespumantes, coagulantes de látex, argilas, cargas leves, cargas refratárias, fibras metálicas, ou combinações desses.

[0074]Os materiais laminares preparados a partir de composições contendo fibras inorgânicas bio-solúveis e aglutinantes micáceos podem ser formados utilizando qualquer

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16/35 uma entre uma variedade de técnicas adequadas como, por exemplo, um processo de fabricação de papel. Em uma modalidade de uma abordagem de fabricação de papel, um aglutinante micáceo é preparado pela adição de mineral(is) micáceo(s) expandido(s) a água. A concentração e temperatura podem variar grandemente. Em algumas modalidades, água morna, como água a uma temperatura de cerca de 30°C a cerca de 75°C, pode ser usada para preparar a pasta aquosa. Por exemplo, a água pode estar a uma temperatura de cerca de 35°C a cerca de 45°C. O mineral é delaminado (isto é, esfoliado) e comprimido a um tamanho de partícula adequado para um aglutinante (ou seja, menor que cerca de 150 micrômetros).

[0075]Uma pasta aquosa diluída pode ser preparada pela adição de água ao aglutinante micáceo. As fibras inorgânicas bio-solúveis e opcionalmente outros constituintes de fibra inorgânica e polimérica podem ser adicionadas à pasta aquosa. Qualquer quantidade de cisalhamento que dispersa o aglutinante micáceo e fibras bio-solúveis pode ser usada. Em algumas modalidades, um cisalhamento moderado a baixo durante um período de tempo relativamente curto, por exemplo, 1 segundo a 10 minutos ou cerca de 3 a 80 segundos, pode ser usado para dispersar as fibras. A pasta aquosa pode ser misturada em velocidade moderada para manter os ingredientes sólidos suspensos. Outros ingredientes como um agente antiespumante e aglutinantes poliméricos podem ser adicionados.

[0076]Um agente coagulante adequado como um agente acidificante pode ser adicionado. Outros agentes coagulantes, como um que pode causar coagulação através de meios básicos, também podem ser usados de acordo com as práticas convencionais. Durante a coagulação, partículas maiores do aglutinante polimérico são tipicamente formadas. Os sólidos finos e outra matéria particulada tendem a ser ligados ao aglutinante polimérico e aprisionados na matriz de fibra. Ou seja, os sólidos finos não causam a obstrução de telas usadas para filtragem. A ligação dos sólidos finos à matriz de fibra facilita a drenagem da água da pasta aquosa e pode reduzir o tempo de processamento necessário para preparar o material laminar.

[0077]O material intumescente opcional tendo um tamanho médio de partícula maior que cerca de 300 micrômetro é tipicamente adicionado após a coagulação. Essa ordem particular de adição também pode facilitar a dispersão dos sólidos na pasta aquosa e a remoção da água da pasta aquosa. Entretanto, a ordem de adição não é de importância crítica e outras ordens de adição podem ser aceitáveis.

[0078]A composição de pasta aquosa resultante pode ser moldada sobre uma tela adequada, drenada e prensada. Alternativamente, os estratos podem ser formados através de fundição a vácuo da pasta aquosa sobre uma rede ou tela de arame. O material laminar prensado resultante pode ser seco de qualquer maneira adequada, por exemplo, seco ao ar ou seco em estufa. Uma descrição mais detalhada das técnicas de fabricação de papel paPetição 870180152376, de 16/11/2018, pág. 26/48

17/35 drão empregadas pode ser encontrada, por exemplo, na patente US. n° 3.458.329.

[0079]As camadas de esteira também podem ser, por exemplo, uma esteira fibrosa de fibras cerâmicas essencialmente livres de material não fibroso como as esteiras fibrosas descritas na patente US. n° 5.028.397. Para uso na presente invenção, livre de material não fibroso refere-se a uma massa de fibra que não contém essencialmente nenhuma cerâmica particulada (material não fibroso).

[0080]As fibras cerâmicas livres de material não fibroso utilizadas na formação dessas esteiras fibrosas incluem aquelas comercialmente disponíveis sob o nome comercial de fibra Fibermax™, fibra Maftec™ e fibra Saffil™.

[0081]Quando comprimidas a uma densidade de montagem entre 0,21 e 0,50 g/cm3, estas camadas de esteira têm a capacidade especial de passarem por repetidas reduções na espessura enquanto estão quentes e de substancialmente voltar à sua espessura original quando resfriadas, exercendo, dessa forma, uma substancial força contínua de retenção sobre um elemento de controle de poluição. Devido à baixa densidade e à natureza volumosa das fibras cerâmicas livres de material não fibroso e ao fato de que estas precisam ser normalmente comprimidas a um fator de cerca de 10 para obter a densidade de montagem desejada, pode ser útil costurar ou agulhar esses materiais com um fio orgânico para formar uma esteira comprimida que está mais próxima de sua espessura final de uso.

[0082]As camadas de esteira não-tecida que compreendem fibras de vidro de aluminossilicato de magnésio livres de material não fibroso como aquelas descritas na patente US. n° 5.290.522 também podem ser úteis nas esteiras de montagem multicamadas da invenção. Essas camadas de esteira não-tecida compreendem tipicamente ao menos cerca de 60 porcentagem, em peso, das fibras de vidro de aluminossilicato de magnésio livres de material não fibroso de alta resistência, de preferência, pelo menos 90 porcentagem, em peso, com base no peso total da camada de esteira.

[0083]As fibras de vidro de aluminossilicato de magnésio livres de material não fibroso de alta resistência têm, de preferência, um diâmetro na faixa de mais que 5 a cerca de 20 micrômetros. As fibras que têm um diâmetro maior que cerca de 20 podem ser úteis, porém difíceis de se formar em uma esteira não-tecida.

[0084]As fibras de vidro de alumínio borossilicato de magnésio livres de material não fibroso têm tipicamente uma resistência à tração média na faixa de cerca de 2800 MPa (400.000 psi) a cerca de 4200 MPa (600.000 psi).

[0085]Embora as fibras contínuas usadas para preparar a esteira não-tecida possam ser engomadas ou desengomadas (ou seja, essencialmente isentas de goma), as fibras são de preferência engomadas. Tipicamente, as fibras contínuas são tratadas com engomadura orgânica durante sua fabricação para fornecer lubricidade e proteger os fios da fibra durante o manuseio. Acredita-se que a engomadura tende a reduzir o rompimento de fibras,

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18/35 manter as fibras individuais juntas em uma corda de filamentos e reduzir a quantidade de poeira produzida durante a perfuração por agulhagem ou outras etapas de manuseio envolvidas na fabricação da esteira não-tecida. Os materiais de engomadura convencionais incluem goma de amido dextrinizado, gelatina, álcool polivinílico, óleos vegetais hidrogenados e detergentes não-iônicos.

[0086]As fibras de vidro de aluminossilicato de magnésio livres de material não fibroso de alta resistências adequadas são conhecidas na técnica e incluem aquelas comercialmente disponíveis, por exemplo, sob a designação comercial S2-GLASS™ de Owens Corning Corp.de Granville, Ohio, EUA.

[0087]As camadas de esteira não-tecida que compreendem fibras de vidro de aluminossilicato de magnésio livres de material não fibroso podem compreender, ainda, fibra de alta resistência (ou seja, uma resistência à tração média maior que 700 MPa (100.000 psi), de preferência maior que cerca de 1200 MPa (200.000 psi), com mais preferência, maior que cerca de 1800 MPa (300.000 psi), e, com a máxima preferência, maior que cerca de 2100 MPa (350.000 psi) (de preferência, engomada) selecionada a partir do grupo de fibras que consiste em fibras de óxido cerâmico além de fibras de vidro de aluminossilicato de magnésio (por exemplo, fibras de alumino silicato (inclusive fibras de alumínio borossilicato) e fibras de quartzo (inclusive fibras de quartzo cristalino)), fibras de alumina, fibras de carbono, fibras de carbureto de silício, fibras de nitreto de silício e fibras de metal. As fibras de alumínio borossilicato engomadas estão comercialmente disponíveis, por exemplo, sob as designações comerciais Nextel™ 312, Nextel™ 440, e Nextel™ 480 disponíveis junto à 3M Company. Adicionalmente, as fibras de alumínio borossilicato adequadas podem ser produzidas conforme apresentado, por exemplo, na patente US. n° 3.795.524.

[0088]As fibras de alumino silicato engomadas estão comercialmente disponíveis, por exemplo, sob a designação comercial Nextel™ 550 disponível junto à 3M Company. Adicionalmente, as fibras de alumino silicato adequadas podem ser produzidas conforme apresentado, por exemplo, na patente US. n° 4.047.965.

[0089]As fibras de quartzo engomadas estão comercialmente disponíveis, por exemplo, sob as designações comerciais Astroquartz™ disponíveis junto à J. P. Stevens, Inc., de Slater, N.C. As fibras de carbureto de silício estão comercialmente disponíveis, por exemplo, sob as designações comerciais Nicalon™ de Nippon Carbon de Tóquio, Japão; Nicalon™ de Dow Corning of Midland, Mich.; e Tyranno™ disponíveis junto à Textron Specialty Materials de Lowell, Mass [0090]As fibras de carbureto de silício estão disponíveis, por exemplo, junto à Toren Energy International Corp. de New York, E.U.A.

[0091]As fibras de carbono (por exemplo, grafite) estão comercialmente disponíveis, por exemplo, sob a designação comercial IM7 de Hercules Advanced Material & Systems de

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Magna, Utah.

[0092]As fibras de aço inoxidável estão comercialmente disponíveis, por exemplo, sob a designação comercial Bekinox™ de Bekaert of Zweregan, Bélgica.

[0093]As camadas de esteira não-tecida que compreendem fibras de vidro de aluminossilicato de magnésio livres de material não fibroso podem compreender, ainda, material sem solidez (por exemplo, materiais sem solidez térmicos como fibras termoplásticas, de náilon e raiom, pós, filmes e mantas, e materiais solúveis em água como álcool polivinílico). De preferência, a esteira não-tecida compreende menos que cerca de 15 porcentagem, em peso, (de preferência, menos que cerca de 10 porcentagem, em peso,) de material sem solidez, com base no peso total da esteira não-tecida. As fibras termoplásticas, por exemplo, são conhecidas na técnica e estão comercialmente disponíveis, por exemplo, junto à Hoechst-Celanese de Summit, N.J. As fibras termoplásticas podem ser úteis, por exemplo, para ligação, quando suficientemente aquecidas, a fibras cerâmicas para ajudar a manter a camada de esteira unida e aumentar a manuseabilidade da camada de esteira. Adicionalmente, as fibras fugitivas térmicas podem ser queimadas fora da esteira para fornecer uma estrutura ou porosidade desejada.

[0094]Para fornecer fibras individualizadas (ou seja, separar uma fibra da outra), uma corda de filamento ou fio de fibras pode ser cortada, por exemplo, utilizando um cortador para fios de vidro, no comprimento desejado (tipicamente na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 15 cm).

[0095]As fibras cortadas ou talhadas podem ser separadas passando-as através de um moinho de martelo convencional, de preferência um moinho de martelo de descarga de sopro. Tipicamente, as fibras cortadas são passadas através do moinho de martelo pelo menos duas vezes. De preferência, pelo menos cerca de 50 por cento, em peso, das fibras são individualizados antes delas serem moldadas em um camada da esteira não-tecida. Para facilitar o processamento e separação das fibras talhadas ou cortadas com rompimento mínimo, um lubrificante antiestático pode ser aspergido no moinho de martelo no momento em que as fibras estão sendo separadas.

[0096]Em um método para a produção da camada de esteira não-tecida, as fibras talhadas, individualizadas (de preferência, cerca de 2,5 a cerca de 5 cm de comprimento) são alimentadas em uma máquina de formação de manta convencional, sendo que as fibras são estiradas sobre uma tela de arame ou esteira de malha (por exemplo, uma esteira de metal ou náilon). Para simplificar a facilidade de manuseio da esteira, a esteira pode ser montada em ou colocada em uma tela. Dependendo do comprimento das fibras, a camada de esteira resultante tem, tipicamente, capacidade de manuseio suficiente para ser transferida para uma máquina de punção por agulha sem a necessidade de um suporte (por exemplo, uma talagarça).

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20/35 [0097]A camada de esteira não-tecida também pode ser fabricada usando cardagem têxtil ou formação de manta convencional. Para os processos de formação a úmido, o comprimento da fibra é, de preferência, cerca de 0,5 a cerca de 6 cm. Para os processos têxteis, o comprimento da fibra é, de preferência, cerca de 5 a cerca de 10 cm.

[0098]Uma camada de esteira não-tecida perfurada por agulhagem refere-se a uma camada de esteira em que há o emaranhamento físico das fibras promovido pela penetração múltipla, plena ou parcial (de preferência, plena) da camada de esteira, por exemplo, por meio de agulhas farpadas. A camada de esteira não-tecida pode ser perfurada por agulhagem utilizando um aparelho de perfuração por agulhagem convencional para fornecer uma camada de esteira não-tecida perfurada por agulhagem. A perfuração por agulhagem, que fornece entrelaçamento das fibras, tipicamente envolve compressão da esteira e, então, perfuração e remoção de agulhas com ponta através da esteira. O número ideal de perfurações de agulha por área da esteira irá variar dependendo da aplicação específica. Tipicamente, a camada de esteira não-tecida é perfurada por agulhagem para fornecer cerca de 5 a cerca de 60 perfurações de agulha/cm2. De preferência, a camada de esteira é perfurada por agulhagem para fornecer cerca de 10 a cerca de 20 perfurações de agulha/cm2.

[0099]De preferência, a camada de esteira não-tecida perfurada por agulhagem tem um valor de peso por unidade de área na faixa de cerca de 1.000 a cerca de 3.000 g/m2, e, em outro aspecto, uma espessura na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 3 centímetros.

[00100]A camada de esteira não-tecida pode ser agulhada (stitch-bonded) utilizando técnicas convencionais (consulte, por exemplo, patente US. n° 4.181.514). Tipicamente, a camada de esteira é agulhada com fio orgânico. Uma fina camada de uma lâmina de material orgânico ou inorgânico pode ser colocada em um ou ambos os lados da esteira durante a união por agulhamento para impedir ou minimizar os fios de atravessarem a esteira. Onde se deseja que o fio de sutura não se decomponha em uso, um fio inorgânico, como um cerâmico ou metálico (por exemplo, aço inoxidável) pode ser usado. O espaçamento dos pontos é geralmente de 3 a 30 mm, de modo que as fibras sejam comprimidas de maneira uniforme através de toda a área da camada de esteira.

[00101]Outras camadas de esteira não-tecida flexíveis úteis são descritas, por exemplo, na patente US. n° 5.380.580. Essas camadas de esteira não-tecida flexíveis compreendem fibras de óxido cerâmico livres de material não fibroso.

[00102]Pode ser desejado que pelo menos uma porção das fibras de óxido cerâmico livres de material não fibroso esteja fisicamente entrelaçada. As fibras fisicamente entrelaçadas ficam presas no lugar e formam uma região coesiva sem a necessidade de um aglutinante ou suporte adicional (por exemplo, uma talagarça). As fibras giram e se enrolam umas nas outras em uma disposição de entrelaçamento.

[00103]As fibras de óxido cerâmico livres de material não fibroso têm, de preferên

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21/35 cia, um diâmetro na faixa de mais que 5 a cerca de 20 micrômetros. As fibras que têm um diâmetro maior que cerca de 20 podem ser úteis, porém difíceis de se formar em uma camada de esteira não-tecida.

[00104]As fibras de óxido cerâmico livres de material não fibroso, que têm tipicamente uma resistência à tração média maior que cerca de 700 MPa (100.000 psi), têm, de preferência, um comprimento de ao menos cerca de 1,9 cm. De preferência, as fibras de óxido cerâmico livres de material não fibroso têm uma resistência à tração média maior que cerca de 1.200 MPa (200.000 psi), com mais preferência, maior que cerca de 1.800 MPa (300.000 psi), e, com mais preferência, maior que cerca de 2.100 MPa (350.000 psi).

[00105]As fibras de alta resistência estão, tipicamente, disponíveis em cordas de filamento contínuas (também chamadas de mechas) ou fios. As cordas de filamento ou filamentos compreendem, tipicamente, cerca de 780 a cerca de 7800 filamentos individuais de fibras de óxido cerâmico. Os fios são geralmente torcidos.

[00106]Embora as fibras contínuas usadas para preparar a camada de esteira nãotecida flexível possam ser engomadas ou desengomadas (ou seja, essencialmente isentas de goma), as fibras são, de preferência, engomadas. Tipicamente, as fibras contínuas são tratadas com material de engomadura orgânica durante sua fabricação para fornecer lubricidade e proteger os fios da fibra durante o manuseio. Acredita-se que a engomadura tende a reduzir o rompimento de fibras, reduzir a eletricidade estática e reduzir a quantidade de poeira produzida durante o entrelaçamento físico ou outras etapas de manuseio envolvidas na fabricação da esteira não-tecida. A engomadura pode ser removida, por exemplo, após a formação da camada de esteira dissolvendo ou queimando-a totalmente.

[00107]Os materiais de engomadura convencionais incluem goma de amido dextrinizado, gelatina, álcool polivinílico, óleos vegetais hidrogenados e detergentes não-iônicos. Uma composição de engomadura preferencial que é aplicada às fibra cerâmicas cristalinas contém cerca de 90 porcento, em peso, de água desionizada, 8 porcento, em peso, de polietileno imina (comercialmente disponível, por exemplo, sob a designação comercial SC-62J junto à Morton International de Chicago, IL.), cerca de 1 a 2 porcento, em peso, de polietileno glicol (comercialmente disponível, por exemplo, sob a designação comercial Carbowax™ 60 junto à Union Carbide de Danbury, Conn.), e cerca de 0,1 porcento, em peso, de um corante vermelho (comercialmente disponíveis, por exemplo, sob a designação comercial Pontamine™ Fast Scarlet 4B junto à Mobay Chemical Co. de Union, N.J.).

[00108]As fibras de alumino silicato preferenciais, que são, tipicamente, cristalinas, compreendem óxido de alumínio na faixa de cerca de 67 a cerca de 77 porcento, em peso, e óxido de silício na faixa de cerca de 33 a cerca de 23 porcento, em peso,. As fibras de alumino silicato engomadas estão comercialmente disponíveis, por exemplo, sob a designação comercial Nextel™ 550 disponível junto à 3M Company. Adicionalmente, as fibras de alumiPetição 870180152376, de 16/11/2018, pág. 31/48

22/35 no silicato adequadas podem ser produzidas conforme apresentado, por exemplo, na patente US. n° 4.047.965.

[00109]As fibras de alumínio borossilicato compreendem, de preferência, óxido de alumínio na faixa de cerca de 55 a cerca de 75 porcento, em peso, óxido de silício na faixa de menos que cerca de 45 a mais que zero (de preferência, menos que 44 a mais que zero) porcento, em peso, e óxido de boro na faixa de menos que cerca de 25 a mais que zero (de preferência, cerca de 1 a cerca de 5) porcento, em peso, (calculada sobre um base teórica de óxido como Al2 O3, SiO2 e B2 O3, respectivamente). As fibras de alumínio borossilicato são, de preferência, ao menos cerca de 50 porcento, em peso, cristalinas, com mais preferência, ao menos cerca de 75 por cento, e com mais de preferência, cerca de 100% (ou seja, são fibras cristalinas). As fibras de alumínio borossilicato engomadas estão comercialmente disponíveis, por exemplo, sob as designações comerciais Nextel™ 312, Nextel™ 440 disponíveis junto à 3M Company. Adicionalmente, as fibras de alumínio borossilicato adequadas podem ser produzidas conforme apresentado, por exemplo, na patente US. n° 3.795.524.

[00110]As fibras de quartzo engomadas estão comercialmente disponíveis, por exemplo, sob as designações comerciais Astroquartz™ disponíveis junto à J. P. Stevens, Inc., de Slater, N.C.

[00111]As camadas de esteira não-tecida flexíveis apresentadas na patente US. N° 5.380.580 podem compreender, ainda, até 40 porcento, em peso, de fibra de alta resistência (de preferência, engomada) (com base no peso total da camada de esteira não-tecida) selecionada a partir do grupo de fibras que consistem em fibras de carbureto de silício (comercialmente disponíveis, por exemplo, sob as designações comerciais Nicalon™ junto à Nippon Carbon de Tóquio, Japão, ou Dow Corning of Midland, Mich.; e Tyranno™ junto à Textron Specialty Materials de Lowell, Mass), fibras de carbono (por exemplo, grafite) (comercialmente disponíveis, por exemplo, sob a designação comercial IM7 junto à Hercules Advanced Material e Systems de Magna, Utah), fibras de nitreto de silício (disponíveis, por exemplo, junto à Toren Energy International Corp. de New York, E.U.A., N.Y.), fibras de vidro (como fibras de vidro de aluminossilicato de magnésio (comercialmente disponíveis, por exemplo, sob a designação comercial S2-Glass™ junto à Owens Corning Corp. de Granville, Ohio, E.U.A.)), fibras de metal (por exemplo, fibras de aço inoxidável (comercialmente disponíveis, por exemplo, sob a designação comercial Bekinox™ junto à Bekaert de Zweregan, Bélgica)), e misturas das mesmas. As fibras de metal podem ser úteis, por exemplo, como um aquecedor de resistência, ou podem ser usadas para fundir a esteira com uma superfície de metal. O utilização de fibras como aquelas feitas de vidro pode reduzir o custo total da camada de esteira não-tecida flexível.

[00112]A camada de esteira não-tecida flexível pode compreender, ainda, até cerca

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23/35 de 25 porcento, em peso, (com base no peso total da camada de esteira) de material sem solidez (por exemplo, materiais sem solidez térmicos como termoplástico, náilon e fibras de raiom, pós, filmes, mantas e materiais solúveis em água como álcool polivinílico). As fibras termoplásticas, por exemplo, são conhecidas na técnica e estão comercialmente disponíveis, por exemplo, junto à Hoechst-Celanese de Summit, N.J. As fibras termoplásticas podem ser úteis, por exemplo, para ligação, quando suficientemente aquecidas, às fibras cerâmicas que compreendem a camada de esteira para ajudar a manter a esteira unida e aumentar a manuseabilidade da esteira. Adicionalmente, as fibras fugitivas térmicas podem ser queimadas ou dissolvidas fora da camada de esteira para fornecer uma estrutura ou porosidade desejada. Os materiais sem solidez podem ser incorporados durante a formação da camada de esteira não-tecida flexível. Materiais fugazes podem também ser incorporados à camada não-tecida flexível da esteira por imersão ou aspersão.

[00113]Aglutinantes podem ser incorporados à camada não-tecida flexível da esteira, por exemplo, por saturação ou aspersão.

[00114]Para fornecer fibras individualizadas (ou seja, separar uma fibra da outra), uma corda de filamento ou fio de fibras pode ser cortada, por exemplo, utilizando um cortador para fios de vidro, no comprimento desejado (tipicamente na faixa de cerca de 1,9 a cerca de 15 cm). Para camadas de esteira não-tecida que devem ser hidroentrelaçadas, é preferencial individualizar ou separar parcialmente as fibras cortadas utilizando uma máquina de formação de manta convencional.

[00115]As ou fibras de quartzo e/ou à base de aluminossilicato cortadas ou talhadas podem ser separadas ou individualizadas utilizando meios mecânicos como passá-las através de um moinho de martelo convencional ou através de um mini abridor de retorno. Se um moinho de martelo for usado, é desejável que as fibras cortadas sejam passadas através desse pelo menos duas vezes.

[00116]De preferência, pelo menos 50 por cento, em peso, das fibras são individualizados antes delas serem formadas em um camada da esteira não-tecida. Embora as fibras cortadas ou talhadas maiores que cerca de 15 cm também possam ser úteis na preparação da camada de esteira não-tecida, essas podem ser mais difíceis de se processar. A separação das fibras tende a aumentar a característica tufosa (ou seja, diminuir a densidade aparente) das fibras constituindo a camada de esteira não-tecida, por meio disso reduz-se a densidade da camada de esteira resultante.

[00117]Para facilitar o processamento e separação das fibras talhadas ou cortadas, as fibras e o equipamento de separação são, de preferência, condicionados a cerca de 60 a 85 por cento (com mais preferência, cerca de 80 a 85 por cento) de umidade relativa. Alternativamente, um lubrificante antiestático (por exemplo, como aquele comercialmente disponível sob a designação comercial Neutrostat™ junto à Simco Co., Inc., de Hatfield, N.J.) ou

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24/35 um óleo de hidrocarboneto leve (por exemplo, como aquele comercialmente disponível sob a designação comercial 702ETL junto à Moroil Corporation de Charlotte, N.C.) pode ser revestido sobre as fibras e/ou aspergido no equipamento de separação de fibra enquanto as fibras estão sendo separadas.

[00118]As fibras individualizadas talhadas podem ser então alimentadas, de preferência utilizando um sistema de alimentação de fibras convencional em uma máquina de formação de manta convencional, sendo que as fibras são estiradas sobre uma tela de arame ou esteira de malha (por exemplo, uma esteira de metal ou náilon). Fibras com um comprimento maior que cerca de 2,5 cm tendem a ser entrelaçadas durante o processo de formação da manta. Para facilitar o manuseio da camada de esteira, a camada de esteira pode ser formada sobre uma talagarça ou colocada sobre ela. Dependendo do comprimento das fibras, a camada de esteira resultante pode ter manuseabilidade suficiente para ser transferida para o equipamento de entrelaçamento físico (por exemplo, uma máquina de perfuração por agulhagem ou uma unidade de hidroentrelaçamento) sem a necessidade de um suporte (por exemplo, uma talagarça).

[00119]A camada de esteira não-tecida pode ser então perfurada por agulhagem e/ou hidroentrelaçada. A camada de esteira não-tecida pode ser perfurada por agulhagem utilizando um aparelho de perfuração por agulhagem convencional. A perfuração por agulhagem, que fornece entrelaçamento das fibras, tipicamente envolve a perfuração e/ou estiramento de agulhas farpadas através da esteira. Tipicamente, uma camada de esteira nãotecida que será perfurada por agulhagem tem ao menos cerca de 0,3175 cm (1/8 polegada) de espessura. As camadas de esteira abaixo dessa espessura tendem a ter integridade insuficiente para serem perfuradas por agulhagem. O número ideal de perfurações de agulha por área da esteira irá variar dependendo da aplicação específica. Tipicamente, a camada de esteira não-tecida é perfurada por agulhagem para fornecer uma média de pelo menos 5 punções por agulha/cm2. De preferência, a esteira é perfurada por agulhagem para fornecer uma média de cerca de 5 a 60 punções por agulha/cm2, com mais preferência, uma média de cerca de 10 a cerca de 20 punções por agulha/cm2.

[00120]A camada de esteira não-tecida pode ser hidroentrelaçada utilizando uma unidade de emaranhamento com água convencional (consulte, por exemplo, patente US. n° 4.880.168). Embora o líquido preferencial para uso com o hidroentrelaçador seja água, outros líquidos adequados podem ser usados com ou no lugar da água. De preferência, a camada de esteira não-tecida é molhada com o líquido antes de ser submetida a hidroentrelaçamento. De preferência, uma camada de esteira não-tecida é pré-molhada, por exemplo, pela passagem da mesma sob um fluxo de líquido (por exemplo, água) em baixa pressão (por exemplo, até cerca de 350 kPa (50 psi)) antes do hidroentrelaçamento. A camada de esteira pré-molhada é então submetida a uma alta pressão de fluxo a jato.

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25/35 [00121]Tipicamente, uma camada de esteira não-tecida que será hidroentrelaçada tem ao menos cerca de 0,08 cm (1/32 polegada) de espessura. As camadas de esteira abaixo dessa espessura tendem a ter integridade insuficiente para serem hidroentrelaçadas. A camadas de esteira mais espessas do que cerca de 0,63 cm (1/4 polegada) não são, tipicamente, hidroentrelaçadas ao longo de toda a sua espessura. Estas esteiras grossas, entretanto, podem ser adicionalmente hidroentrelaçadas submetendo-se ambas as superfícies principais da esteira aos jatos (ou seja, ao processo de hidroentrelaçamento).

[00122]De preferência, as camadas de esteira não-tecida perfuradas por agulhagem flexíveis descritas na patente US. n° 5.380.580 têm um valor de peso por unidade de área na faixa de cerca de 50 a cerca de 5.000 g/m2, e em um outro aspecto uma espessura na faixa de cerca de 0,3 a cerca de 5 centímetros. De preferência, uma camada de esteira não-tecida hidroentrelaçada flexível tem um valor de peso por unidade de área na faixa de cerca de 25 a cerca de 250 g/m2, e em um outro aspecto uma espessura na faixa de cerca de 0,08 cm (1/32 polegada) a cerca de 0,32 cm (1/8 polegada).

Adesivo [00123]Na esteira de montagem multicamadas da presente invenção, as camadas de esteira são ligadas umas às outras com um adesivo que compreende ao menos um tipo de partículas coloidais inorgânicas e um sal solúvel em água inorgânico.

[00124]As partículas coloidais inorgânicas úteis têm tipicamente um diâmetro médio menor que cerca de 300 nm (de preferência, menor que cerca de 200 nm; com mais preferência, menor que cerca de 100 nm). As partículas coloidais inorgânicas adequadas incluem, por exemplo, sílica coloidal, alumina coloidal, argilas coloidais (naturais ou sintéticas), e misturas das mesmas. As partículas coloidais inorgânicas preferenciais incluem, por exemplo, sílica coloidal e argila coloidal. As partículas coloidais inorgânicas mais preferenciais incluem, por exemplo, sílica coloidal e argila coloidal sintética.

[00125]A sílica coloidal útil está disponível comercialmente, por exemplo, junto à Nalco em Naperville, IL (por exemplo, como sílica coloidal Nalco 1056, 2329, 2327, 1130, ou 1030) e como Ludox PW 50EC junto à W.R. Grace em Columbia, MD, EUA. Tipicamente, a sílica coloidal situa-se entre cerca de 30% e cerca de 50% sólidos em água. A sílica coloidal pode ter uma carga positiva ou negativa (de preferência, negativa).

[00126]Argilas úteis também estão disponíveis comercialmente, e podem incluir, por exemplo, Laponite™ (59,5% de SiO2, 27,5% de MgO) junto à Rockwood em Princeton, NJ, EUA; Um colóide mineral BP (62,9% de SiO2, 17,1% de Al2O3, 2,4% de MgO) e Gelwhite™ L (66,5% de SiO2, 14,7% de Al2O3, 3,2% de MgO), ambos disponíveis junto à Southern Clay em Gonzales, TX; MicroLite™ Vermiculite Dispersion disponível junto à Grace Construction Products em Cambridge, MA. Tipicamente, as argilas coloidais estão entre cerca de 5% e cerca de 10% de sólidos em água.

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26/35 [00127]Os sais solúveis em água inorgânicos úteis incluem, por exemplo, silicato de sódio, silicato de potássio, sulfato de alumínio, aluminato de sódio e misturas dos mesmos. Os sais solúveis em água inorgânicos preferenciais incluem, por exemplo, silicato de sódio e silicato de potássio.

[00128]Tipicamente, os silicatos de sódio úteis têm uma faixa de SiO2/Na2O de cerca de 0,4 a cerca de 4 (de preferência, de cerca de 1,5 a cerca de 3,5). Quanto maior for essa razão, mais rápida será a taxa de cura e a ligação adesiva mais rígida. De modo oposto, quanto menor for essa razão, mais lenta será a taxa de cura e a ligação adesiva mais flexível.

[00129]Os sais solúveis em água inorgânicos úteis estão comercialmente disponíveis. Por exemplo, silicato de sódio está disponível como silicato de sódio Tipo N e silicato de sódio Stixso™ disponível junto à PQ Corporation em Valley Forge, PA, O adesivo pode compreender componentes opcionais como, por exemplo, aditivos para reduzir a fragilidade, conferir cor, ou aumentar a reflexividade ou absorção de luz e calor. Por exemplo, glicerina ou outros álcoois poliídricos podem ser adicionados para otimizar a flexibilidade. Os pigmentos inorgânicos e/ou argilas podem ser usados para conferir cor e/ou para aumentar a reflexão ou absorção de energia.

[00130]O adesivo está tipicamente em uma forma líquida. Entretanto, com algumas camadas de esteira (por exemplo, camadas de esteira agulhadas isentas de aglutinante orgânico ou via seca (dry-laid)), pode ser preferível que o adesivo esteja sob a forma de um gel. Os géis podem ser formados, por exemplo, por (1) remoção de água, (2) alteração do pH, (3) adição de um sal, ou (4) adição de um solvente orgânico miscível em água. O grau degelificação pode ser controlado para otimizar a viscosidade reduzindo, assim, a absorção do adesivo nas camadas de esteira.

[00131]A viscosidade de soluções de partículas coloidais pode também ser aumentada pela adição de sílica pirolisada, óxidos metálicos compatíveis, ou pós de hidróxido. A viscosidade também pode ser aumentada pela adição de agentes espessantes orgânicos compatíveis convencionais.

[00132]O adesivo da invenção pode compreender algum adesivo orgânico (por exemplo, aglutinantes orgânicos apresentados acima). Tipicamente, o adesivo irá compreender menos que cerca de 50%, em peso, (de preferência, menos que cerca de 20%), em peso, de adesivo orgânico.

Método [00133]A esteira de montagem multicamadas da invenção pode ser produzida pela aplicação do adesivo a uma superfície principal de uma primeira camada da esteira de montagem seguida da compressão leve entre uma superfície principal de uma segunda camada da esteira de montagem e uma superfície revestida com adesivo da primeira camada da

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27/35 esteira de montagem. Para uso na presente invenção, o termo comprimir significa aplicar pressão adequada para gerar contato suficiente para que ocorra a ligação das superfícies da esteira (por exemplo, leve pressão como pressão do dedo pode ser adequada em algumas modalidades).

[00134]Uma camada fina do adesivo pode ser aplicada à superfície de uma primeira camada de esteira como uma camada contínua ou como uma camada descontínua (por exemplo, como pontos ou tiras discretas). Opcionalmente, o adesivo também pode ser aplicado à superfície da segunda camada de esteira. A aplicação pode ser realizada utilizando qualquer técnica útil, por exemplo, por revestimento, aspersão ou gotejamento. Após o adesivo ser aplicado, a primeira camada de esteira de montagem pode ser comprimida (por exemplo, utilizando um cilindro de estrangulamento ou qualquer outro meio útil de compactação/laminação) com a segunda camada de esteira de montagem.

[00135]Tipicamente, a quantidade de adesivo aplicada e a força de compactação são controladas de modo que o adesivo permaneça principalmente na interface entre as duas camadas de esteira quando essas forem comprimidas. Uma quantidade suficiente de adesivo permanece tipicamente sobre as superfícies das camadas de esteira para fornecer uma forte ligação suficiente para manter as camadas unidas quando flexionadas em um círculo ou cilindro (por exemplo, em um rolo com diâmetro de 6,4 cm (2,5 polegadas)). De preferência, o adesivo penetra menos que cerca de 20% (com mais preferência, menos que cerca de 10%) da espessura das duas camadas.

[00136]A adesão (ou seja, cura do adesivo) é gerada pela evaporação de água do adesivo. Opcionalmente, a taxa de evaporação de água do adesivo pode ser acelerada pela pedido de calor. Um forno de microondas ou de radiofreqüência (RF) pode, também ser opcionalmente usado para acelerar a evaporação de água.

[00137]A cura de adesivos de silicato pode ser acelerada com os agentes de cura químicos como, por exemplo, ácidos minerais ou orgânicos, ou dióxido de carbono.

[00138]O método da invenção pode ser, opcionalmente, executado como um processo contínuo (roll-to-roll).

Esteira de Montagem multicamadas e Dispositivos de Controle de Poluição [00139]A esteira de montagem multicamadas da invenção tem uma primeira camada, uma segunda camada, e um adesivo (conforme descrito acima) dispostos entre as mesmas. o adesivo liga uma superfície principal da primeira camada a uma superfície principal da segunda camada. As camadas de esteira podem compreender os mesmos materiais ou materiais diferentes. Por exemplo, a primeira e a segunda camadas podem ser camadas intumescentes (que compreendem os mesmos materiais intumescentes ou materiais diferentes); a primeira e a segunda camadas podem ser camadas não-intumescentes (que compreendem os mesmos materiais não-intumescentes ou materiais diferentes); ou a pri

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28/35 meira camada pode ser uma camada intumescente e a segunda camada pode ser uma camada não-intumescente (ou vice-versa). A esteira de montagem multicamadas também pode ter camadas de esteira adicionais. Uma modalidade de 3 camadas preferencial da esteira de montagem multicamadas da invenção, por exemplo, tem uma construção tipo sanduíche em que uma camada intumescente está disposta entre duas camadas nãointumescentes.

[00140]Tipicamente, a esteira de montagem multicamadas da invenção é flexível (ou seja, essa passa no teste de flexão descrito a seguir).

[00141]A camada adesiva que liga as camadas umas às outras pode ser uma camada contínua ou descontínua (de preferência, uma camada descontínua). A camada adesiva tem, tipicamente um peso de revestimento seco entre cerca de 5 e cerca de 175 g/m2 (de preferência, entre cerca de 15 e cerca de 100 g/m2; com mais preferência, entre cerca de 20 e cerca de 70 g/m2).

[00142]A esteira de montagem multicamadas da invenção é adaptada operacionalmente para uso na montagem de um elemento de controle de poluição em um dispositivo de controle de poluição (por exemplo, para uso em um conversor catalítico ou um filtro de particulados de diesel).

[00143]Os dispositivos de controle de poluição geralmente compreendem um compartimento, um elemento de controle de poluição (por exemplo, um elemento catalítico ou um elemento filtrante de particulados) disposto no compartimento, e uma esteira de montagem posicionada entre o elemento de controle de poluição e o compartimento.

[00144]O compartimento (também geralmente chamado de uma lata ou um alojamento) pode ser produzido a partir de materiais adequados conhecidos na técnica para esse uso e é tipicamente feito de metal. De preferência, o compartimento é feito de aço inoxidável.

[00145]Os elementos de conversor catalítico adequados, também chamados de monólitos, são conhecidos na técnica e incluem aqueles feitos de metal ou cerâmica. Os monólitos ou elementos são usados para sustentar os materiais catalisadores do conversor. Um elemento de conversor catalítico útil está apresentado, por exemplo, na patente US. n° RE 27.747 (Johnson).

[00146]Adicionalmente, os elementos de conversor catalítico de cerâmica estão comercialmente disponíveis, por exemplo, junto à Coming Inc. de Coming, NY, EUA e NGK Insulator Ltd. de Nagoya, Japão. Por exemplo, um suporte catalisador cerâmico em formato de colméia é comercializado sob a designação comercial Celcor™ por Coming Inc. e Honeyceram™ por NGK Insulator Ltd. Os elementos de conversor catalítico de metal estão disponíveis comercialmente junto à Behr GmbH and Co. da Alemanha.

[00147]Para obter mais detalhes sobre os monólitos catalíticos consulte, por exem

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29/35 plo, Systems Approach to Packaging Design for Automotive Catalytic Converters, Stroom et al., Paper n° 900500, SAE Technical Paper Series, 1990; Thin Wall Ceramics as Monolithic Catalyst Supports, Howitt, Paper 800082, SAE Technical Paper Series, 1980; e Flow Effects in Monolithic Honeycomb Automotive Catalytic Converters, Howitt et al., Paper n° 740244, SAE Technical Paper Series, 1974.

[00148]Os materiais catalisadores revestidos sobre os elementos de conversor catalítico incluem aqueles conhecidos na técnica (por exemplo, metais como rutênio, ósmio, ródio, irídio, níquel, paládio e platina, e óxidos metálicos como pentóxido de vanádio e dióxido de titânio). Para mais detalhes com relação aos revestimentos catalíticos consulte, por exemplo, patente US. n° 3.441.381.

[00149]Os elementos filtrantes de particulados de diesel tipo monolíticos convencionais são, tipicamente, filtros de fluxo de parede que compreendem um material em forma de colméia, poroso, cristalino cerâmico (por exemplo, cordierita). As células alternadas em forma de colméia são, tipicamente, ligadas de modo que o gás de escape entra em uma célula e é forçado através da parede porosa de uma célula e sai da estrutura através de outra célula. O tamanho do elemento filtrante de particulados de diesel depende das necessidades de aplicação particulares. Elementos filtrantes de particulados de diesel úteis estão comercialmente disponíveis, por exemplo, junto à Coming Inc. de Coming, NY, EUA, e NGK Insulator Ltd. de Nagoya, Japão. Ademais, os elementos filtrantes de particulados de diesel úteis são discutidos em Cellular Ceramic Diesel Particulate Filter, Howitt et al., Paper n° 10114, SAE Technical Paper Series, 1981.

[00150]Em uso, a esteira de montagem multicamadas da invenção está disposta entre o monólito e o compartimento de maneira similar para um conversor catalítico ou para um filtro de particulados de diesel. Isso pode ser feito envolvendo-se o monólito com uma lâmina da esteira de montagem multicamadas, inserindo-se o monólito embrulhado no compartimento e vedando-se o compartimento.

Exemplos [00151]Os objetivos e vantagens dessa invenção estão adicionalmente ilustrados pelos exemplos a seguir.

métodos de Teste

T este de Resistência à T ração:

[00152]Esse teste fornece uma indicação da resistência da ligação adesiva entre as esteiras. Uma amostra foi preparada pintando-se a superfície de uma extremidade de uma tira de esteira que mede 2,5 cm (1 polegada) por 15 cm (6 polegadas) com adesivo de modo que o adesivo se estenda até pelo menos 2,5 cm (uma polegada) da extremidade. Uma segunda tira de esteira que mede 2,5 cm (1 polegada) por 15 cm (6 polegadas) foi colocada sobre a primeira de modo que essa sobreponha a primeira em 6,5 cm² (uma polegada qua

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30/35 drada), e as extremidades livres de cada tira se estendem em direções opostas. A área revestido foi comprimida com a leve pressão do dedo para espremer o excesso de adesivo da linha de ligação. A amostra laminada foi colocada em um forno ajustado a 80°C durante cerca de 60 minutos. A amostra foi removida e resfriada até a temperatura ambiente (pelo menos 10 minutos). O teste de tração foi realizado em um Testador de Tração Modelo 100-P12 (disponível junto à Test Resources, Shakopee, MN), prendendo-se uma extremidade na garra superior e a outra outra extremidade na garra inferior do equipamento de teste e puxando-se a uma velocidade de tração de 2,5 cm por minuto (uma polegada por minuto). A resistência à tração foi registrada em gramas por centímetro quadrado (libras por polegada quadrada) e o modo de falha foi observado. Uma falha coesiva na esteira indicou que a intensidade de ligação do adesivo foi maior que a resistência coesiva da esteira e que ocorreu a delaminação da esteira. Uma falha do adesivo foi caracterizada pelas esteiras que se afastam umas das outras substancialmente intactas, indicando que o adesivo não manteve as esteiras unidas. Uma falha misturada indica que ambos os modos de falha foram observados na amostra de teste.

Teste de Adesão de Descolamento (T-Peel Adhesion Test) [00153]Duas tiras de esteira foram cortadas em 2,54 cm por 20,3 cm (1 polegada por 8 polegadas). o adesivo foi aplicado a aproximadamente 10,6 cm (5 polegadas) de cada tira utilizando um pincel. As superfícies revestidas das duas tiras de esteira foram unidas umas às outras utilizando leve pressão do dedo para espremer o excesso de adesivo da linha de ligação. A amostra em duas camadas foi colocada em um forno ajustada a 150°C durante cerca de 10 minutos. A amostra foi removida e resfriada até a temperatura ambiente (pelo menos 10 minutos). A adesão de descolamento (T-peel Adhesion) da amostra laminada foi testada utilizando o Testador de Tração Modelo 100-P-12 prendendos-e cuidadosamente a extremidade livre de cada tira nas garras superior e inferior do equipamento para teste. A velocidade de tração foi de 12,7 cm/min (5 polegadas por minuto) e a separação de garra foi de 25 cm (10 polegadas). A força média em gramas por centímetro de largura (gramas por polegada de largura) e o modo de falha foram registrados. os modos de falha são conforme descrito acima para o Teste de Resistência à Tração.

Teste de Flexão [00154]Esse teste fornece uma indicação qualitativa de quão bem os materiais de esteira ficam aderidos uns aos outros quando flexionados em um círculo. Uma amostra foi preparada pintando-se duas tiras de esteira de 2,5 cm (1 polegada) por 20 cm (8 polegadas) com adesivo e, então, comprimindo-se as superfícies revestidas utilizando-se uma leve pressão do dedo para espremer o excesso de adesivo. A amostra foi seca em um forno ajustado a 150°C durante cerca de 10 minutos. Após o resfriamento em temperatura ambiente, a amostra foi embrulhada em volta de um cilindro com diâmetro de 6,4 cm (2,5

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31/35 polegada). O resultado foi positivo, isto é, as esteiras permaneceram aderidas umas às outras; ou negativo, isto é, as duas tiras de esteira se separaram uma da outra (tipicamente com pouca ou nenhuma delaminação das esteiras) ou a esteira apresentou craqueamento dentro da esteira. O craqueamento do adesivo dentro da interface entre as esteiras é aceitável contanto que as próprias esteiras não rachem.

Exemplos 1 a 3 [00155]O Exemplo 1 foi preparado de acordo com o procedimento do teste de resistência à tração descrito acima, pintando-se uma camada fina de silicato de sódio líquido (Sodium Silicate Type N disponível junto à PQ Corporation, Valley Forge, PA) sobre uma tira de 2.5 cm (1 polegada) por 15 cm (6 polegadas) de uma esteira de montagem intumescente com peso base de 800 gramas por metro quadrado (esteira intumescente 3M® Interam® 550 fabricada pela 3M Co., St. Paul, MN) e pressionando-se uma segunda tira do mesmo material sobre ela. Os resultados do teste são mostrados na Tabela 1.

[00156]O Exemplo 2 foi preparado de acordo com o procedimento do Exemplo 1 exceto pelo fato de que 5% de glicerina foram adicionados à composição adesiva.

[00157]O Exemplo 3 foi preparado de acordo com o procedimento do Exemplo 1 exceto pelo fato de que a segunda esteira era um esteira não-intumescente de 1435 gramas por metro quadrado (3M® Interam® 900HT Esteira Intumescente fabricada por 3M Co., St. Paul MN).

Tabela 1 - Resistência à Tração
Exemplo	Resistência à tração- g/cm²(libras/polegada²)	Modo de falha
1	2468 (13,6)	Coesiva
2	2123 (11,7)	Coesiva
3*	2176 (1,2)	Coesiva

*O Exemplo 3 mostrou fibras irregularmente puxadas da esteira indicando que a esteira não-intumescente foi separada.

Exemplos 4 a 16 [00158]Os Exemplos 4 a 16 foram preparados utilizando as esteiras intumescentes descritas no Exemplo 1 e os adesivos mostrados na Tabela 2 abaixo. As amostras de teste foram preparadas e testadas de acordo com os procedimentos de teste do Teste de Resistência à Tração, do Teste de Flexão e do Teste de adesão de descolamento. Os resultados são mostrados na Tabela 2. As amostras do teste de adesão de descolamento não foram testadas em um testador de tração, porém foram despedaçadas manualmente e o modo de falha foi registrado.

Tabela 2 - Vários adesivos

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Exemplo	Adesivo *	Resistência à tração kg/cm² (li- bras/polegada²)	Teste de flexão	Modo de falha de descolamento
4	Sílica coloidal	0,85 (4,7)	Passou	Coesiva
5	50% de silicato de sódio	0,91 (5)	Passou	Coesiva
6	Silicato de sódio	1,0 (5,5)	Passou	Coesiva
7	Alume	0,69 (3,8)	Passou	Coesiva
8	5% de Argila em água	1,32 (7,3)	Passou	Coesiva
9	10% de silicato de lítio magnésio de sódio anidroso em água	1,27 (7)	Passou	Coesiva
10	10% de argila coloidal em água	1,42 (7,8)	Passou	Coesiva
11	Sílica coloidal + silicato	1,20 (6,6)	Passou	Coesiva
12	Sílica coloidal + alume	1,18 (6,5)	Passou	Coesiva
13	Sílica coloidal + ácido bórico	1,20 (6,6)	Passou	Adesivo
14	Silicato de sódio + alume	0,76 (4,2)	Passou	Adesivo
15	Silicato de sódio + ácido bórico	1,34 (7,4)	Passou	Coesiva
16	Gelwhite L + alume	1,31 (7,2)	Passou	Coesiva

*O adesivo usado em cada exemplo foi:

[00159]Exemplo 4 - Nalco 2327 disponível junto à Nalco Co., Naperville, IL [00160]Exemplo 5 - Silicato de sódio diluído 50/50 com água da torneira (PQ® Silicato de Sódio Tipo N disponível junto à PQ Corporation, Valley Forge, PA) [00161]Exemplo 6 - Silicato de Sódio Tipo N disponível junto à PQ Corporation, Valley Forge, PA [00162]Exemplo 7 - 50% de sulfato de alumínio (alume) em água (disponível junto à Hawkins Inc., Minneapolis, MN) [00163]Exemplo 8 - montmorilonita coloidal (Gelwhite L disponível junto à Southern Clay Products Inc., Gonzales, TX (subsidiária da Rockwood)) [00164]Exemplo 9 - silicato de lítio magnésio de sódio (LAPONITE RD, disponível junto à Rockwood Additives LTD, Widnes, UK) [00165]Exemplo 10 - montmorilonita coloidal (MINERAL COLLOID® BP® (disponível junto à Southern Clay Products Inc., Gonzales, TX (subsidiária da Rockwood)) [00166]Exemplo 11 - Nalco 2327 com silicato 50/50, em peso, [00167]Exemplo 12 - Nalco 2327 com alume 50/50, em peso, [00168]Exemplo 13 - Nalco 2327 com ácido bórico saturado 50/50, em peso, [00169]Exemplo 14 - Silicato de sódio Tipo N com alume 50/50, em peso, [00170]Exemplo 15 - Silicato de sódio Tipo N com ácido bórico

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33/35 [00171]Exemplo 16 - Gelwhite L com alume 50/50

Exemplos 17 a 33 [00172]Os Exemplos 17 - 33 foram preparados utilizando as esteiras intumescentes descritas no Exemplo 1 e os adesivos mostrados na Tabela 3 abaixo. As amostras foram preparadas e testadas de acordo com o procedimento de teste de Teste de adesão de descolamento.

Tabela 3 - adesão de descolamento com Vários Adesivos
Exem- plo	Adesivo**	Adesão de descolamento gramas/cm de largura(gramas/polegad a de largura)	Modo de falha
17	20 nm de sílica coloidal de carga positiva	40,4 (101)	Coesiva
18	75 nm de sílica coloidal de carga negativa	40,4 (101)	Coesiva
19	8 nm de sílica coloidal de carga negativa	47,6 (119)	Coesiva
20	13 nm de sílica coloidal de carga negativa	47,6 (119)	Coesiva
21	Sílica coloidal de carga negativa tamanho de partícula bimodal	42,8 (107)	Coesiva
22	35% de alume em água da torneira	42 (105)	Coesiva
23	35% de aluminato de sódio em água da torneira	41,2 (103)	Coesiva
24	Solução de cloreto de potássio saturada	24,8 (68)	Misturado
25	Solução de cloreto de sódio saturada	30 (75)	Misturado
26	Silicato de sódio	47,2 (118)	Coesiva
27	Silicato de sódio	43,2 (108)	Coesiva
28	5% de argila coloidal em água	52 (130)	Coesiva
29	5% de laponita em água	43,2 (108)	Coesiva
30	Vermiculita esfoliada	49,2 (123)	Coesiva
31	Argila caulim- 200 nm misturados	16 (40)	Adesivo
32	Argila Bentonita	44,4 (111)	Coesiva

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33

Gel de silicato de sódio

44,4 (111)

Coesiva

**O adesivo utilizado em cada exemplo foi:

[00173]Exemplo 17 - Nalco 1056 disponível junto à Nalco Co., Naperville,IL [00174]Exemplo 18 - Nalco 2329 disponível junto à Nalco Co., Naperville,IL [00175]Exemplo 19 - Nalco 1130 disponível junto à Nalco Co., Naperville,IL [00176]Exemplo 20 - Nalco 1030 disponível junto à Nalco Co., Naperville,IL [00177]Exemplo 21 - Ludox PW 50 EC bimodal disponível junto à W.R. Grace Co., Columbia, MD [00178]Exemplo 22 - 50% de sulfato de alumínio disponível junto à Hawkins Inc., Minneapolis, MN [00179]Exemplo 23 - 35% de Aluminato de sódio disponível junto à Nalco Co., Naperville, IL [00180]Exemplo 24- Cloreto de potássio saturado disponível junto à Hawkins Inc Minneapolis, MN [00181]Exemplo 25 - Cloreto de sódio saturado disponível junto à EM Science, Cherry Hill NJ [00182]Exemplo 26 - Stixso™ silicato de sódio disponível junto à PQ Corp., Valley Forge, PA [00183]Exemplo 27 - Silicato de sódio Tipo N disponível junto à PQ Corp, Valley Forge, PA [00184]Exemplo 28 - 5% de Gelwhite em água [00185]Exemplo 29 - 5% de laponita RD em água disponível junto à Rockwood Additives, LTD, Princeton, NJ [00186]Exemplo 30 - Vermiculite esfoliada com microlita disponível junto à Grace Construction Products, Cambridge, MA [00187]Exemplo 31- Dixie Clay (200 nm) disponível junto à R.T. Vanderbilt Co, Norwalk, CT; misturada em um misturador Waring durante 60 segundos para reduzir o tamanho de partícula [00188]Exemplo 32 - Argila bentonita disponível junto à Wyo-Ben, Billings MT [00189]Exemplo 33 - Laponita RD/gel silicato de sódio disponível junto à Rockwood Additives, LTD, Princeton, NJ

Exemplo 34 [00190]Uma esteira de 3 camadas foi preparada através da laminação de duas esteiras não-intumescentes descritas no Exemplo 3 à esteira intumescente descrita no Exemplo 1 utilizando-se silicato de sódio tipo N como adesivo. A esteira intumescente fica disposta entre as duas esteiras não-intumescentes. A esteira de 3 camadas é flexível e facilmente embrulhada em volta de um monólito de cordierita sem craqueamento ou delaminação.

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Exemplos Comparativos C1 a C11 [00191]Os Exemplos Comparativos C1 a C11 foram preparados utilizando as esteiras intumescentes descritas no Exemplo 1 e os adesivos listados abaixo para produzir as amostras para o Teste de adesão de descolamento. As amostras foram separadas manualmente e não se mantiveram unidas de modo algum (sem ligação) ou não se mantiveram unidas suficientemente para serem presas nas garras do testador de tração (Ligação insatisfatória). As falhas foram todas do adesivo sem delaminação nas esteiras.

[00192]C1 - Ácido Bórico Saturado- sem ligação [00193]C2 - 20% de Dióxido de titânio (2 mícrons) em água- sem ligação [00194]C3 - Pó de óxido de cálcio disponível junto à JT Baker - Sem ligação [00195]C4 - Sílica pirolisada com M-5 disponível junto à Cabot - Sem ligação [00196]C5 - M-5 misturado em um misturador Waring - sem ligação [00197]C6 - Hidróxido de alumínio- sem ligação [00198]C7 - 20% de sulfato de cálcio em água, EM Science, Cherry Hill, NJ- Ligação insatisfatória [00199]C8 - Dixie Clay (200 nm - não misturada) - Ligação Insatisfatória [00200]C9 - Hidróxido de alumínio (3,5 mícrons), Huber Inc Norcross GA - Ligação Insatisfatória [00201]CR10 - Hidróxido de Magnésio (5 mícrons), Albemarle Inc., Baton Rouge, LA-Ligação Insatisfatória [00202]C11 - Água- sem ligação [00203]Várias modificações e alterações desta invenção se tornarão aparentes aos versados nessas técnicas sem que se desvie do escopo e do espírito da invenção. Deve-se compreender que esta invenção não se destina a ser indevidamente limitada pelas modalidades e exemplos ilustrativos aqui apresentados, e que esses exemplos e modalidades são apresentados apenas a título de exemplo, sendo que o escopo da invenção é destinado a ser limitado apenas pelas reivindicações aqui apresentadas da seguinte forma.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Esteira de montagem multicamadas adaptada operacionalmente para uso na montagem de um elemento de controle de poluição em um dispositivo de controle de poluição, CARACTERIZADA pelo fato de que é seca e compreende uma primeira camada, uma segunda camada e um adesivo disposto entre as mesmas para ligar uma superfície principal da dita primeira camada a uma superfície principal da dita segunda camada, sendo que o dito adesivo compreende partículas coloidais inorgânicas sólidas que têm um diâmetro médio menor que cerca de 300 nm e um sal inorgânico solúvel em água, com uma viscosidade que resulta no dito adesivo penetrando menos que cerca de 20% da espessura das ditas primeira e segunda camadas.
2. Esteira de montagem multicamadas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos uma parte do dito adesivo está na forma de gel.
3. Esteira de montagem multicamadas, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito adesivo compreende partículas coloidais inorgânicas tendo um diâmetro médio menor que cerca de 300 nm.
4. Esteira de montagem multicamadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita primeira camada e a dita segunda camada são camadas intumescentes.
5. Esteira de montagem multicamadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita primeira camada da esteira de montagem e a dita segunda camada são cada uma camada não-intumescente.
6. Esteira de montagem multicamadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que uma entre a dita primeira camada e a dita segunda camada é uma camada intumescente e a outra é uma camada não-intumescente.
7. Esteira de montagem multicamadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito adesivo penetra menos que cerca de 20% da espessura da dita primeira camada e da dita segunda camada.
8. Esteira de montagem multicamadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito adesivo exibe um modo de falha coesiva no teste de resistência à tração ou adesão de descolamento.
9. Esteira de montagem multicamadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende adicionalmente uma terceira camada, sendo que uma superfície principal da dita terceira camada é aderida à segunda superfície principal da dita segunda camada por meio de um adesivo que compreende pelo menos um de partículas coloidais inorgânicas tendo um diâmetro médio menor que cerca de 300 nm ou um sal inorgânico solúvel em água.

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10. Dispositivo de controle de poluição, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um compartimento, um elemento de controle de poluição disposto no dito compartimento, e uma esteira de montagem multicamadas como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9 posicionada entre eles para montar o dito elemento de controle de poluição dentro do dito compartimento.