СИНТЕТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО, СОДЕРЖАЩЕЕ АЭРОГЕЛЬ И ПОЛИМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ, И СПОСОБЫ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИЗДЕЛИЯ, ЕГО СОДЕРЖАЩИЕ Российский патент 2020 года по МПК D01F1/10 D01F6/62 D06M15/643 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка притязает на приоритет предварительной заявки США номер 62/256,374, поданной 17 ноября 2015 года, содержание которой, таким образом, посредством ссылки включается в настоящий документ во всей своей полноте.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] Настоящее изобретение в общем случае относится к синтетическому волокну, содержащему полимерный материал и частицы аэрогеля, к изоляции, содержащей синтетическое волокно, к изделиям, содержащим синтетическое волокно, и к способам изготовления синтетического волокна.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Востребованность и эффективность изоляционных материалов и изделий, содержащих изоляционные материалы, в высшей степени зависит, например, от свойств волокон, использующихся для изготовления изоляции. Волокна обладают различными физическими свойствами в зависимости, помимо всего прочего, от их природы и состава. Например, натуральные волокна, такие как шерстяные волокна, обладают свойствами, отличными от свойств полимерных волокон, а полимерные волокна обладают различными свойствами в зависимости от полимера (полимеров), из которых их получают. При сохранении линейной плотности (денье) волокна постоянным улучшения теплофизических свойств изделия зачастую добивались за счет увеличенных совокупных массы и/или объемистости изделия.

[0004] Несмотря на различные достижения в сфере текстиля сохраняется потребность в изоляционных материалах, обладающих улучшенными теплофизическими свойствами, а, в частности, в волокнах, которые при их включении в изделия и изоляционные материалы обеспечивают получение улучшенных теплофизических эксплуатационных характеристик при отсутствии добавленной массы.

[0005] Несмотря на приведение обсуждения определенных аспектов обычных технологий в целях облегчения раскрытия изобретения заявитель никоим образом не отрицает данные технические аспекты, и, как это подразумевается, заявленное изобретение может охватывать один или несколько обычных технических аспектов.

[0006] В данном описании изобретения при упоминании или обсуждении документа, постановления или вопроса из информационной сферы данные упоминание или обсуждение не представляют собой допущение того, что документ, постановление или вопрос из информационной сферы или любая их комбинация на дату приоритета были доступными для всеобщего ознакомления, известными общественности, составляли часть общеизвестных сведений или другим образом формировали предшествующий уровень техники в соответствии с применимыми положениями законодательства; или являются известными своей соотнесенностью с попыткой разрешения какой-либо проблемы, к которой относится данное описание изобретения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Говоря вкратце, настоящее изобретение удовлетворяет потребность в улучшенном волокне, обладающем выгодными теплофизическими свойствами. В различных вариантах осуществления волокно изобретение является подходящим для использования в изоляции, которая демонстрирует улучшенные теплофизические свойства при отсутствии нежелательного увеличения массы изоляции.

[0008] Настоящее изобретение может быть обращено на одного или нескольких представителей проблем и недостатков обсуждавшегося выше уровня техники. Однако, как это подразумевается, изобретение может оказаться подходящим для использовании при обращении и к другим проблемам и недостаткам в нескольких областях техники. Поэтому заявленное изобретение не должно обязательно восприниматься как ограниченное обращением к любым конкретным проблемам или недостаткам, обсуждавшимся в настоящем документе.

[0009] В одном первом аспекте в изобретении предлагается синтетическое волокно, содержащее:

- от 0,1 до 15% (масс.) частиц аэрогеля, при этом упомянутые частицы аэрогеля имеют средний диаметр в диапазоне от 0,3 до 20 мкм; и

- от 85 до 99,9% (масс.) полимерного материала,

где синтетическое волокно характеризуется массовым номером в диапазоне от 0,1 до 9,0 денье.

[0010] В одном втором аспекте в изобретении предлагается изоляционный материал, содержащий синтетическое волокно.

[0011] В одном третьем аспекте в изобретении предлагается изделие, содержащее синтетическое волокно из первого аспекта изобретения или изоляционный материал из второго аспекта изобретения.

[0012] В одном четвертом аспекте в изобретении предлагается способ изготовления синтетического волокна или изделия, содержащего синтетическое волокно, (например, ткани, изоляционного материала и тому подобного), при этом упомянутый способ включает:

- смешивание частиц аэрогеля и полимерного материала для получения, тем самым, смеси аэрогель/полимер;

- экструдирование смеси аэрогель/полимер; и

- необязательное проведение одной или нескольких дополнительных технологических стадий

для получения, тем самым, синтетического волокна или изделия.

[0013] Определенные варианты осуществления раскрытых в настоящем документе синтетического волокна, изоляции и изделий, содержащих синтетическое волокно, и способов изготовления синтетического волокна обладают несколькими признаками, ни один из которых не является единственно ответственным за их желательные характерные черты. Теперь будут вкратце обсуждаться их более примечательные признаки без ограничения объема синтетического волокна, изоляции, изделий и способов, соответствующих определению формулы изобретения, которая следует далее. После рассмотрения данного обсуждения, а в особенности после прочтения раздела данного описания изобретения, озаглавленного «Подробное описание изобретения», специалисты в соответствующей области техники должны понять то, каким образом признаки различных вариантов осуществления, раскрытых в настоящем документе, обеспечивают получение нескольких преимуществ в сопоставлении с современным уровнем техники. Например, в некоторых вариантах осуществления синтетическое волокно обеспечивает получение улучшенных теплофизических свойств даже в областях применения легких по массе продуктов, что, тем самым, делает его подходящим для выгодного использования, например, в нити, тканых и нетканых изоляционных материалах и изделиях (например, одежде, обуви, постельных принадлежностях и промышленных тканях). Варианты осуществления синтетического волокна могут обеспечивать получение конструкции низкой плотности, улучшенных теплофизических эксплуатационных характеристик и/или улучшенного акустического сопротивления, подходящих для использования, помимо всего прочего, при изготовлении нитей и изоляции для бытовых и промышленных тканей и при изготовлении других изделий, которые обнаруживают потребности в изоляции.

[0014] Данные и другие признаки и преимущества данного изобретения станут очевидными исходя из следующего далее подробного описания различных аспектов изобретения, взятого в сочетании с прилагающейся формулой изобретения и сопутствующими чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0015] Ниже в настоящем документе настоящее изобретение будет описываться в сочетании со следующими далее вычерченными фигурами, которые для легкости понимания необязательно вычерчены в масштабе, где одни и те же ссылочные позиции сохраняют свои обозначение и смысл для идентичных или подобных элементов по всем различным чертежам, и где:

[0016] ФИГУРА 1 представляет собой вид сбоку в перспективе для контейнера, содержащего полимерный материал, в соответствии с определенными вариантами осуществления настоящего раскрытия изобретения;

[0017] ФИГУРА 2 представляет собой вид сбоку в перспективе для контейнера, содержащего частицы аэрогеля, в соответствии с определенными вариантами осуществления настоящего раскрытия изобретения;

[0018] ФИГУРА 3 представляет собой вид сбоку в перспективе для контейнера с ФИГУРЫ 1, содержащего частицы аэрогеля, примешанные к полимерному материалу, в соответствии с определенными вариантами осуществления настоящего раскрытия изобретения;

[0019] ФИГУРА 4 представляет собой увеличенное изображение синтетического волокна, содержащего частицы аэрогеля, в соответствии с определенными вариантами осуществления настоящего раскрытия изобретения;

[0020] ФИГУРА 5 представляет собой изображение полимерной гранулы, содержащей частицы аэрогеля, в соответствии с определенными вариантами осуществления настоящего раскрытия изобретения; и

[0021] ФИГУРА 6 представляет собой увеличенный вид в поперечном сечении для гранулы с ФИГУРЫ 5, полученный вдоль линии 6-6, в соответствии с определенными вариантами осуществления настоящего раскрытия изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0022] Аспекты настоящего изобретения и его определенные признаки, преимущества и детали более полно разъясняются ниже при обращении к неограничивающим вариантам осуществления, проиллюстрированным на сопутствующих чертежах. Описания хорошо известных материалов, инструментальных средств изготовления, технологических методик и тому подобного опускаются в целях недопущения излишнего затруднения понимания изобретения в его деталях. Однако, необходимо понимать то, что подробное описание изобретения и конкретный пример (примеры) при указании на варианты осуществления изобретения представлены только в порядке иллюстрирования, а не в порядке ограничения. Для специалистов в соответствующей области техники исходя из данного раскрытия изобретения будут очевидными различные замещения, модифицирования, добавления и/или компоновки в рамках объема и/или сущности основополагающих концепций изобретения.

[0023] Аэрогели, которые назывались «твердым дымом», представляют собой чрезвычайно легкие твердые вещества - собственно говоря, они представляют собой наиболее легкие твердые вещества, известные для человека. Аэрогели обладают хорошими тепло- и звукоизолирующими свойствами. Однако, потенциал использования аэрогелей в конечных продуктах/изделиях (в частности, в тех из них, которые обнаруживают динамические, нежесткие варианты использования) очень сильно ограничивается хрупкостью и ломкостью аэрогелей - они раскалываются и имеют тенденцию к легким раскрашиванию и распыливанию, и, таким образом, твердые вещества аэрогелей хорошо не удерживаются вместе для множества вариантов использования.

[0024] Поскольку аэрогели имеют тенденцию к хрупкости, были предприняты различные попытки улучшения свойств подложек аэрогеля. Например, как это разъясняется в документе US 2006/0093808, не подвергнутые обработке аэрогели характеризуются недостаточной механической прочностью. В публикации описывается способ осаждения подложки аэрогеля, после этого покрытия поверхности подложки аэрогеля однородным полимерным слоем, что приводит к образованию подложки аэрогеля с нанесенным полимерным покрытием и, тем самым, увеличивает модуль упругости при сжатии (и, таким образом, целостность) аэрогеля, что способствует предотвращению откалывания фрагментов от тела аэрогеля.

[0025] В публикации US 2010/0279044 описывается примешивание частиц аэрогеля в термопластический полимер в целях улучшения физических свойств для использования в уплотнениях, сальниках, трубах, трубках или контейнерах.

[0026] Несмотря на оказание предшествующими усилиями воздействия на применимость твердых подложек аэрогеля или предусматривание ими способов включения аэрогеля в прочные твердые термопластические уплотнения, сальники и тому подобное на сегодняшний день, тем не менее, еще должен быть достигнут успех по введению аэрогеля в другие подходящие для использования области применения, которые обнаруживают совершенно различные сложности.

[0027] Поскольку аэрогели обладают хорошими изоляционными характеристиками, было бы выгодным инкапсулировать их в ткани, содержащие аэрогели, для предотвращения выделения пыли. Однако, сразу после проведения инкапсулирования для тканей, содержащих аэрогель, способность ткани пропускать воздух серьезно ухудшается (иногда до ноля), и добавляется значительная величина массы, что, тем самым, ограничивает фактическую выгоду от любой такой изоляции.

[0028] В настоящем изобретении обращаются к вышеупомянутым и другим проблемам в результате интегрирования небольших частиц аэрогеля в полимерный материал до изготовления, например, тканей, изоляции, изделий и тому подобного. Это осуществляют в форме синтетического волокна, содержащего аэрогель. Изоляция и изделия, полученные из синтетического волокна, могут обладать, например, совокупными улучшенными теплофизическими свойствами при отсутствии ненадлежащего подавления способности пропускать воздух. В некоторых вариантах осуществления изоляция и изделия, содержащие синтетическое волокно, обладают улучшенными теплофизическими свойствами при отсутствии нежелательно увеличенной массы.

[0029] В одном первом аспекте в изобретении предлагается синтетическое волокно, содержащее:

- от 0,1 до 15% (масс.) частиц аэрогеля, при этом упомянутые частицы аэрогеля имеют средний диаметр в диапазоне от 0,3 до 20 мкм; и

- от 85 до 99,9% (масс.) полимерного материала,

где синтетическое волокно характеризуется линейной плотностью в диапазоне от 0,1 до 9,0 денье.

[0030] Денье представляет собой единицу измерения, определенную как масса в граммах для 9000 метров волокна или нити. Это обычный способ указания массы (или размера) волокна или нити. Например, волокна из сложного полиэфира, которые характеризуются плотностью 1,0 денье, обычно имеют диаметр, составляющий приблизительно 10 микрометров. Волокнами, относящимися к категории микроденье, являются соответствующие волокна, характеризующиеся линейной плотностью, составляющей1,0 денье и менее, в то время как волокна, относящиеся к категории макроденье, характеризуются линейной плотностью более, чем 1,0 денье.

[0031] Линейная плотность синтетического волокна находится в диапазоне от 0,1 до 9,0 денье при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале (например, от 0,7 до 2,0). Например, в некоторых вариантах осуществления синтетическое волокно характеризуется линейной плотностью 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1, 4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7,7, 7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1, 8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9 или 9,0 денье.

[0032] Синтетическое волокно содержит от 0,1 до 15% (масс.) частиц аэрогеля при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале (например, от 1 до 10% (масс.), от 0,5 до 4,5% (масс.), от 1 до 4,5% (масс.), от 2 до 4,5% (масс.) и тому подобное), при этом упомянутые частицы аэрогеля имеют средний диаметр в диапазоне от 0,3 до 20 мкм при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале (например, от 0,8 до 2 мкм).

[0033] В некоторых вариантах осуществления синтетическое волокно содержит 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1, 4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7,7, 7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1, 8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9, 9,0, 9,1, 9,2, 9,3, 9,4, 9,5, 9,6, 9,7, 9,8, 9,9, 10,0, 10,1, 10,2, 10,3, 10,4, 10,5, 10,6, 10,7, 10,8, 10,9, 11,0, 11,1, 11,2, 11,3, 11,4, 11,5, 11,6, 11,7, 11,8, 11,9, 12,0, 12,1, 12,2, 12,3, 12,4, 12,5, 12,6, 12,7, 12,8, 12,9, 13,0, 13,1, 13,2, 13,3, 13,4, 13,5, 13,6, 13,7, 13,8, 13,9, 14,0, 14,1, 14,2, 14,3, 14,4, 14,5, 14,6, 14,7, 14,8, 14,9 или 15,0 массового процента частиц аэрогеля при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале.

[0034] В некоторых вариантах осуществления синтетическое волокно содержит от 2 до 70% (об.) частиц аэрогеля (например, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 или 70% (об.)) при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале (например, 8-60% (об.), 10-50% (об.) и тому подобное).

[0035] В некоторых вариантах осуществления частицы аэрогеля имеют средний диаметр 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1, 4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7,1, 7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1, 8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9, 9,0, 9,1, 9,2, 9,3, 9,4, 9,5, 9,6, 9,7, 9,8, 9,9, 10,0, 10,1, 10,2, 10,3, 10,4, 10,5, 10,6, 10,7, 10,8, 10,9, 11,0, 11,1, 11,2, 11,3, 11,4, 11,5, 11,6, 11,7, 11,8, 11,9, 12,0, 12,1, 12,2, 12,3, 12,4, 12,5, 12,6, 12,7, 12,8, 12,9, 13,0, 13,1, 13,2, 13,3, 13,4, 13,5, 13,6, 13,7, 13,8, 13,9, 14,0, 14,1, 14,2, 14,3, 14,4, 14,5, 14,6, 14,7, 14,8, 14,9, 15,0, 15,1, 15,2, 15,3, 15,4, 15,5, 15,6, 15,7, 15,8, 15,9, 16,0, 16,1, 16,2, 16,3, 16,4, 16,5, 16,6, 16,7, 16,8, 16,9, 17,0, 17,1, 17,2, 17,3, 17,4, 17,5, 17,6, 17,7, 17,8, 17,9, 18,0, 18,1, 18,2, 18,3, 18,4, 18,5, 18,6, 18,7, 18,8, 18,9, 19,0, 19,1, 19,2, 19,3, 19,4, 19,5, 19,6, 19,7, 19,8, 19,9 или 20,0 мкм при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале (например, от 0,8 до 2 мкм).

[0036] В соответствии с использованием в настоящем документе термин «аэрогель» относится к элементу из группы уникальных материалов, которые являются синтетическими пористыми сверхлегкими материалами, произведенными из геля, в которых жидкую часть геля заменили газом. «Частицы аэрогеля» являются частицами аэрогеля, имеющими указанный размер (например, имеющими средний диаметр в диапазоне от 0,3 до 20 мкм).

[0037] Аэрогели хорошо известны на современном уровне техники, и аэрогели доступны на коммерческих условиях. Как это предусматривается, в связи с настоящим изобретением может быть использован любой аэрогель, принятый на современном уровне техники.

[0038] На современном уровне техники также хорошо известны и способы получения аэрогеля. Аэрогель в общем случае производят в результате высушивания подходящего для использования геля. В общем случае получают гель, формирующий трехмерную микроструктуру. Например, гель может быть получен, к примеру, в результате агрегирования коллоидных частиц, например, в кислых условиях, для формирования трехмерной микроструктуры геля. Аэрогель образуется при высушивании геля или удаления жидкости из пор геля. Текучая среда может быть удалена посредством любого подходящего для использования способа, который по существу сохраняет микроструктуру геля. Например, способ удаления текучей среды может представлять собой экстрагирование сверхкритической текучей среды, выпаривание жидкости или сублимационное высушивание. Гель может быть отлит в виде частиц в соответствии с желательным размером конечных частиц аэрогеля. Однако, более часто будут получать крупный гель, из него удаляют текучую среду для получения крупного аэрогеля, а после этого крупный аэрогель может быть расколот или подвергнут другой переработке для получения частиц желательного размера.

[0039] Технологический процесс получения аэрогеля может включать высокие давления в сопряжении с тонким контролируемым регулированием температуры для обеспечения обмена местами сверхкритической жидкости и золя (то есть, жидкости) в геле. В таких технологических процессах по мере осторожного уменьшения давления сверхкритическая жидкость превращается в газ и рассеивается в свою окружающую среду, оставляя после себя очень легкую твердую структуру, содержащую множество заполненных воздухом пространств, где располагался золь.

[0040] В различных вариантах осуществления настоящего изобретения поры в частицах аэрогеля заполняются воздухом. В некоторых вариантах осуществления газ может быть удален из аэрогеля в вакууме.

[0041] Твердые материалы аэрогеля (сохраненная микроструктура геля, которая в результате получается после, например, обсуждавшегося выше высушивания) представляют собой чрезвычайно легкие твердые вещества, характеризующиеся низкой теплопроводностью. Аэрогели обладают тепло- и звукоизолирующими свойствами.

[0042] Как это упоминалось выше, аэрогели доступны на коммерческих условиях в различных источниках. Аэрогели, полученные в результате экстрагирования сверхкритической текучей среды или в результате подкритического высушивания, доступны, например, в компаниях Cabot Corporation, Aspen Aerogels и American Aerogel.

[0043] Аэрогели в общем случае являются неорганическими, органическими или их комбинациями. Органические аэрогели производят из исключительно разнообразных исходных материалов, например, меламиноформальдегидного материала. Неорганические аэрогели в общем случае содержат коллоидный компонент. Подходящие для использования коллоидные компоненты содержат элемент, включающий нижеследующее, но необязательно ограничивающийся только этим: элементы, выбираемые из группы, состоящей из кремния, алюминия, титана, циркония, олова, церия, ванадия, гафния и их смесей. Способы производства неорганических аэрогелей описываются, например, в публикации H. D. Gesser, P. C. Goswarni, Chem. Rev. 1989, 89, 765 et seq.. Коллоидный компонент (например, диоксид кремния (SiO₂), также известный под наименованием кремнезема) будет различаться в зависимости от области применения.

[0044] В некоторых вариантах осуществления частицы аэрогеля, использующиеся в синтетическом волокне изобретения, содержат неорганический аэрогель. Например, в некоторых вариантах осуществления частицы аэрогеля содержат диоксид кремния (SiO₂), оксид алюминия (Al₂O₃) или другие оксиды металлов.

[0045] В некоторых вариантах осуществления частицы аэрогеля, использующиеся в синтетическом волокне изобретения, содержат органический аэрогель.

[0046] В некоторых вариантах осуществления частицы аэрогеля, использующиеся в настоящем документе, характеризуются средним размером пор в диапазоне от 1 до 200 нм. Например, в некоторых вариантах осуществления средний размер пор составляет 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 188, 189, 190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 199 или 200 нм при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале (например, 10-50 нм, 15-30 нм и тому подобное).

[0047] В некоторых вариантах осуществления поры в частицах аэрогеля, содержащихся в синтетическом волокне изобретения, являются, по меньшей мере, частично заполненными полимерным материалом. Как это обнаружил заявитель, некоторые такие варианты осуществления получаются в результате после экструдирования волокна изобретения.

[0048] В некоторых вариантах осуществления частицы аэрогеля, использующиеся в настоящем документе, характеризуются средней плотностью, например, в диапазоне от 1 мг/куб. см (то есть, мг/см³) до 200 мг/куб. см. Например, в некоторых вариантах осуществления средняя плотность частиц аэрогеля составляет 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 178, 179, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 188, 189, 190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 199 или 200 мг/куб. см при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале (например, 20-150 мг/куб. см, 30-100 мг/куб. см, 30-50 мг/куб. см и тому подобное).

[0049] Синтетическое волокно содержит от 85 до 99,9% (масс.) полимерного материала. Например, в некоторых вариантах осуществления синтетическое волокно содержит 85,0, 85,1, 85,2, 85,3, 85,4, 85,5, 85,6, 85,7, 85,8, 85,9, 86,0, 86,1, 86,2, 86,3, 86,4, 86,5, 86,6, 86,7, 86,8, 86,9, 87,0, 87,1, 87,2, 87,3, 87,4, 87,5, 87,6, 87,7, 87,8, 87,9, 88,0, 88,1, 88,2, 88,3, 88,4, 88,5, 88,6, 88,7, 88,8, 88,9, 89,0, 89,1, 89,2, 89,3, 89,4, 89,5, 89,6, 89,7, 89,8, 89,9, 90,0, 90,1, 90,2, 90,3, 90,4, 90,5, 90,6, 90,7, 90,8, 90,9, 91,0, 91,1, 91,2, 91,3, 91,4, 91,5, 91,6, 91,7, 91,8, 91,9, 92,0, 92,1, 92,2, 92,3, 92,4, 92,5, 92,6, 92,7, 92,8, 92,9, 93,0, 93,1, 93,2, 93,3, 93,4, 93,5, 93,6, 93,7, 93,8, 93,9, 94,0, 94,1, 94,2, 94,3, 94,4, 94,5, 94,6, 94,7, 94,8, 94,9, 95,0, 95,1, 95,2, 95,3, 95,4, 95,5, 95,6, 95,7, 95,8, 95,9, 96,0, 96,1, 96,2, 96,3, 96,4, 96,5, 96,6, 96,7, 96,8, 96,9, 97,0, 97,1, 97,2, 97,3, 97,4, 97,5, 97,6, 97,7, 97,8, 97,9, 98,0, 98,1, 98,2, 98,3, 98,4, 98,5, 98,6, 98,7, 98,8, 98,9, 99,0, 99,1, 99,2, 99,3, 99,4, 99,5, 99,6, 99,7, 99,8 или 99,9% (масс.) полимерного материала при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале.

[0050] Полимерный материал, использующийся в синтетическом волокне, содержит любую желательную полимерную матрицу, в которой удерживаются частицы аэрогеля. Например, в некоторых вариантах осуществления полимерный материал выбирают из сложного полиэфира, найлона, акрилового материала, полилактида, олефинового материала, ацетатного материала, арамидного материала, лиоцелла, спандекса, вискозы, модифицированной вискозы и их комбинаций. В одном конкретном варианте осуществления полимерный материал включает сложный полиэфир.

[0051] В некоторых вариантах осуществления синтетическое волокно содержит сложный полиэфир, где упомянутый сложный полиэфир выбирают из поли(этилентерефталата), поли(гексагидро-п-ксилилентерефталата), поли(бутилентерефталата), поли-1,4-циклогексилендиметилена (PCDT) и терефталатных сложных сополиэфиров, в которых, по меньшей мере, 85 молярных процентов сложноэфирных элементарных звеньев представляют собой этилентерефталатные или гексагидро-п-ксилилентерефталатные элементарные звенья. В одном конкретном варианте осуществления сложный полиэфир представляет собой полиэтилентерефталат.

[0052] В некоторых вариантах осуществления сложный полиэфир, соответствующий описанию изобретения в настоящем документе, включает волокна из сложного полиэфира вторичного использования.

[0053] В соответствии с использованием в настоящем документе термин «термостойкость» относится к разнице температур в стационарном состоянии между двумя определенными поверхностями материала или комбинации из материалов, которая индуцирует появление единичной плотности теплового потока через единичную площадь поверхности. Термостойкость может быть обозначена символом R.

[0054] В соответствии с использованием в настоящем документе термин «акустическое сопротивление» относится к препятствию или противодействию потоку или прохождению энергии и включает рассеивание энергии в результате внутреннего трения среды, которая передает звук. Акустическое сопротивление обозначается символом Z.

[0055] В вариантах осуществления синтетического волокна изобретения предлагаются полимерные волокна, в которых частицы аэрогеля внедрены в полимерный материал. В некоторых вариантах осуществления частицы аэрогеля гомогенно смешиваются в полимерном материале в том смысле, что смесь из полимерного материала и частиц аэрогеля, содержащаяся в синтетическом волокне, обладает по существу однородным (то есть, на 90-100% однородным, например, на, по меньшей мере, 90,0, 90,1, 90,2, 90,3, 90,4, 90,5, 90,6, 90,7, 90,8, 90,9, 91,0, 91,1, 91,2, 91,3, 91,4, 91,5, 91,6, 91,7, 91,8, 91,9, 92,0, 92,1, 92,2, 92,3, 92,4, 92,5, 92,6, 92,7, 92,8, 92,9, 93,0, 93,1, 93,2, 93,3, 93,4, 93,5, 93,6, 93,7, 93,8, 93,9, 94,0, 94,1, 94,2, 94,3, 94,4, 94,5, 94,6, 94,7, 94,8, 94,9, 95,0, 95,1, 95,2, 95,3, 95,4, 95,5, 95,6, 95,7, 95,8, 95,9, 96,0, 96,1, 96,2, 96,3, 96,4, 96,5, 96,6, 96,7, 96,8, 96,9, 97,0, 97,1, 97,2, 97,3, 97,4, 97,5, 97,6, 97,7, 97,8, 97,9, 98,0, 98,1, 98,2, 98,3, 98,4, 98,5, 98,6, 98,7, 98,8, 98,9, 99,0, 99,1, 99,2, 99,3, 99,4, 99,5, 99,6, 99,7, 99,8 или 99,9% однородным) составом.

[0056] В синтетическом волокне частицы аэрогеля могут быть, например, полностью или, по меньшей мере, частично покрыты полимерным материалом. В некоторых вариантах осуществления большинство присутствующих частиц аэрогеля (то есть, более, чем 50%, например, более, чем 55, 60, 65, 70 или 75%) являются полностью покрытыми полимерным материалом. В некоторых вариантах осуществления более, чем 95% (например, по меньшей мере, 98%) частиц аэрогеля в волокне являются полностью покрытыми полимерным материалом.

[0057] В определенных вариантах осуществления синтетическое волокно изобретения характеризуется меньшим соотношением между массой и объемом и/или лучшими теплоизолирующими свойствами при сопоставлении с волокнами, имеющими подобный состав, но не содержащими частиц аэрогеля. Например, в некоторых вариантах осуществления изоляция, содержащая синтетическое волокно изобретения, может характеризоваться термостойкостью R₃, в то время как сравнительная изоляция, отличающаяся только отсутствием в ней частиц аэрогеля, может характеризоваться термостойкостью R₄, где R₃ > R₄.

[0058] В некоторых вариантах осуществления синтетическое волокно является силиконизированным. Термин «силиконизированный» обозначает нанесение на волокно покрытия из кремнийсодержащей композиции (например, силикона). Методики силиконизации хорошо известны на современном уровне техники и описываются, например, в патенте США № 3,454,422. Кремнийсодержащая композиция может быть нанесена при использовании любого способа, известного на современном уровне техники, например, в результате распыления, смешивания, окунания, плюсования и тому подобного. Кремнийсодержащая (например, силиконовая) композиция, которая может включать органосилоксан или полисилоксан, связывается с внешним участком волокна. В некоторых вариантах осуществления силиконовое покрытие представляет собой полисилоксан, такой как метилгидрополисилоксан, модифицированный метилгидрополисилоксан, полидиметилсилоксан или аминомодифицированный диметилполисилоксан. Как это известно на современном уровне техники, кремнийсодержащая композиция может быть нанесена непосредственно на волокно или до нанесения может быть разбавлена растворителем в виде раствора или эмульсии, например, водной эмульсии, полисилоксана. После проведения обработки покрытие может быть высушено и/или отверждено. Как это известно на современном уровне техники, для ускорения отверждения кремнийсодержащей композиции (например, полисилоксана, содержащего связи Si-H) может быть использован катализатор, который для удобства может быть добавлен к эмульсии кремнийсодержащей композиции, при этом получающуюся в результате комбинацию используют для обработки синтетического волокна. Подходящие для использования катализаторы включают соли, полученные из железа, кобальта, марганца, свинца, цинка и олова и карбоновых кислот, такие как ацетаты, октаноаты, нафтенаты и олеинаты. В некоторых вариантах осуществления после силиконизации волокно может быть высушено для удаления остаточного растворителя, а после этого необязательно нагрето до температуры в диапазоне от 65° до 200°С в целях отверждения.

[0059] Синтетическое волокно может быть извитым или неизвитым. На современном уровне техники известны различные виды извитости, в том числе спиральная (то есть, винтовая) и стандартная извитость. Синтетическое волокно может характеризоваться любой желательной извитостью.

[0060] В некоторых вариантах осуществления синтетическим волокном является штапельное волокно (то есть, волокно, имеющее стандартизованную длину). Например, в некоторых вариантах осуществления синтетическое волокно является штапельным волокном, имеющим длину в диапазоне от 5 до 120 мм (например, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119 или 120 мм) при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале (например, от 8 до 85 мм). В некоторых вариантах осуществления в изобретении предлагается множество штапельных волокон.

[0061] В некоторых вариантах осуществления синтетическое волокно представляет собой филамент. Филамент представляет собой одиночное длинное нитевидное непрерывное текстильное изделие в виде волокна/пряди. В отличие от штапельных волокон, которые имеют конечную длину, филаменты имеют неопределенную длину и могут тянуться на протяжении ярдов (один ярд равен 0,9144 м) или миль (одна миля равна 1609 м) (или, например, в случае использования в нити могут тянуться на полную длину нити). В некоторых вариантах осуществления длина филамента находится в диапазоне от 5 дюймов (127 мм) до нескольких миль при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале. Например, в некоторых вариантах осуществления филамент может составлять в длину, по меньшей мере, 5 дюймов (127 мм) (например, составлять в длину, по меньшей мере, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 или 100 дюймов (127,0 152,4, 177,8, 203,2, 228,6, 254,0, 279,4, 304,8, 330,2, 355,6, 381,0, 406,4, 431,8, 457,2, 482,6, 508,0, 533,4, 558,8, 584,2, 609,6, 635,0, 660,4, 685,8, 711,2, 736,6, 762,0, 787,4, 812,8, 838,2, 863,6, 889,0, 914,4, 939,8, 965,2, 990,6, 1016,0, 1041,4, 1066,8, 1092,2, 1117,6, 1143,0, 1168,4, 1193,8, 1219,2, 1244,6, 1270,0, 1295,4, 1320,8, 1346,2, 1371,6, 1397,0, 1422,4, 1447,8, 1473,2, 1498,6, 1524,0, 1549,4, 1574,8, 1600,2, 1625,6, 1651,0, 1676,4, 1701,8, 1727,2, 1752,6, 1778,0, 1803,4, 1828,8, 1854,2, 1879,6, 1905,0, 1930,4, 1955,8, 1981,2, 2006,6, 2032,0, 2057,4, 2082,8, 2108,2, 2133,6, 2159,0, 2184,4, 2209,8, 2235,2, 2260,6, 2286,0, 2311,4, 2336,8, 2362,2, 2387,6, 2413,0, 2438,4, 2463,8, 2489,2, 2514,6 или 2540,0 мм) или находиться в любых диапазоне и поддиапазоне в данном интервале). В некоторых вариантах осуществления филаменты могут составлять в длину, по меньшей мере, 1 фут (0,3048 м) (например, составлять в длину, по меньшей мере, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 610, 620, 630, 640, 650, 660, 670, 680, 690, 700, 710, 720, 730, 740, 750, 760, 770, 780, 790, 800, 810, 820, 830, 840, 850, 860, 870, 880, 890, 900, 910, 920, 930, 940, 950, 960, 970, 980, 990 или 1000 футов (0,3048, 0,6096, 0,9144, 1,2192, 1,5240, 1,8288, 2,1336, 2,4384, 2,7432, 3,0480, 3,3528, 3,6576, 3,9624, 4,2672, 4,5720, 4,8768, 5,1816, 5,4864, 5,7912, 6,0960, 6,4008, 6,7056, 7,0104, 7,3152, 7,6200, 7,9248, 8,2296, 8,5344, 8,8392, 9,1440, 9,4488, 9,7536, 10,0584, 10,3632, 10,6680, 10,9728, 11,2776, 11,5824, 11,8872, 12,1920, 12,4968, 12,8016, 13,1064, 13,4112, 13,7160, 14,0208, 14,3256, 14,6304, 14,9352, 15,2400, 15,5448, 15,8496, 16,1544, 16,4592, 16,7640, 17,0688, 17,3736, 17,6784, 17,9832, 18,2880, 18,5928, 18,8976, 19,2024, 19,5072, 19,8120, 20,1168, 20,4216, 20,7264, 21,0312, 21,3360, 21,6408, 21,9456, 22,2504, 22,5552, 22,8600, 23,1648, 23,4696, 23,7744, 24,0792, 24,3840, 24,6888, 24,9936, 25,2984, 25,6032, 25,9080, 26,2128, 26,5176, 26,8224, 27,1272, 27,4320, 27,7368, 28,0416, 28,3464, 28,6512, 28,9560, 29,2608, 29,5656, 29,8704, 30,1752, 30,4800, 33,5280, 36,5760, 39,6240, 42,6720, 45,7200, 48,7680, 51,8160, 54,8640, 57,9120, 60,9600, 64,0080, 67,0560, 70,1040, 73,1520, 76,2000, 79,2480, 82,2960, 85,3440, 88,3920, 91,4400, 94,4880, 97,5360, 100,5840, 103,6320, 106,6800, 109,7280, 112,7760, 115,8240, 118,8720, 121,9200, 124,9680, 128,0160, 131,0640, 134,1120, 137,1600, 140,2080, 143,2560, 146,3040, 149,3520, 152,4000, 155,4480, 158,4960, 161,5440, 164,5920, 167,6400, 170,6880, 173,7360, 176,7840, 179,8320, 182,8800, 185,9280, 188,9760, 192,0240, 195,0720, 198,1200, 201,1680, 204,2160, 207,2640, 210,3120, 213,3600, 216,4080, 219,4560, 222,5040, 225,5520, 228,6000, 231,6480, 234,6960, 237,7440, 240,7920, 243,8400, 246,8880, 249,9360, 252,9840, 256,0320, 259,0800, 262,1280, 265,1760, 268,2240, 271,2720, 274,3200, 277,3680, 280,4160, 283,4640, 286,5120, 289,5600, 292,6080, 295,6560, 298,7040, 301,7520 или 304,800 м) или находиться в любых диапазоне и поддиапазоне в данном интервале).

[0062] Филаменты могут быть созданы при использовании технологического процесса, известного под наименованием экструдирования, (который также может быть назван и прядением из расплава). Например, в некоторых вариантах осуществления после смешивания частиц аэрогеля и полимерного материала получающаяся в результате смесь аэрогель/полимер может быть экструдирована в виде гранул аэрогель/полимер. Впоследствии в зависимости от желательной загрузки аэрогеля в виде волокна может быть экструдировано множество гранул, в том числе, по меньшей мере, гранулы аэрогель/полимер. Например, гранулы могут быть экструдированы при использовании хорошо известных методик, таких как при доведении их до их температуры плавления или более того для получения, тем самым, жидкой смеси аэрогель/полимер, после этого продавливании жидкой смеси аэрогель/полимер через экструзионную головку, называемую фильерой. Фильера зачастую имеет множество маленьких отверстий, через которые проходит жидкость. При покидании фильеры жидкие полимерные потоки охлаждаются, что в результате приводит к получению длинных прядей непрерывных синтетических волокон. Экструдированные филаменты необязательно могут быть объединены с соответствующими филаментами из другой (например, примыкающей) фильеры для увеличения количества филаментов в пучке. Пучок филаментов может быть вытянут (растянут) для утончения каждого филамента и необязательно может быть текстурирован в соответствии с представленным ниже описанием изобретения.

[0063] Методики текстурирования могут быть осуществлены в отношении пучков филаментов (использующихся, например, в нити) для разрушения параллелизации филаментов. Такие методики могут использоваться, например, для увеличения объема при отсутствии увеличения массы, что может заставить получающуюся в результате нить казаться более легкой по массе, демонстрировать улучшенное ощущение на ощупь (мягкость), выглядеть более непрозрачной и/или обладать улучшенными теплоизолирующими свойствами. Несмотря на возможность использования любых приемлемых на современном уровне техники технологических процессов текстурирования, примеры технологических процессов текстурирования, благоприятствующих использованию в изобретении, включают придание извитости, петлеобразование, свивание, сморщивание, скручивание, затем раскручивание и связывание, затем распускание.

[0064] В некоторых вариантах осуществления синтетическое волокно не содержит смазывающую добавку, такую как соответствующая добавка, раскрытая в документе U. S. 3,324,060.

[0065] Специалисты в соответствующей области техники легко должны понять то, что существует множество областей применения, в которых синтетическое волокно изобретения может быть с выгодой использовано. Действительно, варианты осуществления синтетического волокна и изоляции, соответствующей изобретению, находят себе применение во множестве различных отраслей промышленности. Неограничивающие примеры включают использование в: текстильных полотнах, например, одежде бумагоделательной машины (где волокно могло бы быть использовано, например, в виде монофиламента); грузовых автомобилях-рефрижераторах; трубопроводах (например, нефтехимических трубопроводах); авиационно-космических областях применения (например, изоляционных панелях авиационно-космического назначения); резервуарах для криогенного хранения; топливных элементах; защите аккумулятора автомобиля (например, аккумулятора электромобиля); любых других областях применения ткани или изоляции и тому подобном.

[0066] В одном втором аспекте в изобретении предлагается изоляционный материал, содержащий синтетическое волокно.

[0067] Специалисты в соответствующей области техники должны понимать то, что волокно изобретения в общем случае может быть использовано в порядке замены или дополнения синтетического волокна, использующегося в любом изоляционном материале.

[0068] В некоторых вариантах осуществления изоляционный материал представляет собой ткань, флис, набивку, вспучиваемый изоляционный материал или ватин. В некоторых вариантах осуществления изоляционный материал является текстильным изоляционным материалом (то есть, изоляционным материалом, использующимся в сфере текстиля).

[0069] В некоторых вариантах осуществления в изобретении предлагается ватин, содержащий синтетическое волокно. В некоторых вариантах осуществления ватин имеет толщину в диапазоне от 1 мм до 160 мм (например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159 или 160 мм) при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале. В некоторых вариантах осуществления толщина является меньшей или равной 40 мм, например, находится в диапазоне от 2 до 40 мм. В некоторых вариантах осуществления ватин имеет плотность в диапазоне от 1 до 10 кг/м³ (например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 кг/м³) при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале.

[0070] В некоторых вариантах осуществления в изобретении предлагается нить, содержащая синтетическое волокно.

[0071] Число кло (кло/унция/ярд² (6,539 К⋅м²/Вт/г/м²)) представляет собой единицу измерения термостойкости ткани. Значение 1,0 кло (0,155 К⋅м²/Вт) определяют в качестве величины изоляции, которая дает возможность лицу в состоянии покоя сохранять тепловое равновесие в среде при 21°С (70°F) в нормально проветриваемом помещении (при движении воздуха 0,1 м/сек). Обычно выше данной температуры лицо, одетое таким образом, будет потеть, в то время как ниже данной температуры лицо будет чувствовать холод. Одежде и/или ее компонентам может быть приписано число кло. Более высокое число кло указывает на изделие, являющееся более теплым в сопоставлении с другим изделием, характеризующимся сравнительно более низким числом кло.

[0072] Как это к своему удивлению установил заявитель, варианты осуществления изоляции, содержащей синтетическое волокно изобретения, демонстрируют неожиданно улучшенные теплофизические эксплуатационные характеристики (более высокое число кло) в сопоставлении с вариантами осуществления изоляции, которые являются идентичными за исключением отсутствия в них частиц аэрогеля.

[0073] В некоторых вариантах осуществления изоляция, содержащая синтетическое волокно, обнаруживает рейтинг теплофизических эксплуатационных характеристик в диапазоне от 0,80 кло/унция/ярд² до 1,40 кло/унция/ярд² (от 5,231 К⋅м²/Вт/г/м² до 9,154 К⋅м²/Вт/г/м²) (например, 0,80, 0,81, 0,82, 0,83, 0,84, 0,85, 0,86, 0,87, 0,88, 0,89, 0,90, 0,91, 0,92, 0,93, 0,94, 0,95, 0,96, 0,97, 0,98, 0,99, 1,00, 1,01, 1,02, 1,03, 1,04, 1,05, 1,06, 1,07, 1,08, 1,09, 1,10, 1,11, 1,12, 1,13, 1,14, 1,15, 1,16, 1,17, 1,18, 1,19, 1,20, 1,21, 1,22, 1,23, 1,24, 1,25, 1,26, 1,27, 1,28, 1,29, 1,30, 1,31, 1,32, 1,33, 1,34, 1,35, 1,36, 1,37, 1,38, 1,39 или 1,40 кло/унция/ярд² (5,231, 5,297, 5,362, 5,427, 5,493, 5,558, 5,623, 5,689, 5,754, 5,820, 5,885, 5,950, 6,016, 6,081, 6,147, 6,212, 6,277, 6,343, 6,408, 6,474, 6,539, 6,604, 6,670, 6,735, 6,800, 6,866, 6,931, 6,997, 7,062, 7,127, 7,193, 7,258, 7,324, 7,389, 7,454, 7,520, 7,585, 7,651, 7,716, 7,781, 7,846, 7,912, 7,977, 8,043, 8,108, 8,174, 8,239, 8,304, 8,370, 8,435, 8,501, 8,566, 8,631, 8,697, 8,762, 8,828, 8,893, 8,958, 9,024, 9,089 или 9,154 К⋅м²/Вт/г/м²) при проведении испытания в соответствии с документом ISO 11092 при включении всех без исключения диапазонов и поддиапазонов в данном интервале (например, от 0,90 до 1,3 кло/унция/ярд² (от 5,885 до 8,501 К⋅м²/Вт/г/м²), от 1,0 до 1,25 кло/унция/ярд² (от 6,539 до 8,174 К⋅м²/Вт/г/м²) и тому подобное). В некоторых вариантах осуществления ватин обнаруживает рейтинг теплофизических эксплуатационных характеристик, составляющий, по меньшей мере, 1,0 кло/унция/ярд² (6,539 К⋅м²/Вт/г/м²) при проведении испытания в соответствии с документом ISO 11092.

[0074] В одном третьем аспекте в изобретении предлагается изделие, содержащее синтетическое волокно из первого аспекта изобретения или изоляционный материал из второго аспекта изобретения. Неограничивающие примеры таких изделий включают, например, обувь, верхний трикотаж (например, предметы верхнего трикотажа, такие как куртки и тому подобное), одежду, спальные мешки, постельные принадлежности (например, стеганые одеяла) и тому подобное.

[0075] В одном четвертом аспекте в изобретении предлагается один неограничивающий способ изготовления синтетического волокна или изделия, содержащего синтетическое волокно, (например, одежды, изоляционного материала и тому подобного), при этом упомянутый способ включает:

- смешивание частиц аэрогеля и полимерного материала для получения, тем самым, смеси аэрогель/полимер;

- экструдирование смеси аэрогель/полимер; и

- необязательное проведение одной или нескольких дополнительных технологических стадий

для получения, тем самым, синтетического волокна или изделия.

[0076] В некоторых вариантах осуществления в технологическом процессе используют отходы аэрогеля вторичного использования (например, остатки аэрогеля от других производственных технологических процессов, не обсуждавшихся в настоящем документе, например, во время переработки коммерческого аэрогеля). В некоторых из таких вариантов осуществления способ необязательно может включать сортировку отходов аэрогеля для удаления по возможности наибольшего количества загрязнителей. Отделение загрязняющих материалов от аэрогеля может быть проведено в результате сортировки, определяющей, в какие группы материал попадает на основании своего размера. Сортировка может включать, например, стрейнирование или фильтрование отходов аэрогеля для отделения частиц аэрогеля от материалов отходов. В дополнение к этому, частицы аэрогеля могут быть разделены на основании их размеров. Частицы аэрогеля могут представлять собой, например, оксиды, такие как кварц, диоксид титана, диоксид циркония, диоксид кремния или другие оксиды металлов, полимеры, такие как резорцино-, меламиноформальдегидный материал или полиимид, углерод, такой как пиролизованные полимеры, и целлюлозу, крахмал, альгинаты и тому подобное. Сразу после удаления загрязнителей частицы аэрогеля, например, частицы аэрогеля диоксида кремния, могут быть перетерты для получения частиц желательного размера (например, в диапазоне от 0,3 до 20 мкм). Необязательно при получении частиц аэрогеля желательного размера частицы необязательно могут быть отсортированы еще раз для обеспечения получения всех частиц аэрогеля (которые могут в некоторых вариантах осуществления напоминать порошок или пыль), меньших, чем желательный размер для смешивания с полимерным материалом.

[0077] В альтернативном варианте, способ может включать, например, получение чистых частиц аэрогеля. Частицы аэрогеля могут представлять собой, например, оксиды, такие как кварц, диоксид титана, диоксид циркония, диоксид кремния или другие оксиды металлов, полимеры, такие как резорцино-, меламиноформальдегидный материал или полиимид, углерод, такой как пиролизованные полимеры, и целлюлозу, крахмал, альгинаты и тому подобное.

[0078] В некоторых вариантах осуществления способ изготовления синтетического волокна или изделия, содержащего синтетическое волокно, включает уменьшение размера частиц для частиц аэрогеля до желательного размера (например, в результате размалывания) до смешивания частиц аэрогеля и полимерного материала.

[0079] В некоторых вариантах осуществления твердый полимерный материал получают в предварительно размолотой форме, или полимерный материал размалывают таким образом, чтобы полимерный материал имел бы форму частиц. В некоторых вариантах осуществления полимерный материал является размолотым полимерным материалом, который напоминает по консистенции песка. Частицы аэрогеля желательного размера смешивают с полимерным материалом для получения смеси аэрогель/полимер. Для достижения желательных свойств получающихся в результате волокон может быть выбрана массовая концентрация порошкообразного аэрогеля по отношению к полимеру. Например, порошкообразный аэрогель может характеризоваться уровнем массового процентного содержания в диапазоне приблизительно от 0,1% до 15%, а полимер может характеризоваться уровнем массового процентного содержания в диапазоне приблизительно от 85% до 99,9%. В некоторых вариантах осуществления частицы аэрогеля и полимерный материал смешивают (в результате перемешивания, такого как, например, взбалтывание или перемешивание переворачиванием) в контейнере или барабане.

[0080] После этого смесь аэрогель/полимер может быть экструдирована или другим образом изготовлена в виде промежуточного продукта (например, в виде гранул аэрогель/полимер), который впоследствии может быть использован для изготовления волокна. В некоторых вариантах осуществления (более подробно обсуждающихся ниже) данный промежуточный продукт может быть назван «маточной смесью». В других вариантах осуществления смесь аэрогель/полимер может быть непосредственно экструдирована в виде волокна. В случае изготовления промежуточного продукта (например, гранул аэрогель/полимер) промежуточный продукт необязательно впоследствии может быть смешан с другим материалом (например, другим полимерным материалом или другими гранулами, которые характеризуются другой загрузкой аэрогеля или отсутствием аэрогеля) в целях контролируемого регулирования и достижения желательного процента загрузки аэрогеля в волокно, изготавливаемое впоследствии.

[0081] Варианты осуществления способа изобретения включают изготовление волокна либо непосредственно из смеси аэрогель/полимер, либо из промежуточных продуктов (например, гранул) при использовании надлежащих способов производства текстильного волокна, как это хорошо известно на современном уровне техники. Способ производства текстильного волокна может включать, например, прядение из расплава, мокрое прядение, сухое прядение, прядение из геля, электропрядение и тому подобное, как это известно на современном уровне техники. Например, смесь (например, смесь аэрогель/полимер или смесь, содержащая промежуточные продукты - например, смесь, содержащая расплавленные промежуточные продукты и необязательно один или несколько других материалов) может быть экструдирована через фильеры для получения непрерывных филаментов. После этого с непрерывными филаментами могут быть проведены манипуляции в результате, например, проведения вытяжки, текстурирования, придания извитости и/или проведения резки или осуществления другого способа, известного на современном уровне техники, для получения волокон в наиболее используемой форме для их конечной области применения. Непрерывные филаменты могут быть разрезаны до конкретной длины и упакованы в кипу. После этого кипа может быть отправлена, например, в машину для прядения нити, которая перерабатывает штапельные волокна в нить (которая могла бы быть подвергнута дополнительной переработке, например, для использования в одежде, подобной предметам функционального нижнего белья).

[0082] Технологические стадии, предпринимаемые для изготовления синтетического волокна или изделий, содержащих синтетическое волокно, могут различаться в зависимости от волокна, которое предполагается изготавливать. Например, в некоторых вариантах осуществления способ изобретения обеспечивает получение непрерывного филамента в результате проведения, например, вытяжки, текстурирования и необязательно добавления одного или нескольких желательных отделочных химических способов. В некоторых вариантах осуществления способ обеспечивает получение штапельных волокон в результате проведения, например, вытяжки, резки, необязательно придания извитости и необязательно добавления одного или нескольких желательных отделочных химических способов. Как это предусматривается, в соответствии с изобретением могут быть использованы любые желательные отделочные химические способы. Отделочные химические способы хорошо известны на современном уровне техники и включают, например, силиконизацию, обработку для придания долговечного водоотталкивания и тому подобное.

[0083] Синтетическое волокно может быть включено в изделия (например, готовые продукты), например, предметы одежды, ткани или изоляцию. В некоторых вариантах осуществления изделия или изоляция, соответствующие изобретению, представляют собой лучшие изоляторы в сопоставлении с подобными изделиями при отсутствии синтетических волокон с внедренным аэрогелем. Изделия, изготовленные при использовании синтетического волокна изобретения, могут характеризоваться термостойкостью R₁, в то время как изделия, изготовленные только из полимерных волокон, могут характеризоваться термостойкостью R₂, и R₁ может быть большим, чем R₂. Таким образом, предметы одежды или изоляция, изготовленные в соответствии с определенными вариантами осуществления синтетического волокна изобретения, характеризуются большей термостойкостью в сопоставлении с предметами одежды или изоляцией, не содержащими синтетическое волокно изобретения.

[0084] В некоторых вариантах осуществления способа изобретения частицы аэрогеля вводят в полимерный материал (например, полипропиленовую смолу), и сразу после смешивания смесь аэрогель/полимер может быть экструдирована в виде гранул, которые могут быть названы «маточной смесью». Маточная смесь может быть переведена производителю для экструдирования (например, прядения при аэродинамическом распылении расплава). Маточная смесь может быть использована для производства волокон. В некоторых вариантах осуществления маточную смесь используют для производства волокнистого нетканого ватина из филаментов. В некоторых вариантах осуществления маточная смесь может быть объединена с гранулами из других рецептур в целях производства желательного материала для использования в волокнах, соответствующих вариантам осуществления изобретения.

[0085] Если обратиться к ФИГУРАМ 1-6, то на них продемонстрирован один вариант осуществления способа смешивания полимерного материала с частицами аэрогеля в соответствии с более подробным описанием изобретения, представленным выше. Способ включает получение полимерного материала 110 (изображенного внутри контейнера 100, как это продемонстрировано на ФИГУРЕ 1). Полимерный материал 110, который имеет форму частиц, подобных песку, поскольку он образуется гранулами сложного полиэфира, которые размалывают до консистенции, подобной песку, смешивают с частицами аэрогеля 120 (такими как соответствующие частицы, продемонстрированные в контейнере 200 с ФИГУРЫ 2) в целях получения смеси аэрогель/смесь, как это продемонстрировано на ФИГУРЕ 3, где частицы аэрогеля 120 примешивают к полимерному материалу 110. Смесь может быть экструдирована в виде волокна 130 (которое может представлять собой филамент или может быть разрезано для получения штапельного волокна) или получена в виде гранул 140, как это описывается более подробно выше и демонстрируется на ФИГУРАХ 4-6. В случае экструдирования смеси из расплава в виде гранул 140 гранулы необязательно могут быть объединены с дополнительными гранулами (для контролируемого регулирования загрузки аэрогеля) и впоследствии могут быть экструдированы в виде волокон.

[0086] Один вариант осуществления синтетического волокна изобретения 130 проиллюстрирован на ФИГУРЕ 4. Как это продемонстрировано, полимерный материал 110 из синтетического волокна 130 содержит множество частиц аэрогеля 120, диспергированных по всему объему полимерного материала 110. Частицы аэрогеля 120 могут быть гомогенно распределены по всему объему полимерного материала 110. Несмотря на демонстрацию на ФИГУРЕ 4 частиц аэрогеля 120, полностью внедренных в полимерный материал 110, как это также предусматривается, в некоторых случаях частицы аэрогеля 120 могут быть только, по меньшей мере, частично внедрены в полимерный материал 110. Уровень массового процентного содержания частиц аэрогеля 120, диспергированных по всему объему полимерного материала 110, будет зависеть от желательных теплоизолирующих свойств получающегося в результате синтетического волокна 130.

[0087] Гранулы, содержащие смесь аэрогель/полимер 140, проиллюстрированы на ФИГУРАХ 5 и 6. Как это продемонстрировано, гранулы 140 содержат множество частиц аэрогеля 120, диспергированных по всему объему полимерного материала 110. Частицы аэрогеля 120 могут быть гомогенно распределены по всему объему полимерного материала 110, как это продемонстрировано на ФИГУРЕ 6. Несмотря на демонстрацию ФИГУРАМИ 5 и 6 частиц аэрогеля 120, полностью внедренных в полимерный материал 110, как это также предусматривается, в некоторых случаях частицы аэрогеля 120 могут быть только, по меньшей мере, частично внедрены в полимерный материал 110 в некоторых местоположениях гранул 140. Уровень массового процентного содержания частиц аэрогеля 120, диспергированных по всему объему полимерного материала 110, будет зависеть от желательных теплоизолирующих свойств получающихся в результате волокна или изоляции, изготовленных из гранул 140.

ПРИМЕРЫ

[0088] Теперь изобретение будет проиллюстрировано, но не ограничено при обращении к конкретному варианту осуществления, описанному в следующих далее примерах.

[0089] Пример 1

[0090] Смесь аэрогель/полимер получают в результате смешивания нижеследующего:

- 0,1% (масс.) частиц аэрогеля диоксида кремния (в диапазоне 0,6-11 мкм, при этом средний диаметр составляет 3,5 мкм); и

- 99,9% (масс.) полиэтилентерефталата.

[0091] После смешивания/примешивания смесь аэрогель/полимер затем экструдируют в виде гранул, которые впоследствии смешивают с гранулами сложного полиэфира. Смесь из гранул позже нагревают и экструдируют при использовании способа прядения, например, фильер, для получения непрерывных филаментов. Сразу после получения непрерывных филаментов для них могут быть осуществлены вытяжка, придание извитости и/или резка до конкретной длины для получения штапельных волокон, которые после этого упаковывают в кипу. Далее кипа может быть отправлена в машину для прядения нити в целях переработки штапельных волокон в нити. После этого нити могут быть использованы ниже по ходу технологического потока для создания изделия, такого как бытовые и промышленные ткани. Нити и изоляция, изготовленные из синтетического волокна, содержащего полимерный материал и частицы аэрогеля, делают возможными ткани и изделия, которые являются в большей степени изолирующими в сопоставлении с тканями и изделиями, изготовленными только из полимерных волокон, которые не содержат частиц аэрогеля.

[0092] Пример 2

[0093] Смесь аэрогель/полимер получают в результате смешивания нижеследующего:

- 6,1% (масс.) частиц аэрогеля диоксида кремния; и

- 93,9% (масс.) материала сложного полиэфира.

[0094] Плотность частиц аэрогеля составляет приблизительно 0,09 г/куб. см, а плотность материала сложного полиэфира составляет приблизительно 1,38 г/куб. см. Таким образом, смесь из 6,1% (масс.) частиц аэрогеля диоксида кремния и 93,9% (масс.) сложного полиэфира будет в результате приводить к получению концентрации, приблизительно соответствующей объемному соотношению между 50% частиц аэрогеля и 50% сложного полиэфира.

[0095] После смешивания/примешивания смесь аэрогель/полимер затем экструдируют в виде гранул, которые впоследствии смешивают с гранулами сложного полиэфира. Смесь из гранул позже нагревают и экструдируют при использовании способа прядения, например, фильер, для получения непрерывных филаментов. Сразу после получения непрерывных филаментов для них могут быть осуществлены вытяжка, придание извитости и/или резка до конкретной длины для получения штапельных волокон, которые после этого упаковывают в кипу. Далее кипа может быть отправлена в машину для прядения нити в целях переработки штапельных волокон в нити. После этого нити могут быть использованы ниже по ходу технологического потока для создания изделия, такого как бытовые и промышленные ткани. Нити и изоляция, изготовленные из синтетического волокна, содержащего полимерный материал и частицы аэрогеля, делают возможными ткани и изделия, которые являются в большей степени изолирующими в сопоставлении с тканями и изделиями, изготовленными только из полимерных волокон, которые не содержат частиц аэрогеля.

[0096] Пример 3

[0097] Смесь из полипропиленовой смолы и частиц аэрогеля получают в результате смешивания нижеследующего:

- 0,1% (масс.) частиц аэрогеля диоксида кремния; и

- 99,9% (масс.) полипропиленовой смолы в качестве полимерного материала.

[0098] После смешивания или примешивания смесь из полипропиленовой смолы и порошкообразного аэрогеля затем экструдируют в виде гранул для получения маточной смеси. После этого маточная смесь может быть переведена производителю для прядения при аэродинамическом распылении расплава. Маточная смесь может быть использована для производства волокнистого нетканого ватина из филаментов. В альтернативном варианте, маточная смесь может быть объединена с гранулами из других рецептур для производства волокнистого нетканого ватина из филаментов.

[0099] Пример 4

[00100] Смесь из полипропиленовой смолы и порошкообразного аэрогеля получают в результате смешивания нижеследующего:

- 6,2% (масс.) частиц аэрогеля диоксида кремния; и

- 93,8% (масс.) полипропиленовой смолы.

[00101] Плотность частиц аэрогеля составляет приблизительно 0,09 г/куб. см, а плотность полипропиленовой смолы составляет приблизительно 0,913 г/куб. см. Таким образом, смесь из 6,2% (масс.) частиц аэрогеля диоксида кремния и 93,8% (масс.) полипропиленовой смолы будет в результате приводить к получению концентрации, приблизительно соответствующей объемному соотношению между 40% частиц аэрогеля и 60% полипропиленовой смолы.

[00102] После смешивания или примешивания смесь из полипропиленовой смолы и порошкообразного аэрогеля затем экструдируют в виде гранул для получения маточной смеси. После этого маточная смесь может быть переведена производителю для прядения при аэродинамическом распылении расплава. Маточная смесь может быть использована для производства волокнистого нетканого ватина из филаментов. В альтернативном варианте, маточная смесь может быть объединена с гранулами из других рецептур для производства волокнистого нетканого ватина из филаментов. Филаменты могут обладать лучшими теплоизолирующими свойствами в сопоставлении с подобными материалами при отсутствии порошкообразного аэрогеля.

[00103] Пример 5

[00104] Смесь аэрогель/полимер получают в результате смешивания нижеследующего:

- 4,2% (масс.) частиц аэрогеля диоксида кремния; и

- 95,8% (масс.) материала сложного полиэфира.

[00105] После смешивания/примешивания смесь аэрогель/полимер затем экструдируют в виде гранул, которые впоследствии смешивают с гранулами сложного полиэфира. Смесь из гранул позже нагревают и экструдируют при использовании способа прядения, например, фильер, для получения непрерывных филаментов. Сразу после получения непрерывных филаментов для них могут быть осуществлены вытяжка, придание извитости и/или резка до конкретной длины для получения штапельных волокон, которые после этого упаковывают в кипу. Далее кипа может быть отправлена в машину для прядения нити в целях переработки штапельных волокон в нити. После этого нити могут быть использованы ниже по ходу технологического потока для создания изделия, такого как бытовые и промышленные ткани. Нити и изоляция, изготовленные из синтетического волокна, содержащего полимерный материал и частицы аэрогеля, делают возможными ткани и изделия, которые являются в большей степени изолирующими в сопоставлении с тканями и изделиями, изготовленными только из полимерных волокон, которые не содержат частиц аэрогеля.

[00106] Плотность частиц аэрогеля составляет приблизительно 0,09 г/куб. см, а плотность материала сложного полиэфира составляет приблизительно 1,38 г/куб. см. Таким образом, смесь из 4,2% (масс.) частиц аэрогеля диоксида кремния и 95,8% (масс.) сложного полиэфира будет в результате приводить к получению концентрации, приблизительно соответствующей объемному соотношению между 40% частиц аэрогеля и 60% сложного полиэфира.

[00107] Пример 6 - Сравнительное испытание

[00108] Образец А (соответствующий изобретению) Нетканую пушистую войлочную изоляцию (ватин), имеющую массу в 1,77 унции на один квадратный ярд (0,0600 кг/м²), получали из следующей далее смеси из волокон:

- 30% (масс.) силиконизированных волокон аэрогель-сложный полиэфир при 1,4 денье (10,1% (об.) аэрогеля, 89,9% (об.) сложного полиэфира);

- 25% (масс.) сухих (несиликонизированных) волокон аэрогель-сложный полиэфир при 1,4 денье (10,1% (об.) аэрогеля, 89,9% (об.) сложного полиэфира);

- 25% (масс.) силиконизированных волокон из сложного полиэфира, относящихся к категории микроденье; и

- 20% (масс.) сухих (несиликонизированных) волокон из сложного полиэфира, относящихся к категории макроденье.

[00109] Образец В (контр-пример)

[00110] Нетканую пушистую войлочную изоляцию (ватин), имеющую массу в 1,77 унции на один квадратный ярд (0,0600 кг/м²), получали тем же самым образом, что и образец А, но из следующей далее смеси из волокон:

- 55% (масс.) силиконизированных волокон из сложного полиэфира, относящихся к категории микроденье

- 35% (масс.) сухих (несиликонизированных) волокон из сложного полиэфира, относящихся к категории макроденье

- 10% (масс.) силиконизированных волокон из сложного полиэфира, относящихся к категории макроденье

[00111] Теплофизические эксплуатационные характеристики ватинов образца А и образца В подвергали испытаниям в соответствии с документом ISO 11092, и согласно определению образец В характеризуется числом кло 0,92 кло/унция/ярд² (6,016 К⋅м²/Вт/г/м²), а образец А характеризуется числом кло 1,16 кло/унция/ярд² (7,585 К⋅м²/Вт/г/м²). Таким образом, вариант осуществления изобретения для образца А неожиданно демонстрирует 26%-ное увеличение теплофизических эксплуатационных характеристик в сопоставлении с образцом В. Это является в особенности удивительным, поскольку волокна, относящиеся к категории микроденье, как это известно, вносят свой вклад в теплофизические свойства образца. Таким образом, поскольку образец А содержит меньше волокон, относящихся к категории микроденье, в сопоставлении с образцом В, специалисты в соответствующей области техники должны были бы ожидать наличие у него теплофизических эксплуатационных характеристик, сравнительно более неудовлетворительных в сопоставлении с образцом В. Хотя совершенно наоборот, образец А превосходил образец В применительно к числу кло на 26%.

[00112] Терминология, использующееся в настоящем документе, имеет своей целью только описание конкретных вариантов осуществления и не предназначена ограничивать изобретение. В соответствии с использованием в настоящем документе формы в единственном числе «один», «некий» и «данный» предназначены также и для включения форм во множественном числе, если только контекстом ясно не будет указываться на другое. Кроме того, как это необходимо понимать, термины «охватывать» (и любая форма слова «охватывать», такая как «охватывает» и «охватывающий»), «иметь» (и любая форма слова «иметь», такая как «имеет» и «имеющий»), «включать» (и любая форма слова «включать», такая как «включает» и «включающий»), «содержать» (и любая форма слова «содержать», такая как «содержит» и «содержащий») и любой другой их грамматический вариант представляют собой не имеющие ограничения глаголы-связки. В результате способ или изделие, которые «охватывают», «имеют», «включают» или «содержат» одного или нескольких представителей, выбираемых стадий или элементов, обладают данными одним или несколькими представителями, выбираемыми из стадий или элементов, но не ограничиваются обладанием только данными одним или несколькими представителями, выбираемыми из стадий или элементов. Подобным образом, стадия способа или элемент изделия, которые «охватывают», «имеют», «включают» или «содержат» один или несколько признаков, обладают данными одним или несколькими признаками, но не ограничиваются обладанием только данными одним или несколькими признаками.

[00113] В соответствии с использованием в настоящем документе термины «охватывающий», «имеет», «включающий», «содержащий» и другие их грамматические варианты заключают в себе термины «состоящий из» и «по существу состоящий из».

[00114] Фраза «по существу состоящий из» или ее грамматические варианты при использовании в настоящем документе должны восприниматься как указывающие на заявленные признаки, целые числа, стадии или компоненты, но не исключающие добавления одного или нескольких представителей, выбираемых из дополнительных признаков, целых чисел, стадий, компонентов или их групп, но только в случае, если дополнительные признаки, целые числа, стадии, компоненты или их группы существенно не изменяют основные и новые характеристики заявленных композиций или способов.

[00115] Все публикации, процитированные в данном описании изобретения, посредством ссылки включаются в настоящий документ, как если бы каждая отдельная публикация была бы конкретно и индивидуально указана как посредством ссылки включенная в настоящий документ, как будто бы она была полностью представлена.

[00116] Сущность предмета, включенная посредством ссылки, не рассматривается в качестве альтернативы любым ограничениям формулы изобретения, если только однозначно не будет указываться на другое.

[00117] В случае упоминания по всему объему данного описания изобретения одного или нескольких диапазонов каждый диапазон предназначен для исполнения функции сокращенного формата представления информации, где диапазон понимается как заключающий в себе каждую дискретную точку в диапазоне, как если бы они были бы полностью представлены в настоящем документе.

[00118] Несмотря на описание и изображение в настоящем документе нескольких аспектов и вариантов осуществления настоящего изобретения специалистами в соответствующей области техники может быть оказано воздействие на альтернативные аспекты и варианты осуществления для осуществления тех же целей. В соответствии с этим, данное раскрытие изобретения и прилагающаяся формула изобретения предназначены для покрытия всех таких дополнительных и альтернативных аспектов и вариантов осуществления, которые попадают в пределы истинных объема и сущности изобретения.

Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов и касается синтетического волокна, содержащего аэрогель и полимерный материал, способа изготовления и содержащего его изделия. Синтетическое волокно включает: от 0,1 до 2,7 мас.% частиц аэрогеля, имеющих средний диаметр в диапазоне от 0,3 до 20 мкм; и от 85 до 99,9 мас.% полимерного материала, при этом синтетическое волокно характеризуется линейной плотностью (денье) в диапазоне от 0,1 до 9,0 денье. Изобретение обеспечивает получение улучшенного волокна, обладающего выгодными теплофизическими свойствами для использования в изоляции, которая демонстрирует улучшенные теплофизические свойства при отсутствии нежелательного увеличения массы изоляции. 6 н. и 20 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Синтетическое волокно, содержащее:

- от 0,1 до 2,7% (мас.) частиц аэрогеля, при этом упомянутые частицы аэрогеля имеют средний диаметр в диапазоне от 0,3 до 20 мкм; и

- от 85 до 99,9% (мас.) полимерного материала,

где синтетическое волокно характеризуется линейной плотностью (денье) в диапазоне от 0,1 до 9,0 денье.

2. Синтетическое волокно по п. 1, где частицы аэрогеля содержат неорганический аэрогель.

3. Синтетическое волокно по п. 2, где частицы аэрогеля содержат аэрогель диоксида кремния.

4. Синтетическое волокно по любому одному из пп. от 1 до 3, где синтетическое волокно является силиконизированным.

5. Синтетическое волокно по любому одному из пп. от 1 до 4, содержащее от 0,5 до 2,6 % (мас.) частиц аэрогеля.

6. Синтетическое волокно по п. 5, содержащее от 1 до 2,5% (мас.) частиц аэрогеля.

7. Синтетическое волокно по любому одному из пп. от 1 до 6, где частицы аэрогеля имеют средний диаметр в диапазоне от 2 до 5 мкм.

8. Синтетическое волокно по любому одному из пп. от 1 до 7, где частицы аэрогеля являются гомогенно диспергированными в полимерном материале.

9. Синтетическое волокно по любому одному из пп. от 1 до 8, где полимерный материал содержит найлон, сложный полиэфир, акриловый материал или полиолефиновый полимер или их комбинацию.

10. Синтетическое волокно по п. 9, где полимерный материал содержит сложный полиэфир.

11. Синтетическое волокно по п. 10, где сложный полиэфир представляет собой полиэтилентерефталат.

12. Синтетическое волокно по любому одному из пп. от 1 до 11, характеризующееся линейной плотностью в диапазоне от 0,7 до 2,0 денье.

13. Синтетическое волокно по любому одному из пп. от 1 до 12, где волокном является штапельное волокно, имеющее длину в диапазоне от 5 до 120 мм.

14. Синтетическое волокно по п. 13, где волокно имеет длину в диапазоне от 8 до 85 мм.

15. Синтетическое волокно по п. 13 или 14, где волокно является извитым.

16. Синтетическое волокно по любому одному из пп. от 1 до 12, где волокно представляет собой филамент.

17. Ватин, содержащий синтетическое волокно по любому одному из пп. от 1 до 16.

18. Изоляционный материал, содержащий синтетическое волокно по любому одному из пп. от 1 до 16.

19. Нить, содержащая синтетическое волокно по любому одному из пп. от 1 до 16.

20. Изделие, содержащее синтетическое волокно по любому одному из пп. от 1 до 16.

21. Изделие по п. 20, где упомянутое изделие выбирают из группы, состоящей из продукта верхнего трикотажа, обуви, одежды, спального мешка и постельных принадлежностей.

22. Способ изготовления синтетического волокна по любому одному из пп. от 1 до 16, при этом упомянутый способ включает:

- смешивание частиц аэрогеля и полимерного материала для получения, тем самым, смеси аэрогель/полимер;

- экструдирование смеси аэрогель/полимер и

- необязательное проведение одной или нескольких дополнительных технологических стадий для получения в результате синтетического волокна.

23. Способ по п. 22, где во время упомянутого смешивания частиц аэрогеля и полимерного материала как частицы аэрогеля, так и полимерный материал являются сухими.

24. Способ по п. 22 или 23, где упомянутое экструдирование смеси аэрогель/полимер включает осуществление для сухой смеси аэрогель/полимер технологического процесса экструдирования из расплава для получения, тем самым, гранул аэрогель/полимер.

25. Способ по п. 24, где упомянутые дополнительные технологические стадии включают изготовление синтетического волокна из гранул аэрогель/полимер.

26. Способ по п. 25, где гранулы аэрогель/полимер экструдируют с целью изготовления синтетического волокна.