BRPI0413456B1

BRPI0413456B1 - Dispositivo indicador e capacete de segurança incluindo um dispositivo indicador

Info

Publication number: BRPI0413456B1
Application number: BRPI0413456-7A
Authority: BR
Inventors: Folkesson Jan
Original assignee: 3M Svenska Aktiebolag
Priority date: 2003-08-13
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2015-07-14
Also published as: ES2333966T3; NO327579B1; PL1653819T3; KR20060039937A; ZA200601259B; US20060063883A1; US9615619B2; SE525673C2; US20110133103A1; ATE444687T1; RU2362466C2; JP2007502408A; EP1653819A1; WO2005016045A1; RU2006107567A; CA2535377A1; JP4605802B2; CN1835691A; CN1835691B; BRPI0413456A

Description

DISPOSITIVO INDICADOR E CAPACETE DE SEGURANÇA INCLUINDO UM

DISPOSITIVO INDICADOR

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção se refere a um dispositivo indicador para determinação do envelhecimento de objetos de plástico os quais são degradáveis por radiação UV, o dispositivo indicador sendo disposto de forma fixa ou integrado no objeto.

[002] A presente invenção também se refere a um capacete de segurança que inclui um dispositivo indicador. FUNDAMENTOS DA TÉCNICA [003] O plástico é um material que é usado em muitos contextos. Em particular, ele está envolvido no uso na fabricação de diferentes objetos para segurança e proteção pessoal. Os plásticos desfrutam de muitas propriedades vantajosas, por exemplo, de ele suportar impacto e ser prontamente formado em diferentes formatos na fabricação. [004] Infelizmente, o plástico também tem seus inconvenientes. Um inconveniente não desprezível é que ele se degrada - envelhece - sob a ação de radiação ultravioleta. Por exemplo, a presença de radiação UV pode levar a fissuras em plásticos de diferentes tipos. Naturalmente, são feitas tentativas de contrabalançar este envelhecimento por desenvolvimento de material, mas para aqueles materiais em existência hoje em dia, o envelhecimento é um fator que deve ser levado em consideração na fabricação de partes as quais são vitais para a segurança, por exemplo, um equipamento de proteção pessoal. Uns poucos exemplos desses produtos são capacetes de segurança, assentos de veículo para crianças e assentos de bicicleta para crianças, os quais podem estar todos sujeitos à radiação UV até um grau maior ou menor por toda a sua vida em serviço. [005] A degradação na ausência de radiação UV, por exemplo, quando os produtos estão acondicionados e armazenados, contudo, é minima. As diferenças na velocidade de envelhecimento também foram observadas, dependendo de o produto ser usado em ambientes internos ou externos e de eles serem usados em latitudes norte ou sul. Em outras palavras, a radiação UV à qual o produto está exposto é um fator decisivo na velocidade de envelhecimento. [006] Uma marcação de data, a qual em certos casos é empregada no presente, assim, não reflete o envelhecimento do produto de uma maneira adequada. De modo a se estar certo que um produto que envelheceu e cuja resistência mecânica é defeituosa não é mais usado, a marcação de data deve ser tal que margens consideráveis de segurança sejam aplicadas. O limite para por quanto tempo um produto pode ser usado deve ser regulado tomando-se como um ponto de partida a hipótese de exposição máxima a radiação UV e, desse modo, um envelhecimento conseqüente. Isto leva, em muitos casos, a produtos que são usáveis, porque eles não foram expostos a uma radiação UV e, desse modo, não envelheceram de todo, tornando-se não vendáveis quando sua marcação de data expirou. Freqüentemente, a marcação de data é respeitada, uma vez que ninguém deseja ariscar ferir uma pessoa ou danificar uma propriedade se um produto que se tornou defeituoso por causa de envelhecimento for usado. Isto envolve perdas econômicas consideráveis para fabricantes, varejistas e usuários finais que têm grandes quantidades desses produtos em estoque. [007] Um aspecto problemático adicional é que certos paises têm em vigor exigências legislativas extremamente rigorosas quanto ao período máximo admitido de uso. Isto pode envolver que um e o mesmo produto, por causa da legislação, possa ser usado, no máximo em um mercado por um período de tempo curto, enquanto em um outro mercado ele pode ser usado por um período de tempo mais longo. Uma vez que a durabilidade real do produto em geral excede ao período de tempo mais longo, é de importância em particular realmente utilizar o período de tempo máximo permitido até a plenitude, de modo a se evitarem perdas econômicas desnecessárias, ao mesmo tempo em que se respeita a legislação que esteja em vigor. [008] O documento JPH1036690 e Resumos de Patente de Japão vol. 1998, No. 16 descrevem o uso de pigmentos em associação com artigos de outdoor que são deixados permanentemente em outdoors.

ESTRUTURA DO PROBLEMA [009] Assim, a presente invenção tem por seu objetivo realizar um dispositivo indicador o qual reflita melhor o grau de envelhecimento do que a marcação de data da técnica anterior.

SOLUÇÃO [010] O objetivo que forma a base da presente invenção será atingido se o dispositivo indicador sugerido a título de introdução for caracterizado pelo fato de incluir um pigmento o qual se degrada por radiação UV e cuja degradação segue a degradação do material plástico incluído no objeto causado por radiação UV, ou segue um intervalo de tempo que é predeterminado pela legislação ou por outros regulamentos. [011] Com referência ao capacete de segurança, o objetivo de acordo com a presente invenção será atingido se o dispositivo indicador exibir propriedades de acordo pelo menos com a Reivindicação 1 ou 2 em apenso. [012] Outras vantagens serão atingidas se o dispositivo indicador, mais ainda, receber um ou mais dos recursos de caracterização como estabelecido nas Reivindicações 3 a 6 em apenso.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS EM ANEXO [013] A presente invenção será descrita, agora, em maiores detalhes aqui adiante com referência aos Desenhos em anexo. Nos Desenhos em anexo: a Fig. IA é uma seção transversal de uma modalidade do dispositivo indicador de acordo com a presente invenção; a Fig. 1B é uma vista correspondente àquela da Fig. IA de uma variação do dispositivo indicador; a Fig. 2A é uma vista plana de uma segunda modalidade de um dispositivo indicador de acordo com a presente invenção, em seu estado primitivo; a Fig. 2B é uma vista de acordo com a Fig. 2A do dispositivo indicador de acordo com a presente invenção em seu estado envelhecido; a Fig. 3 é uma elevação lateral direta de um capacete de segurança no qual um dispositivo indicador de acordo com a invenção é disposto; a Fig. 4 é uma vista em perspectiva de uma segunda modalidade do dispositivo indicador de acordo com a presente invenção; e a Fig. 5 é uma vista em perspectiva de uma terceira modalidade do dispositivo indicador de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADE PREFERIDA [014] As Fig. ΙΑ, 1B, 2A e 2B mostram exemplos de modalidades de dispositivos indicadores de acordo com a invenção. Um recurso comum para estas e outras modalidades da presente invenção é que o dispositivo indicador seja produzido a partir de um material portador, tipicamente um material plástico ao qual é misturado um pigmento de uma firmeza conhecida à luz. [015] Mais preferencialmente, o material portador é polietileno, uma vez que este material é econômico, amigável em termos ambientais, é capaz de ser moldado por injeção, simples de estabilizar a UV, simples de colorir com o auxilio de um pigmento e, também, oferece um ambiente favorável para o pigmento, durante a vida em serviço do dispositivo indicador. Na estabilização a UV, deve ser assegurado que o pigmento não seja afetado, mas que mantenha aquelas propriedades as quais são pretendidas. [016] O pigmento portado pelo material portador é tal que ele se degrade mais rapidamente do que seu material portador. A velocidade de degradação sob a ação da luz, em particular luz ultravioleta, é indicada pela firmeza à luz do pigmento. A firmeza à luz é graduada em uma escala de 1 a 8, onde os números mais baixos indicam que o pigmento se degrada rapidamente sob a ação da luz, enquanto os números mais altos indicam que a degradação leva mais tempo. As propriedades de vários pigmentos são bem conhecidas e documentadas. Por exemplo, é possível realizar desvios de cor de violeta a branco ou vermelho a transparente sob a ação de uma quantidade conhecida de radiação UV. [017] A degradação do pigmento e, desse modo, da cor do dispositivo indicador, também é afetada pela espessura de material do dispositivo indicador, uma vez que o pigmento, o qual fica mais próximo da superfície do dispositivo indicador é afetado primeiramente e até uma extensão maior, enquanto o pigmento que fica mais profundamente é afetado apenas quando o pigmento de superfície já tiver se decomposto. Assim, a cor tende a desaparecer primeiramente em áreas de espessura fina de material, enquanto áreas de espessura maior de material mantêm a cor primitiva mais tempo. [018] Para que o dispositivo indicador de acordo com a presente invenção indique o grau de envelhecimento sob a ação de radiação UV no objeto, a degradação do pigmento deve ocorrer substancialmente à mesma taxa em que o material no objeto envelhece. Possivelmente, pode ser admitido que a degradação do pigmento no dispositivo indicador ocorra um pouco mais rapidamente, mas não deve ocorrer mais lentamente, uma vez que a intenção é estar certo que o material no objeto está intacto, se o dispositivo indicador assim indicar. [019] Adequadamente, as propriedades do pigmento de cor e da espessura de material do dispositivo indicador são combinadas com aquela degradação a qual ocorre no material no objeto no qual o dispositivo indicador é disposto. Contudo, o dispositivo indicador em si não precisa ser fabricado a partir do mesmo material que o objeto; o que é vital é que o comportamento do pigmento de cor, isto é, a degradação sob a ação de radiação UV, corresponda àquela degradação, por exemplo, uma formação de fissura, a qual ocorre no material de fabricação do objeto em si. De modo a se fazer com que a degradação do pigmento no dispositivo indicador corresponda à degradação do material no objeto, os fatores a seguir são principalmente experimentados: escolha de pigmento, levando-se em consideração suas propriedades em relação à luz, ao clima e à temperatura; a concentração do pigmento, bem como a espessura do objeto envolvido. [020] Uma outra possibilidade de adaptação é selecionar um pigmento de cor e uma espessura de material de maneira tal que a degradação do pigmento de cor corresponda a uma exposição máxima admitida a luz UV em um dado mercado. Nesse caso, o ponto de partida deve ser a radiação UV total calculada durante o tempo de exposição permitido. Assim, um dispositivo indicador pode ser obtido, o qual indica quando um uso ativo (isto é, uma exposição à radiação UV) durante um período de tempo predeterminado foi obtido. Um e o mesmo objeto pode ser provido com dispositivos indicadores diferentes para uma adaptação à legislação ou a outros regulamentos aplicáveis em mercados diferentes. Quando um objeto não é usado por um período de tempo, seu envelhecimento é descontinuado e, também, a degradação do pigmento de cor no dispositivo indicador, desde que ele esteja protegido de radiação UV, isto é, esteja armazenado em ambiente interno. [021] A Fig. IA mostra uma seção transversal de um dispositivo indicador 1 de espessura de material variável. A espessura de material varia gradualmente a partir das porções mais finas 2, através das porções de espessura média 3 até uma porção 4 de espessura máxima. A Fig. 1B mostra uma seção transversal de uma variação do dispositivo indicador 1, onde a espessura de material varia agudamente entre as porções de borda fina 2 e a porção central 4 de espessura máxima. De acordo com a forma como pigmento no dispositivo indicador 1 de acordo com ambas as Figuras se degrada, sua cor gradualmente desaparece, mais rapidamente nas porções mais finas 2 nas bordas e por último na porção mais espessa 4. 0 desaparecimento gradual da cor pode dar ao usuário uma indicação de por quanto tempo de vida em serviço resta para o objeto no qual o dispositivo indicador 1 está preso. [022] A Fig. 2A mostra uma variação do dispositivo indicador cujas propriedades particulares possivelmente podem ser combinadas com aquelas propriedades as quais foram recém descritas para o dispositivo indicador 1 na Fig. 1. O dispositivo indicador 5 na Fig. 2A é na forma de uma pequena ficha a qual é fabricada a partir de um material portador pigmentado. O pigmento é representado na Fig. 2A por uma série de pontos. Na Fig. 2A, o dispositivo indicador 5 é mostrado em seu estado primitivo, isto é, quando ele e o objeto no qual ele está preso são novos e ainda não foram expostos a quantidades substanciais de radiação UV. O dispositivo indicador 5 é provido com uma marcação 6, a qual, na Figura, é na forma da letra C. Na Fig. 2A, a marcação 6 é escondida pelo pigmento disposto no dispositivo indicador 5. A marcação desaparece particularmente bem ao olho se sua cor corresponder à cor do pigmento não degradado. A marcação pode ser fundida no dispositivo indicador 5, mas também pode ser retroaplicada, por exemplo, impressa ou colada no lado inferior do dispositivo indicador. [023] A Fig. 2B mostra o dispositivo indicador 5 de acordo com a Fig. 2A, após o dispositivo indicador 5 ter sido exposto a uma radiação UV durante um período de tempo longo, em cujo evento seu pigmento se degradou, de modo que a marcação 6 se tornou visível ao olho. Na fabricação de um dispositivo indicador 5 como esse, a marcação 6 deve ser mais firme à luz do que o pigmento disposto no dispositivo indicador, de modo que a cor da marcação 6 não seja degradada por radiação UV tão rapidamente quanto o pigmento. Quando a marcação 6 se torna visível, isto constitui um sinal para o usuário que o objeto no qual o dispositivo indicador 5 está preso é julgado como tendo sido degradado e deve ser substituído. [024] A Fig. 3 mostra um dispositivo indicador 1, 5 posicionado em um objeto, mais precisamente em um capacete 6, cujo envelhecimento deve ser legível no dispositivo indicador 1, 5. Naturalmente, também é possível colocar o dispositivo 1, 5 em outros tipos de objetos. [025] O dispositivo indicador 1, 5 deve ser bem exposto à luz UV, preferencialmente exposto até o mesmo grau que aquelas partes do capacete 7 as quais estão sujeitas à máxima exposição. Por tais meios, será assegurado que o material no capacete 7 não tenha se degradado mais do que o pigmento no dispositivo indicador 1, 5. [026] O dispositivo indicador 1, 5 é preso ao capacete 7 por alguma forma de dispositivo de fixação 8. Um dispositivo de fixação 8 como esse pode ser realizado por rebitagem, recalque de material, fundição, colagem ou outro método disponível. Uma condição para o método o qual é empregado é que ele satisfaça a outras exigências de segurança que são impostas pelas autoridades e por outros órgãos quanto ao capacete 7. 0 dispositivo indicador 1, 5 deve ser difícil de remover, pelo menos não deve ser possível substituir o dispositivo indicador 1, 5 ou violá-lo sem que isto seja claramente visível. Por esse meio, é evitado o risco de um capacete de segurança envelhecido 7 ser provido com um novo dispositivo indicador 1, 5, o qual não reflete o estado real do material no capacete.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES ALTERNATIVAS [027] Um método de variação do dispositivo indicador 1, 5 de acordo com a invenção é permitir que o pigmento seja uma mistura homogênea de dois ou mais pigmentos diferentes com firmeza à luz diferente. O resultado então será que o dispositivo indicador exibe cores diferentes de acordo com a forma como ele é exposto à luz UV. Por exemplo, é possível misturar pigmento vermelho e amarelo, onde o amarelo é mais firme à luz do que o vermelho. Inicialmente, o dispositivo indicador aparecerá vermelho, uma conforme o pigmento vermelho desaparecer, o dispositivo indicador mudará para amarelo. No curso devido, o pigmento colorido de amarelo também desaparecerá, e o dispositivo indicador mudará para branco. Isto dá ao usuário um aviso de antemão de que a vida em serviço do dispositivo indicador 1, 5 e do objeto 7 no qual ele é preso está para ser consumida. Como resultado, novos objetos podem ser pedidos a bom termo, o que é uma vantagem na compra e na manutenção de estoque planejadas. A mistura homogênea de pigmentos coloridos diferentes pode ser combinada vantajosamente com um dispositivo indicador 1, 5 cuja espessura varie de acordo com a Fig. 1 e/ou que seja provido com uma marcação subjacente de acordo com as Fig. 2A e 2B. Assim, efeitos visuais desejados podem ser obtidos com um grau de variação muito grande. [028] Ainda um outro método de variação da presente invenção é dispor pigmentos diferentes em seções ou camadas diferentes do dispositivo indicador 1, 5. Por exemplo, as seções podem ser dispostas adjacentes umas às outras e, quando elas tiverem assumido a mesma cor, isto sinalizará que o objeto tem que ser substituído. Um método adicional é dispor pigmentos diferentes em camadas umas sobre as outras, de modo que o pigmento da primeira camada desapareça primeiro, após o que o pigmento da segunda camada começa a se degradar. Nesse caso, isto dá um método adicional de variação de efeitos de cor diferentes do dispositivo indicador 1, 5. A provisão de várias camadas ou seções de pigmentos diferentes pressupõe, contudo, uma moldagem por injeção de dois ou múltiplos componentes. Estas variações também podem ser combinadas com as variações dos dispositivos indicadores 1, 5, onde sua espessura é variada, uma marcação 6 é depositada e onde uma pluralidade de pigmentos diferentes ocorre em uma mistura homogênea. [029] Duas variações de exemplificação concretas 9 e 10 do dispositivo indicador são mostradas nas Fig. 4 e 5. [030] A variação a qual é mostrada na Fig. 4 tem substancialmente a configuração externa de um disco arredondado ou placa. Em torno de uma região central 15 são dispostos vários setores 11, 12, 13, 14 de espessura mutuamente diferente, nesta Figura quatro em número. 0 pigmento degradar-se-á primeiramente no setor mais fino e por último na região central 15, a qual é mais espessa. Assim, diferentes seções 11, 12, 13, 14, 15 do dispositivo indicador 9 assumirão cores diferentes e ao usuário, desse modo, será dada uma indicação de até onde uma parte da vida total em serviço ou o período de uso expirou. Esta indicação é adicionalmente reforçada se a marcação 6, a qual é mostrada nas Fig. 2A e 2B, for embutida no dispositivo indicador 9 ou for impressa em seu lado traseiro, de modo que se torne visível mediante a degradação do pigmento. Por exemplo, uma marcação pode indicar que a vida em serviço remanescente estimada, na qual o objeto pode ser ativamente usado antes de ser consumido, com a condição de que a exposição à luz UV seja a mesma. [031] A variação 10 na Fig. 5, à parte de uma região central 15, tem uma zona circundante 16, cuja espessura aumenta continuamente na direção horária até um círculo completo ter sido passado e uma descontinuidade na forma de um degrau 17 ocorrer. A mudança de cor na degradação do pigmento ocorrerá gradualmente na mesma direção em que a espessura da zona 16 aumentar. Da mesma maneira que a descrita acima, as marcações 6 podem ser embutidas no ou impressas sobre o dispositivo indicador 10, de modo a se proporcionar ao usuário uma indicação de quando o objeto deve ser substituído. [032] Embora o dispositivo indicador 1, 5 na figura 3 tenha sido mostrado estando preso ao capacete 7, é naturalmente possível dispor o dispositivo indicador 1, 5, 9, 10 em outros objetos onde seja importante monitorar o envelhecimento do material. Isso se aplica, em particular, a objetos onde o aspecto de segurança é crucial, por exemplo, em assentos traseiros de bicicleta para crianças e assentos de segurança para crianças em automóveis, conforme mencionado como modo de introdução. [033] A presente invenção pode ainda variar sem fugir do escopo das reivindicações em anexo.

Claims

1. Dispositivo indicador (1, 5, 9, 10), compreendendo: um primeiro material portador; e um primeiro pigmento disposto no primeiro material portador, o primeiro pigmento capaz de ser degradado por exposição à radiação UV; caracterizado pelo fato do primeiro material portador ser configurado para determinação do envelhecimento de um objeto (7) de plástico, o qual é degradável por radiação UV, e que tem uma espessura de material variável (2, 3, 4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) , de modo que, mediante exposição à radiação UV, uma degradação gradual do pigmento irá ocorrer, a qual resultará em uma mudança variável visivel por uma superfície do primeiro material portador.

2. Dispositivo indicador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da mudança visível compreender uma mudança de cor.

3. Dispositivo indicador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser para determinação do envelhecimento de um objeto (7) de plástico, o qual é degradável por radiação UV, o dispositivo indicador (1, 5, 9, 10) sendo disposto de modo fixo sobre ou integrado no objeto (7), em que o dispositivo indicador (1, 5, 9, 10) inclui pigmento que se degrada por radiação UV e cuja degradação do pigmento corresponde a um intervalo de tempo o qual é predeterminado por uma legislação ou por outros regulamentos.

4. Dispositivo indicador (1, 5, 9, 10), de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado pelo fato de sua espessura de material (2, 3, 4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) variar por sua superfície, para uma degradação em incrementos do pigmento.

5. Dispositivo indicador (1, 5, 9, 10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato do dispositivo indicador (1, 5, 9, 10) incluir uma marcação (6) a qual é escondida pelo pigmento e a qual se torna visível mediante uma degradação do mesmo.

6. Dispositivo indicador (1, 5, 9, 10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato do pigmento ser uma mistura de vários componentes de propriedades de degradação diferentes para a realização de uma indicação de cor de estágio múltiplo.

7. Dispositivo indicador (1, 5, 9, 10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato do dispositivo incluir uma pluralidade de camadas nas quais os pigmentos ou misturas de componentes diferem para uma degradação em incrementos dos pigmentos.

8.

Capacete de segurança (7), que inclui um dispositivo indicador (1, 5, 9, 10), caracterizado pelo fato do dispositivo indicador (1, 5, 9, 10) exibir propriedades como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.