BRPI0715983A2

BRPI0715983A2 - material de forraÇço

Info

Publication number: BRPI0715983A2
Application number: BRPI0715983-8A
Authority: BR
Inventors: Eric Bozouklian; Bernard Vincent
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2013-08-06
Also published as: WO2008051819A3; JP5069305B2; EP2091405B1; US20110111163A1; GB0620895D0; WO2008051819A2; GB0703428D0; EP2091405A2; JP2010507730A; CA2666680A1; CN101528109B; CN101528109A

Abstract

MATERIAL DE FORRAÇçO A presente invenção refere-se a um material de forração (1) que compreende uma manta de suporte (3) de filamentos comparativamente ásperos (11), na qual está embutida uma manta (5) de fibras comparativamente finas (15). A superfície superior da manta fibrosa embutida (5) fornece uma superfície de limpeza de sapatos, e os filamentos ásperos (11) da manta de suporte (3) se projetam acima da superfície superior da manta embutida (5) para fornecer os elementos de raspagem de sapato.

Description

"MATERIAL DE FORRAÇÃO"

Esta pedido reivindica o benefício do pedido de patente do Reino Unido n° UK0620895.3, depositado em 20 de outubro de 2006, e do pedido de patente do Reino Unido n° UK0703428.3, depositado em 22 de fevereiro de 2007, com a descrição dos mesmos aqui incorporada em sua totalidade, a título de referência.

A presente invenção refere-se à forração para piso, mais especificamente, à forração que é adequada ao uso em entradas de edifícios e outros locais, isto é, capachos de entrada. Capachos de entrada são usados para remover sujeira e água

(mais adiante chamados, genericamente, de "sujeira") dos sapatos dos pedestres, conforme eles entram em um edifício. Em alguns edifícios, como por exemplo supermercados e aeroportos, os capachos de entrada também são necessários para remover sujeira e água das rodas de carrinhos ou artigos similares. Consequentemente, na presente invenção, referência à remoção de sujeira dos sapatos de pedestres deve incluir a remoção de sujeira de todo o tipo de tráfego (de pedestre e com rodas) que passa sobre o capacho de entrada. É fato reconhecido que um capacho de entrada que funciona de maneira eficaz pode ajudar muito na manutenção de um edifício, reduzindo a quantidade de limpeza necessária. Além disso, os donos e ocupantes de edifícios estão exigindo cada vez mais capachos de entrada que irão melhorar a aparência de seus estabelecimentos.

Várias formas de capacho de entrada são conhecidas. Dependendo da fabricação e dos materiais de que são formados, os capachos de entrada são colocados imediatamente do lado de fora ou do lado de dentro do edifício. Alguns capachos de entrada são projetados para serem substituídos freqüentemente, isto é, quando se tornam sujos, eles são simplesmente apanhados e removidos para limpeza (freqüentemente por lavagem) e um novo capacho é colocado no lugar. Capachos deste tipo são freqüentemente disponíveis para aluguel. Alguns capachos de entrada precisam de limpeza profissional que pode ser executada no ou fora do local; no segundo caso, os capachos precisam ser novamente removidos e substituídos quando sujos. Outros capachos são projetados para permanecerem no local por mais tempo: estes são tipicamente mais duráveis e mais eficazes na remoção de sujeira dos sapatos e têm uma maior capacidade para capturar e armazenar a sujeira removida (de modo que ela não é subseqüentemente carregada para o edifício) sem afetar adversamente a aparência e a eficácia do capacho. Um capacho deste tipo pode ser instalado em uma reentrância do piso ou pode ser colocado diretamente no piso como um capacho em relevo e pode ser fabricado para permitir que a sujeira atravesse o capacho até a superfície subjacente do capacho. Desta forma, a superfície do capacho permanece limpa e eficaz, com mínima manutenção, exigindo, quando necessário, ser removido e enrolado somente periodicamente para limpeza da superfície subjacente e em seguida ele pode ser substituído. Qualquer água que é removida e aprisionada pelo capacho irá, com o tempo, evaporar.

Os capachos genericamente removem sujeira dos sapatos através de uma ação de raspagem e/ou de esfregamento, dependendo da fabricação e dos materiais com os quais são formados. Os capachos com ação de raspagem tipicamente têm uma superfície superior que está em contato com os sapatos que compreende bordas e projeções de raspagem, conforme descrito, por exemplo, nos documentos US 4 497 858 (Dupont and Laurent), US 2004/0161988 (Yaw), WO 01/60218 (Milliken & Company), e WO 02/15765 (Construction Specialties (Reino Unido) Ltd.). Capachos raspadores comprovadamente duráveis e eficazes na remoção de sujeira de sapatos e etc. estão disponíveis, sob os nomes comerciais "Nomad™ Terra 8100" e "Nomad™ Terra 9100", disponíveis junto à 3M Company de St. Paul, Minnesota, EUA. Os capachos que fornecem uma ação de esfregamento têm . s.

tipicamente uma superfície têxtil superior. Estes são freqüentemente mais esteticamente atrativos que os capachos raspadores, estão disponíveis em uma ampla gama de cores e designs e, dependendo das fibras têxteis e da estruturas da fibras com que são formados, têm características diferentes. Alguns capachos de entrada têm uma superfície operacional que

fornece tanto ações de esfregamento como de raspagem. O documento US 4 820 566 (Heine e Tharpe), por exemplo, descreve um capacho têxtil com tufos compreendendo fibras de denier finas que fornecem uma ação de esfregamento, e fibras de denier rígidas, franzidas e ásperas que fornecem uma ação de raspagem e também formam uma estrutura aberta no capacho capaz de receber e obscurecer a sujeira. Exemplos de capachos que compreendem fibras finas e ásperas são aqueles disponíveis sob o nome comercial "Nomad™ Aqua", disponíveis junto à 3M Company de St. Paul, Minnesota, EUA. Nestes capachos, as fibras finas e ásperas são colocadas em tufos em um suporte primário que é então laminado a um suporte secundário formado de vinil, espuma de látex, ou lã não-tecida.

Outros capachos de entrada disponíveis têm a superfície demarcada por componentes distintos, os quais têm diferentes funções de limpeza. Exemplos de capachos deste tipo são os capachos recortados disponíveis sob o nome comercial "Nomad™ Optima", disponíveis junto à 3M Company de St. Paul, Minnesota, EUA. Estes capachos compreendem uma pluralidade de seções de alumínio paralelas interligadas, sendo que cada seção contém um enchimento do material de forração "Nomad™ Aqua" mencionado acima. O material de enchimento fornece uma ação de esfregamento e de raspagem; a ação de raspagem do material de enchimento é suplementada pela ação de raspagem das seções. Além disto, a sujeira removida das solas dos sapatos é retida eficientemente pelo capacho, tanto pelo material de enchimento como pela queda entre as seções na reentrância do piso na qual o capacho está instalado. É um dos objetivos da invenção fornecer um capacho que seja eficiente em remover e reter a sujeira dos sapatos e que seja, contudo, comparativamente barato de se produzir, de modo que ele possa ser simplesmente removido quando sujo, úmido, ou desgastado e substituído por um novo capacho, simplificando assim o trabalho de manutenção da aparência do edifício no qual o capacho é instalado.

Fora do segmento de forração para pisos, o uso de forrações para evitar a erosão por sujeira é conhecido. Um exemplo de uma forração deste tipo é descrito no documento US-A-4 329 392. A presente invenção fornece um material de forração que

compreende uma manta de suporte de filamentos comparativamente ásperos e uma manta de fibras comparativamente finas embutida na manta de suporte, sendo que a superfície superior da manta fibrosa embutida é uma superfície de esfregamento de sapatos e os filamentos ásperos da manta de suporte se projetam acima da superfície superior da manta embutida, para formar os elementos de raspagem dos sapatos. A manta embutida pode ser interligada à manta de suporte pelo processo de agulhagem.

Os filamentos da manta de suporte do material de forração, de acordo com a invenção, podem compreender filamentos contínuos enrolados em espiral, que podem ser interligados em seus pontos de contato. A manta embutida pode ser uma manta fibrosa não-tecida. Para uso na presente invenção:

"filamentos comparativamente ásperos" significa filamentos que têm uma densidade linear de não menos que 100dtex, "fibras comparativamente finas" significa fibras que têm uma densidade linear de não mais que 100 dtex

A título de exemplo, os materiais de forração fabricados de acordo com a invenção serão agora descritos em relação aos desenhos em anexo, onde: A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma pedaço do material de forração, de acordo com a invenção;

A figura 2 é uma seção transversal diagramática ampliada do material de forração, na linha 2-2 da figura 1;

A figura 3 é uma vista em perspectiva ampliada de um componente do material de forração das figuras 1 e 2;

A figura 4 é uma vista em perspectiva ampliada de outro componente do material de forração das figuras 1 e 2;

A figura 5 ilustra, diagramaticamente, um processo usado para fabricar o material de forração das figuras 1 e 2. O material de forração 1 mostrado diagramaticamente nas

figuras 1 e 2 compreende uma manta de suporte 3, formada de filamentos comparativamente ásperos, na qual é embutida uma manta 5 formada de fibras comparativamente finas. Ambas as mantas serão descritas com mais detalhes abaixo.

A superfície superior 7 do capacho 1 é a superfície que entra em

contato com os sapatos dos pedestres que andam sobre o capacho, quando o mesmo está situado na entrada de um edifício, ou com as rodas de carrinhos ou objetos similares que passam por cima do capacho. A superfície superior 7 é projetada para remover a sujeira destes sapatos, rodas, etc. e para evitar que a sujeira seja carregada para dentro do edifício.

Conforme mostrado diagramaticamente nas figuras 1 e 2, algumas partes 9 dos filamentos 11 da manta de suporte 3 se projetam acima da superfície superior da manta embutida 5. Estas partes 9 que se projetam atuam como elementos raspadores que removem a sujeira dos sapatos dos pedestres através de uma ação de raspagem. A manta embutida 5, por outro lado, remove a sujeira e a água dos sapatos dos pedestres através de uma ação de esfregamento.

A estrutura da manta de suporte 3 é mostrada com mais detalhes na figura 3. A manta de suporte é uma estrutura tridimensional formada de filamentos 11 enrolados em espiral contínuos e poliméricos, que se enrolam e se sobrepõem uns aos outros, e que são interligados em seus pontos de contato. Conforme descrito mais adiante neste documento, a manta de suporte 3 é estruturada para permitir que a manta fibrosa 5 seja embutida na mesma. Os filamentos 11 da manta de suporte 3 são formados de

qualquer material polimérico adequado e têm uma densidade linear de ao menos IOOdtex. Tipicamente, a densidade linear dos filamentos 11 está situada na faixa de IOOdtex a 1.000 dtex, embora, em alguns casos, filamentos que têm um diâmetro tão grande quanto 5 mm podem ser usados. A seção transversal dos filamentos 11 será tipicamente circular, embora outros formatos em seção transversal (por exemplo, elíptico, trilobal, tetralobal) podem ser usados. Materiais adequados para os filamentos 11 incluem polipropileno, polietileno, poliéstere poliamida.

A manta de suporte 3 tipicamente será comparativamente aberta (isto é, ela tipicamente terá um alto volume comparativo de espaço vazios) e tipicamente terá uma espessura na faixa de 4,0 a 27,0 mm (6,0 a 14,0 mm, na maioria das aplicações de forração) e uma gramatura na faixa de 100 a 1.000 g/m (200 a 500 g/m2, na maioria das aplicações de forração). A manta 3 também deve ter alguma resiliência, adequada ao seu uso em um material de forração. A manta 3 pode ter uma estrutura ondulada, que apresenta uma

matriz regular de picos e vales. As ondulações podem estar presentes apenas na superfície superior da manta, ou ao longo de sua estrutura. Os picos e vales podem ser dispostos em um padrão de grade, de modo que a manta 3 ondula tanto na direção longitudinal como na transversal. Alternativamente, as ondulações podem estar sob a forma de corrugações (conforme ilustrado na figura 3) que se estendem na direção longitudinal ou transversal. As ondulações não são, entretanto, essenciais.

Mantas do tipo geral mostradas na figura 3 e sua fabricação são descritas, por exemplo, nos documentos US-A-4 177 312, 4 212 692, 4 252 590 e 4 342 807 (Akzona Incorporated). Entretanto, não é essencial que a manta de suporte 3 seja formada de filamentos enrolados em espiral. A manta de suporte 3 pode, por exemplo, compreender filamentos cortados que se projetam acima da superfície superior da manta embutida 5 para formar os elementos de raspagem de sapato.

Exemplos específicos de mantas adequadas ao uso como a manta suporte estão disponíveis sob as designações comerciais: ΈΝΚΑΜΑΤ" 5006-H, 5006 I, 7006 I e 7006 H, disponíveis junto à Colbond Geosynthetics Company of St. Denis Ia Plaine, 93128 França, "Fortrac 3D" from HUESKER Synthetic GmbH of Gescher, 48712 Alemanha, e "TENSAR ΜΑΤ" from Tensar International SARL de Mérignac, 33700 França.

A manta fibrosa 5 que está embutida na manta de suporte 3 é ilustrada na figura 4. Ela é uma manta de não-tecido, aberta, tridimensional, semi- acabada, não-ligada, produzida no processo via seca e formada de fibras descontínuas 15 de qualquer maneira adequada. As fibras 15 podem ser formadas de qualquer material artificial ou natural adequado, incluindo, por exemplo, poliamida, polipropileno e polietileno, e podem ser de qualquer comprimento adequado. As fibras 15 tipicamente terão uma densidade linear na faixa de 10 a 100 dtex. A gramatura da manta 5 será selecionada levando-se em consideração as características da manta de suporte 3 e as características necessárias do material de forração 1: tipicamente, a gramatura da manta 5 estará na faixa de 200 a 400 g/m2. Se desejável, uma quantidade proporcional das fibras 15 usadas para formar a manta 5 (tipicamente até cerca de 60%, em peso) pode ser franzida. Genericamente, isto resultará em aumento do volume (volume por unidade de peso), embora possa também aumentar o custo da matéria-prima.

A manta 5 pode ser formada usando-se, por exemplo, um processo convencional de deposição a ar (air-laid) ou um processo convencional de via carda (cardação) e sobreposição transversal. A coesão da manta 5, antes da sua incorporação a manta de suporte 3, é comparativamente baixa e, por esta razão, a manta 5 é fabricada como parte do processo de fabricação do material de forração 1, conforme será descrito a seguir.

Um processo para a fabricação do material de forração 1 é

ilustrado diagramaticamente na figura 5. Os fardos de fibra da manta fibrosa 5 são primeiramente abertos e as fibras 15 são colocadas na entrada da esteira transportadora 20 de uma máquina de abertura e misturação 22, onde elas serão cardadas e misturadas por pentes rotativos. A máquina de abertura/misturação 22 pode, por exemplo, ser uma máquina "Cadette", disponível comercialmente junto à LAROCHE S.A., de Cours Ia Ville, 69470 França. As fibras são então sopradas para dentro de um equipamento de formação de manta 24, onde elas são formadas na manta de não-tecido 5 produzida por deposição a seco, aberta, tridimensional. Um tipo preferencial de manta de não-tecido é uma que é formada em uma máquina de cardação por deposição a ar, que no caso de um equipamento de formação da manta 24 pode ser um dispositivo "Rando-Webber", disponível comercialmente junto à Rando Machine Co., Macedon1 N.Y., EUA. Alternativamente, o equipamento de formação da manta 24 pode ser um que produz uma manta produzida por deposição a seco através da cardação e sobreposição transversal, ao invés de deposição a ar. A sobreposição transversal pode ser horizontal (por exemplo, usando-se uma máquina de sobreposição transversal "Profile Series", disponível comercialmente junto à ASSELIN-THIBEAU de Elbeuf sur Seine, 76504 França) ou vertical (por exemplo, com o uso de um sistema "Struto", disponível junto à University of Liberec, República Checa ou um sistema "Wave-maker", disponível junto à SantexAG da Suíça).

A manta formada 5 é então transportada, junto com uma manta de suporte 3 suprida separadamente, até uma agulhadeira 26. As mantas 3 e 5 são alimentadas à agulhadeira 26, com a manta de suporte 3 posicionada abaixo da manta fibrosa 5, e as duas mantas são agulhadas juntas. Durante este processo, a manta fibrosa 5 é consolidada por agulhagem e é empurrada para dentro da manta de suporte 3, ao mesmo tempo que se une a ela. O material de forração 1 resultante é igual ao mostrado nas figuras 1 e 2 acima descritas, com os picos 9 das ondulações da superfície superior da manta de suporte 3 se projetando acima da superfície superior da manta consolidada 5. A extensão da consolidação e da penetração da manta 5 na manta de suporte 3 pode variar ajustando-se os parâmetros de processo da agulhagem (isto é, o tipo de agulhas usadas, a extensão da penetração nas mantas combinadas, e sua velocidade de movimento). Se uma agulhadeira de múltiplas cabeças é usada, deve ser possível alcançar a consolidação e o posicionamento necessários da manta 3 em uma única passagem através da máquina. Em alguns casos, entretanto, pode ser necessário que as mantas 3 e 5 tenham que fazer mais de uma passagem e com uma orientação das mantas invertida das mantas entre as passagens. Algumas das fibras 15 da manta embutida 5 podem permanecer nos picos 9 da manta de suporte, mas isto normalmente não irá afetar a desempenho do material resultante 1.

O material de forração 1 produzido pelo processo ilustrado na figura 5 é então cortado no tamanho necessário para formar um capacho, levando-se em consideração a área em que o capacho será instalado. O material de forração pode ser laminado a um material de suporte adequado, por exemplo, um material de vinil que pode se estender além do pedaço cortado de material 1, para fornecer uma borda acabada para o segundo. Alternativamente, o pedaço cortado de material 1 pode ser preso a uma base preparada que também irá fornecer uma borda adequada. Como uma alternativa adicional, o material de forração pode ser usado como uma camada superior e removível de um capacho, que pode ser substituído conforme necessário, enquanto a parte da base do capacho continua na posição. Neste caso, a camada superior removível e a parte de base do capacho podem ser presos juntos de qualquer maneira adequada, incluindo, por exemplo, um sistema de fecho refechável de gancho e prendedor de laço. Em alguns casos, quando a fabricação da camada superior removível permite, pode ser necessário que apenas um componente em forma de gancho de tal sistema de fecho seja fornecido na parte de base do capacho para engate direto com a camada superior. Um exemplo de um capacho descartável combinado com uma base, que pode ser tanto permanente como temporária, é descrito no documento US-A-4 609 580 (Rockett et al). Vantajosamente, por causa do tráfego que passa sobre o capacho, o

material de forração 1 é usado para fornecer um capacho que irá resistir à derrapagem ou à deformação (por exemplo, amassado ou esticado) durante o uso. Para tanto, o material de forração do tamanho necessário pode ser dotado de um suporte em sua superfície inferior que confere estas características ao capacho. O material de suporte não deve, de preferência, adicionar substancialmente ao peso ou a espessura do material de forração 1, e deve permitir que o material de forração seja enrolado, se necessário. Um tipo adequado de material de suporte é uma manta fibrosa de qualquer fabricação adequada, que foi revestida com um material pegajoso, pelo menos na face oposta ao material de forração 1, para fornecer a resistência necessária ao deslizamento e à deformação. Um exemplo de um material de suporte adequado deste tipo é o material Tack Cloth 3M™, disponível junto à 3M FRANCE SA, de Cergy-Pontoise, França. Outros materiais de suporte adequados são as mantas fibrosas antiderrapantes destinadas ao uso sob capachos, por exemplo, o material disponível sob a designação comercial "Allstop® Classic", disponível junto à LANDOLT FRANCE SAS, de Cernay, França. O material de suporte pode ser fixo ao material de forração 1 por um adesivo, por soldagem, por perfuração por agulhagem ou por qualquer outro meio adequado. Alternativamente, um material de suporte pode ser fornecido primeiramente fixando-se uma manta fibrosa do material de forração 1 e, a seguir, aplicando-se um revestimento antiderrapante adequado à face exposta da manta fibrosa. Como uma alternativa adicional, a manta fibrosa pode ser omitida e o revestimento antiderrapante é aplicado diretamente à face inferior do material de forração 1. Exemplos de materiais de revestimento adequados incluem materiais disponíveis sob a designação comercial "PRIMAL", disponível junto à Rohm & Haas, de Philadelphia, EUA. Ainda outro material de suporte adequado é uma grade de borracha ou material similar, que é fixa diretamente à face inferior do material de forração. Em alguns casos, pode ser desejável fornecer ao material de

forração 1 um suporte impermeável. Entretanto, isto pode não ser necessário se as características de retenção de água do material de forração já são adequadas a este uso.

No processo acima descrito, com referência à figura 5, a agulhadeira 26 pode ser substituída por qualquer outro aparelho capaz de consolidar a manta fibrosa 5 e embuti-la a manta de suporte 3. Por exemplo, a agulhadeira 26 pode ser substituída por um aparelho de hidro-entrelaçamento adequado, conhecido para uso na produção de materiais não-tecidos. As características da manta de suporte 3 devem, de fato, ser selecionadas levando-se em consideração a natureza do mecanismo usado para embutir a manta fibrosa 5.

Em uso, um capacho formado a partir do material de forração 1 irá remover a sujeira dos sapatos através das ações de esfregamento e de raspagem. A ação de raspagem será fornecida através da projeção de porções 9 dos filamentos da manta de suporte 3, enquanto a ação de esfregamento será fornecida pela superfície superior da manta fibrosa 5 embutida. A eficácia relativa destas ações dependerá não apenas das características das mantas mas também da extensão da capacidade da manta fibrosa 5 embutida de entrar em contato com os sapatos dos pedestres que passam sobre o capacho (que, por sua vez, pode variar alterando-se a profundidade em que a manta fibrosa está embutida e a resiliência da manta de suporte 3). O equilíbrio entre as características de remoção e esfregamento do material de forração 1 podem ser, deste modo, facilmente ajustadas para se adaptar às condições ambientes normais da área geográfica para qual ele é produzido. Por exemplo, a ação de esfregamento fornecida pela manta fibrosa 5 pode ser intensificada se o material de forração é destinado ao uso em um clima em que os sapatos irão captar uma maior quantidade de água, enquanto uma manta de suporte 3 com habilidades de raspagem aprimoradas pode ser selecionada para locais em que os sapatos captam uma maior quantidade de sujeira.

O capacho pode, através de uma escolha adequada de materiais de partida, ser produzido de forma comparativamente barata, tornando-o economicamente viável para ser descartado quando ele se torna sujo, úmido, ou desgastado. O peso do capacho pode ser comparativamente baixo, possivelmente, tão baixo quanto 300 g/m2, fazendo com que seja fácil movê-lo para propósitos de limpeza ou substituição. Todavia, a eficiência do capacho na remoção de sujeira dos sapatos pode ser comparável, ou mesmo superior, àquele tipo de capacho tipicamente disponível para aluguel pois, diferente deste (que é geralmente um capacho têxtil que fornece uma ação de esfregamento apenas), ele fornece tanto uma ação de esfregamento como de raspagem. O material de forração pode, também, ser fabricado para manter e armazenar a sujeira de tal modo que o capacho, genericamente, apresenta uma aparência limpa, e de tal modo que a sujeira não é subseqüentemente recaptada e carregada deixando "rastros" no interior do edifício. Uma vantagem adicional pode ser obtida se a manta de suporte 3 e a manta fibrosa 5 (e qualquer material de suporte) são ambas formadas a partir do mesmo material polimérico reciclável (por exemplo, poliamida ou polipropileno), pois todo o capacho pode então ser reciclado no final da sua vida útil. No caso em que o material de suporte que é fornecido não é formado a partir do mesmo material polimérico reciclável que o material de forração, o material de suporte é, vantajosamente, prontamente separável do material de forração, de modo que eles podem ser manuseados individualmente para propósitos de reciclagem. Entretanto, se necessário, as propriedades do capacho podem ser

prontamente intensificadas, tanto durante o processo de fabricação ou através de uma escolha adequada de materiais de partida. Por exemplo, a durabilidade da manta fibrosa 5 pode ser aumentada se uma proporção das fibras 15 usadas para formar a manta 5 (tipicamente, até cerca de 60%, em peso) são fibras termocoladas, que são amaciadas pela passagem do material de forração 1 da figura 5 através de um forno, depois que elas saíram da agulhadeira 26, para amaciar as fibras termocoladas de modo que elas se unam a outras fibras na manta 3. Quaisquer fibras termocoladas podem ser usadas (inclusive aquelas de forma bicomponente), apesar do fato de que, tendo em vista a reciclagem do capacho no final de sua vida útil, as fibras termocoladas devem ser formadas a partir do mesmo tipo geral de material polimérico reciclável que a manta de suporte 3 e as outras fibras da manta fibrosa 5. Também é possível melhorar as capacidades de absorção de água do material de forração através da formação de uma manta fibrosa 5 em duas camadas, com a camada superior sendo adequada para remover sujeira e água dos sapatos dos pedestres através de uma ação de esfregamento, e com a camada inferior sendo capaz de absorver a água removida. Fibras adequadas para a camada inferior são fibras superabsorventes, por exemplo, fibras poliméricas que receberam um tratamento de superfície a fim de se conferir propriedades hidrofílicas as mesmas, e fibras produzidas a partir de material polimérico composto com material hidrofílico. Os pesos relativos das duas camadas podem ser ajustados para alterar as características do material de forração, conforme necessário. Alternativamente, uma única manta fibrosa, conforme descrito acima, pode ser usada, em que as fibras superabsorventes são misturadas com outras fibras.

O aperfeiçoamento das propriedades do capacho pode, se necessário, também ser usado para fornecer um capacho com boa relação custo/benefício de qualidade "semi-descartável", isto é, um que pode ser limpo e então reutilizado por um número limitado de vezes. Isto pode ser alcançado, por exemplo, usando-se uma manta de suporte 3 mais forte e/ou uma manta fibrosa 5 mais pesada, e/ou através da aplicação de um tratamento especial ao material de forração.

Embora o material produzido pelo processo ilustrado na figura 5 é primariamente destinado ao uso como um capacho de entrada, ele pode ser empregado em capachos de outros locais incluindo, por exemplo, salões de festa, cozinhas e banheiros domésticos, e em áreas ao redor de máquinas de venda automática de bebidas. Se o capacho é usado em um local em que ele será pisado durante longos períodos de tempo, a manta de suporte 3 pode ser selecionada para fornecer um tapete com um grau mais alto de resiliência, para otimizar suas propriedades "antifadiga".

Exemplos específicos de materiais de forração, de acordo com a invenção, e processos para a sua fabricação serão agora descritos, junto com os resultados dos testes executados para avaliar a desempenho dos materiais de forração.

Os materiais de partida empregados foram:

Fibras de polipropileno (descartadas pela ou recicladas da indústria têxtil) que têm uma densidade linear na faixa de 10 a 60 dtex e um comprimento na faixa de 40 a 90 mm, disponíveis junto à PROCOTEX Company de Mouscron, Bélgica, sob as designações comerciais F1- PPESEF-0001 e Y1-PPTCCP-0060 (chamadas, mais adiante neste documento, de "F1" e "Y1", respectivamente).

Fibras termocoladas que compreendem um núcleo de polipropileno com um envoltório de polietileno, que têm um comprimento de 89 mm e uma densidade linear de 72 dtex, disponíveis sob a designação comercial ESC565, disponível junto à ES Fiber Vision de Osaka, Japão (chamadas, mais adiante neste documento, de fibras "ES").

Fibras franzidas f ormadas a partir de polipropileno que têm

2 frisos/cm e uma densidade linear de 55 dtex, disponíveis sob a designação comercial IFFw/89900/55/905, disponível junto à IDEAL Fibres & Fabrics Wielsbeke N.V. de Wielsbeke1 Bélgica (chamadas, mais adiante neste documento, de fibras "IFF"). Fibras superabsorvente de polipropileno que têm uma

densidade linear de 2,2 dtex e um comprimento de 40 mm, disponíveis sob a designação HY-Repeat 111 do ES FiberVisions de Osaka, Japão (chamadas, mais adiante neste documento, de fibras "SAF").

Uma manta de fibras enroladas em espiral formada a partir de polipropileno, que tem uma espessura de 6,0 mm e uma gramatura, em alguns casos, de 400 g/m2, e, e outros casos, de 250 g/m2, disponível sob o nome comercial "ENKAMAT" 5006-H e 5006-I, respectivamente, disponíveis junto à Colbond Geosynthetics Company de St. Denis Ia Plaine, França.

O equipamento usado foi: Uma máquina de abertura/misturação de fibra, disponível sob

o nome comercial "Cadette", disponível junto à LAROCHE S.A., de Cours Ia Ville, 69470 França.

Uma máquina de cardação por deposição a ar, disponível sob o nome comercial "RANDO™ webber", disponível junto à Rando Machine Co., de Macedon, N.Y., EUA.

Uma máquina de agulhagem disponível junto à AUTOMATEX Non Woven, de Pistoia, 51100 Italia, que usa agulhas do tipo 15x25x3,5 R222, disponíveis junto à Groz Beckert KG de Albstadt, 72458 Alemanha. Um forno, adequado para conduzir linhas de produção, disponível junto à CAVITEC de Munchwilen, Suíça.

Os testes usados foram:

(i) Um teste de captura de sujeira, onde é medida a habilidade de um material de forração em remover a sujeira das solas dos sapatos. Areia

calibrada é usada para simular a sujeira e é aplicada em quantidades predefinidas às solas de sapatos específicos usados por pedestres, que cruzam um comprimento predefinido do material de forração. A quantidade de areia presa no capacho é medida de modo que a porcentagem de areia removida pelo material de forração pode ser determinada. O teste é repetido de maneira idêntica para diferentes materiais de forração e os resultados são comparados.

(ii) Um teste de captura de água, onde é medida a habilidade de um material de forração em remover água das solas dos sapatos. Água é aplicada em quantidades predefinidas às solas de sapatos específicos usados por

pedestres, que cruzam um comprimento predefinido do material de forração. Qualquer água restante nas solas é removida usando-se um material absorvente, e a quantidade é medida de modo que a porcentagem de água removida pelo material de forração possa ser determinada. O teste é repetido de maneira idêntica para diferentes materiais de forração e os resultados são comparados. (iii) Um teste de envelhecimento, onde é avaliada a

habilidade de um material de forração em suportar desgaste. Uma amostra do produto é submetida a desgaste ao longo de um número predeterminado de ciclos em um tambor para testes convencional Vettermann, disponível junto à Feingeràte Baumberg, Schõnberg GmbH de Monheim, 40789 Alemanha. A aparência da amostra é então avaliada visualmente e classificada.

(iv) Um teste de durabilidade, onde a habilidade de um material de forração em resistir a desgaste é medida de uma maneira alternativa. Uma amostra do produto é pesada e então submetida à abrasão através da • 11

movimentação da amostra para trás e para frente, contra a face de um disco abrasivo que está em contato resilientemente inclinado com a superfície da amostra. A amostra é pesada após um número específico de passagens sobre o disco abrasivo, para determinar a quantidade de fibras que foram removidas pela processo de abrasão. Quaisquer fibras soltas restantes na amostra são removidas à mão e com um jato de ar, antes da amostra ser pesada uma segunda vez.

Exemplo I

Amostras dos materiais de forração do tipo mostrado na figura 1 foram produzidas usando-se o método descrito acima, com referência à figura 5, a uma temperatura ambiente de 23°C e uma umidade relativa de 47%. A manta de fibras enroladas em espiral usada tinha um gramatura de 400 g/m2. As fibras do tipo selecionado (tanto F1 como Y1, nestes exemplos), fornecidas em tufos, foram separadas e misturadas na máquina de abertura/misturação que foi operada a uma velocidade de entrada de 1 m/min, a uma velocidade intermediária de 2 m/min e a uma velocidade de saída de 3 m/min, e com ambos blocos de penteamento girando a uma velocidade de 1.500 rpm. As fibras foram então sopradas para dentro da máquina de cardação, que foi operada com os parâmetros mostrados na tabela 1 abaixo, para produzir mantas de diferentes gramaturas (mostradas na última coluna da tabela):

Tabela 1

Tipo da Velocidade Depressão Depressão Velocidade Velocidade Velocidade Velocidade Lacuna Manta Fibra* Velocidade da da da do do da de Manta Máquina de Alimentador Velocidade Velocidade Velocidade Esteira de Saída tecer debulhação (rpm) (Pa) (Pa) (m/mn) (rpm) (rpm) (rpm) (mm) (g/m2) menor F1 1.900 51,71 χ 103 62,05 χ 103 1 0,6 550 350 que o 200 usual Tipo da Fibra* Velocidade Velocidade Depressão da Máquina de tecer Depressão da Alimentador Velocidade da Velocidade Velocidade do Velocidade Velocidade do Velocidade Velocidade da Esteira de debulhação Lacuna de Saída Manta Manta F1 1.900 51,71 χ 103 62,05 χ 103 1 1,2 600 350 15 400 Y1 1.900 51,71 χ 103 58,61 χ 103 1 0,65 550 350 menor que o usual 200 Y1 1.900 51,71 χ 103 58,61 χ 103 1 1,4 600 350 15 400

Cada manta fibrosa foi então transportada, com a manta de

fibras enroladas em espiral, à agulhadeira, que foi operada com os parâmetros mostrados na tabela 2 abaixo, para consolidar a manta fibrosa e embuti-la na manta de fibras enroladas em espiral. Três passagens através da agulhadeira foram necessárias, com a orientação das mantas sendo revertida entre as passagens.

Tabela 2

Velocidade do Velocidade de Velocidade de Posição da prancha Posição da prancha curso entrada saída superior inferior (rpm) (m/min) (m/min) (classificada em graus) (classificada em graus) 350 1 1 17 14

Os materiais de forração resultantes foram os seguintes: Amostra 1: um material em que a manta fibrosa embutida compreendeu fibras Y1 e tinha uma gramatura de 200 g/m2.

Amostra 2: um material em que a manta fibrosa embutida compreendeu fibras F1 e tinha uma gramatura de 400 g/m2.

Amostra 3: um material em que a manta fibrosa embutida compreendeu fibras Y1 e tinha uma gramatura de 200 g/m .

Amostra 4: um material em que a manta fibrosa embutida compreendeu fibras Y1 e tinha uma gramatura de 400 g/m2.

As amostras foram submetidas aos testes de captura de sujeira e captura de água, e comparados com um pedaço de um capacho têxtil convencional com um suporte de borracha (de um tipo tipicamente fornecido em um base de aluguel), que foi submetido aos mesmos testes:

No teste de captura de sujeira, as amostras 1 e 3 apresentaram um desempenho comparável a do capacho têxtil, e as amostras 2 e 4 apresentaram um desempenho otimizado (isto é, habilidades de captura de sujeira superiores). No teste de captura de água, as amostras 2 e 4 apresentaram um

desempenho comparável a do capacho têxtil, todos sendo superiores às amostras 1 e 3.

As amostras também foram submetidas a um teste de envelhecimento, e descobriu-se que as amostras 3 e 4 apresentaram uma melhor aparência final.

As amostras de 1 a 4 também ofereceram, em adição às vantagens ambientais da utilização de fibras descartadas/recicladas para a manta embutida produzida por deposição a ar, a vantagem ambiental adicional de serem recicláveis no final de suas vida úteis. Exemplo Il

Amostras adicionais do material de forração do tipo mostrado na figura 1 foram produzidas conforme descrito acima sob o EXEMPLO I, exceto pelo fato de que a manta formada por fibras enroladas em espiral tinha uma gramatura de 250 g/m2 e os parâmetros operacionais da máquina de cardação por deposição a ar foram modificados para produzir mantas que com uma gramatura de 300 g/m2. Outras diferenças foram, conforme observado abaixo:

Amostra 5: um material em que a manta fibrosa embutida compreendeu uma mistura de fibras Y1 (33,3%, em peso), fibras IFF (33,3%, em peso) e fibras ES (33,3%, em peso). Seguindo as três passagens através da agulhadeira, o material foi passado através de um forno (não mostrado na figura 5), que estava ajustado a uma temperatura de 145°C. O tempo de permanência no forno foi de 2 minutos, o suficiente para amaciar as fibras termocoladas e permitir que elas se ligassem às outras fibras na manta fibrosa embutida.

Amostra 6: um material em que a manta fibrosa embutida compreendeu apenas fibras Y1.

Amostra 7: um material em que a manta fibrosa embutida compreendeu apenas fibras IFF. Amostra 8: um material em que a manta fibrosa embutida

compreendeu uma mistura de fibras Y1 (66,6%, em peso) e fibras IFF (33,3%, em peso).

Os materiais das amostras de 5 a 8 foram submetidos ao teste de durabilidade, e descobriu-se que a amostra 5 teve um desempenho visivelmente melhor que a outras (perda de fibra mais baixa) e que a amostra 7 teve um desempenho visivelmente pior (maior perda de fibra). Das outras duas amostras, a amostra 6 apresentou um desempenho melhor que a amostra 8.

O material da amostra 5 também foi submetido aos testes de captura de sujeira e captura de água, e comparados com um pedaço de um capacho têxtil convencional com um suporte de borracha (de um tipo tipicamente fornecido em um base de aluguel, conforme usado no EXEMPLO I) que foi submetido aos mesmos testes. No teste de captura de sujeira, o material da amostra 5 apresentou um desempenho comparável a do capacho têxtil. No teste de captura . «

de água, ele apresentou um desempenho levemente inferior ao do capacho têxtil, quando os capachos foram secos, mas um desempenho comparável quando os capachos foram umedecidos com água a uma taxa de L/m .

Exemplo Ill

Uma amostra do material de forração (amostra 9) do tipo

mostrado na figura 1 foi produzido, conforme descrito para a amostra 5 acima, exceto pelo fato de que a manta embutida compreendeu duas mantas fibrosas, cada uma tendo uma gramatura de 200 g/m2, colocadas uma sobre a outra. A manta fibrosa superior compreendeu a mesma mistura de fibras da amostra 5 acima. A manta fibrosa inferior compreendeu apenas fibras SAF, e foi consolidada ao ser passada através da agulhadeira, de modo que ela pode ser manuseada antes de ser colocada na parte de baixo da manta superior, e embutida com a mesma à manta composta por fibras enroladas em espiral.

O material da amostra 9 e da amostra 5 foi submetido ao teste de captura de água, em uma condição seca, e também após ser umedecido com água a uma taxa de 2 L/m2. O material da amostra 9 apresentou um desempenho melhor que aquele da amostra 5, quando o material estava seco. Além disto, o material da amostra 9 manteve seu desempenho após ele ter sido umedecido, visto que o desempenho do material da amostra 5 caiu.

Claims

1. MATERIAL DE FORRAÇÂO, caracterizado por compreender uma manta de suporte de filamentos comparativamente ásperos, na qual está embutida uma manta de fibras comparativamente finas, sendo que a superfície superior da manta fibrosa embutida é uma superfície para limpeza de sapatos, e os filamentos ásperos da manta de suporte se projetam acima da superfície superior da manta embutida para formar os elementos de raspagem de sapato.

2. MATERIAL DE FORRAÇÂO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a manta de suporte tem uma espessura na faixa de 4,0 a 27,0 mm, de preferência, na faixa de 6,0 a 14,0 mm.

3. MATERIAL DE FORRAÇÂO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os filamentos da manta de suporte compreendem filamentos contínuos enrolados em espiral.

4. MATERIAL DE FORRAÇÂO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os filamentos da manta de suporte são interligados em seus pontos de contato.

5. MATERIAL DE FORRAÇÂO, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que porções das espirais dos filamentos se projetam acima da superfície superior da manta embutida para formar os elementos de raspagem de sapato.

6. MATERIAL DE FORRAÇÂO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as porções projetadas das espirais dos filamentos são regularmente dispostas sobre a superfície superior do material de forração.

7. MATERIAL DE FORRAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações de 3 a 6, caracterizado pelo fato de que a superfície superior da manta de suporte tem uma estrutura ondulada.

8. MATERIAL DE FORRAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os filamentos da manta de suporte são filamentos poliméricos extrudados.

9. MATERIAL DE FORRAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que os filamentos da manta de suporte têm uma densidade linear na faixa de 100 a 1.000 dtex.