BRPI0808562A2

BRPI0808562A2 - Conjunto de carpete leve, processo de formação de um conjunto de carpete de pet entufado, e processo de formação de um carpete feito de material reciclado

Info

Publication number: BRPI0808562A2
Application number: BRPI0808562-5A2A
Authority: BR
Inventors: Duane M Juriga
Original assignee: Futuris Automotive Interiors; Nc
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2014-08-19
Also published as: KR20100015397A; US20080220200A1; MX2009009403A; EP2117823A1; EP2117823B1; AU2008222776A1; JP2010521999A; JP2014024549A; EP2117823A4; WO2008109758A1; ZA200906276B; CA2679963A1

Description

"CONJUNTO DE CARPETE LEVE, PROCESSO DE FORMAÇÃO DE UM CONJUNTO DE CARPETE DE PET ENTUF ADO, E PROCESSO DE FORMAÇÃO DE UM CARPETE FEITO DE MATERIAL RECICLADO"

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REMISSÃO A PEDIDOS DE PATENTES RELACIONADOS

Este pedido de patente reivindica o benefício do pedido de patente provisório U.S. 60/893.140, depositado em 6 de março de 2007, que é incorporado por referência ao presente relatório descritivo.

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ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere, de uma maneira geral, a veículos, e, mais particularmente, a processos de produção de tecidos para carpetes utilizados dentro de veículos.

Na indústria automotiva, a cobertura com carpete é usada para múltiplas finalidades. Uma dessas finalidades é a atenuação de ruído, uma vez que é desejável reduzir o ruído dentro de um compartimento de veículo. Vários materiais 2 0 acústicos são usados para reduzir esse ruído, que pode ser ruídos externos, tais como ruído de pistas de rolamento, ruído de motor, vibrações, etc. Esses materiais são usados em páralamas, alojamentos de rodas, compartimentos de passageiros, capotas de carros, forros e, especialmente, painéis de piso de 25 carpetes. As propriedades acústicas dos painéis de piso de carpetes não são apenas considerações ou funcionalidade considerada com relação aos painéis de carpetes. Essas outras considerações incluem o peso da cobertura de carpete, a aparência da cobertura de carpete, o custo dessa cobertura de 5 carpete e o tato (ou a "sensação") da cobertura de carpete. Há dois tipos principais de construções de coberturas de carpetes, usadas para alcançar esses aspectos desejados.

A cobertura de carpete usada na indústria automotiva é tipicamente de construções de painéis com agulha entufados ou não ,tecidos.* A cobertura *.com carpete entufado inclui, geralmente, uma estrutura composta na qual tufos, ou atados, de fibras de carpete são introduzidas (tal como por costura) em um apoio primário, tal como um pano tecido ou não tecido. Essas fibras de carpete são, tipicamente, um fio consistindo de náilon, poliéster, lã ou polipropileno, com náilon sendo o mais comum. Um apoio ou revestimento secundário de material termoplástico é depois aplicado ao lado inferiòr da construção de carpete, para reter firmemente o material entufado no apoio primário. Esse apoio secundário não apenas estabiliza dimensionalmente a construção, mas também pode proporcionar maiores resistências a desgaste e a abrasão, e pode servir como um adesivo para uma camada de material adicional. O carpete não tecido é composto de fibra, que é emaranhada mecanicamente por costura, jato de água ou outros processos. O carpete de náilon entufado tem características de desgaste superiores e, por conseguinte, é geralmente preferido nas aplicações automotivas Norte Americanas, em relação às construções de punção com agulha não tecidas de 5 características de desgaste inferiores, que são de um modo geral, as preferidas nos mercados da Europa e Ásia.

0 náilon tem, no entanto, deficiências, e há sempre um desejo de aperfeiçoar a tecnologia de carpetes automotivos, sem aumentar o custo deles. Esse desejo levou a fibras \ -'-a^Lternativas, que es>tí|o sendo usadas nessas aplicações de carpetes. Uma dessas alternativas é o poli (tereftalato de etiIeno) (PET) . A fibra de PET é feita de aparas de PET, algumas das quais provêem de recipientes plásticos reciclados. Ainda que o PET seja tecnicamente um poliéster, tem um ponto de fusão muito mais alto do que o poliéster, o que tem sido uma deficiência para o uso de outros poliésteres. 0 ponto de fusão do PET é comparável àquele do náilon. 0 PET tem também o potencial de ser reciclado repetidamente. A fibra de PET tem também uma qualidade de resistência a manchamento natural, o que evita o problema de, quando da costura de náilon, uma aplicação de uma substância química resistente a manchamento, devido a ser inerentemente altamente suscetível a manchamento. Adicionalmente, a maior resistência a rasgamento do PET do que aquela do náilon é vantajosa, pois proporciona maiores resistência a desgaste e rasgamento do que os carpetes tradicionais de náilon. Por essas outras razões, o PET parece ser um substituto lógico para o náilon em carpetes automotivos entufados. Infelizmente, no entanto, os processos atuais de 5 formação de carpete de PET, com o PET como a fibra da face (a camada de topo) , resultam em uma cobertura de carpete que não é tão durável quanto um carpete de náilon ou polipropileno, e o carpete de PET é usualmente apenas recomendado para condições de desgaste leves ou moderadas, e é, portanto, uma 10 deficiência, impedindo a sua aceitação e uso em aplicações automotivas.

Portanto, existe uma necessidade na técnica para um processo que resulte em um carpete de PET, que combine e aperfeiçoe os muitos benefícios e aspectos do náilon e das construções de perfuração com agulha não tecidas, sem aumentar o custo de fabricação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em vista da discussão apresentada acima, um conjunto de

carpete de PET entufado e processos de formação do mesmo são proporcionados. De acordo com uma concretização exemplificativa da presente invenção, um conjunto de carpete de PET entufado, compreendendo uma camada de face constituída de fio de poli (tereftalato de etileno) (PET) , consistindo de fibras de PET e entufado a um calibre predeterminado, a camada de face tendo um peso de face, uma primeira camada de apoio adjacente à camada de face, e uma primeira camada de revestimento de apoio adjacente à primeira camada de apoio.

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De acordo com uma segunda concretização exemplificativa da presente invenção, um conjunto de carpete de PET entufado, compreendendo uma camada de face, consistindo de fio de poli (tereftalato de etileno) (PET), compreendida de fibras de PET 10 e entufado a um calibre predeterminado, a camada de face tendo um peso de face, uma primeira camada de apoio adjacente à camada de face, uma primeira camada de revestimento de apoio adjacente à primeira camada de apoio, uma segunda camada de apoio adjacente à primeira camada de apoio, e uma segunda 15 camada interna de reforço adjacente à segunda camada de apoio.

De acordo com uma terceira concretização exemplificativa da presente invenção, um processo de formação de um conjunto de carpete de PET entufado com fio de PET compreende as etapas 2 0 de: entuf ar o fio de PET, a um calibre predeterminado, em um apoio; aplicar um revestimento de apoio ao PET entufado por meio de extrusão, para reter o PET entufado no apoio; e aplicar vapor ao PET entufado para melhorar a aparência e o tato do PET.

25 De acordo com outra concretização exemplificativa da presente invenção, um processo de formação de um carpete, feito de material reciclado compreendendo as etapas de: utilizar fibras de PET reciclado entufado para a parte de face 5 de carpete; proporcionar PET reciclado para o apoio primário; usar um revestimento de apoio formado de PE (poliolefina) em forma de pó ou folha; adicionar um tecido de estofamento compreendido de PET reciclado; e fixar um estofamento isolante compreendido de PET reciclado.

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É um objeto da presente invenção que o carpete de PET entufado tenha características de desgaste que sejam superiores àquelas das construções de perfuração com agulha não tecidas e competitivas com àquelas das construções tradicionais de náilon.

É um outro objeto da presente invenção que o carpete de PET entufado seja naturalmente resistente a manchamento e tenha uma resistência a umidade que seja competitiva com as 2 0 fibras de náilon comparáveis.

É ainda um outro objeto da presente invenção que o carpete de PET entufado tenha características superiores de retenção de cor e resistência a desvanecimento a, ou competitivas com, as fibras de náilon existentes. É um outro objeto da presente invenção que o carpete de PET entufado consista, pelo menos parcialmente, de materiais reciclados.

É mais um outro objeto da presente invenção, um carpete

de PET entufado tenha características de absorção de som competitivas ou superiores em comparação com aquelas dos carpetes tradicionais.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As vantagens mencionadas acima, bem como outras, da presente invenção vão ficar facilmente evidentes para aqueles versados na técnica da descrição detalhada, apresentada a seguir, de uma concretização preferida, quando considerada à

luz dos desenhos em anexo, em que:

a Figura 1 é uma vista em seção transversal de uma concretização preferida de um carpete de acordo com a presente invenção;

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a Figura 2 é uma vista em seção transversal de uma concretização alternativa de um carpete de acordo com a presente invenção; e a Figura 3 é uma representação esquemática mostrando um processo exemplificativo de formação de cobertura de carpete de PET entufado de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DA CONCRETIZAÇÃO PREFERIDA

A presente invenção se refere, de uma maneira geral, a veículos e, mais particularmente, a carpetes de PET entufado e a processos de produção dos mesmos, para uso dentro de veículos.

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Com referência à Figura 1, uma concretização de um carpete entufado é ilustrada genericamente em 10, de acordo com a presente invenção. 0 carpete 10 tem uma cobertura de carpete 12, que é apoiada por um apoio primário 14. A cobertura do carpete 12, que é a camada mais externa que é vista e sentida pelo consumidor é formada, de preferência, de PET entufado, enquanto que o apoio primário 14 é, de preferência, poliéster, uma fibra polimérica tal como uma fibra de poliolefina (PE), ou qualquer outra fibra sintética 2 0 adequada. 0 apoio primário 14, na cobertura do carpete 12, é, formado, de preferência, de um tecido de estofamento de poliéster ou de mistura de poliéster ligado por fiação de 100 - 130 gsm. Adjacente ao apoio primário 14 fica um revestimento de apoio 16, que é, de preferência, em forma de 2 5 pó ou folha, ou qualquer outro material adequado usado comumente na técnica, tal como espuma de látex ou acrílica. A camada seguinte do carpete 10 é, na concretização preferida, mostrada na Figura 1, um apoio secundário 18, que é, de preferência, um tecido de estofamento leve, formado de 5 poliéster, tal como PET. 0 apoio secundário 18 é opcional e pode ser incluído, dependendo dos vários requisitos associados à cobertura de carpete, tais como moldabilidade e atenuação sonora. Uma pessoa versada na técnica vai considerar que o apoio secundário 18 deve ser omitido, sem prejuízo do âmbito 10 dessa descrição.

Finalmente, o carpete 10 inclui, de preferência, uma subcamada 20. A subcamada 20 funciona como um estofamento isolante, como é comumente conhecido na técnica e é também formado preferivelmente de PET. A seção transversal para cada uma das camadas 12, 14, 16, 18 e 20 é preferivelmente uniforme, mas pode ser variada. Ainda mais, a espessura de cada camada particular é também preferivelmente uniforme por todo o carpete 10, embora, cada camada possa ter uma espessura 2 0 que é diferente da espessura das outras camadas. Adicionalmente, qualquer número de camadas adicionais pode ser adicionado, sem prejuízo do âmbito da invenção. Por exemplo, com referência à Figura 2, para satisfazer certos requisitos, uma camada de apoio secundária 22 pode ser utilizada. O revestimento de apoio secundário 22 pode ser localizado entre o apoio primário 14 e o apoio secundário 18, e pode consistir de muitos tipos de materiais, tal como PE ou uma mistura de EVA.

A fibra de PET como usada nesta invenção, pode ser

fabricada de fontes virgens (não recicladas) ou recicladas. Por várias razões, as fontes de PET reciclado são as preferidas para o âmbito desta invenção, ainda que uma pessoa versada na técnica considere que fontes de PET virgem podem ser também usadas com resultados similares. Ainda mais, fibra de PET reciclado, que é de material 100% reciclado após consumo, é preferida em relação às misturas combinando fontes reciclada e virgem, em razão do material 100% reciclado ser composto de resinas de alta qualidade, se oriundas de recipiente plástico para bebida, devido ao fato de que a Administração de Alimentos e Medicamentos dos Estados Unidos da América requer resina de altíssima qualidade para uso na fabricação desses recipientes plásticos. Devido a essas resinas de alta qualidade, que aperfeiçoam a resistência 2 0 mecânica da fibra, a fibra de PET, que é fabricada de recipientes para bebida de plástico reciclado, resulta, tipicamente, em um carpete entufado de melhor qualidade, quando formado de acordo com a presente invenção. Isso distingue PET reciclado de PET virgem e torna vantajoso o uso de PET reciclado. 0 teste do fio oriundo dessas fontes apresentou que as fibras têm excelentes resistência mecânica e durabilidade, que é importante para seu uso na indústria de carpetes automotivos. Além disso, essas características não são perdidas durante o processo de reciclagem.

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Além das considerações típicas para os sistemas de carpetes automotivos, tais como durabilidade, peso, custo absorção sonora, etc., o uso de PET reciclado para o carpete da presente invenção gera um aspecto de bônus adicional em 10 relação ao náilon - compatibilidade ambiental. Com a utilização do processo descrito no presente relatório descritivo, é possível criar um carpete "verde" 10, que é compreendido basicamente de material 100% reciclado após consumo. Um exemplo desse carpete 10 vai acarretar que a 15 cobertura do carpete 12 seja oriunda de PET reciclado, o revestimento de apoio 14 de PE, o segundo apoio também de PET ou de um tecido de estofamento ligado por fiação, e a subcamada 20 também de PET reciclado. Finalmente, o uso de PET reciclado não é de um custo proibitivo. O PET reciclado é 2 0 facilmente disponível no fluxo de materiais e proporciona, em muitos casos, vantagens em relação a ambas as resina e náilon virgens.

Ainda que o uso de material 100% reciclado seja ótimo e 2 5 considerado na presente invenção, essa descrição não tem intenção de limitar o uso de PET a apenas fibra de PET que seja produzida de material 100% reciclado após consumo, e antecipa que muitas diferentes misturas de materiais fonte possam ser utilizadas. Ainda mais, uma pessoa versada na 5 técnica vai considerar que fontes de material reciclado, diferentes de recipientes plásticos para bebida, também possam ser usadas para conduzir a invenção.

PET entufado para carpetes automotivos pode ser manufaturado por utilização de diâmetros de fibra variando, de preferência, de 1.200 a 2.400 denier. O peso da cobertura preferido do PET entufado pode variar de 305,2 gramas por metro quadrado (9,0 oz por jarda quadrada) a 1,42 quilos por metro quadrado (50 oz por jarda quadrada). O carpete 10 pode ser fabricado em equipamento convencional de entufamento, como descrito no presente relatório descritivo, mas o processo requer, de preferência, a introdução de um processo de passagem de vapor, após o carpete ter sido entufado, para desenvolver o "tato" do material. Como descrito 2 0 no presente relatório descritivo, o processo preferido envolve a introdução de uma caixa de vapor, ou outro meio de aquecimento similar, para desenvolver inteiramente a cobertura do carpete 12. Durante o processamento, o fio de PET pode ser entufado em qualquer calibre, por exemplo, 1/8 ou 1/10. As misturas de denier da fibra proporcionam uma aparência ao tato mais suntuosa. Os pesos de cobertura de carpete comparáveis, o PET entufado tem aproximadamente 2 0% mais tufos por centímetro quadrado ou polegada quadrada do que o náilon entufado convencional. Essa maior densidade resulta na eliminação 5 aperfeiçoada de encrespamento (ou formação de agregados), como experimentado frequentemente em carpetes de densidade mais baixa. Uma resistência mecânica e um desempenho de desgaste da fibra adicionais podem ser obtidos com o PET entufado por incorporação de características geométricas adicionais, tais 10 como fios em forma de laço e torcidos, à fibra. De preferência, a contagem de filamentos da fibra de PET é em torno de 80, embora possa variar sem que se afaste do âmbito da presente invenção. Os diâmetros das fibras do PET entufado são tipicamente mais finos do que aqueles dos carpetes de 15 náilon tradicionais, e, por conseguinte, avanços significativos em absorção sonora são também antecipados por uso de PET versus náilon. A tecnologia de fibra microdenier também pode propiciar a capacidade de ajustar o desempenho acústico interno do veículo, a faixas de frequência 20 específicas. Por exemplo, uma camada de fibra microdenier (não mostrada) pode ser colocada entre o segundo apoio 18 e a subcamada 20, para obtenção de diferentes tendências acústicas. O entufamento de fibras de PET particulares e, de preferência, fibras de PET recicladas, é vantajoso na manufatura de sistemas de carpetes automotivos, incluindo pisos, insertos e mantas auxiliares atapetados. Uma pessoa 5 versada na técnica vai considerar que a cobertura de carpete 10 e os processos de formação de cobertura de carpete de PET entufado, como descritos no presente relatório descritivo, não são limitados a aplicações automotivas e podem ser também utilizados em aplicações não automotivas, tais como carpetes 10 comerciais, carpetes residenciais ou carpetes para aeronaves.

A presente descrição também proporciona um processo preferido para a formação do carpete 10. Com referência então à Figura 2, de acordo com o processo preferido de manufatura, como descrito aqui, na primeira etapa 30, a apara de PET (virgem ou reciclado) é extrudada em fio de PET e depois enrolado em cones ou carretéis de fio. Depois em 32, se já não estiverem, os cones ou carretéis de fio são enviados para o local de entuf amento. A etapa seguinte do processo em 3 4 2 0 envolve a carga dos cones de fio em um urdidor ou em um reenrolador de entufamento dos fios em feixes de entufamento. Depois, em 36, o fio é puxado do urdidor ou feixe de entufamento e disposto em uma máquina de entufamento. A seguir, na etapa 38, o fio é entufado em um apoio primário. Depois, na etápa 40, o carpete 10 recebe uma carga de vapor para desenvolver o tato do material. A etapa de passagem de vapor 40 envolve, de preferência, o uso de uma caixa de vapor ou outro meio de aquecimento similar. Após entufamento e passagem de vapor, na etapa 42, um revestimento de apoio, tal 5 como uma camada fina de látex ou de espuma de PE, que é preferivelmente de 40 - 120 gms, é aplicado ao fio. Essa etapa 42 "prende por tufos" o fio de PET no apoio primário. Dependendo dos requisitos de moldabilidade e acústicos para o carpete, uma etapa seguinte opcional é a aplicação de um 10 revestimento de apoio secundário na etapa 44. Esse revestimento de apoio secundário pode consistir de uma mistura de polietileno (PE) ou de etileno acetato de vinila (EVA). Se uma mistura de PE, varia preferivelmente de 200 - 800 gsm, e, se uma mistura de EVA, varia preferivelmente de 800 - 2.000 15 gsm. Na etapa 46, uma subcamada 2 0 é presa ao conjunto. Finalmente, na etapa 48, uma vez que o carpete está completo, pode este ser preparado como necessário para a aplicação específica. Essa etapa 48 pode envolver o corte do carpete e outras etapas necessárias .

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Uma pessoa versada na técnica vai considerar que as etapas listadas acima podem variar ou a ordem pode variar, dependendo dos requisitos específicos da aplicação do carpete. Por exemplo, a etapa de passagem de vapor 46 pode ocorrer mais 2 5 cedo no processo. Além disso, etapas podem ser incorporadas ao processo. Por exemplo, dependendo dos requisitos de moldabilidade e acústicos para o carpete, um apoio secundário 18 pode ser também incorporado. Esse apoio secundário 18 consiste tipicamente de um poliéster de estofamento leve, ou 5 uma mistura sintética dele, e varia preferivelmente de 15 - 60 gsm.

De acordo com as provisões dos estatutos das patentes, a presente invenção foi descrita com o que se considera como 10 representando a sua concretização preferida. No entanto, devese notar que a invenção pode ser praticada de outro modo do que o ilustrado e descrito especificamente, sem que se afaste do seu espírito ou escopo.

Claims

1. Conjunto de carpete leve, caracterizado pelo fato de que compreende: uma camada de cobertura compreendida de fio de poli (tereftalato de etileno) (PET), compreendido de fibras de PET e entufado a um calibre predeterminado, a dita camada de cobertura tendo um peso de cobertura; uma primeira camada de apoio adjacente à dita camada de cobertura; e uma primeira camada de revestimento de apoio adjacente à dita primeira camada de apoio.

2. Conjunto de carpete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma subcamada.

3. Conjunto de carpete de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a dita subcamada é compreendida de PET.

4. Conjunto de carpete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito fio de PET tem um diâmetro entre 1.2 00 e 2.400 denier

5. Conjunto de carpete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito peso de cobertura da dita camada de cobertura varia de 305,2 gramas por metro quadrado (9,0 oz por jarda quadrada) a 1,42 quilos por metro quadrado (50 oz por jarda quadrada).

6. Conjunto de carpete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito peso de cobertura da dita camada de cobertura é superior a 1,42 quilos por metro quadrado (50 oz por jarda quadrada).

7. Conjunto de carpete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito calibre predeterminado é um 1/8 e 1/10.

8. Conjunto de carpete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito fio de PET da dita camada de cobertura é um em forma de laço e torcido.

9. Conjunto de carpete de acordo com a reivindicação 1> caracterizado pelo fato de que a dita primeira camada de apoio é compreendida de pelo menos uma fibra de poliéster e uma polimérica.

10. Conjunto de carpete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira camada de revestimento de apoio é compreendida de uma fibra polimérica, em uma de forma de folha e forma em pó.

11. Conjunto de carpete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma segunda camada de apoio.

12. Conjunto de carpete de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a dita segunda camada de apoio compreende um tecido de estofamento PET.

13. Conjunto de carpete de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma segunda camada de revestimento adjacente à dita primeira camada de revestimento de apoio.

14. Conjunto de carpete de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita segunda camada de revestimento de apoio é compreendida de um de uma mistura de PE e uma de etileno acetato de vinila (EVA).

15. Processo de formação de um conjunto de carpete de PET entufado, provido de fio de PET, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: entuf ar o fio de PET a um calibre predeterminado em um apoio; aplicar um revestimento de apoio ao PET entufado por meio de extrusão do PET entufado ao apoio; e aplicar vapor ao PET entufado para aprimorar a aparência e o tato do PET.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o calibre predeterminado é um de 1/8 e 1/10.

17. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o fio de PET tem um diâmetro entre 1.200 e 2.400 denier.

18. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o apoio é compreendido de pelo menos um de uma fibra de poliéster e uma polimérica.

19. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o revestimento de apoio é compreendido de uma fibra polimérica em uma forma em folha e de uma forma em pó.

20. Processo de formação de um carpete feito de material reciclado, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: utilizar fibras de PET reciclado entufado para a cobertura do carpete; proporcionar PET reciclado para o apoio primário; aquecer o PET entufado; usar um revestimento de apoio formado de PE em uma forma de folha ou pó; adicionar um tecido de estofamento compreendido de PET reciclado; e prender um estofamento isolante compreendido de PET reciclado.