BRPI0113086B1 - produto têxtil com fibras iluminadas, artigo feito deste e método de produção do mesmo - Google Patents
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Abstract
"produto têxtil com fibras iluminadas, artigo feito deste e método de produção do mesmo". a presente invenção refere-se a um produto têxtil compreendendo fibras condutoras de luz (2) consistindo de um núcleo central capaz de transmitir a luz e uma bainha externa, no qual pelo menos uma extensão da dita bainha externa apresenta, em relação ao núcleo interno, um índice de refração permitindo que a luz transmitida escape parcialmente da fibra; a um artigo de pano feito com o produto têxtil; e a um método de fabricação do produto têxtil.
Description
PRODUTO TÊXTIL COM FIBRAS ILUMINADAS, ARTIGO FEITO DESTE E
MÉTODO DE PRODUÇÃO DO MESMO
Campo da invenção [0001] A presente invenção refere-se a um tecido ou outro produto têxtil incorporando "fibras iluminadas" e a um artigo feito do produto têxtil e provido com uma fonte luminosa suprida por uma bateria elétrica capaz de ser alojada em uma bolsa adequada do artigo em si. [0002] A invenção refere-se ainda a um método para a produção industrial do tecido por meio de um tear tradicional. [0003] No presente relatório "fibras iluminadas" indicam caminhos luminosos feitos de filamentos e/ou fibras óticas de material plástico, por exemplo: ΡΜΜΆ (PoliMetilMetAcrílato), PEA {PoliEtilAcrilato), ΡΕΜΑ (PoliEtilMetAcrilato), PMMA/PEMA
(PoliMetil/PoliMetilAcrilato) , PC (PoliCarbonato), PS (PoliStirol), etc.
Estado da técnica [0004] Hoje em dia, tecidos contendo fibras emissoras de luz são já conhecidos, por exemplo a partir do documento US 4234907, mesmo se até hoje, devido a impossibilidades na realização de qualquer tecido com estas características, estes não tenham sido produzidos industrialmente. [0005] 0 tecido do documento mencionado utiliza fibras óticas iluminadas em uma extremidade por uma fonte luminosa e providas com vários entalhes do cladding até o núcleo interno permitindo à luz escapar da fibra ótica para produzir no tecido o efeito de iluminação desejado.
[0006] Infelizmente, o tecido descrito no documento US 4234907 apresenta várias desvantagens: [0007] Ura primeiro problema é que a maior parte da luz, quando encontra os primeiros entalhes da fibra ótica, se dissipa tornando impossível à luz em si atingir os entalhes mais distantes sem a utilização de fontes luminosas extremamente potentes e altamente consumidoras e com grandes dificuldades. [0008] Um segundo problema, talvez o mais grave, é que estes entalhes fragilizam as fibras, tornando impossível o tecimento e posterior manuseio (lavagem, fricção, etc.). [0009] Um terceiro problema é que, de forma a juntar as fibras óticas, é necessário produzir um tecido a partir do qual um comprimento de fibra suficiente se estende além do tecido em si de tal forma que estas fibras possam ser reunidas em um feixe e conectadas a uma fonte luminosa. De qualquer forma, pela análise do dito documento, não é descrita de que maneira o resultado é obtido em uma escala industrial adequada. [0010] É bem conhecido o fato das fibras óticas "convencionais" utilizadas no documento US 4234907 serem constituídas por um "núcleo" e um "cladding" com um índice de refração inferior ao do núcleo, de forma a obter mternamente um efeito espelho proporcionando a propagação da luz de uma extremidade à outra da fibra, sem dispersão nas áreas intermediárias.
Objetivos da invenção [0011] Um primeiro objetivo da invenção é prover um tecido incorporando "fibras iluminadoras" e artigos feitos com o tecido e capaz de ser fabricado de uma forma fácil e efetiva. [0012] Em particular artigos capazes de ser fabricados a partir do tecido da invenção são: [0013] artigos de vestuário (calças, jaquetas, saias, sobretudos, capas de chuva, mantas, camisas, vestimentas para esporte, sapatos, etc.); [0014] artigos esportivos; [0015] acessórios (bolsas, chapéus, gravatas, cintos, lenços, luvas, guarda-chuvas, etc.); [0016] artigos para casa (cortinas, tendas, tecidos para estofamento, capas, travesseiros, cobertores), e para automóveis (estofados); [0017] artigos de segurança (vestimentas para policiais e operadores de resgate, roupas para técnicos, sinais de segurança para automóveis, barracas, coberturas para veículos, fitas sinalizadoras, etc.) [0018] Um segundo objetivo é propor um método eficiente para produzir o tecido.
Sumário da invenção [0019] Estes objetivos são alcançados por um tecido, um artigo de pano feito com a tecido e um método para fabricar industrialmente o tecido conforme caracterizados nas reivindicações independentes em anexo. [0020] Características adicionais são apresentadas nas reivindicações secundárias. [0021] Em particular, de acordo com a invenção, o efeito desejado de dispersão da luz no interior do artigo é obtido por: [0022] iluminação das fibras óticas pelas extremidades e por aproveitamento de modificações superficiais das fibras causadas pelo tecimento e por outros eventos (abrasões, micro-fendas, arranhões, dobras da superfície) de maneira a modificar localmente o índice de refração e permitir a difusão parcial da luz transmitida. [0023] adição de elementos de absorção dissolvidos na fibra em si e capazes de absorver a luz dentro da fibra e a re-emitir com um ângulo de difusão de 360° (condutores luminosos cintilante e/ou cambiante) de tal forma que a luz seja incidente, com um ângulo diferente do ângulo limite e possa, desta forma, ser liberada. [0024] modificação apropriada do Índice de refração do cladding de acordo com o do núcleo central das fibras óticas, de tal forma a dispersar a luz ao longo da extensão da fibra a ser iluminada, de forma a modificar a porção de luz refletida pelo cladding dentro do núcleo. Este indice de refraçâo é favoravelmente escolhido em função do artigo a ser produzido, do comprimento da fibra a ser iluminada e das características da fonte luminosa. [0025] De acordo com um aspecto adicional da invenção, o indice de refraçâo das fibras iluminadas pode ser adequadamente modificado por tratamento mecânico do tecido tal como escovamento ou lixamento, ou por um reagente químico como: [0026] hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos; ácidos orgânicos, álcool alifático; cetonas; aldeídos; derivados clorados aromáticos e alifáticos; aminas aromáticas e alifáticas; amidas; ésteres aromáticos e alifáticos. [0027] Uma modificação adequada do cladding das fibras pode ser obtida tratando-se o tecido com um raio laser de poder adequado que seja capaz de destruir partes extremamente localizadas de um cladding de fibra sem causar qualquer dano ao resto da fibra. [0028] Desta forma é obtida uma fibra iluminada que reage de uma forma substancialmente diferente das fibras óticas convencionais.
Lista dos desenhos [0029] As vantagens da invenção serão evidentes a partir da descrição a seguir e dos desenhos anexos, dados como um exemplo não limitante, nos quais: [0030] a Fig. 1 mostra um exemplo de trançado de um tecido de acordo com a invenção; [0031] a Fig. 2 ilustra esquematicamente uma peça de um artigo de pano fabricado com o tecido; [0032] a Fig. 3 ilustra esquematicamente o meio de conexão da fonte de energia com as fibras emissoras de luz do artigo de pano da invenção; [0033] as Figs. 4a - 4c mostram estágios adicionais da produção de um artigo de pano de acordo com a invenção; [0034] a Fig. 5 mostra um esquema de uma outra realização do tecido têxtil da invenção, onde as fibras emissoras de luz são dispostas como fios de trama.
Descrição detalhada da invenção [0035] Com referência aos desenhos, em uma forma preferida de realização, o artigo da invenção consiste em um tecido (1) no qual uma pluralidade de fios de urdidura são constituídos por fibras cintilantes (2) espaçadas ao longo da largura da trama (3). [0036] Conforme ilustrado pelo esquema de trançado da Fig. 1, entre os fios de urdidura, apenas as fibras (2) nâo são entrelaçadas por um número adequado ml de fios de trama (3). Dependendo do número ml predeterminado de fios de trama "soltos", um comprimento predeterminado das fibras (2) é mantido livre. [0037] Vantajosamente, desta forma é possível determinar o comprimento necessário das fibras iluminadas que devem ser reunidas em feixes e fechadas em uma extremidade de maneira a serem iluminadas por uma fonte luminosa, como será melhor descrito adiante. [0038] Uma outra vantagem é que o resto dos fios de urdidura são normalmente entrelaçados pelos fios de trama, de tal forma que a parte (6) do tecido apresentando fibras (2) livres não esfiapa mas é retida pela parte inferior do tecido e pode ser sobreposta e costurada em torno do feixe de fibras iluminadas como mostrado nas Figs. 4a - 4c. [0039] A peça de tecido resultante é então composta por uma parte (5) onde as fibras iluminadas são normalmente trançadas e pelo menos uma segunda parte (6) apresentando pelo menos uma bainha (8) dentro da qual o feixe de fibras iluminadas (2) pode ser alojado. [0040] Com referência à Fig. 2, um artigo de pano de acordo com a invenção é fabricado a partir de uma peça de tecido obtida como descrito acima. [0041] A extremidade do feixe {7} que excede à bainha (8) é fechada por um anel de metal (9), ou por um elemento equivalente, após o que as fibras são cortadas (aproximadamente com um ângulo de 90° em relação ao seu eixo) de maneira a melhorar o acoplamento ótico. [0042] A partir da extremidade livre do anel (9) um diodo led (10) é inserido e firmemente fixado de tal forma que seja oticamente acoplado às extremidades das fibras (2) . [004 3] Um cabo elétrico (11) é ligado aos terminais do diodo (preferivelmente soldado) e sobressai a este. [0044] Preferivelmente, a junção elétrica (13) é protegida por uma capa de resina (12) de maneira a proteger a junção de possíveis tensões durante a utilização do artigo de pano pelo usuário. [0045] As Figs. 4a - 4c mostram esquematícamente as primeiras fases de produção do artigo de pano, com a junção em feixes das fibras (2) livres (Fig. 4a), a disposição do feixe ao longo da borda da parte trançada do artigo (Fig. 4b) e a realização de uma bainha fechando o feixe de fibras (Fig. 4c) . [0046] Em uma forma de realização preferida, as fibras iluminadas de acordo com a invenção consistem em fibras óticas poliméricas contendo absorventes químicos, também chamadas de fibras cintilantes. [0047] Os componentes de absorção, por exemplo, são constituídos de moléculas orgânicas policíclicas aromáticas com ou sem quinona, araina, cianina, grupos azóicos que estão presentes nos seguintes compostos: [0048] COMPOSTOS POLIFENILA [0049] metil para-terfenil (DMT) [0050] para-terfenil {PTP) [0051] tetrametil para-quaterfenil (TMQ) [0052] dimetil para-quaterfenil (BMQ) [0053] etc.
[0054] COMPOSTOS OXAZÓLICOS [0055] difenil-butilfenil-oxadiazol (BUTIL-PBD) [0056] difenil-fenil-oxadiazol (PBD) [0057] difeniloxazol (PPO) [0058] etc.
[0059] COMPOSTOS DE CUMARINA [0060] hidroximetilcumarina [0061] dimetilamino-trifluormetil-cumarina [0062] benzotiazolil-dietilamino-cumarina [0063] etc.
[0064] COMPOSTOS DE RODAMINA [0065] ácido dietilamino-dietilimino-benzóico [0066] éster etílico de etilamino-etilimino-dimetil-3H-xanten-benzóico. [0067] Vantajosamente, as fibras cintilantes são capazes de receber a luz tanto da fonte luminosa posicionada na extremidade quanto a luz difusa no meio, por intermédio das partes trançadas intermediárias das fibras. [0068] Dependendo do aditivo de absorção utilizado, as fibras emitem luz com um comprimento de onda preferivelmente entre 400 e 700 nm e mais. [0069] Uma vantagem adicional de utilizar-se fibras cintilantes é que estas são capazes de transferir às extremidades a luz recebida ao longo de toda sua extensão. [0070] Assim, por exposição do tecido à luz natural ou artificial, um ou mais LEDs colocados na extremidade das fibras recebem a luz transmitida através das fibras e geram uma voltagem elétrica. Esta voltagem elétrica é então aplicada a um conversor DC-DC e utilizada para carregar a bateria. [0071] Vantajosamente, esta bateria pode ser a mesma utilizada para iluminar as fibras. [0072] Vantajosamente, quando as fibras são "esfregadas ou arranhadas", obtém-se, como descrito acima, uma modificação superficial das fibras que permite um aumento na luz emitida localmente e sendo assim possível "desenhar" figuras no tecido pela utilização de um pequeno bastão, um esmeril ou outro meio. [0073] A Fig. 3 mostra esquematicamente uma pluralidade de diodos (10) colocados em paralelo (qualquer combinação de diodos em conexão em paralelo ou em série pode ser utilizada) e conectados por cabos elétricos (11) a um conversor DC (14) energizado por uma bateria elétrica (15) que pode ser do tipo substituível ou recarregável. [0074] Preferivelmente, o conversor e a bateria são embalados juntos no mesmo estojo, de maneira a reduzir a dimensão total. [0075] Dependendo do artigo de pano e do aspecto estético desejado, uma ou mais peças de tecido iluminado são utilizadas na produção do artigo de pano. [0076] De qualquer forma, é possível produzir peças de tecido com um comprimento livre das fibras iluminadas longo o suficiente para conectar todos os feixes à mesma fonte luminosa. [0077 ] Preferivelmente, o estojo da bateria e do conversor DC é alojado em um bolso adequado do artigo de pano, por exemplo, na altura do cinto da calça. [0078] Alternativamente, é possível que apenas os cabos (11) sobressaiam do artigo de pano, prontos para serem conectados ao grupo fonte de energia externa. [0079] De acordo com a invenção, a descrição de um método para a fabricação de um tecido tal como o descrito acima é como se segue abaixo. [0080] Com referência à Fig. 1, um número "n" de fios de urdidura (linhas pretas na figura) são dispostos em um tear tradicional (não ilustrado nas figuras) e são trançados pelas passagens dos fios de trama (3) (linha branca na figura 1) para a fabricação de um tecido contínuo com um comprimento desejado. [0081] Uma pluralidade de carretéis de urdidura contendo fibras f (por razões de clareza, apenas uma fibra é mostrada na figura) com uma razão de trançamento preferivelmente incluindo entre um de quatro a um de doze, mesmo que outras razões sejam possíveis indo de entre um de um a um de qualquer número. [0082] Correspondentemente à posição f das fibras (2), o tear, que é preferivelmente do tipo controlado eletronicamente, é comandado para manter as agulhas correspondentes às fibras (2), levantadas de tal forma que apenas as fibras (2) desatam ml passagens do carretei de trama e permanecem livres do corpo do tecido (1), que mantém sua continuidade. [0083] Após ml passagens, o tear é comandado no sentido a restaurar a condição normal e as fibras sâo novamente trançadas pelo carretei de trama para um número m2 de passagens correspondendo ao comprimento desejado da parte do tecido em produção. [0084] Vantajosamente, modificando-se o número ml é possível facilmente modificar-se o comprimento da parte de fibras livres, e isto permite ao produtor obter feixes de fibras iluminadas com o comprimento necessário para produzir o artigo de pano. [0085] Por exemplo, se um comprimento de fibras de 50 cm é necessário para a fabricação do artigo de pano, um comprimento de trama "perdido" de 1 m será deixado durante o trançamento de maneira a se obter duas partes úteis de tecido pelo corte no meio da altura da trama "perdida". [0086] De acordo com a invenção, se durante o trançamento as fibras iluminadas (2) apresentam um comportamento diferente dos outros fios de urdidura (por exemplo, por causa de uma flexibilidade diferente ou diferentes propriedades mecânicas), podem ser providos alguns meios de controle da tensão mecânica das fibras alimentadas, para evitar qualquer falha do tear durante a fabricação do tecido. [0087] Por exemplo, estes meios de controle da tensão mecânica podem ser constituídos por cilindros de urdidura tradicionais ou adicionais para o fornecimento de energia das fibras iluminadoras que rodam sob o controle de uma engrenagem independente com controle eletrônico e/ou mecânico da tensão mecânica. [0088] A Fig. 5 mostra um produto semi-acabado consistindo de uma peça de tecido (16) de acordo com a invenção, no qual as fibras iluminadas (2) são dispostas como fios de trama. [0089] Neste caso, as fibras (2) podem ser trançadas apenas por um número de fios de urdidura selecionados, de tal forma que partes de um determinado comprimento de fibras (2) pode ser mantido livre da peça de tecido. [0090] Vantajosamente, estas partes livres podem ser dispostas ou nas extremidades do tecido (parte PI na Fig. 5) ou em qualquer posição intermediária (parte P2 da Fig. 5) . [0091] Como uma vantagem adicional, deve ser mencionado que cada fibra (2) pode apresentar uma posição diferente de suas partes entrelaçadas e livres, de tal forma que substancialmente qualquer figura ou desenho pode ser obtido pela composição de uma distribuição própria das partes de fibra iluminada que emergem do tecido. [0092] Em mais detalhes, a Fig. 5 mostra esquematicamente uma peça de tecido feita com fios de urdidura W, fios de trama T e fibras de trama iluminadas (2). [0093] Vantajosamente, como um resultado da invenção, a peça de tecido (16) pode ser cortada com um tamanho prefixado H, e as partes extremas livres das fibras (2) podem ser reunidas em um feixe de forma a serem facilmente ligadas a uma fonte luminosa LS quando a peça de tecido for utilizada para fabricar um artigo acabado. [0094] De acordo com uma vantagem adicional da invenção, pelo menos uma parte das fibras (2) não é adjacente uma da outra, de tal forma que as partes (17) do tecido subjacentes às partes livres das fibras (2) podem manter uma continuidade substancial e podem servir, por exemplo, como uma folha de proteção para o manuseio da mesma peça de tecido (16). [0095] A presente invenção foi descrita com relação às formas preferidas de realização. Modificações equivalentes podem ser realizadas sem que se afaste do escopo da presente invenção.
Claims (19)
1. Produto têxtil compreendendo fibras condutoras de luz (2) consistindo de um tecido feito de fios de trama e fios de urdidura, caracterizado pelo fato de pelo menos um número de fios de urdidura não adjacentes ou fios de trama não adjacentes consistir de fibras condutoras de luz (2), e pelo menos uma parte do comprimento livre das ditas fibras condutoras de luz não ser entrelaçada com uma parte correspondente subj acente (6,17) do tecido, e as fibras condutoras de luz (2) sâo cortadas e tornadas livres a partir da porção de tecido correspondente.
2. Produto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das ditas fibras (2) serem fibras óticas e a dita bainha ser constituída por regiões superficialmente modificadas das ditas fibras, as modificações sendo obtidas como resultado do trançamento ou por abrasâo, micro-fendas, arranhados, ou dobras da superfície da fibra, e por outra ação capaz de permitir à luz escapar parcialmente.
3. Produto, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato das ditas regiões modificadas consistirem de regiões selecionadas do produto têxtil tratadas quimicamente.
4. Produto, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato das ditas regiões serem regiões tratadas com um agente químico selecionado de: hidrocarbonetos aromáticos ou alifáticos; ácidos orgânicos, álcool alifático; cetonas; aldeídos; derivados clorados aromáticos e alifáticos; aminas aromáticas e alifáticas; amidas; ésteres aromáticos e alifáticos.
5. Produto, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato das ditas regiões serem regiões tratadas com raio laser.
6. Produto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das ditas fibras (2) serem fibras óticas e a dita bainha ser obtida pela fabricação de uma bainha apresentando um índice de refração adequado ao longo de todo o comprimento da fibra.
7. Produto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das ditas fibras (2) serem fibras óticas poliméricas contendo absorventes químicos.
8. Produto, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato das ditas fibras serem fibras poliméricas de um material selecionado de: PMMA (poliraetilmetacrilato), PE A (polietilacrilato), ΡΕΜΑ (polietilmetacrilato), PMMA/ΡΕΜΑ (polimetil/polimetilacrilato), PC (policarbonato), PS (polistirol), quimicamente absorvidas cora moléculas policíclicas aromáticas orgânicas possivelmente com ou sem quinona, amina, cianina, grupos azóicos.
9. Produto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das ditas fibras serem dispostas em carretéis de urdidura do tecido.
10. Produto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das ditas fibras serem dispostas em carretéis de trama do tecido.
11. Método para a fabricação de um produto de acordo com a reivindicação 1 por um tear têxtil caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: a) selecionar de uma pluralidade de fibras condutoras de luz (f) ; b) dispor as ditas fibras (f) em carretéis de urdidura ou de trama não adjacentes; c) trançar uma primeira peça (5) de tecido; d) trançar pelo menos uma peça de tecido (6) na qual apenas f ibras {f) não são entrelaçadas pelos carretéis de trama/urdidura.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma etapa de corte do tecido através da dita peça de tecido (6) , possivelmente em uma posição intermediária da mesma, de tal forma que as fibras (f) são cortadas e liberadas da parte correspondente do tecido subjacente.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato das fibras (f) serem dispostas em carretéis de urdidura supridos com meios de controle de tensão.
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do dito controle de tensão ser obtido por uma motorização autônoma dos cilindros alimentadores de fibras (f).
15. Artigo feito com os produtos têxteis de acordo com uma ou mais das reivindicações 1-10, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos uma fonte luminosa (10,LS) acoplada oticamente à extremidade livre das ditas f ibras (2) .
16. Artigo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato da dita fonte luminosa consistir de um diodo LED {10) firmemente fixado a uma extremidade de um feixe (7) de fibras (2) por um anel de metal (9) e conectado por meio de cabos (11) a uma unidade de energia constituída por uma batería e um conversor DC/AC.
17. Artigo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato da conexão entre o diodo (10) e as fibras (2) ser revestida com resina e protegida com uma capa (12).
18. Artigo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato da dita unidade de energia ser alojada em um bolso do artigo.
19. Artigo, de acordo com a reivindicação 16, fabricado a partir de um tecido de acordo com qualquer uma ou mais das reivindicações 6-8, caracterizado pelo fato do dito feixe de fibras (2) estar contido no interior de uma bainha (8) , a qual é obtida pela dobra da peça de tecido por baixo da parte de fibras (2) livres.
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