BRPI0411676B1 - Tecido entrelaçado - Google Patents

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BRPI0411676B1
BRPI0411676B1 BRPI0411676-3B1A BRPI0411676A BRPI0411676B1 BR PI0411676 B1 BRPI0411676 B1 BR PI0411676B1 BR PI0411676 A BRPI0411676 A BR PI0411676A BR PI0411676 B1 BRPI0411676 B1 BR PI0411676B1
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Portia D Yarborough
Heather Lyn Anne Johnstone
Gregory S Parker
Larry John Prickett
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Du Pont
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Description

“TECIDO ENTRELAÇADO” Antecedentes da Invenção Trabalhadores que manipulam ferramentas pontudas em ambientes sob baixa temperatura necessitam de luvas protetoras com funcionalidade múltipla, que inclui resistência a cortes, isolamento, administração de umidade e destreza. O principal risco para a maior parte dos trabalhadores neste tipo de ambiente é a lesão mecânica de cortes e abrasões de ferramentas pontudas. Luvas resistentes a cortes são utilizadas, mas as luvas resistentes a cortes não cobrem as outras necessidades do trabalhador. A circulação do corpo é reduzida em baixas temperaturas, o que resulta em perda de sensação, aperto, destreza e eficiência geral.
Atualmente, os trabalhadores nestes ambientes usam várias camadas de luvas para atender às necessidades das tarefas do trabalho. Uma luva é usada para manter as mãos quentes, outra luva para fornecer resistência a cortes e outras luvas são utilizadas conforme o necessário para obter o nível de conforto necessário para o trabalho.
As luvas resistentes a cortes são tipicamente compostas de fios que possuem capacidade limitada de torção de umidade, As propriedades dos fios possuem tendência de tornar-se mais rígidas e inflexíveis quanto mais alta a resistência a cortes do fio. Usar várias camadas de luvas cria estrutura volumosa sobre a mão. Camadas volumosas comprometem a destreza do trabalhador e, portanto, apresentam impacto sobre a produtividade do trabalhador. A publicação WO 01/98572 descreve um tecido resistente a cortes com cordões que possuem revestimento de fibras básicas resistentes a cortes e núcleo de fibra metálica. A patente US 6.155.084 descreve artigos protetores tais como luva ou manga fabricada com tecido composto de uma região com fio resistente a cortes e em que outra região de fio proporciona sensibilidade tátil ou fornece proteção contra vários efeitos danosos, A patente US 6,534.175 descreve um tecido resistente a cortes confortável com fibras metálicas protegidas contra a exposição abrasiva por uma embalagem de fibra básica resistente a cortes.
Existe a necessidade de um tecido multifuncional, tal como moldado na forma de luva, que combine os aspectos de resistência a cortes, isolamento, administração de umidade e destreza em uma luva. Existe também a necessidade de tecido termo-regulador útil em ambientes em que é necessário isolamento.
Descricão Resumida da Invenção A presente invenção refere-se a tecido entrelaçado apropriado para fornecer resistência a cortes e transporte de umidade que possui duas faces opostas com: (a) primeira face que compreende (i) cordões com construção de revestimento e núcleo com revestimento de fibras resistentes a cortes e núcleo metálico e (ii) fibras hidrofílicas; e (b) segunda face que compreende fibras hidrofílicas sendo que os cordões da construção de revestimento e núcleo não estão presentes sobre a segunda face e sendo que fibras hidrofílicas estendem-se da segunda face para a primeira face.
Em realização preferida da presente invenção, o tecido entrelaçado, tal como presente na forma de parte de uma luva para uso em ambiente frio, possui resistência a cortes de pelo menos 4.000 gramas (sobre uma face que contém fibras resistentes a cortes de revestimento/ núcleo), índice de permeabilidade a umidade de pelo menos 0,50 e resistência térmica de pelo menos 0,60 cio, Descricão Detalhada da Invenção Na presente invenção, um tecido entrelaçado fornece resistência a cortes tais como de facas sobre primeira face e fornece capacidade de evitar umidade a partir de segunda face oposta à primeira face. O tecido é termo-regulador, o que indica em construção com quantidade mínima de transferência de calor de material de tecido (tal como a transpiração de uma pessoa) pode ter lugar e em construção com tecido suficiente fornece propriedade isoladora. Além disso, o tecido entrelaçado com material de tecido suficiente fornece resistência térmica que permite o uso do tecido em ambiente frio.
Um exemplo do uso do tecido entrelaçado é uma luva para ambiente frio de corte de carne. A luva sobre primeira face externa fornece proteção de lâmina de faca. Além disso, o tecido sobre segunda face interna, em contato com mão humana, permite que a transpiração passe através da face interna para a face externa. Além disso, a luva entrelaçada fornece proteção contra o frio devido à resistência ao transporte de calor.
Sobre uma face do tecido entrelaçado, é necessário ter combinação de (a) fibras resistentes a cortes na forma de revestimento em combinação com núcleo de fibras metálicas e (b) fibras hidrofílicas (também presentes sobre face oposta).
As fibras resistentes a cortes são bem conhecidas na técnica, como exemplos apropriados incluem-se fibras de poliamida, fibras de poliolefina, fibras de polibenzoxazol, fibras de polibenzotiazol, fibra de poli{2,6-diimidazo[4,5-b4',5'-e]piridinileno-1,4 (2,5-di-hidróxi)fenileno) (PIPD) ou suas misturas. Preferencialmente, as fibras são feitas de poliamida.
Quando o polímero é poliamida, prefere-se aramida. Por “aramida”, indica-se uma poliamida em que pelo menos 85% das ligações amida (-CO-NH-) são ligadas diretamente a dois anéis aromáticos. Fibras de aramida apropriadas são descritas em Man-Made Fibers - Science and Technology, Volume 2, capítulo intitulado Fiber-Forming Aromatic Polyamides, pág. 297, W. Black et al, Interscience Publishers, 1968. As fibras de aramida também são descritas nas patentes norte-americanas n° 4,172.938,3.869.429, 3.819.587, 3.673.143, 3.354.127 e 3.094.511.
Aditivos podem ser utilizados com a aramída e constatou-se que até 10% em peso de outro material polimérico pode ser combinado com a aramida ou ainda que podem ser utilizados copolímeros que contêm até 10% de outra diamina substituída pela diamina da aramida ou mesmo até 10% de outro cloreto diácido substituído pelo cloreto diácido da aramida. A aramida preferida é uma para-aramida e poli(p-fenileno tereftalamida) (PPD-T) é a para-aramida preferida. Por PPD-T, indica-se o homopolímero resultante da polimerização mol por mol de p-fenileno diamina e cloreto de tereftaloila, bem como copolímeros resultantes da incorporação de pequenas quantidades de outras diaminas com a p-fenileno diamina e de pequenas quantidades de outros cloretos diácidos com o cloreto de tereftaloila. Como regra geral, outras diaminas e outros cloretos diácidos podem ser utilizados em quantidades de até cerca de 10% molar da p-fenileno diamina ou do cloreto de tereftaloila ou até mesmo levemente mais altas, desde que apenas as outras diaminas e cloretos diácidos não contenham grupos reativos que interfiram com a reação de polimerização. PPD-T também indica copolímeros resultantes da incorporação de outras diaminas aromáticas e outros cloretos diácidos aromáticos, tais como cloreto de 2,6-naftaloila ou o cloro- ou diclorotereftaloila ou 3,4l-diaminodifeniléter.
Quando o polímero é poliolefina, polietileno ou polipropileno são preferidos. Por polietileno, indica-se um material de polietileno predominantemente linear com peso molecular de preferencialmente mais de um milhão que pode conter quantidades pequenas de ramificação de cadeias ou comonômeros, sem exceder cinco unidades de modificação por cem átomos de carbono de cadeia principal e que pode também conter, misturados com eles, não mais de cerca de 50% em peso de um ou mais aditivos poliméricos, tais como polímeros de alqueno-1, particularmente polietileno de baixa densidade, propileno e similares, ou aditivos com baixo peso molecular, tais como antioxidantes, lubrificantes, agentes contra ultravioleta, corantes e similares que são comumente incorporados. Isso é comumente conhecido como polietileno de cadeia estendida (ECPE). De forma similar, polipropileno é material de polipropileno predominantemente linear com peso molecular de preferencialmente mais de um milhão. Fibras de polietileno linear com alto peso molecular são disponíveis comercialmente. A preparação de fibras de poliolefina é discutida na patente norte-americana n° 4.457.985.
Polibenzoxazol (PBO) e polibenzotiazol (PBZ) são apropriados, tais como conforme descritos no documento WO 93/20400. Embora os grupos aromáticos unidos aos átomos de nitrogênio possam ser heterocíclicos, eles são preferencialmente carbocíclicos e, embora possam ser sistemas policíclicos fundidos ou não fundidos, eles são preferencialmente anéis de seis membros isolados. Embora o grupo na cadeia principal dos bis-azóis seja o grupo para-fenileno preferido, esse grupo pode ser substituído por qualquer grupo orgânico divalente que não interfira com a preparação do polímero, ou nenhum grupo. Aquele grupo pode ser, por exemplo, alifático até doze átomos de carbono, tolileno, bifenileno, bis-fenileno éter e similares. O polibenzoxazol e polibenzotiazol utilizados para a fabricação de fibras de acordo com a presente invenção contêm geralmente pelo menos 25 e, preferencialmente, pelo menos cem unidades repetitivas. A preparação dos polímeros e fiação destes polímeros é descrita em WO 93/20400.
As fibras resistentes a cortes acima estão presentes na forma de revestimento sobre um núcleo de metal, presente na forma de fibras ou um fio fabricado preferencialmente com metal dúctil, tal como aço inoxidável, cobre, alumínio, bronze e similares. Aço inoxidável é o metal preferido. As fibras metálicas são geralmente fios contínuos. As fibras metálicas possuem preferencialmente 10 a 150 micrômetros de diâmetro e possuem, de maior preferência, 25 a 75 micrômetros de diâmetro. As fibras resistentes a cortes podem ser contínuas ou básicas. Para muitas aplicações, fibras básicas são preferidas.
Uma fibra de torção é necessária sobre a face oposta do tecido entrelaçado, em que nenhum metal está presente. A fibra de torção é hidrofílica com a capacidade de transportar umidade de uma face que está em contato com uma pessoa para a outra face que contém a construção de núcleo e revestimento que fornece resistência a cortes. Exemplos de materiais hídrofílicos apropriados incluem poliéster, nylon, acrílico e fibras que tenham se tornado hidrofílicas, tais como através de revestimento de superfície. O tecido entrelaçado final geralmente possuirá resistência a cortes sobre uma face de tecido que contém a construção de núcleo e revestimento de pelo menos 4.000 g, de maior preferência 4.600 g e, de preferência superior, 5.500 g medida de acordo com a norma ASTM F1790-97. O uso de fibras hidrofílicas que se estendem de uma face do tecido até uma face oposta, geralmente resulta em índice de permeabilidade à umidade (im) de pelo menos 0,50, o que indica o efeito da evaporação da umidade da pele mediante perda de calor, como no caso de condição de pele transpirando, preferencialmente pelo menos 0,60 e, de maior preferência, 0,70 (em escala em que 0 é impermeável e 1 é completamente permeável). Um tecido não será completamente permeável, embora um tecido de tela aberta possa ter valor próximo de 1.
Resistência térmica (cio) e o índice de permeabilidade (im) podem ser dos dados de instrumento Thermolabo medidos de acordo com a norma ASTM F1868, Test Method for Thermal and Evaporative Resistance of Clothing Materials Using a Sweating Hot Plate. O instrumento Thermolabo é utilizado para determinar a dissipação de energia e a medição de transferência de calor transitório. O Thermolabo consiste de três componentes que incluem (1) uma caixa que contém um capacitor de calor de cobre fino equipado com um dispositivo sensor de temperatura utilizado para medir a quantidade de calor e a velocidade de fluxo de calor através de amostras de tecido durante o teste; (2} uma caixa de água com fluxo de água sob temperatura constante fornece a base de temperatura constante necessária para o procedimento; e (3) uma placa quente isolada encaixada em uma caixa com controle da temperatura.
Resistência térmica (cio) é igual a (1/transferência de calor seco)/0,155, em que a velocidade de transferência de calor seco é fornecida emwatts/m2oC. O índice de permeabilidade é definido como razão entre a resistência térmica e evaporativa do tecido e a razão da resistência térmica e evaporativa do ar. O índice de permeabilidade pode ser calculado utilizando a equação a seguir: em que: E = velocidade de transferência de calor devido à evaporação de umidade; H = velocidade de transferência de calor devido ao calor;
Ts = temperatura sobre a superfície da placa quente (35 °C);
Ta = temperatura do ambiente;
Ps = pressão de vapor d'água sobre a superfície de placa quente;
Pa = pressão de vapor d’água no ambiente.
Geralmente, o tecido entrelaçado para uso em ambiente sob baixa temperatura, tal como uma luva em um ambiente frio de corte de carne, terá resistência térmica de pelo menos 0,50 cio, preferencialmente pelo menos 0,62 cio e, de maior preferência, 0,72 cio. Exemplo de espessura do tecido entrelaçado para fornecer essa resistência térmica é de 3,60 mm. Para uso em ambientes quentes, a quantidade de espessura de tecido será minimizada de acordo com a necessidade de fornecimento de resistência a cortes.
Para ilustrar adicionalmente a presente invenção, são fornecidos os exemplos a seguir. Todas as partes e percentuais são em peso e as temperaturas em graus centígrados, a menos que indicado de forma diferente. Métodos de Teste Resistência Térmica e Índice de Permeabilidade A resistência térmica (cio) e o índice de permeabilidade foram determinados de acordo com o procedimento discutido anteriormente.
Resistência a Cortes A resistência a cortes foi medida de acordo com a norma ASTM F1790-97. Uma pequena amostra retangular de material da luva foi colocada sobre um mandril metálico do dispositivo de teste de corte. Uma lâmina foi movida através da amostra até atingir-se o corte total. O dispositivo mede a distância de trajeto da lâmina antes do corte total, conforme determinado, quando a lâmina fizer contato com o mandril metálico. A distância de trajeto da lâmina é determinada com pesos diferentes sobre o braço do dispositivo que sustenta a lâmina, Os resultados destes testes são utilizados em seguida para determinar o peso necessário para cortar através do material da luva com trajeto de lâmina de 25 mm. Valores maiores relatados por este método de teste indicam material com maior resistência a cortes.
Nos exemplos a seguir, Kevlar® 970 ES representa um fio de núcleo e revestimento produzido por meio de fiação em anel de duas extremidades de poli(p-fenilenotereftalamida) sendo estirado e inserido no núcleo de aço (monofilamento de aço de 35 micrômetros) pouco antes da torção e dobra do fio com um cordão 10/2 de fio fabricado com poli(p-fenilenotereftalamida), enquanto Coolmax® representa fibras de poliéster com alta capacidade de torção de umidade e propriedades de evaporação de umidade com base na seção transversal da fibra.
Exemplo 1 Tecido de Jérsei Felpudo Em tecidos de jérsei felpudos, o fio utilizado para a base é tecido em construção de jérsei padrão e é colocado sobre a face técnica. O feltro pode variar com base na densidade e comprimento do laço. O fio felpudo é colocado sobre as costas técnicas.
Neste exemplo, duas extremidades de um fio resistente a cortes altamente flexível (KEVLAR® 970 ES) foram utilizadas na base para formar a face técnica, Uma extremidade de um fio que possui propriedades de administração de umidade (CoolMax®) foi utilizada para o feltro. As propriedades de tecido encontram-se descritas abaixo.
Exemplo 2 Jérsei Pregueado Cruzado Tecidos de jérsei pregueado cruzado são compostos de repetições sobre pelo menos dois cursos e laços pregueados alternados com laços entrelaçados dentro de um curso e entre um curso e outro. Cada fio entrelaça-se e é pregueado em vincos adjacentes. No curso seguinte, o ponto que anteriormente foi pregueado é entrelaçado e vice-versa. A face técnica possui construção tecida de jérsei e as costas técnicas possuem efeito de favo de mel.
Neste exemplo, duas extremidades de fio resistente a cortes altamente flexível (KEVLAR® 970 ES) foram utilizadas em combinação com um fio que possui boas propriedades de administração de umidade (CoolMax®). As propriedades de tecido encontram-se descritas abaixo.
Exemplo 3 Tecido de Jérsei Jacquard Tecidos de jérsei Jacquard contêm dois ou mais fios para gerar construção que consiste de laços entrelaçados, flutuantes e pregueados. O tecido contém duas camadas de fio, mas não duas camadas de laços. Isso dá à segunda camada mobilidade independente com relação à primeira camada.
Neste exemplo, três extremidades de um fio resistente a cortes altamente flexível (KEVLAR® 970 ES) foram utilizadas para criar a primeira camada que compreende a face técnica. A segunda camada foi composta de um fio que possui propriedades de alta evaporação de umidade (CoolMax®) e formou as costas técnicas utilizando pontos flutuantes e pregueados, As propriedades do tecido são descritas abaixo.

Claims (16)

1. TECIDO ENTRELAÇADO, apropriado para fornecer resistência térmica, transporte de umidade e resistência a cortes, que compreende duas faces opostas, caracterizado pelo fato de que: (a) a primeira face compreende (i) cordões com construção de revestimento e núcleo com revestimento de fibras resistentes a cortes e núcleo metálico e (ii) fibras hidrofílicas; e (b) a segunda face compreende fibras hidrofílicas sendo que os cordões da construção de revestimento e núcleo não estão presentes sobre a segunda face e sendo que fibras hidrofílicas estendem-se da segunda face para a primeira face,
2. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as fibras resistentes a cortes compreendem aramida.
3. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as fibras resistentes a cortes compreendem polietileno.
4. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as fibras resistentes a cortes compreendem fibras básicas.
5. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o núcleo metálico compreende metal dúctil.
6. TECIDO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o metal é aço inoxidável.
7. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as fibras hidrofílicas compreendem poliéster.
8. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira face possui resistência a cortes de pelo menos 4,000 g medida de acordo com norma ASTM F1790-97.
9. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tecido possui resistência térmica de pelo menos 0,50 clo.
10. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tecido possui índice de permeabilidade de pelo menos 0,50.
11. TECIDO ENTRELAÇADO, apropriado para fornecer resistência térmica, transporte de umidade e resistência a cortes que contém duas faces opostas, caracterizado pelo fato de que: (a) a primeira face compreende (i) cordões com construção de revestimento e núcleo com revestimento de fibras resistentes a cortes e núcleo metálico e (ii) fibras hidrofílicas; e (b) a segunda face compreende fibras hidrofílicas sendo que os cordões da construção de revestimento e núcleo não estão presentes sobre a segunda face e sendo que fibras hidrofílicas estendem-se da segunda face para a primeira face; em que o tecido possui resistência a cortes sobre primeira face de pelo menos 4.000 g medida de acordo com a norma ASTM F1790-97 e índice de permeabilidade de pelo menos 0,50.
12. TECIDO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que possui resistência térmica de pelo menos 0,50.
13. TECIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é na forma de artigo de vestuário.
14. TECIDO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que é na forma de uma luva.
15. TECIDO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que é na forma de artigo de vestuário.
16. TECIDO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que é na forma de uma luva.
BRPI0411676-3B1A 2003-06-25 2004-06-23 Tecido entrelaçado BRPI0411676B1 (pt)

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US10/603,467 US6874336B2 (en) 2003-06-25 2003-06-25 Cut resistant, wicking and thermoregulating fabric and articles made therefrom
PCT/US2004/020451 WO2005002376A1 (en) 2003-06-25 2004-06-23 Cut resistant, wicking and thermoregulating fabric and articles made therefrom

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