BRPI1000438A2 - calçado condutivo, resistivo e contra carga triboelétrica e método de fabricação de um calçado condutivo, resistivo e contra carga triboelétrica - Google Patents
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Abstract
CALçADO CONDUTIVO, RESISTIVO E CONTRA CARGA TRIBOELéTRICA E MéTODO DE FABRICAçAO DE UM CALçADO CONDUTIVO, RESISTIVO E CONTRA CARGA TRIBOELéTRICA. O presente pedido está dirigido para um calçado condutivo, resistivo e contra carga triboelétrica que compreende um corpo ou corte de calçado, uma sola semicondutora, uma palmilha resistiva condutiva, uma palmilha comum, um fundo ou sola que possui pelo menos uma porção que ocupa a totalidade da planta em contatocom o solo feita no mesmo material do que os descarregadores e a palmilha semicondutora e os descarregadores cuja finalidade é ligar o corpo humano com a terra e lograr a liberação da eletricidade estática acumulada sobre os quais se fixa o corpo do calçado, caracterizado pelo fato de que os descarregadores ultrapassam a palmilha comum e o fundo do calçado, ligando a palmilha resistiva condutiva e o solo através de pelo menos a porção ou toda a sola quando esta é resistiva condutiva, e o método de fabricação do mesmo.
Description
"CALÇADO CONDUTIVO, RESISTIVO E CONTRA CARGATRIBOELÉTRICA E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM CALÇADOCONDUTIVO, RESISTIVO E CONTRA CARGA TRIBOELÉTRICA".
Campo da invenção
A presente invenção, segundo é exprimido no enunciadodesta memória descritiva, refere-se a um calçadocondutivo, resistivo contra carga triboelétrica dirigidoao público em geral que no dia-a-dia pode ter problemascom a acumulação de cargas elétricas e que, à sua vez seencontra protegido de eventuais descargas elétricasproduzidas pelo contato com equipamentos elétricosconectados à rede de eletricidade local.
Este modelo de calçado está dirigido também para médicos,enfermeiras/os e para todo o pessoal relacionado com aárea de saúde, onde estão demonstrados os acidentesfatais provocados pela energia estática acumulada nocorpo e descarregada sobre um paciente em sala decirurgia, em unidades coronárias ou em terapiasintensivas, também para frigoríficos, as indústriaslácteas e supermercados, onde o calçado branco, porhigiene, é exigido.
A principal vantagem de um calçado condutivo, resistivo econtra carga triboelétrica é que através dele o usuáriopode descarregar a eletricidade estática armazenada pelocorpo e ao mesmo tempo está protegido contra contatosacidentais com a linha de tensão de 220 Volts ou emlinhas de 110 Volts que embora sejam mais seguras nãodeixam de ser perigosas.
Isto resulta de vital importância para trabalhos emcontato com equipamentos elétricos com o potencial perigode se eletrocutar, nos ,quais é necessário evitar portodos os meios a descarga de eletricidade estáticaarmazenada pelo corpo humano como, por exemplo, numacirurgia de cérebro.
Estado da técnica
A triboeletricidade é ou deslocamento de cargas porfricção, resultando com que os corpos se carreguemeletricamente. Por tanto, na proximidade de um corpoeletricamente carregado, experimenta-se um campo deforças elétricas e por essa razão surge ou qualificativode Campos Elétricos. Tendo-se originado pelo fricção omesmo fica definido como Campo Triboelétrico já queresponde a um fenômeno dinâmico. Por outro lado, quandofalarmos de campo eletrostático, bem como seu nome ouindica, referimo-nos a sistemas de corpos eletrizados emequilíbrio estaticamente.
A eletrostática estuda os fenômenos relacionados comcircuitos eletrizados em equilíbrio. Os exemplos maiscomuns de manifestação destes tipos de fenômenosmanifestam-se, por exemplo, ao estar sentado perante umcomputador ou televisor antigo, estar sob a influência deuma nuvem em dias de tormenta ou simplesmente estarsubmetido ao campo elétrico da nossa ionosfera.
A triboelectricidade se refere aos fenômenos elétricosprovocados pela fricção e que teve seu tratamentocientífico com Tales de Mileto no ano 630 A.C. Estasmanifestações se apresentam, por exemplo: ao sair da camapara ir ao banheiro, ao nos levantar da cadeira atapetadaou de PVC, ao a tirar um abrigo de fibras sintéticas ouperante a ação mais comum na vida diária que é caminharsobre pisos sintéticos.
Um típico exemplo deste fenômeno se apresenta ao descerde um carro que esteve circulando com uma pessoa dentro;pela fricção carregaram-se tanto a pessoa quanto o carroonde ela circulava, por tanto se essa pessoa, que é acausa geradora de cargas, está ligada à terra, nãoacumulará tais cargas ao se separar do banco do carro edescer do mesmo; por tanto não deverá fechar a portaempurrando o vidro da janela para não sofrer aconseguinte descarga que se produz nestes casos.
Todos estes cenários do nosso dia-a-dia são os motivospelos quais sempre estamos eletricamente carregados pornão estar ligados à terra, sem entrar no detalhe dosinconvenientes que nos produz na nossa saúde e as causasde acidentes, os quais têm o agravante de ser intituladoscomo "caso fortuito" nos quais não existe responsável.
Quando o corpo carregado é o corpo humano, segundo comose descarregue, podem acontecer coisas não muitorecomendáveis desde o ponto de vista da segurança doindivíduo, seja no posto de trabalho ou na sua vidadiária.
Quem não tem experimentado alguma vez uma descargaelétrica ao descer do carro ou ao tocar na maçaneta daporta do seu escritório? Provavelmente tudo acaba comsurpresa. Mas os problemas triboelétricos, agem comofantasmas. De acordo com as correntes elétricas que seoriginam durante a descarga, podem se produzir incêndiosem posto de combustível, paiol, sala de máquinas dosbarcos, etc. Como geralmente é por ignorância, que seatribui o acidente aos problemas triboelétricos, e pornão possuir ou não ter um bom diagnóstico não se atua deforma correta.
Este é o ponto, a causa pela qual um ser humano se cargaeletricamente pela fricção da própria pessoa, já que nãoé possível eliminar os pisos sintéticos, as cadeirastapetadas ou de PVC ou mudar o banco do carro, e portanto ligar o corpo à terra de maneira inteligente, é umasolução para conviver com os enormes benefícios doprogresso.
Isto significa a utilização de um calçado resistivo paravalores normais de tensão como os da rede domiciliária(220volts ou IlOvolts) que à sua vez seja condutivo paravalores mais elevados e além que a sua sola estepolarizada para minimizar as cargas elétricas que sepoderiam gerar por fricção.
Desconhecer esta temática, é grave de mais, no campo dasegurança pessoal, porque os denominados problemaseletrostáticos, que em verdade são de origemtriboelétrico (ou seja, deslocamento de cargas elétricaspor fricção), estão bem tratados na forma descuidada.Os calçados de acordo com as suas característicasresistivas geralmente se classificam em:
A) calçado condutivo: Possui uma margem de resistênciamenor do que 10.000 Ohms e é recomendado para osfuncionários de Linhas Ativas onde o funcionário tem queestar ao mesmo potencial da linha de alta tensão e emaltura.
B) calçado condutivo resistivo: É aquele que possui umaresistência por cada calçado menor de 2.000.000 Ohms emaior que 500.000 Ohms permitindo descarregar ao corpohumano num tempo menor do que 0,lseg.
C) calçado condutivo resistivo e contra carregamentotriboelétrico: É aquele que reúne a mesma característicade descarga do que o calçado anterior, mas que por ter asola semi-condutora, reduz drasticamente a geração detriboeletricidade (eletricidade gerada por fricção) aocaminhar sobre pisos sintéticos.
margem de resistência elétrica: para se descarregar emcentésimas de segundos (a corpo inteiro)Calçado condutivo0a 10.0000 Ohms
Calçado condutivo resistivo
250.000 a 1.000.000 Ohms a corpo inteiro ou 500.000 a2.000.000 Ohms para cada calçado
Calçado condutivo resistivo contra carregamentotiriboelétrico
250.000 a 1.000.000 Ohms a corpo inteiro ou 500.000 a2.000.000 Ohms para cada calçado
Entre as publicações de patentes que contemplam calçadosque permitem a descarga à terra da eletricidade estáticado corpo humano se destaca a publicação Espanhol ES2093567 que descreve um descarregador bioelétrico queconstitui um dispositivo mecânico aplicável em pisos ousolas de calçado; nesta invenção se logra a descarga àterra da eletricidade estática mas o usuário do mesmo nãose encontra protegido contra o eventual contato acidentalcom uma linha de tensão de 110 volts a 220 volts.
A publicação da solicitude Americana US 2007/0000155 Alrevela calçados com uma ligação à terra eletrostática queconsta de uma palmilha colocada sobre a sola e umelemento eletro-condutivo, feito com um ou mais rebordo,conectando a palmilha com a sola e proporcionando umconfiável contato entre o corpo do usuário e a terra;também se considera nesta invenção a proteção contracontato acidental com uma linha de tensão de 110 volts a220 volts.
A publicação Européia EP 0791302 Al referida ao calçadocom proteção eletrostática prove um calçado que elimina aacumulação de cargas eletricamente estáticas geradas nocorpo ou nas roupas por descarga a terra ou ao pisousando um material de descarga provido pela sola, nestecaso também não está assegurada a proteção contra contatoacidental com uma linha de tensão de 110 volts a 220volts.
O resumo da publicação de patente japonesa JP 11018804 Amostra um calçado que contem um condutor elétrico quedescarga a eletricidade estática à terra, sem assegurar aproteção contra contato acidental com uma linha de tensãode 110 volts a 220 volts.
A publicação de patente WO 2008058984 Al está relacionadacom um calçado que possui uma sola eletricamentecondutiva e pelo menos um contato eletrodo dentro dosapato o qual está eletricamente conectado à sola; estetipo de calçado pode ter um imã permanente no meio dasola para proporcionar uma melhora no estado da saúde,neste caso também não está garantida a proteção contracontato acidental com uma linha de tensão de 110 volts a220 volts.
Sumário da invenção
Em primeiro lugar, devemos ter em conta que, casofalarmos de calçado estamos referindo a todos os tipos decalçado existentes e de qualquer um modelo, quer dizer,chinelos, sandálias, sapatos, botina, borzeguim, botas,etc., úteis para qualquer tipo de usos, quer dizer,calçado de segurança industrial, calçado para ForçasArmadas e de Segurança, uso aeronáutico, náutico,choferes, esportivo, uso civil, etc.
Dado que os calçados de segurança estão incluídos dentrodos mesmos, estes podem conter ponteira de aço paraevitar danos aos dedos por tarefas fabris.
Para qualquer um dos tipos de calçado mencionados acima,o desenvolvimento a apresentar se utiliza em qualquer umdos sistemas de armado que estes possuam, por exemplo,armado convencional, armado Strobel, etc. Onde o corpo docalçado é fixado ao desenvolvimento formado pelo sistemada sola, uma palmilha resistiva condutiva, uma palmilhacomum e um descarregador.
O desenvolvimento trata-se de um descarregadortriboelétrico corporal, construído em borrachasemicondutora ou condutiva, combinada com uma palmilhacom parte ou com toda a superfície construída no mesmomaterial do que o descarregador, mantendo em contatocontínuo a pessoa e o descarregador. O qual, colocado emqualquer calçado, liga o corpo com a terra em centésimasde segundos, com a vantagem adicional que, caso poracidente, a pessoa entre em contato com a linha de tensãode 220 Volts ou 110 Volts, a corrente de fuga estará porbaixo do limite de tolerância do organismo. Estedescarregador permite não somente modificar qualquercalçado senão que garante uma melhor saúde, somente pelofato de ter-se transformado de um calçado comum para umcalçado condutivo resistivo e contra carga triboelétrica.
Um calçado condutivo, resistivo e contra cargatriboelétrica compreende um corpo ou corte de calçado,uma sola semicondutora, uma palmilha resistiva condutiva,uma palmilha comum, um fundo ou sola que possui pelomenos uma porção que ocupa a totalidade da planta emcontato com o solo feita no mesmo material que osdescarregadores e a palmilha semicondutora edescarregadores cuja finalidade é por em contato o corpohumano com a terra e conseguir a liberação daeletricidade estática acumulada sobre os quais estáfixado o corpo do calçado. Onde os descarregadoresatravessam a palmilha comum e o fundo do calçado fazcontato entre a palmilha resistiva condutiva e o soloatravés de pelo menos uma porção ou toda a sola quandoesta é resistiva condutiva.
No caso do calçado condutivo resistivo e contra cargatriboelétrica, além desse descarregador e palmilha ofundo do calçado deve estar fabricado, em parte ou em suatotalidade, com o mesmo material do descarregador epalmilha resistiva condutiva. Esta parte do fundo sempreocupa a totalidade da parte da sola, que está em contatocom o solo, podendo ser o resto da sola de materiais comoborracha, poliuretano, PVC, TR, etc.
Para o calçado condutivo resistivo e contra cargatriboelétrica, o material que se utiliza para afabricação do descarregador e a palmilha condutivaresistiva bem como a parte da sola que está em contatocom o solo corresponde a uma formulação de borrachacorrespondente a caucho natural com negro de fumocondutivo em uma percentagem que vai desde 30 a 40% p/p.
0 calçado condutivo resistivo e contra cargatriboelétrica possui as palmilhas convencionais onde searma o corpo do calçado. Estão realizadas em qualquermaterial convencional usado para fabricação de palmilhascomo sola, papelão, filtro, borracha eva, etc.
Os descarregadores compreendem elementos com forma depino que possuem um corpo alongado de diâmetro entre Imma 8mm e uma cabeça com um diâmetro que pode variar entre4mm a 15 mm; podem se utilizar dimensões mais grandes queaumentaram a área de contato entre o descarregador e apalmilha condutiva resistiva.
Os fundos do calçado podem ser realizados em qualquer ummaterial como ser borracha, poliuretano, sola de couro,PVC, TR, etc., com uma camada sempre em contato com osolo do mesmo material do que o descarregador, atingindouma resistência entre 500.000 e 2.000.000 Ohms para seremdescarregados em centésimas de segundos para cada sapato.Assim que é armado o calçado, em qualquer uma de suasformas, desenho e tamanho, começamos com o processo deinserção do desenvolvimento, segundo o tipo de calçado,que consiste no seguinte:
0 calçado será acabado com o fundo que corresponderpara o tipo de calçado a lograr tendo a porção que toca osolo borracha correspondente a caucho natural com negrode fumo condutivo numa proporção de 30 a 4 0% p/p demaneira de ser esta porção resistiva condutiva.
Esta porção pode conformar a totalidade da sola ouser unicamente a porção em contato com o solo sendo partede uma sola contendo outros tipos de materiais usadosgeralmente como um polímero de borracha poliuretano, solade couro, PVC, TR.
O descarregador será inserto como passante desde apalmilha de armado até sair por baixo do fundo para ocontato com o solo, eliminando o excesso da porção dedescarregador que sai por baixo através da porção emcontato com o solo, feita do mesmo material do que odescarregador. Esse descarregador poderá se colocar emqualquer parte do calçado, desde que cumpra com a formaantes descrita, preferentemente na zona do salto.
A palmilha fabricada ou inserta em parte ou em suatotalidade, será colocada, com a borracha semicondutoraou condutora, de forma de realizar o contato entre apessoa e o descarregador.
Podem se utilizar mais de um descarregador paragarantir a descarga efetiva da eletricidade eletrostáticae o solo.
É importante ter em conta que a resistência total decada calçado é igual ao somatório da resistência dapalmilha condutiva resistiva, descarregador e a porção dasola de caucho natural com negro de fumo condutivo em umaproporção de 30 a 40% p/p, sendo para cada sapato de250.000 a 1.000. 000 Ohms a corpo inteiro ou 500.000 a2.000.000 Ohms para cada sapato.
Breve descrição das figurasPara complementar a descrição que segue e visando ajudara uma melhor compreensão das características da invenção,acompanha-se a presente memória descritiva com uma sériede desenhos em base aos quais serão melhor compreendidasas inovações e vantagens deste tipo de calçado de acordocom o objeto da invenção.
A figura 1 detalha em seção longitudinal do piso de umcalçado, neste caso de segurança, do tipo calçado brancocom ponta de aço dotado com palmilha condutiva resistivaem contato com o descarregador, palmilha e sola químicacuja porção final em contato com o solo está feita dematerial condutivo resistivo. Neste caso essa porção estápintada na mesma cor do que o resto da sola com finsvisuais;
A figura 2 detalha em seção longitudinal, do piso de umcalçado, de segurança, do tipo calçado negro com ponta deaço dotado com palmilha condutiva resistiva em contatocom o descarregador, palmilha e sola de borracha que estárealizada neste caso, na sua totalidade, em solacondutiva resistiva;
A figura 3 mostra em seção longitudinal do piso de umcalçado, neste caso do tipo calçado branco dotado compalmilha condutiva resistiva em contato com doisde scarregadores, palmilha e sola química que possui umaporção em contato com o solo realizada em sola condutivaresistiva; e
A figura 4 mostra a forma típica de um descarregador.
Descrição detalhada da invenção
Exemplos de realização:
Exemplo 1:
Um corpo ou corte de calçado de qualquer tipo de modelofoi armado sobre uma palmilha convencional; injeta-se umasola química que pode ser de um polímero de borrachapoliuretano, sola de couro, PVC, TR e que possui sempre aporção em contato com o solo ou componente resistivocondutivo numa forma adequada que configura o fundo ousola do calçado.Conjuntamente com o fundo do calçado a palmilha esburaca-se de cima para baixo na zona do salto e introduz-se odescarregador com forma de pino com uma cabeça de Icm eum corpo de 6mm ficando a cabeça do mesmo apoiada sobre apalmilha convencional.
Agrega-se uma palmilha resistiva condutiva realizada nomesmo material do que o descarregador que possui igualforma do que a palmilha convencional e seu tamanho é talque pode ser introduzida no corpo do calçado de maneiraque a mesma este em contato com a cabeça dodescarregador. O calçado obtido possui uma resistênciaelétrica entre 250.000 a 1.000. 000 Ohms a corpo inteiroou 500.000 a 2.000.000 para cada sapato
Exemplo 2:
Realizou-se um fundo de calçado conformado de sola esalto feito em borracha composta de caucho natural comnegro de fumo condutivo numa percentagem que vai de 30 a40% p/p, ou seja o componente resistivo condutivo. 0corte ou corpo do calçado é cosido sobre a solaconvencional e a mesma é colada e costurada sobre o fundoarmado.
A palmilha esburaca-se de cima para baixo na zonadianteira e se introduz o descarregador com forma de pinodo mesmo tamanho do que no exemplo 1 ficando a cabeça domesmo apoiada sobre a palmilha convencional.
Agrega-se uma semi-palmilha resistiva condutiva feita deborracha a base de caucho natural e negro de fumocondutivo numa percentagem que vai de 30 a 4 0% p/p, cujaforma corresponde à metade da palmilha convencional demaneira tal que a mesma fique em contato com a cabeça dodescarregador.
O calçado obtido possui uma resistência elétrica entre250.000 a 1.000.000 Ohms a corpo inteiro ou 500.000 a2.000.000 para cada sapato
Exemplo 3:
Igual do que no exemplo 1, realizou-se o mesmoprocedimento, mas neste caso acrescentaram-se doisdescarregadores. Um na região do salto e o outro na partedianteira.
O calçado obtido possui uma resistência elétrica entre250.000 a 1.000.000 Ohms a corpo inteiro ou 500.000 a2.000.000 para cada sapato
Exemplo 4:
Realiza-se uma botina de segurança da mesma forma do quefoi detalhada no exemplo 3 incorporando a ponteira deaço.
O calçado obtido possui uma resistência elétrica entre250.000 a 1.000.000 Ohms a corpo inteiro ou 500.000 a2.000.000 Ohms para cada sapato
Perante estas condições, foi considerada a possibilidadede eliminar a palmilha resistiva condutiva além não sejarecomendável. Igualmente, para a pessoa usuária,ofereceu-se a proteção necessária perante os riscosmencionados.
Destacamos que essa possibilidade última não érecomendável devido a que o contato do pé e odescarregador poderia não ser efetivo.
Claims (7)
1. - Calçado condutivo, resistivo e contra cargatriboelétrica, compreendendo um corpo ou corte decalçado, uma sola semi-condutora, uma palmilha resistivacondutiva, uma palmilha comum, um fundo ou sola quepossui pelo menos uma porção que ocupa a totalidade daplanta em contato com o solo feita no mesmo material doque os descarregadores e a palmilha semi-condutora edescarregadores cuja finalidade é ligar o corpo humanocom a terra e conseguir a liberação da eletricidadeestática acumulada sobre os quais está fixado o corpo docalçado, caracterizado pelo fato de os descarregadoresultrapassam a palmilha comum e o fundo do calçado fazendocontato entre a palmilha resistiva condutiva e o soloatravés de pelo menos a porção ou toda a sola quando estaé resistiva condutiva.
2. - Calçado condutivo, resistivo e contra cargatriboelétrica, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de o ou os descarregadores e apalmilha resistiva condutiva e a totalidade da sola ou aporção em contato com o solo desta, serem fabricadas, emparte ou em sua totalidade, com o mesmo materialresistivo condutivo.
3. - Calçado condutivo, resistivo e contra cargatriboelétrica, de acordo com as reivindicações 1 ou 2,caracterizado pelo fato de o ou os descarregadores e apalmilha resistiva condutiva e a porção da sola emcontato com o solo serem fabricadas em borracha compostade caucho natural com negro de fumo condutivo numapercentagem que vai de 30 a 40% p/p.
4. - Calçado condutivo, resistivo e contra cargatriboelétrica, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de osdescarregadores serem colocados em qualquer lugar sobre ofundo ou sola.
5. - Calçado condutivo, resistivo e contra cargatriboelétrica, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de o ou os descarregadores seremcolocados na parte do salto.
6. - Calçado condutivo, resistivo e contra cargatriboelétrica, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de o ouos descarregadores possuírem forma de pino.
7. - Método de fabricação de um calçado condutivo,resistivo e contra carga triboelétrica, conforme definidoem qualquer uma das reivindicações de 1 a 6,caracterizado pelo fato de o corpo ou corte de calçado éarmado sobre uma palmilha convencional de armado a qual écolada ou costurada sobre o fundo ou sola que estáconstituída em sua totalidade em um material resistivocondutivo ou possui a porção em contato com o solo a estetipo de material, num passo posterior esburaca-se de cimapara baixo à palmilha convencional de armado e o fundo ousola e se colocam os descarregadores, passando desde apalmilha de armado até sair por baixo do fundo parasegurar o contato com o solo através de toda a solaquando está fabricada no material resistivo condutivo ouatravés da porção feita no material condutivo resistivoem contato com o solo, o excesso dos descarregadores quesobressaem pelo fundo são cortados e se coloca umapalmilha resistiva condutiva que assegura o contato entreo corpo humano e a terra.
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