PT117959B

PT117959B - Artigo de elastómero com uma superfície texturizada aveludada e método para produzir tal artigo

Info

Publication number: PT117959B
Application number: PT117959A
Authority: PT
Inventors: Pascal Bourquard
Original assignee: Biwi Sa
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2024-02-29
Also published as: PT117959A

Abstract

O INVENTO REFERE-SE A UM ARTIGO FABRICADO FORMADO ESSENCIALMENTE DE UM MATERIAL ELASTOMÉRICO, TENDO O REFERIDO ARTIGO PELO MENOS UMA SUPERFÍCIE VISÍVEL (10) QUE COMPREENDE EM PELO MENOS UMA PARTE TEXTURIZADA, UMA PLURALIDADE DE FIOS (20) QUE SE PROLONGAM DE UMA BASE (21) DA REFERIDA SUPERFÍCIE E DISTRIBUÍDOS PELA TOTALIDADE DA REFERIDA PARTE, TENDO CADA FIO (20) UMA ALTURA MÉDIA A MEDIDA DA REFERIDA BASE ATÉ UMA EXTREMIDADE LIVRE DO FIO TAL QUE 0,250 MM ≤ A ≤ 0,600 MM E UMA LARGURA MÉDIA B NA BASE TAL QUE 0,070 ≤ B ≤ 0,170 MM. O INVENTO TAMBÉM SE REFERE A UM MÉTODO PARA FABRICAR UM TAL ARTIGO POR MOLDAGEM DE UM MATERIAL ELASTOMÉRICO NUM MOLDE QUE TEM UMA SUPERFÍCIE DE MOLDAGEM QUE INCLUI PELO MENOS NUMA PARTE DE SUPERFÍCIE DE MOLDAGEM, UMA PLURALIDADE DE CAVIDADES QUE TÊM UMA ALTURA MÉDIA H MEDIDA DA REFERIDA BASE ATÉ UMA EXTREMIDADE LIVRE DO FIO TAL QUE 0,250 MM ≤ H ≤ 0,600 MM E UMA LARGURA MÉDIA I NA BASE TAL QUE 0,070 MM ≤ I ≤ 0,170 MM.

Description

DESCRIÇÃO

ARTIGO DE ELASTÓMERO COM UMA SUPERFÍCIE TEXTURIZADA AVELUDADA E MÉTODO PARA PRODUZIR TAL ARTIGO

Campo Técnico presente invento refere-se ao campo do fabrico de peças feitas de materiais elastómeros ou termoplásticos. Refere-se mais particularmente a um artigo feito de material elastomérico com uma superfície texturizada aveludada e a um método para produzir tal artigo.

Vantajosamente, o invento pode ser aplicado a qualquer setor industrial para a produção de todos os tipos de artigos que compreendem um elemento feito de material elastomérico. Aplicar-se-á numa aplicação preferida à produção de peças decorativas para relojoaria e, particularmente, à produção de pulseiras, bem como a diversas outras aplicações que utilizam peças moldadas de elastómero ou termoplástico, designadamente artefactos de couro, calçado, embalagem, interiores de automóveis, decoração, bens de consumo e telefonia, entre outras.

Técnica anterior

Atualmente, estão disponíveis comercialmente muitos produtos comerciais feitos de materiais elastoméricos designadamente a borracha. Como exemplo, pode ser feita menção a pneus, utensílios de cozinha, artigos de bricolagem ou inclusivamente decoração interior, bem como artigos para decorar e/ou proteger outros produtos, designadamente pulseiras de relógio ou capas de telemóvel. Estes produtos são geralmente formados por injeção e/ou moldagem de um ou mais materiais elastoméricos em moldes de uma forma adequada aquecidos de 150°C a 300°C, dependendo dos materiais e das suas espessuras por tempos variáveis, para conseguir a sua vulcanização. As peças obtidas da moldagem podem ter um estado superficial liso e/ou texturado, dependendo da forma e texturização interna dos moldes utilizados. Adicionalmente, é possível criar estados superficiais que são mais ou menos ásperos e/ou mais ou menos rugosos ao toque mediante um tratamento subsequente, particularmente por ablação mecânica ou por laser.

Uma contrariedade comummente afirmada referente a artigos e peças feitas de materiais elastoméricos reside, nomeadamente para artigos decorativos, precisamente na sua execução visual e na sua perceção que é percebida como não sendo de alta qualidade devido à sua rugosidade, ou inclusivamente à sua adesão, inerente no material de que são feitos. Por exemplo, US 2012/0027990 Al divulga um artigo que tem propriedades de fricção que não se degradam substancialmente quando a água está presente. Sobressaem hastes flexíveis de uma superfície deste artigo e são inteiramente ou parcialmente feitas de um material elastomérico.

O objeto do presente invento é fornecer um artigo feito de um material elastomérico, que não padece dos defeitos acima referidos e particularmente, tem uma perceção sedosa, agradável, aveludada, análoga à produzida por peças semelhantes feitas de matérias têxteis.

Divulgação do invento

Para alcançar estes objetos, o invento refere-se a um método, cujas características são mencionadas nas reivindicações.

Mais particularmente, e de acordo com um primeiro objeto, o invento fornece um artigo fabricado formado essencialmente por um material elastomérico, tendo o referido artigo pelo menos uma superfície visível que compreende em pelo menos uma parte texturizada uma pluralidade de fios que se prolongam de uma base da referida superfície e distribuídos por toda a referida parte, tendo cada fio uma altura média A medida da referida base até uma extremidade livre do fio tal que 0,250 mm < A < 0,600 mm e uma largura média B na base tal que 0, 070 mm < B < 0,170 mm.

No artigo de fabrico de acordo com o invento, a densidade dos fios na parte texturizada é pelo menos igual a 10 fios por unidade de superfície expressa em milímetros quadrados.

De acordo com uma concretização, o diâmetro médio dos fios a meia altura está entre 0,025 mm e 0,060 mm.

De acordo com uma concretização, a secção de cada fio decresce, indo da base do fio para a extremidade do referido fio.

De acordo com uma concretização, a distância entre centros entre os centros das bases de dois fios consecutivos em duas direções ortogonais no plano da superfície está entre 0, 075 mm e 0,300 mm.

De acordo com uma concretização, o ângulo médio na extremidade livre dos fios, medido na intersecção entre as tangentes às superfícies do fio na referida extremidade numa secção longitudinal, está entre 6 e 30°.

Qualquer que seja a concretização apresentada acima, o artigo é preferencialmente formado de material de borracha, sendo a pluralidade de fios do padrão formada do mesmo material é integralmente formada na superfície do referido material. Alternativamente, o artigo pode ser formado a partir de um material termoplástico.

Vantajosamente, o artigo do invento pode ser um fio de uma pulseira, particularmente de uma pulseira de relógio.

O invento refere-se adicionalmente, de acordo com um segundo objeto, a um método de produção de um artigo fabricado como precedentemente apresentado, que consiste na moldagem de um material elastomérico num molde que tem uma superfície de moldagem que inclui em pelo menos uma parte de superfície de moldagem uma pluralidade de cavidades que têm uma altura média h medida da referida base até uma extremidade livre do fio tal que 0,250 mm < h < 0,600 mm e um largura média I na base tal que 0,070 mm < I < 0,170 mm.

De acordo com este método, a produção das cavidades no molde é preferencialmente obtida por ablação por laser na superfície de moldagem.

Adicionalmente, de acordo com uma concretização, o molde é aquecido durante a injeção até uma temperatura entre 160°C e 250°C.

Finalmente, a moldagem do material elastomérico pode resultar da injeção do material elastomérico no estado liquido no molde ou da compressão no estado sólido no molde.

Breve descrição dos desenhos

Outras caracteristicas do presente invento tornar-seão mais claramente evidentes da leitura da seguinte descrição, com referência aos desenhos anexados, em que:

Fig. 1 mostra uma vista lateral de uma parte de superfície texturizada de um artigo fabricado de acordo com o invento, e

Fig. 2 mostra uma vista de cima de uma parte de superfície texturizada de uma amostra de uma parte de acordo com o invento visualizada com um microscópio eletrónico.

Concretizações do invento

Na descrição que se segue, o invento será apresentado em relação com a produção de um artigo fabricado que tem uma superfície texturizada aveludada, designadamente um fio de pulseira que consiste numa peça texturizada em elastómero com a ajuda de um molde adequado. Porém, este pedido não se destina a limitar o âmbito do presente invento, que se aplicará igualmente à produção de qualquer tipo de artigo fabricado feito de um material elastomérico.

Vantajosamente, o invento propõe o fornecimento de um artigo fabricado feito de material elastomérico vulcanizado, que inclui numa superfície, ou mais precisamente em pelo menos uma parte de superfície, uma textura aveludada obtida inteiramente a partir da massa do material elastomérico, durante a moldagem de um esboço de base com a ajuda de uma impressão de molde adequado, tendo a referida impressão uma texturização de superfície de moldagem adequada para a formação, numa parte de superfície do referido esboço em contacto com a referida parte texturizada de molde, uma pluralidade de fios de formas e dimensões tais que a perceção e a textura correspondente da referida parte de superfície do esboço após a moldagem e arrefecimento são semelhantes às de um tecido em veludo.

Vantajosamente, tal textura aveludada proporciona um acabamento do tipo têxtil, aparência e perceção de elevada qualidade para artigos feitos de materiais elastoméricos, cuja aparência e perceção usualmente mais mate, sintética e como borracha, são predominantemente não percebidas como sendo de elevada qualidade pelos consumidores de artigos que consistem nos mesmos, mas antes como protetores, resistentes mecanicamente e impermeáveis que são as propriedades procuradas, como prioridade para artigos feitos de materiais elastoméricos.

Vantajosamente, os artigos fabricados de acordo com o invento proporcionam assim as mesmas vantagens técnicas de proteção, resistência mecânica e resistência aos fluidos líquidos, oferecendo simultaneamente uma aparência e perceção de muito elevada qualidade que são crescentemente procuradas pelos consumidores.

As Figs. 1 e 2 mostram uma parte de textura aveludada de um artigo fabricado de acordo com o invento, respetivamente numa vista lateral (Fig. 1) que detalha a modelação dos fios de material e uma vista de cima (Fig. 2) que detalha a disposição dos referidos fios relativamente uns aos outros numa parte de superfície texturizada do artigo fabricado.

Os fios (20) sobressaem numa superfície (10) substancialmente plana do artigo fabricado. Particularmente, a superfície (10) pode ser uma superfície de um esboço de material elastomérico que foi moldado ou, alternativamente, uma folha de material elastomérico calandrado, moldado, para ser texturado para compreender os fios que formam a textura aveludada do invento, sendo esta folha calandrada possivelmente afixada e ligada a um esboço de material elastomérico e vulcanizada com o mesmo ou agarrada, particularmente por colagem.

Cada fio (20) tem uma forma substancialmente triangular, com uma base (21) integralmente formada na superfície (10) do artigo e que tem uma secção que gradualmente decresce afastada da referida superfície (10). Como pode ser visto na Fig. 1, cada fio (20) é caracterizado por uma altura A, medida entre a sua base e a sua ponta livre, uma largura de base ou diâmetro B medida entre as extremidades da base (21) que se juntam à base (21) de um fio adjacente (20), um diâmetro a meia altura C e um ângulo no topo D.

De acordo com o invento, a está entre 0,250 mm e 0,600 mm está entre 0,070 mm e 0,170 mm.

altura média A dos fios (20) e a largura média B na base

Adicionalmente, o diâmetro médio C a meia altura está entre 0,025 mm e 0,060 mm e o ângulo médio D na extremidade livre dos fios, medido na intersecção entre as linhas tangentes às superfícies do fio (20), na referida extremidade, está entre 6 e 30°.

Adicionalmente, como mostrado mais particularmente na Fig. 2, a distância entre centros E entre os centros das bases (21) de dois fios consecutivos (20) em duas direções ortogonais X, Y no plano da superfície (10) nas quais o referido fio se projeta está entre 0,075 mm e 0,300 mm, sendo a densidade dos fios (20) na parte texturizada pelo menos igual a 10 fios por mm².

Um configuração e uma disposição dos fios (20), como definido acima na superfície ou na parte de superfície (10) de um artigo fabricado de acordo com o invento proporciona vantajosamente uma textura aveludada comparável a fibras na ordem de 1,5 a 1,7 DTEX, proporcionando uma perceção extremamente sedosa de fibras curtas e densas, tanto flexíveis como resistentes, sem rugosidade ou abrasão ao contacto manual.

artigo fabricado do invento inclui pelo menos uma pele, ou seja, uma camada exterior que consiste em material elastomérico, ou é inteiramente formada por material elastomérico vulcanizado, que tem uma superfície livre ou parte de superfície (10) que é texturizada de acordo com o invento.

Como exemplo, os elastómeros utilizados para produzir o artigo fabricado do invento podem ser escolhidos de elastómeros gerais designadamente borracha natural, poliisopreno, um copolimero de estireno e butadieno, conhecido pela abreviatura SBR, ou polibutadieno. Os elastómeros também podem ser escolhidos de elastómeros especiais, designadamente, por exemplo, um copolimero de isobutileno e isopreno, conhecido pela abreviatura IIR, policloropreno, um copolimero de etileno e propileno dieno, conhecido pelo nome EPDM, ou um copolimero de etileno e propileno, conhecido pelo nome EPM.

Particularmente, o referido artigo fabricado pode consistir numa ou mais folhas de material elastomérico calandrado, como definido acima. As folhas de material calandrado podem ser montadas umas em cima das outras por vulcanização, por assim dizer, de forma convencional para fazer peças elastoméricas, para formar um esboço, como mencionado precedentemente para as finalidades de moldagem do artigo fabricado do invento. Cada folha de material calandrado que constitui o esboço pode ter particularmente, uma espessura preferencialmente entre 0,5 mm e 10 mm mais preferencialmente entre 1 mm e 3 mm.

Vantajosamente, o objeto fabricado de acordo com o invento pode ser obtido por implementação de um método de moldagem, conforme descrito abaixo.

Inicialmente, um primeiro passo consiste em fornecer uma preparação de material elastomérico escolhido dos supracitados componentes básicos. Inicialmente, a preparação de material elastomérico consiste essencialmente numa base líquida de material elastomérico, por exemplo, de borracha natural, EPDM ou EPM, que é misturada de maneira a obter uma mistura homogénea.

Esta preparação é então separada numa forma líquida ou como folhas calandradas grosseiras, destinadas à produção de montagens vulcanizadas com outros componentes de material elastomérico que são idênticos ou de uma natureza complementar, para poderem ser capazes de serem reticuladas conjuntamente.

A preparação elastomérica é então moldada num molde que tem uma superfície de moldagem texturizada, para incluir em pelo menos uma parte de superfície de moldagem uma pluralidade de cavidades que têm uma altura média h e uma largura média I na base que se conformam com as dimensões A e B dos fios (20) da textura do objeto fabricado, produzido como mencionado precedentemente.

Vantajosamente, as cavidades do molde podem ser dispostas de maneira a formar uma estrutura semelhante a um favo de mel, que tem a vantagem de organizar as cavidades, ou respetivamente, os fios (20), de uma maneira regular na superfície texturizada do molde e consequentemente da parte moldada, para controlar a ordenação e o espaçamento dos referidos fios (20), particularmente na parte moldada. Adicionalmente, isto permite reduzir as superfícies residuais entre as bases dos fios moldados, permitindo simultaneamente um escoamento regular do material fluido elastomérico no molde, independentemente das pressões de injeção ou dos efeitos dinâmicos do material líquido no molde durante a injeção.

A maquinação das cavidades na superfície de moldagem pode ser realizada mediante um raio laser, por exemplo.

A moldagem é realizada para que o material elastomérico injetado no molde seja pelo menos parcialmente vulcanizado, a uma temperatura entre 160°C e 250°C.

Como uma alternativa a uma injeção de material elastomérico líquido num molde, o objeto fabricado do invento também pode ser produzido por moldagem de uma folha calandrada de material elastomérico como acima definido, consequentemente no estado sólido, comprimido no molde.

Como indicação, foram produzidas cinco amostras diferentes de artigos fabricados de acordo com o presente invento por moldagem como precedentemente detalhado. Estas diferentes amostras foram então submetidas a análise dimensional das suas estruturas e particularmente, dos seus fios (20), para verificar a sua conformidade com os parâmetros dimensionais desejados do presente invento.

As medições das caracteristicas das diferentes amostras produzidas são apresentadas abaixo na Tabela 1.

É interessante notar que as amostras 1 e 5, que constituem respetivamente as amostras que têm os fios das dimensões mais pequenas e maiores, respetivamente, em termos de altura média A e de diâmetro da base B, constituem, no mínimo, exemplos extremos de estruturação satisfatória em veludo na aceção do presente invento. Efetivamente, foi provado ser extremamente complicado, senão impossível, produzir uma estruturação uniforme dos fios (20) de uma altura inferior à altura média A da amostra 1, particularmente com fios que são individualmente distintos uns dos outros, para proporcionar o efeito de toque sedoso, semelhante ao veludo, desejado para o invento, sem rugosidade excessiva e fricção que aparecem ao toque.

Adicionalmente, as alturas de fio e larguras de fio maiores que as da amostra 5 tendem a fornecer fios mais largos, cujas extremidades são menos cónicas, e de uma textura que já não é sedosa, mas filar, consequentemente com uma execução de menor qualidade para o consumidor, particularmente para artigos decorativos fabricados, designadamente fios de pulseiras, mostradores ou outras partes decorativas de relógios e jóias, por exemplo.

Tabela 1:

Amostra	A Altura média (mm)	B Diâmetro da Base (mm)	C Diâmetro a média altura (mm)	D Ângulo (graus)	E Distância central X-Y (mm)	F Distância central diagonal (mm)
1	0,276	0,074	0,029	12,033	0, 075	0, 111
2	0,428	0, 071	0, 034	6, 776	0, 12	0, 171
3	0,508	0,109	0, 042	10,851	0, 11	0, 159
4	0,569	0,146	0, 056	26,4	0,24	0, 17
5	0, 607	0, 171	0,046	23	0,30	0,22

invento fornece assim artigos fabricados em materiais elastoméricos que apresentam uma textura aveludada semelhante a um veludo têxtil e que tem uma execução e perceção de alta qualidade, particularmente apropriadas para a produção de todo o tipo de peças, nomeadamente peças decorativas para relojoaria e joalharia e, por exemplo, fios de uma pulseira.

invento também pode ser aplicado ao fabrico de peças texturizadas feitas de materiais elastómeros ou termoplásticos para outras indústrias e aplicações e particularmente, para calçado, armações oculares, bens de consumo e telefonia, automóvel, particularmente peças interiores, artefactos de couro, decoração ou embalagem.

Lisboa, 14 de fevereiro de 2024

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Um artigo fabricado formado essencialmente por um material elastomérico, tendo o referido artigo pelo menos uma superfície visível (10) que compreende em pelo menos uma parte texturizada uma pluralidade de fios (20) que se prolongam de uma base (21) da referida superfície e distribuídos pela totalidade da referida parte, caracterizado por cada fio (20) ter uma altura média A medida da referida base até uma extremidade livre do fio tal que 0,250 mm < A < 0,600 mm e uma largura média B na base tal que 0,070 < B á 0,170 mm, por a densidade dos fios (20) na parte texturizada ser pelo menos igual a 10 fios por unidade de superfície expressa em milímetros quadrados (mm²) , e por o ângulo médio (D) na extremidade livre dos fios (20), medida na intersecção entre as tangentes às superfícies do fio (20) na referida extremidade numa secção longitudinal estar entre 6 e 30°.
2. O artigo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o diâmetro médio (C) dos fios (20) a meia altura estar entre 0,025 mm e 0,060 mm.
3. O artigo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por a secção de cada fio (20) decrescer, indo da base do fio para a extremidade do referido fio.
4. O artigo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a distância entre centros (E) entre os i

centros das bases (21) de dois fios consecutivos (20) em duas direções ortogonais no plano da superfície estar entre 0,075 mm e 0,300 mm.
5. O artigo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o referido artigo ser um fio de uma pulseira.
6. Um método para produção de um artigo fabricado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5 e formado essencialmente por material elastomérico, tendo o referido artigo pelo menos uma superfície (10) visível que compreende pelo menos uma parte texturizada uma pluralidade de fios (20) que se prolongam de uma base (21) da referida superfície e distribuídos pela totalidade da referida parte, caracterizado por cada fio (20) ter uma altura média A medida da referida base até uma extremidade livre do fio tal que 0,250 mm < A < 0,600 mm e uma largura média B na base tal que 0,070 mm < B < 0,170 mm, a densidade dos fios (20) na parte texturizada é pelo menos igual a 10 fios por unidade de superfície expressa em milímetros quadrados (mm²), e por o ângulo médio (D) na extremidade livre dos fios (20), medida na intersecção entre as tangentes às superfícies do fio (20) na referida extremidade numa secção longitudinal estar entre 6 e 30°, consistindo o processo na moldagem de um material elastomérico num molde que tem uma superfície de moldagem que inclui em pelo menos uma parte da superfície de moldagem, uma pluralidade de cavidades que têm uma altura média h medida da referida base até uma extremidade livre do fio tal que 0,250 mm < h < 0,600 mm e uma largura média I na base tal que 0,070 mm < I < 0,170 mm.

Ί. Ο método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a produção das cavidades no molde ser obtida por ablação por laser na superfície de moldagem.
8. 0 método de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado por o molde ser aquecido durante a injeção até uma temperatura entre 160°C e 250°C.
9. 0 método de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado por o material elastomérico ser injetado no estado líquido no molde ou comprimido no estado sólido no molde.

Lisboa, 14 de fevereiro de 2024