PT1373617E - Tecido reforçado - Google Patents

Description

Proc. 4116

DESCRIÇÃO TECIDO REFORÇADO A presente invenção tem por objecto um tecido reforçado. Designadamente pode tratar-se de um tecido utilizado em vestuário de protecção individual, especialmente um tecido de protecção térmica para a realização de vestuário para sapadores bombeiros, ou ainda um tecido utilizado em casos de ambientes de risco, para uma protecção mecânica, química, contra arcos eléctricos no caso de um ambiente explosivo.

No domínio dos Equipamentos de Protecção Individual (EPI), usam-se diferentes tipos de têxteis para responder às exigências das normas em vigor e assegurar assim a protecção necessária e suficiente a cada um dos portadores de vestuário. A título de exemplo, encontram-se assim têxteis ignífugos para os sapadores bombeiros, para os quais são medidos os desempenhos térmicos (resistência ao calor por radiação e convectivo, estabilidade térmica, teste de inflamabilidade...) mas também desempenhos mecânicos, anti-estáticos, hidrófugos... Existem também outros tipos de têxteis anti-fogo para trabalhadores da indústria expostos ao calor, onde as exigências de desempenho se relacionam principalmente com a resistência á propagação de chama limitada e as resistências aos calores convectivo e por radiação. Do mesmo modo, existem vestuários de protecção utilizados para operações de

Proc. 4116 soldadura que devem apresentar características de não inflamabilidade, de resistência à propagação de rasgos e resistência contra pequenas projecções de metais em fusão.

Os exemplos acima mostram que há muito frequentemente uma combinação de várias caracteristicas a que um têxtil deve obedecer. Estão geralmente associados os desempenhos mecânicos (resistência à tracção e ao rasgo) e desempenhos térmicos, ou desempenhos mecânicos e químicos, ou ainda desempenhos mecânicos e anti-estáticos.

Os têxteis para equipamento de protecção individual actualmente no mercado utilizam diferentes tipos de matérias primas, que vão dos algodões tratados ignífugos, às aramidas e outras fibras ou filamentos antifogo de última geração. A escolha da matéria prima determina o tipo de protecção do têxtil acabado, o seu nível de desempenho, o seu modo de manutenção, o seu nível de preço e o seu tempo de duração.

Com efeito, quanto mais se escolhe um material de alta gama que possui elevados desempenhos, mais o tecido oferece uma boa protecção e uma maior durabilidade, mas a um preço elevado. Ao contrário, um têxtil realizado com material ignífugo de baixa gama tem desempenhos e longevidade de utilização menores, mas terá um nível de preços mais atractivo. 0 objectivo é sempre obter um tecido com os melhores desempenhos e o melhor conforto por um preço interessante, procurando-se ao mesmo tempo 2

Proc. 4116 ter têxteis que tenham ao mesmo tempo bom desempenho, resistentes, leves e confortáveis.

Um dos meios para melhorar a propensão a rasgos de um tecido é usar uma armadura conhecida sob a denominação RIP STOP, que consiste em dobrar regularmente um fio em cadeia e em trama, de maneira a bloquear a propagação do rasgo. Uma tal armadura permite aumentar em 30% os valores de propagação dos rasgos. 0 inconveniente do uso de uma tal armadura reside no facto de se obter um tecido com algum relevo na face dianteira que induz um desgaste prematuro destes fios duplos e, portanto, uma resistência menos boa ao atrito do que no caso de uma armadura mais lisa como uma tela ou uma sarja.

Por esta razão, é desaconselhado utilizar este tipo de armadura num tecido destinado a ser impresso (do tipo camuflado do exército), visto que a solidez ao atritos secos e húmidos seria degradada pelo facto de este relevo ou a abrasão ser preponderante.

Além disso, uma armadura RIP STOP dá sempre um aspecto mais marcado que pode ser prejudicial ao uso, contrariamente às armaduras mais lisas como as sarjas.

Um dos meios para aumentar as resistências mecânicas de um tecido consiste em utilizar um fio com tecnologia "fio de alma" ou equivalente, onde a matéria prima mais resistente mecanicamente é colocada na alma do fio e coberta por uma ou várias outras matérias primas menos resistentes mecanicamente, mas que trazem as propriedades 3

Proc. 4116 de cor e anti-estáticas do fio final, assim como a protecção eficaz desta alma contra raios UV, abrasão e agressões ligadas à manutenção do vestuário.

Os inconvenientes destas técnicas de fiação são as seguintes: trata-se frequentemente de uma tecnologia onerosa e limitada no que toca à finura do fio que induz um cerrado de têxtil menos importante. É o caso, por exemplo, do core não tecido Kermel® HTA®, ou a Technora® (para-aramida de alto desempenho mecânico) , que é colocado em alma para trazer a resistência ao fio e onde o Kermel® (poliamida imida) é colocado em cobertura para dar a cor final do produto, assim como a protecção do interior. Assim, os tecidos produzidos com este tipo de fio utilizam um fio de finura média - valor Nm 45/2 -comparativamente aos tecidos produzidos em Nomex Delta TA® (mistura homogénea de meta- e para-aramida) construidos com um fio de finura lisura mais importante -Nm 55/2 - que permite obter, com o peso equivalente de tecido, uma protecção térmica mais eficaz, dado que a superficie do tecido Delta TA® é mais fechada. Pelo contrário, um tecido constituido a partir de um fio de tecnologia de mistura homogénea como o Nomex Delta TA® (75% meta-aramida, 23% para-aramida, 2% anti-estático) tem desempenhos mecânicos mais fracos do que os core não tecidos previamente citados.

Um outro meio de melhorar os desempenhos mecânicos de um têxtil consiste em introduzir regularmente um fio de alto desempenho mecânico numa e/ou noutra direcção do têxtil, sem modificar a construção do têxtil. Obtêm-se 4

Proc. 4116 assim tecidos mecanicamente mais resistentes, visto que o novo fio inserido contem muito frequentemente uma forte percentagem de para-aramida; no entanto, este fio pode ter a desvantagem de debotar com o uso e com lavagens sucessivas, dando um aspecto de superfície do têxtil envelhecida, não uniforme e esbranquiçado.

Para obter um têxtil com propriedades anti-estáticas, é conhecida a utilização de um material condutor ou anti-estático em mistura homogénea com os outros materiais que constituem o têxtil; esta mistura pode ser uniforme em fraca proporção em todo o têxtil, ou mais concentrada regularmente nalguns fios nas duas direcções. Em ambos os casos, conforme o material anti-estático utilizado, este aparece mais ou menos à superfície do têxtil, dando um aspecto matizado ou um efeito de grelha ou de vinco mais ou menos marcado que pode ser um inconveniente, especialmente no caso de cores claras. Apenas uma tecnologia de fio de alma com uma alma anti-estática e uma cobertura num outro material permite fazer um têxtil uniforme e colorido; o inconveniente, tal como enunciado anteriormente, é o elevado custo de um fio desses. É conhecido através do documento US 2180770A um tecido reforçado que compreende na sua face posterior uma grela de reforço composta por fios de cadeia e fios de trama, realizado num material que possui propriedades mecânicas mais elevadas que as que realizam os fios da face anterior. 5

Proc. 4116 0 objectivo da invenção consiste em propor um têxtil para o qual se terá melhorado, combinado e acrescentado determinados desempenhos, tendo em vista optimizar a sua aptitão a uma utilização técnica, e isto, sem alterar esteticamente um dos seus lados, ao mesmo tempo que se preservam as suas propriedades têxteis.

Para este efeito, o tecido de protecção térmico a que se refere, compreende, na sua face anterior uma armadura de fio em cadeia numa direcção e fios de trama na direcção perpendicular, ou uma armadura do tipo malha, é caracterizado por compreender, na sua face posterior, uma grelha de reforço composta de fios em cadeia e fios de trama realizados num material que possui propriedades diferentes, tais como propriedades mecânicas mais elevadas que as realizadas pelos fios da face anterior, em que a grelha de reforço está ligada à face anterior pelos seus fios de cadeia e de trama, sendo os fios de cadeia e de trama fixados na face anterior em pontos diferentes e que se cruzam no exterior do tecido de fundo que formam a face anterior.

Os fios de reforço que pertencem á grelha de reforço são ligados pontualmente à face anterior, e cruzam-se criando uma sobre-espessura que encerra uma camada de ar que auxilia a um melhor isolamento térmico do tecido. Isto é particularmente importante quando o tecido é utilizado para a realização de um vestuário destinado a sapadores bombeiros, sendo os diversos materiais utilizados realizados em materiais anti-fogo e não fundíveis. 6

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Com vantagem, a grelha de reforço é ligada ao tecido de fundo durante o fabrico deste.

De acordo com uma forma da execução deste tecido a grelha de reforço é formada por um entrecruzamento de tipo tela dos fios de reforço dispostos em cadeia e em trama.

Vantajosamente os diferentes fios em ambas as direcções são combinados de modo a formar uma armadura complexa de tipo tela, sarja ou cetim, de tal forma que a face anterior ou exterior do tecido seja composta essencialmente por fios de fundo e a face interior por fios de reforço.

Estes fios de fundo que se cruzam, por exemplo em sarja, dão um aspecto de superfície semelhante em todos os pontos de um tecido de sarja padrão (de peso e de construção idênticas) que não tivesse esta grelha. Assim, as características do aspecto da superfície externa serão conservadas.

Esta construção permite obter uma boa resistência ao desgaste na face exterior, uma excelente conservação do aspecto após lavagem, uma melhor aptidão para a impressão, além de boa firmeza contra rasgos, comparativamente a uma armadura rip stop.

Os fios de reforço podem, por exemplo, ser realizados num material que possua desempenhos mecânicos superiores aos do material de fio de fundo. Uma 7

Proc.4116 construção interessante visa ligar os fios de reforço regularmente na sarja de fundo, de maneira a trazer uma melhoria considerável ao nível das resistências à ruptura e propensão a rasgos, estabilidades dimensionais do tecido, e igualmente aumentar a sua resistência ao break open (abertura do tecido a seguir à exposição prolongada a uma chama) ou ao "flash" provocado por um arco eléctrico. Este tipo de construção permite, portanto, realizar tecidos muito mais resistentes com pesos idênticos. Alem disso é possível construir têxteis mais leves e, portanto, mais confortáveis para características mecânicas equivalentes a uma estrutura sem grelha de reforço.

Além disso, como os fios de reforço não são ligados no fundo, formam pequenas flutuações de cadeia e de trama que se cruzam perpendicularmente criando sobre-espessuras em cada cruzamento, participando estas sobre-espessuras no isolamento térmico do tecido. De facto, este efeito de grelha permite aumentar a espessura do tecido, espessura ainda tanto mais importante que as flutuações dos fios de reforço que se cruzam perpendicularmente na face posterior formando uma multiplicidade de pequenas cruzes ou pequenos pontos que mantêm constantemente uma camada de ar nesta rede.

Graças a este tipo de construção, pode-se igualmente escolher incorporar nesta grelha na face posterior materiais sensíveis aos elementos exteriores (radiações UV, abrasão...). 8

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Pode assim usar-se, para obter um têxtil com propriedades mecânicas melhoradas, todos os tipos de aramida (e especialmente as para-aramidas) nos componentes do fio de reforço dado que a fibrilação deste fio será mantida numa das faces do têxtil, sem manchar a outra face que é a face exterior do tecido. A grelha de reforço permite, além disso, trazer desempenhos complementares ao tecido, tais como a anti-estaticidade ou a condutividade. 0 interesse em colocar fios condutores na face posterior permite conservar um aspecto de superfície uniforme em cor, ao mesmo tempo que traz propriedades eléctricas.

Outros materiais podem ser voluntariamente introduzidos na grelha de reforço, como fibras ou filamentos de carbono (muito sensíveis à abrasão), produtos micro-encapsulados, materiais de alteração de forma, fios implantados...

De acordo com uma forma de realização deste tecido, a armadura do lado direito do tecido é realizada em sarja 2/1 para um peso de tecido de 225g/m2. Os fios de fundo ligam-se na face anterior e os fios de reforço na face posterior. As proporções entre os fios de fundo e os fios de reforço são as seguintes: em cadeia: 6 fios de fundo e 1 fio de reforço, ou seja, um fio a cada 2 milímetros. 9

Proc.4116 em trama: 5 fios de fundo e 1 fio de reforço, ou seja um fio a cada 2 milímetros.

Segundo uma possibilidade: os fios de fundo são realizados numa mistura homogénea de meta- e para-aramida com uma fraca percentagem de poliamida carbono, tal como a conhecida sob a marca Nomex Comfort®, onde o valor utilizado é Nm 60/2. os fios de reforço são realizados em para-amida estalada, tal como conhecido sob a marca Kevlar® ou Technora®, onde o valor utilizado é Nm 50/2.

Os fios de reforço formam na face posterior flutuações de cerca de 2 milímetros que se cruzam perpendicularmente formando uma pequena ponta em relevo dirigida para a partes posterior do tecido. Este ganho de espessura do tecido permite obter melhores resultados térmicos em relação a um tecido fechado e de peso idêntico sem grelha.

Esta grelha de reforço permite igualmente aumentar de maneira muito significativa as resistências à ruptura e rasgo do tecido. Os valores obtidos foram comparados com os de um tecido 100% Nomex Delta® de peso e de construção idênticos mas sem grelha de reforço, e um ganho de pelo menos 40% foi medido para as resistências à ruptura e pelo menos de 150% para a propensão ao rasgo. 10

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Além disso, este artigo foi testado até 25 ciclos de lavagem e secagem em tambor para verificar a conservação do aspecto; o resultado é extremamente satisfatório já que não foi constatada nenhuma fibrilação e nenhum esbranquiçado.

Através desta construção, no caso de adição de propriedades anti-estáticas ao têxtil, será possível obter uma face anterior de composição e cor lisa e homogénea dado que a grelha anti-estática da face posterior será eficaz mas invisível. A invenção é aqui descrita com referência ao desenho esquemáticos anexo, que representa uma forma de execução do tecido.

Figura 1 é uma vista de um bocado do tecido vista do interior, isto é do lado da grelha de reforço;

Figura 2 é um vista em corte transversal, perpendicularmente aos fios de trama, segundo a linha II-II da figura 1. 0 desenho representa um tecido que compreende uma armadura de fios de cadeia numa direcção e uma armadura de fios em trama na direcção perpendicular. Os fios de cadeia são designados pela referência 2 e os fios da trama pela referência 3. Este tecido compreende na sua face posterior uma grelha de reforço composta por fios de cadeia 4 e fios de trama 5. Como se vê claramente nas figuras 1 e 2, os fios de cadeia e os fios de trama são 11

Proc. 4116 ligados na face anterior do tecido em pontos diferentes e que se cruzam em pontos 6 no exterior do tecido de fundo que forma a face anterior. Vê-se designadamente através da figura 2 que em determinados locais existem 4 espessuras de fios sobrepostas, formando uma multiplicidade de pequenos pontos que delimitam uma rede que mantém uma camada de ar que favorece o isolamento térmico procurado pelo tecido.

Como é evidente, a invenção não se limita apenas a uma única forma da execução deste tecido, acima descrita a titulo do exemplo, mas engloba, pelo contrário, todas as variantes que caiam no âmbito das reivindicações. É assim designadamente que a face anterior do tecido poderia comportar uma armadura de tipo malha, sem sair do quadro da invenção.

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Claims (9)

1. Proc. 4116 REIVINDICAÇÕES 1. Tecido reforçado do tipo que compreende, na sua face anterior uma armadura de fios de cadeia (2) numa direcção e fios de trama (3) na direcção perpendicular ou uma armadura do tipo de malha, que compreende na sua face posterior uma grelha de reforço composta por fios de cadeia (4) e fios de trama (5) realizados num material que possui propriedades mecânicas mais elevadas que as que realizam os fios da face anterior, caracterizado por a grelha de reforço ser ligada à face anterior pelos seus fios de cadeia e de trama, sendo os fios de cadeia (4} e de trama (5) fixados na face anterior em pontos diferentes e que se cruzam no exterior do tecido de fundo que forma a face anterior.
2. 2. Tecido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a grelha de reforço ser ligada ao tecido de fundo aquando do fabrico desta.
3. 3. Tecido de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por a grelha de reforço ser formada por um entreruzamento de tipo tela dos fios de reforço (4, 5) dispostos em cadeia e em trama.
4. 4. Tecido de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado por os diferentes fios (2, 3, 4, 5) em ambas as direcções serem combinados de modo a formar uma armadura complexa de tipo tela, sarja ou cetim, de tal modo que a face anterior ou exterior do tecido seja 1 Proc. 4116 composta essencialmente por fios de fundo e a face interior por fios de reforço.
5. 5. Tecido de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado por os fios constitutivos (4, 5) da grelha de reforço serem de alta tenacidade, tal como aramida.
6. 6. Tecido de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por os fios (4, 5) constitutivos da grelha de reforço serem realizados em para-aramida estalada, tal como conhecido sob a marca de Kevlar® Technora®.
7. 7. Tecido de acordo com as reivindicações 1 a 6, caracterizado por os fios (2, 3) constitutivos da face anterior do tecido serem realizados com uma mistura homogénea de meta- e para-aramida com uma fraca percentagem de poliamida carbono, conhecida sob marca Nomex Comfort®.
8. 8. Tecido de acordo com o conjunto das reivindicações 6 e 7, caracterizado por a armadura da face anterior ser realizada em sarja 2/1 para um peso de tecido de 225 g/m2, em que as proporções entre os fios (2, 3) de fundo e os fios de reforço (4, 5) são as seguintes: em cadeia: 6 fios de fundo e 1 fio de reforço, ou seja um fio a cada 2 milímetros, no tecido: 5 fios de fundo e 1 fio de reforço, ou seja, um fio a cada 2 milímetros, 2 Proc. 4116 sendo o valor do fio de fundo Nm 60/2 e o valor dos fios de reforço 50/2.
9. 9. O tecido de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por a grelha de reforço conter outros elementos escolhidos entre fibras ou filamentos de carbono, produtos microencapsulados, materiais que mudam de forma ou outros fios implantados. Lisboa, 16 de Novembro de 2006 3 Proc. 4116 Proc. 4116 gj==¥tí

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