PT1892331E - Tapete de relva sintética e processo do respectivo fabrico - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO
TAPETE DE RELVA SINTÉTICA E RESPECTIVO PROCESSO DE
FABRICO A presente invenção refere-se a tapetes de relva sintética (ou «artificial»).
Tapetes de relva sintética têm sido utilizados até agora, em particular para proporcionar áreas verdes para decoração urbana e instalações similares, para orlar piscinas, e, de uma maneira geral, para substituição de tapetes de relva natural em todas as situações em que a utilização e a manutenção de tapetes de relva natural possam provar serem criticas. A utilização do tapete de relva sintética recebeu novo impulso ultimamente para utilização de tapetes para instalações desportivas, por exemplo, campos de futebol. A literatura correspondente é extremamente extensa, como é testemunhado, ao nível de patentes, por documentos como, por exemplo: US-A-3 731 923, US-A-4 337 283, US-A-5 958 527, US-A-5 961 389, US-A-5 978 645, JP-B-32 53 204, JP-A-10037122, DE-A-44 44 030, EP-A-0 377925 e EP-A-1 158 099.
Em particular, a partir do documento mencionado em último lugar que pertence ao requerente do presente pedido de patente, é conhecida uma estrutura de relva sintética, que compreende um substrato em folha com uma multiplicidade de formações filiformes prolongando-se a partir do substrato para simular a área com relva de um relvado natural e um material de enchimento particular ou «enchimento», disperso entre as formações filiformes de maneira a manter as referidas formações filiformes 1 substancialmente verticais. Especificamente, o tapete de relva sintética acima referido é caracterizado por o material de enchimento em partículas (enchimento) ser constituído por uma massa substancialmente homogénea de um material granular escolhido no grupo constituído por materiais com base em poliolefina e materiais com base em polímeros de vinilo.
Outros desenvolvimentos vantajosos da função anterior são descritos nos documentos EP-A-1 319 753, EP-A-1 375 750, EP-A-1 371 779, bem como o documento EP-A-1 486 613, e ainda o pedido de patente europeia N°05425957.7, estando todos estes documentos registados em nome do presente requerente.
Durante alguns dos últimos anos, no que respeita a pedidos relativos à construção de tapetes de relva para instalações desportivas, a actividade de inovação foi atingida principalmente nas características e modalidades de distribuição do material de enchimento ou enchimento.
Na totalidade, menos atenção foi prestada às características do fio utilizado nas formações filiformes. Neste aspecto, deve ser feita referência, por exemplo, a EP-A-0 259 940, que descreve, em vez disso, a possibilidade de utilização num tapete de relva sintética de um filamento obtido com a coextrusão de materiais polímeros de diferente composição, em particular com diferentes coeficientes de fricção. 2
Uma solução largamente utilizada para a execução das formações filiformes atrás referidas pretende recorrer a um filamento tendo por base um material plástico, por exemplo, polietileno. 0 material em questão é inicialmente laminado de maneira a formar uma folha com a espessura de, por exemplo, 200-300 microns. A folha é então sujeita a uma operação de corte, que divide a folha num grande número de tiras de pequena largura (por exemplo, 10-20 mm). A operação de corte é normalmente seguida por uma ou mais operações de estiramento longitudinal, bem como por operações possíveis de fibrilhação.
Uma técnica alternativa (técnica de «fio único») pretende, pelo contrário, que um material originado como fio único de uma fiação seja sujeito a um processo de estiramento longitudinal.
Qualquer que seja a técnica adoptada para o fazer, o filamento assim obtido é enrolado em bobinas. As bobinas em referência são então utilizadas para abastecer postos de trabalho que constituem a estrutura básica do tapete de relva sintética do tipo atrás referido, i.e. com as formações filiformes que se prolongam do substrato em folha. As referidas estações de trabalho funcionam tipicamente com técnicas conhecidas, técnicas semelhantes de acolchoamento ou outras semelhantes.
Em particular, estas técnicas destinam-se a «implantação» no substrato em folha (o qual é continuo ou substancialmente contínuo, por exemplo, em virtude de possuir orifícios de drenagem), formações em fios com uma 3 configuração de uma maneira geral em forma de U. Cada formação constitui basicamente uma espécie de tufo com uma porção em laço que passa por baixo do substrato, e dois ramos laterais que se prolongam verticalmente acima do substrato simulando lâminas de relva. No caso de fio único, pelo contrário, o tufo é constituído por quatro, seis ou mesmo oito tiras ou «lâminas» de acordo com a espessura e/ou a largura da própria lâmina. A operação de fibrilhação (executada quer antes quer depois da implantação no substrato) tem basicamente o objectivo de «dar mais corpo» ao filamento e daí ao tufo com ele formado. 0 tufo é de facto constituído normalmente por um ou mais fios que tendem a alargar-se de maneira que um único tufo de relva sintética pareça mais denso e portanto mais semelhante a um tufo de relva natural. No caso de elementos em lâmina, as lâminas sujeitas a fibrilhaçao tendem a dividir-se em várias tiras.
Embora satisfatórias no seu conjunto, estas técnicas tradicionais deixam margem para novas melhorias no que respeita a vários aspectos.
Um aspecto importante diz respeito à fixaçao nas formações filiformes aos substratos em folha.
Uma técnica largamente utilizada pretende a aplicação na parte inferior do substrato (i.e. aquela que é orientada para baixo quando o tapete de relva sintética é colocado), 4 uma dispersão aquosa de latex, por exemplo, do tipo latex SBR. A solução em questão é seca e o latex, digamos assim, atravessa ou «entope» as aberturas de passagem das formações filiformes através do substrato em folha. A acção de fixação assim obtida não pode contudo ser considerada satisfatória uma vez que as formações filiformes podem ser retiradas com relativa facilidade.
Outras soluções (tais como, por exemplo, as que vêm descritas em US-B-6 338 885 ou US-B-6 723 412) pretendem a aplicação, uma vez mais, na parte inferior do substrato, de tiras de fita adesiva ou outro material adesivo que se destinam a fixar as partes em laço nas configurações em forma de U referidas anteriormente como mais firmes.
Um inconveniente importante desta técnica deriva do facto das tiras atrás citadas formarem um reforço na parte inferior dos substratos inferiores, que deixam de se apoiar completamente nas fundações e terminam assumindo caracteristicas direccionais marcadas no que se refere à resistência a esforços mecânicos. 0 aspecto atrás mencionado assume particular importância devido ao facto de o substrato em folha do tapete de relva sintética dever estar em condições de desempenhar uma acção efectiva de estabilização dimensional do tapete de relva sintética, acção que não é em geral executada satisfatoriamente por camadas em folha do tipo tradicional, por exemplo, com base em lâminas de poliester e/ou polipropileno. 5
Mais especificamente, a invenção refere-se a um tapete de relva sintética de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, que é conhecida, e.g. a partir de JP 06 116 155. Substancialmente semelhantes disposições são conhecidas, e.g. a partir de JP 11 291 308 ou US-A-4 705 706 . O principal objecto da presente invenção é então melhorar os tapetes de relva sintética existentes no que se refere, quer aos aspectos referidos anteriormente, i.e. fixação das formações filiformes ao substrato e a acção de estabilização dos tapetes de relva sintética por substratos em folha.
De acordo com a presente invenção, este objecto é conseguido devido a um tapete de relva sintética com as características referidas especificamente na Reivindicação 1 que se segue. A invenção refere-se também a um processo correspondente como é referido na Reivindicação 11.
As reivindicações fazem parte integrante da divulgação técnica nelas incluídas relativamente à invenção. A invenção será em seguida descrita, apenas a título de exemplo não limitativo com referência às figuras dos desenhos anexos, nas quais: 6
As Figuras 1 a 4 ilustram passos sucessivos de um possível processo de construção de um tapete de relva sintética do tipo nelas descrito; A Figura 5 ilustra uma forma de realização diferente possível do tapete de relva sintética ilustrado nas Figuras 1 a 4; e A Figura 6 é uma ilustração esquemática de um tapete de relva sintética do tipo aqui descrito integrado de um enchimento de material granular, na posição típica de colocação e utilização final.
Na Figura 1 dos desenhos anexos, o número 10 de referência designa uma almofada com uma espessura substancialmente igual a 3 mm e a um peso por unidade de área substancialmente igual a 300 g/m2, constituído por uma base de poliester ou PET.
Na estrutura da invenção, podem em qualquer caso ser com vantagem utilizadas espessuras tipicamente de 1,5 mm (peso por unidade de área: 150 g/m2) e 4 mm (peso por unidade de área: 400 g/m2) e/ou qualquer material com base em poliolefina. O termo «almofada» é aqui destinado a identificar um material em folha obtido a partir de filamentos, fios ou fibras associados em conjunto de maneira a: 7 atribuir à camada 10 de material qualidades de resistência mecânica a forças de tensão, de maneira a obrigar a almofada 10 a não se rasgar nas condições normais de utilização a seguir definidas; e obrigar a que estejam em qualquer caso presentes em espaços vazios entre filamentos, fios ou fibras de maneira a permitir uma fixação firme da almofada 10 a uma outra camada 12 (e, possivelmente uma rede 20) descrita em maior pormenor a seguir.
Por exemplo, a almofada 10 pode ser executada na forma de: uma estrutura simples tecida (de maneira a apresentar uma trama e um urdidura), um tecido tricotado, um nao tecido ou um feltro, estabilizado possivelmente com uma trama acolchoada.
Evidentemente, as formas de realização atrás descritas que também podem ser combinadas umas com as outras, pretendem, por exemplo, a formação da almofada 10 na forma de um nao tecido subsequentemente acolchoado/almofadado com um padrão de trama-e-urdidura.
Quando as anteriores caracteristicas não derivam já intrinsecamente do material utilizado (como no caso de poliester ou PET) , a almofada 10 pode ser tratada com agentes conhecidos para as tornar hidrofóbicas. A Figura 2 ilustra o acoplamento da almofada 10 à camada 12 como atrás foi mencionado. A camada 12 é constituída por um material termoplástico (daí que funde pelo calor) tipicamente um material à base de poliolefina, tal como, por exemplo, polietileno. O acoplamento da camada 12 à almofada 10 pode ser obtido por várias técnicas já em si conhecidas.
Por exemplo, a camada 12 de material pode ser acoplada à almofada 10 por «pressão a quente». Em alternativa, a camada 12 pode ser dispersa na almofada 10. Técnicas alternativas incluem a pulverização da camada 12 de material no estado líquido ou em fusão com consolidação suficiente, e ligação obtida pela aplicação de ultra-sons. 9 A ligação é obtida, de um modo preferido, de forma contínua sobre todas as superfícies frontais da almofada 10 da camada 12. Soluções menos preferidas pretendem que a ligação seja feita apenas em porções de superfícies frontais (por exemplo, com um padrão em malha ou cosido à mão) e/ou com uma ligação de tipo mecânico, por exemplo, através de acolchoamento ou processo semelhante.
Numa forma de realização que é particularmente preferida (mas não em si imperativa) , é pretendido que, como representado esquematicamente na Figura 5, contra a camada 12 seja estabelecido (de um modo preferido, acoplado à camada 12 aplicada à almofada 10 numa só passagem) uma rede 20 estabilizadora, constituída, por exemplo, por uma rede também realizada em produto termoplástico e portanto material que funde pelo calor e, de um modo preferido, de um poliester com um trabalho de rede consolidado a quente e estabilizado, com peso por unidade de área de entre 30 e 150 g/m2 (de um modo preferido, substancialmente igual a 80 g/m2). O material laminado combinado (almofada 10 mais camada 12 e, se for o caso, rede 20) assim obtido é então utilizado como substrato laminar para a construção de um tapete de relva sintética de acordo com as modalidades (em si próprias conhecidas) referidas esquematicamente na Figura 3. O material 10, 12 (e possivelmente 20) laminado combinado é introduzido no equipamento (não representado, mas do tipo bem conhecido no sector de fabrico de tapetes 10 de relva sintética) substancialmente semelhante a uma máquina de decoração com tufos. 0 equipamento em questão implanta no substrato 10, 12 (e possivelmente 20) em folha formações 14 de fios com uma configuração com forma geral de U. Cada formação constitui basicamente uma espécie de tufo com uma parte 16 em laço que passa por baixo do substrato 10, 12 e dois ramos 18 que se prolongam na vertical acima do substrato 10, 12 simulando lâminas de relva.
Em passos subsequentes do processo de fabrico de tapetes de relva sintética (passos não ilustrados aqui, por também serem eles próprios pouco importantes para se perceber e implementar a invenção), os ramos 18 atrás referidos podem ser submetidos a tratamentos posteriores, por exemplo, fibrilhação, enrolamento, etc. destinados a que os filamentos que os constituem reproduzam de uma forma ainda mais fiel a aparência de relvados naturais. A operação de implantação das formações 14 filiformes é obtida de tal modo que as partes 16 em laço ficam em contacto com a camada 12 (e com a rede 20 se estiver presente), enquanto que as formações 18 se salientam relativamente ao plano geral do substrato 10, 12 do lado em que a almofada 10 é aplicada. A estrutura do tapete de relva sintética assim obtida é então sujeita à acção do elemento H de aquecimento (e.g. 11 uma placa ou cilindro aquecido que operam, de um modo preferido, por contacto) de acordo com as modalidades representadas esquematicamente na Figura 4, sendo o objectivo produzir a fusão localizada - com a consequente soldadura mútua - das partes 16 em laço e areolas da camada 12 (e da rede 20, se presente) na área correspondente àquela em que as partes 16 em laço se prolongam. A soldadura é obtida graças ao facto de, quer o material das formações 14 filiformes (e portanto as partes 16 em laço) e o material da camada 12 (e da rede 20, se presente) são obtidos a partir de material termoplástico, e portanto funde pelo calor e solda pelo calor. Por esta mesma razão, numa forma de realização mais preferida da invenção, o material da camada 12 é escolhido de maneira que seja idêntico - ou, pelo menos, substancialmente semelhante ao - material que constitui as formações 14 filiformes.
Como já foi dito, o polietileno constitui uma escolha preferida deste ponto de vista. A escolha de polietileno permite de facto que seja obtida uma soldadura homogénea e essencial, exigindo na parte inferior da estrutura representada na Figura 3 temperaturas na faixa dos 110 a 200°C, de acordo com o valor dado ao tempo da aplicação, neste caso sem qualquer risco de induzir fenómenos negativos, tanto na almofada 10 como nas partes das formações 14 filiformes designadas por 18 que se destinam a simular o relvado natural. 12 A ligação por soldadura a quente é imediatamente calculável no sentido de que as formações 14 filiformes ficam ligadas numa forma definitiva e muito firme ao substrato laminar do substrato em folha constituído pela almofada 10 e pela camada 12 (e, se presente, pela rede 20) .
Ao mesmo tempo, o conjunto formado pela almofada 10 e pela camada 12 (e pela rede 20, se estiver presente) proporciona um substrato em folha do tapete de relva sintética com excelentes qualidades de estabilidade dimensional e resistência às forças de tensão, para deformação e rompimento. Estas qualidades são manifestadas de uma forma praticamente uniforme em todas as direcções, evitando desta forma que este substrato (e também o tapete de relva sintética como um todo) apresente características indesejáveis de comportamento direccional. O facto da camada 10 apresentar as características de uma almofada com uma certa espessura tem o efeito benéfico de dar «corpo» ao tapete de relva sintética também no caso deste não ser substancialmente preenchido com enchimento granular.
As características hidrofóbicas da almofada 10 significam além disso que o tapete de relva sintética apresenta qualidades excelentes de drenagem da água da chuva, evitando desta forma a formação de áreas turvas ou ensopadas que podem conduzir à estagnação. 13
Como ilustrado esquematicamente na Figura 6, o tapete de relva sintética atrás descrito pode com vantagem ser integrado utilizando sementes de um material 22 de enchimento constituído por um material granular, por exemplo, um material baseado em poliolefinas (compreendendo este termo evidentemente também os chamados «elastómeros termoplásticos»).
Numa forma de realização da invenção que até ao momento é particularmente preferida, o material 22 de enchimento atrás mencionado é do tipo descrito em EP-A-1 158 099.
Evidentemente, sem prejudicar o princípio da invenção, os pormenores de construção e a forma de realização podem variar largamente relativamente àquilo que é aqui descrito e ilustrado, sem por isso sair do âmbito da invenção como é definido pelas reivindicações anexas.
Lisboa, 5 de Junho de 2012. 14
Claims (11)
- Reivindicações 1. Tapete de relva sintética que compreende: um substrato (10, 12, 20) feito de um material em folha; e formações (14) filiformes, implantadas no substrato (10, 12, 20) em forma de folha de maneira a apresentar uma parte (16) em laço que se prolonga para cima contra uma das superfícies do referido substrato (10, 12, 20) em forma de folha e ramificações (18) livres que se prolongam a partir da superfície oposta do referido substrato (10, 12, 20) em forma de folha afim de simular o relvado verdadeiro de relva natural, caracterizado por: ambas as partes (16) em anel e as areolas da referida, pelo menos, uma camada (12) nas áreas em que as referidas partes (16) em anel se fundem para produzir soldadura mútua, e a referida almofada (10) ter uma espessura de entre 1,5 e 4 mm, de um modo preferido, cerca de 3 mm.
- 2. Tapete de relva sintética de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as referidas partes (16) em laço das referidas formações (14) filiformes e a referida, pelo menos, uma camada (12) feita de material que funde pelo calor terem base de poliolefina.
- 3. Tapete de relva sintética de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ambas as partes (16) em laço das referidas porções (14) filiformes 1 e a referida, pelo menos, uma camada (12) de material que funde pelo calor terem base de polietileno.
- 4. Tapete de relva sintética de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a referida pelo menos uma camada (12) feita de material que funde por calor estar associada a uma rede (20) de estabilização, que é também feita de um material que, pelo menos, parcialmente, funde pelo calor, solda por calor à referida, pelo menos, uma camada (12) de material que funde por calor e às referidas partes (16) em laço das referidas formações (14) filiformes.
- 5. Tapete de relva sintética de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a referida rede (20) ter um peso por unidade de área entre 30 e 150 g/m2, de um modo preferido, substancialmente um valor igual a 80 g/m2.
- 6. Tapete de relva sintética de acordo com a reivindicação 4 ou reivindicação 5, caracterizado por a referida rede (20) ser uma rede de poliester, de um modo preferido com a rede fixada por calor e estabilizada.
- 7. Tapete de relva sintética de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a referida almofada (10) ter um peso por unidade de área entre 150 e 400 g/m2, de um modo preferido, substancialmente igual a 300 g/m2.
- 8. Tapete de relva sintética de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a 2 referida almofada (10) ser fabricada de material hidrofóbico.
- 9. Tapete de relva sintética de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a referida almofada (10) ser submetida a tratamento de hidrofobicidade.
- 10. Tapete de relva sintética de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a referida almofada ter uma estrutura escolhida entre: uma estrutura de tecido simples; uma estrutura tricotada; uma estrutura de não tecido; uma estrutura de feltro; e uma combinação das estruturas anteriores, por exemplo, uma estrutura de feltro acolchoada.
- 11. Processo para fabricação de um tapete de relva sintética de acordo com as reivindicações 1 a 10, compreendendo as operações de: fornecimento do referido substrato (10, 12, 20) de material em folha; e implantação no atrás mencionado substrato (10, 12, 20) de formações (14) filiformes com partes (16) em laço que se prolongam na vertical contra uma das superfícies do referido substrato (10, 12, 20) em forma de folha e ramos (18) livres que se prolongam para a superfície oposta do referido 3 substrato (10, 12, 20) para simular o aspecto do relvado verdadeiro, processo caracterizado por compreender as operações de: formação dos referidos substratos (10, 12, 20) em folha em forma de almofada (10) acoplada a, pelo menos, uma camada (12) de material que funde por calor, formação das referidas formações (14) filiformes, que também são fabricadas de material que funde por calor, implantação das referidas formações (14) filiformes no substrato (10, 12, 20) atrás mencionado em folha, com a referida parte (16) em laço que se prolonga numa área correspondente à referida, pelo menos, uma camada (12) de material que funde pelo calor, e as referidas partes (16) em laço soldadas por calor das referidas formações (14) filiformes à referida, pelo menos, uma camada (12) de material que funde pelo calor produzindo a fusão das referidas partes (16) e as areolas da referida, pelo menos, uma camada (12) nas áreas em que as referidas partes (16) em laço se prolongam. Lisboa, 5 de Junho de 2012. 4
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