PT89416A - Composicao para revestimento de superficies - Google Patents

Description

HEPWORTH MIRERALS & CHEMICALS LIMITED "Composição para revestimento de superfícies"

Em um dos seus aspectos, a presente invenção refere-se a um material apropriado para ser usado no revestimento de superfícies do solo ou de um pavimento, incluindo a formação de superfícies para a prática de desportos, termo que é aqui usado para se estender aos campos de "crieket" ou campos de jogos de bola, pistas onde correm pessoas, animais e máquinas, áreas de queda de saltadores, arenas para actividades equestres, áreas de treino e áreas onde se realizam actividades recreativas· A referência aqui feita ao revestimento de superfícies do solo e de pavimentos inclui a formação deliberada, no solo ou num pavimento, de camadas superficiais que têm uma área pré-determinada e que se destinam a ser usadas como camada superficial, para as distinguir do armazenamento de material num montão sobre o solo ou sobre um pavimento. Tais camadas superficiais e superfícies para a prática de desportos são aqui designadas colectivamente como superfícies do tipo descrito. È conhecido o processo de utilizar para o revestimento de superfícies um tecido de pelo, para formar uma superfície para a prática do desporto, por exemplo para um campo de futebol. Eoi proposto que poderia usar-se polipropileno para formar o pelo do tecido de pelo usado para este fim. Ê também conhecido o processo de aplicar areia a um tecido de pelo usado para este fim de modo que as partes inferiores do pelo fiquem submersas na camada de areia. - 2

Na patente de invenção GB 2 185 4-90A, publicada em 22 de Junho de 198?> está descrito um material sucedâneo da superfície de um solo, que compreende partículas de areia revestidas com uma fracção do petróleo na qual se dissolveu acetato de etilenovinilo· A fracção de petróleo tem, como é afirmado, uma consistência próxima da de uma massa consistente macia, às temperaturas ambientes, A especificação publicada indica que o acetato de etilenovinilo pode ser substituído por outros polímeros, Sugere-se na memória descritiva publicada que podem adicionar-se à areia tratada partículas de cortiça ou borracha natural ou sintética.

Um objecto da presente invenção consiste em proporcionar uma composição para o revestimento de superfícies que ê mais apropriada para as actividades desportivas e recreativas em geral do que a composição apresentada na patente de invenção GB 2 185 4-90A.

Segundo um primeiro aspecto da presente invenção, uma superfície do tipo descrito compreende grãos minerais soltos, revestidos com um material elastomérico. Com o qualificativo "solto” significa-se que os grãos revestidos não estão ligados uns aos outros numa massa coesa, como o betão, o macadame alcatroado ou uma composição de plástico com uma carga mineral, Pelo menos antes da aplicação, os grãos revestidos podem ser vazados. Durante o processo de assentamento e/ou na utilização subsequente, pode-se compactar uma camada que compreende os grãos revestidos de modo que a camada deixa propriamente de «w «Μ poder considerar-se como fluente. Contudo, a coesão entre graos adjacentes numa superfície segundo a presente invenção é um fenómeno físico e não tanto uma ligação química·

Uma superfície segundo um primeiro aspecto da presente invenção pode ainda compreender material fibroso. As fibras soltas podem ser misturadas com os grãos revestidos. Adicionalmente, ou em alternativa, o material fibroso pode ser incorporado num tecido de pelo, ficando o pelo pelo menos parcialmente submerso numa camada que compreende os grãos revestidos .

Os grãos minerais são de preferência maiores do que as partículas de um pó. A média da dimensão máxima dos vários grãos é de preferência maior do que 100 micrómetros. Enquanto, tipicamente, os grãos não terão uma dimensão excedendo um milímetro, pedaços maiores de mineral que, mais propriamente, poderiam ser descritos como areia fina ou areia grossa ou cascalho, podem ser usados numa composição ou numa superfície segundo a presente invenção. 0 peso de material elastomérico presente é de preferência pequeno, em comparação com o peso de mineral. Mas, de preferência, há material elastomérico suficiente para revestir substancialmente toda a superfície de cada grão. 0 peso do revestimento está de preferência na gama dos 0,2$ aos 10$ e, mais preferivelmente, na gama dos 1$ aos 7$ do peso do mineral.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, proporciona-se um processo para formar uma superfície do tipo aqui descrito, no qual os grãos minerais são revestidos com uma composição polimérica substaneialmente líquida, solidificando o revestimento sob a forma de um revestimento elastomé- rico e sendo os grãos revestidos vazados ou dispersos sobre o solo ou um pavimento ou numa camada que deve ser incorporada na superfície do tipo descrito.

Vai agora descrever-se um exemplo de uma composição segundo a presente invenção e da utilização da referida composição numa superfície do tipo descrito, com referência ao desenho anexo que ilustra um corte transversal vertical de uma superfície para a prática de desportos. A superfície para a prática desportiva ilustrada no desenho é assente num leito (10) que pode incorporar pedra britada, macadame alcatroado ou material de cimento. Sobre o leito assenta um tecido de pelo (ll) que pode ser um tecido de pelo conhecido para usar em superfícies para práticas desportivas. 0 material fibroso que forma o pelo (12) do tecido pode ser uma composição constituída principalmente por polipropile-no e que incorpora -um pigmento verde, de modo que o pelo simule relva. A maior parte do pelo fica submerso numa camada (13) que assenta no suporte (14-) do tecido de pelo, ficando porções terminais livres do pelo acima da camada (13)· Em alternativa, o pelo pode ficar submerso de maneira substancialmente completa na camada (13)· Deve notar-se que, no exemplo ilustrado, o material fibroso incorporado na camada de revestimento da superfície está ligado no suporte (14·). Embora o pelo possa dobrar-se, os tufos individuais de pelos não podem materialmente deslocar-se uns em relação aos outros. Numa construção alternativa, podem incorporar-se na camada (13) pedaços soltos de material fibroso, que não ficam ligados entre si nem ao suporte. - 5 -

A camada (13) compreende grãos minerais revestidos com um material polimérico. Os grãos revestidos ficam soltos, isto é, não há ligação química entre grãos adjacentes, estando os grãos apenas conjuntamente compactados na camada (13)· A camada pode ser compactada o suficiente para estabelecer um certo grau de coerência da camada de modo que esta última não seja facilmente perturbada em utilização, mantendo-se a relação entre o pelo (12) e a camada (13) que está ilustrada no desenho, de uma maneira geral. Em alternativa, a camada (13) pode não ser compactada em grau significativo, de modo que facilmente se verificará um movimento dos grãos individuais uns em relação aos outros durante a utilização. 0 mineral dos grãos na camada (13) á tipicamente areia siliciosa, dado que se trata de um mineral relativamente barato. Podem usar-se outros materiais minerais, quando estes tenham características físicas, por exemplo, a glanulometria, a forma e a densidade dos grãos, que os tornem particularmente apropriados para uma aplicação particular. Os grãos são de preferência grãos arredondados com características que se descrevem como de esfericidade média. Tipicamente, a densidade a granel dos grãos minerais não revestidos está na gama de 1,4-a 1,6 g/cm^.

De preferência, os grãos minerais não revestidos têm uma dimensão média maior do que 100 micrémetros. Geralmente, os grãos não terão uma dimensão que exceda um milímetro e a dimensão média dos grãos está tipicamente na gama dos 250 a 850 micrómetros.

Na superfície de cada grão mineral está presente um - 6 - revestimento que cobre substancialmente toda a superfície do í grao. 0 revestimento é um revestimento polimêrico e é de preferência formado principalmente por um elastómero ou uma mistura de polímeros orgânicos elastómeros. A composição do revestimento é escolhida de acordo com as propriedades necessárias do revestimento da superfície, incluindo o grau de coerência dos grãos revestidos, quando comprimidos, a ausência de propriedades abrasivas e a necessária elasticidade do revestimento da superfície. 0 revçstimento pode incorporar uma poliolefina ou uma poliamida, quando não for exigida uma boa elasticidade e flexibilidade.

Num caso em que o revestimento da superfície deva apresentar uma boa elasticidade e flexibilidade, por exemplo para promover o ressalto de uma bola, pelo menos a maior parte (em peso) do revestimento dos grãos da camada (15) é constituída por um elastómero ou por uma mistura de elastómeros. 0 elastómero pode ser uma borracha natural, uma borracha de estireno--butadieno ou uma borracha de nitrilo, ou uma composição que inclua mais do que uma destas últimas. Num caso em que o polímero ê um copolímero, as proporções dos monómeros incorporados no copolímero pode fazer-se variar para se obter a elasticidade e flexibilidade exigidas do revestimento da superfície. 0 peso molecular do material polimêrico pode também ser variado para se obter as características exigidas do revestimento da superfície. 0 peso do revestimento está de preferência na gama de 0,2$ a 10$ do peso do mineral. 0 revestimento pode incluir aditivos que melhorem a ligação do revestimento ao mineral, - 7 -

é por exemplo organo-silanos ou organo-titanatos. Materiais que incorporam grupos hidroxilo podem ser incluídos no revestimento para atenuar o problema do congelamento da superfície· Podem incorporar-se no revestimento materiais poliméricos com grupos hidroxilo livres e/ou glicois ou outras substâncias monoméri-cas com grupos hidroxilos. Podem incorporar-se no revestimento pigmentos, anti-oxidantes e outros aditivos vulgarmente usados em conjunção com os elastómeros.

Num exemplo particular, misturaram-se cem partes, em peso, de areia siliciosa em um misturador com lâminas rotativas com uma emulsão aquosa (latex) de uma borracha sintética. A emulsão contém 50$ em peso, de borracha e adieionam-se 4,5 partes da emulsão por cada cem partes de areia· Mantém-se a mistura a uma temperatura superior a 100°C, para promover a evaporação da água e secar assim o revestimento de cada grão· A areia pode ser prê-aquecida até uma temperatura na vizinhança dos 140°C e pode manter-se a mistura a uma temperatura na vizinhança de 140°C durante um período de vários minutos, agitando-se vigorosamente a mistura durante esse período· Este tratamento seca o revestimento nos grãos e mantém estes sepa--' rados uns dos outros. A manutenção do látex a uma temperatura na gama dos 140-150°C durante um período de vários minutos promove a reticulação transversal do polímero no revestimento de cada grão, de modo que os grãos secos não são adesivos, mas evita-se a ligação transversal entre o revestimento de um grão e o revestimento de outros grãos·

Os grãos revestidos secos podem ser vazados, embora possam ter uma fluência menos livre do que a areia seca. 8 8

A areia revestida seca pode ser armazenada e transportada sem coesão significativa dos grãos uns com os outros. Na preparação da superfície para práticas desportivas, assenta-se o tecido de pelo (11) no leito (10) e depois os grãos revestidos secos são vazados ou dispersos sobre o tecido de pelo. A distribuição dos grãos pode ser ajustada por meio de uma escova ou por meio de um rodo para produzir uma camada de espessura uniforme. Esta camada pode depois ser consolidada com um cilindro* A camada (13) pode ser assente no leito (10) sem um tecido de pelo como o tecido (11). A camada (13) pode ser assente directamente no solo em vez de num leito especialmente preparado, assente previamente antes da camada (13)· Num caso em que a camada (13) á assente directamente no solo, por exemplo para formar uma cova de queda dos saltadores numa caixa de saltos ou para formar uma pista ao longo da qual correm cavalos, a espessura da camada (13) ê tipicamente maior do que a espessura da camada (13) quando assente num leito preparado, com ou sem um tecido de pelo.

A areia revestida sofre menos com a compactação do que a areia não revestida, nas mesmas condições. Demonstrou-se que assim é, fazendo ensaios comparativos com areia não revestida e com areia revestida com borracha da maneira aqui descrita. 0 peso da emulsão de látex usada para revestir a areia foi 0,5# do peso de areia seca e a areia foi, em todos os casos, areia de Chelford 16/30. Esta areia tem a seguinte distribuição das dimensões dos grãos: # retida 1,5

Dimensões do crivo 1 000 u - 9 - 9

12,0 28,9 37,1 19,8 0,7 850 u 710 u 600 u 500 u 500

Fizeram-se ensaios comparativos usando o atleta artificial de Stuttgart, segundo DIN 18035:parte 6. Na realização destes ensaios, bateu-se a superfície de uma camada de areia dez vezes, no mesmo ponto, a intervalos de 30 segundos, e re-gistou-se o deslocamento vertical. No caso da areia não revestida numa condição húmida, a deformação normal foi de 5,08 mm.

No caso de areia não revestida numa condição húmida e compactada, a deformação normal foi de 2,92 mm. 0 resultado de compactar a areia húmida não revestida é o de reduzir a deformação produzida pelo impacto numa proporção relativamente grande da deformação provocada na areia não compactada. No caso de areia revestida húmida e não compactada, verificou-se que a deformação normal foi de 4,29 mm e no caso de areia revestida e compactada, a deformação nas condições da norma foi de 2,93 mm. Vê-se que o resultado da compactação da areia revestida é uma alteração menos severa na deformação causada pelo impacto.

Foram também feitos ensaios comparativos usando uma peça de choque hemisférica, em queda livre, com uma massa de 6,8 kg e um diâmetro de 165 mm, de acordo com a redacção da norma britânica "Methods of Testing Playground Safety Surfaces". A peça de choque usada nestes ensaios tinha um acelerómetro tridimensional numa cabeça da peça de choque o qual mede a desacelaração resultante total da peça de choque quando cai de uma altura pré-determinada sobre a superfície de uma camada de -ιο ί areia· Obtiveram-se os seguintes resultados:

Amostra Condição Altura de queda índice de seve- Pico (m) ridade (s) Não revestida 16/30 Húmida 1,0 516 119 1.5 1 268 202 Compactada húmida 1,0 610 133 1.5 1 326 201 Revestida 16/30 húmida 1,0 477 114 1.5 1 083 171 Compactada húmida 1.0 608 131 1.5 1 178 193

Os ensaios comparativos feitos de acordo com a redacção da norma britânica mostram que a severidade do impacto quando a peça de choque cai de uma altura de 1,5 m sobre a superfície da areia é menor no caso da areia revestida e compactada (índice de severidade 1 178) do que no caso da areia não revestida compactada (índice de severidade 1 268). Assim, mesmo numa condição compactada, a areia revestida tem menos probabilidade de provocar lesões numa pessoa quando cai na areia do que no caso de areia não revestida não compactada.

Num caso em que o material polimérico a incorporar no revestimento não é facilmente solúvel ou dispersável na água, o material polimérico pode ser levado a uma condição substancialmente liquida para formar o revestimento, por fusão ou por dissolução num dissolvente não aquoso. Por exemplo, podem mis- turar-se entre si a areia e o polímero na forma de pó e ser aquecidos para revestir a areia. Pode usar-se uma agitação vigo- rosa para impedir a aderência dos grãos revestidos uns com os outros.

Claims (8)

1. -12-

   Reivindicações 1. - Superfície para a prática de desportos, caracteriza-da por compreender grãos minerais soltos revestidos com um material elastomérico.
2. 2. - Superfície de acordo com a reivindicação 1, caracte-rizada por compreender ainda um tecido com pêlo, cujo pêlo está pelo menos parcialmente submerso numa camada dos grãos revestidos.
3. 3. - Composição para revestimento de superfícies, caracte rizada por compreender grãos minerais revestidos com um material elastomérico.
4. 4. - Composição de acordo com a reivindicação 3, carac-terizada por a média das dimensões máximas dos grãos ser superior a 100 micrõmetros. -1.
5. 5. - Composição de acordo com a reivindicação 3, caracte-rizada por o peso do revestimento estar compreendido entre 0,2 % e 10 % do peso dos grãos minerais.
6. 6. - Superfície de acordo com a reivindicação 1, caracte-rizada por o peso do revestimento estar compreendido entre 0,2 % e 10 % do peso dos grãos.
7. 7. - Processo para proporcionar uma superfície de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se revestirem grãos minerais com tima composição polimêrica substancialmente líquida, por se solidificar o revestimento para formar um revestimento de elas-tõmero nos grãos e por se espalharem os grãos revestidos numa cama da.
8. 8. - Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado· por os grãos revestidos serem espalhados num tecido de pêlo para formar uma camada na qual o tecido está pelo menos parcialmente submerso, Lisboa, 10 de Janeiro de ^989. ' ·.;,·. Industrial cr"—* 'Ύ