PT92713A - Aperfeicoamentos relativos a estruturas de fibras de poliester nao urdidas ligadas - Google Patents

Description

Ε. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY "APERFEIÇOAMENTOS RELATIVOS A ESTRUTURAS Dfí FIBRAS DE PO LIÉSTER NÃO URDIDAS LIGADAS»

REFERÊNCIA A PEDIDOS DE PATENTE RELACIONADOS O presente pedido de patente de invenção é uma continuação em parte do pedido de patente de invenção norte-americana com o número de série 06/921 644, depositado em 21 de Outubro de 1986, a ser publicado em 27 de Dezembro de 1988 como patente de invenção norte-americana número 4 794 038 a qual, por sua vez, é também uma continuação em parte do pedido de patente de invenção norte-americana com o número de série 734 423, depositado em 15 de Maio de 1985, agora publicado como patente de invenção norte-americana número 4 618 531 em 21 de Outubro de 1986·

CAMPO TÉCNICO A presente invenção refere-se a aperfeiçoamentos relativos a estruturas de poliéster não urdidas ligadas e, mais particularmente, a um novo processo e instalação que proporcionam novas estruturas de fibras de poliéster ligadas obtidas a partir de esferas de fibras de poliéster misturadas com fibras ligantes (de menor ponto de fusão e de amolecimento do que a fibra de poliéster que resiste âs solicitações mecânicas) e que sao ligadas para — 2 —

proporcionar novas estruturas úteis ligadas através da res-pectiva espessura.

ENQUADRAMENTO GERAL· DA INVENUãO

Esteiras de fibras de poliéster ligadas ter-micamente são descritas na patente de invenção norte-americana número 4 794 038 da requerente (e em muitos outros documentos incluindo, por exemplo, as patentes de invenção norte-americanas N2s. 4 668 562 e 4 753 693 e da Organização Mundial da Propriedade Intelectual WO 88/00258, que corresponde ao pedido de patente de invenção norte-americana com o número de série 880 276, depositado em 30 de Junho de 1986) e essas esteiras conseguiram uma larga utilização â escala industrial, particularmente na Europa e no Japão. As fibras ligantes podem ser misturadas intimamente com as fibras de poliéster que resistem às solicitações mecânicas para se conseguir uma "ligação através da espessura" real da fibra de poliéster quando são apropriadamente activadas. A "ligação através da espessura" proporcionou maior capacidade de suporte e melhor durabilidade do que a ligação por resina da fibra de poliéster, que era o método convencional, e pode também proporcionar uma inflamabilidade reduzida em relação á ligação por resina convencional. As misturas de fibras ligantes são agora utilizadas em larga escala para fazer melhores esteiras para mobiliário, colchoaria e utilizações finais semelhantes em que é necessária uma elevada capacidade de suporte e uma boa durabilidade. Elas têm sido utilizadas, no entanto, frequentemente como o único material de enchimento nestas utilizações finais mas a prática comum é - 3 -

utilizar as esteiras de fibras de poliéster como um "invólucro" em volta de um núcleo de espuma· Acredita-se que a prin cipal razao reside no facto de ser difícil conseguir as propriedades pretendidas sem se usar o núcleo de espuma. Para se conseguir a resiliência e a durabilidade pretendidas, as esteiras de fibras ligadas têm de ter elevados valores da massa volúmica compreendidos dentro do intervalo de 35 a o 50 kg/m . Esses elevados valores da massa volúmica só puderam ser conseguidos comercialmente muito recentemente· Mesmo então, essas esteiras condensadas (isto é, de grande densidade) tal como apareceram no mercado na Europa e nos Estados Unidos da América (por exemplo, em 1987) têm sido não uniformes quanto á densidade, sendo as camadas inferiores mais densas do que as camadas superiores, o que tem como resultado o aumento da perda de altura durante a utilização. Estas "esteiras em bloco" de elevada velocidade (como têm sido designadas) também se tem caracterizado por uma conformação relativamente fraca com o corpo do utente. A requerente supões que esse facto resulta da sua estrutura, visto que as esteiras são feitas a partir de uma série de camadas paralelas sobrepostas; quando estas estruturas paralelizadas são deformadas sob pressão, elas tendem a fazer força para fora nos lados da estrutura completa de preferência a defor marem-se mais localmente, isto é, a conformarem-se â forma e ao peso do corpo do utilizador, como o faria a espuma de látex ou de poliuretano de boa qualidade.

Assim, até ao momento presente, o comportamento das "esteiras em bloco" existentes feitas completamen te de fibras de poliéster ligadas não tem sido inteiramente ί

satisfatório, A dificuldade tem sido como combinar numa única estrutura a durabilidade com a conforxnabilidade com o corpo humano. Para se conseguir durabilidade no caso das "esteiras em bloco" existentes obtidas a partir de teias sobrepostas cardadas, tem de se aumentar a densidade até se obter uma estrutura que não se conforma tão confortavelmente como outras estruturas, isto é, não inteiramente feitas de fibras de poliêster ligadas. Á requerente resolveu este problema por meio da presente invenção.

Gomo se evidencia mais adiante na presente memória descritiva, um elemento essencial para a resolução deste problema (isto é, da presente invenção) consiste em usar uma mistura de fibras e ligante sob uma forma tridimensional, tal como esferas de fibras, de preferência a teias planas ou a massa de fibras informe. Este facto pode parecer surpreendente mas as suas vantagens serão aplicadas mais adiante na presente memória descritiva. As esferas de fibras preferidas (e a sua preparação e ligação) constituem o objec-to do pedido de patente de invenção norte-americana número 4 794 038, da requerente mencionada anteriormente na presente memória descritiva, cujas indicações se incoporam aqui a título de referência, devendo no entanto assinalar-se que podem ser usados outros tipos de esferas de fibras na realização prática da presente invenção, como aliás se indica mais adiante. SUMARIO DA immoKo

De acordo com um aspecto da presente invenção, proporciona-se um processo contínuo para a fabricação de um bloco moldado de fibras de poliêster ligadas tendo uma secção transversal com dimensões pré-determinadas a partir de uma mistura de fibras de poliêster com fibras ligantes, ca-racteriaado pelo facto de esferas de fibras, consistindo essencialmente na referida mistura, serem transformadas numa massa com a forma pretendida, que tem uma secção transversal cuja dimensão é maior do que uma das mencionadas dimensões pré-determinadas, e que é feita avançar continuamen-te através de uma operação de compressão em que a citada massa é comprimida transversalmente e em que a referida fibra ligante é activada e obrigada a ligar as fibras de poli-éster aquecendo primeiramente e depois arrefecendo a massa enquanto a mencionada massa é mantida no estado comprimido. Geralmente, o bloco moldado resultante é cortado em comprimentos convencionais, como se descreve mais adiante na presente memória descritiva, mas reconhecer-se-á que são possíveis muitas variações neste e noutros aspectos para ter em linha de conta a versatilidade das novas técnicas das esferas de fibras e do sistema referido na presente memória descritiva para adição aos materiais e/ou substituição dos materiais, conforme for apropriado, e/ou elementos da instalação e/ou condições mencionadas na presente memória descritiva e na patente sobre o mesmo assunto com atenção especialmente aos materiais de fibras que são preferidos; o presente pedido de patente de invenção é maiís particularmente dirigido aos aspectos de processo e de instalação do que aos dos materiais.

De acordo com um outro aspecto segundo a presente invenção, proporciona-se uma instalação para a formação - 6 -

de um "bloco moldado de fibras de poliéster ligadas que tem uma secção transversal com dimensões pré-determinadas a partir de esferas de fibras que consistem essencialmente numa mistura de fibras de poliéster e de fibras ligantes, compreendendo meios para dispor as esferas de fibras numa massa contínua com uma forma pretendida tendo uma secção transversal com uma dimensão que ê maior do que uma das citadas dimensões pré-determinadas, meios para fazer avançar a referida massa com a forma pretendida através de operações sequenciais de compressão, aquecimento e arrefecimento, meios para comprimir a mencionada massa iransversalmáite em relação â direcção de avanço e meios para aquecer e subsequentemente arrefecer a citada massa enquanto a faesma é mantida em condições comprimidas.

Obtêm-se novos produtos de fibra ligados e que se caracterizam por terem uma melhor lesilLalcla, âtmahOicfcde e ccnfor nabilidade em relação às "esteiras em bloco" disponíveis até ao momento presente como se explica mais adiante na presente memória descritiva. Essencialmente, o presente novo processo e instalação proporcionam novas estruturas que são designados como "blocos (de esferas de fibras) moldados", produzidos a partir de esferas de fibras que contêm fibras ligantes, em que a fibra ligante foi intimamente misturada com a fibra que possui resistência mecânica. E frequentemente possível detectar a estrutura de esferas original a partir da qual se derivaram e prepararam as estruturas ligadas, dependendo dos materiais e das condições usados. As esferas de fibra são convenientemente depositadas em camada sobre uma correia transportadora e comprimidas até se obter a den- - 7 -

sidade e a forma pretendidas e é importante que sejam mantidas numa condição comprimida, por exemplo entre membros perfurados (por exemplo, placas ou redes superior e inferior que avançam) e também entre paredes laterais durante a ligação e ò arrefecimento em estufa, antes de se proceder a qual quer corte. E possível obter estruturas resultantes que tenham uma elevada resiliência, boa eonformabilidade com o cor po do utente e boa durabilidade* Surpreendentemente, estas estruturas mostraram ter uma durabilidade semelhante à das esteiras em bloco do tipo da técnica anterior feitas a partir da mesma mistura de fibras mas com uma densidade 25% mais pequena do que a das esteiras em bloco. Elas podem ser feitas numa larga gama de densidades de acordo com as exigências pretendidas para a utilização final. Esse equipamento de moldação contínua pode ser completado, caso assim se pretenda, pela transformação "em série" dos "blocos de esferas de fibras moldados" resultantes em colchões, almofadas ou outros artigos acabados. E relativamente fácil realizar outras operações convencionais, tais como deformação, formação de relevos, enfeites, etc., caso assim se pretenda.

Este novo sistema de acordo com a presente invenção proporciona também um processo rápido para fazer produtos de pequena densidade e pode ser adaptado para obter produtos de maior densidade, com flexibilidade, e ao longo de uma Icmga gana de valores de dpf (denier por filamento).

Por razões de ordem prática, é desejável que se possam obter com a mesma instalação de moldação uma grande variedade de artigos diferentemente dimensionados de maneira pré-determinada e, por esse motivo, a requerente con- - 8 - cebeu meios para conseguir esta flexibilidade ao mesmo tempo que garantem que as esferas de fibras se mantêm confinadas num estado comprimido numa"caixa" que se desloca durante a activação das fibras ligantes e a sua solidificação e/ou endurecimento para proporcionar a estrutura ligada resultante, de maneira a conservar a forma pretendida e as dimensões da secção recta pré-determinadas# Estes meios são descritos mais pormenorizadamente na presente memória descritiva.

BREVE DESCRIÇÃO DOS PESEMOS A Figura 1 representa em alçado lateral uma vista global de uma instalação preferida de acordo com a presente invenção para ilustrar como é que as esferas de fi bras podem ser processadas para a obtenção de um bloco moldado e cortadas de acordo com um processo preferido da presente invenção. A Figura 2 ê uma vista em perspectiva de uma parte da instalação representada na Figura 1, sendo a referida parte designada como a ''caixa”, em que as esferas de fibras são confinadas enquanto se encontram sob compressão durante as operações de aquecimento e de arrefecimento.

As Figuras 3 e 4 são diferentes vistas em alçado lateral da mesma "caixa” para mostrar como ê que as "paredes" de retenção da "caixa" podem ser ajustadas para permitir a variação das dimensões da secção transversal pre tendidas para o bloco moldado resultante.

As Figuras 5A e 5B, e 6A e 6B, são vistas de formas de realização alternativas para mostrar como é que a

altura das paredes laterais da "caixa" podem ser ajustadas, SESORICAO PORMENORIZADA DA IIVEIClQ

Um "bloco (de esferas de fibras) moldado" de acordo com a presente invenção tem uma estrutura e propriedades completamente diferentes das das "esteiras em bloco" da técnica anterior mencionadas anteriormente. Ias "esteiras em bloco" da técnica anterior, as fibras eram essencialmente paralelizadas e.m planos por causa de essas esteiras serem geralmente feitas sobrepondo diversas teias e, na sua maior parte, as pressões aplicadas em utilização serem exercidas perpendicularmente ao comprimento das fibras. Para se conseguir uma elevada durabilidade com esta estrutura paraleliza-da, foi necessário aplicar compressão para se obter uma densidade muito grande.

As esteiras em bloco de elevada densidade têm tendência a tornai-se demasiadamente rígidas, e a puxar para fora nos seus lados quando são deformadas, por exemplo por acção do peso de uma pessoa que esteia sentada sobre elas, de preferência e. deformarem-se mais localmente e a conformarem-se aos contornos e distribuição de peso do indivíduo que está sentado nelas, lios "blocos (de esferas de fibras) moldados", a estrutura é muito diferente. Ias esferas ligadas, as fibras têm fortes componentes perpendiculares e, quando comprimidas, as esferas de fibras ligadas comportam-se como uma pequena mola com uma elevada resistência à compressão. As forças que ligam as esferas de fibras umas às outras são geralmente muito mais fracas do que as forças que resistem à compressão das esferas individuais. Isto pode ser desejável porque por um lado proporciona uma resiliência muito grande e, por outro lado, proporciona uma boa deformação local em resposta à pressão.

Caso isso seja necessário para certas utilizações finais, ê possível proporcionar uma resistência mecânica de ligação aumentada entre as esferas de fibras misturando as esferas de fibras ligantes antes de se realizar a moldaçao, como se refere no pedido de patente de invenção original da requerente. Essas fibras ligantes devem desejavelmente distribuir-se ao acaso entre as esferas de fibras antes de o material entrar no sistema de assentamento para proporcionar um bloco moldado mais rígido que não se molda ele próprio tão bem ao corpo dó utente mas que tem uma maior resiliencia. No entanto, como se descreve mais adiante na presente memória descritiva, mediante o ajustamento apropriado e o controlo conveniente dos materiais alimentados â ins, talação, caso assim se pretenda, pode conseguir-se a variação da ligação, por exemplo através da secção recta. 0 carácter macio do produto moldado de acordo com a presente invenção depende geralmente da escolha apropriada do denier da fibra, da estrutura das esferas, da proporção fibra de poliéster/fibra ligante, da densidade do prç> duto moldado e das condições de ligação, especialmente da temperatura. Em alguns casos, em que ê necessário conseguir uma grande densidade a fim de se conseguir atingir a durabilidade requerida, pode ser difícil conseguir obter ao mesmo tempo uma boa conformação com o corpo do utente, isto é, con formabilidade, quando a estrutura se torna demasiadamente rígida. Nesses casos, a flexibilidade e a macieza da estrutura moldada podem ser muito substancialmente aumentadas - 11 produzindo as esferas de fibras para a operação de moldação a partir de uma mistura de fibras ligantes com as fibras revestidas com um copolímero segmentado composto essencialmente por poliôxido de alquileno e politereftalato de etileno, como se refere no pedido da patente original depositado pela requerente. 0 revestimento deve ser preferivelmente reticulado para reduzir quaisquer perdas de material do revestimento devido ao tratamento térmico durante a moldação. Esses revestimentos hidrofílicos conferem algumas vantagens adicionais aos produtos moldados de acordo com a presente invenção aumentando a sua capacidade de transporte da humidade e melhorando a conformação sem perda da resistência mecânica de ligação.

As esferas de fibras que são apropriadas para o processo de moldação de acordo com a presente invenção têm preferivelmente uma configuração redonda com uma certa pilosidade na superfície das esferas. 0 carácter liso superficial óptimo das esferas de fibras pode; frequentemente ser o resultado de um compromisso; uma superfície muito lisa ajuda geralmente a distribuir as esferas mais facilmente através da largura da massa mas pode provavelmente reduzir a capacidade de as esferas de fibras se ligarem umas às outras. As esferas de fibras para a realização prática da presente invenção podem ser produzidas a partir de Uma mistura de fibras ligantes e de fibras encrespadas em espiral, de acordo com o pedido de patente original, ou a partir de misturas de fibras ligantes com fibras encrespadas mecanicamente, sendo possível usar fibras com encrespamento mecânico e em espiral, por exemplo sobreposto na mesma fibra. As esferas de fibras produzidas a partir de misturas de fibras encrespadas em espiral/fibras ligantes são geralmente as preferidas porque a requerente verificou ser mais fácil obter uma melhor distribuição (por exemplo, durante o processo de assentamento) e porque elas têm geralmente uma melhor estrutura das esferas de fibras, o que também ajuda a aumentar a durabilidade do bloco moldado. Para produzir os "blocos (de esferas de fibras) moldados" de acordo com a presente invenção, ambos os componentes das fibras são com vantagem intimamente misturados nas esferas de fibras originais para proporcionar uma boa ligação das esferas de poliéster através da massa.

As esferas de fibras, em si próprias, têm geralmente uma estrutura ao acaso e proporcionam uma densidade mais regular ou uniforme através da estrutura moldada, em contraste com a tendência das esteiras condensadas para serem mais densas nas suas camadas inferiores. Em contraste com algumas outras aplicações das estruturas de esferas de fibras, tais como as referidas na patente de invenção norte-americana número 4 618 531» não é geralmente desejável para a presente invenção que tenham uma coesão tão pequena. Uma certa capilosida-de é geralmente desejável para permitir que se realize a necessária ligação entre as esferas de fibras e se atinja a necessária integridade do bloco. A moldação de esferas de fibras que contêm fibras ligantes por meio de um processo descontínuo foi descrita no pedido de patente de invenção original depositado pela requerente. A requerente descobriu que os"blocos (de esferas de fibras) moldados" de acordo com a presente invenção tinham maior resiliencia e uma melhor durabilidade do que as " esteiras em bloco" que têm a mesma

densidade média. Sem se pretender limitar a presente invenção por qualquer teoria, pode especular-se que a vantagem das estruturas moldadas à base de esferas de fibras pode ser explicável pela diferença da estrutura do bloco tal como se referiu na presente memória descritiva. 0 processo descontinuo de moldação de esferas de fibras pode ser muito útil para pequenas séries de produção, tais como almofadas para mobiliário, que requerem frequentes alterações da forma do artigo. Para enchimentos de colchões e artigos semelhantes de um tamanho maior, o processo de moldação descontínuo não é geralmente tão atractivo do ponto de vista económico. Os colchões em particular são planos e rectangulares e tem geralmente mais ou memos o mesmo comprimento. Esse facto torna vantajoso produzi-los de acordo com um processo continuo. Uo entanto, muitos problemas, que não existem nas "esteiras em bloco", tiveram de ser resolvidos antes de se poder desenvolver um processo de moldação contínuo de esferas de fibras.

Ha fabricação das “esteiras em bloco", as fibras eram abertas e cardadas para formar teias que eram sobrepostas cruzadas para produzir as esteiras. As esteiras eram então sobrepostas umas por cima das outras para se obter o peso por unidade de área pretendido e depois comprimidas com rolos ou correias para diminuir a altura de modo a obter-se o nível pretendido. As esteiras condensadas eram feitas entrar numa estufa onde por vezes eram comprimidas mais e fazia-se passar ar quente através delas. De acordo com o ponto de vista da requerente, a pressão do ar mantinha a integridade dessas esteiras comprimidas e com a fusão das fibras ligantes toda a esteira tinha perdido a sua resi-liência e, assim, não é de admitir que fosse absolutamente essencial manter essas esteiras eomprimidas durante o processo de ligação, muito embora esse equipamento estivesse à disposição e, nalguns casos, as esteiras em bloco pudessem ter estado confinadas para manter a sua forma, em especial a sua espessura pretendida, mesmo durante o arrefecimento. As "esteiras em bloco" eram então arrefecidas e cortadas numa operação em série. A integridade da esteira era conservada ao longo de todo o processo por causa da coesão entre as fibras dentro das teias e entre as teias. Por outras palavras, não era necessário guiar uma esteira através da estufa numa "caixa" entre correias perfuradas ou redes metálicas ou dispositivos de protecção semelhantes, visto que havia apenas um perigo real muito pequeno de que a esteira pudesse ser soprada para fora, por exemplo nas suas partes laterais, durante a ligação com o ar quente.

Esta mesma coesão tinha tornado qualquer operação de compressão relativamente simples, quando as esteiras foram comprimidas de maneira regular, sem sérios desvios laterais das fibras. A produção de "blocos de esferas de fibras moldados" de acordo com a presente invenção apresenta mais complicações porque as fibras se encontram sob a forma de esferas fibras que podem deslocar-se lateralmente, e realmen te se deslocam mesmo lateralmente, quando se aplica pressão e seriam sopradas para fora pela corrente de ar quente para dentro da estufa, a menos que se tenham tomado precauções especiais que a experiência provou não serem necessárias - 15 - geralmente na prática quando se procedia à ligação de esteiras cardadas· Para resolver este problema, a requerente inventou um equipamento de moldação continua, por intermédio do qual as esferas de fibras são sempre mantidas comfinadas em três dimensões à medida que elas são constantemente feitas avançar durante as operações de compressão, ligação em estufa e arrefecimento do prôcesso.

Fazendo agora referência â forma de realização em linha representada esquematicamente na Figura 1, uma instalação completa pode compreender, além da unidade de fabricação das esferas de fibras (não representada, mas que pode ser como a descrita na patente de invenção norte-americana número 4 794 038 concedida â requerente, ou por qualquer outra técnica de fabricação de esferas) equipamento de assen tamento numa secção designada genericamente com (11) de maneira a formar-se uma estrutura tridimensional regular solta com um peso por unidade de área controlado e com uma espessura regular ao longo de toda a sua largura, uma secção de compressão designada genericamente pelo número (12) que compreende duas correias com movimento inclinadas uma em direc-ção à outra â medida que as esferas de fibras avançam de modo a comprimir as esferas de fibras, enquanto estas estão contidas entre dúas paredes laterais (não representadas), uma estufa designada genericamente pelo número (13)» uma zona de arrefecimento genericamente designada pelo número (14) e uma zona de corte, designada genericamente pelo número (15).

Gomo se indicou antes, as esferas de fibras constituem um elemento essencial da presente invenção. IJm - 16 - processo preferido para a fabricação das esferas preferidas encontra-se descrito no pedido de patente de invenção original da requerente, cugas indicações foram incorporadas na presente memória descritiva a título de referência. Ela fornece informações sobre os materiais que podem ser utilizados, como será compreendido pelos entendidos na técnica das estruturas ligadas, mas que podem ser modificados como se descreve na presente memória descritiva, e podem ainda ser modificadas variando os materiais e as estruturas e condições, como ê evidente para os entendidos nestes assuntos. A secção de assentamento (11) pode ser conven cional e alimenta as esferas /designadas genericamente pelo número de referência (21 )J â secção de compressão (12) que compreende convenientemente um par de cintas contínuas que cooperam e fazem avançar as esferas entre uma eorreia superior (22) e uma eorreia inferior (23), proporcionando a cor-reia inferior convenientemente um pavimento horizontal que suporta a massa de esferas â medida que estas avançam enquan to a eorreia superior é inclinada de maneira que a massa ê comprimida â medida que avança em diraeção á estufa (13) entre as paredes laterais (não representadas ). A massa de esferas de fibras comprimida resul tante (24) é guiada pamdmiro da estufa através da qual ê transpor tada entre redes ou chapas perfuradas contínuas superior e inferior com a forma de correias transportadoras (25) e (26) e duas paredes laterais (27) e (28), as quais mantêm as esferas de fibras no estado comprimido, através da estufa (13) e da secção de arrefecimento (14), como se mostra também na Figura 2. 17 -

Fazendo agora referência à Figura 3, as posições das paredes laterais (27) a (28) podem ser ajustadas horizontalmente para aumentar ou diminuir a sua distância e, assim, correspondentemente, a largura da massa das esferas de fihras comprimidas entre elas, como mostram as posições das linhas tracejadas (27*) e (28*),

Fazendo agora referência à Figura 4, as posições da correia superior (25) e da correia inferior (26) podem ser ajustadas verticalmente para aumentar ou para diminuir e seu espaçamento e, por consequência, correspondentemente a altura da massa de esferas de fibras comprimida (24) entre elas, como mostram as posições representadas a linha tracejada (25*) e (26*) /e (260 também na Figura 37 e também as extensões superior e inferior correspondentes a linha tracejada da massa de esferas de fibras comprimida (240.

Assim, as dimensões da secção transversal da massa de esferas de fibras comprimida pode ser ajustada e previamente determinada. As posições das placas (25) e (26) podem ser alternadas fazendo subir ou descer um sistema hidráulico para acomodar a espessura pretendida de produto. A altura das paredes laterais pode ser igualmente alterada para conservar a massa completamente confinada e evitar que as esferas de fibras se escapem ou sejam sopradas para fora. Dependendo dos requisitos de flexibilidade do equipamento , as paredes laterais podem ser feitas, por exemplo, de chapas finas que se fazem deslizar uma por cima da outra ou de uma estrutura lamelar.

Como se compreende, as disposições descritas - 18 - e representadas nestas Figuras para a estufa (13) e para a zona de arrefecimento (14) são essenoialmente semelhantes nestes aspectos.

As Figuras (5A) e (5B) representam uma parede lateral (27) com uma estrutura lamelar. Essas paredes laterais sao feitas de lamelas finas (31), ligadas por arames flexíveis (por exemplo, cordel fino de fibra de aramida de Kevlar ) suportadas em armações metálicas (32) e(33). As posições representadas a linhas tracejadas da armação inferior (33*) e da parede lateral (27”) mostram como o ajustamento pode funcionar na prática. Este sistema permite a produção de uma larga gama de espessuras de produtos desde muito finos até muito espessos modificando a espessura de valores pequenos, por exemplo, iguais a 5 mm. Tem a vantagem de proporcionar uma parede lateral lisa e limpa que confere uma face lateral limpa semelhante ao bloco moldado resultante sem a necessidade de ter de o cortar ou corrigir por contacto com uma superfície quente.

As Figuras 6A e 6B representam outra possibilidade de alterar a altura dos produtos moldados de acordo com a presente invenção. Esta parede ê constituída por diver sas chapas finas (sendo representadas três) (41, 42 e 43) que podem deslizar uma por cima da outra para modificar a altura total da parede lateral. Estas chapas são, na prática, suportadas por meios ajustáveis (não representados), tais como armações em cada extremidade com pernos de bloqueio ou outros meios. Gomo se representa na Figura 6B, este sistema para a parede lateral tem como resultado, a não ser que esse defeito seja corrigido posteriormente durante a realiza- - 19 - ção do processo, a formação de ligeiras marcas ou mossas nas superfícies laterais do bloco moldado.

Para modificar a largura dos blocos moldados de esferas de fibras, pode-se: (1) alterar a largura da camada assente; e (2) avançar ou retirar as paredes laterais (27 e 28).

Para modificar a altura, pode-se: (1) adaptar a camada assente e as velocidades das correias; (2) ajustar o espaço livre entre as placas perfuradas ou as redes superior e inferior (25) e (26); ('3) ajustar a altura das paredes laterais (27 e 28) com o espaço vazio entre elas. Ê importante garantir-se que o produto fica completamente confinado tanto durante o processo de aquecimento cano durante o processo' de arrefecimento, isto é, que não é suficiente confina-lo somente durante a operação de aquecimento. Qualquer material errante que se possa escapar é conve-nientemente removido por sucção ou outros meios convencionais.

Para garantir a ligação uniforme dos blocos de esferas de fibras moldados, a estufa de ar quente é preferivelmente dividida em duas ou mais secções com a possibilidade de inverter o sentido de passagem do ar entre essas secções, como se mostra geralmente na Figura 1 em (51) e - 20 (52). Para se obter um produto com uma resiliência e uma durabilidade consistentes, prefere-se que a temperatura da co£ rente de ar se;ja controlada de maneira a ficar dentro de um intervalo apertado, preferivelmente - 5°C. Isso pode ser difícil de conseguir com alguns tipos de aquecimento a óleo ou gás convencional devido à resposta relativamente lenta de um tal sistema. Pode conseguir-se o controlo aperfeiçoado da temperatura de maneira económica pela combinação de um sistema de aquecimento a ôleo ou a gás com aquecimento eléctrico de maneira que, por exemplo, cerca de 80 a 90 por cento da energia necessária ou esperada é geralmente produzida pelo aquecimento a ôleo ou a gás, mas o aquecimento eléctrico (que pode convenientemente ser localizado precisamente acima das chapas perfuradas) fornece as calorias adicionais e pode reagir rapidamente a modificações da temperatura para manter um melhor controlo da temperatura. Espera--se que meios de aquecimento dieléctricos, tais como a utilização de micro-ondas, proporcionem meios muito convenientes de aquecimento quando adaptados apropriadamente.

Verificou-se que as estruturas (derivadas de esferas de fibras) têm uma permeabilidade ao ar muito maior do que as esteiras em bloco com a mesma densidade feitas das mesmas misturas de fibras. Isto torna possível conseguir a ligação pretendida com uma estufa muito mais curta, reduzindo assim o investimento e o consumo de energia.

Voltando â Figura 1, a partir da estufa, o bloco moldado é feito avançar até tuna zona de arrefecimento (14) em que é mantido totalmente confinado até atingir a temperatura apropriada, preferivelmente inferior a 50°C, de tal maneira que não pode ser permanentemente deformado por pressões que se encontram dentro da gama de utilização normal do produto, compreendendo-se que as condições óptimas podem depender dos materiais particulares escolhidos para utilização. A zona de arrefecimento é essencialmente semelhante à dis posição para a estufa (13), istoê, com uma rede ou uma chapa perfurada superior com a forma de uma cinta de transporte (45) e uma cinta inferior semelhante (46) e paredes laterais (não representadas na Figura 1) mas com ar de arrefecimento dirigido como se representa, ou como possa ser conveniente.

Uma parte substancial da energia pode ser recuperada na zona de arrefecimento e usada para aquecer o ar que entra no sistema.

Da zona de arrefecimento (14), a massa moldada (61), com a forma de uma coluna de avanço contínuo, passa preferivelmente para uma zona de corte (15) e é convenientemente cortada por meios (não representados) para se obter blocos separados (62) de qualquer comprimento que se pretenda e pode ser posteriormente tratada como se indica, caso assim se pretenda.

Uma vantagem básica dos blocos moldados de esferas de fibras em relação âs esteiras em bloco reside no facto de os blocos moldados de esferas de fibras poderem ter uma densidade muito mais regular, nomeadamente comparando a parte superior com a parte inferior. As esteiras em bloco possuem geralmente diferenças substanciais de densidade, com a parte inferior com uma densidade significativamente maior. Esta diferença é provocada pelo empacotamento das camadas sob a acção do peso próprio das fibras devido à reduzida resiliên- - 22 cia das fibras quentes, A fusão das fibras ligantes também contribui para ò puxamento para baixo da massa de fibras quando encolhem e o seu agarramento às fibras que resistem â carga, Io caso de esferas de fibras, este fenômeno pode ser muito mais reduzido devido à sua superior resistência ao esmagamento às temperaturas de trabalho na prática apropriadas para as estruturas de esferas de fibras. Ia estrutura das esferas de fibras, não há praticamente acção de puxamento para baixo pelas fibras de ligante e a própria estrutura é mais resistente à deformação do que as esteiras comprimidas com uma densidade comparável. 0 processo de moldação contínua de esferas de fibras referido na presente memória descritiva pode ser facilmente modificado, caso assim se pretenda, de modo a produzir blocos com um certo perfil de densidade tendo, por exemplo, uma maior densidade na parte média. Isso pode fazer -se convenientemente modificando o sistema de assentamento das camadas. Uma secção central reforçada pode ser vantajosa para algumas aplicações, particularmente colchões, para compensar a maior pressão nesta área. Isso pode permitir proporcionar, mediante um proeesso simples, uma parte central de colchões com a parte média reforçada, enquanto previamente isto era conseguido cortando várias espumas com diferentes densidades e colando-as conjuntamente.

Compreende-se também que, muito embora o processo tenha uma vantagem significativa ao proporcionar a capacidade de fabricar estruturas ligadas de fibras de poli-éster que suportam eargas mecânicas, usando fibras ligantes, sem a necessidade de outros materiais, em alguns dasos pode ser conveniente e mais vantajoso incorporar outros materiais. Como se indicou, além das esferas de fibras, que são um elemento estrutural essencial e um material predecessor das estruturas moldadas finais, podem também serem incorporados outros materiais, por exemplo, outras fibras, tais como fibras ligantes adicionais (para proporcionarem mais ou menos ligação entre as estruturas de esferas, caso assim se preten da), convenientemente, por exemplo, com um comprimento de corte desde cerca de 15 até cerca de 50 mm. Os constituintes das fibras das esferas podem ser convenientemente cortados com comprimentos até cerca de 100 mm, por exemplo, compreendidos entre cerca de 10 e cerca de 100 mm e de dpf (denier) compreendido entre cerca de 2 e cerca de 30, dependendo do aspecto estético pretendido e do uso que se tem em vista, com esferas geralmente de dimensões (por exemplo, diâmetro aproximado) inferiores a cerca de 20 mm (dependendo do aspecto estético), por exemplo, cerca de 2 a cerca de 20 mm, e com a fibra ligante desejavelmente com o ponto de fusão 50°C ou mais inferior ao do da fibra que suporta a carga mecânica, sendo a temperatura de possibilidade de adesão inferior ao ponto de amolecimento da fibra que suporta a car ga mecânica o factor que é importante. As características das estruturas moldadas resultantes dependem do gosto do eli ente e da moda mas os pesos volúmicos serão em geral da or-

O dem de cerca de 20 até cerca de 80 kg/nr e a espessura compreendida entre 10 e 200 mm.

Uma utilização interessante da presente invenção e dos produtos da mesma é a fabricação de um bloco moldado como intermediário para o processamento ulterior de - 24 - várias maneiras que são evidentes. Por exemplo, o processo e a instalação podem funcionar a velocidade elevada para se fabricar um produto ligado de pequena densidade que é suficientemente pouco ligado para poder ser fracturado em partículas dimensionadas convenientemente para serem usadas tal e qual ou então para serem usadas para processamento ulterior. Assim, pelo uso do processo e da instalação da presente invenção, é possível proporcionar pequenas partículas de poli-éster ligado por meio de uma operação de funcionamento contínuo a baixo custo. Estas partículas podem ser usadas como material de enchimento como se refere no pedido de patente de invenção original apresentado pela requernte ou no pedido de patente de invenção europeia publicado número 277 494, ou como isolamento ou para qualquer outra utilização apropriada dependendo dos materiais particulares usados e da sua densidade, e de outras propriedades. Uma máquina qme é geral mente usada para cortar desperdícios têxteis, como a que é comercialmente fornecida pela firma Laroche em Erança, pode ser usada ou adaptada para cortar o bloco moldado que se obtém de acordo com a presente invenção numa operação contínua, ou como uma operação separada, como se preferir.

Muito embora o processo e a instalação tenham sido descritos mais particularmente em relação â fabricação de blocos moldados a partir de fibras de poliéster ligadas, como a requerente sabe que já existem muitas operações comer /* ciais que estão envolvidas na fabricação de produtos a partir de fibras de poliéster ligadas, é evidente que a instalação e o processo da presente invenção não se limitam a pr£ cessar apenas fibras de poliéster, mas também outras fibras, - 25 - tais como fibras de polipropileno e fibras naturais bem como misturas de fibras podem ser processadas para obtenção de produtos ligados usando o mesmo conceito da presente invenção, desde que se use uma fibra ligante apropriada em conjun ção com essas outras fibras, e desde que as condições não sejam tais que afectem prejudicialmente (isto é, de meneira indesejável) as fibras ou as propriedades pretendidas para os produtos resultantes. 0 poliéster, por causa das suas pro priedades, provou ser especialmente adaptado para utilização com fibras ligantes existentes que tenham sido especialmente concebidas para pssuirem compatibilidade com a fibra de po-liêster.

Claims (7)

1. - 26 - Reivindicações 1. - Instalação para formar om bloco moldado de fibra de poliéster ligada tendo uma secção transversal de dimensões pré-determinadas a partir de esferas de fibras que consistem essencialmente numa mistura de fibra de poliéster e de fibra ligante, caracterizada pelo facto de compreender meios para dispor as esferas de fibras segundo uma massa contínua moldada que tem uma secção transversal com uma dimensão tal que é maior do que uma das citadas dimensões pré-determinadas, meios para fazerem avançar a referida massa moldada através de operações sequenciais de compressão, aquecimento e arrefecimento, meios para comprimir a mencionada massa transversalmente em relação à direcção de avanço e meios para aquecer e subsequentemente arrefecer a citada massa enquanto é mantida na condição comprimida,
2. 2. - Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de compreender também meios para cortar a massa moldada contínua de fibra de poliéster ligada de maneira a obterem-se blocos separados.
3. 3·- Processo contínuo para a fabricação de um bloco moldado de fibra de poliéster ligada tendo uma secção transversal de dimensões pré-determinadas a partir de uma mistura de fibras de poliéster com fibras ligantes, caracte-rizado pelo facto de se transformarem esferas de fibras, que consistem essencialmente na referida mistura, numa massa mol dada que tem uma secção transversal com uma dimensão maior do que uma das mencionadas dimensões pré-determinadas e que - 27 - ê feita avançar continuamente através de uma operação de compressão, em que a citada massa é comprimida transversalmente, e de se activar a referida fibra ligante e provocar a ligação da fibra de poliéster primeiramente por aquecimento e seguidamente por arrefecimento da massa enquanto a mencionada massa é mantida na condição comprimida.
4. 4. - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de se cortar a massa ligada de maneira a obterem-se blocos separados.
5. 5. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo facto de se aquecer a massa fazendo passar ar aquecido através dela.
6. 6. - Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de a massa ser aquecida dielectri-camente.
7. 7. - Processo de acordo com as reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo facto de a massa ser aquecida dielectricamente.