PT89634B - Involucro susceptivel de ser posto sob tensao e processo para a sua fabricacao - Google Patents

Description

A presente invenção refere-se a invólucros multicamadas susceptíveis de ser colocados sob pressão intemamente e, mais particularmente, a um invólucro multicamadas aperfeiçoado colocado sob pressão e contendo um gás, que é particularmente adaptado para ser usado como dispositivo com almofada amortecedora, tal como uma sola interior ou outro componente de calçado.

Pedidos de patente relacionados presente pedido de patente é uma adi. ção do pedido de patente Ns 07/147 131, depositado em 5 de Fevereiro de 1988. Faz-se referência ao pedido de patente ame ricano N2 (Docket 1 304) depositado na mesma data e do mesmo proprietário.

Fundamento da invenção

Anteriormente, têm-se encontrado difi. culdades consideráveis para proporcionar invólucros multicamadas susceptíveis de serem colocadas sob pressão interna, dos quais o invólucro fosse uma superfície de suporte plana ou com um contorno uniforme, com a capacidade de ser sujeita a pressões relativamente elevadas. Anteriormente, uma grande parte da energia de impacto/choque absorvida, redistribuída e armazenada era perdida e não restituída em forma útil, devido à exigência de encapsular a unidade numa espuma viscoelástica actuando como moderador, para desenvolver a superfície lisa ou com contorno desejada.

Simplesmente não era possível proporcionar um produto no qual a maior parte (mais de 60%) do material do produto que suporta carga era um gás sob pressão.

Com o produto antigo, menos de 40% da energia de impacto na estrutura era restituída de uma benéfica, eficiente e confortável, sendo o restante da energia absor vido e dissipado sob a forma de calor. A concepção da presente invenção é capaz de restituir, de uma forma útil, até 92% da energia, que outro modo se perdia. Além disso, são também proporcionados um amortecimento e uma flexibilidade superiores o que reduz de maneira significativa as cargas de choque de impacto no pé e nas pernas a níveis inferiores a 12 G.

novo produto foi desenvolvido devido à dificuldade experimentada com os produtos anteriores para a produção de estruturas leves, de grande duração e infladas sob pressão elevadas para utilização em calçado e similares, com um elevado grau de elasticidade e flexibilidade, nos quais a energia de choque absorvida, redistribuída e armazenada no impacto seja restituída eficientemente como energia útil, de maneira suave, com uma taxa igual a ou maior que a taxa a que é retirada a carga dos dispositivos. 0 êxito deste novo produ to dependia da resolução de vários problemas básicos:

- 2 1) separação (delaminação) entre o elemento resistente à traç ção (camada de tecido com fios caidos) e a camada de barreira contendo o gás, quando sujeito a cargas elevadas com condiçõe de fadiga cíclicas de período longo;

2) falha dos fios caidos por trituração, abrasão e flexão;

3) falha por degradação hidrolítica dos fios caídos;

4) fractura do material de barreira por fadiga devida a fungos, bactérias e tensão hidrolítica; 5) desfiamento dos elementos resistentes à tracção imediatamente adjacentes aos bor dos de corte do pano, quando sujeito a cargas elevadas, quer de flexão, quer de dobragem; 6) falha da película de barreira por perfuração e abrasão; 7) fuga do gás de pressão na vedação periférica, provocada pela extensão dos filamentos das fibras a partir dos lados do pano resistente à tracção que se prendem e estabelecem pontes na vedação de barreira periférica de modo a criar fugas minúsculas por passagem através das quais o gás pode escapar-ee lentamente.

Além dos problemas anteriores, um dos desafios mais difíceis era o de proporcionar um dispositivo amortecedor vedado, inflado permanentemente, com superfícies planas, em contraste com as câmaras tubulares ou redondas, e que pudessem ser feitas relativamente finas de modo a obter um euporte de ar a 100% e o amortecimento, e que possuíssem uma resistência à fadiga suficiente para suportar, em utilização, milhões de ciclos de compressão. No caso de produtos de consumo, em especial calçado, é essencial uma vida útil de vários anos. Além disso, este produto tem de manter as propriedades únicas e benéficas de amortecimento, sem uma degradação significativa durante a sua vida. Como é evidente, não é aceitável uma perda ou um ganho significativos de pressão ao longo de um certo período de tempo, em especial no caso de produtos de consumo. É também desejável proporcionar um produ to inflado capaz de resistir a cargas localizadas relativamen te elevadas, sem rotura, por exemplo as cargas tipicamente encontradas em actividades atléticas.

- 3 Por exemplo, nas corridas ou outras actividades desportivas que implicam a corrida e os saltos, há cargas localizadas substanciais durante o assentamento e a elevação do calcanhar. Se o dispositivo de amortecimento ceder fica comprometida toda a finalidade da almofada. Para a maioria das condições encontradas, para evitar essa cendência, ou o produto inflado terá que ser suficientemente espesso ou sujeito a uma pressão elevada, ou ambas as coisas. Uma outra solução desejável consiste em usar câmaras mais pequenas sob uma pressão menor e situadas sob a superfície que suporta a carga, de modo que não haja qualquer volume acumulador havendo apenas um pequeno volume para o qual o gás possa escapar-se

A aplicação de uma pressão relativamente elevada nos dispositivos da técnica anterior com câmaras tubulares redondas produzia uma sensação de desconforto, a menos que fossem encapsuladas com espuma ou usadas com qualquer outro tipo de elemento moderador da superfície/ do contorno .

A curva carga/deflexão deste produto resistente à tracção atinge caracteristicas de amortecimento totalmente novas, únicas e benéficas, nunca antes possíveis com outros dispositivos amortecedores da carga da técnica anterior.

A característica carga/deflexão das minhas primitivas invenções, patente 4 183 156, proporcionava um suporte almofadado muito macio sob cargas leves. Então, com cargas progressivamente mais fortes, a força de suporte aumentava, de uma maneira linear ou de uma maneira exponencial.

Este tipo de característica carga/deflexão é apropriada para muitas aplicações. Contudo, há outras aplicações nas quais é muito desejável que o dispositivo amortecedor pneumático sob pressão apresente um suporte amortecedor muito firme sob cargas de compressão ligeiras a moderadas, um grau de suporte mai or que o produto da área da carga aplicada pela pressão de tra balho interno. Então, quando se aplicarem cargas de compressão

- 4 maiores, o dispositivo automaticamente, para uma carga pré-determinada, muda do suporte amortecedor firme como uma tábua para um nível de suporte amortecedor macio, relativamente con sistente e aumentando gradualmente ao longo de todo o desloca mento disponível do dispositivo inflado.

Este tipo de suporte amortecedor compreende uma nova tecnologia, substancialmente diferente da técnica anterior. São agora possíveis produtos novos, e altamente úteis, impossíveis de obter com a técnica anterior.

Assim, existe uma necessidade de um produto aperfeiçoado com uma pressão prévia substancialmente permanente, que tenha vantagens sobre os produtos inflados da técnica anterior. É também evidente que há também as considerações práticas de ser possível fabricar tais produtos de maneira relativamente pouco dispendiosa, com um volume relativamente grande e uma muito elevada qualidade, que assegure que o produto será isento de fugas e terá uma duração aceitável mesmo quando montado como uma parte permanente e integrada de calçado. jÊ também uma vantagem poder também proporcionar um elemento amortecedor sob pressão de um gás e suportando cargas que possa ser formado com diversas configurações, espessuras e contornos.

Breve, descrição da invenção

Estas e outras dificuldades da técnica anterior foram vencidas pela presente invenção. A presente in venção proporciona uma estrutura com um gás sob pressão e inflada, que compreende uma camada de barreira de cobertura ex terior hermeticamente vedada, a qual é ligada firmemente, como será descrito, substancialmente em todas as superfícies exteriores de uma estrutura interior de tecido de parede dupla. A estrutura de tecido de parede dupla compreende uma primeira e uma segunda camadas de tecido exteriores que ficam normalmente afastadas uma da outra de uma distância pré-determinada.

- 5 Fios caídos (ou mais apropriadamente filamentos caidos), de preferência sob a forma de multifilamentos constituidos por muitas fibras individuais estendem-se intemamente entre as superfícies próxima ou enfrentada das camadas de tecido respectivas. A utilização de fios caidos de multifilamentos é única para este produto. Os filamentos dos fios caidos formam meios limitadores de tracção e estão ancorados nas camadas de tecido respectivas. Os meios limitadores ou fios caidos podem ser dispostos nominalmente perpendiculares às primeiras e segunda camadas de tecido, ou podem estar dispostos num arranjo triangular. Faz-se notar que o fio que compreende os fios caidos ou meios limitadores podem ser separados e distintos do fio das primeira e segunda camadas de tecido, isto é, o fio usado para as primeira e segunda camadas de tecido podem ser completamente diferentes do fio dos filamentos caidos ou meios limitadores, conforme a aplicação e o ambiente de utilização. Estes meios limitadores funcionam para manter a forma geral plana ou com contorno da estrutura sob pressão e inflada, impedindo a ligação da cobertura exterior aos lados distantes ou superfícies exteriores expostas da camada de tecido respectiva que a cobertura exterior se despegue ou separe das superfícies distantes e formem um aneu risma. Os filamentos caidos que se estendem de uma camada de tecido para a outra funcionam em tracção pura como os meios limitadores preferidos e estão presentes nas quantidades suficientes para manter a estrutura na forma plana desejada sem oferecer resistência substancial à compressão das duas camadas uma para a outra. Isto é, os meios limitadores têm uma resistência a compressão muito pequena e uma resistência à tracção muito substancial, não proporcionando assim qualquer suporte de compressão significativo às cargas aplicadas exteriormente e apresentando assim uma duração considerável resistindo à fadiga. É o componente de gás sob pressão que proporciona 100% do suporte amortecido para as cargas de compressão muito pesa^ das cíclicas durante a vida do produto. 0 gás sob pressão tem uma duração literalmente infinita à fadiga.

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Assim, separando deste modo os componentes do dispositivo que suportam cargas de compressão e de tracção pode conseguir—se um resultado muito benefico e unico.

O produto resultante tem uma duração de resistência à fadiga muitas vezes maior do que seria possí. vel de outro modo. A zona entre as superfícies próximas das camadas de tecido tem uma abertura suficiente para permitir o movimento do gás sob pressão através de toda a câmara sob press são.

As camadas de barreira exteriores vedadas hermeticamente, que funcionam para conter o gás, de pre ferência são constituídas por um material compósito elastómero semipermeável que é substancialmente impermeável aos gases que sejam não polares e que podeqi adicionalmente ter moléculas de grandes dimensões. As camadas de barreira exteriores podem também controlar a taxa de difusão, para o interior e para o exterior , de Ng θ θ2 ^{e ou}^^ros g^ases componentes do ar ambiente por meio da composição em percentagem do componente cristalino no interior do componente elastómero da camada de barreira. Portanto, esta camada de barreira exterior proporcio na uma função secundária muito importante que é a de ser ligeiramente permeável a alguns outros gases, tais como o oxigjs nio. Com este material, verifica-se uma difusão selectiva para o interior de oxigénio do ar ambiente, por meio de pressões parciais, tendendo a aumentar a pressão total no interior do recinto fechado já sob pressão. Isto está descrito com algum pormenor por exemplo na patente americana 4 340 626 de Rudy, patenteada em 20 de Julho de 1982, na patente americana 4 183 156, de Rudy et al, patenteada em 15 de Julho de 1980, na patente americana 4 271 606 de Rudy et al, patenteada em 9 de Junho de 1981 e na patente americana 4 219 945 patenteada em 2 de Setembro de 1980. Chama—se respeitosamente a atenção para estas patentes, que aqui se incorporam por referência, para uma descrição referente à película de barreira, ao gás de pres são e ao fenómeno físico implicado na bombagem de difusão e a

- 7 difusão activada de gás através da camada de barreira semiper meável.

As estruturas segundo a presente inven ção são particularmente únicas e apropriadas para utilização onde for necessário obsorver e amortecer uma carga de choque no interior de um espaço limitado e depois devolver esta ener gia, que de outro modo se perderia, de uma maneira útil. Esta estrutura tem uma outra vantagem devido ao facto de ter uma massa substancialmente reduzida em comparação com as estruturas da técnica anterior, proporcionando assim paredes ou elementos limitadores da pressão com uma reduzida perda de energia por histerese, quando flectidos. 0 gás ou gases sob uma pressão de pelo menos 0,14 Kg/cm (2 psi) de preferência de o

mais de 1,055 Kg/cin (15 psi) funcionam bem para proporcionar um amortecimento excelente e confortável e depois devolver a energia armazenada de uma maneira elástica, eficiente, viva e benéfica. Quando a estrutura segundo a presente invenção é sujeita a uma pressão que excede 2,81 a 3,52 Kg/cm (40 a 50 psi) a estrutura restitui tanto como 92% da energia de um chq que.

Por conseguinte, se se deixar cair um peso com a forma, a massa e a velocidade de um pé humano repre^ sentativo que choca com o calcanhar, de uma altura de aproximadamente 60 cm (2 pes) sobre uma estrutura perfeitamente con cebida segundo a presente invenção, que se sujeitou a uma pres p

são a um nível de cerca de 3,87 Kg/cm (55 psi), o peso será primeiro bem amortecido pela força do impacto, de modo que as forças G no peso estarão na gama dos 9 aos 12 G. Então, apróxi madamente toda a energia do choque que é absorvida, redistribuída e armazenada no dispositivo durante a porção de compre^ são descendente do ciclo (isto é cerca de 92%) será eficiente mente devolvida ao peso, fazendo com que ele ressalte até aproximadamente 92% da altura de queda original, isto é, 58, cm (22”). 0 termo flexibilidade é aqui utilizado para expri mir a combinação destes dois factores: isto é, amortecimento e elasticidade. Um produto que simultaneamente apresente o

- 8 máximo de amortecimento e o máximo de devolução de energia útil, ou elasticidade, e considerado como tendo uma boa flexi. bilidade. Uma má flexibilidade será, evidentemente, o contrário .

A presente invenção á apropriada de maneira única para o calçado e para outras aplicações de amor tecimento semelhantes nas quais devem obter-se um estilo elevado e/ou um conforto de amortecimento, um suporte e uma proteção contra os choques máximos, com uma mínimo de espessura e no mínimo espaço (isto e, num perfil baixo). Os dispositivos mais espessos como os descritos na patente de Rudy 4 183 156 eram, em grande medida, fracamente apropriados para este tipo de aplicação. As cristãs e depressões do produto anterior, associadas com a necessidade de uma encapsulagem com espuma de qualquer tipo ou um dispositivo moderador para proporcionar uma superfície de suporte suave e confortável, criaram um pro duto que era reíativamente eepesso e grosseiro para este tipo de aplicação.

As superfícies achatadas ou planas com contorno para suporte de cargas segundo a presente invenção proporcionam um grau completamente novo e único de suporte 100$ flutuante no ar, amortecido e elástico, bem como um conforto e uma protecção nunca antes possível. A presente invenção elimina a necessidade da encapsulagem em espuma. Contudo, em certas circunstâncias pode ser desejável utilizar espuma a fim de construir a unidade numa sola média, para absorver a humidade e aumentar ainda a duração em serviço do produto sob pressão de um gás. A utilização de espuma pode também controlar ou eliminar a tendência de o produto amortecedor em questão empenar quando dobrado com um pequeno raio de curvatura.

Na presente invenção, a formação de um ou mais aneurismas constituem uma falha. Os aneurismas podem desenvolver-se ou quando houver delaminação do material de barreira a partir da superfície distante ou outras superfícies do tecido de parede dupla, ou por falha dos fios caldos.

-9Tal falha dos fios caidos pode ser provocada por fadiga de flexão e/ou por abrasão dos fios caidos, normalmente designada por falha do tipo de fibrilhação. Ver a fig. 30 para uma ilustração de uma imagem obtida com o microscópio electrónico de uma típica por fibrilhação de fibras de fios caidos de tracção sob a bola do pé após aproximadamente seis meses de uso em sapatos de atletismo de alta competição. Como atrás se discutiu, a presente invenção resol ve estes problemas durante toda a vida do produto.

uso de fios caidos numa estrutura de parede dupla actuando em tracção para limitar e modelar as superfícies de barreira foi já proposto anteriormente. Um exem pio do aneurisma que pode desenvolver-se quando os fios caidos são insuficientemente resistentes ou deliberadamente cortados, está ilustrado por exemplo na patente americana 3 205 106 de Cross, patenteada em 7 de Setembro de 1965. Aí, o produto funciona completamente como um dispositivo estrutural, não produzindo uma função de amortecumento, nem resolve os problemas inerentes num produto amortecedor como o faz a presente invenção. Cross não se dirige aos problemas que têm de ser resolvidos para conseguir a inflação permanente nem tenta utilizar ou controlar a bombagem de difusão de uma maneira útil e única, como se descreve na presente invenção.

uso fios e filamentos caidos como membros estruturais de compressão para amortecimento ou rigidez em estruturas com paredes duplas foi proposto, por exemplo por Tungseth, na patente americana 3 616 126, patenteada em 26 de Outubro de 1971 e por Giese et al na patente americana 4 005 532, patenteada em 1 de Fevereiro de 1977. Estas estruturas da técnica anterior são constituídas por um cordão mono filamento plástico único e pesado (isto é, grande, com um diâ metro de 0,076 a 0,635 mm (0,003” a 0,025”) tecido numa tela rija tridimensional que suporta cargas de compressão. A patente 3 616 126 de Tungseth descreve um produto deste tipo que assenta completamente nas earacteristicas de encurvadura de

- 10 monofilamentos de plástico de diâmetro escolhido na estrutura tecida e que são postos em compressão para absorver cargas de choque de compressão. Na referida patente de Tungseth, não é proporcionado qualquer suporte pneumático.

A patente 4 005 532 de Giese é igualmente uma tela de suporte de cargas de compressão, rija, teci, da a partir de um cordão monofilamento de plástico de 0,254 mm (0,010) de diâmetro para formar uma peça intercalar de isolja mento térmico para produtos de calçados, na qual se afirmou:

material de separação (isto é, os monofilamentos de plástico) têm uma resistência tal que impedem a deformação do t.e eido género rede outro quando sujeito ao peso do utilizador dos sapatos. Isto é idêntico ao que se lê em Tungseth. A rea lização exige que a tela seja revestida com um material de barreira e fechada para formar uma câmara fechada hermeticamente. Numa sua forma, pode deixar-se ar no interior da câmara para formar um espaço de ar morto isolante, enquanto que noutras formas o ar pode ser evacuado da câmara ou substituido por um gás tal como CO^ para obter um coeficiente térmico de transferência do calor menor que o do ar ambiente. Estas estruturas são dispositivos muito pobres como absorvedores dos choques para consumir e dissipar a energia como calor de atrito interno. Os nossos ensaios revelam uma falha por fadiga rápida destes monofilamentos de grande diâmetro de plástico que suportam cargas de compressão, que criam assim lascas de plástico salientes e agudas que facilmente perfuram a pelicuía do invólucro, dando origem a uma perda do vácuo ou a perda do gás pouco condutor do calor especial. As lasgas agudas também penetram, irritam e perfuram a pele do pé, dando origem a dor, desconforto e a uma possível infecção.

Outras patentes anteriores compreendem a patente americana 4 409 271 concedida a Pehr em 11 de Outubro de 1983 e que se refere a um elemento de construção ligeira. A estrutura de Pehr é constituída por um tecido de veludo não aparado com um pelo vertical entre teias superior e inferior. 0 tecido é tomado impermeável ao ar por um reves- 11 timento de borracha que é vulcanizado, sendo o tecido unido por uma costura. 0 produto de Pehr pode encher-se com um gás, um liquido ou uma espuma. 0 produto de Pehr não se destina a ser usado como dispositivo de amortecemento ou absorção de cho ques, como é o caso na presente invenção.

Semelhante à de Pehr é a patente ameri cana 2 743 510 concedida a Mauney et al em 1 de Maio de 1956. Mas neste caso utiliza-se um tecido que não foi submetido a tracção de modo que quando exposto ao calor e sujeito a uma tensão, o tecido estica.

A patente americana 3 205 106 de 7 de Setembro de 1965, concedida a Cross também descreve uma estru tura na qual há cordões caidos. Os cordões caidos são cortados para aumentar a rigidez do produto proporcionando uma sec ção convexa. Isso efectivamente produz um aneurisma, precisamente a situação que a presente invenção pretende evitar.

Tem também interesse, mas descrevendo um produto inteiramente diferente do que aqui se apresenta, a patente americana 4 261 776 de 14 de Abril de 1981, concedida a Lea et al e as patentes aí discutidas. A patente de Lea et al refere-se a um colchão que se enche automáticamente.

Na presente invenção, os fios caidos consistem em muitos filamentos muito finos, texturizados ou engrossados, separados (não um monofilamento único como técnica anterior atrás referida), tendo cada um deles uma resistência a tracção elevada e tendo um diâmetro da secção transversal muito pequeno, em comparação com a técnica anterior, de modo que não podem actuar como elementos de compressão como colunas de Euler e são completamente incapazes de suportar por si qualquer carga de compressão significativa. Se os filamentos se quebrarem, o produto resultante não cria uma lasca aguda que poderia,perfurar ou de outro modo danificar o invólucro de barreira. Assim o mecanismo de suporte de cargas segundo a presente invenção e completamente diferente da técnica anterior e tem uma contenção de alta pressão, capacidade de suporte

- 12 de cargas, absorção de choques, duração sem fadiga, elasticidade, inflação permanente a longo prazo muito superiores e características de armazenamento de energia e de reposição benéficas que, nem mesmo remotamente, são possíveis com a técnica anterior atrás mencionada.

Vários materiais de espuma contendo gases têm sido anteriormente vedados em compartimentos estanques ao ar; ver por exemplo a patente americana N2 4 590 689 de Rosenberg de 27 de Maio de 1986 e 3 914 881 de Striegel de 28 de Outubro de 1975. Produtos de espuma deste tipo sujeitos a pressão mesmo com super-gás (patente americana 4 183 156 de Rudy) não tiveram êxito devido a vários problemas: (l) a resistência à tracção mesmos materiais de espuma melhores, de células abertas, não suficientemente elevada e fável para suportar as pressões de inflação necessárias durante a vida de um produto a usar desta maneira num produto de calçado; (2) sob cargas de compressão cíclicas pesadas, típicas do choque do pé quando se caminha ou se corre, as paredes das células individuais que constituem a estrutura de espuma, desgastam-se e roupem-se quando se movem umas -contra as outras e falham assim rapidamente, dando origem a um aneurisma e/ou a uma perda de pressão subsequente.

É conhecido que a espuma da melhor qualidade possível, quando usada como elemento amortecedor de suporte de cargas de compressão (isto é, como meia-sola ou sola interior) em calçado para atletismo, por exemplo sapatos para corridas, perde uma percentagem substancial das suas características de amortecimento originais após precisamente alguns quilómetros de corrida e, após cerca de 240 Km (150 milhas) perdem-se cerca de 75% das características de amortecimento iniciais. A perda de amortecimento é o resultado da rotura interna das paredes das células da espuma como atrás se descreveu.

Nesta utilização, 0 produto de calçado não se toma inutilizável devido à rotura da espuma descriía.

- 13 0 utilizador simplesmente fica exposto a um amortecimento reduzido (e a um suporte mais pobre do pé) e portanto a forças de choque muito maiores. No entanto, com uma estrutura sujeita a pressão, a rotura da estrutura de espuma tem como consequência a formação de um aneurisma saliente ou produberância sob o pé. Mesmo a menor falha deste tipo, isto é, o aumento do diâmetro, toma o produto doloroso sob o pé e portanto inutilizável.

As pressões relativamente elevadas que são necessárias proporcionar o grau desejado e necessário de suporte e elasticidade apresentam problemas muito substanciais com o despegamento ou delaminação da película de barreira exterior que se afasta das superfícies distantes ou exteriores do tecido de parede dupla. Ê assim importante, segundo a presente invenção, proporcionar uma forte ligação entre a superfície exterior de cada uma das camadas do tecido e a superfície exterior do invólucro ou camada de barreira. Por outras palavras, a força de despegamento ou força necessária para delaminar as camadas ligadas tem de ser muito elevada durante toda a vida do produto.

Verificou-se, segundo a presente inven ção, que se um fio que é usado para formar o tecido de parede dupla e que cria o reforço da interface de fibras da camada de barreira, for de algum modo encorporado, texturizado ou flanelizado ou feito de pelo menos 20% de filamentos discontínuos, de modo que haja um elevado grau de abertura para o fio e numerosos laços e/ou espirais de gavinhas de pequeno diâmetro ou outras gavinhas e saliências de material filamentoso estandendo-se ligeiramente a partir das superfícies distantes das cama^ das do tecido, pode obter-se uma ligação grademente melhorada.

Actualmente, as gavinhas estendem-se a partir dos fios de maior diâmetro de que é feito o material do tecido. A texturizaçãõ pode ser proporcionada, por exemplo, desgastando as superfícies distantes do tecido de parede dupla ondulando os filamentos individuais que devem formar o fio,

- 14 utilizando uma torção falsa ou uma fase de texturização por encorpamento no ar e fixação pelo calor na fabricação do fio, e similares. Um tal tratamento superficial ou de encorpamento é designado como um tratamento de superfície FIRTEC (Fiber Interface Reinforcement Technology - Tecnologia de reforço com interface de fibras).

É também desejável usar um fio no qual as superfícies dos filamentos não têm brilho ou são semi-brilhantes, em contraste com brilhantes. Por conseguinte, numa forma de realização preferida, o fio de que é feito o tecido de parede dupla é tratado de modo tal que no produto final há um elevado grau de abertura para o fio e as faces distantes das camadas de tecido respectivas apresentam um grande número de laços minúsculos ou projectando-se para fora. Os filamentos individuais podem ser de natureza contínua, na forma de realização preferida, de modo que os laços são fixados em ambas as extremidades. Filamentos ondulados, quando combinados num fio são também apropriados para ser usados segundo a presente invenção. Em alguns casos pode ser desejável ter um núcleo de fios ou fibras direitas envolvidas por fibras texturizadas. Podem também ser usadas fibars diferentes de fibras de secção transversal circular, para aumentar a área da superfície para fins de ligação; tais fibras têm secção transversal oval, cruciforme, em forma de haltere ou em forma de Y. Verificou-se que se obtêm os melhores resultados se o fio for fixado pelo calor de maneira apropriada na condição de texturixado/encorpado.

A presença de um grande número de gavinhas sob a forma de aneis e similares aumenta de maneira sig nificativamente a resistência de ligação para além do que até agora tem sido conseguido na industria, para proporcionar uma ligação excepcionalmente forte entre o material de invólucro de barreira e a camada de tecido de cobertura. Um dos factores é que a presença das gavinhas aumenta significativamente a áreti da superfície dos componentes de ancoragem. Um outro factor é a dispersão substancialmente uniforme e efectiva dos componen- 15 tes de ancoragem de reforço de interface de fibras que assegu ram ligações fortes ao longo de todas as superfícies do tecido e o componente do invólucro exterior que se casam entre si. Um outro factor ainda é que a abertura do fio permite um grau de penetração cuidadosamente controlado do material de acoplai mento nos membros de tecido de cobertura.

A estrutura do pano ou tecido que forma a porção resistente às tensões de traeção do produto infla do pode ser construida de acordo com qualquer procedimentos conhecidos incluindo a tricotagem, tecelagem, costura, entrelaçamento, etc. Ê preferido que os fios caidos sejam fixados rigidamente nas camadas do tecido, por exemplo por um ponto apertado, de modo que os elementos de traeção se mantêm no seu lugar para impedir a formação de um balão ao longo dos bordos das camadas de tecido. 0 material tricotado Raschel de duas agulhas é particularmente satisfatório para ser usado segundo a presente invenção visto que proporciona um ponto de prisão nas camadas do tecido.

Ê também apropriado para ser usado um material que é tecido com um ponto fechado. É possível uma larga gama de produtos com superfícies com contorno e/ou ineli nadas com formas muito diferentes usando técnicas de costura do tipo associado controlada por computador com velocidade ele vada, nas quais o comprimento e a angularidade de cada fio caji do ou meio de limitação pode ser diferente dos meios de limitação adjacentes. Os fios caidos ou elementos de traeção podem estender-se perpendicularmente a partir da camada de tecido ou podem estar segundo ângulos de equilíbrio das forças de corte.

Em alguns casos em que estejam implicadas forças laterais, em oposição a cargas perpendiculares à superfície do produto, a orientação em oposição ou angular equilibrada do fio de traeção tem vantagens para suportar cargas de corte que, é claro, não podem ser suportadas pelo gás de pressão. É importante que a estrutura do pano ou tecido pronto esteja isenta de lubrificantes ou auxiliares do proces«— 16 — sarnento que seriam prejudiciais para conseguir uma forte ligação entre os filamentos do tecido e o material de acoplamento .

fio de que são feitos os tecidos de fios caidos da parede dupla ligada têm de ser feitos de um material de elevada resistência à tracção que seja estável nas condições pretendidas quer no fabrico quer na utilização. Pode usar-se uma certa variedade de materiais de fio sintético. No entanto, devido à flexão e abrasão dos fios caidos que se verificam quando as duas camadas exteriores do tecido se deslocam uma para a outra quando se aplicam ciclicamente cargas durante períodos de tempo relativamente longos, é importante usar fibras que tenha boas características relativamente à abrasão e de resistência à fadiga por flexão, como se discute mais adiante.

Em geral, os filamentos utilizados no fio segundo a presente invenção têm uma finura por filamento de cerca de 1 a 20, sendo preferido o valor de 2 a 5. Os filja mentos individuais em geral apresentam resistências à tração (tenacidade) de 2 a 10 g por denier, sendo preferida a gama de aproximadamente 4 a 6 g por denier. Em geral, o número de filamentos por fio vai de 1 a 300, sendo preferida a gama de 40 a 200. Em geral há aproximadamente 1 a 8 fios por tufo ou cordão, sendo a gama preferida de cerca de 1 a 3 fios por cordão. 0 tecido preferido é tricotado com cerca de 50 a 1 000 cordões ou tufos por polegada quadrada de tecido e de preferên cia de 400 a 500 cordões por polegada quadrada. A densidade aparente do tecido está portanto em geral na gama de cerca de 5 000 a 150 000 fibras porpolegada quadrada.

É impotante que o pano acabado (além do fio inicial) receba um tratamento de fixação pelo calor de modo que no tecido de parede dupla o fio caido tenda a levantar-se de modo que um ponto dado na camada de tecido tenderá a manter-se alinhado axialmente com o mesmo ponto dado na camada oposta do tecido. Isso e vantajoso na construção.

- 17 É preferível ter durante o processo de fabricação os fios caidos em pé de modo que haja qualquer desalinhamento significativo entre as camadas superior inferior da superfície do tecido. A texturização do fio caído impede que os filamentos individuais actuem como membros de compressão de colunas de Euler em quaisquer circunstâncias.

A construção do invólucro multicamadas susceptível de ser colocado sob pressão interna segundo a presente invenção começa com a escolha de um tecido de parede dupla apropriado que incorpore fios caidos estendendo-se entre a superfícies próximos das camadas de tecido respectivas. As faces distantes das camadas de tecido respectivas são impregnadas com uma quandidade cuidadosamente doseada de material de acoplamento. Isso pode ser feito começando com folha ou rolos grandes de material de tecido, aplicando depois o material de acoplamento. 0 produto apropriadamente modelado pode então ser cortado destas folhas ou rolos grandes de material que foi pré-tratado. Este procedimento tem vantagens que se deservem mais adiante.

Em geral, o material de acoplamento é um produto que l) penetrará e ligar-se-á ao material das cama das exteriores de tecido até uma profundidade cuidadosamente controlada, não excedendo a espessura dos referidos membros superficiais de tecido, 2) actuará como uma matriz elástica e flexível semipermeável, penetrando nos grupos de fios e fixando tenazmente as fibras que constituem os elementos das camadas exteriores do tecido e ligando-as entre si, e 3) formando também uma forte ligação com o material de barreira exterior ou invólucro elástico e flexível, semipermeável.

material de acoplamento pode ser aplicado usando processos de aplicação convencionais, incluindo, por exemplo, prensas com placas aquecidas, processos de extrusão, calandragem, pulverização ou por aplicação com regularização com uma lâmina.

Porém, em geral, o processo de aplicja

- 18 ção preferido consiste em proporcionar o material de acoplamento sob a forma de uma folha com a espessura de 0,05 a 0,2mm (0,002 a 0,008) sendo a espessura preferida 0,1 mm (0,004) e fundir e comprimir o material em folha fundido nas faces distantes das camadas de tecido.

tecido é deslocado para baixo e para cima e comprimido a quente pela placa inferior aquecida com uma folha de material de acoplamento na parte superior e na parte inferior do tecido e com uma folha de agente despegante entre o material de acoplamento e as placas da prensa aquecidas. Essas folhas de um agente despegante (extractor) apropriado são usadas para evitar que as folhas de material de acoplamento adiram às placas superior e inferior da prensa aquecidas. A pilha do tecido e das folhas de material de acoplamento é sujeita a uma pressão relativamente ligeira na pren sa as placas aquecidas (aproximadamente 0,352 a 0,211 Kg/cm 5 a 3 psi) durante cerca de 6 a 25 s numa gama de temperaturas de 171 a 204°C (340 a 400°F). Quando se usar poliuretano termoplástico como material de acoplamento, a temperatura tem de ser suficientemente elevada para amolecer e fundir o material de acoplamento mas não tão elevada que danifique ou encolha o tecido. 0 sistema de alimentação para este processo pode ser um sistema de funcionamento discontínuo (usando um transportador que entra e sai) ou um processo contínuo usando rolos de tecido e rolos de material de acoplamento deslocados numa base intermitente por meio de mecanismos transportadores com amortecedores e indexadores apropriados. As dimensões das placas são normalmente 35,56 x 45,72 cm (14 x 18), 76,2 cm (30 x 30) ou 91,44 x 91,44 cm (36” x 36) com placas recti— ficadas planas e paralelas dentro de 0,05 mm (0,002) a 0,01cm (0,004). 0 movimento para cima e para baixo da prensa fria faz-se na mesma sequência temporal que a prensa quente. Como alguns tecidos tendem a encolher um pouco durante este processo, pode ser util usar fibras com contracção prévia quando se tricota ou tece o pano. Em alguns casos é útil aplicar tensão longitudinal ou lateral ao tecido durante a aplicação do mate- 19 rial de acoplamento. Leste modo obtém-se uma superfície acaba^ da lisa quer na superfície superior que na inferior do tecido.

£ essencial um controlo rigoroso da temperatura, da pressão e do tempo, de modo a obter uma boa prisão entre o tecido e o material de acoplamento enquanto também se impede empurrar o material de acoplamento completamente através do tecido, o que prejudicaria a flexibilidade dos fios caidos ou, o que seria pior, ligar-se-iam entre si as camadas opostas do tecido, não podendo o produto ser inflado e colocado sob pressão. Na forma de realização preferida, a quantidade de material de acoplamento disponível para penetrar no tecido é controlada controlando a espessura da folha de ma_ terial de acoplamento que é aplicado ao tecido. Igualmente, controla-se e regula-se muito cuidadosamente o calor de modo que não se verifiquem manchas quentes e a penetração não varie de uma área do tecido para outra devido a variações da fluidez do agente de acoplamento. Um processo superior e preferido usado actualmente segue em pormenor esta fase de aplicação do material de acoplamento.

As superfícies exteriores do tecido têm de ter um grau de fecho ou densidade da tecedura controla^ do e uniforme. A densidade deve ser suficientemente uniforme para quando se expõe o tecido a uma fonte luminosa não seja possível detectar a penetração de raios discretos de luz. A densidade não deve ser demaseado solta em nenhuma área.

Igualmente, a densidade não deve ser demaseado apertada. Um tal controlo da densidade é obtido de varias maneiras: l) número de fios por polegada quadrada, 2) número de filamentos por fio, 3) grau do tratamento de encorpamento, texturização ou PIRTEC, 4) tensão na máquina Raschel durante o processo de tricotagem, por exemplo. Assim o agente de acoplamento pode penetrar quer nos grupos de fios quer na espessura da secção transversal da superfície dos elementos de tecido apenas até uma profundidade controlada e pode efecti vamente unir entre si os fios que constituem as superfícies exteriores do tecido.

Outro factor a controlar durante a fabricação do tecido é a utilização de lubrificantes ou auxiliares de processamento na fabricação de fibras, fios e tecidos. Tais agentes podem ser prejudiciais para obter uma forte ligação. Particularmente prejudiciais são os lubrificantes silicónicos e os auxiliares de processamento de politetrafluoetileno. 0 uso de tais lubrificantes deve ser reduzido a um mínimo ou completamente eliminado durante a fabricação das fibras, dos fios e dos tecidos. Se quaisquer desses agentes ficarem nas superfícies do tecido, o tecido deve ser lavado (enxaguado) ou limpo a seco apropriadanente antes da aplicação do agente de acoplamento.

Uma das vantagens de fixar previamente o material de acoplamento no tecido é que substancialmente isso elimina as fibras livres e estendendo-se lateralmente quando se corta com uma matriz o subconjunto dos tecidos. A ausência de tais fibras laterais é importante na operação seguinte de vedação na qual a barreira é unida em áreas apropriadas na periferia do produto por forma a criar um recinto fechado que possa ser posto sob pressão com um gás. Com efeito, a ausência de fibras que se estendem lateralmente evita passagens de fugas na zona da união de vedação periférica ou na porção do invólucro lateral do bordo do tecido, A presença de pequenas fibras ou mesmo de uma pequena fibra que se estende lateralmente e estabelecendo uma ponte sobre a vedação periférica for ma uma área de potencial fuga que é tão pequena que é extrema, mente difícil encontrar na inspecção de controlo de qualidade. 0 resultado é uma fuga muito lenta e substancialmente indetectável que conduz a uma perda da pressão num período de dois a três meses.

material de acoplamento pode também ser extrudido como uma película de viscose fundida e introduzida na ou nas camadas da superfície do tecido usado rolos aquecidos e de arrefecimento num processo de alimentação contínua .

Ainda um outro processo de aplicação de material de acoplamento, consiste em aplicar por extrusão ou pulverização uma mistura apropriadamente formulada de polio -isocianato como uma viscose líquida, parcialmente curada, na camada superficial do tecido seguido de um tratamento com uma lâmina de regularização e portanto com rolos e material de libertação para arrastar o material de acoplamento, também designado por agente de acoplamento, até uma profundidade cuidja dosamente controlada. Esta nâo é uma técnica preferida porque a reactividade residual da mistura é susceptível de reagir com o fio resistente à tracção de modo que o enfraquece e o toma quebradiço. Também as resistências de ligação com esta técnica são geralmente muito mais pobres que as que podem obter-se com a solução das placas aquecidas atras descritas.

tecido impregnado com o material de acoplamento é depois cortado com a forma desejada, devendo ter-se o cuidado de o corte ficar sem fibras ou filamentos estendendo-se lateralmente. Coloca-se depois o tecido impregnado com o material de acoplamento no interior do invólucro da membra exterior semipermeável, elástica e flexível, sendo a membrana semipremeável ligada com segurança na superfície distante do material de acoplamento que impregna as camadas superior e inferior do tecido, de preferência por aquecimento por altas frequências. A temperatura das matrizes que se usam para efectuar estas laminações é de preferencia ajustada de modo que se verifique a fusão na interface entre o material de acoplamento e a superfície interior das membranas de barreira e não noutros sítios. A potência das altas frequências, o ciclo de vedação prévia, vedação e arrefecimento e as temperaturas das matrizes e dos dissipadores de calor escolhem-se de preferência de modo a minimizar o grau de aquecimento do tecido e da película de barreira. Nesta altura ainda não está feita a vedação da periferia da membrana exterior.

Uma outra solução que pode ser usada para ligar a peiiéula de barreira ao tecido (impregnado com o material de acoplamento) utiliza uma fonte de calor de irradia ção, como por exemplo aquecedores de infravermelhos, e a aplicação da pressão atmosférica para obter a necessária pressão de ligação. Isso pode fazer—se selando as duas camadas da película de barreira (usando um mecanismo de aperto apropriado) em torno dos bordos do tecido e criando depois um vácuo dentro do invólucro vedado. Utiliza-se assim a pressão ambiente para aplicar a pressão apropriada de laminação ligação às superfícies exteriores das camadas de barreira quando as mesmas fundem e fluem para o interior das camadas do pano.

A parte que resulta da ligação da membrana exterior semipermeável aos lados distantes dos membros de tecido impregnado com material de acoplamento, é fixada uni formemente por uma ligação que e fomentada por uma multiplicidade de pontos minúsculos de ligação que compreendem aneis ou gavinhas do fio, de modo que a fixação da membrana semiperme^á vel ao tecido é substancialmente contínua em toda a superfície superior e inferior dos membros de tecido, completamente livres de fibras ou filamentos do fio que possam estabelecer uma ponte (das superfícies interior para a exterior) através do invólucro de barreira. A barreira exterior tem também de estar completamente livre de furos minúsculos. A resistência ao despegamento apresentada por esta estrutura é elevada, isto é, mais de 3572 g/cm (20 libras por polegada), excedendo geralmen te a resistência à rotura por tracção dos fios resistentes à tracção quando sujeitos a um ensaio de tracção tipo Instron típico.

dispositivo amortecedor é completado para obter um produto susceptível de ser submetido à pressão por soldadura ou outro processo de vedação de porções apro priadas do material do invólucro de membrana exterior onde o material se estende para além do membro (de tecido) interior impregnado. Se o material da membrana exterior for formado dua folhas de película, então faz-se uma soldadura junto de toda a periferia do membro de tecido impregnado interior. Se o invólucro de barreira for prá-modelado parcialmente, por exemplo por extrusão, moldação por sopragem, modelação no vácuo/calor,

- 23 moldação térmica ou vulcanização, a vedação periférica poderá ter sido parcial ou totalmente completada durante s fase anterior.

A vedação periférica pode fazer-se con venientemente por técnicas convencionais, tais como soldadura por altas frequências, vedação por impulsos térmicos, cimentação, soldadura por ultrassons, vedação por partículas magnéticas, vulcanização e similares. É aqui que é importante a ausência de fibras que se estendem lateralmente. Se tais fibras existirem, elas tendem a ser seladas na soldadura periférica durante a operação de vedação periférica e formarem um eventual trajecto de fugas. Se a fibra se estender a toda a periferia exterior, é mais que provável que haverá uma fuga lenta e indetectável. Se ela se estender apenas parcialmente, ela constituirá uma zona fraca onde pode verificar-se uma fuga especialmente sob a acção de cargas cíclicas e pesadas. Pela aplicação do material de acoplamento, como foi descrito, a operação de corte subsequente é um corte limpo que elimina a possibilidade de fibras que se estendem lateralmente.

Embora não seja um processo de fabricação preferido, podem usar-se elastómeros vulcanizáveis e/ou termostáveis, em vez doe elastómeros termoplásticos de uretano atrás descritos, mas exigindo ainda o mesmo grau preciso de controlo da profundidade e da qualidade da penetração do elastómero nas camadas superior e inferior do pano ou tecido.

Como fase final: a câmara, que agora está definida entre as paredes do tecido de parede dupla, é posta sob pressão com um gás apropriado, de preferência um gás não polar de grande peso molecular, tal como um supergás. Numa forma preferida, o gás é convenientemente injectado mediante a utilização de uma agulha, sendo a abertura de injecção (que deve estar isente de qualquer material de tecido ou de fibras) vedada depois de completada a aplicação da pressão. É também possível utilizar uma válvula de inflacção/deflacção. 0 fenómeno físico que se verifica com a inflação e a difusão está

- 24 descrito por exemplo na patente americana N? 4 340 626 de Rudy de 20 de Julho de 1982, fazendo-se aqui referência â mesma.

Gomo mais atrás se referiu, o dispositivo segundo a presente invenção proporciona um meio novo e importante para controlar a taxa de hombagem de difusão. 0 ob jectivo de um tal controlo é manter o produto à pressão de in fiação de projecto durante períodos de tempo mais longos que os possíveis de obter de outro modo. Como em muitas aplicações o dispositivo é fino, o volume de fluido de inflação contido é pequeno. Portanto, a relação superfície/volume é muito elevada. Isso pode contribuir para uma rápida perda de pressão por difusão. Porém, a adição dos elementos cristalinos de bar reira para os gases no interior da camada de barreira servem para uma função única e importante que é a de dosear e controlar a taxa da difusão para dentro e para fora, aplicando-se em particular às moléculas de Og e do ar ambiente.

Há ainda uma outra vantagem da incorporação de materiais cristalinos de barreira para os gases no interior do invólucro elastómero do dispositivo. A maior parte dos milhões de componentes para calçado colocados sob pressão de um gás multicâmaras convencionais (patente americana 4 183 156) que têm sido fabricados de acordo com as patentes anteriores e usados em todo o mundo são normalmente feitos a partir de uma película de poliuretano éster, porque esta formulação tem uma permeabilidade aos gases menor, quando inflada com um dos supergases, que a formulação constituída por poliuretano à base de éter. Porém, a película à base de éster, em contraste com a película à base de éter, tem o incónvenien te de ser afectada da maneira prejudicial pela humidade (instabilidade hidrolítica que pode prejudicar as propriedades físicas), pelos fungos e bactérias, especialmente a temperatura acima dos 38 a 43°C (100 a 110°P). Portanto, esses produ tos sob pressão de um gás convencionais para calçado são protegidos encapsulando-os numa eola média de espuma, o que é dispendioso; e a espuma atenua e prejudica as características de elasticidade benéficas do produto sob pressão para calçado.

- 25 Por outro lado, o dispositivo segundo a presente invenção pode utilizar as características desejáveis da pelívula à base de éter mais permeável aos gases e, pela inclusão dos elementos cristalinos nas camadas de barreira exteriores da estrutura controla-se a taxa de difusão para fora para níveis aceitavelmente baixos, ao mesmo tempo que se beneficia da difusão para dentro muito lenta das moléculas de azoto e de oxigénio do ar ambiente, que compensam qualquer per da do supergás de modo a obter uma vida útil de três ou mais anos. A encapsulagem com espuma não é portanto necessária. Melhora-se grandemente a eficácia das almofadas amortecedoras e minimizam-se o peso e os custos.

Como corolário, é muitas vezes vantajoso usar ou películas finas ou películas de baixo módulo de elasticidade para a camada de barreira exterior do produto. Esta modificação proporcionará uma sensação mais macia e elástica com uma maior flexibilidade global. Mediante o controlo ou a variação do módulo de elasticidade, podem variar-se as características de flexão do produto final. Os materiais de módulo de elasticidade mais baixo proporcionam mais conforto, enquanto que os materiais de módulo de elasticidade maior proporcionam melhores características de restituição da energia.

A maior taxa de difusão que pode existir quando se usãm tais materiais, pode também ser compensada pela adição das fibras cristalinas distorcidas do tecido. Em alguns casos pode também melhorar-se a sensação de macieza usando fitas elasticas (esticando em duas direcçães) como fios de apoio nas superfícies exteriores do tecido.

Devido ao facto de o volume do dispositivo não poder aumenter de maneira significativa sob pressão (espessura é limitada e mantida substanoialmente constante pela tensão no pelo, na interface ou nos fios), a bombagem de difusão de ar para o interior do dispositivo pode facilmente criar uma sobrepressão no produto durante os primeiros 2 a 12 meses de inflação. Este é um problema potencial com o produto segundo a presente invenção, aplicando-se também à difusão de

- 26 N^para o interior do dispositivo sob pressão e requer uma so. lução. Este problema potencial é resolvido ou eliminado segundo a presente invenção pela presença de fios ou elementos em partículas cristalinos de barreira do gás embebidos no interior das camadas de barreira elásticas e flexíveis semipermeáveis do invólucro sob pressão. Esta técnica pode limitar, reduzir e controlar a difusão para dentro do azoto com pressão parcial, que é de cerca de 0,84 Kg/cm (12 psi), a partir do ar ambiente, para cerca de zero a dois anos, e reduz grandemente e controla com precisão a difusão para dentro do oxigénio à pressão parcial no ar ambiente.

Há limites práticos para o controlo da bombagem de difusão. Mesmo com uma tecedura muito apertada dos fios de apoio na superfície exterior do tecido, verifica-se alguma difusão, não podendo reduzir-se a permeabilidade a zero. Contudo, para uma melhor construção, é prático formar um controlo efectivo para a difusão da maior parte dos gases que interessam, incluindo o azoto. Contudo, o oxigénio pode difundir-se muito mais rápidamente que o azoto. Usando esta técnica de controlo da difusão, o oxigénio pode difundir-se para o interior do invólucro durante um perído prolongado de quatro a doze meses (após a inflação e selagem na fábrica).

A pressão parcial do oxigénio no ar o

atmosférico ambiente é de cerca de 0,14 Kg/cm (2psia) (da

Q pressão total de 1,033 Kg/cm (14,7 psia) ). Assim, a difusão inversa de oxigénio para o interior do invólucro apenas pode elevar a pressão total no interior do invólucro com um incremento de 0,14 Kg/cm (2 psi) no máximo,. Se se desejar, isso pode ser compensado com uma ligeira sub-inflação inicial com o supergás (ou uma mistura de supergás e gás azoto ou uma mistura de supergás e ar). Porém, em alguns casos não é neces sário um tal subpressão; um aumento de 0,14 Kg/cm² (2 psi) esta dentro da tolerância admissível nas especificações da pressão de inflação. Além disso, com a idade e a utilização o dispositivo aumento ligeiramente de volume. A pressão parcial de 0₂ adicionada é quase perfeita para compensar este pequeno aumento de volume proporcionando-se uma pressão de inflação invulgarmente uniforme durante toda a vida do produto .

Se o custo for de maior importância, o gás de inflação pode ser 100 % do azoto e verificar-se-á a mesma difusão para dentro de oxigénio, ajudando a manter a pressão de inflação de projecto para compensar a difusão lenta de azoto para dentro. Pode usar-se uma mistura de ar e azoto em alguns casos em que uma grande percentagem da secção transversal das camadas exteriores do dispositivo contém material cristalino. Isto pode ser muito vantajoso, pois o custo do azoto é cerca de l/lO do do hexafluoretano (supergás) e o peso do azoto é cerca de l/5 do dos supergáses.

As estruturas sob pressão segundo a presente invenção são de uma grande utilidade em todos os tipos e variedades de calçado, incluindo botas, sapatos de atletismo, sapatos de uso diário, sapatos de toilete, sapatos de trabalho, sapatos/dispositivos protéticos, sandálias, bem como outros dispositivos, como capacetes e objectos de protecção (para futebol, óquei, baseball e desportos equestres) A presente invenção pode também ser usada para aplicações recreativas, militares, marítimos, industriais e aerospaciais, incluindo punhos de guiadores de bicicletas, martelos pneumáticos, serras de cadeia, pás, etc., bem como noutras aplicações de assentos e selas, em bicicletas, motocicletas e equi tação. Campos de jogos, colchões de atletismo, revestimento de pavimentos, almofadas de estações de serviços, luvas, coletes salva-vidas e similares são outros domínios de interesse comercial para a presente invenção. Como o supergás é excelente isolador térmico e eléctrico, este dispositivo é utilizável onde for necessário combinar o amortecimento com o isolamento eléctrico e/ou térmico. Faz-se ainda notar que os produtos amortecedores feitos segundo a presente invenção e inflados com supergás' teráo a capacidade única de absorver selectivamente e atenuar energia acústica de alta frequência eventualmente prejudicial, ao mesmo tempo que transmite as ondas de energia de frequência baixa.

Os dispositivos segundo a presente invenção são únicos pelo menos porque:

l) pode conseguir-se uma inflação sub tancialmente permanente por meio de uma técnica nova e inovadora para controlar selectivamente a taxa de bombagem de difusão proveniente do ar ambiente,

2) o uso da texturiação, encorpamento aneis, gavinhas e/ou cordões livres simples aumentam grandemente a fixação entre o membro de acoplamento e o tecido, e, por sua vez, a fixação do tecido no material de invólucro exterior elástico e flexível associado, de modo a conseguir uma resistência ao despegamento várias vezes maior que o possível com outros processos convencionais,

3) as duas fases do processo para fixar o invólucro que contém o gás no tecido conseguem obter a necessária ligação de elevada resistência mediante:

a) aquecimento, pressão e arrefecimento (congelamento) sob pressão e tempos cuidadosamente controlados, aplicados ao material de acoplamento para obter o grau e a qualidade de penetração essenciais e precisos do material de acoplamento nas camadas superior e inferior de tecido ;

b) laminação de curta duração e elevada potência de RF da superfície interior do material de invólucro exterior elástico, flexível e semipermeável na superfície exterior do material de tecido.

4) são usados de fios e fibras especiais que têm boa resistência à abrasão, à fibrilhação e à fadiga por flexão, bem como fibras de pelo suficientemente encorpado,

5) se usa um material de acoplamento no pano que elimina as fibras que se estendem lateralmente e evitam assim que essas fibras fiquem retidas e seladas na ve— vedação periférica estabelecendo assim pontes nessa vedação e actuando como trajectos de fuga do gás de inflação,

6) permitem a fabricação de uma varie, dade de produtos amortecedores únicos, especialmente produtos essencialmente, ou com contorno, relativamente finos, com uma grande variedade de formas e configurações,

7) se proporcionam produtos que podem ter contronos das superfícies controladas,

8) se proporcionam produtos inflados com uma elevada pressão interna, uma grande durabilidade, lon gevidade e duração em serviço, bem como fiabilidade e excelente resistência a rotura por fadiga,

9) se usa um material de tecido que compreende filamentos feitos de materiais de barreira para os gases embebidos seguramente no interior do invólucro elástico flexível e semipermeável para reduzir e controlar com precisão a difusão para dentro, de 0^ e N^, a partir do ar ambiente, para o interior dos produtos relativamente finos que tipicamente têm uma elevada relação entre a área e o volume sendo assim muito mais sensíveis à perda de pressão.

10) se proporcionam produtos que obtêm um nível optimo de amortecimento e devoluçaõ de energia ou elasticidade (isto é, cedência) no interior da limitação de qualquer embalagem dada,

11) se proporcionam produtos capazes de atenuar seiectivamente, convertendo as vibrações de frequência elevada potencialmente prejudiciais e transmitindo as vibrações acústicas de frequências mais baixas,

12) se proporcionam produtos que simultaneamente amortecem e também proporcionam isolamento elé£ trico e térmico excelente, mesmo quando envolvidos por um ambiente de elevada humidade.

Outras características novas serão evidentes na presente descrição pormenorizada.

- 30Por conseguinte, ura objecto da presen te invenção consiste em proporcionar um tipo de dispositivo de almofada de ar aperfeiçoado que produz um conforto superior um amortecimento mais eficiente, a atenuação das cargas de choque potencialmente prejudiciais e o armazenamento e a restituição da energia, num dispositivo inflado que pode ser relativamente fino e que pode ter superfície substancialmente planas e paralelas ou com contornos.

Um outro objecto da presente invenção consiste em proporcionar um tipo de produto amortecedor inflado com um gás, do género descrito, que tem o grau necessário de fiabilidade, durabilidade e tempo de vida em serviço em aplicaçães que exijam características superiores de estrutura e resistência à fadiga quando sujeito à aplicação repetida de várias cargas cíclicas.

Outro objecto da presente invenção consiste em selectivamente controlar e desacelerar o fluxo de saida do gás de inflação de modo a manter uma pressão interna uniforme no interior de um dispositivo selado, com uma relação relativamente elevada entre a área e o volume com níveis de inflação durante períodos de tempo relativamente longos (isto é, de 5 anos ou mais).

Um outro objecto consiste em retardar e controlar com precisão o fluxo inverso (para dentro) de ar ambiente da almofada de ar durante os primeiros estádios da aplicação da pressão 2 a 12 meses), eliminando desse modo a tendência para a sobrepressão do produto que, em contraste com a minha primeira invenção, tem um aumento nulo de volume quando sob pressão.

Outro objecto da presente invenção consiste em permitir a utilização de gases de inflação mais facilmente obtidos, de peso reduzido e mais baratos.

Outro objecto consiste em proporcionar um produto amortecedor inflado prático que pode colocar-se sob pressão com ar ou com azoto, ou com uma combinação dos

- 31 mesmos, mantendo no entanto um tempo de vida aceitável de pelo menos dois anos.

Numerosas outras vantagens da presente invenção tomar-se-ão aparentes na presente descrição, qué deve ser lida com referência aos desenhos anexos que ilustram formas de realização preferidas da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As figuras dos desenhos representam:

A fig. 1, uma vista em planta de uma sola interior para produtos de calçado segundo a presente invenção ;

A fig. 2, uma vista com as peças sep_a radas, parte em corte, parte em alçado, dos componentes do produto segundo a presente invenção antes da montagem final;

A fig. 2a, uma vista semelhante à fig. 2, mostrando a estrutura numa configuração parcialmente montada com uma camada de acoplamento que foi impregnada no interior das superfícies exteriores das camadas de tecido;

A fig. 2b, semelhante à fig. 2, mostrando a estrutura na configuração completamente montada, num corte feito pela linha (2b-2b) da fig. 1;

As fig. 3a, 3b e 3c, semelhantes às fig. 2, 2a e 2b, o produto segundo a presente invenção, no qual os meios limitadores ou fios caidos estão posicionados com um arranjo triangular;

A fig. 4a, uma vista parte em corte e parte em alçado, de uma fibra individual que ilustra esquematicamente as gavinhas e locais de fixação;

A fig. 4b, uma vista, parte em corte e parte em alçado, sendo o corte feito pela linha (4b-4b) da fig. 4a;

A fig. 4c, uma vista esquemática ampliada com as peças separadas que ilustra a ligação entre o tecido e o invólucro impregnado com o agente de acoplamento segundo a presente invenção;

A fig. 5, uma vista de um pequeno troço de fio plano, não texturizado;

A fig. 6, uma vista em perspectiva de uma porção de tecido tricotado ou urdido com o fio da fig. 5;

A fig. 7, uma vista de um pequeno pedaço de fio que foi texturizado por torção falsa, torção com atrito, stuffer box, reviramento dos bordos outtipos de texturização semelhantes;

A fig. 8, uma vista em perspectiva de de uma porção de tecido tricotado ou tecido usando o fio texturizado da fig. 7;

A fig. 9, uma vista ampliada de um pequeno troço de fio que foi texturizado por um processo espe ciai, isto é, o processo de encorpamento com ar, processo de fixação pelo calor;

A fig. 10 uma porção de tecido urdido ou tricotado usando o fio texturizado especial da fig. 9;

A fig. 11, uma porção de um tecido com superfície flanelizada e/ou raspado;

A fig. 12, uma representação esquemática de um pequeno comprimento de fio que foi fiado usando uma combinação de fibras contínuas e discontínuas, constituindo as fibras discontínuas aproximadamente 30 % do teor de fibras;

A fig. 13, uma vista, parte em corte e parte em alçado, da estrutura compósita segundo a presente invenção montada numa prensa de selagem por radiofrequência e posicionadas entre o conjunto superior e inferior de matrizes de laminação;

A fig. 14, uma vista em planta e um

- 33 corte longitudinal do elemento inflado a todo o comprimento, com espessura inflada variável, onde a porção espessa do tacão está unida a uma porção mais fina do pá por meio de porção de corpo inclinada, segundo a presente invenção;

A fig. 14a, uma vista em corte feito pela linha (l4a-14a) da fig. 14;

A fig. 15, uma vista em planta de uma almofada de tacão segundo a presente invenção;

A fig. 16, uma vista em planta de uma peça intercalar estabilizadora da parte traseira do pá com uma almofada em forma de cobra segundo a presente invenção;

A fig. 17, uma vista em planta de uma outra peça intercalar de almofada em forma de cobra segundo a presente invenção;

A fig. 17a, uma vista, parte em corte e parte em alçado, sendo o corte feito pela linha (l7a-17a) da fig. 17;

A fig. 18, uma vista, parte em corte e parte em alçado, de um produto de camadas múltiplas e com várias câmaras segundo a presente invenção;

A fig. 19, uma vista de uma almofada do tacão na qual o invólucro de cobertura é prá-modelado por moldação por injecção, por moldação por sopragem, por rotomol dação pou processos análogos e na qual a camada de tecido está impregnada com agente de acoplamento e depois á selada pelo calor nas superfícies internas do invólucro prá-modelado, segundo a presente invenção;

do lado esquerdo da	fig.	A fig. . 19;	19b,	uma	vista	em	perspectiva
pela linha (l9c-19c)	da	A fig. fig. 19	19c,	uma	vista	em	corte feito
		A fig.	19d,	uma	vista	em	corte feito

pela linha (l9d-19d) da fig. 19;

- 34 A fig. 20, um gráfico que compara as características força-deflexão de um elemento tubular normalizado inflado da técnica anterior com um dispositivo de amor tecimento novo segundo a presente invenção inflada a um nível de pressão médio;

A fig. 21, um gráfico que compara as características força-flexão de um elemento tubular normalizado inflado da técnica anterior com o novo dispositivo amortecedor a presente invenção inflado a uma pressão maior que a pressão média;

A fig. 22, um gráfico das características força-deflexão do elemento amortecedor segundo a presen te invenção mostrando a porção da carga suportada pela cara_ç terística de pele de tambor do dispositivo e a porção da car ga suportada pelas propriedades termodinâmicas do meio de inflação colocando sob pressão;

A fig. 23a, uma vista esquemática em corte com diagramas vectorriais das forças do elemento amortecedor segundo a presente invenção que está a ser comprimido por uma carga (por exemplo um pé), estando a carga a estabelecer o contacto inicial;

A fig. 23b, uma vista esquemática em corte transversal com o diagrama dos vectores das forças de pressão interna no invólucro de barreira do dispositivo amortecedor segundo a presente invenção , ilustrando como o dispositivo actua para proporcionar a acção de pele de tambor únice e a característica força-deflexão única do novo elemento amor tecedor;

A fig. 24, um gráfico que compara as características de força-deflexão e elastecidade de uma sola de tácnica antiga convencional encapsulada com espuma, tubular almofadada e colocada sob pressão e uma sola média não inflada de espuma, sorbatano ou gela, etc., com as características de força deflexão e elasticidade do elemento inflado segundo a presente invenção com a pressão média;

A fig. 25, um gráfico que mostra como as diferenças da pressão de inflação podem afectar as caracte^ rísticas força-deflexão do dispositivo amortecedores segundo a presente invenção;

A fig. 26, um gráfico que mostra como dispositivos mecânicos diversos, tais como orelhas, barras, etc. na superfície interior de uma almofada moderadora podem afectar e adaptar ao pedido do cliente as características de força-deflexão e a taxa de alasticidade do dispositivo segundo a presente invenção;

A fig. 26a, uma vista em planta de um produto segundo a presente invenção, com orelhas ou similares;

A fig. 26b, uma vista em corte feito pela linha (26b-26b) da figura 26a;

A fig. 27, um corte transversal esque mático do dispositivo segundo a presente invenção montado numa máquina de ensaio de flexão Kim especial para proporcionar um ensaio de fadiga de flexão acelerada do dispositivo inflado, mostrando o esquema o elemento inflado numa condição de flexão parcial;

A fig. 27b, um corte transversal esqud mático do dispositivo, como o da fig. 27a, com o elemento inflado na condição de completamente flectido afundado;

A fig. 28a, uma representação esquemática muito ampliada de três tipos diferentes de fibras em tensão l) fibras plana não texturizada, 2) fibra texturizada convencionalmente e 3) fibra especial encorpada com ar, fixada pelo calor;

A fig. 28b, representação esquemática das mesmas fibras da fig. 29a, numa condição parcialmente com primida ou distendida;

A fig. 28c, uma representação esquema

- 36 tica 1 000 vezes maior que a dimensão real das mesmas três fibras da fig. 28b depois de vários milhões de ciclos de flexão na condição de quase afundada;

A fig. 29a, uma vista esquemática em planta de um grupo de fibras planas não texturizadas, como uma porção de fios, estando sujeito a uma condição de carga transversa ;

A fig. 29b, uma vista em corte transversal do grupo de fibras da fig. 2a;

A fig. 29c, um corte transversal ampli ado de uma fibra única do grupo de fibras da fig. 29b, mostran do como a condição de carga transversal pode fazer com que grupos de cadeias moleculares no interior da fibra individual comecem a separar-se e subsequentemente a partir-se provocando a avaria tipo fibrilhação de uma fibra única (ver também a fig. 30), depois da aplicação retida de carga e descarga de uma carga transversal;

A fig. 29d, semelhante à fig. 29a, para 0 caso de um grupo de fibras encorpadas no ar fixadas pelo calor;

A fig. 30, uma vista de uma fotografia obtida num microscópio electrónico de varrimento com uma ampliação de 1 000 X, obtida de uma fibra única de interligação depois de uma destas fibras resistentes à tracção segundo a presente invenção ter sofrido uma avaria tipo fibrilhação resultante de aproximadamente um milhão de ciclos de compressão e abrasão associada e fadiga de flexão;

A fig. 31, um gráfico que mostra como as diferenças em volume ou na forma plana podem afectar as características de força-deflexão e amortecimento do dispositivo inflado segundo a presente invenção, ilustrando as fig. 31a, 31b e 31d a geometria representada pelo gráfico;

A fig. 32, uma vista em planta e uma vista em corte transversal de duas almofadas infladas segundo

- 37 a presente invenção com caracteristicas de volume diferentes elásticos, deformáveis de acumulação de pressão em tomo das suas periferias para adaptar as caracteristicas amortecedoras dos dispositivos às necessidades do cliente;

A fig. 33, uma vista em planta e vistas laterais em corte transversal do dispositivo segundo a presente invenção com concepção compósits híbrida com suporte arqueado proporcional à carga, dinâmico e automático, e um gráfico que compara as caracteristicas carga-deflexão do dispositivo com e sem volume acumulador de suporte arqueado;

A fig. 34, duas vistas em corte transversal de um dispositivo amortecedor de duas pressões, de câmaras geminadas segundo a presente invenção, mostrando uma das vistas o impacto inicial da carga e a outra vista a característica de amortecimento diferencial da almofada parcialmente comprimida;

A fig. 35, uma vista em planta e uma vista em corte transversal do dispositivo amortecedor segundo a presente invenção tendo linhas de flexão laterais cosidas para melhorar a flexibilidade de flexão do dispositivo durante a marcha, a corrida ou noutras actividades atléticas;

A fig. 36a, uma ilustração esquemática de uma vista em planta, ampliada 20 vezes, de um filamento que foi embebido numa vedação periférica quando se efectuou a vedação períferica na película de barreira;

A fig. 36b, uma vista em corte transversal da fig. 36a que mostra um trajecto de fugas potencial em torno da fibra, através do qual o gás de inflação pode escapar-se lentamente do dispositivo segundo a presente invenção quando se usam processos de fabrico ou de controlo de qualida de impróprios; e

A fig. 36c, uma ilustração esquemática com ampliação de 500 X a 1 000 X de um corte transversal de um grupo de fibras na camada exterior de tecido do dispositivo

- '38 “ segundo a presente invenção que foi impregnado e envolvido com material de agente de ligação fundido, que se contrai quando arrefece e desenvolve um ajuste apertado em torno de cada fibra, eliminando desse modo os trajectos de fuga do gás de inflação .

Descrição pormenorizada da invenção

Com referência particular aos desenhos que mostram formas preferidas da presente invenção, na fig. 1 ilustra-se em (10) um produto inflado segundo a presente inven ção que, para fins de ilustração, é uma sola interior.

Como se mostra ainda nas fig. 2, 2a e 2b, a sola interior (10) é constituida por uma estrutura compósita na qual uma camada de barreira (12) elástica, exterior e semipermeável define uma câmara selada, estanque à pressão, na qual está posicionada em (14) uma estrutura resistente à tracção de suporte de cargas que compreende um tecido de parede dupla ligada por fios. A estrutura (14) de tecido de parede dupla ligada por fios é constituida por uma primeira camada de tecido (16), uma segunda camada de tecido (18) e fios caidos (20) (fios de entrelaçamento de pelos) que funcionam exclusivamente como elementos resistentes à tracção pelo facto de serem postos sob tensão quanto se submete o invólucro a pressão e se veda. 0 material das camadas de tecido pode ser diferente dos fios caidos. Nestas figuras estão indicadas camadas (23) e (24) de um material de acoplamento, bem como os aneis e gavinhas (29) e (30) que.se estendem para fora a partir das superfícies distantes (32) e (34), respectivamente.

É evidente que as fig. 2, 2a e 2b são vistas progressivas da sequência geral na fabricação do produto segundo a presente invenção. Como se mostra na fig. 2a e será descrito em pormenor, o agente de acoplamento (23) e (24) é ligado às superfícies exteriores expostas (16) e (18) do tecido (14). Depois disso, o material da camada de barreira (12) á associado e ligado ao material de acoplamento e ao tecido subjacente (16) e (18) para formar uma camada de acoplamento

- 39 assemblada (35), sendo a camada de barreira soldada com uma costura como se indica em (38) para formar um recinto fechado de invólucro. Depois disso, o invólucro é colocado sob pressão com qualquer gás ou combinação de gás ou combinação de gases descritos.

material do invólucro (12) é de preferência um dos materiais elásticos e flexiveis indicados nas patentes de Rudy atrás mencionadas. Os materiais preferidos são materiais de poliuretano, tais como elastómeros de poliuretanos à base de poliéster ou à base de poliéter. Conforme o ambiente final em que o produto vai ser usado, pode preferir -se um ou o outro destes materiais. Por exemplo, o calor, a humidade e as bactérias tendem a criar problemas após um certo período de tempo. Se o produto não for para usar nesse tipo de ambiente, um material uretano de poliéster funciona muito bem. Se o ambiente for tal que o calor, a humidade e as bactérias provoquem provavelmente problemas, é preferido o material de poliuretano de poliéter. Este último é um tanto mais caro e exige um pouco mais de cuidado no processo de fabricação do produto final. Com o poliuretano de poliéter, a elevada taxa de difusão relativamente ao supergás não é um factor sério nos novos produtos segundo a presente invenção pelas razões já discutidas. Compreende-se que a superfície exterior do invólucro pode optativamente ter nele ligado um material de tecido relativamente fino.

material do tecido que foi descrito pode ser poliamida, por exemplo os materiais de nylon mencionados, ou fios de poliéster ou materiais tais como os que existem disponíveis com a designação DACRON. Os materiais de poliamida tendem a ter uma maior resistência à tracção e maior resistência à abrasão e à fibrilhação que os outros materiais mencionados, mas exigem mais cuidado na produção, em especial se forem usados processos de soldadura por altas frequências. Em geral, o uso da energia de altas frequências durante períodos de tempo curtos, quando comparados com outros tipos de vedação pelo calor, é satisfatório. É evidentemente bem conheci- 40 do que a energia de RF é muito facilmente controlável.

A resistência ao deslocamento entre os fios exteriores (16) e (18) e a camadas de acoplamento associa^ da (35) e as camadas de barreira (12) elásticos, flexíveis e semipermeáveis do invólucro deve ser pelo menos de 3,26 Kg/cm (18 libras/polegada). Os valores preferidos estão entre 4,53 e 6,34 Kg/cm (25 a 35 libras/polegada).

As fig. 3a, 3b e 3c são semelhantes à fig. 2, 2a e 2b, mas ilustram um tecido (14a) no qual os fios caidos (20a) são orientados segundo um certo ângulo. No restante as estruturas são substancialmente as mesmas.

Uma das características importantes da presente invenção consiste em proporcionar uma forte ligação entre o material de barreira e o material de tecido exterior.

Fazendo referência às fig. 4a e 4b, que ilustram um corte fragmentário, as camadas de tecido (16) e (18) incluem cada uma fibras (40) que possuem as gavinhas (42) e (46) que se estendem a partir das mesmas. É preferido que o material de acoplamento e as camadas de barreira (12) sejam do mesmo material para formar uma ligação óptima. 0 material de acoplamento (23) e (24) apenas penetra na camada de tecido (16) e (18) e não penetra no interior dos elementos resistentes à tracção (20). Assim, o agente de acoplamento não invade a zona entre as camadas (16) e (18) que é ocupada pelos elementos resistentes à tracção, permitindo assim que os elementos resistentes à tracção funcionem livremente e sem qualquer limitação. Alem disso, o material de acoplamento elástómero (35) bloqueia seguramente o fio resistente à tracção (20) dentro das camadas exteriores (16) e (18) de modo que ele não se soltará nem desfiará junto dos bordos de corte do tecido quando é cortado nas dimensões e na forma do produto desejado. Esta característica é particularmente importante quando o fio caido resistente à tracção (20) não fica de outro modo bloquea do nas camadas de tecido exteriores (16) e (18), por exemplo num tecido urdido tridimensional. Contudo, o processo preferi- 41 do de fabricação do pano tridimensional é a tricotagem Raschel de duas agulhas.

A geometria texturizada e com pregas das fibras individuais faz com que elas actuem como molas helicoidais miniaturais. Assim, as cargas aplicadas são distribuídas mais uniformemente por todas as fibras do fio de modo que a resistência final à tracção do fio é aproximadamente igual à resistência à tracção final das fibras individuais vezes o número de fibras no fio não texturizado a resistência final à tracção é apenas uma pequena fracção da resistência final à tracção da fibra individual vezes o número de fibras por fio. Isso resulta do efeito de queda de dominó das fibra individuais sujeitas à mais elevada tensão.

Podem usar-se acabamentos especiais nos filamentos poliméricos diferentes do acabamento de polimen to (isto é, semi-mate, mate, etc.). Isso aumentará a resistência da ligação e portanto a resistência ao despegamento da ma triz de acoplamento (35) elástica, flexível e semipermeável. Porém, isso tem de ser usado com precaução com o produto sob pressão segundo a presente invenção, porque este processo enfraquece a resistência à tracção e a resistência à abrasão das fibras (20) dos fios resistentes à tracção.

Podem também usar-se agentes de ligação tais como Dow Corning Silane Ql-6106 ou PAPI 50; no entanto os ensaios feitos até à data mostraram menos de 15$ de melhoria na resistência ao deslocamento quando usados no tecido de poliéster ou de nylon 66.

Podem também usar-se filamentos com outra secção diferente da secção circular (isto é cruciforme, em forma de haltere, etc.) para melhorar a resistência da ligação da camada de acoplamento (35), mas isso pode conduzir a uma resistência à tracção e à abrasão mais baixa se forem usados para o fio caido resistente à tracção, tendendo a ficar mais dispendioso. Os filamentos achatados do género fita são mais eficientes para o controlo do processo de difusão activada.

- 42 0 reforço de interface das fibras ( fios exteriores embebidos na camada de acoplamento) é essencial para conseguir obter uma ligação resistente à falta de delaminação por fadiga. Isso consegue-se com a flanelizaçao, a raspagem ou a texturização. Existem disponíveis vários processos de texturização, isto é, a falsa torção, a torção de atrito, stuffer box, reviramento dos bordos e encorpamento no ar. Preferem-se a falsa torção e o encorpamento no ar com fixação pelo calor, sendo o encorpamento no ar com fixação pelo calor o melhor destes dois últimos.

A característica essencial das superfícies exteriores dos fios de apoio são fios com pelo nas camadas exteriores (12) do pano como segue: os filamentos individuais dos fios texturizados e/ou flanelizados têm de ser pregueados ou dobrados, formados em aneis, e/ou selectivamente partidos e salientes da superfícies do fio. 0 fio plano básico aumenta assim de diâmetro e de volume, o que cria uma superfície exterior tanto no membro de pano superior como no inferior, sendo os espaços que normalmente existem nas intersecções sobrepostas dos fios do pano preenchidos e/ou cobertos pelos aneis, fios ou filamentos distorcidos.

Assim, é importante notar que a texturização apropriada, quer do fio que constitui o membro de pano exterior superior e o inferior, quer o fio que constitui o fio caido ou fio resistente à tracção, é essencial para se poder conseguir a durabilidade e a resistência à fadiga requeridas do produto, como já se explicou algures. É igualmente importan te, mas não essencial que, quer o fio texturizado, quer o pano tridimensional acabado sejam apropriadamente fixados pelo calor.

As características de superfície como atrás foram descritas são muito importantes. Além disso, é importante que o material de acoplamento da camada de acoplamento (35) de elastómero tenha um peso molecular elevado (100 000 a 500 000, idealmente de 170 000 a 350 000) e uma molécula de cadeia longa.

- 43 Além cLisso, é essencial no processo preferido de aplicação do membro de acoplamento de poliuretano no tecido exterior superior e inferior que a entrada de calor seja uniforme através de toda a superfície e que as temperaturas da superfície da placa aquecida seja controlada cuidadosamente dentro de limites especificados (176 a 199°C -350 a 390°F para o poliuretano). 0 controlo preciso do tempo e da entrada de calor garante que o material de acoplamento terá a viscosidade correcta quando se aplica a pressão mecânica ou atmosférica para o fazer entrar nas camadas superior e inferior (16) e (18) do tecido. Se a viscosidade for demaseado elevada, o material não penetrará suficientemente no interior da profundidade da secção transversal dos cordões de fio. Se a viscosidade for a correcta, o material de acoplamento semipermeável mover-se-á para o interior do tecido exterior superior e inferior e abrangerá, envolverá e aderirá aos filamentos individuais que constituem cada fio e simultaneamente bloqueará e limitará a penetração do material de acoplamento até uma pr£ fundidade que não excede a espessura total quer do membro de tecido exterior superior quer do inferior (16) e (18). É extre^ mamente importante que a camada de acoplamento (35) tenha uma penetração que não se estenda para as superfícies interiores das camadas exteriores do tecido, de modo que interferisse com o movimento livre dos elementos de fios caidos resistentes à tracção (20). Isso pode suceder se: l) o material de acoplamen to não for de peso molecular elevado suficientemente uniforme,

2) a temperatura do agente de acoplamento não se encontrar no ponto correcto da curva de temperatura-viscosidade, e 3) as superfícies exteriores do tecido não forem convenientemente estruturadas como se descreveu no parágrafo anterior (bem como na discussão ulterior, que vai continuar, das figuras), 4) o tempo a que se mantém a temperatura for incorrecto, 5) a pressão aplicada for incorrecta, 6) o produto compósito não for congelado (arrefecido) até cerca de temperatura ambiente antes de remover o paipel despegante. Esta construção do tecido exterior (l6) e {18) constitui efectivamente um mecanismo de con

- 44 trolo da penetração do agente de acoplamento. As moléculas de elevado peso molecular de cadeia longa do material de acoplamento semipermeável dispõem-se em tomo dos filamentos muito finos do fio texturizado e flanelizado, formando este fio um filtro para controlar e limitar a profundidade de penetração do material de acoplamento (35) no interior das camadas de tecido exterior superior e inferior (l6) e (18).

Nesta altura da discussão é importante discutir com mais pormenor as características necessárias das superfícies do tecido. A fig. 5 ilustra um fio individual plano (50) (não texturizado) onde as fibras ou filamentos individuais são substancialmente rectilíneos e formam em conjunto um feixe relativamente compacto. Há um espaço aberto muito pequeno entre os filamentos. 0 material da camada de acoplamen to (35) não pode penetrar na secção transversal do fio fixando-se assim apenas às superfícies exteriores do feixe de fios. Isso não é aceitável porque: l) a ligação é muito fraca, 2) o feixe de fios aberto acelera o processo da difusão para dentro activada, em vez de a limitar e controlar.

A fig. 6 ilustra o problema adicional com os tecidos com fios planos. Há espaços abertos (52) entre os vários fios que se sobrepõem no tecido tridimensional, que permitem que o material de acoplamento flua substancialmente sem obstrução através das camadas exteriores (16) e (18) do pano para o interior da área de pelos do tecido. Os fios de pelos resistentes a tracção (20) colam-se assim uns aos outros e a almofada de ar não inflará uniformemente até à espessura apropriada. Em situações extremas, as camadas exteriores superior e inferior (16) e (18) são cimentadas entre si de modo que não é possível a inflação.

A fig. 7 mostra um fio individual texturizado típico. Aneis, gavinhas e extremidades de filamentos (54) ficam salientes a partir da superfície do fio. As fibras individuais são pregueadas ou enroladas e não são rectilíneas. 0 fio é provido de uma penugem ou encorpado, tomando um diâmetro maior que o de um fio plano comparável. As fibras não se

- 45 juntam numa configuração compacta. Há um espaço substancial e aberturas entre as fibras individuais para permitir a penetra, ção de material de acoplamento para o interior do fio. 0 material de acoplamento pode penetrar facilmente em toda a secção do fio, bloqueando assim as fibras individuais de grande resiss tência no interior da matriz (poliuretano) semipermeável para formar um material compósito extremamente forte. A resistência ao despegamento entre o fio e a matriz de elástómero é extremamente elevada devido à geometria pregueada das fibras e à penetração em toda a profundidade do elástómero entre as fibras.

A fig. 8 ilustra esquematicamente um tecido (55) fabricado com um fio texturizado como o da fig. 7. Este tecido não tem qualquer espaço aberto entre os elementos de fio (55a) e (55b) que se sobrepõem que permita uma penetrja ção excessiva do material de acoplamento de poliuretano (35), como sucederia no tecido da fig. 6 feito com fio plano. Mesmo com um fio texturizado, é necessário usar processos apropriados quando se tricota ou tece o tecido para garantir uma tensão apropriada (não excessiva) do fio durante a tricotagem ou tecelagem e para proporcionar uma densidade uniforme da superfície do tecido em todas as suas porções. Deste modo preserva-se a técnica de controlo do filtro macromolecular/penetreção, que é muito eficaz para conseguir o grau exacto desejado de penetração do material de acoplamento (35).

A fig. 9 é uma representação em perspectiva de um fio simples (60) que foi texturizado por um processo muito especial. É um fio encorpado no ar. Não só este fio é mais encorpado que os outros fios texturizados como também é fixado pelo calor de maneira muito mais permanente duran te o processo de texturização. A operação de fixação pelo calor bloqueia os aneis, gavinhas e dobras (56), de modo que mes mo depois de repetidamente se esticar e endireitar sob tensão e se distender, por exemplo durante a tricotagem ou no produto final, eles regressarão ao seu estado texturizado quando se re tira a carga de tracção. Esta caracteristica semelhante à elas

- 46 ticidade permanente pode existir mesmo após vários milhSes de ciclos de tracção e distensão, o que aumenta muito a resistência à fadiga por flexão e a resistência à abrasão das fibras resistentes à tracção (20). Isso será discutido com mais pormenor mais adiante. Por agora é suficiente dizer que a texturização no ar com fixação pelo calor é também um processo muito satisfatório para ajudar o controlo da penetração macromolecular do material de acoplamento (35).

A fig. 10 ilustra um tecido (65) que foi fabricado usando o fio encorpado no ar da fig. 9. As vantagens de um tal tecido são superiores às da fig. 8. Como é evidente, é importante que as camadas de tecido estejam isentas de quaisquer passagens não obstruídas para o núcleo ou por ção central das camadas de tecido.

Podem usar-se outros processos de trja tamento da superfície do tecido para aumentar a resistência da ligação. Esses processos incluem a raspagem da superfície ou a flanelização da superfície do tecido para criar aneis ou gavinhas ou fios partidos salientes. Os espaços abertos possíveis nos fios sobrepostos são assim cobertos por estas gavinhas e aneis de filamentos partidos para conseguir pelo menos um controlo parcial da penetração macromolecular do material de acoplamento, como se vê na fig. 11.

Uma outra solução menos preferida consiste em usar uma fibra discontínua que foi fiada para produzir um fio contendo pelo menos 70% de filamentos contínuos. Assim, as fibras discontínuas ou as gavinhas estendem-se a pa tir da superfície do fio e as extremidades opostas são imobil ; zadas num feixe do fio/fibras, como se ilustra na fig. 12.

ί.. Referindo de novo a fig. 2, devido à í estrutura dos filamentos e fios que se acaba de discutir, como se vê, as faces distantes ou superfícies exteriores (32) e (34), respectivamente, das camadas de tecido são povoadas com um grande número de gavinhas ou aneis minúsculos que formam • sítios ou pontos de fixação (29) e (30). Estes pontos estão re ’ í íl

- 47 í presentados como estendendo-se para fora a partir das superfícies distantes, na fig. 2, para fins de ilustração, entendendo -se que são depois ligados no interior do material de acoplamento como se mostra na fig. 4c, onde se utilizam de novo os mesmos números de referência já usados. Estes pontos de fixação sao proporcionados pelos membros de gavinhas que fazem par te dos filamentos de que é feito o tecido.

Referindo uma vez mais as fig. 4a e 4b, o fio (40) inclui um certo número de gavinhas (42) que se estendem a partir da porção da superfícies do fio. As gavinhas podem ser aneis (44) ou cordões de fibras (46) fragmentadas, ou ambas as coisas. Os procedimentos para a formação dessas gavinhas já foi descrito. As gavinhas actuam para aumentar substancialmente a área da superfície para fixação, como se descreveu. As gavinhas estendem-se em várias direcções, confor me o processo usado para as formar. Como se representa, há ga_ vinhas na superfície superior do cordão de fibras e de preferência em torno de toda a área do cordão do fio.

Na estrutura completada indicada por exemplo na fig. 4c, as superfícies (68) da camada de barreira semipermeável exterior (12) são fundidas para efeitos da liga, ção com o agente de acoplamento (23), por exemplo, que também funde no plano de interface (69). A aplicação de calor ao invólucro durante o fabrico é de preferência controlada de modo que a zona fundida (35) e a zona correspondente do agente de acoplamento no interior das camadas de tecido respectivas sejam as únicas partes da estrutura que fundem. Esta camada fundida é muito limitada em profundidade, quer no interior da ca mada de barreira, quer na camada de agente de acoplamento (isto é, uma profundidade de 0,0254 a 0,0508 mm (0,001 a 0,002) Mas obtêm-se neste processo ligações muito fortes.

aquecimento dieléctrico por altas frequências (em combinação com dissipadores de calor) é particularmente utilizável na focalização selectiva da entrada de calor e no controlo do que aquece e o que não aquece. A monta- 48 gem, que se mostrou ser muito eficaz no controlo da laminação da película de barreira (12) no agente de acoplamento em (35), está representada na fig. 13. As matrizes de laminação superior e inferior (70) e (71), que podem ter uma configuração que se adapta à periferia do tecido cortado pelas matrizes, são feitas de latão maciço e são arrefecidas por água.

Estas matrizes têm uma altura de 2,54 a 5, 08 cm (l a 2) para focar a zona de entrada de energia de RF máxima no plano horizontal central do tecido. Devido ao facto de o tecido ter uma constante dieléctrica baixa, ele não aquece. Por outro lado, o material da película de barreira (12) e as camadas de acoplamento (23) e (24) são altamente polares e aquecem rapidamente na interface pela energia de RF.

As matrizes de laminação arrefecidas proporcionam um dissipador de calor para retirar calor da superfície exterior da película de barreira. 0 resultado é um foco concentrado de calor na interface localizada entre a superfície interior da película de barreira (12) e as camadas de material de acoplamento. Esta área aquece rapidamente até cerca de 177 a 199°C (350 a 39O°F), como se vê na escala de temperaturas desta fig. 19. A esta temperatura, a película de barreira e a camada de acopl£ mento são bloqueadas entre si de maneira tenaz molecularraente sob a pressão das matrizes de laminação. Este processo consegue-se melhor com a entrada de energia de RF máxima possível e com um tempo de duração o mais curto possível.

Pela união da camada de invólucro (12) (fig. 2b) à superfície do material de tecido, como se descreveu, o material da camada de acoplamento tende a fundir-se com o material do invólucro formando uma estrutura coesa na qual as fibrilhas são fixadas rigidamente. Como o material do invólucro é unido ao material de acoplamento e este envolve, cobre ou encapsula efectivamente e penetra substancialmente o fio, relativamente grande, e as fibras ou fibrilhas comparativamente pequenas, a resistência de ligação é excepcionalmente elevada e muito mais elevada do que poderia obter-se simplesmente pelo uso dos agentes de acoplamento. De maneira significativa,

- 49 não se verifica existir separação, como consequência da pressão interna do gás, na interface entre os dois materiais, mas sim devido à fractura ou tracção das fibras e gavinhas relativamente ao material de acoplamento (35). Por outras palavras, a separação acima das resistências ao despegamento relativamen te elevadas notadas não é a delaminação de duas camadas distin tas, como poderia suceder no caso de dois materiais de folha colados ou laminados entre si.

A camada de barreira (12) é selada her meticamente por meio de uma solda (38), fig. 2b, que se estende completamente à roda da periferia da estrutura para obter um recinto estanque à pressão. É preferido que a periferia da estrutura na soldadura seja cerca de metade da espessura da secção transversal original das duas folhas de material de bar reira. A soldadura (38) é normaimente feita o mais próximo possível do bordo do tecido de parede dupla (14) sem prender nenhuma porção do material do tecido nem fios do mesmo na própria soldadura. Quaisquer filamentos presos na soldadura provocariam provavelmente fugas no dispositivo, como se descreverá em pormenor. Como mais atrás se notou, a eliminação de tecido ou fios na área da soldadura pode ser conseguida aplicando primeiro o material de acoplamento no material do tecido. Mas em certos casos é desejável posicionar a soldadura a uma certa distância do bordo do pano, para criar um ou mais tubos ou secções de estabilização e acumulação de pressão (fig. 32 e 33a-c). Se se aplicar um material de tecido à superfície exterior do invólucro, que não seja a que forma a soldadura periférica, então nenhuma porção do tecido ou do pano de cobertura pode ficar posicionada na soldadura.

Se se desejar, as faces distantes do |tecido podem ser tratadas com agentes de ligação químicos tais como silanos ou materiais SILASTIC DOW Ql-6106), para melhorar a adesão. No entanto, verificou-se que os agentes de ligação químicos não são apropriados só para proporcionar a resistência ao despegamento necessário.

- 50 Num processo menos preferido, as faces distantes do tecido (14) são tratadas por uma chama de modo a oxidar a superfície e proporcionar um certo número de pontos de fixação mecânica. Verificou-se porém que o tratamento pela chama pode reduzir a resistência do tecido para além de um nível satisfatório.

Estruturas segundo a presente invenção com espessuras, na condição de inflação, na gama de 2,54 a

12,7 mm (0,100 a 0,500), foram infladas com êxito a pressões superiores a 12,7 Kg/cm (180 psi) e mantiveram essas pressões durante vários meses sem falha. Segundo a presente invenção é também possível proporcionar produtos que têm espessuras no estado de inflação variáveis pelo facto de terem um contorno controlado da superfície, isto é, tecido mais fino numa porção e mais espesso noutra. As fig. 14 e 14a ilustram uma sola interior (75), por exemplo, na qual o tecido (76), já descrito, é tricotado ou urdido por forma a ter sucessivamente a espessura (77) (porção do tacão) e porções finas (79) (porção dianteira do pé) separadas por uma secção em rampa (80) que as une. Nesta forma está também ilustrado um dispositivo de infla ção/deflação (81). 0 tecido é revestido com o material de acoplamento e depois cortado por uma matriz formando o tecido espesso a porção do tacão, compreendendo o tecido fino a porção da parte dianteira do pé e a secção inclinada a área do corpo do produto colocado sob pressão.

Em geral, o material da película de barreira preferido é o poliuretano, como se descreveu nas patentes de Rudy atrás citadas, sendo aplicáveis também outras películas de barreira de elastómeros como se identificam nas patentes atrás referidas. 0 material de acoplamento é convenientemente o mesmo material de uretano que é usado como camada de barreira exterior. 0 tecido é constituído por filamentos fixados pelo calor de modo que as camadas do tecido ficam precisamente alinhadas uma com a outra durante o manuseamento e a fabricação. Obtiveram-se resultados satisfatórios com um filamento de 3 denier, uma resistência à tracção de 3 g/denier,

- 51 aproximadamente 40 filamentos por fio e 1 a 3 fios por tufo ou cordão, sendo o tecido constituído por aproximadamente 440 cordões ou tufos por polegada quadrada. Quando se utilizou o aquecimento por RF para ligar a camada de elástómero semipermeável às faces do tecido de parede dupla revestidas com o agente de acoplamento, verificou-se que aquecendo as matrizes até uma temperatura entre 30°C e 69°C (100 a 150°F) e utilizan do uma RF de 27,12 MHz se consegue a ligação desejada sem prejudicar o restante da estrutura.

gás de inflação preferido é um super gás, embora a presente invenção não se limita ao mesmo. A taxa de difusão do ar para o interior do invólucro e a taxa reduzida de difusão dos supergáses para fora do invólucro estão relacionadas com a área da superfície através da qual a difusão pode verificar-se. É mais uma vez iltil referir com um pouco mais de pormenor a construção descrita nas fig. 2, 2a e 2b por exemplo. Como pode ver-se, uma grande percentagem da secção transversal das camadas exteriores do dispositivo é ocupada por fibras, compreendendo as superfícies distantes do tecido, que são embebidas nos materiais elastómeros da substancia de acoplamento (35), bem como na película de barreira (12) de elástómero (película de invólucro do recinto sob pressão). As fibras do tecido são feitas de materiais de barreira do gás cristalinos altamente deformados (por exemplo de poliéster ou nylon). As taxas de difusão são muito baixas através de tais materiais. Portanto, a presença de uma tal grande quantidade de polímeros cristalinos deformados no interior das camadas de barreira exteriores do composto de acoplamento do produto forma um controlo ou bloco do movimento, pelo processo de difusão activado, dos gases quer para dentro, quer para fora do produto inflado. A taxa de difusão e a bombagem de difusão podem ser controladas variando a construção ou a densidade das super fícies exteriores do tecido, isto é, as fibras e os fios que constituem a porção de apoio do tecido. Se se desejar, a construção das superfícies de apoio do tecido podem ser modificadas independentemente da porção de pelo (de entrelaçamento) (20) que se estende entre as superfícies exteriores do tecido e as une. Assim, a nova disposição pode reter as propriedades desejáveis e necessárias dos materiais elastómero do recinto fechado gosando ao mesmo tempo dos benefícios de controlo das taxas de difusão e da bombagem da difusão através da incorporação selectiva de elementos cristalinos no interior da camada de acoplamento e no recinto fechado de elastómero. 0 efeito imediato é que, no caso do supergás, há uma redução substancial no que é já uma taxa de difusão comparativamente baixa do invólucro. 0 efeito prático é que o supergás é retido durante um período de tempo muito maior. Isso é especialmente importante nos dispositivos finos segundo a presente invenção e que têm uma elevada relação entre a superfície e o volume. Por exemplo, a área da superfície dos dispositivos finos segundo a presente invenção pode ser maior que 40 unidades de área da superfície por difusão de gás comparada com cada unidade correspondente de volume de gás contido. Ela é aproximadamente 4 vezes maior que a das almofadas de ar tubulares típicas das patentes de Rudy atrás referidas e assim o problema de manter a pressão de inflação uniforme no produto durante a duração de vida esperada é quatro vezes mais severo.

efeito secundário consiste em permitir a utilização de gases diferentes de um supergás ou uma maior quantidade dos outros gases durante a inflação inicial. Por exemplo, é conhecido que o oxigénio tem uma elevada taxa de difusão através do material de barreira de elastómero. 0 azoto tem uma taxa de difusão muito menor e os supergases têm uma taxa de difusão ainda mais baixa. Como o tecido funciona para reduzir a área de passagem por difusão disponível, podem usar-se como gases de inflação os gases que se difundem mais lentamente, isto é, os que têm uma taxa de difusão inferior à do oxigénio. Como o ar inclui cerca de 78% de azoto e cerca de 21% de oxigénio, sendo o restante donstituido por outros gases pode usar-se o ar como gás de inflação numa parte construida de maneira apropriada, visto que a difusão de azoto é relativamente lenta devido à área reduzida para a difusão, e a taxa

- 53 de difusão relativamente elevada do oxigénio representa apenas

Q

21% (0,176 Kg/cm - 2,5 psia) do gás componente. Assim, fazendo inicialmente a inflação com ar com uma pressão relativamente elevada, é relativamente pequena a perda de pressão ao longo do tempo, E evidente que a utilização do ar ou outros gáses tendo uma taxa de difusão efectiva menor que a do oxigénio traz vantagens práticas. Aa características de barreira para a difusão do material do tecido referem-se ao material do tecido que é distorcido e sujeito a tensões mecânicas molecularmente, bem como sendo altamente cristalino. Em qualquer caso, a densidade de energia coesiva é tal que o material do tecido actua como uma barreira para os gases.

Quando fro necessário um bloqueio da difusão de quase 100% impregnado-se um tecido urdido muito apertadamente (utilizou-se com êxito tafetá) com uma camada de uretano com elevado ponto de fusão, que é laminada numa segunda camada de uretano a baixa temperatura. Este tecido compósito é usado como material do invólucro de barreira (12) (em vez da película de uretano). A laminação, utilizando energia de RF, liga com êxito a camada de baixa temperatura ao agente de acoplamento (48) das superfícies distantes do tecido. Neste caso, proporcionam-se elementos cristalinos não só pelas fibras de apoio nas superfícies do tecido do núcleo, como também pelas fibras cristalinas do tecido de tafetá que forma a camada de barreira exterior. Nesta disposição, toda a superfície do dispositivo, exterior à soldadura e incluindo a sua periferia, é constituida por este produto de barreira especial, que é permeável selectivamente ao oxigénio do ar ambiente e que actua como uma barreira para o azoto do ambiente.

Uma boa maneira para visualizar alguns dos conceitos anteriores de fusão de um material compósito que compreende uma combinação de componentes elastómeros cristalinos é imaginar o material elastómero como a matriz que liga entre si os elementos cristalinos. 0 material elastómero proporciona uma boa resistência à fadiga por flexão e as características físicas desejadas de módulo de elasticidade, de alon- 54 gamento, de possibilidade de fabricação e de possibilidade de vedação pelo calor. Os componentes cristalinos proporcionam a barreira de difusão proporcional. Desta maneira, as características de elastómero da estrutura compósita existem até aos limites entre os elementos elastómero e cristalino da estrutura. Assim, os materiais cristalinos ficam protegidos de danificação por tensões de fadiga. A possibilidade de vedação pelo calor é conseguida no interior da porção interior da superfície do elastómero do produto de barreira compósito. Uma pérola de solda na junta periférica interior do produto de barreira garante que não há quaisquer fibras do tecido expostas ao gás de pressão interna de modo a criar um trajecto de fugas.

Outra das vantagens da presente invenção consiste na variedade de formas que podem ser obtidas. Por exemplo, a fig. 15 ilustra uma almofada de tacão (90) na qual as superfícies superiore e inferior são planas, estão afastadas uma da outra e são paralelas. Esta almofada de tacão é diferente da técnica anterior devido à configuração plana das suas superfícies, em contraste com os produtos tubulares ou bulbosos da técnica anterior. Como a almofada do tacão segundo a presente invenção é relativamente fina, ela pode ser colocada sob uma tensão elevada e é leve, apresentando vantagens significativas sobre as almofadas de tacão anteriores visto que o perfil do tacão do produto de calçado pode ser muito maic fino permitindo a utilidade de muitos tipos de sapatos, incluir do sapatos de homem e de senhora para usar na rua ou sapatos de usar em casa. A estrutura da almofada de tacão (90) foi já descrita .

A fig. 16 ilustra uma almofada inflada (95) segundo a presente invenção e que, devido à sua forma, é por vezes denominada tipo cobra. A estrutura interior do di£ positivo também já foi descrita. A unidade pode incluir uma perna média (97) e uma perna lateral (99) um pouco mais curta com uma zona aberta (100) entre as porções opostas das pernas e à frente da secção traseira (lOl). A unidade (99) é inserida no produto de calçado de modo que a perna média (97) fica no lado médio do pé com a área aberta (100) geralmente sob o calcanhar. A perna média fica situada por baixo do arco do pé e proporciona suporte para o arco, enquanto a secção traseira (lOl) é curva, como está representado, para se ajustar ao contorno geral do tação. As superfícies superior e inferior são achatadas e planas e afastadas e paralelas. 0 dispositivo tende a estabilizar o pé bem como a proporcionar um amortecimento e suporte para o arco do pé.

Fazendo agora referência às fig. 17 e 17a, nelas está ilustrada uma forma modificada do estabilizador inflado (110), novamente sob a forma de uma almofada de cobra com pernas média e lateral (112) e (113), respectivamente. A estrutura interna é a já descrita. As pernas média e lateral estão afastadas uma da outra e são unidas numa secção traseira curva (114) para se adaptar ao contorno do calcanhar. Nesta forma, há uma câmara inflada separada (115) à frente da secção traseira e entre as pernas. Esta secção inflada tem a configuração bolbosa, como se vê na fig. 17a para proporcionar um elemento amortecedor especial situado por baixo do calcanhar. A superfície da secção bolbosa está acima da superfície das pernas adjacentes. Na forma ilustrada, uma soldadura de vedação pelo calor estende-se a toda a periferia da câmara inflada e é uma câmara separada das porções exteriores da almofada. Assim, as porções exteriores podem ser colocadas sob pressão a um nível e a câmara (115) a um outro nível, usualmente a uma pressão mais baixa, para conforto e amortecimento. A porção central pode também ser ligada à porção exterior e funcionar assim como um acumulador para proporcionar características de deflexão com cargas diferentes na almofada de ar.

Compreende-se que a câmara separada (115) pode ser fabricada com um material de tecido tridimensi£ nal em vez de ser simplesmente uma câmara bolbosa inflada. Ne_s ta variante, o material do tecido pode ser mais espesso que o material nas pernas média e lateral para aumentar o amortecimento e a pressão de inflação pode ser inferior para obter maior macieza sob o calcanhar.

- 56 As fig. 18 e 34a e b ilustram uma estrutura inflada (120) na qual há múltiplas câmaras (122) e (124) formadas por três folhas de barreira (125), (126) e (127 As folhas de barreira são constituídas por um material elástico e flexível como já foi descrito e um material de tecido (128) e (129), como já foi descrito é recebido entre folhas adjacentes. Esta forma particular da presente invenção pode ser um produto no qual uma câmara é uma sola interior a todo o comprimento e a parte superior tem a forma de uma almofada de tracção ou moderadora. Alem disso, a parte superior pode ser colocada sob pressão a uma pressão mais baixa que a da par te inferior para proporcionar uma almofada superior relativamente macia em contacto com o fundo do pé e uma secção a pressão mais elevada para evitar 0 afundamento.

Na forma da fig. 18, a câmara superior pode ter uma área da superfície mais pequena que a da câmara inferior, isto é, a parte superior não necessita de ter as mes mas dimensões que a câmara inferior. Para alguns produtos, pode ser desejável usar uma almofada de tação com uma pressão mais elevada que a parte inferior visto que pode ser colocada numa cavidade no tacão, enquanto que a secção superior pode funcionar como palmilha. É evidente que a presente invenção oferece uma ampla variedade de estruturas possíveis e variantes das mesmas.,

A título de exemplo, o produto colocja do sob pressão pode ser usado como palmilha a todo o comprimen to parcial. Pode ser configurada para proporcionar um suporte em arco como acessório que se introduz ou monta no interior do calçado. Pode ser instalado no calçado durante a fabricação, colocando-o numa cavidade na sola média ou noutro sítio do cal çado. Pode ser total ou parcialmente encapsulado em espuma numa sola média ou noutro sítio do calçado.

Deve também entender-se que as folhas do produto podem ter características de difusão dos gases diferentes. Assim, apenas uma camada da superfície necessita de

- 57 ser semipermeável aos gases, sendo a outra impermeável aos gases. Com efeito, tudo o que é necessário é que haja pelo menos uma zona semipermeável na estrutura. Embora seja preferido ter as superfícies do tecido uniformemente ligadas à superfície exterior do material de barreira, pode haver uma situação em que certas zonas definidas de uma superfície não estejam ligadas ou nas quais não esteja presente qualquer componen te de tecido. Uma tal estrutura típica está ilustrada nas fig. 17 e 17a e na fig. 33a. Além disso, é evidente que o invólucro pode ser formado por matérias primas sem serem materiais em folha.

Podem usar-se outras técnicas, tais como a moldação por sopragem ou a moldação por injecção, para formar o invólucro, seguidas pela união do invólucro aos componentes de tecido e depois a colocação sob pressão. As fig.

a 19d ilustram uma tal solução. Aí, a almofada do tacão (130) inclui uma secção de parede traseira (132) mais grossa e paredes laterais (133) e (134) mais finas, como está representado. Está também presente o material de tecido (14). Outra soluções incluiriam a moldação por vácuo, moldação por centrifugação de uma pasta fluida, rotomoldação, moldação por sopra, gem, vulcanização, moldação por vazamento aberta e similares.

Nesta altura da discussão é importante pôr em relevo mais uma vez as características únicas de flexibilidade proporcionadas pelo dispositivo inflado novo. Gomo mais atrás se mencionou, um produto amortecedor óptimo deve absorver o máximo da energia de choque aplicada e devolver a maior percentagem possível dessa energia, ao mesmo tempo que amortece as forças de choque até um nível o mais baixo possível. Um tal dispositivo amortecedor óptimo é definido como ten do uma cedência às forças óptima.

A maneira como o produto segundo a pre sente invenção funciona para proporcionar essas boas características de cêdencia pode ver-se nas fig. 20, 21, 22, 23 e 24. A ^lmofada de ar segundo a presente invenção pode absorver a maxima energia de choque aplicada, com o amortecimento máximo

- 58 (boa atenuação dos choques dentro da máxima deflexão permitida) devido à forma única da sua curva de carga-deflexão (150), representada na fig. 20. A forma desta curva (150) aproxima-se de uma forma rectangualr, que é a forma ideal, comparada com a curva (152) que representa a curva da carga-def lexão pja ra um produto inflado de câmaras múltiplas da técnica anterior. A fig. 21 ilustra a absorção da energia do produto da técnica anterior, representada pela curva (155), comparada com a absorção da energia de um produto segundo a presente invenção (156), tendo este último metade da espessura do produto da técnica anterior.

As fig. 22 e 23a e 23b mostram como é isso conseguido. 0 pé está representado a chocar inicialmente com a almofada de ar (160) na fig. 23a. Como se vê, a pressão no interior do dispositivo pode actuar em toda a área da super fície de suporte de cargas da base do pé, produzindo qualquer deflexão significativa. À medida que o pé mergulha mais no interior da almofada de ar, como se ilustra na fig. 23b, o elemento distante superior, que é uma estrutura compósita da camada exterior de tecido embebida no interior do agente de acoplamento de poliuretano e a película de barreira, actua em tracção, como a pele de um tambor, e adiciona uma segunda força de suporte em virtude das componentes verticais da tracção no elemento distante superior, indicadas pelos vectores (162). Esta força de suporte adicional está representada na fig. 22 pela área tracejada (165).

Devido à característica de devolução eficiente da energia devida l) à acção de pele de tampor e 2) às propriedades termodinâmicas eficientes, substancialmente como as de um gás perfeito., do fluido de inflação, bem como

3) ao facto de as almofadas segundo a presente invenção poderem ser colocadas no interior do produto de calçado ou outros dispositivos de amortecimento sem encapsulação de espuma (o que interfere grademente com as capacidades de retomo da energia), os produtos segundo a presente invenção devolvem uma grande

- 59 percentagem da energia de choque amortecida, em comparação com os produtos colocados sob pressão de gás convencionais encapsu lados com espuma, solas médias com espuma, Sorbatano, gelss, tec., que dissipam e perdem a maior parte da energia sob a forma de calor. Na fig. 24, (170) representa a curva da energia absorvida por um produto convencional da técnica anterior encapsulado com espuma, a curva (172) representa a energia devolvida (cerca de 40% de rendimento) para esse produto; a curva (175) representa a energia absorvida pelo produto segundo a presente invenção, a curva (176) representa a devolução da energia (50% a 90% de rendimento para esse produto), a curva (177) é para um produto de espuma (rendimento 30%) e a curva (179) para produtos do tipo Sorbatano e gel (rendimento de 2%).

Em comparação com o produto convencional tubular da técnica conhecida, é possível absorver uma quan tidade dada da energia de choque num deslocamento espacial mui. to menor usando o produto segundo a presente invenção. Por exemplo, a fig. 21 mostra o produto segundo a presente invenção que absorve a mesma energia de choque numa distancia de deslocamento igual a metade da do produto convencional, ainda com excelente amortecimento global (isto é cargas de choque aceitávelmente baixas).

A pressão de inflação é 0 factor primário (mas não 0 único factor) que pode ser utilizado para alterar a forma das curvas força-deflexão do produto segundo a presente invenção. Na fig. 25 estão representadas curvas para três almofadas diferentes a pressão diferentes, isto é, uma curva (180) para uma pressão média, uma curva (182) para uma pressão elevada e uma curva (184) para uma pressão baixa. Como se vê, a unidade de pressão elevada pode absorver muito mais energia num espaço mais limitado (deflexão). A curva (182) da fig. 25 é idêntica à curva (156) da fig. 21.

A unidade de baixa pressão dá uma sensação de maior macieza, mas pode em certos casos afundar-se.

- 60 Em alguns casos, a subida inicial bruss ca da curva de carga-deflexão pode levantar objecções. Isso verifica-se em sapatos onde o conforto sentido é de importância primária e a carga de choque é baixa, como no caso dos sa^ patos de trazer na rua, nos sapatos de grande resistência para operários e sapatos para passear. Há várias maneiras de produzir uma sensação inicial mais macia (que não seja a redução da pressão de inflação). Algumas delas estão ilustradas nas fig. 26a e 26b. Por exemplo um padrão (192) com pontas, orelhas (190), barras (191) ou em forma de grade de ovos na parte inferior do moderador pode permitir obter este efeito alterando a característica de carga-deflexão de pele de tambor (ver as várias porções a tracejado das curvas de carga-deflexão). 0 moderador é usado com a almofada de ar segundo a presente invenção com as faces com espigas em contacto com a almofada. Além disso, o tipo de fio, a construção do tecido, o módulo de elasticidade da película de barreira, etc. podem alterar o con forto sentido e a característica carga/deflexão do dispositivo.

É agora importante discutir a solução de um dos problemas mais incómodos encontrados durante o programa de seis anos de desenvolvimento que conduziu as novas almofadas de ar ao estado de um produto fiável comerciállzavel.

problema implica a falha por fadiga dos filamentos resistentes à tracção (fios caidos) depois de uma exposição prolongada a muitos ciclos de dobragem, flexão, torção e abrasão. Estas falhas (bem como as falhas por delaminação) foram encontradas durante os ensaios dos elementos inflados em muitas centenas de sapatos de atletismo durante milhares de quilómetros de ensaio com atletas de grande classe de todo o mundo. Embora a taxa de falhas não estivesse fora da linha das taxas de falhas de outros componentes do sapato, para um dispositivo inflável sob uma pressão elevada deste tipo, a fiabilidade tinha de ser maior que para outros componentes porque falha tinha como consequência substancialmente a inuti61 lização do produto.

As almofadas de ar usadas em sapatos de atletismo estão sujeitas a muitos tipos diferentes de cargas além das relacionadas com os simples movimentos para baixo e para cima. Por exemplo, as forças de corte, devidas à execução das curvas e às paragens, a flexão longitudinal, quando o pé se move dos movimentos da posição de choque do calcanhar para a rotação de afastamento dos dedos do pé, a flexão lateral e a torção durante a pronação e a supinação. Usaram-se também máquinas de ensaio muito especiais que simulam o ciclo activo de assentamento dos dedos para acelerar o ensaio de qualidade das almofadas de ar. Estas máquinas funcionam a velocidades relativamente elevadas e sujeitam a almofada de ar a tantos ciclos de carga em dois dias como um atleta acumularia em dois ou três anos de treino.

Além disso, estes ensaios são muito mais severos no que respeita ao tipo de carga, de modo que dois dias de ensaio com as chamadas máquinas de ensaio de flexão Kim equivalem de facto a cerca de 5 600 Km (3 500 milhas) de corrida da maratona. 0 sapato de corrida bem feito típico não dura para além de cerca de 1 290 a 2 250 Km (800 a 1 400 milhas). Portanto, peças que se sujeitam a este ensaio durante dois dias com êxito geralmente terão duas ou mais vezes maior. As fig. 27a e 27b mostram uma almofada de ar típica (210) montada por baixo da cabeça movei do ensaiador (212) e suportada por guias fixas sob a forma de roletes (213) de cada um dos lados da cabeça de ensaio destas máquinas especiais de ensaio de flexão Kim. Como se vê, a almofada (210) está exposta a uma carga severa de compressão para baixo e para cima, bem como de dobragem/flexão, e ainda uma certa acção de corte num movimento para baixo e para cima da cabeça de ensaio (212) enquanto os rolos se mantêm fixos. A compressão é proporciona da pela cabeça (212) que força a almofada contra uma sede cilíndrica com um certo contorno (215), como se vê na fig. 27a.

Muitos destes ensaios foram efectuados para isolar modos de falha. 0 ensaio é susceptível de, com pre

- 62 cisão e rapidez, duplicar os modos de falha que se encontram nos ensaios actuais de desgaste.

A finalidade e a função exclusivas dos fios caidos é de actuarem como elementos resistentes à tracção para conter o fluido de pressão e manter a configuração geométrica desejada e a integridade estrutural do dispositivo. Portanto, o problema da falha em questão era um tanto inesperado pelo facto de se verificar durante a porção do ciclo de serviço em que os fios caidos não estão sob tensão e não estão a executar a sua função útil. Os fios caidos não têm qualquer finalidade quando não estão sob tensão e não suportam cargas de compressão, de modo a não interferir com a função primária do fluido de pressão que deve suportar cargas de compressão.

Um produto bem concebido deflecte-se tanto quanto possível dentro de limitações espaciais, de modo a permitir que o fluido de pressão suporte completamente a atenue as cargas de choque e absorva e devolva o mais possível energia de que outro modo seria perdida. Logo que os fios caidos ficam sem tensão (fig. 28b), eles começam a dobrar-se, a enrolar-se ou a flectir. λ mediada que continua o movimento descendente, eles flectem e dobram-se ainda mais de maneira aleatória, roçando assim uns contra os outros. Durante esta porção do ciclo de funcionamento, há um movimento considerável entre os cordões dos fios. Este movimento é agravado por cargas de corte (associadas com a paragem e a viragem das curvas; aplicadas à almofada de ar, bem como pela flexão e torção longitudinais e laterais da almofada quando o atleta passa pelos movimentos por vezes muito severos ao executar os vários esforços atléticos. Essa flexão e dobragem dos fios caidos gera tensões de fadiga nas porções exteriores das fibras individuais. Os danos por abrasão podem verificar-se quando as fibras se contorcem e se movem umas contra as outras. Em condições de carga extremamente severas (isto é, geralmente a menos de 2% da história da vida útil da peça) o produto afunda-se prendendo e triturando as fibras resistentes à tracção umas contra as outras e contra as superfícies interiores das camadas exte- 63 riores das camadas exteriores compósitas (fig. 28c). Depois de vários ciclos de tais contorções, á possível que se verifiquem falhas de fadiga e fibrilhação nos filamentos dos fios resistentes à tracção em consequência da trituração repetida dos elementos resistentes à tracção quando se verifica o afun damento (fig. 29c e 30). Algumas das fibras são enfraquecidas e depois falham sob tensão. A tensão de tracção nas fibras restantes aumenta, verificando-se um efeito de ondulação quan do as sucessivas fibras falham sob tensão. Ocorre eventualmente a formação de um aneurisma. A texturização no ar e a fixação pelo calor das fibras é eficiente para controlar e evitar este tipo de falhas, como adiante se explica.

Como muitos dos dispositivos amortecedores deste tipo são concebidos para operar próximo dos seu limites de afundamento, a fim de proporcionar o amortecimento máximo no espaço mínimo, verificam-se casos de afundamento que agravam este problema de falhas.

Para resolver este problema efectuaram-se análises de falhas e ensaios laboratoriais consideráveis. 0 mecanismo das falhas e as soluções encontradas para resolver os problemas são melhor descritos fazendo referência mais pormenorizada às série de ilustrações das fig. 28 e 29.

A série da fig. 28 ilustra a maneira como três tipos de fibra isto é, l) fibras rectilíneas ou planas (200), 2) fibras texturizadas convencionalmente (201) e 3) fibras encorpadas no ar e fixadas pelo calor (202) funcionam diferentemente durant o modo de flexão descendente, especialmente no que respeita à condição de fundamento. Como se indica na fig. 28a, quando no modo de tracção, todos os três tipos de fibras estão esticadas segundo uma linha recta tensa, funcionando todos os trê da mesma maneira sob tensões de tracção. Porém, logo que se aplique uma compressão exterior, a almofada de ar flecte para baixo e as fibras dos fios caidos ficam imediatamente sem ten são, ficando num modo distendido (fig. 28b).

A fibra direita (não texturizada) (200) funciona muito como uma coluna de Euler e começa a flec

- 64 tir. A fibra texturizada convencionalmente (201) (que, como se vê, é mais encorpada que a fibra direita) encurta como uma mola helicoidal. A fibra encorpada no ar e fixada pelo calor (202) (mais encorpada que a fibra texturizada convencionalmente) também encolhe de maneira semelhante à de uma mola helicoidal. A condição de afundamento após vários milhões de ciclos de flexão para baixo e para cima está representada na fig. 28c. Como se vê, a fibra direita (200) flecte sobre si própria. A fibra encorpada no ar (202) é comprimida formando um corpo flexível de fibras com aneis entrelaçados entre si em várias direcções de uma maneira aleatória. A fibra texturizada convencionalmente (201), em consequência de muitos ciclos de tracção e flexão, regressa, como se vê, à sua condição inicial não texturizada, isto é, é agora uma fibra direita e como tal flectiu sobre si própria da mesma maneira que a fibra direita nesta ilustração. Após muitos ciclos de exposição a esta acção, a fibra tenderá a falhar, como se explica adiante .

Na fig. 29a está representada uma por çao de um fio contendo as fibras direitas, na configuração de afundamento (ampliado 40 vezes). Como se vê, as fibras estão estreitamente compactadas numa disposição lado-a-lado, alinhada e substancialmente paralela. A carga de compressão está representada como sendo aplicada aos lados do feixe de fios, como se vê na fig. 29a e representando-se na fig. 29b um corte transversal. As fibras estão a aplicar umas às outras uma carga transversal. Cada uma das fibras é feita de um polímero de molécula de cadeia longa orientada geralmente ao longo do eixo longitudinal da fibra. Após uma flexão e dobragem prolongada durante as porções do ciclo de movimento para baixo e para cima, associadas com a controção, o atrito e a carga transversal da porção de afundamento do ciclo, pode verificar-se a eliminação da coesão (delaminação) entre os feixes individuais de cadeias moleculares no interior de uma fibra rectilínea individual. Este modo de· falha está ilustrado na fig. 29c que é uma vista em corte transversal ampliada (1000 X) de uma fi- 65 bra única do feixe de fibra (fig. 29b). Como se vê, quando se aplica a carga de compressão transversal à fibra direita, a fibra tende a explodir para 'fora no plano central horizontal e verificam-se tensões de separação por tracção nos lados da fibra que tendem a delaminar e desfiar os vários feixes de cadeias moleculares uns dos outros. A fibra rompe-se em feixes ou cordões individuais de cadeias moleculares. Eventualmente, estes pequenos cordões enfraquecem por fadiga e em breve rebentam e falham ou por tracção ou por flexão. Esta condição pode ver-se na fig. 30 que é uma imagem fotográfica deste tipo (ampliação de 1 000 X). A separação de uma fibra única em vários cordões (de feixes moleculares) vê-se nesta figura.

Por outro lado, as fibras encorpados no ar e fixadas pelo calor (fig. 29d e 29θ) comportam-se de maneira diferente da da fibra direita. As fibras encorpadas no ar na condição de afundamento foram comprimidas formando uma massa entrelaçada de filamentos com aneis e ondulações. Um! tal conglomerado de materail fibroso funciona como elemento amortecedor (de maneira muito semelhante à de um manto de feltro), mitigando desse modo as tensões de compressão num filamento individual e distribuindo as forças por todo o volume das fibras.

Como consequência dos ensaios e das análises do tipo que se acaba de descrever, determinou-se que vários factores são importantes para tomar em consideração a fim de controlar ou eliminar este tipo de falhas. Em primeiro lugar é importante ter uma fibra com a cadeia molecular o mais longa possível orientada o mais possível ao longo do eixo longitudinal do filamento. Em segundo lugar, é importante utilizar um polímero com uma resistência à abrasão superior, tal como o poliéster industrial DuPont 681. Melhores ainda são as fibras feitas da família do ''nylon” 66, em especial o nylon” CORDURA (com cadeias especialmente longas).

Em terceiro lugar, a texturização dos filamentos de fios caidos é uma necessidade para melhorar a fa· diga de flexão e abrasão e a resistência à fibrilhação ajudando a amortecer a carga na fibra individual e impedindo que os filamentos sejam sujeitos da dobras acentuadas quando os fios se movem uns contra os outros. A este respeito o nylon CORDURA é muito superior devido ao seu tipo de texturização encor pado no ar e fixação pelo calor, que não só proporciona um fio com maior encorpamento como também com fibras que retêm a sua condição texturizada semelhante a uma mola depois de ciclos prolongados de transição do modo de tracção para o modo distendido, ou modo dobrado e de novo para o modo de tracção, por estar na condição de texturização fixada pelo calor.

Outro tipos de filamentos texturizados perdem a sua forma texturizada depois de sujeitos a ciclos repetidos de carga e descarga (por exemplo durante a fabricação) do produto e retomo à sua configuração original de fio direito não texturizado. É por esta razão que as almofadas de ar do novo tipo feitas de nylon CORDURA apresentam uma duração em serviço de uma ordem de grandeza maior que a do fio de nylon 66 texturizado normal. Além disso, o fio texturizado normal tem uma duração de uma ordem de grandeza superior à do fio de tracção direito não texturizado.

Há ainda uma quarta consideração impor tante para minimizar estas falhas. Verificou-se ser necessário proporcionar um número suficiente de fibras por unidade de área de fios caidos para amortecer mais as forças de abrasão e de carga transversal, em especial as que estão associadas ao corte lateral, à trituração e à flexão das superfícies planas da almofada de ar. A este respeito, o número mínimo aproximado de fibras nos fios caidos por polegada quadrada é de 5 000 e o máximo de cerca de '80 000.

Na fig. 31 e nas fig. 31 a a 31d com ela relacionadas estão representadas várias outras formas de realização da presente invenção para esclarecer as diferentes propriedades de amortecimento possíveis com os diferentes tipos de desenhos, todos com a mesma pressão de inflação. A almo fada (220) da fig. 31a apresenta uma subida rápida (220a) da

- 67 força de suporte quando a deflexão aumenta devido ao pequeno volume de gás contido no interior da almofada (isto é, a maior parte do volume de suporte da carga do dispositivo fica por baixo da área carregada). Os vários compartimentos (221) , (222) e (223) da fig. 31b, com um desenho a todo 0 comprimento, comportam-se da mesma maneira (220a) e proporcionam uma sensação de maior rigidez em comparação com o produto (225) almofadado a todo o comprimento da fig. 31d (ver (225a)). A forma (227) da fig. 31c, com a configuração de um osso do cão proporciona um suporte primariamente sob as porçães do pé que suportam cargas (para fins de redução dos custos) e tem uma curva força-deflexão intermédia (227a).

Com referência às fig. 32 e 32a-32e, uma outra maneira para influenciar e controlar as características de amortecimento consiste em proporcionar um volume acumulador no qual o gás de inflação pode ser transportado em massa de uma porção do dispositivo para outra aplicação da car ga. Um tal volume acumulador de transporte pode estar em torno do perímetro (230), como está representado nas fig. 32, 32a e 32b. 0 maior volume (233) das fig. 32c a 32e, proporciona evidentemente uma sensação de maior macieza. A sensação de macieza é conseguida por duas vias: l) o volume extra fora da área carregada (fig. 32e) proporciona um espaço para 0 gás de infla ção para se mover por aplicação da carga e 3) a película elástica que envolve o acumulador pode dilatar-se e contrair-se elasticamente em resposta a variações da pressão do gás quando a carga é aplicada, aumentando desse modo ainda mais 0 volume do acumulador e as propriedades de amortecimento de resposta macia do dispositivo. Esta secção tubular maior serve para uma função secundária dinâmica, proporcional à carga de assentamento e retenção do pé posicionado centralmente no interior do sapato.

A fig. 33 ilustra um meio alternativo, único e benéfico para proporcionar um volume acumulador. Isso consegue-se com um produto híbrido (250) segundo a presente invenção, incluindo um sistema normalizado de almofada de ar

- 68 que incorpora uma porção tubular (251) na área em arco, como se mostra nas fig. 33b e 33c, e uma porção (252) segundo a pre sente invenção. A fig. 33b representa uma vista em corte da área em arco com carga nula. A fig. 33c é a mesma vista em corte na condição carregada. A fig. 33d é a curva da carga/deflexão que ilustra o produto convencional (253) segundo a presente invenção (sem a almofada de ar normal), enquanto que a curva (255) é a curva para o produto híbrido segundo a presente invenção. Como está indicado, os tubos podem dilatar-se ou encurtar-se elasticamente nas suas dimensões (diâmetro) quando se aplica e se retira a carga na proporção directa da carga aplicada e das variações instantâneas da pressão resultante no interior do dispositivo. Uma sensação de maior macieza é proporcionada por porções da almofada de ar onde a carga é aplicada (área do tacão ou da parte dianteira do pé). Verifica-se também um suporte automático dinâmico de arco proporcional às necessidades do utilizador sob a porção de arco longitudinal do pé para servir de auxilio como dispositivo ortopédico para controlo da pronação. Quando se afastam os dedos, o suporte de arco afasta-se automáticamente do contacto de suporte com o pé de modo a não irritar os tendões da planta do pé quando eles se estendem durante a fase de afastamento dos dedos.

Uma outra configuração interessante implica um produto colocado sob pressão multicamadas. Isto está representado nas fig. 34a, 34b e 18, mantendo-se os mesmos números de referência. As duas (ou mais) camadas sob pressão podem obter-se com dois dispositivos de almofada de ar separados, um em cima do outro, com vedações periféricas separadas, tudo já se descreveu. Um outro processo é laminar a pilha numa só operação e vedar as três folhas de película de barreira em tomo da periferia numa só operação. Iara o máximo conforto, a porção superior pode ser inflada a uma pressão inferior à da câmara inferior. A parte superior, a uma pressão mais baixa deflecte assim mais facilmente que a porção inferior e adapta-se mais facilmente à superfície plana inferior do pé; assim é sentido um grau de macieza mais elevado no contacto inini al.

- 69 A câmara inferior a pressão mais elevada impede que o dispositivo se afunde sob cargas elevadas e devolva uma maior percentagem da energia que de outro modo se perderia.

Em algumas aplicações em sapatos é desejado uma maior grau de flexão dos dedos do pé, por exemplo num sapato de passeio. Isso pode conseguir-se incorporando duas ou mais almofadas no sapato, uma para o tacão e outra para a parte dianteira do pé, e possivelmente outra para a zona em arco do meio do pé. Um outro processo implica costuras de linhas flexíveis (260) estendendo-se lateralmente através dos moldes de tecido cortados pelas matrizes antes da fase final da laminação da película de barreira no seu lugar, como se representa nas fig. 35a e 35b. Tais linhas de costura arras tam o tecido para baixo numa distância prescrita (de l/2 a 3/4 da espessura do tecido) tendo o cuidado de não vedar completamente o tecido, impedindo desse modo o movimento do ar através da linha de costura, ou uma linha de desconforto sob o pé. Um outro processo consiste em prever orelhas, ou barras, situadas na parte inferior de um elemento moderador na ou nas zonas onde se deseja a flexão, como se mostra na fig. 26a.

Para melhor compreender o problema das fugas, que se verificou ser um problema importante e que é resolvido pela presente invenção, faz-se referência às fig. 36a 36b e 36c. Nas fig. 36a e 36b, está representada uma secção soldada (275) constituída pelas camadas (275a) e (275b) na qual o lado da pressão é (276). Está representado um filamento único (277) que se estende através da soldadura (275) do lja do da pressão (276) para o lado (278) da pressão ambiente. A tensão residual na película ou camadas (275a) e (275b) tende a afastar o filamento (277) donde resultam trajectos de fuga diminutas (279a) e (279b) ao longo das faces laterais onde as camadas se unem ao filamento. Como está representado, o filamento (277) estende-se completamente através da soldadura e representa a pior condição. A fuga pode verificar-se mesmo que o filamento não se estenda completamente por toda a soldadura

- 70 visto aue a distância entre a extremidade do filamento e a face exterior da soldadura pode ser suficientemente pequena para permitir a mais rápida difusão nessa área que a que se verifica noutras zonas da película.

A fig. 36c ilustra outra característica da presente invenção que ó o efeito do agente de acoplamento na redução das fugas ao longo das fibras (290). Por exemplo a fibra (291) é um dos fios caidos e está localizada do lado (295) da pressão do gás do produto inflado segundo a presente invenção. Durante a aplicação do agente de acoplamento, este é fundido e flui em torno da fibra, como se indica em (297), revestindo efectivamente toda ou parte da superfície exterior da fibra com material de acoplamento. Isso impede efectivamente ou reduz substancialmente a passagem do gás ao longo da fibra ou da superfície exterior da mesma e entre essa superfície e a película de barreira.

que se descreveu são formas de realização preferidas, podendo fazer-se modificações sem que nós afastemos do espírito e do escopo das reivindicações anexas.

Claims (2)

1. REIVINDICAÇÕES

   - 1& Invólucro susceptlvel de ser colocado sob pressão interna, caracterizado por possuir superfície interior e exterior que compreendem:

   uma primeira e uma segunda camadas de tecido, posicionadas no referido tecido de modo que uma superfície de cada camada do tecido está voltada para uma superfície interior do referido invólucro, sendo o referido invólucro de um material elastómero, estando cada uma das referidas superfícies do tecido ligadas à superfície do referido invólucro para ele voltada, incluindo as referidas camadas de tecido um material de fio que é textura, flanelizado para aumentar a ligação com a cama da do referido invólucro para elas voltada, meios flexíveis entre as referidas camadas de tecido para li mitar o movimento das referidas camadas do tecido afastando-se uma da outra para alem de uma determinada distância, e um gás no interior do referido invólucro para pôr o mesmo sob tensão.

   - 2« Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna com superfícies interior e exterior para utilização em calçado, estando o referido exposto a cargas cí clicas e relativamente elevadas e localizadas, caracterizado por compreender:

   um material de tecido com uma primeira e uma segunda camadas de tecido posicionadas no referido invólucro de modo que cada uma das suas superfícies fique voltada para uma superfície in terior do referido invólucro, sendo o referido invólucro de material elastómero e incluindo pelo menos uma porção que forma uma costura vedada,

   - 72 estando cada uma das referidas superfícies de tecido ligada à superfície do referido invólucro para ela voltada, meios flexíveis entre as referidas camadas de tecido para limitar o movimento das referidas camadas de tecido afastando-se uma da outra para além de uma distância pré-determinada, incluindo os referidos meios flexíveis um certo número de cordões de fibras que se estendem entre as referidas camadas do tecido e estando ligados às mesmas, estando a referida costura vedada substancialmente isenta de material de fibras das referidas camadas de tecido e dos referidos cordões de fibras, e um gás no interior do referido invólucro para pôr o mesmo sob pressão de modo que os referidos cordões de fibras são postos sob tensão para manter as superfícies opostas do referido invólucro numa configuração plana e funcionamento o referido gás como meio que absorve as cargas de compressão no referido invólucro .

   - 3® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna, caracterizado por compreender: um invólucro vedado hermeticamente, sendo o referido invólucro feito de material elástómero que, em conjunção com outras porções da estrutura, é substancialmente impermeável aos gases com moléculas de grandes dimensões e ligeiramente permeável ao oxigénio, uma estrutura de tecido compressível no interior da refrida câmara, incluindo o tecido da referida estrutura de tecido compressível um material de fio que é texturado ou flanelizado ou encorpado , tendo a referida estrutura de tecido compressível substancialmente a mesma extensão que a referida câmara e compreendendo uma primeira camada de tecido, uma segunda camada de tecido, normalmente afastada da referida primeira camada de tecido,

   - 73 meios flexíveis que são também compressíveis colocados entre as referidas camadas e formando uma parte do referido tecido para limitar as referidas camadas de tecido para não se separarem mais que uma distância pré-determinada, meios para a formação de uma ligação substancialmente contínua entre a referida cobertura exterior e as referidas primeira e segunda camadas, estando as referidas camadas de tecido pelo menos parcialmente embebidas no interior da referida cobertura exterior para reduzir a difusão através da referida cobertura, incluindo o referido invólucro pelo menos uma porção com costura, estando a referida porção com costura isenta de material fibroso da referida estrutura de tecido compressível, e um gás de moléculas de grandes dimensões, não polar, na referida câmara, sendo o referido invólucro posto sob pressão para p

   exercer uma pressão de pelo menos 0,14 Kg/cm (2 psi), de modo que toda a resistência do referido invólucro à compressão é proporcionada pela pressão do gás no interior da referida câmara .

   - 48 Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por os referidos meios flexíveis limitadores manterem as referidas camadas de tecido numa relação de afastamento pré-definida uma em relação à outra.

   - 5& Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por estar substancialmente livre de áreas incompressíveis.

   - 74 - 6* Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por as referidas primeira e segunda camadas de tecido incluírem fios nos quais até cerca de 30$ dos elementos de fibras são discontínuos para aumentar a ligação da superfície interior do referido invólucro voltada para as mesmas.

   - 7* Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por a resistência ao despegamento en tre a referida superfície interior e a superfície do referido tecido adaptada à mesma ser maior que cerca de 3,26 Kg/cm (19 libras/polegada).

   - 8S Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por as camadas de tecido incluírem filamentos constituídos por uma estrutura molecular que é de natureza predominantemente cristalina e que funciona como uma barreira para a difusão de gás através da mesma.

   - 9® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com as reivindicações 1 ou 3, caracterizado por o referido material texturado ou flanelizado ou encorpado ser fixado na sua forma pelo calor.

   - 75 - IOS

   Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por as referidas camadas de tecido serem constituídas por material em fio que foi processado para impedir a formação de quaisquer passagens directas e não obstruidas para o núcleo das camadas de tecido.

   - lis Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por os referidos'meios para impedir o movimento das referidas camadas de tecido terem resistência suficiente para manter as referidas camadas de tecido à referida distância pré-determinada quando a pressão do gás na referida câmara exceder aproximadamente 10,546 Kg/cm (150 psi).

   - 12® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por os referidos meios para limitar o movimento das referidas camadas de tecido compreenderem filamentos que se estendem entre as camadas de tecido e nelas bloqueados.

   - 13δ Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna, de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por os meios flexiveis serem um material filamentoso e as camadas de tecido serem de material diferente do material filamentoso.

   - 76 - 14®

   Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o referido filamento ser constituídos por um material com boas propriedades de barreira.

   - 15® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por os referidos filamentos serem constituidos por um polímero orientado, de cadeia longa e de elevado peso molecular.

   - 16® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o referido polímero ser escolhido de um grupo constituido por Dacron 56, Nylon Cordura.

   - 17® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por os referidos filamentos terem um acabamento semi-mate ou um acabamento mate.

   - 18® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por os referidos filamentos serem constituidos por fio texturizado ou flanelizado ou encorpado e fixado pelo calor e por os referidos fios terem um elevado grau de elasticidade de reposição.

   - 77 - 19®

   Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por as referidas camadas de tecido serem impregnadas com um agente de união até uma profundidade que é menor que cerca da sua espessura, sendo o referido agente de união ligado até à referida superfície do referido invólucro para elas voltada.

   - 20® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por o referido agente de união ser um material elastómero e semi-permeável ao oxigénio.

   - 21§ Invólucro susceptível de ser posto sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1,
2. 2 ou 3, caracterizado por o referido gás incluir um supergás.

   - 22® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por o referido material elastómero incluir um elastómero de poliuretano.

   - 23® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por incluir uma superfície exterior à qual está ligado um material de pano.

   - 78 - 24^a Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por o referido gás que contém azoto.

   - 25& Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por ser uma sola interior de comprimento inteiro para utilização em calçado.

   - 26â Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2, ou3, caracterizado por o referido invólucro ser uma almofada de tacão.

   - 278 Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por o referido invólucro ser uma almo fada de tacão do tipo cobra, tendo o referida almofada de tacão segmentos de perna.

   - 288 Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por um segmento de perna ser mais comprido que o outro segmento de perna.

   - 79 - 29Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com a reivindicação 28, caracterizado por os referidos segmentos de perna estarem separados e afastados um do outro.

   - 30& Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com a reivindicação 29, caracterizado por se situar uma câmara inflada entre as referidas pernas.

   - 31® Invólucro susceptivel de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações

   1,2 ou 3, caracterizado por incluírem pelo menos duas câmaras.

   - 32& Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com a reivindicação 31, caracterizado por as referidas câmaras estarem interligadas.

   - 33* Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com a reivindicação 31, caracterizado por as referidas câmaras estarem colocadas uma por cima da outra.

   - 34* Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com a reivindicação 31, caracte80— rizado por uma das referidas câmaras ser colocada a uma pressão diferente da outra câmara.

   - 35& Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3i caracterizado por as suas superfícies estarem em relação planar.

   - Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por o referido material de tecido ser um material tricotado Baschel de duas agulhas.

   - 37» Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações

   1, 2 ou 3, caracterizado por os referidos meios flexiveis serem fios caidos constituidos por cerca de 7,75 a 155 cordõe o por cm (50 a 1000 /polegada quadrada) de tecido e por a densidade de fios caidos estar na gama de 775 a 23 250 fibras ou filamentos por cm (5 000 a 150 OOO/polegada quadrada).

   - 386 Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por ter a configuração de uma sola interior com uma espessura substancialmente uniforme e o refe rido invólucro estar praticamente isento de áreas incompressí veis em todas as porções da referida sola interior que supor tam cargas.

   - 81 - 39® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com a reivindicação 38, caracte rizado por a referida sola interior ser configurada com a superfície da planta do pé que suporta cargas.

   - 40® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por as referidas camadas de tecido estarem numa relação mútua com um corte contorno e espaçadas.

   - 41® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por incluir uma secção inflada sem material de tecido.

   - 42® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por incluir pelo menos uma secção ao longo de uma sua periferia acumuladora de energia de pressão do gás deformável elasticamente.

   - 43® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado ainda por incluir um material de espuma flexível pelo menos contacto com pelo menos uma porção do referido invólucro.

   - 82 - 44® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por o referido tecido incluir forros flexíveis cozidos.

   - 45® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado ainda por incluir um moderador de espigas no qual as espigas ou nervuras contactam pelo menos com uma porção do invólucro.

   - 466 Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por os referidos meios flexíveis serem fios caidos dispostos perpendicularmente às camadas de tecido.

   - 47® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por os referidos meios flexíveis serem fios caidos dispostos com uma inclinada relativamente às camadas do tecido.

   - 48® Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por o referido invólucro ser feito de material de película.

   - 83 - 49- Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão interna de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por ser um invólucro pré-moldado.

   - 50§ Processo para a fabricação de uma estrutura de um invólucro multicomponentes sob pressão interna, caracterizado por compreender as fases de:

   escolher um material elastómero semipermeável sob forma de folha que seja substancialmente impermeável nos gases não polares com moléculas de grande dimensões e ligeiramente permeá. vel ao oxigénio;

   escolher uma estrutura compressível que inclui uma primeira camada de tecido, uma segunda camada de tecido normalmente afastada da referida primeira camada de tecido referida e meios entre os lados próximos das referidas camadas de tecido para limitar as referidas camadas de tecido para aue não se afas tem mais que uma distância pré-determinada, e meios para formar pontos de fixação distribuídos substancialmente de maneira contínua nos lados distantes das referidas camadas de tecido; impregnar os lados distantes da referidas primeira e segunda camadas com um agente de união até uma profundidade inferior a cerca da sua espessura das referidas camadas de tecido; ligar o referido material elastómero aos referidos lados distantes para formar uma ligação entre as referidas camadas de tecido e o referido material elastómero, estendendo-se essa ligação substancialmente de maneira contínua pelos referidos lados distantes;

   vedar o referido material elastómero em tomo da periferia da referida estrutura compressível para formar um invólucro veda do hermeticamente; e colocar um gás na referida câmara para colocar o referido invólucro sob pressão interna.

   _ 84 516 Processo para a fabricação de uma estrutura de invólucro multicomponentes sob pressão interna de acordo com a reivindicação 50, caracterizado por o referido gás ser constituído por pelo menos um gás não polar com molé cuias de grandes dimensões.

   - 526 Processo para a fabricação de uma estrutura de um invólucro multicomponentes sob pressão interna de acordo com a reivindicação 50, caracterizado por a fase de selecção de um material de tecido incluir a escolha de um material de tecido no qual as fibras foram flanelizadas ou texturados ou encorpadas e fixadas pelo calor.

   - 536 Processo para a fabricação de uma estrutura de invólucro multicomponentes sob pressão interna de acordo com a reivindicação 50, caracterizado por se aplicar um agente de ligação em pelo menos as referidas camadas de tecido antes da aplicação do referido agente de acoplamento.

   - 546 _

   Processo para a fabricação de uma estrutura de invólucro multicomponentes sob pressão interna de acordo com a reivindicação 50, caracterizado por o agente de acoplamento ter um peso molécular na gama de 100 000 a 500 000 e por o material elastómero ser constituído por pelo menos um poliuretano.

   - 85 55?

   Processo para a fabricação de uma estrutura de invólucro multicomponentes dé acordo com a reivindicação 50, earacterizado por o módulo dé elasticidade do referido material elástómero éstar cordenado e correlacionado com a pressão dé inflação para proporcionar a caractérística elástica com a força de flexão desejada e a caractérística dé amortecimento do in vólucro acabado.

   - 56? Invólucro susceptível de ser colocado sob pressão de acordo com a reivindicação 1, earacterizado por possuir uma curva carga-deflexão qué apresenta uma primeira é uma segunda zonas, réflectindo a primeira zona, a flexibilidade após a aplicação inicial de uma carga, reflectindo a segunda zona, a flexibilidade depois da aplicação inicial da carga, e sendo a flexibilidadé da primeira zona da referida curva menor do que a flexibilidade' da segunda zona da curva.

   A requérenté declara que os primeiros pedidos desta patente foram apresentados nos Estados Unidos da América em 5 de Fevereiro dé 1988, sob o número de série 147,131 e como continuação em parte ém 19 dé Janeiro de 1989, sob o número de série 297,910.

   Lisboa, 3 de Fevereiro dé 1989 0 ÀGKSn UÀ rXdVi.iLDADE 15DCS1KU1

   RESUMO

   INVÓLUCRO SUSCEPTÍVEL DE SER POSTO SOE TENSÃO Ξ PROCESSO PARA A SUA FABRICAÇÃO.

   A invenção refere-se a uma estrutura multicamadas, com pressão interna, leve e muito resistente a tracção, com um invólucro de uma camada de barreira exterior, de material elastómero semipermeável, para ser usada como dis positivo de almofada amortecedora. A camada de barreira exterior está ligada, num grande número de pcntos, e substancialmente todas as superfícies distantes de um tecido com fios caídos, de parede dupla, ligado, no qual os filamentos são con tituidos por uma estrutura molecular cristalina muito distorcida, de cadeia longa, orientada axialmente, com uma baixa permeabilidade aos gases. A ligação entre a camada de barreira e o tecido de revestimento é substanoialmente aumentada pela presença de fibrilas e de uma textura. Os fios caídos que são igualmente texturados, funcionam como membros de regularização da tensão para manter a estrutura compósita com uma configuração ou substanoialmente lisa ou plana, ou com um certo perfil sem soldaduras dentro de áreas seleccionadas cue suportam cargas. Este produto leve é capaz de suportar pressões de inflação interiores substanciais, em condições severas numa situação estável e duradoura e de fadiga cíclica de compressão e flexão. 0 produto á inflado, sujeito a pressão e vedado, mantendo a pressão de inflação interna durante períodos prolongados, genericamente para além da duração útil do produto total, utilizando o fenómeno de bombagem por difusão ou auto-inflação. 0 dispositivo amortecedor pode controlar selectiva mente a taxa do fenómeno de bombagem de difusão variando a re lação de densidade entre o material semipermeável elastómero do invólucro e o material do tecido de filamento cristalinos altamente distorcidos substancialmente impermeável aos gases, melhorando assim a eficácia a longo prazo e a durabilidade e reduzindo o seu custo, e eliminando alguns dos inconvenientes dos produtos amortecedores usados anteriormente. Num caso limite, é possível inflar permanentemente o dispositivo usando fluidos facilmente disponíveis, tais como azoto ou ar.

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   0 Ô

   33½

   Γ/á /2

   W

   Fiç. /£ fi4./8 /26 fy. Md

   FORCA

   DE

   SUPORTE

   ÁREA SUBTENDIDA POR 755= ARE A SUBTENDIDA POR 156

   DEFLEXÃO fy.21

   PERDA DE ENERGIA

   DEFLEXÃO

   FIM DO DESLOCAMENTO DESCENDENTE

   FORCA DE ' SUPORTE

   DEFLEXÃO

   FORCA

   DE

   DEFLEXÃO

   Fk₇. 28a

   20!

   -202

   28c

   2<tt>

   t Π~ ι \ r²⁰⁰

   200 t LL t t

   F2, 29a

   77/,.29b