BR102013029259B1 - artigo com um suporte de ferro fundido e método para a fabricação de um revestimento vítreo em um suporte de ferro fundido - Google Patents

Abstract

ARTIGO EM FERRO FUNDIDO QUE COMPREENDE UM REVESTIMENTO VÍTREO E MÉTODO PARA FABRICAR TAL ARTIGO. A presente invenção refere-se a um artigo, particularmente, culinário, que compreende um suporte de ferro fundido que tem dois lados opostos. De acordo com a invenção, o artigo compreende um revestimento vítreo na forma de pelo menos uma camada continua de um material de solgel que compreende uma matriz formada de pelo menos um polialcoxilato metálico e pelo menos um óleo de silicone reativo ou não reativo, em que a camada de material de sol-gel é depositada diretamente em pelo menos um dos lados do dito suporte e o lado dotado de um revestimento vítreo tem uma aspereza de superfície Ra na faixa entre 3 e 15 pm com uma contagem de pico por centímetro RPc na faixa entre 50 e 200. A presente invenção também se refere a um método para fabricar tal artigo.

Description

[001] A presente invenção refere-se, de modo geral, a um artigo em ferro fundido que compreende pelo menos um lado que tem uma aspereza específica e é dotado de um revestimento vítreo que compreende um óleo de silicone. A presente invenção se refere, ainda, a um método para fabricar um revestimento sintetizado por um processo de sol-gel a partir de tal artigo.

[002] Ferro fundido significa, dentro do significado da presente invenção, um ferro fundido do tipo liga ferrosa.

[003] Revestimento vítreo significa, dentro do significado da presente invenção, uma solução à base de precursor de fase líquida que é convertida em um sólido através de um conjunto de reações químicas (hidrólise e condensação) em temperatura baixa. O revestimento assim obtido é um revestimento híbrido orgânico-inorgânico.

[004] Revestimento orgânico-inorgânico significa, dentro do significado da presente invenção, um revestimento a partir do qual a rede é substancialmente inorgânica, mas que compreende grupos orgânicos, particularmente devido aos precursores usados e à temperatura de cura do revestimento e à presença de óleo de silicone.

[005] No campo de revestimentos de sol-gel, são particularmente conhecidos aqueles obtidos a partir de alcóxidos metálicos à base de silício (silanos) ou à base de alumínio (aluminatos). Esses revestimentos são atualmente testemunhas de um desenvolvimento importante no campo de artigos culinários e, mais particularmente, aqueles a partir dos quais o suporte é um aço inoxidável ou alumínio. Os mesmos são usados, ainda, por meio de revestimentos não aderentes que cobrem a superfície interna de cocção.

[006] Em relação a artigos de ferro fundido, os revestimentos protetores e/ou decorativos conhecidos atualmente são à base de esmalte ou óleo vegetal.

[007] Em relação mais particularmente a artigos culinários em ferro fundido esmaltado, esses são esmaltados no lado interno dos mesmos bem como no lado externo com esmaltes brilhantes ou foscos. Todavia, os mesmos têm muitas desvantagens. De fato, para esmaltar um suporte de ferro fundido, é necessário usar um ferro cinza, com uma composição química de modo que a porcentagem de massa de carbono (em relação ao peso total do suporte) se situe na faixa entre 3,2 e 3,7%, que a porcentagem de silício se situe na faixa entre 2,2 e 3%, que a porcentagem de manganês seja entre 0,4 e 0,7%, que a porcentagem de fósforo seja entre 0,4 e 1%, e finalmente que a porcentagem de enxofre seja entre 0,05 e 0,1%, em peso. Se isso não é levado em consideração, defeitos de aspecto no esmalte correm o risco de aparecer após a cura, por exemplo, pontos pretos ou um fenômeno de corrosão.

[008] Entretanto, antes de esmaltar, um tratamento mecânico avançado (jato- percussão forte) é recomendado a fim de aumentar a superfície superficial do suporte e remover as impurezas deixadas a partir da modelagem do artigo no ferro de fundição, tal como aprimorar a aderência do esmalte no ferro fundido.

[009] Ademais, na maior parte das vezes o esmaltamento do ferro fundido requer (além do esmalte fosco) uma cura dupla: uma primeira cura a 800 °C a 840 °C para desgaseificar o substrato antes de aplicar a segunda camada de esmalte; e uma segunda cura para a segunda camada de esmalte a 770 a 800 °C. O método de esmaltamento do ferro fundido é longo e de alto consumo de energia, consequentemente custoso.

[010] Finalmente, devido às temperaturas de cura altas e variações na espessura da camada de esmalte ou no suporte, o risco de rejeições (particularmente para defeitos de tipo de alinhamento (defeitos de metal reproduzidos pelo revestimento)) é alto: é frequentemente cerca de 20%, o que é maior que uma ordem de magnitude que é geralmente observada com um esmalte para alumínio.

[011] Ademais, artigos revestidos de ferro fundido com óleo vegetal de cor preta são normalmente atraentes quando novos, mas são conhecidos por serem incompatíveis com cocção prática e saudável. Além disso, tais artigos são difíceis de limpar e exibem, mediante a utilização, baixa dureza e baixa resistência à oxidação. Finalmente, em termos estéticos o uso de um óleo vegetal para cobrir um suporte de ferro fundido limita a faixa de cores a preto.

[012] Entretanto, a requerente desenvolveu, agora, um método que possibilita depositar um revestimento vítreo em um suporte de ferro fundido que tem resistência à lava-louças e propriedades de aderência de suporte, o que permite evitar todas as desvantagens supramencionadas. Ademais, tal método possibilita depositar um revestimento vítreo do qual a cor pode ser selecionada a partir de uma faixa de cores tão variada quanto para um revestimento de esmalte (sem se limitar a preto como no caso com óleo vegetal).

[013] É conhecido pelo indivíduo versado o uso de revestimentos de sol-gel em artigos de ferro fundido. Entretanto, esses revestimentos não estão diretamente em contato com o suporte de ferro fundido do artigo na medida em que os mesmos são depositados em uma camada esmaltada intermediária. Por exemplo, o Pedido de Patente n° U.S. US 2011/0111239 ensina sobre um revestimento não aderente para superfícies de aço ou ferro fundido que compreende uma primeira camada de esmalte vitrificado obtida a partir de uma composição de frita de esmalte aquecida a uma temperatura da ordem de 700 °C, da qual uma porção é produzida áspera e sobre a qual é depositada uma camada de revestimento de sol-gel obtido a partir de alcóxidos metálicos. Entretanto, o documento US 2011/0111239 claramente ensina que o revestimento de duas camadas de esmalte/sol-gel possibilita evitar as desvantagens de um revestimento inteiramente de sol-gel para ferro fundido, o que dificilmente seria não aderente, mas também áspero e capaz de se tornar facilmente corroído na lava-louças.

[014] A requerente provou, agora, que é possível solucionar o problema de resistência à lava-louças de um revestimento vítreo obtido através do processo de sol-gel depositado diretamente sobre suporte de ferro fundido incorporando- se na matriz à base de polialcoxilato metálico do revestimento vítreo um óleo de silicone que é reativo ou não. Ademais, o problema de aderência sobre o suporte de ferro fundido do revestimento vítreo é solucionado através de um estado de superfície adaptado ao depósito de um revestimento vítreo obtido através do processo de sol-gel.

[015] Mais particularmente, a presente invenção se refere a um artigo que compreende um suporte de ferro fundido que tem dois lados opostos, caracterizado pelo fato de que compreende um revestimento vítreo na forma de pelo menos uma camada contínua de um material de sol-gel que compreende uma matriz formada a partir de pelo menos um polialcoxilato metálico e pelo menos um óleo de silicone reativo ou não reativo, sendo que a dita camada de material de sol-gel é depositada diretamente sobre pelo menos um dos lados do dito suporte, e pelo fato de que o dito lado dotado de um revestimento vítreo tem uma aspereza de superfície Ra na faixa entre 3 e 15 pm com uma contagem de pico por centímetro RPc na faixa entre 50 e 200, e de preferência entre 90 e 120 de acordo com o padrão EN 10049 ("mensuração de média de aspereza Ra e contagem de pico RPc em produtos planos metálicos").

[016] Com a formação através do processo de sol-gel (através de revestimento e em seguida secagem e cura) de um revestimento vítreo que não requer cura alta (entre 200 °C e 400 °C), é possível usar, na estrutura da presente invenção, todos os tipos de ferro fundido e, particularmente, um ferro fundido de grafite lamelar (ferro fundido cinzo), ferro fundido de grafite esferoidal (ferro fundido cinza), ferro fundido de coração preto (ferro fundido branco maleável), ferro fundido de coração branco (ferrp fundido branco maleável), ferro fundido livre de grafite ou um ferro fundido vermicular.

[017] Entretanto, é essencial, para permitir uma boa adesão do revestimento vítreo sobre o ferro fundido, que o último tenha uma aspereza de superfície Ra na faixa entre 5 e 15 pm com uma contagem de pico RPc na faixa entre 20 e 200 picos por centímetro, conforme ilustrado na Figura 1. Essas duas condições (Ra e contagem de pico) são essenciais para obter uma aderência suficiente do revestimento vítreo sobre o ferro fundido. Para aspereza Ra equivalente, uma contagem de pico muito baixa levará à rachadura e uma separação do revestimento durante ciclos de lavagem na lava-louças.

[018] Vantajosamente, pode ser usado, dentro da estrutura da presente invenção, um óleo de silicone que tem uma viscosidade cinemática a 20 °C de 10 a 1.000 10-6 m2s-1. Quando a viscosidade do óleo é muito alta (particularmente mais alta que 1.000 10-6 m2s-1), a incorporação do mesmo na matriz de sol-gel é desfavorecida, enquanto quando a viscosidade do óleo é muito baixa (particularmente inferior a 10 10-6 m2s-1), a incorporação de óleo é certamente mais fácil, mas a eficácia do revestimento de sol-gel em relação à resistência à lava-louças é menor.

[019] Será usado, de preferência, um óleo de silicone selecionado dentre óleos clorinados, óleos de amino, óleos vinilados, óleos epoxidados, óleos metacrilados, óleos hidroxilados e óleos terminados com anidridos ou hidridos.

[020] Vantajosamente, o polialcoxilato metálico da matriz do material de solgel do revestimento vítreo de acordo com a invenção pode compreender pelo menos um polissiloxano.

[021] Ademais, o material de sol-gel do revestimento vítreo de acordo com a invenção pode compreender adicionalmente pelo menos 5%, em peso, em relação ao peso total do revestimento de pelo menos um óxido metálico coloidal disperso na dita matriz, e esse óxido pode ser selecionado dentre o grupo que compreende sílica, alumina, dióxido de titânio, óxido de cério, óxido de zinco, óxido de vanádio e óxido de zircônio.

[022] Vantajosamente, o revestimento vítreo do artigo de acordo com a invenção pode compreender sucessivamente com base no suporte: - uma primeira camada flocosa e/ou pigmentada contínua de material de sol-gel, sendo que essa primeira camada é diretamente disposta sobre um dos lados do suporte e é coberta com - uma segunda camada contínua e transparente de material de sol-gel, capaz de ser flocosa.

[023] Os materiais de sol-gel da primeira e da segunda camadas têm a capacidade de serem idênticos ou diferentes e cada um que compreende uma matriz formada com base em pelo menos um polialcoxilato metálico e pelo menos um óleo de silicone reativo ou não reativo.

[024] Vantajosamente, o pigmento que tem a capacidade de estar contido na primeira camada pode ser selecionado dentre os pigmentos termicamente estáveis, sais metálicos, pigmentos semicondutores de termocromo e suas combinações.

[025] Vantajosamente, os flocos que podem estar contidos na primeira e na segunda camadas podem ser selecionados dentre os flocos metálicos (particularmente em alumínio, em aço inoxidável, níquel, cobre, ferro ou liga (Cu-Zn), flocos de mica, flocos de mica revestidos com óxido de titânio e ou um óxido de ferro, flocos de sílica revestidos com dióxido de titânio, flocos de sílica revestidos com um óxido de ferro, madrepérola natural em flocos.

[026] De acordo com uma primeira modalidade particularmente vantajosa dessa configuração de duas camadas (primeira camada pigmentada e/ou flocosa coberta com uma segunda camada transparente que tem a capacidade de ser flocosa), o artigo de acordo com a presente invenção pode compreender adicionalmente, entre a primeira e a segunda camadas de revestimento vítreo, uma decoração com pelo menos um padrão que compreende pelo menos um pigmento.

[027] De preferência, a decoração pode ser funcional com um padrão que compreende uma composição de pigmento de termocromo com pelo menos um pigmento semicondutor de termocromo.

[028] Por meio de pigmentos de termocromo utilizáveis dentre da estrutura da presente invenção, pode ser particularmente citado óxido férrico Fe2O3 (por exemplo, aquele comercializado pela empresa Bayer sob o a marca Bayferrox), o vermelho de perileno associado a um pigmento preto, e óxidos de metal semicondutor, que são de preferência selecionados dentre os seguintes semicondutores: - V2O5, que tem uma cor laranja amarelada em temperatura ambiente, - Bi2O3, que tem uma cor quase branca que é sempre ligeiramente amarela em temperatura ambiente, - BiVO4, que é amarelo em temperatura ambiente - WO3, CeO2, ln2O3, muito similares a Bi2O3, e - Fe2O3,que pode se laranja a marrom em temperatura ambiente, e - SC pirocloro Y1,84Ca0,16Ti1,84V0,16O1,84 que e laranja amarelado em temperatura ambiente.

[029] De acordo com uma segunda modalidade particularmente vantajosa dessa configuração de duas camadas (primeira camada pigmentada e/ou flocosa, coberta com uma segunda camada transparente, que tem a capacidade de ser flocosa), a segunda camada de revestimento vítreo e/ou uma camada intermediária disposta entre a primeira e a segunda camadas pode compreender partículas magnetizáveis, com pelo menos uma área em que as ditas partículas são substancialmente perpendiculares ao suporte.

[030] As partículas magnetizáveis podem ser de diferentes naturezas.

[031] Dentro da estrutura da presente invenção, as partículas magnetizáveis podem ser vantajosamente partículas que compreendem pelo menos um metal ferromagnético.

[032] As mesmas podem ter uma natureza homogênea, ou seja, constituía do mesmo material, ou de natureza compósita, ou seja, as partículas magnetizáveis têm uma estrutura de núcleo-casca, em que o metal ferromagnético está no núcleo e/ou na casca das ditas partículas.

[033] Por meio de exemplos de partículas magnetizáveis compósitas, podem ser particularmente citado flocos de mica revestidos com óxido férrico Fe2O3 ou fibras de aço inoxidável revestidas com um material de sol-gel, como uma proteção contra corrosão durante as etapas de implantação do revestimento, ou até mesmo flocos em material plástico revestido em óxido férrico Fe2O3, ou flocos dos quais o núcleo está em metal ferromagnético e a casca está em material plástico ou um material de sol-gel.

[034] O revestimento vítreo de acordo com a invenção pode compreender vantajosamente, além disso, partículas não magnetizáveis para aprimorar o reforço do revestimento, sendo que essas partículas não magnetizáveis são incluídas na camada ou camadas de revestimento que contêm as partículas magnetizáveis. Essas partículas não magnetizáveis podem ser de qualquer formato (esférico, fibra ou flocos ou "irregular"), de tamanho micrométrico ou até mesmo nanométrico.

[035] Por meio de partículas não magnetizáveis utilizáveis dentro da estrutura da presente invenção, podem ser particularmente citados flocos de mica, ou mica ou flocos de sílica revestidos em dióxido de titânio.

[036] O artigo de acordo com a invenção pode vantajosamente ser um artigo culinário que tem um lado interno que tem a capacidade de receber alimento e um lado externo destinado a ser disposto em direção à fonte de calor, sendo que o dito revestimento vítreo é aplicado em pelo menos um dentre os ditos lados externo e interno, ou um artigo de aquecimento tal como um acessório de churrasco, ou um acessório de chaminé, um tanque de aquecedor de água, um fogão de queima de combustível, a um duto de evacuação de chaminé, uma banheira ou até mesmo utensílios para uso externo (por exemplo, utensílios para jardim).

[037] A presente invenção se refere adicionalmente a um método para fabricar um revestimento vítreo diretamente sobre um suporte em ferro fundido, sendo que o método compreende as seguintes etapas: a) fornecer e/ou concretizar o suporte que tem dois lados opostos; b) tratar a superfície, particularmente de modo mecânico tal como uma jato-percussão ou lixamento ou uma decapagem a laser do lado ou lados do suporte destinados a serem revestidos, a fim de obter uma aspereza de superfície Ra na faixa entre 5 e 15 μm com uma contagem de pico na faixa entre 50 e 200 por centímetro; c) preparar uma composição de sol-gel que compreende pelo menos um precursor de sol-gel de tipo alcóxido metálico e pelo menos um óleo de silicone que é reativo ou não; d) hidrolisar o dito precursor de sol-gel introduzindo-se água e um catalisador de ácido ou base, seguido por uma reação de condensação parcial a fim de obter uma composição de sol-gel SG; e) aplicar, diretamente sobre pelo menos um dos lados do suporte, pelo menos uma camada da composição de sol-gel SG; e f) curar a uma temperatura na faixa entre 200 °C e 400 °C.

[038] O método de acordo com a invenção é simplificado (em particular a duração do método é reduzida) e eficiente em termos de energia em relação a um método de esmaltamento. De fato, se o revestimento vítreo é alcançado aplicando-se uma camada única ou duas camadas de composição de sol-gel, o método de acordo com a invenção compreende apenas uma única etapa de cura que é realizada em temperaturas que são bem mais baixas (da ordem de 200 a 400 °C) do que aquelas que são tipicamente implantadas em métodos de esmaltamento (tipicamente da ordem de 800 °C).

[039] Ademais, a duração do método de acordo com a invenção também é bem mais baixa que aquela do método de esmaltamento.

[040] Finalmente, o tratamento da superfície de ferro fundido é vantajosamente um tratamento mecânico (tipicamente do tipo jateamento ou jato-percussão), menos severo (ou seja, leva a um estado de superfície que é menos áspero) do que aquele requerido por um método de esmaltamento), o que possibilita, ainda, aprimorar a velocidade de revestimento.

[041] O tratamento mecânico de superfície pode ser realizado dentro da estrutura da presente invenção através de qualquer meio adaptado que tem uma morfologia angular, tal como um tiro de areia (jateamento), corindo ou um tiro de metal (jato-percussão com aço, particularmente aço inoxidável). O tamanho do meio de jateamento ou de jato-percussão determina o perfil a da aspereza obtida.

[042] Meios de jateamento ou de jato-percussão com um tamanho na faixa entre 35 e 140 mesh (105 a 500 μm) sã preferenciais. Se o tamanho de partícula é muito alto, um valor de Ra muito alto e uma contagem de pico muito baixa são obtidos. A aderência é boa, mas o aspecto do revestimento se torna muito áspero. Se o tamanho de partícula é muito baixo, o valor de Ra é muito baixo e a contagem de pico é muito alta. Consequentemente, a aderência diminui.

[043] Devido à baixa temperatura de cura desses revestimentos em relação aos esmaltes e à baixa complexidade do método em relação a um método de esmaltamento, vários defeitos de aspecto são evitados, e a taxa de rejeição é muito mais baixa.

[044] O óleo de silicone e o suporte são conforme definidos anteriormente.

[045] De preferência, é usado por meio de precursor de sol-gel um alcóxido metálico selecionado dentre o grupo constituído pelos: - os precursores com a fórmula geral M1(OR1)n, - os precursores com a fórmula geral M2(OR2)(n-1)R2', e - os precursores com a fórmula geral M3(OR3)(n-2)R3'2, sendo que: R1, R2, R3 ou R3' designam um grupo alquila em C1-C4, R2' designa um grupo alquila ou fenila em C1-C4, n é um número inteiro que corresponde à valência máxima de metais M1, M2 ou M3, M1 M2 ou M3 designa um metal selecionado dentre Si, B, Zr, Ti, Al, V.

[046] O alcóxido metálico pode consequentemente ser selecionado de modo vantajoso, por exemplo, dentre os alcoxisilanos, aluminatos, titanatos, zirconatos, vanadatos, boratos e suas combinações.

[047] De preferência, é usado um alcoxisilano por meio de precursor de solgel.

[048] Vantajosamente, o método de acordo com a invenção pode compreender vantajosamente, além disso, entre as etapas de e) e f) uma etapa de aplicação e’) de pelo menos uma camada de composição de sol-gel sobre o lado oposto aquele revestido anteriormente com uma composição de sol-gel camada.

[049] Vantajosamente, o método de acordo com a invenção pode compreender vantajosamente, além disso, uma secagem a uma temperatura na faixa entre 40 °C e 90 °C, a qual é alcançada entre a aplicação da camada ou camadas de composição de sol-gel e a cura f). A secagem é particularmente recomendada quando o revestimento de sol-gel inclui uma decoração.

[050] De preferência, o método de acordo com a invenção pode compreender as seguintes etapas no caso de uma aplicação de duas camadas de composições de sol-gel: e1) é aplicada diretamente sobre pelo menos um dos do suporte uma primeira camada flocosa e/ou pigmentada contínua de composição de solgel SG, sobre a qual e2) é aplicada uma segunda camada contínua de composição de sol-gel isenta de pigmentos e que tem a capacidade de conter flocos.

[051] Os pigmentos e flocos utilizáveis dentro do método da invenção são conforme definidos anteriormente.

[052] Vantajosamente, o método de acordo com a invenção pode compreender adicionalmente entre as etapas e1) e e2) de aplicação da primeira e da segunda camadas de composição de sol-gel: - uma etapa de secagem da primeira camada, em seguida - uma etapa de alcançar uma decoração que compreende a aplicação de pelo menos uma camada de decoração que compreende pelo menos um pigmento; a aplicação da segunda camada é imediatamente seguida de uma secagem antes da cura f).

[053] Se o pigmento é um semicondutor de termocromo (SC), a decoração será chamada de funcional visto que poderá ser usada a título de indicador de temperatura. O pigmento de termocromo SC é conforme definido anteriormente.

[054] A invenção é ilustrada em detalhes adicionais nos exemplos seguintes. Nesses exemplos, salvo especificação em contrário, todas as porcentagens e partes são expressas em porcentagem de massa.

[055] EXEMPLOS Produtos Suportes: - em ferro fundido cinza, - em ferro fundido branco.

[056] Óleo de silicone: Óleo de silicone de metila reativo comercializado pela empresa Wacker sob o nome de marca OEL CT101M reativo.

[057] Composição de sol-gel: - Precursor de sol-gel: metiltrietoxisilano (MTES) - Carga coloidal: sílica coloidal na forma de uma solução aquosa em 30% de sílica, comercializada pela empresa Clariant sob o nome de marca Klebosol, - Solvente: isopropanol.

[058] Pigmentos - pigmento mineral preto comercializado pela empresa Ferro sob o nome de marca “FA 1260”, - pigmento mineral preto comercializado pela empresa Ferro sob o nome de marca “FA 1220”,

[059] Testes Resistência à lava-loucas Um teste de resistência à lava-louças é realizado usando-se um detergente de lava-louças comercializado pela empresa Sun sob o nome de marca “SUN Tout-un” (marca comercial registrada), na forma de tabletes, e o estado do revestimento cerâmico depositado sobreo suporte de ferro fundido é observado após um dado número de ciclos de lavagem.

[060] Resistência/aderência a choque: é usado o teste de resistência a choque de peças esmaltadas (teste de pistola), de acordo com o padrão NF ISO 4532.

[061] EXEMPLO 1 (de acordo com a invenção): preparar uma composição de sol-gel SG de acordo com a invenção que compreende um óleo de silicone de metila Uma primeira composição de sol-gel SG1 é concretizada de acordo com a invenção, cuja composição é fornecida na tabela 1 doravante:

[062] EXEMPLO 2 (comparativo): preparar uma composição de sol- gel SG de referência isenta de óleo de silicone Uma segunda composição de sol-gel SG2 (a título de comparação) é concretizada, cuja composição é fornecida na tabela 2 doravante:

[063] EXEMPLO 3 (de acordo com a invenção): concretizar um revestimento vítreo à base de óleo de silicone sobre um suporte em ferro fundido cinza submetido a granalhaqem A composição de sol-gel SG1 é aplicada através de revestimento com o uso da pistola pneumática em um suporte de ferro fundido submetido a granalhagem com um tiro de aço inoxidável angular de um tamanho de 90 mesh, de modo a formar uma camada de revestimento de sol-gel. O suporte de ferro fundido pré-submetido a granalhagem tem uma aspereza de superfície Ra de 7 μm com uma contagem de pico por centímetro RPc de 60 picos/cm.

[064] Em seguida, um tratamento térmico do artigo é realizado a 250 °C durante 30 minutos, a fim de densificar a camada de revestimento de sol-gel.

[065] Esse artigo é, então, colocado na lava-louças.

[066] Após 100 ciclos na lava-louças, nenhuma deterioração é observada no revestimento.

[067] Ademais, o teste de resistência a choque é bom, ou seja, nenhum rompimento no revestimento que deixa o metal aparecer é observado para uma força de impacto aplicada de 20 Newtons.

[068] EXEMPLO 4 (comparativo): concretizar um revestimento vítreo isento de óleo de silicone sobre um suporte em ferro fundido cinza submetido a granalhaqem

[069] A composição de sol-gel SG2 é aplicada através de revestimento com o uso da pistola pneumática sobre um suporte de ferro fundido submetido a granalhagem com o mesmo meio conforme no exemplo 3, de modo a formar uma camada de revestimento de sol-gel. O suporte de ferro fundido pré- submetido a granalhagem consequentemente tem um estado de aspereza de superfície cujas características são idênticas àquelas no exemplo 3.

[070] Em seguida, um tratamento térmico do artigo é realizado a 250 °C durante 30 minutos, a fim de densificar a camada de revestimento de sol-gel.

[071] Esse artigo é, então, colocado na lava-louças.

[072] É possível observar que, apesar de uma boa aderência do revestimento no ferro fundido (o teste de choque mecânico a 20 Newtons é bom, nenhum bit de metal é observado conforme no exemplo 3) e uma ausência de rachadura da película do revestimento vítreo, pontos de corrosão são formados após 30 ciclos na lava-louças. A hidrofobicidade do revestimento é consequentemente insuficiente para manter afastada a água da lava-louças cheia de compostos alcalinos (detergentes), infiltrando, assim, o suporte de ferro fundido, criando esses pontos de corrosão.

[073] EXEMPLO 5 (comparativo): concretizar um revestimento vítreo à base de óleo de silicone sobre um suporte de ferro fundido cinza não submetido a granalhagem A composição de sol-gel SG1 é aplicada através de revestimento com o uso da pistola pneumática sobre um suporte de ferro fundido cinza não submetido a granalhagem de modo a formar uma camada de revestimento de sol-gel. O suporte de ferro fundido é substancialmente macio, sendo que a Ra medida é de 1 μm.

[074] Em seguida, um tratamento térmico do artigo é realizado a 250 °C durante 30 minutos, a fim de densificar a camada de revestimento de sol-gel.

[075] Esse artigo é, então, testado na lava-louças.

[076] Apesar da alta hidrofobicidade do revestimento vítreo, uma deterioração do revestimento que começa a partir de 20 ciclos na lava-louças e uma separação significativa desse revestimento são observadas. Consequentemente, tal revestimento não possibilita mais a proteção do ferro fundido.

[077] Ademais, o testo de resistência a choque a 20 Newtons não é aceitável, e bits de metal aparecem após um choque.

[078] A comparação do exemplo 3 com os exemplos comparativos 4 e 5 mostra que os dois parâmetros reivindicados (presença de óleo de silicone no revestimento cerâmico, e jato-percussão adaptada ao ferro fundido) são essenciais para obter uma boa resistência à lava-louças do revestimento vítreo.

[079] EXEMPLO 6 (de acordo com a invenção): concretizar um revestimento vítreo à base de óleo de silicone sobre um suporte de ferro fundido branco submetido a granalhagem Exatamente a mesma modalidade do exemplo 3 é tomada, mas sobre um suporte de ferro fundido branco (ao invés de ferro fundido cinza). O suporte de ferro fundido pré-submetido a granalhagem com um tiro de aço inoxidável de um tamanho de 60 mesh tem uma aspereza de superfície Ra de 6 μm com uma contagem de pico por centímetro RPc de 75 picos/cm.

[080] Os resultados do teste de resistência à lava-louças (100 ciclos) e a resistência a choque são bons.

Claims (20)

1. Artigo que compreende um suporte de ferro fundido que tem dois lados opostos, caracterizado pelo fato de que compreende um revestimento vítreo na forma de pelo menos uma camada contínua de um material de sol-gel que compreende uma matriz de pelo menos um polialcoxilato metálico e pelo menos um óleo de silicone reativo, a dita camada de material de sol-gel sendo depositada diretamente em pelo menos um dos lados do dito suporte, em que o dito lado dotado de um revestimento vítreo tem uma aspereza de superfície Ra na faixa entre 5 e 15 μm com uma contagem de pico por centímetro RPc na faixa entre 50 e 200, e em que o óleo de silicone reativo tem uma viscosidade cinemática a 20 °C de 10 a 1000 10-6 m2s-1 e é selecionado dentre óleos clorinados, óleos de amino, óleos vinilados, óleos epoxidados, óleos metacrilados, óleos hidroxilados e óleos terminados com anidido ou hidreto.

2. Artigo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a contagem de pico por centímetro do lado dotado de um revestimento vítreo se situa na faixa entre 90 e 120.

3. Artigo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o suporte está em ferro fundido de grafite lamelar, ou ferro fundido de grafite esferoidal, ou ferro fundido de coração preto, ou ferro fundido de coração branco, ou ferro fundido livre de grafite ou ainda ferro fundido vermicular.

4. Artigo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o polialcoxilato metálico compreende pelo menos um polissiloxano.

5. Artigo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o material de sol-gel compreende adicionalmente pelo menos 5% em peso em relação ao peso total do revestimento de pelo menos um oxido metálico coloidal disperso na dita matriz, em que o dito óxido é selecionado dentre o grupo que compreende sílica, alumina, dióxido de titânio, óxido de cério, óxido de zinco, óxido de vanádio e óxido de zircônio.

6. Artigo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o revestimento vítreo compreende sucessivamente, com base em um dos lados do suporte: - uma primeira camada flocosa e/ou pigmentada contínua de material de sol-gel, a dita primeira camada sendo diretamente disposta em um dos lados do dito suporte e é propriamente coberta com: - uma segunda camada contínua e transparente de material de solgel, com a capacidade para ser flocosa, e em que os materiais de sol-gel da primeira e da segunda camadas são idênticos ou diferentes e cada um compreende uma matriz formada com base em pelo menos um polialcoxilato metálico e pelo menos um óleo de silicone reativo ou não reativo.

7. Artigo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o pigmento da primeira camada é selecionado dentre os pigmentos termicamente estáveis, sais metálicos, pigmentos semicondutores de termocromo e suas combinações.

8. Artigo, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que os flocos da primeira e da segunda camadas são selecionados dentre flocos metálicos, flocos de mica, flocos de mica revestidos com óxido de titânio e/ou um óxido de ferro, flocos de sílica revestidos com dióxido de titânio, flocos de sílica revestidos com um óxido de ferro, madrepérola natural em flocos.

9. Artigo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente, entre a primeira e a segunda camadas de revestimento vítreo, uma decoração com pelo menos um padrão que compreende pelo menos um pigmento.

10. Artigo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a decoração é funcional e o dito padrão compreende uma composição de pigmento de termocromo com pelo menos um pigmento semicondutor de termocromo e opcionalmente um pigmento termicamente estável.

11. Artigo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que a segunda camada do revestimento vítreo e/ou uma camada intermediária disposta entre a primeira e a segunda camadas compreendem partículas magnetizáveis, com pelo menos uma área em que as partículas são substancialmente perpendiculares ao suporte.

12. Artigo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as ditas partículas magnetizáveis compreendem pelo menos um metal ferromagnético.

13. Artigo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que é um artigo culinário que tem um lado interno com capacidade para receber alimento e um lado externo destinado a ser disposto em direção à fonte de calor, em que o dito revestimento vítreo é aplicado em pelo menos um dentre o dito lado interno e o dito lado externo.

14. Artigo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que é um artigo de aquecimento selecionado dentre acessórios para churrasqueira, acessórios para chaminé, tanques para aquecedor de água, fogões para queima de combustível, dutos de evacuação de chaminé, banheiras e utensílios para uso externo tal como utensílios para jardim.

15. Método para a fabricação de um revestimento vítreo diretamente em um suporte de ferro fundido de um artigo como definido na reivindicação 1, o dito método caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: a) fornecer e/ou concretizar o suporte que tem dois lados opostos; b) tratar a superfície do lado ou dos lados do suporte destinada a ser revestida, a fim de obter uma aspereza de superfície Ra na faixa entre 5 e 15 μm com uma contagem de pico na faixa entre 50 e 200 por centímetro; c) preparar uma composição de sol-gel que compreende pelo menos um precursor de sol-gel do tipo alcóxido metálico e pelo menos um óleo de silicone que é reativo ou não; d) hidrolisar o dito precursor de sol-gel através da introdução de água e um catalisador de ácido ou base, seguido por uma reação de condensação parcial a fim de obter uma composição de sol-gel SG; e) aplicar, diretamente em pelo menos um dos lados do suporte, pelo menos uma camada de composição de sol-gel SG; e f) curar a uma temperatura na faixa entre 200 °C e 400 °C.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente entre as etapas e) e f) uma etapa de aplicação e’) de pelo menos uma camada de composição de sol-gel no lado oposto ao anteriormente revestido com uma camada de composição de sol-gel.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma secagem a uma temperatura na faixa entre 40 °C e 90 °C, que é executada entre a aplicação da camada ou das camadas de composição de sol-gel e a cura f).

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 17, caracterizado por: e1) aplicar, diretamente em pelo menos um dos lados do suporte, uma primeira camada flocosa e/ou pigmentada contínua de composição de solgel SG; sobre a qual e2) é aplicada uma segunda camada contínua de uma composição de sol-gel isenta de pigmentos e com a capacidade para conter flocos.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente, entre as etapas e1) e e2) de aplicação da primeira e da segunda camadas de composição de sol-gel: - uma etapa de secagem da primeira camada, depois -uma etapa de alcançar uma decoração funcional que compreende a aplicação de pelo menos uma camada de decoração que compreende pelo menos um pigmento de termocromo semicondutor; e em que a aplicação da segunda camada é imediatamente seguida de uma secagem antes da cura f).

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo fato de que o tratamento de superfície do suporte é um tratamento de superfície mecânico, de preferência, um jateamento ou um jato- percussão.