BR112012006869B1 - pneu para veículo - Google Patents

Abstract

PROCESSO DE OBTENÇÃO D EUM SUBSTRATO REVESTIDO SOBRE PELO MENOS UMA PARTE DE SUA SUPERFÍCIE DE PELO MENOS UMA CAMADA DE ÓXIDO DE UM METAL E SUBSTRATO. A invenção tem por objeto um processo de obtenção de um substrato revestido sobre pelo menos uma parte de sua superfície de pelo menos uma camada de óxido de um metal M cuja espessura física é inferior ou igual a 30 nm, a dita camada de óxido não estando compreendida em um empilhamento de camadas compreendendo pelo menos uma camada d eprata, o dito processo compreendendo as etapas seguintes: deposita-se por pulverização católica pelo menos uma camada intermediária de um material escolhido dentre o metal M, um nitreto do emtal M, um carboneto do emtal M, ou um óxido sub-estequiométrico em oxigênio do metal M, a dita camada intermediária não sendo depositada acima ou abaixo de uma camada â base de óxido de titâneo, a espessura física da dita camada intermediária sendo inferior ou igual a 30 nmm, oxida-se pelo menos uma parte da superfície da dita camada intermediária com a ajuda de um tratamento térmico, durante o qual a dita camada intermediária está em contato direto com uma atmosfera oxidante, notadamente (...).

Description

[0001] A invenção refere-se ao domínio técnico dos pneus para veículo para veículos, comportando marcações com alto contraste, bem como a um processo de realização dos moldes destinados à moldagem e à vulcanização dos referidos pneus para veículo.

[0002] Mais particularmente, a invenção é um aperfeiçoamento da publicação W02007/045425 que descreve tipos particulares de marcações com alto contraste.

[0003] A superfície dos pneus para veículo suporta uma grande quantidade de marcações destinadas por um lado a dar informações técnicas legais sobre a qualidade do pneu para veículo e, por outro lado, para permitir ao consumidor distinguir a marca e a origem do produto.

[0004] Estas marcações são, em regra geral, obtidas por padrões em relevo dispostos sobre a superfície do pneu para veículo e correspondendo a padrões em frestas realizados sobre a superfície de moldagem. Geralmente, os moldes de vulcanização são realizados de metal com um aspecto muito bom de acabamento de superfície. Mas a superfície externa do pneu para veículo que resulta daí, lisa e preta, tem por efeito retornar a luz.

[0005] O efeito de contraste descrito na publicação citada acima é obtido dispondo uma pluralidade de filamentos divididos sobre a totalidade de um padrão, cada filamento tendo uma seção média cujo diâmetro está compreendido entre 0,03 mm e 0,5 mm, do qual a altura é pelo menos igual a 0,1 mm, e divididos sobre a superfície do padrão com uma densidade pelo menos igual a 5 filamentos por mm2, e preferivelmente superior a 15 filamentos por mm2

[0006] Observa-se que o mesmo efeito de contraste é obtido quando, em vez de filamentos, dispõe-se sobre a totalidade da superfície do padrão lâminas paralelas tendo uma largura média compreendida entre 0,03 mm e 0,5 mm, cuja altura é pelo menos igual a 0,1 mm e dispostos ao longo de um passo de, no máximo, 0,5 mm.

[0007] O efeito destes filamentos, ou destas lâminas, é prender a luz incidente sobre a superfície do padrão e, por absorção da luz, dar um aspecto preto e fosco- mate ao padrão que se procura realizar.

[0008] O objeto da presente invenção é propor uma forma particular de estado de superfície dos filamentos ou das lâminas acima permitindo melhorar o efeito de contraste dos padrões compreendendo estes filamentos ou estas lâminas, bem como um processo permitindo realizar os moldes destinados a formar a impressão dos pneus para veículo comportando tais padrões durante a etapa de vulcanização.

[0009] A invenção refere-se, portanto, a um pneu para veículo tendo uma superfície visível comportando padrões fazendo contraste em relação à referida superfície, o referido padrão compreendendo sobre a totalidade da sua superfície uma pluralidade de filamentos com uma densidade pelo menos igual a cinco filamentos por mm2 ou uma pluralidade de lâminas paralelas entre si e dispostas ao longo de um passo de mais 0,5 mm, cada filamento tendo uma seção média cujo diâmetro (d) está compreendido entre 0,03 mm e 0,5 mm, ou cada lâmina tendo uma largura média (d) compreendida entre 0,03 mm e 0,5 mm.

[0010] De acordo com a invenção convém que os filamentos ou as lâminas tenham, sobre pelo menos um quarto de sua superfície, uma rugosidade média Rz compreendida entre 5 pm e 30 pm.

[0011] Com efeito, foi destacado que a luz incidente é presa em certa medida por reflexões múltiplas sobre a superfície dos filamentos, ou das lâminas, quando a referida superfície comporta rugosidades susceptíveis, devido à multiplicidade de ângulos de incidência que elas oferecem em relação à superfície média, de refletir a luz ao longo de direções aleatórias. Resulta daí uma impressão visual mais mate, e no caso dos padrões realizados sobre os pneus para veículo uma cor preta mais intensa e formando um melhor contraste com o resto da superfície do pneumático.

[0012] O contraste é tanto maior quando a superfície do padrão está lado a lado com superfícies brilhantes.

[0013] O efeito de contraste começa a ser sensível, em relação aos filamentos cuja superfície seria menos rugosa, quando pelo menos o quarto da superfície do filamento ou da lâmina possui esta rugosidade.

[0014] Do mesmo modo, como será visto depois, é possível fazer variar a intensidade do contraste aumentando a proporção da superfície possuindo esta rugosidade mínima ou posicionando a superfície mais rugosa em direção ao topo ou à base do filamento ou da lâmina.

[0015] A invenção refere-se igualmente a um processo de realização de um molde metálico destinado à moldagem e à vulcanização de um pneu para veículo de acordo com a invenção e comportando padrões formando um contraste superior com a superfície.

[0016] De acordo com este processo, realiza-se, com a ajuda de um laser gerando um pincel luminoso de uma energia suficiente para sublimar o metal constituindo o molde, padrões compreendendo sobre a totalidade da sua superfície cavidades tendo uma seção média cujo diâmetro (d) está compreendido entre 0,03 mm e 0,5 mm com uma densidade pelo menos igual a 5 cavidades por mm2, ou sulcos paralelos entre si de uma largura média (d) dada compreendida entre 0,03 mm e 0,5 mm e distantes de um passo inferior a 0,5 mm, as referidas cavidades ou os referidos sulcos tendo uma profundidade pelo menos igual a 0,1 mm, aplicando o pincel luminoso emanando da fonte laser sobre a superfície do molde em uma ou várias passagens sucessivas, cada uma das passagens tendo por efeito corroer o metal sobre uma superfície e uma profundidade dada. Este processo caracteriza-se pelo fato de que, durante uma passagem, a colocação em fusão e a sublimação do metal pelo raio luminoso têm por efeito de projetar o metal líquido e condensar os vapores de metal sobre as paredes da cavidade obtida quando das passagens precedentes.

[0017] A elevação quase instantânea da temperatura do metal pela energia proveniente da fonte laser provoca a colocação em fusão, mas igualmente a sublimação do metal sob forma de uma desgaseificação violenta, tendo por efeito projetar nódulos de material sobre as paredes da cavidade ou do sulco realizados quando das passagens precedentes. Ao se solidificarem, estes nódulos criam irregularidades de superfície cujas características correspondem precisamente à rugosidade procurada para assegurar a moldagem dos filamentos ou das lâminas fazendo o objeto da invenção.

[0018] Os gases provenientes da sublimação do metal condensam-se sobre as paredes da cavidade e vêm aumentar as irregularidades.

[0019] É, portanto, importante que a fusão e a sublimação do metal sejam operadas em um tempo muito curto para gerar este fenômeno “explosivo”.

[0020] Por outro lado, convém proceder por passagens sucessivas de modo a permitir às projeções líquidas e aos vapores solidificar ou se recondensar entre cada passagem sobre as referidas paredes, mais frias.

[0021] Preferivelmente, ordenam-se as passagens de modo que a seção da superfície corroída durante uma passagem seja superior à seção corroída durante a passagem precedente.

[0022] Em variante, ordenam-se as passagens de modo que a seção da superfície corroída durante uma passagem seja inferior à seção corroída durante a passagem precedente.

[0023] Em variante, ordena-se uma parte das passagens de modo que a seção da superfície corroída durante uma passagem seja superior à seção corroída durante a passagem precedente e ordena-se outra parte das passagens de modo que a seção da superfície corroída durante uma passagem seja inferior à seção corroída durante a passagem precedente.

[0024] Preferivelmente, aspira-se com a ajuda de um meio de aspiração adaptado, o vapor de metal desprendido pela aplicação do pincel de luz sobre a superfície de metal.

[0025] A descrição que segue tem por base as figuras 1 a 9 nas quais: - a figura 1 representa uma vista esquemática da superfície de um padrão comportando filamentos, - a figura 2 representa uma vista esquemática da superfície de um padrão comportando lâminas, - a figura 3 ilustra o modo de cálculo da rugosidade média de uma superfície, - a figura 4 representa uma fotografia realizada com a ajuda de um microscópio eletrônico de um padrão compreendendo filamentos, - a figura 5 representa uma fotografia realizada com a ajuda de um microscópio eletrônico da parte superior de uma cavidade realizada com a ajuda de um processo de acordo com a invenção, - a figura 6 representa uma fotografia realizada com a ajuda de um microscópio eletrônico da parte inferior de uma cavidade realizada com a ajuda de um processo de acordo com a invenção, - as figuras 7, 8 e 9 representam ilustrações esquemáticas da maneira de ordenar as passagens umas com relação às outras para obter efeitos de contraste mais ou menos intensos.

[0026] A figura 1 representa uma porção de pneu para veículo 1 cuja superfície visível de 11 comporta um padrão 2. Este padrão é constituído de uma multiplicidade de filamentos 21 de uma altura h, e cuja seção média tem um diâmetro d. Para obter um efeito de contraste perceptível, como é explicado na publicação WO 2006/009980, o diâmetro d da seção média de um filamento deve estar compreendido entre 0,03 mm e 0,5 mm, e a densidade de filamentos deve ser superior a cinco filamentos por mm2 e preferivelmente superior a quinze filamentos por mm2.

[0027] A altura h é preferivelmente superior a 0,1 mm. A altura do filamento é medida entre a base do filamento, em contato com a superfície 11 do pneumático, e o topo do filamento. Observa-se, contudo que, quando a relação h/d entre a altura do filamento e o diâmetro da seção média é muito baixa, a parte superior dos filamentos tem tendência a dobrar-se, o que tem por consequência reduzir o efeito de contraste procurado. Escolhe-se, portanto, uma relação h/d compreendida entre 1,2 e 6 e preferivelmente entre 2 e 4.

[0028] A forma geral dos filamentos geralmente cônica, a seção dos referidos filamentos diminui quando se desloca da base para o topo. Entende-se, portanto, por seção média a média das seções medidas em intervalos regulares desde a base até o topo do filamento.

[0029] O padrão 2 representado na figura 2 compreende quanto a ele uma pluralidade de lâminas 22, de altura h e de largura média d. De modo similar ao que foi exposto acima os efeitos de contraste procurados são obtidos com dimensões correspondentes a saber, um valor da largura média d pelo menos igual a 0,1 mm e uma densidade, aqui descrita por um passo de valor p que deve ser inferior a 0,5 mm e preferivelmente inferior a 0,2 mm.

[0030] Pelas mesmas razões que para os filamentos, dispõe-se de modo que a relação h/d esteja compreendido entre 1,2 e 6, e preferivelmente entre 2 e 4.

[0031] De acordo com a invenção, convém que pelo menos um quarto da superfície externa do filamento ou da lâmina, a saber, a superfície compreendida entre a base e o topo do filamento 21 ou da lâmina 22, possui um estado de superfície cuja rugosidade média Rz está compreendida entre 5 pm e 30 pm.

[0032] Para calcular a rugosidade média Rz de uma superfície, recorta-se um comprimento dado da superfície a avaliar dito comprimento de avaliação Ln, em n comprimentos de bases Lz de comprimentos idênticos, como é ilustrado na figura 3. Sobre cada um dos comprimentos de base, determina-se uma altura individual de perfil Rz, que é a soma da maior das alturas de saliência e a maior das profundidades de frestas do perfil da superfície no interior do comprimento de base Lz. A altura média Rz é a média aritmética dos valores individuais Rz, sobre o conjunto dos comprimentos de base considerados (norma DIN 4768; 1990), e se expressa pela fórmula seguinte:

[0033] Os limites de 5 pm e 30 pm são limites estabelecidos de modo experimental. O valor inferior sendo o valor debaixo do qual se considera que a superfície do filamento ou da lâmina torna-se “lisa” e vai, portanto, refletir a luz incidente que então não está mais presa na rede formada pelos filamentos.

[0034] O limite superior é dado a título indicativo e corresponde, considerando as dimensões do filamento, ao limite aceitável para evitar extrações do filamento quando da desmoldagem. Este valor superior, que corresponde a um máximo de eficácia do fenômeno de captação da luz, poderá ser obtido de modo favorável quando se aumenta a seção média dos filamentos ou a largura das lâminas, observando-se que o aumento deste valor tem por consequência a diminuição da densidade de filamentos por unidade de superfície e, portanto, uma diminuição do efeito de contraste.

[0035] Afigura 4 é uma fotografia obtida com a ajuda de um microscópio eletrônico da superfície de um pneu para veículo comportando um padrão compreendendo filamentos 21. Observa-se que a base do filamento 210 apresenta uma rugosidade grande, enquanto que a parte superior 220 é mais lisa.

[0036] Nota-se igualmente sobre esta tomada de vista dos filamentos cujo topo é recurvado devido a uma relação h/d próxima do limite superior recomendado.

[0037] A obtenção de padrões compreendendo uma pluralidade de filamentos faz- se por moldagem, dispondo-se, para esse efeito, de um molde de cozimento sobre o qual figuram padrões dos quais se procura aumentar o contraste.

[0038] O processo de acordo com a invenção prevê o uso de uma fonte luminosa laser cuja potência é suficiente para liquefazer e sublimar o metal constituindo o molde. A título de exemplo, um laser de marca IPG de uma potência de 50W, do tipo laser de gravação, com impulsos, permitiu obter com sucesso os resultados experimentais apresentados nas figuras 4, 5 e 6 da presente descrição. A frequência dos impulsos, da ordem de 100 kHz, bem como a potência, podem ser adaptadas para modular a quantidade de energia transmitida à superfície do molde em cada impulso.

[0039] Como foi dito acima, aplica-se o pincel luminoso emanando da fonte laser sobre a superfície do molde por passagens sucessivas, cada uma das passagens tendo por efeito corroer o metal sobre uma superfície e uma profundidade dada.

[0040] Durante uma passagem, dispõe-se para comunicar ao metal uma energia térmica por unidade de superfície em um tempo suficientemente curto, para que a colocação em fusão e a sublimação do metal pelo raio luminoso tenha por efeito de projetar o metal líquido e condensar os vapores de metal sobre as paredes da cavidade obtida quando das passagens precedentes.

[0041] Para isto, adapta-se a largura do pincel luminoso e a velocidade de varredura.

[0042] Assim, para um laser de 50 W de potência, a largura do pincel luminoso é da ordem de 70 pm. É conveniente, contudo, observar que mais de 70% da energia é concentrado na parte central do feixe, e que este valor pode ser otimizado em função da regulagem das ópticas de envio utilizadas para guiar o feixe laser em direção ao ponto de impacto escolhido sobre a superfície do molde. Resulta daí que a superfície útil do feixe luminoso está sensivelmente compreendida entre 0,001 mm2 e 0,01 mm2

[0043] A frequência dos impactos é de 100 kHz, ou seja, um impulso em todos os 10 ps. A duração do próprio impulso pode ser ainda mais curta em função do tipo de laser com impulso como os lasers utilizados correntemente na indústria da gravação ou do corte por laser.

[0044] O aumento de profundidade da cavidade obtida na sequência de cada passagem, e correspondendo à quantidade de metal retirado, é relativamente baixo, e permanece compreendido entre 0,1 mm e 0,20 mm, dado que a evacuação do material é feita essencialmente pela evacuação dos vapores produzidos.

[0045] É, portanto, necessário prever um meio de aspiração dos gases a fim de evitar as poluições do meio de trabalho.

[0046] No entanto, convém não regular a potência da aspiração no máximo possível deste tipo de instalação, de modo a não extrair por ventilação forçada a totalidade dos vapores produzidos, que teria por efeito reduzir a amplitude do fenômeno procurado de re-condensação do vapor metálico sobre as paredes da cavidade. Embora não atendam às normas impostas de higiene e de segurança nos meios industriais, testes realizados sem uma ventilação local forçada colocada na proximidade imediata do ponto de impacto apresentaram, apesar de tudo, dados de resultados satisfatórios.

[0047] As figuras 5 e 6 são fotografias realizadas com a ajuda de um microscópio eletrônico de uma cavidade 3, destinada a moldar um filamento 21. Observa-se na figura 5 que a parede 310 da cavidade situada na proximidade da parte se abrindo da referida cavidade (destinada a moldar a base 210 do filamento 21) apresenta uma alta rugosidade. A figura 6 e a ampliação disposta em formato de medalhão representam uma vista do fundo 320 da cavidade 3 destinada a moldar o topo 220 do filamento. Nesta zona, a superfície da parede da cavidade é muito mais lisa. Isto se explica devido ao fato de que as partes da cavidade realizadas por último são menos submetidas à projeção de nódulos e à condensação dos vapores produzidos quando das passagens sucessivas precedentes, e não apresentam, portanto, a rugosidade necessária.

[0048] É então possível retirar parte deste fenômeno para modular a distribuição das zonas apresentando a rugosidade procurada sobre a superfície do filamento ou da lâmina modulando a seção da superfície corroída em cada passagem como é ilustrado de modo esquemático nas figuras 7, 8 e 9.

[0049] A figura 7 ilustra o caso no qual, durante a primeira passagem (A), corrói- se a superfície do padrão sobre a sua maior seção, correspondendo sensivelmente à seção da base do filamento, o que é representado por um corte (de cor clara). A passagem seguinte (B) permite escavar a cavidade sobre uma seção mais reduzida (cor cinza claro), e assim em sequência considerando que a última passagem (E) é feita sobre a seção menor correspondendo sensivelmente à parte da cavidade destinada a moldar o topo do filamento.

[0050] A figura 8 corresponde ao caso inverso no qual a primeira passagem (A) faz-se sobre a seção menor, a segunda passagem (B) refere-se a uma seção superior, de modo que em cada passagem aumenta-se a seção da cavidade sobre o conjunto da sua profundidade.

[0051] A figura 9 representa a situação na qual se combina os dois modos operacionais precedentes começando por uma primeira passagem (A) de seção média. A segunda (B) e a terceira (C) passagem são feitas ampliando-se a seção das passagens precedentes, e as duas últimas passagens (D e E) são feitas retirando o material sobre seções sucessivamente menores.

[0052] O efeito destes modos operacionais diferentes consiste em fazer variar as zonas preferenciais comportando superfícies cuja rugosidade situa-se nos valores procurados por um lado, e fazer variar o tamanho das referidas rugosidades, por outro lado.

[0053] No caso ilustrado na figura 7, são obtidas rugosidades grandes na zona da base. De modo preferencial, foi observado que esta configuração corresponde à captação máxima da luz e, portanto, ao máximo de densidade do preto. Também, de modo preferencial, dispõe-se de modo que a superfície do quarto inferior da altura do filamento apresente a rugosidade reivindicada.

[0054] No caso ilustrado na figura 8 será obtida uma rugosidade média ou mesmo baixa dividida sobre o conjunto da superfície do filamento. Por último, no caso ilustrado na figura 9, será obtida uma rugosidade dividida sobre o conjunto da superfície do filamento, mas mais marcada do lado da base.

[0055] Este modo operacional é aplicável mutatis mutandis, e com os mesmos efeitos, para a realização das lâminas.

[0056] Embora o processo em várias passagens pareça preferível para obter os efeitos procurados, não é insensato pensar, diante do aumento da potência dos lasers acessíveis a preços industrialmente razoáveis, e da concentração dos feixes luminosos ligados aos progressos da óptica industrial, que seja possível em um futuro próximo realizar as cavidades em uma única passagem do raio laser. Os ensinamentos da presente descrição seriam então aplicáveis do mesmo modo.

[0057] Por último, e para concluir, foi destacado que a presença de uma alta rugosidade na base do filamento ou da lâmina, tem um efeito favorável para a evacuação do ar ocluído na cavidade quando da moldagem dos filamentos.

Claims (8)

1. Pneu para veículo (1) tendo uma superfície visível (11) compreendendo padrões (2) fazendo contraste com a referida superfície (11), o referido padrão (2) compreendendo, sobre a totalidade da sua superfície, uma pluralidade de filamentos (21) com uma densidade pelo menos igual a cinco filamentos por mm2 ou uma pluralidade de lâminas (22) que são paralelas entre si e dispostas com um passo (p) inferior a 0,5 mm, cada filamento tendo uma seção transversal tendo um diâmetro (d) entre 0,03 mm e 0,5 mm ou cada lâmina tendo uma largura (d) entre 0,03 mm e 0,5 mm, caracterizado pelo fato de que as paredes dos filamentos (21) ou das lâminas (22) têm, sobre pelo menos um quarto de sua superfície, uma rugosidade Rz entre 5 pm e 30 pm.

2. Pneu para veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede do filamento tendo a referida rugosidade está situada no quarto inferior da altura do filamento.

3. Pneu para veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os referidos filamentos (21) ou as referidas lâminas (22) têm uma altura de pelo menos 0,1 mm.

4. Pneu para veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os referidos filamentos (21) ou as referidas lâminas (22) têm uma seção transversal que diminui da base do filamento ou da lâmina em direção à extremidade do filamento ou da lâmina.

5. Pneu para veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a relação entre a altura (h) do filamento (21) ou da lâmina (22) para o diâmetro (d) de uma seção transversal do filamento (21) ou a largura (d) da lâmina (22) está entre 1,2 e 6.

6. Pneu para veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a relação entre a altura (h) do filamento (21) ou da lâmina (22) para o diâmetro (d) de uma seção transversal do filamento (21) ou a largura (d) da lâmina (22) está entre 2 e 4.

7. Pneu para veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a densidade dos filamentos é inferior a quinze filamentos por mm2.

8. Pneu para veículo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o passo (p) das lâminas é inferior a 0,2 mm.

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