BRPI0922654A2

BRPI0922654A2 - fio tendo um revestimento de promoção de adesão aperfeiçoada

Info

Publication number: BRPI0922654A2
Application number: BRPI0922654-0A
Authority: BR
Inventors: Tom Baekelandt; Roland Groenen; Kris Van Hege
Original assignee: Nv Bekaert Sa
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2020-08-11
Also published as: KR20110107797A; US20110250426A1; US9200405B2; CN102245829A; CN102245829B; ES2537343T3; JP5702729B2; WO2010069875A1; EP2366047A1; JP2012512338A; EP2366047B1; KR101608111B1

Abstract

FIO TENDO UM REVESTIMENTO DE PROMOÇÃO DE ADESÃO APERFEIÇOADA. A presente invenção refere-se ao fio (20), que compreende vários filamentos torcidos conjuntamente. A superfície periférica do fio (20) é, pelo menos parcialmente, revestida com um revestimento de promoção de adesão (24). O revestimento de promoção de adesão (24) compreende pelo menos uma primeira camada, que compreende um revestimento à base de silício, um revestimento à base de titânio, um revestimento à base de zircônio, ou uma combinação dos mesmos. A invenção refere-se ainda a um material composto, que compreende esse fio (20) embutido em um material polimérico. Além do mais, a invenção refere-se a um método de fabricação desse fio (20).

Description

Relatório Descritivo da Patente de lnvenção para "FIO TENDO " UM REVESTIMENTO DE PROMOÇÃO DE ADESÃO APERFEIÇOADA".

CAMPO TÉCNICO A presente invenção refere-se a um fio tendo um revestimento 5 de promoção de adesão aperfeiçoada. A invenção também se refere a um material composto, compreendendo esse fio, e a um método de fabricação do fio.

ANTECEDENTES Fios, tais como fios de aço, são um material de reforço preferido 10 para muitos materiais poliméricos, em um grande número de diferentes apli- cações. É conhecido que a adesão dos fios de aço no material polimérico é crítica, para a obtenção de um material composto interessante. Em muitas " aplicações, a adesão é um parâmetro crítico, que determina o desempenho . global do material composto final. Por outro lado, a corrosão do fio de aço, - y 15 quando não protegido adequadamente, pode ser um problema sério. t Os revestimentos à base de silano são conhecidos na técnica por aumentar a adesão entre um filamento metálico, ou um fio metálico, e um material polimérico, tais como, cloreto de polivinila, poliuretano, tereftala- to de polietileno, poliacrilato, polipropileno, polipropileno modificado, ... Os 20 revestimentos à base de silano conhecidos na técnica são aplicados em fi- lamento metálico, ou fio metálico, por imersão do filamento ou fio metálico em uma solução compreendendo o silano. Alternativamente, os revestimen- tos à base de silano conhecidos na técnica podem ser aplicados em filamen- to metálico, ou fio metálico, por pintura do filamento ou fio com uma solução 25 compreendendo o silano. Subsequentemente, o solvente é evaporado durante o método de secagem, e o revestimento à base de silano é curado. Finalmente, o fila- mento ou fio metálico, compreendendo o revestimento à base de silano é embutido em um material polimérico. 30 A adesão obtida entre o metal e o material polimérico, por esse tipo de revestimentos à base de silano, é frequentemente inadequada. Vá- rias razões para essa adesão inadequada podem ser encontradas.

Uma razão é a associação incorreta entre os grupos funcionais do revestimento à base de silano e o materiai polimérico. Grandes proporções de revestimentos à base de silano podem - proporcionar revestimentos heterogêneos, espessos, resultando em uma 5 adesão inadequada. Também, grandes proporções de revestimento à base de silano, presentes nos vazios do fio e nas interfaces entre dois filamentos adjacen- tes, podem explicar a adesão inadequada. Mesmo depois de secagem e/ou cura, a proporção de revestimentos à base de silano, presentes nos vazios 10 do fio e nas interfaces entre filamentos adjacentes, é, em muitos casos, ain- da muito alta. lsso pode resultar em fios tendo um desempenho de adesão inferior e em fios sofrendo de corrosão (formação de corrosão branca)- - Além do mais, esse tipo de revestimentos à base de silano tem

P uma resistência à hidrólise limitada. lsso pode provocar sérios problemas,

H . 15 por exemplo, quando o material composto é exposto a um ambiente úmido.

, DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO É um objetivo da presente invenção proporcionar um fio tendo " um revestimento de promoção de adesão aperfeiçoada, propiciando uma adesão adequada a um material polimérico- 20 E. outro objetivo da presente invenção proporcionar um fio tendo uma proporção controlada de revestimento de promoção de adesão, bem como uma distribuição controlada de revestimento de promoção de adesão. É outro objetivo da presente invenção proporcionar um fio tendo uma resistência à hidrólise aperfeiçoada. 25 É um outro objetivo proporcionar um material composto, com- preendendo um fio embutido em um material polimérico, tendo um revesti- mento de promoção de adesão aperfeiçoada. É mais um outro objetivo proporcionar um método de fabricação de um fio tendo um revestimento de promoção de adesão aperfeiçoada. 30 De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, um fio, como definido na reivindicação 1, é proporcionado. O fio é revestido par- cialmente com um revestimento de promoção de adesão.

O fio compreende filamentos, de preferência, filamentos de aço. Os filamentos são torcidos para formar um fio ou corda. As cordas podem ser, por sua vez, torcidas para formar um ca- bo. 5 Para a finalidade da presente invenção, "fio" significa uma corda feita de filamento ou um cabo feito dessas cordas. Um "filamento" é definido como um elemento individual em uma corda ou fio. Olhando-se o fio, pode-se notar uma série de seções transver- lO sais em um plano perpendicular ao eixo do fio. Dentro dessa seção transver- sal, podem ser distinguidos filamentos adjacentes. Cada par de filamentos adjacentes define uma zona de interface. Para o fim desta invenção, "zona de interface" é definida como a % zona entre dois filamentos adjacentes, em que a distância entre esses fila- . , 15 mentos adjacentes é a menor.

C Com "filamentos adjacentes", quer-se mencionar filamentos que estão bem próximos entre si. Os filamentos adjacentes podem ter ou não contato. Geralmente, a superfície externa dos filamentos adjacentes se man- tém dentro de uma distância de 500 µm, por exemplo, dentro de uma distân- 20 cia de 100 µm. De qualquer maneira, o termo "filamentos adjacentes" implica na ausência de outro filamento entre os filamentos adjacentes. Olhando-se ainda mais o fio, uma superfície periférica do fio po- de ser obseNada. A "superfície periférica" de um fio é definida como a superfície 25 desse fio visível pela inspeção de linha de mira, por um observador girando 360° em torno desse fio, em um plano paralelo às ditas seções transversais desse fio. Os filamentos de um fio, de acordo com a presente invenção, podem ter bordas, que são parte da superfície periférica do fio, e/ou bordas, 30 que não são parte da superfície periférica do fio. As bordas de um filamento, que são parte da superfície periféri- ca do fio, são chamadas "bordas periféricas de um filamento", ou, abrevia-

damente, "bordas periféricas". As bordas de um filamento, que não são parte da superfície periférica do fio são chamadas "bordas não periféricas de um filamento", ou, abreviadamente, "bordas não periféricas". Um fio de acordo com a presente invenção pode compreender fi- 5 lamentos, que têm bordas periféricas e bordas não periféricas, e filamentos, que têm apenas bordas não periféricas.

É crucial para os fios, de acordo com a presente invenção, que a superfície periférica do fio seja revestida com o revestimento de promoção de adesão, enquanto que outras partes do fio (não pertencentes à superfície 10 periférica do fio) sejam substancialmente isentas do revestimento de promo- ção de adesão. lsso significa que as bordas periféricas dos filamentos são reves- " tidas com o revestimento de promoção de adesão, enquanto que as bordas . não periféricas dos filamentos são substancialmente isentas do dito revesti-

, 15 mento de promoção de adesão.

De preferência, 1O0°/o da superfície periférica do fio são revesti- , dos.

Com "substancialmente isentas", quer-se mencionar que pode haver, acidentalmente, algum revestimento presente, embora a presença de 20 material de revestimento não está presente em uma forma estruturada ou sistemática.

O revestimento de promoção de adesão compreende, pelo me- nos, uma primeira camada.

Possivelmente, o revestimento de promoção de adesão compreende camadas adicionais, tais como uma segunda camada, 25 uma terceira camada, ... O revestimento à base de silano tem uma espessura, que pode variar dependendo da localização da superfície periférica.

Para o fim da pre- sente invenção, a espessura do revestimento de promoção de adesão é de- finida como Tx no local x. 30 lmportante para um fio, de acordo com a presente invenção, é que a espessura Tx do revestimento de promoção de adesão, em uma zona de interface de filamentos adjacentes, não seja maior do que a espessura Tx do dito revestimento de promoção de adesão, em um local da dita superfície periférica, que não é uma zona de interface de filamentos adjacentes.

Isso significa que não há acúmulo de revestimento na zona de interface entre os dois filamentos adjacentes. 5 A espessura do revestimento de promoção de adesão é, de pre- ferência, inferior a 1 µm e varia, por exemplo, entre 5 mm e 5.000 nm, tal como variando entre 5 nm e 1.000 nm.

Uma vantagem de um fio, de acordo com a presente invenção, é que o revestimento de promoção de adesão é fino.

Esse revestimento de 10 promoção de adesão fino propicia uma secagem e uma cura rápidas, e re- sulta, finalmente, em uma adesão adequada com o material polimérico.

Uma outra vantagem de um fio, de acordo com a presente in- - venção, é que não há acúmulo de material de revestimento na interface de materiais adjacentes.

Como não há acúmulo de material de revestimento

, 15 nas interfaces, a secagem e cura rápidas são possíveis. 0 Como o revestimento de promoção de adesão é fino e não há acúmulo de revestimento na zona de interface, entre os filamentos adjacen- " tes, a presença do revestimento de promoção de adesão não tem quase qualquer influência na distância entre os filamentos adjacentes.

Os vãos en- 20 tre os filamentos adjacentes, presentes em um fio que não é revestido com o revestimento de promoção de adesão, se mantêm presentes no fio dotado com o revestimento de promoção de adesão. lsso significa que a presença do revestimento de promoção de adesão não vai limitar a possÍvel penetra- ção do material polimérico no fio, uma vez que o fio seja embutido no mate- 25 rial poIimérico. lsso é considerado como uma vantagem importante, em comparação com os revestimentos de promoção de adesão conhecidos na técnica.

É, desse modo, uma vantagem importante de um fio, de acordo com a presente invenção, que ambas a proporção do revestimento de pro- 30 moção de adesão quanto a distribuição do revestimento de promoção de adesão pelo fio são controladas.

Os fios conhecidos na técnica, tendo um revestimento aplicado por imersão do fio em uma solução, têm a deficiência de que uma alta pro- porção de revestimento e/ou de solvente residual está presente nos filamen- tos, e/ou na interface entre os filamentos adjacentes, e/ou nos vazios na par- te intermediária de uma subestrutura de três ou mais filamentos adjacentes. 5 Devido a essa alta proporção de revestimento e/ou solvente re- sidual, a secagem e/ou a cura são insuficientes, resultando em uma adesão inadequada do fio no material polimérico. Além do mais, em virtude da presença da alta proporção de re- vestimento e/ou solvente residual nos filamentos e/ou na interface entre os 10 filamentos adjacentes, e/ou nos vazios na parte intermediária de uma subes- trutura, criada por três ou mais filamentos ad jacentes, os vãos entre os fila- mentos adjacentes são fechados. Consequentemente, o material polimérico " não pode penetrar entre os filamentos, resultando em uma adesão inade- . quada do fio no material poIimérico.

, 15 Além do mais, de acordo com a presente invenção, o revesti- 4 mento de promoção de adesão está presente na superfície periférica do fio, isto é, mais particularmente, nas bordas periféricas dos filamentos do fio. Os inventores observaram que o revestimento de promoção de adesão, aplica- do na superfície periférica do fio, tem a maior contribuição para a adesão do 20 fio no material poiimérico. O adesivo aplicado no filamento de núcleo do fio tem uma menor contribuição para a adesão do fio no material polimérico. De acordo com uma concretização particular da invenção, um fi- o, como definido na reivindicação 1, é proporcionado. Olhando-se um fio desta concretização, uma série de seções transversais, em um pIano per- 25 pendicular ao eixo do fio, pode ser notada. Dentro dessa seção transversal, subestruturas de três ou mais filamentos adjacentes, que circundam um va- zio, podem ser discernidas. Os filamentos adjacentes se mantêm adjacentes na medida em que o pIano progride ao longo do eixo do fio. Essas subestru- turas giram em revolução para cada comprimento de posição, na medida em 30 que o plano perpendicular avança ao longo do eixo do fio de aço. A presen- ça dessas subestruturas depende da construção do fio. É importante para um fio, de acordo com esta concretização,

que um vazio, na parte intermediária de três ou mais filamentos adjacentes, " seja substancialmente isento do dito revestimento de promoção de adesão. Um fio, de acordo com a presente invenção, tem a vantagem de . que a proporção de solvente residual nas interfaces de filamentos adjacen- 5 tes, e/ou nos vazios de subestruturas criadas por três ou mais filamentos ad jacentes, é muito limitada ou mesmo completamente evitada. lsso resulta em secagem e cura mais rápidas, e resulta, finalmente, em uma adesão a- dequada com o material polimérico. lsso é particularmente interessante para os fios ou cabos pesados (por exemplo, os fios ou cabos tendo um diâmetro 10 externo total maior do que 0,5 mm ou maior do que 1 mm). Os fios da técnica anterior, tendo um diâmetro externo total de 0,5 mm ou superior a 1 mm, sofrem de uma proporção significativa de sol- . vente embebida e sofrem de adesão inadequada e corrosão. O revestimento de promoção de adesão compreende pelo me- . 15 nos uma primeira camada. A primeira camada compreende um revestimento

N à base de silício, um revestimento à base de titânio, um revestimento à base de zircônio, ou uma combinação dos mesmos. Um revestimento à base de silício, de acordo com a presente in- venção, pode compreender qualquer revestimento compreendendo silício. O 20 revestimento à base de silício, de acordo com a presente invenção, é sele- cionado, de preferência, do grupo consistindo em revestimentos à base de sÍlica e revestimentos à base de silano. Para o propósito desta invenção, com "revestimentos à base de silício", quer-se mencionar qualquer óxido inorgânico de siiício, em geral, 25 denotado como SiO,. Os exemplos de revestimentos à base de sÍlica com- preendem SiO2 e SiO1,7. Para o propósito desta invenção, com "revestimentos à base de silano", quer-se mencionar qualquer revestimento compreendendo um silano organofuncional. De preferência, o revestimento à base de silano tem a se- 30 guinte fórmula: Y-R'-S1X, na qual:

- SiX3 compreende um primeiro grupo funcional; - R' compreende um espaçador; e - Y compreende um segundo grupo funcional. . O primeiro grupo funcional sjx3 é capaz de ligação com o fio, e, 5 mais particularmente, com um filamento metálico do fio.

X representa um grupo funcional de silício, cada grupo funcional de silício sendo selecionado independentemente do grupo consistindo em - OH, -R, -OR, -OC(=O)R, e os halogênios, tais como -Cl, -Br, -F, em que -R é uma alquila, de preferência, Cl - C4 alquila, particularmente, -CH3 e -C2H5. 10 O segundo grupo funcional Y é dirigido para fora do fio (no sen- tido do material polimérico), particularmente, do filamento metálico do fio, e é capaz de ligação ou interação com pelo menos um grupo funcional do mate- " rial polimérico, a ser reforçado.

Qualquer grupo funcional, capaz de ligação . ou interação com pelo menos um grupo funcional do material polimérico, a M·

. 15 ser reforçado, pode ser considerado como o segundo grupo funcional Y.

Os exemplos compreendem os grupos funcionais, que consistem em pelo me- . nos um dos seguintes grupos: -NH2, -NHR', -NR2, um grupo carbono - car- . bono duplo ou triplo terminal insaturado, um grupo acrílico, metacrílico, e os seus ésteres metílicos ou etílicos, -CN, -SH, um grupo isocianato, um grupo 20 tiocianato e grupos epóxi.

Um revestimento à base de titânio, de acordo com a presente in- venção, pode compreender qualquer revestimento compreendendo titânio.

Um revestimento à base de titânio preferido, de acordo com a presente in- venção, compreende um titanato. 25 Um revestimento à base de zircônio, de acordo com a presente invenção, pode compreender qualquer revestimento compreendendo zircô- nio.

Um revestimento à base de zircônio preferido, de acordo com a presente invenção, compreende um zirconato.

A primeira camada do revestimento de promoção de adesão po- 30 de ser aplicada por qualquer técnica conhecida na área, que permita a de- posição de uma camada de revestimento, como especificada na reivindica- ção 1.

O revestimento de promoção de adesão pode ser, por exemplo, " aplicado por uma técnica de Iinha de mira. Para proporcionar 1OO°/o da su- perfície periférica do fio, com o revestimento de promoção de adesão, pode

W ser preferível aplicar o revestimento por uma técnica de revestimento usando 5 mais de uma fonte ou usando uma ou mais fontes de movimentação ou rota- ção. As técnicas preferidas compreendem aspersão, tal como asper- são assistida eletrostaticamente, deposição de plasma atmosférico, deposi- ção física de vapor, tal como crepitação, e, mais particularmente, crepitação 10 reativa e deposição química de vapor, tal como deposição de vapor químico por combustão. Na aspersão assistida eletrostaticamente, um revestimento é a- - pIicado por aplicação de uma carga de eletricidade estática às gotículas de uma aspersão e de uma carga oposta na parte sendo aspergida, que então

M . 15 atrai as gotículas diretamente na sua superfície. A deposição física de vapor (PVD) é uma técnica para a deposi- , ção de filmes finos por condensação de uma forma vaporizada do material . em um substrato. O método de revestimento envolve um método físico, tal como evaporação a alta temperatura ou bombardeamento de crepitação de 20 plasma. Na deposição por crepitação, filmes finos são depositados por eje- ção de material de um "alvo", isto é, uma fonte, que então se deposita em um substrato. A deposição química de vapor é um método no qual o substrato é exposto a um ou mais precursores (líquidos ou vapores), que reagem e/ou 25 se decompõem na superfície do substrato, para produzir o revestimento de- sejado. A deposição química de vapor por combustão (CCVD) envolve a combustão direta de líquidos ou vapores inflamáveis, que contêm os ele- mentos, ou reagentes, que vão ser depositados em um material de substra- to. Solventes orgânicos são aspergidos ou atomizados em um gás oxidante 30 e queimados. A espessura da primeira camada do revestimento de promoção de adesão é, de preferência, inferior a 1 µm, como, por exemplo, variando entre 5 e 1.000 nm. Particularmente, a espessura da primeira camada varia " entre 5 e 200 nm. Em uma concretização preferida da presente invenção, o reves- . timento de promoção de adesão compreende uma segunda camada. A se- 5 gunda camada é aplicada, de preferência, nas bordas dos filamentos reves- tidos com a primeira camada, isto é, as bordas periféricas. As bordas de fi- lamentos, que são substancialmente isentas da dita primeira camada, se mantêm substancialmente isentas da dita segunda camada. A segunda camada compreende, de preferência, um revestimen- lO to à base de silano. Uma técnica preferida para aplicar a segunda camada do reves- timento de promoção de adesão é por aspersão, tal como aspersão assistida " eletrostaticamente.

P A espessura da segunda camada do revestimento de promoção

W . 15 de adesão varia, de preferência, entre 100 e 1.000 nm. Particularmente, a

P espessura da segunda camada do revestimento de promoção de adesão varia entre 100 e 500 nm, como, por exemplo, 200 nm.

D Mesmo se o revestimento de promoção de adesão compreender uma segunda camada, a espessura do revestimento de promoção de ade- 20 são é limitada, de modo que a presença do revestimento de promoção de adesão não vai limitar a possÍvel penetração do material polimérico no fio. Essa é considerada como uma vantagem importante. Um fio de acordo com a presente invenção pode compreender uma corda, uma combinação de cordas ou uma combinação de pelo menos 25 uma corda e pelo menos um filamento. Alguns exemplos de fios compreendem 3 x 1, 4 x 1, 3 x 3, 7 x 3, 7X7,1+6,3+6,3+9,4+3,3+5X7,3X3,19+8X7,19+6X7,7X19, 7x7+7x19,1+6+12,3+9+15e3=9+15+18. A descrição da construção segue a sequência de fabricação do 30 fio, isto é, parte com o filamento ou corda e movimenta-se para fora. A descrição total do fio é dada pela seguinte fórmula: (NXF)"(NXF)"(NXF)

segundo a qual:

- N = número de cordas; F = número de filamentos. . (quando N ou F é igual a 1, não devem ser incluídos). 5 A construção pode ser completada com o diâmetro dos filamen- tos e é então dada pela fórmula: (NxF)xD"(NXF)xD"(NXF)XD segundo a qual: D = diâmetro nominal dos filamentos, expresso em mm. 10 O fio de acordo com a presente invenção compreende, de prefe- rência, um fio de aço, isto é, um fio compreendendo filamentos feitos de aço, tal como aço de alto carbono ou aço inoxidável. " Em uma concretização preferida, os filamentos são feitos de aço . carbono comum.

Esse aço compreende, de preferência, um teor de carbono

. 15 mínimo de 0,40% em peso de C (por exemplo, pelo menos 0,70°6 em peso de C ou pelo menos 0,80% em peso de C) com um máximo de 1,1% em pe- . so de C, um teor de manganês variando de 0,10 a 0,90% em peso de Mn, os teores de enxofre e fósforo sendo ambos mantidos, de preferência, abaixo de 0,030% em peso.

Outros elementos de microliga, tais como cromo (até 20 0,20 a 0,40°6 em peso), boro, cobalto, níquel, vanádio, entre outros, podem ser também adicionados.

Em uma concretização alternativa, os filamentos são feitos de aço inoxidável.

O aço inoxidável contém um mínimo de 12% em peso de Cr e uma proporção substancial de níquel.

A composição de aço inoxidável par- 25 ticularmente preferida compreende aços inoxidáveis austeníticos.

As compo- sições especialmente preferidas são conhecidas na técnica como AlSl (lnsti- tuto Norte-Americano de Ferro e Aço) 302, AlSl 301, AISI 304 e AlSl 316. Os filamentos têm um diâmetro variando, de preferência, entre 0,04 mm e 1,20 mm, dependendo da aplicação.

Os diferentes filamentos de 30 um fio podem ter o mesmo diâmetro, embora isso não seja necessário.

Antes da aplicação do revestimento de promoção de adesão, o fio e/ou os fitamentos e/ou as cordas podem ser não revestidos, ou podem ser revestidos com um revestimento adequado.

Os revestimentos preferidos " são, por exemplo, revestimentos de zinco ou ligas de zinco, revestimento de Iatão, revestimentos de zinco e alumínio, ou revestimentos de zinco, alumí- . nio e magnésio. 5 De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, um material composto compreendendo um fio, como descrito acima, embutido em um material polimérico, é proporcionado.

O material polimérico pode ser qualquer material poIimérico, por exemplo, qualquer material polimérico termoplástico ou termorrígido.

Os e- lO xemplos compreendem polímeros selecionados do grupo consistindo em cloretos de poIivinila, poliuretanos, tereftalato de poIietileno, polipropileno, polipropileno modificado e poliacrilatos. " De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, um . método para fabricação de um fio, como descrito acima, é proporcionado.

O

. 15 método compreende as etapas de: - proporcionar um fio, o dito fio compreendendo vários filamentos torcidos conjuntamente, o dito fio apresentando seções transversais, em que ' dois filamentos adjacentes definem uma zona de interface, a dita zona de interface sendo definida como a zona entre os filamentos adjacentes, onde a 20 distância entre os ditos filamentos adjacentes é a menor, - o dito fio tendo uma superfície periférica, a dita superfície peri- férica do dito fio sendo definida como a superfície do fio visível pela inspeção de linha de mira, por um observador girando 360°, em torno do dito fio, em um pIano paralelo às ditas seções transversais do dito fio, 25 - os ditos filamentos tendo bordas periféricas e/ou bordas não periféricas, as ditas áreas periféricas dos ditos filamentos sendo definidas como bordas sendo parte da dita superfície periférica do dito fio, e as ditas bordas não periféricas dos ditos filamentos sendo definidas como bordas que não são parte da dita superfície periférica do dito fio, e 30 - aplicar no dito fio uma primeira camada de um revestimento de promação de adesão, a dita primeira camada compreendendo um revesti- mento à base de silício, um revestimento à base de titânio, um revestimento à base de zircônio ou uma combinação dos mesmos, o dito revestimento de " promoção de adesão tendo uma espessura Tx em um local x, em que as ditas bordas periféricas dos ditos filamentos são revestidas com o dito reves- . timento de promoção de adesão, e as ditas bordas não periféricas dos ditos 5 filamentos sendo substancialmente isentas do dito revestimento de promo- ção de adesão, e com o que a espessura Tx do dito revestimento de promo- ção de adesão, na dita zona de interface de filamentos adjacentes, não é maior do que a espessura Tx do dito revestimento de promoção de adesão, em um local da dita superfície periférica que não é parte de uma zona de 10 interface dos filamentos adjacentes. Em uma concretização preferida, o método compreende uma e- tapa adicional de: - aplicar uma segunda camada de um revestimento de promoção . de adesão na dita primeira camada. - . 15 A primeira camada do revestimento de promoção de adesão po- de ser aplicada por qualquer técnica conhecida na área, permitindo a depo- . sição de um revestimento, no qual o filamento de núcleo do fio é substanci- ' almente isento de revestimento. As técnicas preferidas compreendem técnicas que permitem a 20 obtenção de filamentos periféricos tendo uma parte revestida com um reves- timento de promoção de adesão (uma primeira parte), e uma parte que é substancialmente isenta do dito revestimento de promoção de adesão (uma segunda parte). Essas técnicas compreendem, por exemplo, aspersão assis- tida eletrostaticamente e deposição química de vapor por combustão. 25 Uma técnica preferida para aplicar a segunda camada do reves- timento de promoção de adesão é por aspersão assistida eletrostaticamente. Pode ser preferido que o fio seja pré-tratado, por exemplo, limpo, antes da etapa de aplicação da primeira camada. Além do mais, pode-se preferir que o método compreenda ou- 30 tras etapas adicionais, tais como secagem e/ou cura.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS NOS DESENHOS A invenção vai ser descrita adicionalmente em mais detalhes com referência aos desenhos em anexo, em que: - a figura la, figura lb e figura lc mostram fios de acordo com a técnica anterior; e

P - a figura 2, figura 3, figura 4 e figura 5 mostram as concretiza- 5 ções dos fios de acordo com a presente invenção. MODO(S) PARA REALIZAR A INVENÇÃO A presente invenção vai ser então descrita com relação às con- cretizações particulares e com referência a determinados desenhos. Fica cIaro que a invenção não é limitada pelas concretizações ou pelos dese- lO nhos. Os desenhos são apenas esquemáticos e não Iimitantes. Nos dese- nhos, o tamanho de alguns elementos pode ser exagerado e desenhado fora de escala, por razões ilustrativas. As dimensões e as dimensões relativas não correspondem às reduções efetivas para a prática da invenção. ¥ Exemplos la, lbe lc . 15 A figura la, figura lb e figura lc mostram os fios 10, de acordo B com a técnica anterior. O fio 10 compreende um filamento de núcleo 11 e seis filamentos periféricos 12. O filamento de núcleo 11 e os filamentos peri- " féricos 12 são filamentos de aço ou filamentos de aço revestidos com um revestimento de zinco ou liga de zinco. Um revestimento de promoção de 20 adesão 14 é aplicado no fio por imersão do fio em uma soIução. A superfície periférica do fio 10 é revestida com o revestimento de promoção de adesão

13. O revestimento de promoção de adesão tem uma espessura Tx no local X.

Após secagem, uma alta proporção de solvente residual 14 está 25 presente nos filamentos do fio, nas interfaces entre os dois filamentos e/ou nos vazios das subestruturas criadas por três ou mais filamentos adjacentes. Devido à alta proporção de solvente residual, a secagem e/ou cura é fre- quentemente insuficiente, resultando em uma adesão inadequada do fio no material polimérico. 30 De acordo com a concretização apresentada na figura la, o soI- vente residual 14 está presente no filamento de núcleo 11 e nas bordas dos filamentos 12 localizadas no sentido do filamento de núcleo 11.

De acordo com a concretização apresentada na figura lb, o sol- " vente residual 14 está presente na interface entre os dois filamentos adja- centes 16.

W lsso Ieva a um revestimento de promoção de adesão, tendo na 5 zona de interface entre dois filamentos adjacentes 16, uma espessura Tx, que é maior do que em outros locais x (isto é, locais fora da zona de interfa- ce) da superfície periférica do fio. De acordo com a concretização mostrada na figura 1c, o solven- te residual 14 está presente no vazio de uma subestrutura 18. A subestrutura 10 18 é uma subestrutura formada por três filamentos adjacentes. Fica claro que os fios da técnica anterior, em combinação com a presença de solvente residual como apresentado na figura la e/ou figura lb ' e/ou figura lc podem ser também considerados. . Exemplo 2a . . 15 A figura 2 mostra a seção transversal de um fio 20, de acordo com a presente invenção. O fio 20 compreende um filamento de núcleo 21 e * seis füamentos 22 em torno do filamento de núcleo 21. O filamento de núcleo 21 e os filamentos 22 são filamentos de aço ou filamentos de aço revestidos com um revestimento de zinco ou liga de zinco. A superfície periférica do fio 20 20 é revestida com um revestimento de promoção de adesão 24. O revesti- mento de promoção de adesão 24 é aplicado por aspersão assistida eletros- taticamente. O revestimento de promoção de adesão 24 compreende, por exemplo, um revestimento à base de silano. O filamento de núcleo 21 é isento do revestimento de promoção 25 de adesão. Não há qualquer acúmulo de material de revestimento na zona de interface de dois filamentos adjacentes 26. lsso significa que a espessura do revestimento de promoção de adesão 24 é, na interface de dois filamen- tos adjacentes, não mais espessa do que nos locais fora da zona de interfa- ce de dois filamentos adjacentes. 30 Além do mais, o vazio localizado na parte intermediária de uma subestrutura 28, criada por três filamentos adjacentes, é isento do revesti- mento de promoção de adesão 24.

Esse fio tem como vantagem que nenhum solvente residual está

" presente no núcleo do fio, na interface entre os filamentos adjacentes, e nos vazios das subestruturas. lsso resulta em secagem e cura mais rápidas e %

resulta em uma adesão aperfeiçoada do fio no material polimérico. 5 O revestimento de promoção de adesão 24 é tão fino que os vãos entre os filamentos adjacentes, presentes antes da aplicação do reves- timento de promoção de adesão, permanecem, após a aplicação do revesti- mento de promoção de adesão.

Esses vãos permitem a penetração de ma- terial polimérico e resultam, consequentemente, em adesão aperfeiçoada. 10 Exemplo 2b Um outro exemplo compreende uma concretização similar à concretização mostrada na figura 2, mas com um revestimento de promoção " de adesão 24 sendo aplicado no fio por combustão CVD.

O revestimento de promoção de adesão 24 compreende, por exemplo, SiO,. " . 15 Exemplo 3

A figura 3 mostra a seção transversal de uma outra concretiza- . ção de um fio 30, de acordo com a presente invenção.

O fio 30 compreende um filamento de núcleo 31 e seis filamentos periféricos 32. O filamento de núcleo 31 e/ou os filamentos periféricos 32 são filamentos de aço ou filamen- 20 tos de aço revestidos com um revestimento de zinco ou liga de zinco.

A superfície periférica do fio 30 é revestida com o revestimento de promoção de adesão 34. O revestimento de promoção de adesão 34 compreende uma primeira camada e uma segunda camada.

A primeira ca- mada compreende uma camada de SiO,, e é depositada por deposição quí- 25 mica de vapor por combustão.

A segunda camada compreende um revesti- mento à base de silano, e é depositada por aspersão assistida eletrostatica- mente.

A espessura da primeira camada varia, por exemplo, entre 5 e 200 nm; a espessura da segunda camada varia, por exemplo, entre 100 e 500 nm. 30 O filamento de núcleo 31 é isento do revestimento de promoção de adesão.

Não há qualquer acúmulo de material de revestimento na interfa- ce de dois filamentos adjacentes 26. lsso significa que a espessura do re-

vestimento de promoção de adesão 34, na interface de dois filamentos adja- " centes, não é mais espessa do que em Iocais fora da interface de dois fila- mentos adjacentes. Além do mais, o vazio localizado na parte intermediária pr de uma subestrutura 28, criado por três filamentos adjacentes, é isento do 5 revestimento de promoção de adesão 34. A adesão de fios do exemplo 1, exemplo 2a e exemplo 3 a um material polimérico é comparada. A adesão entre o fio e o material poliméri- co é determinada por determinação da força de separação, como descrito a seguir: 10 um fio é embutido em um material polimérico. O comprimento do fio embutido no material polimérico é de 12,7 mm. Subsequentemente, o fio é separado do material polimérico. As forças necessárias para separar os " elementos metálicos são medidas. Por comparação das forças necessárias para separação, a "classificação de perda de aderência" é determinada. . . 15 Os testes de separação foram conduzidos de acordo com a

Á norma ASTM D229-(93) "Standard test method for adhesion between steel tire cores and rubber" e de acordo com a norma BISFA ("The lnternational Bureau for the standardization os man-made fibres" de N° E12 "Determinati- on of static adhesion to rubber compound". 20 Os fios do exemplo 1, exemplo 2a, e exemplo 3 são curados de dois modos diferentes: a. cura regular, isto é, cura normal após embutimento em um material matriz; e b. envelhecimento em água quente, isto é, envelhecimento em 25 água quente durante 88 horas a 70°C, após cura regular, de acordo com um procedimento como o mencionado em a. A força de separação (POF) do fio, sob as diferentes condições de envelhecimento, relativa à força de separação do fio do exemplo 1, é a- presentada na Tabela 1. 30 Tabela 1 Fio Cura POF/POF (Exemplo 1) Exemplo 1 Cura regular 1,00

Fio Cura POF/POF (Exemplo 1) Envelhecimento com água quente 1,00 Exemplo 2 Cura regular 1,25 Envelhecimento com água quente 1,30 Exemplo 3 Cura regular 1,25 Envelhecimento com água quente 1,90

Da tabela 1 pode-se concluir que um aumento considerável em adesão e resistência à hidrólise é obtido por uso de um fio de acordo com a presente invenção.

Exemplo 4 5 A figura 4 mostra um fio 40 de acordo com a presente invenção.

O fio 40 compreende três filamentos 42. Os filamentos 42 podem ser reves- tidos com um revestimento de zinco ou liga de zinco. * Esses três filamentos 42 formam uma subestrutura circundando um vazio 41. Um revestimento de promoção de adesão 44 é aplicado no fio

. 10 por aspersão assistida eletrostaticamente.

O revestimento de promoção de . adesão 44 compreende, por exemplo, um revestimento à base de silano.

A superfície periférica 44 é revestida com um revestimento de promoção de adesão 44. Não há qualquer acúmulo de material polimérico na interface de 15 dois filamentos adjacentes 42. lsso significa que a espessura do revestimen- to de promoção de adesão 44 não é na interface 45 de dois filamentos adja- centes mais espessa do que nos locais fora da interface de dois filamentos adjacentes.

Além do mais, o vazio 41, Iocalizado na parte intermediária dos três filamentos 42, é isento do revestimento de promoção de adesão. 20 Exemplo 5 A figura 5 mostra um fio 50 de acordo com a presente invenção.

A construção do fio 50 é apresentada pela fórmula 19 + 8 x 7- O fio compre- ende um filamento de núcleo 51. Em torno do filamento de núcleo 51, o fio compreende oito cordas 52. O filamento de núcleo 51 compreende 19 fila- 25 mentos 53. Cada uma das cordas 52 compreende 7 filamentos 54. Os fila- mentos do filamento de núcleo 51 e das cordas externas compreendem fila- mentos de aço, ou filamentos de aço revestidos com um revestimento de zinco ou liga de zinco.

- A superfície periférica do fio 50 é revestida com um revestimento de promoção de adesão 59. O revestimento de promoção de adesão 59 é

V aplicado por aspersão assistida eletrostaticamente. O revestimento de pro- 5 moção de adesão 59 compreende uma primeira camada e uma segunda camada. A primeira camada compreende uma camada de SiO,, e é deposi- tada por deposição química de vapor de vapor por combustão. A segunda camada compreende um revestimento à base de silano, e é depositada por aspersão assistida eletrostaticamente. A espessura da primeira camada va- lO ria, por exemplo, entre 5 e 200 nm; a espessura da segunda camada varia, por exemplo, entre 100 e 500 nm. Os filamentos 55, tendo bordas que são parte da superfície peri-

W férica do fio, são, pelo menos parcialmente, revestidos com o revestimento de promoção de adesão 59. Mais particularmente, as bordas periféricas des- . 15 ses filamentos 55 são revestidas. Os filamentos 58, não tendo bordas que são parte da superfície . periférica do fio, são isentos do revestimento de promoção de adesão 59. Não há qualquer acúmulo de material de revestimento na inter- face de dois filamentos adjacentes 57. lsso significa que a espessura do re- 20 vestimento de promoção de adesão 59 é, na interface de dois filamentos adjacentes, mais espessa do que nos locais fora da interface de dois fila- mentos adjacentes. Além do mais, o vazio localizado na parte intermediária das subestruturas 57, criadas por três ou mais filamentos adjacentes, é isen- ta do revestimento de promoção de adesão 24. 25 Esse fio tem a vantagem de que nenhum solvente residual está presente no núcleo do fio, na interface entre os filamentos adjacentes e nos vazios das subestruturas. lsso resulta em secagem e cura mais rápidas e resulta em uma adesão aperfeiçoada do fio no material polimérico. O revestimento de promoção de adesão 59 é tão fino que os 30 vãos entre os filamentos adjacentes, presentes antes da aplicação do reves- timento de promoção de adesão, permanecem, após a aplicação do revesti- mento de promoção de adesão. Esses vãos propiciam a penetração de ma-

terial polimérico e resultam, consequentemente, em adesão aperfeiçoada.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Fio, compreendendo vários filamentos torcidos conjuntamen- te, o dito fio sendo parcialmente revestido com um revestimento de promo- . ção de adesão, o dito fio tendo um eixo, o dito fio apresentando seções 5 transversais em um plano perpendicular ao dito eixo, em que dois filamentos adjacentes definem uma zona de interface, a dita zona de interface sendo definida como a zona entre os filamentos adjacentes, em que a distância entre os ditos filamentos adjacentes é a menor, o dito fio tendo uma superfí- cie periférica, a dita superfície periférica do dito fio sendo definida como a 10 superfície do fio visível por inspeção de linha de mira por um observador gi- rando 360° em torno do dito fio, em um plano paralelo às ditas seções trans- versais do dito fio, os ditos filamentos tendo bordas periféricas e/ou bordas não periféricas, as ditas áreas periféricas dos ditos filamentos sendo defini- . das como bordas sendo parte da dita superfície periférica do dito fio, e as ~ . 15 ditas bordas não periféricas dos ditos filamentos sendo definidas como bor- 0 das não sendo parte da dita superfície periférica do dito fio, as ditas bordas periféricas dos ditos filamentos sendo revestidas com o dito revestimento de promoção de adesão, e as ditas bordas não periféricas dos ditos filamentos sendo substancialmente isentas do dito revestimento de promoção de ade- 20 são, o dito revestimento de promoção de adesão tendo uma espessura Tx no Iocal x, a espessura Tx do dito revestimento de promoção de adesão na dita zona de interface dos filamentos adjacentes não sendo maior do que a espessura Tx do dito revestimento de promoção de adesão, em um local da dita superfície periférica que não é uma das ditas zonas de interface de fila- 25 mentos adjacentes, o dito revestimento de promoção de adesão compreen- dendo pelo menos uma primeira camada, a dita primeira camada compreen- dendo um revestimento à base de silício, um revestimento à base de titânio, um revestimento à base de zircônio, ou uma combinação dos mesmos.

2. Fio de acordo com a reivindicação 1, em que três ou mais fi- 30 lamentos adjacentes nas ditas seções transversais definem uma subestrutu- ra, a dita subestrutura definindo um vazio no meio dos ditos três ou mais fi- lamentos, o dito vazio sendo substancialmente isento do dito revestimento de promoção de adesão.

W

3. Fio de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o dito fio compreende uma corda, uma combinação de cordas ou uma combinação de » pelo menos uma corda e pelo menos um filamento. 5

4. Fio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que o dito revestimento à base de silício é selecionado do grupo consistindo em revestimentos à base de sÍlica e revestimentos à base de silano.

5. Fio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que a dita primeira camada é aplicada por aspersão, tai como por aspersão 10 assistida eletrostaticamente, por deposição de plasma atmosférico, por de- posição física de vapor, tal como crepitação reativa, ou por deposição quími- ca de vapor, tal como deposição química de vapor por combustão.

W

6. Fio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que o dito revestimento de promoção de adesão compreende ainda uma " 15 segunda camada, a dita segunda camada sendo depositada na dita primeira a camada, e a dita segunda camada deixando as ditas bordas não periféricas dos ditos filamentos substancialmente isentas do dito revestimento de pro- moção de adesão.

7. Fio de acordo com a reivindicação 6, em que a dita segunda 20 camada do dito revestimento de promoção de adesão é selecionada do gru- po consistindo em revestimentos à base de silano.

8. Fio de acordo com a reivindicação 7, em que a dita segunda camada é aplicada por aspersão, tal como aspersão assistida eletrostatica- mente. 25

9. Fio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que os ditos filamentos são feitos de aço.

10. Fio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, em que o dito fio e/ou os ditos filamentos e/ou as ditas cordas são revestidos com um revestimento de zinco ou liga de zinco. 30

11. Material composto, compreendendo um fio como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, em que o dito fio é embutido em um material polimérico.

12. Método para fabricação de um fio como definido em qualquer " uma das reivindicações 1 a 11, o dito método compreendendo as etapas de: - proporcionar um fio, o dito fio compreendendo vários filamentos m torcidos conjuntamente, o dito fio apresentando seções transversais em que 5 dois filamentos adjacentes definem uma zona de interface, a dita zona de interface sendo definida como a zona entre os filamentos adjacentes, onde a distância entre os ditos filamentos adjacentes é a menor, o dito fio tendo uma superfície periférica, a dita superfície periférica do dito fio sendo defini- da como a superfície do fio visível por inspeção de linha de mira por um ob- lO servador girando 360° em torno do dito fio, em um plano paralelo às ditas seções transversais do dito fio, os ditos filamentos tendo bordas periféricas e/ou bordas não periféricas, as ditas áreas periféricas dos ditos filamentos " sendo definidas como bordas sendo parte da dita superfície periférica do dito fio, e as ditas bordas não periféricas dos ditos filamentos sendo definidas ¥ . 15 como bordas não sendo parte da dita superfície periférica do dito fio; e - aplicação no dito fio de uma primeira camada de um revesti- . mento de promoção de adesão, a dita primeira cama compreendendo um " revestimento à base de silÍcio, um revestimento à base de titânio, um reves- timento à base de zircônio, ou uma combinação dos mesmos, o dito revesti- 20 mento de promoção de adesão tendo uma espessura Tx em um Iocal x, com o que as bordas periféricas dos ditos filamentos são revestidas com o dito revestimento de promoção de adesão, e as ditas bordas não periféricas dos ditos filamentos sendo substancialmente isentas do dito revestimento de promoção de adesão, e com o que a espessura Tx do dito revestimento de 25 promoção de adesão, na dita zona de interface de filamentos adjacentes, não é maior do que a espessura Tx do dito revestimento de promoção de adesão em um local da dita superflcie periférica, que não é uma zona de interface de filamentos adjacentes.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, em que o dito mé- 30 todo compreende uma etapa adicional de: - aplicação de uma segunda camada de um revestimento de promoção de adesão na dita primeira camada.