BRPI1105014A2

BRPI1105014A2 - Composições do revestimento do arame para artigos de borracha

Info

Publication number: BRPI1105014A2
Application number: BRPI1105014-4A
Authority: BR
Inventors: Adel Farhan Halasa; John Joseph Andre Verthe; Annette Lechtenboehmer
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2015-07-21
Also published as: US20120073720A1; EP2433813B1; US20190232718A1; EP2433813A1

Abstract

Composições do revestimento do arame para artigos de borracha. A presente invenção é baseada na descoberta inesperada que a lignina pode ser incorporada na composição da matéria prima do revestimento do arame para melhorar a adesão da borracha ao metal. Tem sido ainda constatado que a lignina pode ser empregada como uma restauração no todo ou em parte para promotores convencionais de adesão da borracha ao metal, tais como, materiais de cobalto os quais são convencionalmente empregados nas matérias primas do revestimento do arame para alcançar e manter as propriedades necessárias de adesão da borracha ao metal. Na verdade, as matérias primas do revestimento do arame que contém a lignina fornecem mais do que as características adequadas de adesão da borracha ao metal para as aplicações típicas, tal como, em pneus, e manter os níveis necessários de adesão durante longos períodos de serviço do produto. Por exemplo, os níveis elevados de adesão da borracha ao metal são mantidos sob condições adversas, tal como, exposição a temperaturas elevadas e os níveis elevados de umidade. A utilização de lignina nas formulações de matéria prima do revestimento do arame de acordo com esta invenção é, da mesma forma, economicamente vantajosa uma vez que a lignina é uma alternativa de baixo custo para agentes mais convencionais promotores de adesão. A lignina é, da mesma forma, ambientalmente amigável e não apresenta quaisquer riscos conhecidos para a saúde. A lignina é derivada da madeira e constitui cerca de 25 por cento a 33 por cento da massa seca da madeira. Por conseguinte, a lignina é um polímero orgânico abundante de ocorrência natural o qual é um recurso renovável uma vez que é derivado de árvores. Por conseguinte, lignina representa uma alternativa altamente eficaz, de baixo custo, abundante, e ambientalmente amigável para promotores convencionais de adesão da borracha ao metal. A presente invenção mais especificamente descreve uma composição da matéria prima do revestimento do arame a qual é compreendida de (1) um polímero de borracha, (2) de cerca de 40 phr a cerca de 80 phr de negro de fumo, e (3) de cerca de 2 phr a cerca de 30 phr de lignina

Description

“COMPOSIÇÕES DO REVESTIMENTO DO ARAME PARA ARTIGOS DE BORRACHA" Campo da Invenção Os elementos de reforços metálicos são muitas vezes incluídos nos artigos de borracha, tais como, pneus, mangueiras e correias, para fornecê-los com maior força intensidade. A borracha boa para adesão de metal é tipicamente muito importante em tais artigos de borracha para eles manterem sua intensidade. Esta invenção descreve as formulações de borracha que oferecem excelente adesão ao metal e que mantém os níveis elevados de adesão ao metal após ser envelhecido sob condições de alta umidade.

Antecedentes da Invenção Muitas vezes é desejável reforçar os artigos de borracha por meio da incorporação nestes dos elementos de reforços de metais. Por exemplo, pneus, correias transportadoras, correias de transmissões de potência, correias de temporização, mangueiras, e uma variedade de outros artigos de borracha são muitas vezes reforçados com elementos de metal para melhorar a intensidade e durabilidade dos mesmos. A fim de tais artigos de borracha funcionar eficazmente é imprescindível para a boa adesão entre a borracha e o elemento de reforço de metal ser mantida durante toda a vida útil do artigo.

Os métodos de melhora da adesão da borracha ao metal têm sido objeto de considerável experimentação e pesquisa durante os anos. Várias soluções têm sido sugeridas, as quais têm fornecido vários graus de sucesso. Por exemplo, várias configurações físicas de fibras de arame por cabo têm sido empregadas para melhorar a adesão mecânica e física à borracha. Além disso, a superfície das fibras do arame tem sido tratada por vários materiais e métodos para melhorar sua adesão à borracha. Por exemplo, os pneus pneumáticos de veículo são muitas vezes reforçados com cabos preparados a partir das fibras de aço, os quais são revestidos com latão. O aço é muito propenso à oxidação, que mesmo em menores graus é altamente danoso à adesão de metal à borracha. Dessa forma, de modo geral os elementos de reforço em aço são revestidos com latão a fim de facilitar a adesão de metal à borracha. Normalmente os elementos de reforço em aço são revestidos com latão que é uma liga somente de cobre e zinco. No entanto, as ligas ternárias de latão que são úteis para o revestimento dos elementos de reforço em aço são conhecidas por aqueles versados na técnica. Por exemplo, a Patente dos Estados Unidos 4.347.290 e a Patente dos Estados Unidos 4.446.198 descrevem uma liga temária de latão que contém cobre, zinco, e cobalto. O revestimento dos elementos de reforço em aço com as ligas ternárias de latão que contém cobre, zinco, e ferro é, da mesma forma, conhecido ser eficaz na melhora da adesão de metal à borracha.

Os elementos de reforço em aço podem ser fornecidos com os revestimentos do níquel encruado a fim de melhorar a resistência do aço para a corrosão por fadiga estática. A Patente dos Estados Unidos 3.749.558 descreve um reforço para pneu de aço revestido com uma camada de níquel que é revestida por um revestimento externo de latão. Dessa forma, é conhecido revestir os elementos de reforços de metais com várias ligas para melhorar os elementos de reforço da adesão à borracha onde está incluída. É, da mesma forma, conhecido tratar os agentes de reforço de metal com vários produtos químicos a fim de melhorar sua adesão à borracha. Por exemplo, a Patente dos Estados Unidos 3.586.568 descreve um processo para o tratamento de como tal o elemento de reforço de metal com uma mistura de ácido crômico e ácido fosfórico a fim de melhorar uma ligação de metais aos materiais elastoméricos. A Patente dos Estados Unidos 4.299.640 mostra que a adesão de cabos de aço banhados por latão à borracha pode ser melhorada por meio do tratamento de tais cabos com soluções aquosas diluídas de certos aminoácidos carboxílicos e seus correspondentes sais de potássio e/ ou amônio, lítio e sódio e hidratos de sal. É, da mesma forma, conhecido que vários agentes podem ser misturados na borracha que aumentará a adesão entre a borracha e os reforços de metais incluídos nestes. Por exemplo, a Patente dos Estados Unidos 3.894.903 descreve um processo para melhorar a ligação da borracha ao cobre e as ligas de cobre por meio da incorporação de certas s-triazinas, tal como, 2-m-hidroxifenóxi-4-cloro-6-aminotriazina, na borracha antes da vulcani-zação. A Patente dos Estados Unidos 4.785.033 indica que a adesão da borracha ao aço de carbono banhado por latão pode ser melhorada por meio da incorporação de ésteres de fosfito de alila, ésteres de fosfato de alila, anidrido 5-nitro isatóico, ácidos iminodiacético, ácidos iminodiacéticos substituídos por N, sais de ácidos iminodiacéticos substituídos por N, ou sais de ácidos iminodiacéticos na borracha como um promotor de adesão. A Patente dos Estados Unidos 3.991.130 descreve um método para melhorar a a-desão entre composições elastoméricas vulcanizáveis e as superfícies de metal por meio da incorporação no elastômero de um sal de organo-níquel e em seguida subsequentemente vulcanizando a composição elastomérica ao mesmo tempo em que está em contato com a superfície de metal. A Patente dos Estados Unidos 3.676.256 indica que a borracha reforçada com metal se vulcaniza contendo ar oxidado, o forno com negros de fumo mostram adesão melhorada às superfícies do latão. A Patente dos Estados Unidos 4.513.121 descreve uma matéria prima de película de borracha que contém os compostos de organo cobaltos como promotores de adesão. Os exemplos representativos de tais compostos de organo cobaltos incluem sais de cobalto de ácidos graxos, sais de cobalto de ácidos carboxílicos alicíclicos ou alifáticos tendo de 6 a 30 átomos de carbono, cloreto de cobalto, naftenato de cobalto, carboxilato de cobalto e complexos de organo-cobalto-boro. No entanto, existem problemas associados com o uso de tais compostos de organo cobaltos incluem sua disponibilidade e fortes propriedades pró-oxidantes as quais podem adversamente afeta a borracha por meio de oxidação acelerada. A Patente dos Estados Unidos 5.792.800 indica que os ésteres de ácido aminobenzóico podem ser empregados como uma restauração no todo ou em parte para materiais convencionais de cobalto empregados nas matérias primas do revestimento do arame para alcançar e manter as propriedades necessárias de adesão da borracha ao metal. A Patente dos Estados Unidos 6.662.840 descreve uma matéria prima da borracha para os compostos de arames de talão de pneu os quais são compreendidos de (A) com base em 100 partes em peso de borracha (1) de cerca de 5 a cerca de 40 por cento em peso de uma borracha carboxilada de acrilonitrilo-dieno tendo um teor de acrilonitrilo variando de cerca de 15 a 45 por cento em peso; e (2) de cerca de 60 a cerca de 95 por cento em peso de uma borracha não carboxilada selecionada a partir do grupo consistindo em borracha natural, poliisopreno, polibutadieno, borracha de butadieno estireno, borracha de estire-no-isopreno-butadieno, borracha de estireno-isopreno, borracha de isopreno-butadieno e suas misturas, (B) de cerca de 0.1 a cerca de 10 phr de um receptor de metileno, e (C) de cerca de 0,1 a cerca de 10 phr de um doador de metileno.

Sumário da Invenção A presente invenção é baseada na descoberta inesperada que a lignina pode ser incorporada na composição da matéria prima do revestimento do arame para melhorar a adesão da borracha ao metal. Tem sido ainda constatado que a lignina pode ser empregada como uma restauração no todo ou em parte para promotores convencionais de adesão da borracha ao metal, tais como, materiais de cobalto os quais são convencionalmente empregados nas matérias primas do revestimento do arame para alcançar e manter as propriedades necessárias de adesão da borracha ao metal. Na verdade, as matérias primas do revestimento do arame que contém a lignina fornecem mais do que as características adequadas de adesão da borracha ao metal para as aplicações típicas, tal como, em pneus, e manter os níveis necessários de adesão durante longos períodos de serviço do produto. Por exemplo, os níveis elevados de adesão da borracha ao metal são mantidos sob condições adversas, tal como, exposição a temperaturas elevadas e os níveis elevados de umidade, que pode ser alcançada utilizando os promotores convencionais de adesão da borracha ao metal, tais como, sais de cobalto. A utilização de lignina nas formulações de matéria prima do revestimento do arame de acordo com esta invenção é, da mesma forma, economicamente vantajosa, uma vez que a lignina é uma alternativa de baixo custo para os agentes mais convencionais promotores de adesão. A lignina é, da mesma forma, ambientalmente amigável e é tipicamente não perigosa para uso nas aplicações industriais. A lignina é derivada da madeira em grandes quantidades nas operações de fabricação de papel e constitui cerca de 25 por cento a 33 por cento da massa seca da madeira. Por conseguinte, a lignina é um polímero orgânico abundante de ocorrência natural a qual é um recurso renovável uma vez que é derivada de árvores. Por conseguinte, a lignina representa uma alternativa altamente eficaz, de baixo custo, abundante, e ambientalmente amigável para os promotores convencionais de adesão da borracha ao metal.

Na prática desta invenção, a melhor adesão inicial da borracha ao metal e a adesão da borracha ao metal envelhecida pela umidade é alcançada por meio da utilização de uma combinação de lignina e de um sal de cobalto na matéria prima do revestimento do arame. Esta combinação de lignina e do sal de cobalto leva a um nível mais elevado de adesão inicial da borracha ao metal e a adesão envelhecida pela umidade que pode ser alcançada utilizando-se ou a lignina ou os sais de cobalto sozinhos. A lignina e o sal de cobalto, por conseguinte, trabalham de um modo sinérgico para melhorar as características da adesão. Inesperadamente, após ser submetida ao envelhecimento pela umidade uma porcentagem muito grande da adesão inicial da borracha ao metal é mantida. Esta é uma característica extremamente importante, uma vez que muitas formulações que oferecem adesão inicial da borracha ao metal aceitável falham ao reterem as características adequadas da adesão a-pós ser envelhecida em um ambiente úmido. Por conseguinte, tais formulações não oferecem o nível de vida útil que é necessário nas aplicações comerciais. Dessa forma, as formulações do revestimento do arame desta invenção oferecem uma combinação única e altamente benéfica das características de adesão da borracha ao metal.

As matérias primas do revestimento do arame desta invenção ajudam a prevenir a deslaminação dos elementos de reforços de metais nos pneus e outros produtos reforçados de borracha. O problema associado com a deslaminação dos cabos de reforço em aço é particularmente considerável em pneus de caminhão e os grandes pneus empregados nos equipamentos de construção e industrial, tal como, tratores gigantes. Na verdade, em tais aplicações, os pneus frequentemente falham devido à deslaminação do aço que contém as camadas de reforço, ao mesmo tempo em que, o pneu ainda tem uma justa quantidade da vida de banda de rodagem. Dessa forma, os grandes pneus industriais frequentemente falham por causa de uma perda da adesão da borracha ao metal em vez de em virtude da banda de rodagem do pneu estar desgastada. A incorporação da lignina nas matérias primas do revestimento do arame empregadas nos pneus de caminhão, os pneus para grandes equipamentos industriais, e os pneus de tratores são de benefício particular, isto é particularmente verdadeiro no caso de grandes pneus tendo cabos que contém pelo menos pelo menos 10 fibras por cabo, tais como, pneus de tratores que contém de 30 a 50 fibras por cabo. A presente invenção mais especificamente descreve uma composição da matéria prima do revestimento do arame a qual é compreendida de (1) um polímero de borracha, (2) de cerca de 40 phr a cerca de 80 phr de negro de fumo, e (3) de cerca de 2 phr a cerca de 30 phr de lignina. A presente invenção ainda mostra um compósito que compreende uma composição de borracha curada com um elemento de reforço de metal embutido aqui, em que a referida composição de borracha é compreendida de (1) um polímero de borracha, (2) de cerca de 40 phr a cerca de 80 phr de negro de fumo, e (3) de cerca de 2 phr a cerca de 30 phr de lignina. A presente invenção mais especificamente descreve um pneu pneumático o qual é compreendido de uma carcaça geralmente em forma toroidal com uma banda de rodagem circunferencial externa, dois talões espaçados, pelo menos uma camada estendendo-se a partir do talão para o talão e as paredes laterais estendem-se radialmente a partir de e ligando a referida banda de rodagem aos referidos talões, em que a referida banda de rodagem é adaptada para ser ligada a terra, em que os talões são compreendidos de aço, e em que os talões são revestidos com um composto da matéria prima do revestimento do arame que é uma composição de borracha curada a qual é compreendida de (1) um polímero de borracha, (2) de cerca de 40 phr a cerca de 80 phr de negro de fumo, e (3) de cerca de 2 phr a cerca de 30 phr de lignina. A presente invenção também mostra um pneu pneumático o qual é compreendido de uma carcaça geralmente em forma toroidal com uma banda de rodagem circunferencial externa, dois talões espaçados, pelo menos uma camada estendendo-se a partir do talão para o talão e as paredes laterais estendem-se radialmente a partir de e ligando a referida banda de rodagem aos referidos talões, em que a referida banda de rodagem é adaptada para ser ligada a terra, em que a referida camada é reforçada com arames de aço, e em que os arames de aço são revestidos com a composição da matéria prima do revestimento do arame a qual é compreendida de (1) um polímero de borracha, (2) de cerca de 40 phr a cerca de 80 phr de negro de fumo, e (3) de cerca de 2 phr a cerca de 30 phr de lignina. A presente invenção também mostra um pneu pneumático o qual é compreendido de uma carcaça geralmente em forma toroidal com uma banda de rodagem circunferencial externa, dois talões espaçados, pelo menos uma camada estendendo-se a partir do talão para o talão e as paredes laterais estendem-se radialmente a partir de e ligando a referida banda de rodagem aos referidos talões, um revestimento interno que cobre a superfície interna do referido pneu pneumático, em que a referida banda de rodagem é adaptada para ser ligada a terra, em que o revestimento interno é compreendido de uma borracha de halo-butila, um enchimento e lignina. Nesta modalidade da invenção a incorporação de lignina no revestimento interno do pneu pneumático impede a migração da umidade na carcaça do pneu. Isto, por conseguinte, protege os cabos de aço no pneu da umidade que pode levar a corrosão e consequencial deslaminação dos cabos de aço e das correias no pneu. Normalmente a lignina deve ser incluída em tais formulações do revestimento interno em uma quantidade que está na faixa de 1 phr a 20 phr e deve mais tipicamente estar incluída em um nível na faixa de 5 phr a 15 phr. Em tais pneus, uma borracha de halobutila deve tipicamente ser uma borracha de clorobutil ou uma borracha de bromobutil, os quais são incluídos porque eles apresentam excelente impermeabilidade a gases tal como ar. Em tais revestimentos internos, é preferido para a borracha de halobutila constituir o volume (pelo menos 80 %) da borracha na formulação do revestimento interno. A lignina pode, além disso, vantajosamente ser empregada para proteger as correias de aço nos pneus por meio da incorporação em outros componentes do pneu os quais estão localizados entre o revestimento interno e as correias. Por exemplo, uma segunda camada da barreira pode estar localizada abaixo das correias para evitar a migração da u-midade (entre a camada e as correias ou entre o revestimento interno e a camada).

Descrição Detalhada da Invenção Os materiais para os quais esta invenção é dirigida, as borrachas reforçadas com metais, estão dentro da classe geral de materiais conhecidos como compósitos. Um compó-sito é um material complexo que contém duas ou mais substâncias distintas e estruturalmente complementares (no caso borracha e metal) as quais são combinas para produzir propriedades funcionais e/ ou estruturais desejáveis não presentes em nenhum componente individual. Por exemplo, as correias de aço podem ser incorporadas em um pneu de borracha pneumática para atingir as propriedades desejáveis que não podem ser obtidas se o pneu é reforçado com borracha exclusivamente. A fim de o metal e a borracha para satisfazer mutuamente em tais compósitos é necessário para neste ponto ter boa adesão entre a borracha e o metal. Vários tipos de artigos de borracha contêm os elementos de metal como reforços estruturais. Tais exemplos de artigos de borracha que muito frequentemente contém os e-lementos de reforços de metais incluem pneus, correias de transmissão de potência, correias transportadoras, mangueiras, e uma ampla variedade de outros produtos de borracha produzidos e partes do componente para bens de consumo e industrial. Tais artigos de borracha são compósitos que contém uma parte de borracha e uma parte de metal. A borracha nos artigos do compósito desta invenção pode ser selecionada a partir de uma ampla variedade de polímeros de borracha. Alguns exemplos representativos de borrachas geralmente empregados nos compósitos desta invenção incluem borracha naturai, borracha de poliiso-preno sintético, borracha de butadieno estireno, borracha de polibutadieno, borracha de iso-preno-butadieno, borracha de estireno-isopreno butadieno, borrachas de nitrilo, borrachas hidrogenadas de nitrilo, borrachas carboxiladas de nitrilo, borrachas de butila, borrachas halogenadas de butila, borrachas de EPDM (etileno-propileno-dieno), epiciorohidrin homo e copolímeros, borrachas de EPR (etileno-propileno), poliisobutileno, borrachas de norborne-no, e misturas de várias combinações destas e de outras borrachas de dieno.

As matérias primas do revestimento do arame que são utilizadas na produção de pneus tipicamente contêm pelo menos cerca de 50 por cento em peso da borracha natural e/ ou borracha de poliisopreno sintético. As matérias primas do revestimento do arame para a utilização em pneus mais tipicamente contém pelo menos 80 por cento em peso da borracha natural e/ ou borracha de poliisopreno sintético e normalmente contém pelo menos 90 por cento em peso da borracha natural e/ ou borracha de poliisopreno sintético. É frequentemente preferido para a matéria prima do revestimento do arame empregada na produção de pneus conter pelo menos 95 por cento em peso da borracha natural e/ ou borracha de poliisopreno sintético. Em muitos casos a borracha utilizada nas matérias primas do revestimento do arame para os pneus deve consistir essencialmente em borracha natural e/ ou borracha de poliisopreno sintético.

Uma ampla variedade de borrachas sintéticas pode ser utilizada com conjunto com a borracha natural el ou a borracha de poliisopreno sintético no componente de borracha das matérias primas do revestimento do arame que são utilizadas na produção de pneus. No entanto, como anteriormente observado, estas borrachas sintéticas devem normalmente ser empregadas em um nível de menos do que 50 por cento em peso com base na quantidade total de borracha incluída na matéria prima do revestimento do arame. Alguns exemplos representativos de borrachas sintéticas que podem ser empregados em conjunto com a borracha natural el ou a borracha de poliisopreno sintético em tais matérias primas do revestimento do arame incluem cis-1,4-borracha de polibutadieno, borracha de butadieno estire-no, borracha de isopreno-butadieno, borracha de estireno-isopreno butadieno, borrachas de nitrilo, borrachas hidrogenadas de nitrilo, borrachas carboxiladas de nitrilo, borrachas hidro-genadas carboxiladas de nitrilo, borrachas de EPDM (etileno-propileno-dieno), borrachas de EPR (etileno-propileno), e misturas de várias combinações destas e de outras borrachas de dieno.

Muitos termos são empregados para descrever os elementos de reforços de metais empregados para reforçar os artigos de borracha. Os termos "cabo", “talão”, "cabo de pneu", “talão de pneu”, "corda", "cordão", "arame", "bastão”, "placa", e "fibra" podem todos ser empregados para descrever os elementos de reforços de metais empregados para reforçar os artigos de borracha. O termo "reforço de metal" como empregado aqui é planejado ser genérico para todos os artigos de reforço artigos de borracha incluindo aqueles listados acima. Dessa forma, sem estar limitado a este, um reforço de metal pode ser um arame de metal, um cabo de metal, um cabo de metal de pneu, um talão de metal de pneu, uma corda de metal, um cordão de metal, um bastão de metal, uma placa de metal, um arame de metal, uma camada de metal, ou uma fibra de metal. O termo “talão” como empregado aqui significa que parte de um pneu que compreende um membro de tração anular revestido por cabos em camadas e moldados, com ou sem outros elementos de reforço, tais como, nadadeiras, máquinas de serragem, ápices, guardas pés e esfoliantes, para ajustar a extremidade do projeto. O termo matéria prima do revestimento do arame como empregado aqui significa a composição de borracha que é empregada para revestir o reforço de metal sem levar em consideração esta forma específica. Por exemplo, o termo “matéria prima do revestimento do arame” é entendido abranger as composições que são empregadas no revestimento dos talões de metal e nas camadas de metal.

Os reforços de metais empregados na prática desta invenção podem ter uma ampla variedade de confirmações estruturais, mas devem, de modo geral, ser talões de metal, cabos, cordas, ou arames. Por exemplo, um cabo de arame empregado na prática desta invenção pode ser composto de 1 a 50 ou até mesmo mais fibras de arame de metal, as quais são enrascadas ou por cabo simultaneamente para formar um cabo de metal. Por esse motivo, como tal o cabo pode ser monofibra ou pode ser composto de múltiplas fibras. Por via de regra geral, os cabos são compostos de pelo menos quatro fibras. Por exemplo, os cabos empregados em pneus de automóvel de modo geral são compostos de três a seis fibras por cabo, os cabos empregados em pneus de caminhão normalmente contem de 10 a 30 fibras por cabo, e os cabos empregados em pneus de tratores gigantes de modo geral contem de 40 a 50 fibras por cabo. O metal de modo geral empregado nos elementos de reforço desta invenção é o aço. O termo aço como empregado na presente especificação e nas reivindicações se refere ao que é geralmente conhecido como aço de carbono, que é, da mesma forma, chamado de aço de carbono elevado, aço ordinário, aço de carbono reto, e aço de carbono plano. Um exemplo de como tal o aço é American Iron and Steel Institute Grade 1070-aço de carbono elevado (AISI 1070). Tal aço deve as suas propriedades principalmente à presença de carbono sem as quantidades substanciais de outros elementos de liga. No entanto, intensidade melhorada, resistência à corrosão, e a durabilidade pode ser alcançada por meio da utilização de certas ligas de aço. Por exemplo, a Patente dos Estados Unidos 4.960.473, a Patente dos Estados Unidos 5.066.455, a Patente dos Estados Unidos 5.167.727, a Patente dos Estados Unidos 5.229.069, e a Patente dos Estados Unidos 6.662.840 se referem às ligas de aço para uso na produção de arames de reforços para produtos de borracha, tais como, pneus, que podem ser patenteados em um processo de baixo custo devido a terem um ritmo muito rápido de transformação isotérmica.

Deve ser observado que no patenteamento é um processo que tipicamente consiste em primeiro aquecer a liga a uma temperatura na faixa de cerca de 850 °C a cerca de 1150 °C para formar a austenítico, e em seguida o resfriamento em uma taxa rápida para uma temperatura mais baixa em que uma transformação ocorre quando altera a microestrutura da cúbica de face centrada to cúbica de corpo centrado e que produz as propriedades mecânicas desejadas. O patenteamento é normalmente conduzido como um processo contínuo e em muitos casos, ao mesmo tempo em que é desejado formar um único alótropo, uma mistura de alótropos tendo mais do que uma microestrutura é, na verdade, tipicamente produzida. A Patente dos Estados Unidos 6.662.840 descreve as fibras de aço feitas com ligas de aço que têm uma excelente combinação de intensidade e de dutilidade. As ligas de aço descritas por meio da Patente dos Estados Unidos 6.662.840 podem ser produzidas nas fibras tendo uma intensidade de tração na faixa de 4000 MPa a 5000 MPa. Adicionalmente, estas podem ser patenteadas em um processo de baixo custo devido a terem um ritmo muito rápido de transformação isotérmica. Isto permite o aço no arame de aço ser patenteado para se transformar de uma microestrutura cúbica de face centrada para uma microstructura cúbica de corpo essencialmente centrada em um período muito curto. A Patente dos Estados Unidos 6.662.840 mais especificamente descreve uma composição de liga de aço que é particularmente adequada para o uso na produção de arame de reforço para produtos de borracha que consiste essencialmente em (a) ferro, (b) de cerca de 1,05 a cerca de 1,7 por cento em peso de carbono, (c) de cerca de 0,2 a cerca de 0.8 por cento em peso manganês, (d) de cerca de 0,1 a cerca de 0,8 por cento em peso silício, (e) de cerca de 0,1 a cerca de 0,7 por cento em peso cromo, (f) 0,0 a cerca de 0,5 por cento em peso níquel, (g) 0,0 a cerca de 0,3 por cento em peso cobre, (h) 0,0 a cerca de 0,5 por cento em peso molibdênio e (i) 0,0 a cerca de 0,5 por cento em peso vanádio; com a condição de que o carbono equivalente da liga de aço está na faixa de 1,15 a 1,8 por cento em peso. As instruções da Patente dos Estados Unidos 6.662.840 são incorporadas aqui por referência para o propósito de ensinar as ligas de aço específicas e as técnicas de patenteamento que podem ser utilizadas de acordo com esta invenção. É, de modo geral, preferido para os reforços em aço serem individualmente revestidos ou banhados com um metal de transição ou sua liga. Alguns exemplos representativos de metais de transição adequados e suas ligas incluem: zircônio, cério, lantânio, níquel, cobalto, estanho, titânio, zinco, cobre, latão, e bronze. O latão é uma liga de cobre e de zinco que podem conter outros metais em variadas quantidades menores e o bronze é uma liga de cobre e de estanho que de vez em quando contem traços de outros metais. Os reforços de metais que são de modo geral mais preferidos para uso na prática desta invenção são os aços de carbono banhados por latão. Latão alfa, que contem de cerca de 62 a 75 por cento cobre e de 38 a 25 por cento de zinco, é preferido para revestir os reforços de metais desta invenção. É bem reconhecido que os reforços em aço podem ser banhados ou revestidos com as ligas ou os metais de transição por meio de vários métodos para se obter um revestimento de estanho. É, de modo geral, preferível para este revestimento ser monomolecular e um pouco microporoso por natureza. Em geral, os elementos de reforços de metais desta invenção devem ser revestidos, se desejado, para uma espessura definitiva (após o dese- nho) de cerca de 0,05 mícrons a cerca de 0.40 mícrons. É de modo geral mais preferido para os reforços em aço desta invenção serem revestidos com ligas de latão para uma espessura definitiva de cerca de 0,12 mícrons a cerca de 0,25 mícrons. A espessura ideal do revestimento da liga ou do metal de transição é uma função de numerosas variáveis, tal como a natureza do metal a ser revestido, da natureza da liga ou do metal de transição, do modo de deposição, da espessura das camadas iniciais de óxido, da magnitude das tensões residuais, e a reatividade do sistema de vulcanização da borracha.

As ligas e os seus elementos de transição podem ser revestidos nos elementos de reforço em aço utilizando-se existir técnica que resultará em uma camada de revestimento da composição e da espessura desejada. Um meio de aplicação de como tal o revestimento é mergulhar o elemento de reforço em aço em um banho fundido da liga ou do metal de transição. Uma técnica mais prática de aplicação de como tal o revestimento é eletroreves-timento ou eletrodeposição. Por exemplo, um elemento de aço pode ser banhado com o latão aplicando-se uma camada de cobre e uma camada de zinco para o elemento de aço seguido pelo aquecimento do elemento de reforço em aço a uma temperatura elevada o bastante para promover a difusão do cobre e do zinco (pelo menos 450 °C). As camadas de cobre e de zinco podem ser galvanizadas no elemento de reforço em aço em qualquer ordem. Tem sido constatado ser conveniente primeiro aplicar uma camada de cobre e em seguida aplicar uma camada de zinco como a etapa final no processo de eletrorevestimento. As camadas de cobre e de zinco devem ser galvanizadas no reforço em aço na proporção que é desejada para representá-las na liga de latão revestimento.

Numerosas técnicas de eletrorevestimento podem ser empregadas para depositar as camadas de cobre e de zinco nos elementos de reforço em aço. Uma camada de cobre pode ser galvanizada em um elemento de aço utilizando uma solução de revestimento que contém cianeto de cobre ou pirofosfato de cobre. Uma solução do eletrorevestimento do pirofosfato de cobre tipicamente contém cerca de 22 a 38 gramas de cobre por litro e de 150 a 250 gramas de P207-íons por litro (a relação de P207-íons para íons de cobre é de cerca de 6 a 8) com o pH da solução sendo na faixa de cerca de 8 a cerca de 9,3. O pH de uma tal solução pode ser mantida nesta faixa pela adição de uma solução aquosa alcalina de hidróxido de potássio ou com ácido pirofosfórico (H4P2O7·). É, de modo geral, preferido para as soluções de eletrorevestimento do pirofosfato de cobre conter cerca de 31 gramas de íon de cobre por litro e cerca de 210 gramas de P207-íon por litro com o pH da solução sendo de cerca de 8,8 a cerca de 9,2. O cobre é, de modo geral, galvanizado nos elementos de aço da solução de revestimento do pirofosfato de cobre utilizando uma densidade atual de cerca de 8 a cerca de 18 ampères por decímetro quadrado em uma temperatura de cerca de 50 °C a cerca de 60 °C.

Numerosas soluções de eletrorevestimento podem ser empregadas para a deposi- ção de uma camada de zinco nos elementos de reforço em aço. Alguns exemplos representativos de tais soluções aquosas incluem as soluções de cianeto de zinco, sulfato de zinco, cloreto de zinco, fluoroborato de zinco de pirofosfato de zinco. Uma solução típica de eletro-revestimento de sulfato de zinco devem conter de cerca de 40 a cerca de 90 gramas de zin-co-íon por litro de solução e ter um pH de cerca de 1 a cerca de 4,5. Uma solução mais preferida de eletrorevestimento de sulfato de zinco deve conter cerca de 80 gramas de zinco-íon por litro de solução e ter um pH de cerca de 3 a cerca de 3,7. As camadas de zinco são, de modo geral, depositadas a partir de tais soluções de eletrorevestimento de sulfato de zinco utilizando uma densidade atual de cátodo de cerca de 20 a cerca de 30 ampères por decímetro quadrado em uma temperatura variando de cerca de 16 °C a cerca de 28 °C com temperatura ambiente normalmente sendo preferida.

As duas camadas distintas de cobre e de zinco que podem ser sequencialmente galvanizadas em um elemento de reforço em aço podem ser difundidas simultaneamente para formar uma liga de latão por simplesmente aquecer o elemento de reforço em aço em que elas são depositadas a uma temperatura de pelo menos 450 °C, de preferência de cerca de 500 °C durante alguns segundos (de cerca de 2 a cerca de 10 segundos). Tipicamente, o arame do reforço de aço revestido de latão é ainda representado para o diâmetro final desejado da fibra.

Os reforços de metais banhados desta invenção podem ser revestidos com um material de proteção, tal como, benzotriazol antes da aplicação da composição de borracha combinada. Tais revestimentos de proteção servem como uma barreira para a degradação ambiental do reforço básico de metal. A lignina empregada na prática desta invenção é um biopolímero complexo ocorrência natural que é recuperado a partir da madeira. No processo kraft para a produção da lignina papel de alta qualidade é removida da polpa a fim de que o papel possa ser bran-queada e não deve subsequentemente amarelar. Tipicamente, a lignina recuperada a partir da polpa nas facilidades da fabricação de papel é queimada por seu teor de combustível. Aproximadamente de 50.000.000 toneladas de lignina são produzidas anualmente. Por conseguinte, os suprimentos abundantes de lignina relativamente econômica estão facilmente disponíveis a partir de um número de fontes. A lignina tipicamente tem um peso molecular de pelo menos 10.000 e foi atribuído o número CAS 9005-53-2. A lignina é tipicamente um terpolímero de álcool de p-coumarila, álcool de coniferila, e álcool de sinapila. No entanto, as unidades adicionais monoméricas de repetição podem estar presentes na lignina. Estes mo-nômeros tignós são incorporados na lignina em diferentes proporções dependendo da fonte da lignina como unidades de repetição de p-hidroxifenil (H), guaiacil (G), e siringil (S) fenil-propanóide. A lignina que é derivada quando a polpagem do licor negro é precipitada, neutralizada por meio de uma lavagem ácida e então secagem para a forma sólida está dispo- nivel pela Weyerhaeuser Company, Federal Way, Washington. A lignina pode ser misturada na borracha desejada para produz às matérias primas do revestimento do arame desta invenção empregando as técnicas de composição ordinárias. De modo geral, deve ser conveniente misturar a lignina na composição de borracha desta invenção simultaneamente com o negro de fumo e outros ingredientes desejados da composição empregando qualquer equipamento de misturação adequado conhecido por aqueles versados na técnica, tal como, um misturador Banbury ou misturador do moinho. Normalmente, as composições de borracha empregadas nos compósitos desta invenção devem ser compostas com enxofre ou um enxofre que contém o composto como um agente de curagem. Os numerosos enchimentos minerais, tais como, argila e sílica, podem ser também incluídos na matéria prima do revestimento do arame. As matérias primas do revestimento do arame desta invenção devem conter, além disso, geralmente aceleradores de cura, inibidores de queimadura superficial, antidegradentes, pigmentos, e óleos de processamento.

As matérias primas do revestimento do arame desta invenção devem conter normalmente uma quantidade suficiente de enchimento para contribuir com um módulo razoavelmente elevado e elevada resistência ao rasgo. A matéria prima do revestimento do arame deve conter normalmente negro de fumo como um enchimento em uma quantidade que está na faixa de 40 phr (partes em peso por 100 partes em peso de borracha) a 80 phr. Os enchimentos adicionais, tais como, sílica, argilas, amido, silicato de cálcio, el ou dióxido de titânio, podem ser, também, incluídos nas matérias primas do revestimento do arame desta invenção com a quantidade total do enchimento incluído estando na faixa de 50 phr a 250 phr. Em muitos casos, a quantidade total de enchimento utilizada na composição da matéria prima do revestimento do arame deve estar na faixa de cerca de 90 phr to 160 phr. Na maioria dos casos o enchimento deve incluir de 45 phr a 70 phr de negro de fumo e deve de preferência incluir de 50 phr a 65 phr de negro de fumo. Deve ser observado que as matérias primas do revestimento do arame desta invenção podem utilizar o negro de fumo sozinho sem a inclusão de qualquer adição de enchimentos. Na maioria dos casos, o enchimento deve consistir essencialmente de negro de fumo com a matéria prima do revestimento do arame estando vazia de sílica, amido, argilas, silicato de cálcio e dióxido de titânio.

Para se obter a melhor combinação especialmente possível das características de adesão da borracha ao metal das matérias primas do revestimento do arame desta invenção deve conter também uma pequena quantidade de um cobalto que contém o composto. Os materiais adequados de cobalto que podem ser empregados incluem sais de cobalto de ácidos graxos, tais como, esteárico, palmítico, oléico, linoléico e assim por diante; sais de cobalto de ácidos carboxílicos alicíclicos ou alifáticos tendo de 6 a 30 átomos de carbono, tais como, neodecanoatos de cobalto; cloreto de cobalto, naftenatos de cobalto; boroacilatos de cobalto, e carboxilatos de cobalto. Os promotores de adesão Manobond® os quais estão comercialmente disponíveis pelo OM Group, Inc. de Cleveland, Ohio, podem ser, também, utilizados beneficiamente. Os promotores de adesão Manobond® são acreditados serem um complexo de organo-cobalto-boro tendo a estrutura: em que R representa é um grupo de alquila que contém de 9 a 12 átomos de carbono.

As quantidades do composto de organo cobalto que devem ser empregadas dependendo da natureza específica do material de cobalto selecionado, particularmente a quantidade do metal de cobalto presente no composto. A quantidade do material de cobalto utilizada deve estar tipicamente na faixa de cerca de 0,1 phr a cerca de 1,5 phr. A quantidade do composto de cobalto utilizada na matéria prima do revestimento do arame deve mais tipicamente estar na faixa de cerca de 0,2 phr a cerca de 1,25 phr. A quantidade do composto de cobalto utilizada na matéria prima do revestimento do arame deve de preferência cair na faixa de cerca de 0,4 phr a cerca de 1 phr. A quantidade do composto de cobalto utilizada na matéria prima do revestimento do arame deve mais de preferência cair na faixa de cerca de 0,5 phr a cerca de 0,9 phr. A quantidade do composto de cobalto utilizada na matéria prima do revestimento do arame deve mais de preferência cair na faixa de cerca de 0,6 phr a cerca de 0,7 phr. O nível do composto de cobalto em excesso de cerca de 1,0 phr não é tipicamente utilizado, uma vez que maiores quantidades parecem ter um efeito adverso nas características da adesão. Por outro lado, se o composto de cobalto não é empregado em um nível de pelo menos cerca de 0,2 phr, sua capacidade de agir sinergicamente com a lignina para melhorar a adesão da borracha ao metal envelhecida pela umidade e inicial é limitada.

Os exemplos representativos de negros de fumo tipo reforço que podem ser empregados nas matérias primas do revestimento do arame desta invenção incluem N326, N330, N332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539, N550, N582, N650, N660, N683, N754, N762, N765, N774, e N787. Tais tipos de negro de fumo são caracterizados por meio de uma absorção de iodo variando de 9 a 100 g/kg e um número DBP variando de 34 a 140 cm3/100 gramas. A fim de curar a matéria prima do revestimento do arame é importante incluir um agente de vulcanização de enxofre. Os exemplos de agentes de vulcanização de enxofre adequados incluem os agentes de vulcanização de doação de enxofre ou enxofre elementar (sem enxofre), por exemplo, um dissulfeto de amina, polissulfeto polimérico ou aduções de enxofre olefina. De preferência, o agente de vulcanização de enxofre é o enxofre elementar. A quantidade do agente de vulcanização de enxofre deve variar dependendo da aplicação e de outros componentes na matéria prima do revestimento do arame, assim como, o tipo específico de agente de vulcanização de enxofre que é empregado. De modo geral, a quantidade do agente de vulcanização de enxofre que deve estar incluída na matéria prima do revestimento do arame deve estar na faixa de cerca de 0,1 phr a cerca de 8 phr. A quantidade do agente de vulcanização de enxofre utilizada deve mais tipicamente estar na faixa de cerca de 1,5 phr a cerca de 6 phr.

Os aditivos convencionais de borracha podem ser incorporados nas matérias primas do revestimento do arame da presente invenção. Estes aditivos incluem plastificantes, aceleradores de cura, óleos de processamento, retardantes, anti-ozonizantes, anti-oxidantes e assim por diante. Os plastificantes são convencionalmentes empregados nas quantidades variando de cerca de 2 phr a cerca de 50 phr com as quantidades na faixa de cerca de 5 phr a cerca de 30 phr serem mais típicos. A quantidade de plastificante empregada deve depender do efeito de amaciamento desejado. Os exemplos de plastificantes adequados incluem óleos aromáticos de extrato, óleos amaciantes incluindo asfaltenos, óleo naftênico, hidrocar-bonetos saturados e não saturados e bases de nitrogênio, produtos de alcatrão de carvão, ésteres e resinas cumarona-indeno, tais como, dibutilftalato e tricresil fosfato. Os materiais empregados na composição que funcionam como um acelerador-ativador incluem os óxidos de metal, tais como, óxido de zinco, óxido de magnésio e monóxido de chumbo que são empregados em conjunto com os materiais acidicos, tal como, ácido graxo, por exemplo, ácido esteárico, ácido oléico, ácido muriático, e assim por diante. A quantidade do óxido de metal pode variar de cerca de 1 phr a cerca de 10 phr com uma faixa de cerca de 2 phr a cerca de 8 phr sendo preferida. A quantidade do ácido graxo que pode ser empregada deve variar a de cerca de 0,25 phr a cerca de 5,0 phr com um nível na faixa de cerca de 0,5 phr a cerca de 2 phr sendo preferida.

Os aceleradores podem ser empregados para controlar o tempo e/ ou a temperatura necessários para a vulcanização da matéria prima da borracha. Como conhecido por a-queles versados na técnica, um único acelerador pode ser empregado que está presente nas quantidades variando de cerca de 0,2 phr a cerca de 2 phr. Na alternativa, as combinações de dois ou mais aceleradores podem ser empregadas as quais consistem em um acelerador primário que é de modo geral empregado em uma grande quantidade (de cerca de 0,3 phr a cerca de 2,0 phr), e um acelerador secundário que é de modo geral empregado em menores quantidades (de cerca de 0,05 phr a cerca de 0,50 phr) a fim de ativar e melhorar as propriedades da matéria prima do revestimento do arame. As combinações destes aceleradores têm sido conhecidas para produzir os Efeitos sinérgicos nas propriedades finais e são um pouco melhores do que aqueles produzidos por meio do uso de outro acelerador sozinho. Os aceleradores de ação retardada conhecidos por aqueles versados na técnica podem também ser empregados. Os tipos adequados de aceleradores incluem aminas, dis-sulfetos, guanidinas, tiouréias, tiazóis, tiurans, sulfenamidas, ditiocarbamatos e os xantatos. Os exemplos de compostos específicos que são adequados incluem dietil-ditiocarbamato de zinco, 4,4'-ditiodimorfolina, N,N-di-metil-S-terc-butilsulfenilditiocarbamato, dissulfeto de te-trametiltiuram, dissulfeto de 2,2'-dibenzotiazil, mercaptobenzotiazol butiraldeideanilina, N-oxidietileno-2-benzotiazolesulfenamida e N-cicloexil-2-benzotiazoisulfenamida. Em muitos casos é preferido utilizar uma sulfonamida como o acelerador.

Os retardantes de queimadura superficial podem também ser incluídos nas matérias primas do revestimento do arame desta invenção. Alguns exemplos representativos de retardantes de queimadura superficial que podem ser empregados incluem anidrido ftálico, ácido salicíclico, acetato de sódio, e tioftalimida N-cicloexil. Os retardantes de queimadura superficial são de modo geral empregados em uma quantidade que está na faixa de cerca de 0,1 phr a cerca de 0,5 phr. As resinas tipo fenol-formaldeído pré-formado podem também ser incorporadas no custo do arame das matérias primas desta invenção e são tipicamente empregadas em um nível que está na faixa de cerca de 1,0 phr a cerca de 5,0 phr com quantidades na faixa de cerca de 1,5 phr a cerca de 3,5 phr sendo mais típico.

Os antidegradantes convencionais, tais como, os anti-oxidantes e os anti-ozonizantes são tipicamente incluídos nas matérias primas do revestimento do arame desta invenção. Alguns antidegradantes representativos que podem ser empregados incluem mo-nofenóis, bisfenóis, tiobisfenóis, polifenóis, derivados de hidroquinona, fosfitos, tioésteres, aminas de naftil, difenil-p-fenilenediaminas, difenilaminas e outros derivados de amina diari-la, para-fenilenediamines, quinolinas e suas misturas. Os exemplos específicos de tais antidegradantes são descritos em The Vanderbilt Rubber Handbook (1990), páginas 282 até 286. Os antidegradantes são de modo geral empregados nas matérias primas do revestimento do arame desta invenção em níveis que estão na faixa de cerca de 0,25 phr a cerca de 5,0 phr com níveis na faixa de cerca de 1,0 phr a cerca de 3,0 phr sendo preferidos.

Os artigos do compósito desta invenção tendo reforço em borracha podem ser produzidos por seguir um procedimento que compreende: (1) preparar uma composição de borracha que contem a lignina com um promotor de adesão, (2) circundar o reforço de metal com a composição de borracha para adequar-se à forma desejada do artigo do compósito de borracha sendo produzido, e (3) curagem (vulcanizando) o artigo de borracha. Dessa forma, as técnicas padrões bem conhecidas por aqueles versados na técnica para a produção de artigos de borracha com os elementos de reforços de metais embutidos aqui podem ser empregados nesta invenção. Em outras palavras, as técnicas de reforços de metais podem ser incorporadas nos artigos de borracha desta invenção empregando as mesmas técnicas que são empregadas na incorporação dos reforços de metais nos artigos de borracha ordinários. De modo geral, os elementos de reforço são simplesmente circundados pela ma- téria prima do revestimento do arame não curada que contém a lignina como um promotor de adesão em um molde e vulcanizada para produzir o artigo de borracha desejado que tem o reforço de metal embutido aqui (o compósito). Por conseguinte, o elemento de reforço de metal que é revestido com a matéria prima do revestimento do arame deve ser pelo menos parcialmente incluído ou encapsulado na borracha curada. A misturação da carga de negro de fumo e lignina no polímero de borracha na produção da matéria prima do revestimento do arame pode ser realizada pelos métodos conhecidos por aqueles tendo versatilidade na técnica de misturação da borracha. Por exemplo, os ingredientes são tipicamente misturados em pelo menos dois estágios, isto é pelo menos um estágio não produtivo seguido por um estágio de misturação produtiva. O polímero de borracha, a lignina, e o negro de fumo são tipicamente misturados simultaneamente em um estágio de misturação não produtivo na ausência de curativos. Os curativos são tipicamente misturados na combinação não produtiva em um estágio final que é convencionalmente chamado de estagio de misturação "produtiva" em que a misturação tipicamente ocorre em uma temperatura menor do que a temperatura empregada na misturação dos ingredientes nos estágios ou estágio de misturação não produtivo anterior. Os compostos de cobalto que são empregados em conjunto com a lignina como promotores de adesão são tipicamente misturados na borracha no estágio de misturação não produtiva. O enxofre e o acelerador são, certamente, de modo geral misturados no estágio da misturação produtiva. A matéria prima do revestimento do arame é tipicamente curada em uma temperatura que está na faixa de cerca de 125 °C a 180 °C. A matéria prima do revestimento do a-rame é mais tipicamente curada em uma temperatura que está na faixa de cerca de 135 °C a 1600 °C.

As matérias primas do revestimento do arame ou as matérias primas de revestimento do talão desta invenção podem ser encapsulando os reforços de metais empregados na produção da mangueira de borracha, correias de transmissão de potência, correias transportadoras, e pneus. As matérias primas do revestimento do arame desta invenção são de valor particular na produção de pneus pneumáticos para automóveis, ônibus, caminhões, motocicletas, aeronave, equipamento industrial pesado, veículos para mineração, e equipamentos pesados de construção, tais como, tratores. Como foi anteriormente observado, tais pneus podem ser construídos, moldados, modelados e curados por meio de vários métodos que são conhecidos e devem ser facilmente observados por aqueles tendo versatilidade na técnica.

Esta invenção é ilustrada pelos exemplos que seguem que são meramente para o propósito de ilustração e não são para serem considerados como limitantes do escopo da invenção ou do modo em que pode ser praticados. A não ser que especificamente de outra forma indicado, as partes e as porcentagens são dadas em peso.

Exemplos de 1 a 8 Nesta série de experimentos, sete formulações do revestimento do arame experimentais foram preparadas, o revestimento em um arame teste, curado e avaliado para determinar a adesão original e adesão após ser envelhecido durante 10 dias e 20 dias em uma temperatura de 90 °C em uma câmara de umidade. Uma amostra de controle foi, também, formulada e avaliada para o propósito comparativo. No procedimento empregado nas formulações não produtivas foram feitas por meio da misturação dos ingredientes identificados na Tabela 1 nos níveis indicados juntamente com a lignina e um sal de cobalto nos níveis indicados na Tabela 2.

Tabela 1 - Formulações do Composto não Produtivo 1 - Deve ser observado que nos Exemplos de 1 a 3 e 8, o negro de fumo foi incorporado em um nível de 60,0 phr com o negro de fumo somente sendo incorporado em um nível de 55,0 phr nos Exemplos de 4 a 7.

As formulações do composto produtivo foram em seguida feitas por meio da misturação os ingredientes identificados na Tabela 2 nas formulações não produtivas nos níveis indicados na Tabela 2.

Tabela 2 - Formulações do Composto Produtivo As formulações nesta série de experimentos diferenciam-se no nível de lignina, se existir, e o nível do sal de cobalto, se existir, que foi adicionado no estágio não produtivo. O nível de lignina e do sal de cobalto que foi adicionado á formulação de matéria prima do revestimento do arame é mostrado na Tabela 3. A Tabela 3, também, mostra o nível de adesão da borracha ao metal original e adesão da borracha ao metal envelhecida que foi mantido nas amostras curadas após ser envelhecido em uma temperatura de 90 °C durante 10 dias e 20 dias em uma câmara de umidade. Os valores de adesão relatados na Tabela 3 são relatados no revestimento de arame como determinado por meio do teste padrão de adesão do arame. Estes testes padrões de adesão do arame (SWAT) foram conduzidos por incluir um único cabo banhado por latão nas respectivas composições de borracha. Os artigos de borracha foram em seguida curados a 170 °C durante 11 minutos e envelhecidos sob várias condições. O cabo de aço nestas composições de borracha foi em seguida submetido a um teste de puxão, de acordo com ASTM Standard D2229-73.

Tabela 3 Como pode ser visto na revisão da Tabela 3, todas as matérias primas do revestimento do arame feitas nesta série de experimentos, incluindo as formulações que não contém qualquer lignina e/ ou sal de cobalto, alcançou boa adesão da borracha ao metal original. No entanto, somente as formulações que incluiu a lignina mantida em um nível elevado de adesão da borracha ao metal após 20 dias de envelhecimento pela umidade. Na verdade, após 20 dias de envelhecimento pela umidade todas as formulações que estão vazias de lignina mantida somente 20 por cento ou menos cobertura de arame. Isto está em contraste com as formulações de matéria prima do revestimento do arame que contém lignina que manteve pelo menos 75 por cento da cobertura de arame com a exceção da formulação feita no Exemplo 4 que incluiu um nível elevado do composto de cobalto. Isto parece como se o nível elevado do composto de cobalto destruiu a adesão da borracha ao metal envelhecida após os 20 dias do período de teste. Por outro lado, o composto de cobalto apareceu para trabalhar sinergicamente com a lignina no nível mais baixo utilizado no Exemplo 5. Dessa forma, nos casos em que os compostos de cobalto são incluídos nas matérias primas do revestimento do arame desta invenção é importante limitar o nível do composto de cobalto para um máximo de cerca de 1,0 phr. A formulação de matéria prima do revestimento do arame feita no Exemplo 8 que conteve 10 phr de lignina e foi vazia dos compostos de cobalto ofereceu excelente adesão original e manteve boa adesão envelhecida após 10 dias e 20 dias do envelhecimento pela umidade. Este exemplo mostra que não é necessário incluir incluem um composto de cobalto nas formulações de matéria prima do revestimento do arame desta invenção. No entanto, para atingir os melhores resultados, um composto de cobalto deve ser incluído na formulação de matéria prima do revestimento do arame em um nível de 0,2 phr a 1,0 phr. A força necessária para puxar os arames para fora das respectivas formulações de borracha nos teste de adesão é relatada na Tabela 4. Estes resultados do teste também apresentam o nível aumentado de adesão da borracha ao metal retida que é realizado pela inclusão da lignina na matéria prima do revestimento do arame. Na verdade, o Exemplo 6 mostra que 100 % do nível originai da adesão da borracha ao metal foi mantido após 20 dias de envelhecimento pela umidade. O nível de adesão encontrado após 20 dias de envelhecimento pela umidade no Exemplo 8 foi, também, bom com a força do puxão necessária sendo maior do que em qualquer uma das outras formulações com a exceção do Exemplo 6. Por conseguinte, este teste, também, confirmou o benefício que é realizado por meio da inclusão da lignina nas formulações do revestimento do arame. Além disso, mostra que a boa adesão e a adesão envelhecida podem ser alcançadas sem a inclusão de um sal de cobalto na matéria prima do revestimento do arame.

Tabela 4 Ao mesmo tempo em que certas modalidades representativas e detalhes têm sido mostrados para o propósito de ilustração da presente invenção, deve ser evidente para a-queles versados nesta técnica que várias alterações e modificações podem ser feitas aqui sem o afastamento do escopo da presente invenção.

Claims

1. Composição da matéria prima do revestimento do arame, CARACTERIZADA pelo fato de ser compreendida de (1) um polímero de borracha, (2) de 40 phr a 80 phr de negro de fumo, e de (3) 2 phr a 30 phr de lignina.

2. Matéria prima do revestimento do arame, como especificado de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o polímero de borracha inclui pelo menos 50 por cento em peso da borracha natural el ou borracha de poliisopreno sintético.

3. Matéria prima do revestimento do arame, como especificado de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a matéria prima do revestimento do arame é ainda compreendida de um composto de cobalto.

4. Compósito, CARACTERIZADO pelo fato de ser compreendido de uma composição de borracha curada com um elemento de reforço de metal embutido aqui, em que a referida composição de borracha é compreendida de (1) um polímero de borracha, de (2) 40 phr a 80 phr de negro de fumo, e de (3) 2 phr a cerca de 30 phr de lignina.

5. Compósito, como especificado de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de reforço de metal é compreendido de aço revestido de latão em que o elemento de reforço de metal está na forma de um arame ou um talão.

6. Pneu pneumático, CARACTERIZADO pelo fato de ser compreendido de uma carcaça geralmente em forma toroidal com uma banda de rodagem circunferencial externa, dois talões espaçados, pelo menos uma camada estendendo-se a partir do talão para o talão e as paredes laterais estendem-se radialmente a partir de e ligando a referida banda de rodagem aos referidos talões, em que a referida banda de rodagem é adaptada para ser ligada a terra, em que os talões são compreendidos de aço, e em que os talões são revestidos com a composição da matéria prima do revestimento do arame especificada na reivindicação 1.

7. Pneu pneumático, como especificado de acordo com a reivindicação 6, que é CARACTERIZADO por ser ainda compreendido de camadas de aço as quais são revestidas com a composição da matéria prima do revestimento do arame especificada na reivindicação 1.

8. Pneu pneumático, como especificado de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o pneu é um pneu de caminhão ou um pneu de trator, e em que o pneu é ainda compreendido de cabos que contém pelo menos cerca de 10 fibras por cabo, e em que os cabos são revestidos com a composição da matéria prima do revestimento do arame.

9. Pneu pneumático, CARACTERIZADO pelo fato de ser compreendido de uma carcaça geralmente em forma toroidal com uma banda de rodagem circunferencial externa, dois talões espaçados, pelo menos uma camada estendendo-se a partir do talão para o talão e as paredes laterais estendem-se radialmente a partir de e ligando a referida banda de rodagem aos referidos talões, em que a referida banda de rodagem é adaptada para ser ligada a terra, em que a referida camada é reforçada com arames de aço, e em que os arames de aço são revestidos com a composição da matéria prima do revestimento do arame especificada na reivindicação 1.

10. Pneu pneumático, CARACTERIZADO pelo fato de ser compreendido de uma carcaça geralmente em forma toroidal com uma banda de rodagem circunferencial externa, dois talões espaçados, pelo menos uma camada estendendo-se a partir do talão para o talão e as paredes laterais estendem-se radialmente a partir de e ligando a referida banda de rodagem aos referidos talões, um revestimento interno que cobre a superfície interna do referido pneu pneumático, em que a referida banda de rodagem é adaptada para ser ligada a terra, em que o revestimento interno é compreendido de uma borracha de halobutila, um enchimento e lignina.