Tratamiento superficial de caucho utilizando plasma a baja presión.

Método para tratar una superficie de un objeto que comprende un material de caucho,

en el que el objeto es una cámara moldeadora para utilizar en un procedimiento destinado a fabricar un neumático para vehículo, comprendiendo el método:

- someter la superficie a un gas a una presión baja a la que el gas es susceptible de formar un plasma, en el que el gas es un gas de flúor y

- provocar que el gas forme un plasma.

Tratamiento superficial de caucho utilizando plasma a baja presión.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al tratamiento superficial de sustancias utilizando plasma a baja presión y, en particular, al tratamiento de las superficies de caucho para modificar la superficie a fin de obtener ciertas propiedades pretendidas de la superficie según la reivindicación 1, así como a un objeto según la reivindicación 8.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la fabricación de todos los tipos de neumáticos para vehículos se dispone una pieza en bruto de neumático o "neumático crudo" que comprende diversas capas de compuestos de caucho sin vulcanizar en un molde de metal 15 que proporciona el contorno exterior, es decir, el perfil, la forma geométrica de la pared lateral y la huella de la banda de rodadura del neumático. Para presionar la pieza en bruto de neumático sin vulcanizar en el contorno del molde de metal se dispone una cámara moldeadora dentro del neumático crudo y se presuriza con vapor caliente. Mediante vapor caliente a presión, la cámara moldeadora presiona el neumático crudo en la cavidad del molde y calienta el neumático crudo lo que, de este modo, provoca que se vulcanice. En general, la cámara moldeadora está constituida por caucho. En función del tamaño y el tipo de neumático este proceso puede tardar aproximadamente entre 20 y 30 minutos.

A fin de evitar que el neumático crudo se adhiera a la cámara moldeadora durante el proceso de vulcanización, se aplica un antiadherente a la superficie de la cámara moldeadora que entra en contacto con el neumático crudo. Si no se aplica antiadherente o se aplica en una cantidad insuficiente a la cámara moldeadora, puede resultar difícil o imposible separar la cámara moldeadora de la cubierta vulcanizada. Se puede utilizar una cámara moldeadora en la producción de aproximadamente 400 a 600 neumáticos, tras lo que por motivos de resistencia y envejecimiento, se sustituye y se desecha.

Se utilizan con frecuencia antiadherentes que comprenden silicona o talco. En la práctica, se deberá aplicar de nuevo el antiadherente tras unas pocas vulcanizaciones, por ejemplo entre 4 y 6, ya que una parte del antiadherente que se encuentra sobre la cámara moldeadora se transfiere al interior (revestimiento interior) del neumático resultante.

El antiadherente que permanece en el interior de un neumático puede provocar problemas, en particular si por ejemplo, se pretende aplicar posteriormente una sustancia o pieza al revestimiento interior.

Los ejemplos de dichas sustancias son productos de obturación destinados a reparar y sellar pinchazos. Ello funciona únicamente si no hay antiadherente en el revestimiento anterior.

Otro ejemplo lo constituyen los equipos de medición, por ejemplo, los destinados a medir la temperatura del neumático.

Por lo tanto, la superficie del revestimiento interior se limpia utilizando procesos costosos y que consumen mucha 45 energía y detergentes contaminantes. Pero incluso el lavado funciona únicamente con ciertos antiadherentes y, a pesar de ello, de un modo insatisfactorio.

Otro ejemplo consiste en que algunos fabricantes de automóviles adhieren tiras de protección acústica de espuma en el revestimiento anterior a fin de reducir el ruido del neumático. Ello actualmente solo resulta posible si el área a 50 la que se pega la espuma presenta rugosidad mecánica, lo que puede dañar el revestimiento interior.

El presente solicitante ha desarrollado métodos y sustancias, por ejemplo, gelatina o sustancias tixotrópicas, para aplicarse al revestimiento interior de un neumático con el objetivo de equilibrar el neumático y/o la rueda en la que se ha montado el neumático. Para aislar dichas sustancias, se aplican unos nervios al revestimiento interior y es 55 necesario limpiar el revestimiento anterior y eliminar cualquier antiadherente antes de aplicar los nervios.

Se han probado y aplicado diversas medidas tales como -limpiar con disolventes 60 -limpiar con un limpiador a alta presión -aplicar una capa de imprimación -raspar mecánicamente el revestimiento interior.

Se conoce el tratamiento con plasma de materiales termoplásticos y elastómeros. Sin embargo, con el propósito de modificar las superficies de tal modo que otros materiales tales como pinturas y otros tratamientos superficiales se adhieran muy bien posteriormente. Un ejemplo típico lo constituye la industria del automóvil en la que, por ejemplo, piezas de la carrocería tales como los parachoques se tratan con plasma a baja presión para obtener una buena adherencia de la pintura a la pieza de la carrocería. Dichos parachoques se realizan normalmente de PP o EPDM y ningún otro material se adhiere bien a dichos materiales, y los parachoques realizados con dichos materiales normalmente no se pueden pintar de un modo duradero. Mediante un tratamiento con plasma a baja presión se modifican sus superficies de tal modo que la pintura se adhiere bien. Dichas modificaciones se realizan normalmente en plasma de oxígeno.

La patente US n. 6.488.992 da a conocer que los sellos elastoméricos, entre ellos las juntas tóricas, pueden presentar películas finas químicamente resistentes aplicadas mediante la técnica de polimerización por plasma a la superficie del elastómero, mejorando la resistencia al desgaste y resistencia al medio ambiente sin cambiar las propiedades físicas del elastómero. Las películas pueden ser un polímero de silano aplicado mediante la deposición de plasma en un reactor de doble fuente de energía de radiofrecuencia / microondas.

La patente US n. 5.198.033 da a conocer un aparato de tratamiento de plasma destinado a tratar material en tiras, tal como tuberías, alambres, telas y similares, desplazando el material en tiras a través de una zona de tratamiento con plasma del aparato de tal modo que se proporciona una mayor uniformidad en el tratamiento superficial si se mantiene la tensión en el material dentro de un intervalo predeterminado.

La solicitud de patente US n. 2009/289396 da a conocer un método destinado a reciclar materiales poliméricos, en particular caucho curado, tal como se puede obtener a partir de neumáticos y similares, comprendiendo la obtención de material polimérico sólido en forma de partículas obtenido a partir de un artefacto o producto anterior. Las partículas poliméricas se exponen a un medio de tratamiento fluido que modifica químicamente las superficies de las partículas para proporcionar unas superficies de las partículas activadas químicamente, al mismo tiempo que se mantienen las propiedades del polímero en los interiores de las partículas. Las partículas poliméricas con la superficie activada se combinan con un aglutinante fluido o material de matriz. A continuación, el aglutinante o matriz se cura, se seca o se pone en contacto íntimo con las partículas poliméricas con las superficies activadas para formar un cuerpo de material que incorpora las partículas poliméricas recicladas con las superficies unidas al material o matriz curado, seco o aglutinado. De este modo, se puede reciclar una gran parte del material en partículas en nuevos productos que presentan un buen rendimiento, por ejemplo, un buen rendimiento elastomérico.

La patente US n. 4.214.014 describe el tratamiento de superficies para lentes de contacto hidrófilas duras o deshidratadas, a fin de reducir el depósito de impurezas sobre las mismas, que comprende someter la lente, tras conformarla y pulirla, a una descarga de gas, por ejemplo, en una atmósfera de oxígeno.

El documento WO 00/01528 A1 proporciona unos métodos destinados a modificar químicamente superficies particulares utilizando una modificación de la superficie con plasma. Un método para la preparación de calzado que presenta por lo menos dos componentes implica modificar químicamente la superficie de un componente modificando la superficie con plasma. A continuación se adhiere la superficie del componente modificado a una superficie de otro componente. Los grupos funcionales que se incorporan a la superficie del componente mediante dicha técnica comprenden los grupos funcionales cloro, oxígeno y amina. Se mejora la adherencia de un sustrato mediante la modificación química de una superficie del sustrato modificando la superficie utilizando plasma para incorporar los grupos funcionales cloro y oxígeno, grupos funcionales cloro y amina o grupos funcionales amina y oxígeno.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un método para modificar la superficie de las cámaras moldeadoras y las superficies de otros objetos que comprenden un material de caucho utilizando plasma a baja presión. Para producir el plasma a baja... [Seguir leyendo]

1. Método para tratar una superficie de un objeto que comprende un material de caucho, en el que el objeto es una cámara moldeadora para utilizar en un procedimiento destinado a fabricar un neumático para vehículo, 5 comprendiendo el método:

- someter la superficie a un gas a una presión baja a la que el gas es susceptible de formar un plasma, en el que el gas es un gas de flúor y -provocar que el gas forme un plasma.

2. Método según la reivindicación 1, en el que el gas flúor contiene tetrafluometano y/o hexafluoetano.

3. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el objeto es una cámara moldeadora

para utilizar en un procedimiento destinado a fabricar neumáticos para vehículos. 15

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se realiza el tratamiento hasta que se obtiene una capa superficial del material de caucho con unas propiedades modificadas mediante el tratamiento que presenta una vida útil esperada correspondiente a la vida útil esperada del objeto.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 3 y 4, en el que se realiza el tratamiento hasta que se obtiene una capa superficial del material de caucho con unas propiedades modificadas mediante el tratamiento que presenta una vida útil esperada correspondiente a la vida útil esperada del objeto y en el que la cámara moldeadora se encuentra en una posición distendida durante el tratamiento con plasma.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se realiza la distensión con medios mecánicos.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se realiza la distensión mediante presión de aire o gas dentro de la cámara moldeadora. 30

8. Objeto que comprende un material de caucho, en el que el objeto es una cámara moldeadora para utilizar en un procedimiento destinado a fabricar un neumático para vehículos, que presenta una superficie obtenida utilizando un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

9. Objeto según la reivindicación 7, siendo el objeto una cámara moldeadora obtenida utilizando el método según cualquiera de las reivindicaciones 5 y 6.

10. Objeto según cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9, en el que se realiza la distensión mecánicamente de tal modo que se distiende la cámara moldeadora del mismo modo o de uno similar al que sucede con la cámara 40 moldeadora durante el proceso de fabricación de neumáticos.

11. Objeto según cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9, en el que se realiza la distensión neumáticamente utilizando aire o gas comprimido de tal modo que se distiende la cámara moldeadora del mismo modo o de uno similar al que sucede con la cámara moldeadora durante el proceso de fabricación de neumáticos.