BR0206358B1 - correia e processo para fabricar uma correia dentada. - Google Patents

Description

"CORREIA E PROCESSO PARA FABRICAR UMA CORREIA DENTADA"

A invenção se refere a correias de transmissão deforça incluindo correias em V, correias em V de múltiplasnervuras e correias dentadas de transmissão de força, e maisespecificamente a tais correias compreendendo um elemento detração longitudinalmente estendido compreendendo uma ou maiscordões, pelo menos um dos quais sendo formado de um fio defibra de carbono.

Correias de transmissão de força são comumente u-sadas para transmitir força como entre polias. As mesmas po-dem ser submetidas a extremos de temperatura e carga duranteoperação normal. Em virtude de sua estrutura composta, com-preendendo partes de corpo de elastômero curado de módulorelativamente baixo assim como um elemento de tração de mó-dulo relativamente alto definindo o componente de transportede carga primário da correia, e os extremos em carga e tem-peratura aos quais elas podem ser rotineiramente submetidas,um elevado grau de durabilidade, flexibilidade e consistên-cia são exigidos de cada uma das peças componentes.

Um problema especifico associado mais comumente,mas não exclusivamente, à utilização de correias dentadas éaquele relacionado à expansão da correia, que constitui umadeformação permanente da correia, e pode ocorrer como resul-tado de operação prolongada, carga dinâmica extrema, tempe-raturas extremas, seleção de componente inadequado, ou com-binações dos anteriormente mencionados. Especificamente, seos materiais circundando o elemento de tração são insufici-entemente resistentes ao calor, operação em temperatura re-lativamente elevada pode tornar aqueles materiais de talforma quebradiços que eles não mais ligam efetivamente oelemento de tração ao corpo de correia circundante, condu- zindo a uma queda na resistência de tração da correia e con-seqüentemente rápida expansão da correia. Tal deformaçãopermanente da correia leva a uma interação inadequada dedente-ranhura, falha de tração e finalmente à falha catas-trófica do cordão de tração.

A introdução de fibra de carbono como um materialde reforço em artigos compostos de borracha apresentou apossibilidade de desempenho aperfeiçoado para algumas apli-cações devido ao seu módulo relativamente elevado em compa-ração com as fibras convencionais, por exemplo, cordão de vidro. Contudo, até o presente, a adesão das fibras ao com-ponente de elastômero envolvente por períodos prolongados devida útil em operação, e problemas correlatos, não foramadequadamente resolvidos. A patente US 5.807.194 revela ouso de fibra de carbono como o cordão de tração em uma cons- trução de correia dentada de transmissão de força possuindopartes de corpo de correia de uretano. Aquela revelação élimitada ao cordão de fibra de carbono tendo um tratamentode cordão, o qual permite a sua incorporação na estruturacomposta de correia, envolvendo o cordão captando várias quantidades do próprio material de correia de uretano duran-te o processo de fundição da correia. A natureza fundível dopróprio material de uretano, isto é, sua forma líquida antesda etapa de cura, permite que o uretano flua em torno dasfibras de carbono e dentro de seus interstícios. A revela-ção, contudo, não é aplicável a construções de correia en-volvendo partes de corpo de correia de elastômero não fundi-vel, por exemplo, borracha de butadieno acrilonitrila hidro-genada ("HNBR"), e borracha de policloropreno ("CR").

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção proporciona uma correia 10 detransmissão de força, compreendendo um corpo 12 de correia,formado de uma composição de elastômero curada, e um elemen-to 18 de tração compreendendo um cordão compreendendo pelomenos um fio formado de uma fibra de carbono, embutida nocorpo de correia. A fibra de carbono de acordo com uma moda-lidade da invenção é caracterizada por um módulo de traçãona faixa a partir de 50 giga Pascais ("GPa") até aproximada-mente 3 50 GPa e inclui um tratamento de cordão formado deuma solução de resina de resorcinol-formaldeído/látex deborracha ("RFL") possuindo um módulo elástico selecionadopara resultar em expansão da correia não superior a 0,1%, a100°C, após 48 horas sob Análise de Expansão de Correia sobElevada Temperatura. De acordo com uma outra modalidade, éprovido um método para fabricar uma correia de transmissãode força possuindo resistência aperfeiçoada à expansão dacorreia, compreendendo as etapas de selecionar o móduloelástico de um tratamento de cordão para aplicação ao fioe/ou a uma ou mais de suas fibras formando o cordão de tra-ção de tal modo que o mesmo esteja compreendido na faixa apartir de aproximadamente 1,0 χ IO7 até aproximadamente 5,0χ IO8 dinas/cm2 (aproximadamente 1,0 χ IO6 até aproximadamen-te 5,0 χ IO7 Nm"2) a 20°C, e esteja compreendido na faixa apartir de 5,0 χ IO6 até aproximadamente 3,0 χ IO8 dinas/cm2(aproximadamente 5,0 χ IO5 até aproximadamente 3,0 χ IO7Nm"2) a 100°C.

Outras características e vantagens da invenção se-rão evidentes após análise de suas figuras e descrições, onde:A Figura 1 é uma vista em seção longitudinal par-cial, parcialmente em corte em seção transversal, mostrandouma correia de acordo com uma modalidade da invenção com umcordão embutido e dentes de correia; e

A Figura 2 é uma representação esquemática de umaconfiguração de teste utilizada para caracterizar um aspectoda presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Com referência â Figura 1, é mostrada genericamen-te uma correia 10 da invenção na forma de uma correia denta-da de transmissão de força. A correia 10 inclui um corpo 12formado de qualquer composição de elastômero adequada cura-da, com os dentes 14 de correia sendo formados do corpo eseparados em um passo P. Os dentes são cobertos opcionalmen-te com um tecido 16 resistente ao desgaste, como mostrado,disposto ao longo de superfícies periféricas dos dentes decorreia. Nessa modalidade ilustrada um elemento 18 de traçãode cordão helicoidalmente espiralada é embutido no corpo 12de correia.

Para utilização na composição de elastômero decorpo de correia, qualquer tipo de elastômero adequado e/ouconvencional pode ser empregado, incluindo elastômeros fun-díveis bem como elastômeros não-fundíveis e também elastôme-ros termoplásticos. Como elastômeros não-fundíveis, HNBR,CR, borracha de acrilonitrila butadieno ("NBR"), borracha deestireno-butadieno ("SBR"), polietileno alquilado clorossul-fonado ("ACSM"), epicloroidrina, borracha de butadieno("BR"), borracha natural ("NR") e elastômeros de etileno-alfa olefina tal como terpolímero de etileno-propileno("EPDM") e copolímero de etileno-propileno ("EPM"), ou umacombinação de quaisquer dois ou mais dos anteriormente men-cionados pode ser empregada de forma vantajosa.

Como elastômeros fundíveis, adequados para usocomo o elastômero de corpo de correia, das correias de acor-do com a presente invenção, uretanos, uretano/uréias euréias, são mencionados como exemplos não limitadores. Paraelastômeros fundíveis, o corpo é fundido de um material lí-quido de correia o qual, quando curado, tem as característi-cas físicas necessárias exigidas de uma correia de transmis-são de força. Por exemplo, o material pode ter as proprieda-des reveladas em qualquer uma das Patentes US Nos 4.838.843de Westhoff, 5.112.282 de Patterson et al. , ou na PublicaçãoWOP N0 96/02584 (1 de Fevereiro de 1996) de Wu et al.

Aditivos convencionais de composição de elastômeroincluindo cargas, agentes de cura, ativadores, aceleradores,retardadores de vulcanização prematura, estabilizadores, an-tioxidantes, antiozonizadores e plastificantes podem serutilizados em conjunto com o próprio constituinte de elastô-mero para formar as partes de corpo da correia de transmis-são de força, em quantidades convencionalmente empregadaspara esse propósito. As correias da presente invenção, asquais podem ser dentadas como ilustrado nas Figuras 1 e 2,mas também podem ter a forma de uma correia em V ou uma cor-reia em V de múltiplas nervuras, podem ser fabricadas utili-zando-se técnicas conhecidas de construção de correia, qual-quer número das quais seria facilmente considerado por aque-les versados na técnica. Exemplos de correias de transmissãode força incluindo correias dentadas ou sincrônicas, cor-reias em V, e correias em V de múltiplas nervuras, são reve-lados nas Patentes US N°s 3.138.962; 3.200.180; 4.330.287; e4.332.576. Exemplos de métodos para produzir tais correiassão revelados nas Patentes US N°s 3.200.180; 3.772.929 e4.066.732. Essas referências de patente são simplesmenteexemplos de vários tipos de correias de transmissão de forçae de suas técnicas de formação do estado da arte.

Várias ranhuras 20 transversalmente orientadas po-dem ser formadas opcionalmente em uma camada externa da cor-reia. Embora não sejam necessárias, as ranhuras 20 reduzem opeso da correia e podem otimizar a flexibilidade da correiaem algumas aplicações, ou sob certas circunstâncias, parti-cularmente quando um material fundível é usado para formar ocorpo da correia.

Os dentes espaçados 14 formados do corpo podem terqualquer formato em seção transversal desejado tal como tra-pezoidal, curvilíneo, ou curvilíneo truncado. Exemplos deformatos de dentes curvilíneos aparecem nas Patentes US N0s.3.756.091 de Miller, 4.515.577 de Cathey et al. e 4.605.389de Westhoff.Como o tecido 16 resistente ao desgaste opcionaldisposto na superfície periférica dos dentes de correia parapromover resistência a cisalhamento dos dentes e, em cons-truções de correia fundivel, especificamente, para reduzir agressividade dos dentes de correia ao entrar nas ranhurasde uma roda dentada, qualquer material adequado ou convenci-onal pode ser empregado, incluindo náilon torcido, algodão,linho, juta, aramide, poliéster e fibra de vidro. Mais doque uma camada de tecido pode ser empregada. Se desejado o tecido pode ser cortado em uma orientação de modo que aspernas formam um ângulo com a direção de deslocamento dacorreia. O tecido pode ser de qualquer configuração desejadatal como uma tecedura convencional consistindo em fios detrama e de urdidura em qualquer ângulo desejado, ou podeconsistir em cordões de trama, ou de uma configuração de ma-lha ou trançada, ou semelhante.

Nessa modalidade ilustrada o elemento 18 de traçãona forma de um cordão é espiralado helicoidalmente atravésda largura da correia de forma espaçada lado a lado. 0 cor- dão em modalidades não limitadoras de invenção pode ocuparde a partir de aproximadamente 75 até aproximadamente 95% dalargura da correia, e preferivelmente de aproximadamente 80%até aproximadamente 92% da largura da correia.

0 cordão compreendendo o elemento de tração com-preende uma pluralidade de fios torcidos e/ou enfeixados,pelo menos uma das quais compreende um fio de fibra de car-bono de qualquer tipo adequado. No presente contexto, e doprincípio ao fim desta revelação, o termo "fibra" e o termo"filamento" são utilizados de forma intercambiável para de-signar um material tendo um diâmetro pequeno em seção trans-versal, por exemplo, de 4-7 μττι, e um comprimento de pelo me-nos aproximadamente 100 vezes o seu diâmetro, mas tendo ge-ralmente um comprimento excessivamente grande ou até mesmoindefinido; e o qual forma o elemento básico de um fio. Otermo "fio" é utilizado aqui, e do princípio ao fim dessarevelação, para designar pelo menos dois, mas geralmente comrelação a fios de fibra de carbono, mil ou mais fibras quesão assentadas e/ou torcidas e/ou de outra forma enfeixadasem conjunto em uma perna contínua para formar um componentede um cordão. O termo "cordão" é utilizado do princípio aofim desta revelação para designar o produto de um ou maisfios que podem ser torcidos como é sabido na técnica, equando dois ou mais fios são empregados, podem ser adicio-nalmente assentados e/ou enfeixados e/ou torcidos em conjun-to.

Fibras de carbono exemplares para utilização naprática de uma modalidade da presente invenção são descri-tas, por exemplo, na Patente US anteriormente mencionada N05.807.194, cujo conteúdo, com relação aos tipos ilustrativosde fibra de carbono, configurações e designações que podemser utilizadas na prática das modalidades da presente inven-ção, é incorporado aqui como referência. Fibra de carbono égeralmente feita mediante carbonização de uma outra fibratal como fibra de poliacrilonitrila em que no processo decarbonização o diâmetro da fibra é substancialmente reduzi-do. Fios formados de uma ou mais fibras de carbono podem,por exemplo, ter uma massa por unidade de comprimento deaproximadamente 66 tex até aproximadamente 1.650 tex, e umacontagem de filamento (isto é, número de fibras individuaisde carbono por fio) de aproximadamente 1.000 até aproximada-mente 24.000. A fibra de carbono para uso de acordo com apresente invenção possui um módulo de tração na faixa a par-tir de aproximadamente 50 GPa até aproximadamente 3 50 GPa;preferivelmente a partir de aproximadamente 100 GPa atéaproximadamente 300 GPa; e mais preferivelmente a partir deaproximadamente 150 GPa até aproximadamente 275 GPa, comodeterminado de acordo com ASTM D4 018. Em modalidades da pre-sente invenção, e particularmente naquelas onde o diâmetroem seção transversal das fibras individuais de carbono estána faixa de a partir de aproximadamente 4, até aproximada-mente 7 μm, a contagem de filamento do cordão utilizada nacorreia de transmissão de força pode ser de aproximadamente5.000 até aproximadamente 24.000. Em modalidades adicionaisa contagem de filamentos do cordão pode ser a partir deaproximadamente 9.000 até aproximadamente 15.000. Como é sa-bido na técnica, fio de carbono e cordão formado da mesmapodem ser caracterizadas pelo número de fibras contidas namesma mais propriamente do que pelo denier ou decitex. Umanomenclatura de números e a letra "K" são usadas para deno-tar o número de fibras de carbono em um fio. Desse modo, emum fio de fibra de carbono "3K", o "K" é uma designaçãoabreviada para "1.000 fibras", e o "3" designa um multipli-cador. Dessa forma, fio de carbono "3K" identifica um fio de3.000 fibras ou filamentos. Além disso, com relação à nomen-clatura de cordão, em um cordão de fibra de carbono "3K-5",o "5" indica que cinco fios 3K são torcidos e/ou de outraforma enfeixados em conjunto para desse modo formar o cordãotendo uma contagem de filamento de 15.000. Em modalidades dainvenção, o cordão de fibra de carbono compreende qualquercombinação de fios adequada para uma determinada aplicação,incluindo mas não limitada a 6K-1; 3K-3; 6K-2; 12K-1; 3K-4;3K-5; 6K-3 e 6K4 .

Exemplos não-limitadores de fibras de carbono ade-quadas para uso na prática da presente invenção estão dispo-níveis comercialmente através da Toray sob as referênciasTORAYCA-T400 HB 6K 40D e TORAYCA-T700 GC 12K 41E; e materi-ais similares também estão disponíveis através da BP AmocoChemicals Co., sob as referências T-650/35 6K 309NT e T-650/35 12K 309NT.

Os fabricantes de fibra revestem tipicamente asfibras com uma cola, a qual serve geralmente para inibirfratura quando a fibra é processada em fios e enrolada emcarretéis, e/ou para facilitar umedecimento das fibras efios formados a partir das mesmas com tratamento (s) de cor-dão. Em alguns casos, a cola pode dessa forma ter uma estru-tura química que é compatível com um tratamento de cordãoaplicado aos fios e/ou filamentos para incorporação de cor-dão tratado em uma correia de transmissão de força, e podepor exemplo ser desse modo uma solução de epóxi baseada emágua ou baseada em solvente. Do início ao fim da presenterevelação, o termo "cola" é utilizado para denotar uma pelí-cula geralmente fina aplicada a um fio e/ou filamento de fioem um nível a partir de aproximadamente 0,2 até 2,0% em pesoseco, isto é, baseado no peso do fio assim tratada ou fila-mento seco, isto é, o fio ou filamento seco ao qual a colafoi aplicada, de modo a funcionar como descrito acima.

De acordo com uma modalidade da presente invenção,uma composição RFL, isto é, uma composição de látex de elas-tômero compreendendo adicionalmente um produto de reação deresorcinol-formaldeído, é aplicada como um tratamento decordão a pelo menos uma parte do fio e/ou a um ou mais deseus filamentos de carbono. Do início ao fim da presente re-velação, o termo "tratamento de cordão" é usado para denotarum material aplicado a um fio e/ou filamento de fio (o qualpode ou não incluir uma cola) e localizado pelo menos em umaparte da superfície de fio e/ou filamento de fio e dentro depelo menos uma parte de um ou mais interstícios formados en-tre tais filamentos e fio(s) de um cordão formado através daação de enfeixar e/ou torcer e/ou outra combinação ou confi-guração de tal fio de cordão tratado; e sendo aplicada a talfio e/ou filamento de fio em um nível superior a 2,0% combase no peso final do cordão desse modo tratada.

Como os constituintes RFL, quaisquer materiaisadequados podem ser empregados. A fração de resina de resor-cinol-formaldeído na solução RFL representa preferivelmentede aproximadamente 2 até aproximadamente 4 0% em peso seco,com a fração de látex representando de aproximadamente 60até aproximadamente 98%. Preferivelmente, a fração de resinade resorcinol-formaldeído representa de 5 a 3 0% em pesoseco; e a fração de látex representa de 70 a 95%. Essa pro-porção em uma modalidade da presente invenção foi considera-da como permitindo que os vários filamentos da fibra de car-bono sejam impregnados suficientemente para reduzir abrasãoe ruptura dos mesmos, enquanto mantém flexibilidade sufici-ente necessária para realizar as operações de torcer e cabe-ar convencionalmente empregadas e, com relação a modalidadesespecíficas da invenção apresentadas aqui, é descrita em de-talhe adicional abaixo. Contudo, independente das fraçõesespecíficas empregadas da resina de resorcinol-formaIdeido e látex, ou do nível de captação obtido, descobriu-se na prá-tica da presente invenção que o nível de sólidos da soluçãode tratamento de cordão deve ser trazido para, e mantido em,um ponto onde a solução RFL permanece substancialmente está-vel durante o processo de tratamento.

O componente de látex na solução RFL pode ser dequalquer tipo adequado, incluindo HNBR, NBR, HNBR carboxila-da NBR carboxilada, borracha de vinil piridina/estireno bu-tadieno ("VP/SBR"), VP/SBR carboxilada, SBR, polietilenoclorossulfonado ("CSM"), elastômero do tipo etileno-alfaolefina tal como terpolímero de etileno propileno dieno("EPDM") e copolímero de etileno-propileno ("EPM"), ou umacombinação e quaisquer dois ou mais dos anteriormente menci-onados. Em uma modalidade preferida, o componente de látex éum tipo de HNBR carboxilada, e pode incluir quantidades ouproporções inferiores a, de até, ou iguais em peso, ou mais,de outros tipos de elastômero, incluindo elastômeros do tipoetileno-alfa olefina tais como EPDM ou EPM. Elastômeros deetileno-alfa olefina podem ser utilizados isoladamente ou emcombinação de quaisquer dois ou mais dos mesmos para aper-feiçoar as propriedades de desempenho em baixa temperaturada correia resultante, tal como flexibilidade em baixa tem-peratura .

De acordo com uma modalidade da presente invenção,uma quantidade de tratamento de cordão é aplicada ao fio su-ficiente para revestir pelo menos uma parte da superfície dofio e dentro de pelo menos uma parte dos interstícios forma-dos entre suas fibras individuais. Em modalidades da presen- te invenção um nível de captação de tratamento de cordão éobtido na faixa a partir de aproximadamente 5,5% até aproxi-madamente 3 0%; preferivelmente de aproximadamente 7% atéaproximadamente 25%; e mais preferivelmente a partir deaproximadamente 7,5% até aproximadamente 24% em peso seco,com base no peso final do cordão desse modo tratado.

Em uma modalidade da presente invenção, o fio defibra de carbono, de torção-zero (isto ê, não-torcida), ouum feixe de fios, compreendendo pelo menos uma fibra de car-bono, é imerso em um banho de impregnação contendo o trata-mento de cordão RFL; o fio de fibra desse modo impregnado éseco; o fio ou os feixes de fio são posteriormente torcidosem uma configuração apropriada para o tipo de cordão especí-fico empregado, e os cordões dessa forma revestidos, asquais podem incluir opcionalmente uma cobertura adicional deum adesivo de cordão adequado aplicado à superfície do cor-dão, são incorporados na estrutura de correia utilizando-sequalquer método convencional ou adequado, como mostrado aci-ma. No presente contexto e do início ao fim desta revelaçãoo termo "cobertura" é utilizado para designar um materialaplicado à superfície de um cordão, mas não residindo geral-mente dentro dos interstícios formados entre fios individu-ais e/ou fibras da mesma; geralmente em um nível a partir deaproximadamente 1% até aproximadamente 20% de peso seco, combase no peso final do cordão desse modo tratado, que funcio-na para facilitar adesão do cordão tratado aos materiaiscircundantes de correia.

Em uma modalidade não-limitadora da presente in-venção, ao realizar as etapas de tratamento de cordão, otratamento de cordão é deixado penetrar nos fios, e dentrodos interstícios formados entre fibras individuais dos fiose das próprias fibras, de modo a cobrir tantos filamentosdos fios quanto possível, incluindo aqueles no núcleo dofio, após aplicação do tratamento de cordão ao fio e/ou auma ou mais de suas fibras. Qualquer método adequado paradesse modo maximizar o montante de captação de tratamento decordão de RFL no cordão, pode ser, mas não é necessariamen-te, empregado na prática da presente invenção. Em uma moda-lidade, contudo, o processo de revestimento descrito acimainclui ainda a etapa, realizada por último durante a etapade impregnação, de abrir fios de carbono mediante separaçãodos filamentos dos quais elas são compostas, de modo quecada fibra apresenta uma área aumentada sobre a qual a etapade impregnação pode ocorrer. Essa abertura ou separação dosfios pode ser formada através de qualquer operação adequada.

De acordo com uma modalidade da presente invenção,descobriu-se surpreendentemente que mediante seleção do mó-dulo elástico do tratamento de cordão RFL através da manipu-lação de uma ou mais variáveis, o mesmo pode ser otimizadopara a construção de correia de transmissão de força especí-fica para produzir uma correia que exibe expansão de correia permanente reduzida quando medida após 48 horas sob Análisede Expansão de Correia sob Alta Temperatura realizada a100°C, como descrito adicionalmente abaixo.

Seleção de módulo do tratamento de cordão RFL deacordo com uma modalidade da presente invenção pode ser ob-tida de diversas formas, incluindo mediante ajuste das con-dições de processamento de cordão incluindo a temperatura àqual o cordão é exposto e/ou o período de exposição do fioimpregnado com tratamento de cordão durante o processo detratamento (daqui por diante, as "condições de processamen-to"); adicionando-se quantidades relativamente pequenas deuma carga, tal como negro de fumo, à solução de tratamentode cordão RFL para impregnação nas fibras de carbono; mani-pulando- se a relação de peso de formaldeído/resorcinol naRFL; manipulando-se a relação de peso de resina de resorci-nol-formaldeído/látex na RFL, adicionando-se uma quantidademenor de uma dispersão aquosa de antioxidante convencional àsolução de tratamento de cordão, selecionando-se um tipo delátex para a solução RFL, e adicionando-se um isocianatobloqueado a RFL.

Descobriu-se surpreendentemente, de acordo com umamodalidade da presente invenção, que mediante manipulação domódulo elástico da composição RFL usada como o tratamento decordão das fibras de carbono, de acordo com uma modalidadeda presente invenção, até um nível ótimo, obtém-se como re-sultado uma redução significativa na expansão da correia.Além disso, atualmente se acredita que, com relação a mini-mizar a expansão permanente da correia, exista um móduloelástico RFL ótimo para uma fibra de carbono tendo um módulode tração em um nível específico. Embora não pretendendo serlimitado por qualquer teoria específica, acredita-se atual-mente que exista um módulo elástico de tratamento de cordãoótimo para qualquer tipo de cordão de tração de correia detransmissão de força, que resulta em um valor mínimo de ex-pansão permanente da correia para aquela construção.

Além disso, descobriu-se que as condições de pro-cessamento do cordão tratado, isto é, pelo menos um entre atemperatura elevada e período de exposição ao qual o cordãoé exposto após aplicação da solução RFL, pode ser manipuladocom impacto significativo sobre o teor de umidade final docordão, sua rigidez e a capacidade resultante da correia emresistir à expansão, como ilustrado nos exemplos, e nas des-crições anexas dos mesmos, providas abaixo. Acredita-se atu-almente, por exemplo, com relação a uma temperatura de expo-sição ou período de exposição que é muito baixo para uma de-terminada composição RFL e/ou tipo de cordão, que enquanto oteor de umidade residual do cordão tratado (isto é, pós-processamento) não atinge necessariamente o módulo elásticoda composição RFL, umidade excessiva retida dentro do feixede cordões pode impedir que a RFL cubra de forma integral ouhomogeneamente, ou se ligue ao cordão de tração, aos seusfios, fibras e interstícios. Acredita-se que isso por suavez prejudique a eficácia da RFL em aperfeiçoar a resistên-cia da correia à expansão. Inversamente, com relação a umatemperatura de exposição ou período de exposição que é muitoelevado para uma composição RFL específica e/ou tipo de cor-dão, acredita-se que ocorra um teor de umidade indesejavel-mente baixo e/ou degradação da parte de látex da composiçãoRFL e que como resultado se obtenha rigidez de cordão cor-respondentemente elevada, desse modo aumentando o módulo e-lástico efetivo do tratamento de cordão RFL até um nível in-desejavelmente elevado no qual ocorre fragilidade e seusproblemas associados anteriormente mencionados.

ILUSTRAÇÃO I

Para ilustrar os efeitos da presente invenção,correias dentadas foram formadas, cada uma delas tendo umalargura superior de 19 mm e 97 dentes (passo de 9,525 mm) emedindo 932,925 mm de comprimento, e compreendendo partes decorpo de correia HNBR substancialmente idênticas e um cordãode tração formada de dois fios de fibra de carbono cada umatendo um módulo de tração de 250 GPa, uma massa por unidadede comprimento de 396 tex e uma contagem de filamentos deaproximadamente 6.000, disponível através da Toray do Japãosob a marca comercial TORAYCA-T400 HB 6K 40D. As correiasdiferiram na composição de tratamento de cordão RFL especí-fica e/ou diferiram nas condições de processamento (incluin-do temperatura de secagem e/ou período de exposição) do tra-tamento de cordão RFL aplicado ao cordão de tração, comomostrado na Tabela 2 abaixo. Em cada um dos exemplos a se-guir, e nos exemplos comparativos apresentados na Tabela 2,foi empregada uma solução RFL resistente a elevadas tempera-turas baseada em HNBR carboxilada comum descrita na Tabela1, quer seja como descrito acima ou quando modificada adici-onalmente como apresentado na Tabela 2, (a seguir referidacomo a "composição X-HNBR RFL").

TABELA 1

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IResina PENACOLITE R-2170 da Indspec Chemical2ZETPOL B da Nippon Zeon.

Para formar a X-HNBR RFL descrita na Tabela 1, aamônia aquosa foi adicionada à água e agitada até a misturaestar concluída. Então, a resina de resorcinol/formaldeídofoi adicionada à solução desse modo formada e foi misturadaaté que a resina foi completamente dissolvida. A mistura deresina resultante foi ajustada, como exigido, com amôniaaquosa adicional até um pH final de pelo menos 9,0. Essamistura de resina foi então adicionada ao látex de HNBR car-boxilada e misturada até a combinação estar concluída. Na-quele ponto o formaldeído foi adicionado à solução com agi-tação e a solução resultante também foi misturada. A misturafoi então envelhecida por pelo menos duas horas, e o pH dasolução foi ajustado como necessário com amônia aquosa atéum pH final de 9,0. Permitiu-se envelhecimento adicional por16 horas antes da utilização como tratamento de cordão.

Em adição aos constituintes apresentados na Tabela1, a X-HNBR RFL utilizada nos exemplos específicos e nosExemplos Comparativos apresentados na Tabela 2 também inclu-iu 4,3% em peso úmido (18 partes em peso) de uma dispersãode cera HEVEAMUL M-Illb com 45% de sólidos da Heveatex,6,50% em peso úmido (27,2 partes em peso) de uma solução deuréia aquosa a 41%, e 2% em peso úmido (8,4 partes em peso)de um antioxidante disponível sob o nome AQUANOX 2 9 da Goo-dyear Chemical Co.. Esses três constituintes, isto é, cera,uréia e antioxidante, não são exigidos nas soluções RFL deacordo com a presente invenção, mas podem ser opcionalmenteempregados como meios auxiliares de processo e/ou, no casodo antioxidante, para modificar uma propriedade não relacio-nada ao escopo da presente invenção.

Para cada um dos exemplos 4 e 6 e Exemplo Compara-tivo 5, a quantidade respectiva de negro de fumo, mostradana Tabela 2, foi adicionada a X-HNBR RFL com mistura após acomposição ter envelhecido por 16 horas nessa etapa. Ondeindicado na Tabela 2, o tipo de negro de fumo utilizado nailustração a seguir foi uma dispersão com 35% de sólidosdisponível a partir da J. C. Gadd Co. sob a referência BLACKSHIELD N° 4. Na prática da presente invenção, contudo, quan-do negro de fumo é utilizado para aumentar o módulo elásticoda solução RFL, qualquer tipo de reforço convencional ouadequado pode ser empregado, e o mesmo pode ser incorporadona solução em qualquer etapa conveniente da fabricação deRFL, por exemplo, com a adição do látex.

Para determinar o módulo elástico das composiçõesde X-HNBR RFL empregadas como tratamentos de cordão nas cor-reias descritas na Tabela 2, amostras de película das compo-sições respectivas foram submetidas a Análise Mecânica Dinâ-mica. Cada uma das composições de X-HNBR RFL, além dos cons-tituintes apresentados na Tabela 1, incluía 2% em peso úmi-do da composição, do antioxidante descrito acima.

Do princípio ao fim da presente revelação, inclu-indo as reivindicações anexas, o termo "módulo elástico"como aplicado a uma composição de RFL ou composição de tra-tamento de cordão é usado para denotar aquele módulo elásti-co como obtido de acordo com o procedimento apresentadoabaixo, da composição associada em seu estado substancial-mente seco. Isto é distinguível do módulo elástico de talcomposição em sua forma final sobre, em torno de, e dentrodos interstícios de um cordão de tração, em que água residu-al a partir do látex ou de outras fontes pode, se não forremovida substancialmente nas etapas de processamento, re-sultar em um módulo elástico efetivo diminuído da composi-ção; ou em que exposição do cordão tratado à temperatura ex-cessiva por períodos prolongados pode resultar em degradaçãoda composição, particularmente para aquelas composições em-pregando látex resistente à baixa temperatura, por exemplo,VP/SBR.

Nem a uréia, nem a dispersão de cera, que foramutilizadas em cada um dos tratamentos de cordão, foi utili-zada nas composições de RFL para as quais valores de móduloelástico foram obtidos nessa análise. Não se acredita queessa modificação tenha impacto no módulo elástico resultantedas composições de RFL respectivas. Especificamente, o mesmolátex de elastômero foi usado em cada caso; a relação depeso de formaldeído/resorcinol nas composições de RFL foi,em cada caso, de 1,274; e a relação de peso de látex/resinade resorcinol-formaldeído das soluções foi, em cada caso, de13,17.

As películas foram preparadas mediante imersão deuma chapa coletora de amostra de vidro em recipientes con-tendo as soluções RFL respectivas, para obter em cada casouma amostra de película tendo uma espessura de 0,05 mm e me-dindo 22,7 mm de comprimento. As etapas de fabricação paraproduzir a composição de X-HNBR RFL como descrito acima fo-ram empregadas na formação das soluções de RFL respectivaspara essa análise. Embora os espécimes de teste fossem secospara essa análise em uma temperatura de exposição de apenas50°C em contraste com as temperaturas superiores às quais ascomposições de RFL foram expostas quando utilizadas como umtratamento de cordão como indicado na Tabela 2, acredita-seque as amostras de teste em cada caso estivessem não obstan-te substancialmente secas. Isso porque embora temperaturasrelativamente elevadas sejam exigidas para secar completa-mente ou substancialmente a composição de RFL dentro da es-trutura relativamente maciça e complexa de um cordão trata- do, temperaturas relativamente baixas são exigidas para se-car completamente tais composições na forma relativamentepequena, plana e não-complexa representada pela fatia deamostra.

Desse modo, espera-se que as faixas efetivas de módulo elástico, informadas aqui para essas amostras de tes-te de composição de RFL, sejam substancialmente compatíveiscom o módulo elástico exibido pelas composições de RFL dasmesmas formulações utilizadas como tratamento de cordão naconstrução das correias dentadas de transmissão de força como refletido na Tabela 2, desde que, contudo, as condiçõesde processamento (incluindo temperatura de secagem e tempode exposição) para um cordão tratado determinado sejam sele-cionadas para secar substancialmente a composição RFL semresultar em uma rigidez de cordão excessivamente elevada como observado adicionalmente acima, e descrito em detalheadicional abaixo.

Um aparelho de teste RSA ajustado em 1,6 Hz, e es-forço de 0,1% e configurada no modo de tração-tração foi em-pregado para analisar as amostras de teste de RFL curada. O módulo elástico foi determinado em uma varredura através deuma faixa de temperaturas a partir de aproximadamente70°C até aproximadamente 170°C. Resultados para leituras detemperatura feitas em 20°C e em 100°C são apresentados abai-xo sob os cabeçalhos pertinentes na Tabela 2.

Para cada uma das correias ilustradas na Tabela 2,a X-HNBR RFL isoladamente, ou quando modificada de acordocom a Tabela 2 para incluir proporções menores de negro defumo adicionado à composição RFL, foi aplicada como um tra-tamento de cordão ao fio de fibra de carbono descrita acimacomo a seguir. Em uma primeira etapa, fio não-torcido foiimerso em um tanque contendo a X-HNBR RFL apropriada ou so-lução de X-HNBR RFL modificada com negro de fumo. Emboraqualquer método possa ser usado para aplicar o tratamento decordão, ao cordão de acordo com a presente invenção, paraesses exemplos ilustrativos, filamentos dos fios de fibra decarbono foram separados durante essa etapa de impregnaçãopara aumentar a área de exposição das fibras e desse modoaumentar a quantidade de tratamento de cordão de RFL aplica-da às mesmas. Essa separação foi realizada por intermédio dapassagem dos fios em torno de dois pinos, cada um medindo 1mm de diâmetro, que estavam separados uns dos outros em 34mm, que foram submersos no tratamento RFL e colocados per-pendiculares à trajetória dos fios, o que criou nos fios atendência a abrir e os seus filamentos a se separarem demodo a ocupar a maior parte da linha de contato com o pino.Tensão sobre o fio enquanto no tanque de imersão contendocomposição RFL foi controlada em 40 a 50 gramas. O fio foiposteriormente passado através de uma matriz de aço tendo umdiâmetro de 0,81 mm mediante remoção do tanque para removero tratamento em excesso e para otimizar a penetração do tra-tamento de cordão. 0 fio foi então passado através de doisfornos. Cada um media 3 metros de comprimento e o tempo depermanência do fio em cada forno foi de 4,5 segundos. A tem-peratura média de forno dentro do primeiro forno foi de145,8°C. A temperatura média de forno dentro do segundo for-no foi de aproximadamente 231,5°C, 267,0°C e 302,5°C comoindicado na tabela abaixo. Embora não pretendendo ser limi-tado a qualquer teoria ou prática específica, acredita-seque expor o cordão tratado a uma primeira temperatura eleva-da relativamente inferior bem como a uma segunda temperaturaelevada relativamente superior por períodos de exposição su-ficientes de acordo com os exemplos mostrados abaixo propor-cione um meio eficiente para secar o cordão, isto é, elimi-nar quantidades substanciais de água residual a partir daparte de látex da composição RFL, e também fazer com quepelo menos uma parte da torção de resorcinol-formaldeído dacomposição RFL reaja com pelo menos uma parte da parte delátex da composição RFL e do próprio cordão de carbono, des-se modo promovendo adesão do tratamento de cordão ao cordão.

Embora dois fornos fossem empregados para proces-sar o cordão tratado para fins dos exemplos apresentadosabaixo, deve ser prontamente entendido que essas operaçõespoderiam ser realizadas em uma única operação a qual pode,além disso, ocorrer em um único forno, ou aparelho equiva-lente. A captação de RFL, isto é, a quantidade de tratamentode cordão aplicado a, ou dentro do fio, mediante emergênciados fios revestidos a partir do segundo forno em cada casodescrito na Tabela 2, estava entre 20,45 e 21,0% com base nopeso final seco do fio. O nível de captação de tratamento decordão foi determinado com o propósito dessa e de todas asoutras ilustrações mediante medição do aumento de peso de umfio de dez (10) metros de comprimento após aplicação do tra-tamento de cordão e processamento, e exposição do fio trata-do e processado a uma atmosfera de 105°C por 16 horas.

Quando da emergência a partir do forno de secagem,a rigidez dos fios de amostra revestidos uma única vez foideterminada por intermédio de um Aparelho de Teste de Rigi-dez Taber V-5, uma vez que se acredita que a rigidez do cor-dão revestido esteja relacionada ao módulo elástico do tra-tamento de cordão. Para cada um dos fios revestidos do tipoutilizado nessa ilustração e analisado de acordo com estemétodo, um contrapeso de dez (10) unidades de medição foiempregado para produzir uma medida relativa da rigidez decordão. Os resultados, onde os valores foram obtidos, sãorelatados na Tabela 2.

O teor de umidade do cordão desse modo tratado eprocessado, isto é, água residual, fornecida principalmentepela parte de látex da composição RFL, foi determinado adi-cionalmente através da medição da perda de peso de uma seçãode dez (10) metros do fio tratado e processado após sua ex-posição a uma atmosfera de 105°C por 16 horas, e os resulta-dos fornecidos adicionalmente abaixo na Tabela 2.

Para cada exemplo, e exemplo comparativo, dois dosfios, tratados desse modo, foram então torcidos em conjunto,sob tração, utilizando-se uma máquina de torção METUMAT(disponível através da Memmingen Co.), em uma taxa de 80torções por metro. A máquina foi regulada em freagem de 30%e foi utilizada uma tensão moderada de embalagem de 600g. Aconstrução do cordão era uma 6K-2, isto é, dois fiosTORAYCA-T400 HB 40D 6K de 6.000 filamentos torcidas em con-junto para formar um cordão.

Uma cobertura, compreendendo uma solução com 3 0%de sólidos, disponível através da Henkel, sob a referênciaCHEMOSIL 2410, a qual foi trazida para um teor de sólidos de8,2% em xileno, foi então aplicada a cada um dos cordõespara otimizar a adesão entre os cordões e os elementos cons-tituintes circundantes da correia. Para fazer isso, o cordãotorcido foi desenrolado sob uma tensão de 1 kg, e imerso emum tanque contendo o segundo tratamento anteriormente menci-onado, e então passado através de um forno medindo 8 metrosde comprimento, a 90°C, em uma taxa de 18 metros por minuto.

Após secagem, o cordão foi exposto a essas mesmas etapas poruma segunda vez. 0 nível de captação dessa cobertura sobre ocordão tratado foi inferior a 5% em peso seco do fio tratado.

Duas correias como descrito acima para cada um dosexemplos e exemplos comparativos mostrados na Tabela 2 foramconstruídas e analisadas como a seguir, e são providos osresultados obtidos para correias individuais após 24 e 48horas em teste. Para determinar a expansão permanente docomprimento da correia como reportado acima na Tabela 2,cada uma das correias foi montada sobre um aparelho 3 0 con-sistindo em seis polias 32, 40, 36, 38, 34, e 42 como mos-trado na ilustração esquemática provida na Figura 3. A poliaacionadora 32 e a polia 40 possuíam individualmente 19 ra-nhuras de roda dentada para engranzamento com os dentes decorreia, em um passo de 9,525. A polia 36 possuía 20 ranhu-ras de roda dentada para engranzamento com os dentes de cor-reia, em um passo de 9,525. As polias 34, 38 eram lisas,isto é, polias não-dentadas cada uma medindo 50 mm de diâme-tro, e a polia 42 retesada era lisa e media 70 mm de diâme-tro. 0 aparelho de teste consistia em uma câmara contendo oaparelho de teste e dentro da qual a temperatura foi mantidaem 100°C do início ao fim do teste. As correias foram opera-das no aparelho em uma direção no sentido anti-horário sobnenhuma carga, em 6.200 RPM aplicadas na polia acionadora32, e uma tensão de instalação aplicada na polia 42 de 200N, e aumentos no comprimento da correia (isto é, expansão dacorreia) foram medidos para uma única correia após 24 horasem teste e então outra vez após 48 horas em teste como umaumento percentual a partir do comprimento original da cor-reia no fim de cada período. Para fins dessa revelação e doprincípio ao fim dessa revelação, esse teste será referidocomo a "Análise de Expansão de Correia sob Elevada Tempera-tura".TABELA 2

<table>table see original document page29</column></row><table><table>table see original document page 30</column></row><table><table>table see original document page 31</column></row><table> Os efeitos de variar a temperatura de secagem dosegundo estágio do cordão, durante o processo de tratamentode cordão, enquanto mantendo o período de exposição naquelatemperatura constante para a mesma solução RFL de tratamentode cordão, podem ser vistos nos resultados para Exemplo Com-parativo 1 e para Exemplos 2 e 3 reportados na Tabela 2. Es-ses resultados indicam que em uma temperatura de forno desegunda zona de aproximadamente 2 670C como descrito acima,ambos os aumentos de comprimento de correia, em 24 horas eem 48 horas, quando medidos a partir do comprimento originalda correia, são inferiores a 0,1% (Exemplo 2), enquanto queem ambas as temperaturas de forno de segunda zona inferior(Exemplo Comparativo 1) e superior (Exemplo 3) ocorrem au-mentos do comprimento da correia maiores do que 0,1% em umaou mais instâncias em ambas as leituras, de 24 horas e 48horas. Dessa forma, pode ser visto que a temperatura elevadaà qual o cordão é exposto por um período de exposição deter-minado, e a composição RFL durante processamento de trata-mento de cordão, afetam as propriedades finais da correiacompreendendo o cordão. Além disso, pode ser visto que exis-te uma faixa ótima de temperaturas para um determinado perí-odo de exposição para essa composição específica para a qualocorre um aumento mínimo permanente no comprimento da cor-reia, para as correias incorporando esse cordão.

Embora não pretendendo ser limitado a qualquer te-oria específica, acredita-se que uma temperatura de exposi-ção muito baixa para esse período de exposição nesse está-gio, por exemplo, de aproximadamente 23 00C para Exemplo Com-parativo 1, permita que alguma parte do componente de látex da RFL permaneça líquida, e/ou resulte em um grau de cura docomponente de látex que é muito baixo, resultando em um mó-dulo RFL relativamente inferior do que aquele informado paraa amostra de película seca. O mencionado primeiro é suporta-do pelos teores respectivos de umidade informados, por exem-pio, para Exemplo Comparativo 1 e Exemplo 2, e seus resulta-dos respectivos de expansão da correia. Uma temperatura mui-ta elevada nesse estágio, e para esse período de exposição,por exemplo, de aproximadamente 3000C para Exemplo Compara-tivo 3, acredita-se que resulte na eliminação de uma quanti-dade maior de água a partir do cordão tratado, mas até umponto onde resulte em uma rigidez de cordão bem elevada,como descrito abaixo. Acredita-se ainda atualmente que tem-peratura excessivamente elevada e/ou período de exposiçãoexcessivamente elevado também podem efetuar um grau de curasuperior de pelo menos uma parte do componente de látex daRFL suficiente para dessa forma aumentar o módulo elásticoefetivo da composição RFL dentro e em torno do cordão trata-do em comparação com aquele informado para a amostra de pe-lícula seca, até um nível similarmente insatisfatório, comorefletido em seu resultado reportado de expansão da correia.Exposição à temperatura elevada excessiva ou prolongada podealém disso degradar a RFL, particularmente para aquelas com-posições incorporando látex de borracha com resistência tér-mica relativamente baixa. Em qualquer dos casos, ocorre umnível inaceitável de aumento permanente do comprimento dacorreia.

Esse fenômeno é adicionalmente evidente nos resul-tados informados para os Exemplos 4 e 6, os quais diferemapenas na temperatura à qual o cordão tratado foi exposto.Embora ambas as correias exibissem excelente resistência àexpansão da correia, a correia do Exemplo 6 contendo apenas2,4% de umidade residual e rigidez de cordão concomitante- mente aumentada do que aquela informada para o Exemplo 4exibiu resistência à expansão da correia ligeiramente infe-rior do que a do Exemplo 4. Dessa forma, acredita-se que umarigidez de cordão excessivamente elevada e um teor de umida-de residual concomitantemente baixo podem prejudicar ou im- pedir a cobertura de tratamento de cordão adequada, mas comoilustrado acima resulta em um cordão relativamente rígidocom resistência à expansão de correia significativamenteaperfeiçoada em comparação com uma correia compreendendocordão exibindo rigidez relativamente inferior.

No caso da RFL tendo um módulo que é muito baixo,a expansão da correia acredita-se ser devido à abrasão edesgaste aumentados experimentados pelos filamentos indivi-duais das fibras de carbono, as quais não são suficientemen-te protegidas pelo material RFL de baixo módulo, e portantoconduz à resistência diminuída do elemento de tração.

No caso da RFL tendo um módulo que é muito eleva-do, acredita-se que os filamentos dos fios de fibra de car-bono se tornem danificados como resultado do empenamento dosfios durante torção das mesmas após elas serem revestidascom o tratamento de cordão RFL rígido. Acredita-se ainda quea rigidez de cordão resultante de tal material RFL de móduloextremamente elevado impede que os filamentos das filas defibra de carbono sejam adensados juntos eficientemente e/ousuficientemente em sua configuração torcida desse modo dei-xando uma quantidade relativamente grande de espaço vazio naestrutura composta de correia. Conseqüentemente, quando acorreia é acionada sob carga, esse espaço vazio desmorona ea correia exibe expansão, isto é, como medido em aumentopercentual a partir de seu comprimento original. Inversamen-te, quando exposta neste segundo estágio a uma temperaturaótima por esse período de exposição e com esses constituin-tes específicos, por exemplo, em torno de 2670C para o Exem-pio 2, acredita-se que seja conseguido um teor de umidadebeneficamente reduzido e/ou um grau de cura resultando em ummódulo elástico RFL ótimo, e que resulte em uma correia exi-bindo expansão permanente mínima da correia.

Como com a variação do grau de cura do látex e/oua umidade residual (e portanto rigidez do cordão) no trata-mento de cordão, a adição de negro de fumo a uma composiçãoRFL tem o efeito de aumentar o módulo elástico do material.Os efeitos de adicionar quantidades menores de negro de fumoàs composições RFL em temperaturas de processamento e perío-dos de exposição constantes podem ser vistos no módulo elás-tico reportado e nos resultados de expansão de correia paraExemplo Comparativo 1 e para Exemplos 4 e 5 da Tabela 2. Es-ses resultados indicam que quando nenhum negro de fumo éadicionado à composição XHNBR RFL (Exemplo Comparativo 1) ,ocorre expansão permanente da correia excedendo 0,1% após 24horas e após 48 horas em teste. Similarmente, quando 8% empeso úmido de negro de fumo são adicionados à composiçãoXHNBR RFL (Exemplo 5), ocorre expansão permanente da correiaexcedendo 0,1% em uma instância após 48 horas em teste paraa correia contendo um tratamento de cordão de módulo elásti-co significativamente superior. Adicionar 4% em peso de ne-gro de fumo à composição XHNBR RFL resulta em um móduloelástico da composição entre os Exemplos Comparativos ounão-Comparativos primeiramente mencionados (Exemplo 4), e,embora indicando aumento permanente de expansão da correiaem uma instância excedendo 0,1% após 24 horas, resulta emnão mais do que 0,1% de expansão da correia após 48 horas noteste. Com relação aos resultados de expansão da correia in-formados para o Exemplo 4, será observado que em uma instân-cia o nível de expansão da correia na realidade diminuiu apartir da leitura do período de 24 horas em relação àquelafeita após 48 horas. Embora em geral a expansão da correiaaumente com o aumento em tempo no teste, é possível que emalgumas instâncias uma correia possa exibir algum encolhi-mento, por exemplo, devido à inchação de um ou mais compo-nentes elastoméricos da correia e/ou através de erro de me-dição. Dessa forma, pode ser visto que a adição de negro defumo ao tratamento de cordão RFL atinge o módulo elástico dotratamento de cordão e dessa forma as propriedades finais dacorreia compreendendo o cordão tratado com tal tratamento decordão. Além disso, pode ser visto que existe um nível ótimode negro de fumo para o tratamento de cordão RFL para o qualocorre um aumento permanente mínimo do comprimento da cor-reia para as correias incorporando o cordão dessa forma tratado.

Especificamente, para um conjunto determinado decondições de processamento (isto é, temperatura elevada eperíodo de exposição elevado), quando um negro de fumo emuma quantidade muito pequena ou muito grande é adicionado àComposição X-HNBR RFL, ocorre um nível inaceitável de expan-são permanente da correia que se acredita, em ambos os ca-sos, ser devido ao módulo elástico indesejável do tratamentode cordão RFL e a problemas concomitantes associados ao mes-mo, como descrito acima. Inversamente, quando se obtém ummódulo RFL ótimo, por exemplo através da adição de uma quan-tidade adequada de negro de fumo à Composição X-HNBR RFL(isto é, 4 phr para o Exemplo 4), pode ser visto que ocorreum nível mínimo de expansão permanente da correia, particu-larmente como informado nos resultados de teste de Expansãode Correia sob Elevada Temperatura por 48 horas. Assim, comrelação aos constituintes específicos apresentados na Tabela1 como a composição X-HNBR RFL e para as condições de pro-cessamento utilizadas para os exemplos pertinentes, se negrode fumo for utilizado de acordo com a presente invenção parase obter o módulo elástico RFL desejado, uma quantidade deaproximadamente 0,5 até aproximadamente 10% em peso úmido dasolução RFL; mais preferivelmente de aproximadamente 2 atéaproximadamente 7,5% em peso úmido; e mais preferivelmentede aproximadamente 3 até aproximadamente 5% em peso úmido édessa forma empregada.

Devido ao fato de que alguns fatores, incluindo otipo de látex de elastômero, podem ser variados para afetaro módulo elástico da composição RFL, aqueles versados natécnica prontamente reconhecerão que as faixas fornecidasacima para a quantidade preferida de negro de fumo para adi-ção à composição X-HNBR RFL descrita acima não são necessa-riamente efetivas ou suficientes para outras composiçõese/ou para outras condições de processamento de cordão trata-da. Dessa forma, quando usadas para aumentar o módulo elás-tico das composições RFL geralmente de acordo com a presenteinvenção, quantidades de negro de fumo de até aproximadamen-te 25% em peso úmido da composição podem ser eficazes. Taisquantidades quando empregadas são preferivelmente de aproxi-madamente 1% até aproximadamente 20% em peso úmido, e sãomais preferivelmente de aproximadamente 3 até aproximadamen-te 15% em peso úmido da composição RFL.

Utilizando-se os resultados extraídos dessa análi-se e compatíveis com os resultados para os Exemplos 2, 4 e 6reportados acima na Tabela 2, acredita-se que um móduloelástico do tratamento de cordão RFL após exposição às con-dições de processamento suficiente para eliminar quantidadessubstanciais de água a partir da RFL sem afetar adversamentea rigidez do cordão como descrito acima, ou qualquer outroprocedimento(s) suficiente para desse modo secar adequada-mente e suficientemente o tratamento de cordão e tal modoque seu módulo elástico em uma temperatura de 200C estejapreferivelmente na faixa a partir de, aproximadamente, 1,0 χIO7 dinas/cm2 (1,0 χ IO6 Nm"2) até aproximadamente 5,0 χ IO8dinas/cm2 (5,0 χ IO7 Nm"2); é mais pref erivelmente de aproxi-madamente 3,0 χ IO7 dinas/cm2 (3,0 χ IO6 Nm"2) até aproxima-damente 3,0 χ IO8 dinas/cm2 (3,8 χ IO7 Nm"2); é mais preferi-velmente de aproximadamente 3,5 χ IO7 dinas/cm2 (3,5 χ IO6Nm"2) até aproximadamente 3,5 χ IO8 dinas/cm2 (3,5 χ IO7 Nm"2)e é mais pref erivelmente de aproximadamente 7,0 χ IO7 di-nas/cm2 (7,0 χ IO6 Nm"2) até aproximadamente 3,0 χ IO8 di-nas/cm2 (3,0 χ IO7 Nm"2). A 100°C, o módulo elástico do tra- tamento de cordão RFL está preferivelmente na faixa de apro-ximadamente 5,0 χ IO6 dinas/cm2 (5,0 χ IO5 Nm"2) até aproxi-madamente 4,0 χ IO8 dinas/cm2 (4,0 χ IO7 Nm"2); é mais prefe-rivelmente de aproximadamente 1,0 χ IO7 dinas/cm2 (1,0 χ IO6Nm"2) até aproximadamente 2,5 χ IO8 dinas/cm2 (2,5 χ IO7 Nm"2) ; é mais pref erivelmente de aproximadamente 1,8 χ IO7 di-nas/cm2 (1,8 χ IO6 Nm"2) até aproximadamente 2,7 χ IO8 di-nas/cm2 (2,7 χ IO7 Nm"2); e é mais pref erivelmente de aproxi-madamente 2,5 χ IO7 dinas/cm2 (2,5 χ IO6 Nm"2) até aproxima-damente 1,0 χ IO8 dinas/cm2 (1,0 χ IO7 Nm"2) .

Como descrito acima, qualquer método para trazer omódulo elástico da solução RFL para dentro das faixas desco-bertas aqui como sendo eficazes poderia ser igualmente bemempregado na prática da presente invenção. Dessa forma, porexemplo, descobriu-se que aumentar a relação de peso de for-maldeído/resorcinol da RFL tem o efeito de aumentar o móduloRFL. Por exemplo, uma relação de peso de formaldeí-do/resorcinol para a composição descrita na Tabela 1 como acomposição X-HNBR RFL de aproximadamente 0,75 até aproxima-damente 2,0; e preferivelmente a partir de aproximadamente1,0 até aproximadamente 1,75; e mais preferivelmente a par-tir de aproximadamente 1,1 até aproximadamente 1,4 pode serestabelecida como resultando em uma composição seca exibindoum módulo elástico dentro das faixas efetivas apresentadasacima. Além disso, como indicado acima, uma composição deisocianato bloqueado pode ser adicionada à solução RFL paraaumentar seu módulo. Desse modo, por exemplo, aos consti-tuintes apresentados na Tabela 1 como a composição X-HNBRRFL, um isocianato bloqueado em um nível de sólidos de 50%disponível sob a referência GRILBOND IL-6 disponível atravésda SEM Company foi adicionado para aumentar o módulo elásti-co a seco resultante da composição. Quantidades adequadas deum material com 50% de sólidos para utilização na composiçãodescrita na Tabela 1 podem ser de 0 a 25 partes por centenade peso de elastômero ("phr"); mais pref erivelmente de 2 aaproximadamente 15 phr; e mais preferivelmente de aproxima-damente 5 a aproximadamente 10 phr, de tal modo que umaquantidade de isocianato bloqueado adicionado à solução RFLé preferivelmente de aproximadamente 4,5 a aproximadamente9,3% com base no peso seco da composição RFL.

Além disso, o módulo elástico da composição RFL emsua forma seca pode ser aumentado através da manipulação darelação de peso do componente de látex de elastômero em re-lação ao componente de resina de resorcinol/formaldeído("resina RF") na solução RFL. Dessa forma, por exemplo, comrelação aos constituintes apresentados acima na Tabela 1, arelação de peso do látex/resina RF foi de 13,17, mas podeser de aproximadamente 5 a aproximadamente 20; mais preferi-velmente de aproximadamente 7,5 a aproximadamente 17, e maispreferivelmente de aproximadamente 10 a aproximadamente 15.Além disso, o componente de látex da composição RFL pode sersubstituído total ou parcialmente com um segundo látex deelastômero, ou com uma combinação de quaisquer dois ou maislátex de elastômero, para efetuar o módulo elástico RFL secofinal. Exemplos indicando os efeitos de acordo com essa mo-dalidade específica são providos abaixo na Ilustração II.

Aqueles versados na técnica prontamente reconhece-rão que qualquer número de técnicas para manipular o móduloelástico do tratamento de cordão RFL dessa forma poderia serempregado de acordo com a presente invenção, e além dissoque duas ou mais das técnicas não limitadoras descritas aci-ma poderiam ser combinadas para uma determinada composiçãoRFL para obter o nível de módulo elástico RFL eficaz descri-to acima. Desse modo, por exemplo, como indicado na Ilustra-ção II a seguir, a quantidade eficaz de negro de fumo paralevar o módulo elástico de uma composição RFL para dentro dafaixa eficaz pode variar com o tipo específico de látex deelastômero empregado na solução RFL. Como indicado, porexemplo, nos resultados providos na Ilustração II abaixo,quando um látex de elastômero HNBR não carboxilado foi subs-tituto da HNBR carboxilada utilizada em uma composição RFLde outra forma substancialmente similar àquela apresentadana Tabela 1, descobriu-se de acordo com o procedimento apre-sentado acima, que o módulo elástico da composição resultan- te tanto em 20°C como em IOO0C foi superior àquele exibidopela composição que utilizou HNBR carboxilado como seu com-ponente de látex de elastômero.

ILUSTRAÇÃO II

Espera-se que as correias dentadas de transmissão de força empregando elementos de cordão de tração de fibrade carbono como descrito acima e empregando como um trata-mento de cordão uma composição RFL exibindo um módulo elás-tico compreendido nas faixas eficazes apresentadas acimaexibam expansão reduzida da correia de não mais do que 0,1% com base em seu comprimento de correia original como medidoapós 48 horas sob a Análise de Expansão de Correia sob Ele-vada Temperatura a 100°C, e que tais correias empregandoelementos de cordão de tração de fibra de carbono tratadascom uma composição RFL exibindo um módulo elástico fora das faixas eficazes apresentadas acima exibam expansão de cor-reia como medido de acordo com aquela técnica, superior a0,1%. Para ilustrar isso, cordão de tração de fibra de car-bono substancialmente como descrito acima para a IlustraçãoI mas modificada como apresentado abaixo, e incorporando como seu tratamento de cordão de fibra de carbono as compo-sições RFL mostradas na Tabela 3 modificadas como descritoabaixo foi preparada para incorporação em correias dentadas detransmissão de força substancialmente como descrito acima sobIlustração I.

Para ilustrar os efeitos do tipo de látex de elas-tômero, módulo de tração de cordão, e condições de processa-mento no módulo elástico de uma composição RFL e/ou expansãoresultante da correia exibida pelas correias de amostra, fo-ram preparadas composições RFL adicionais preparadas subs-tancialmente como descrito acima para a Composição X-HNBRRFL da Tabela 1, mas empregando em vez do látex de HNBR car-boxilada, um outro tipo de látex de elastômero individual,ou combinação de dois tipos de látex de elastômero. Em cadainstância uma relação de formaldeído/resorcinol de 1,274 euma relação de látex: resina de resorcinol/formaldeído de13,17 foi estabelecida para a composição RFL.

Um látex de HNBR não carboxilado disponível sob areferência ZETPOL A da Nippon Zeon em 285,86 partes em pesofoi substituído em uma composição RFL, a seguir referidanesta revelação como a "composição HNBR RFL", a qual compre-endia adicionalmente apenas 52 partes em peso e água desio-nizada em vez de 80 partes em peso como mostrado para a com-posição RFL na Tabela 1. Embora apenas 52 partes em peso deágua fossem utilizadas para esse exemplo específico, podeser preferível em algumas circunstâncias que água adicionalseja empregada, por exemplo, para aperfeiçoar a estabilidadeda solução e a vida útil em prateleira, de tal modo que umnível de sólidos expresso em termos de percentagem em pesoem base a úmido para a composição de solução RFL final é ge-ralmente de aproximadamente 25 até 35; mais preferivelmentede aproximadamente 27 a 35, e mais pref erivelmente de apro-ximadamente 30 a 33.

Para um próximo exemplo, uma primeira combinação,a seguir referida nessa revelação como "Composição XHNBR-VP/SBR RFL", utilizou uma combinação de 143 partes em peso do látex de HNBR carboxilada, com 40% de sólidos, utilizadana formulação RFL descrita na tabela 1 e 140 partes de umlátex VP/SBR, com 41% de sólidos, disponível sob a referên-cia GENTAC FS118 da Omnova Solutions como a parte de látexde elastômero da composição RFL.

Para um próximo exemplo, a seguir referido nessarevelação como "Composição XHNBR/EPDM RFL", uma combinaçãode 142,93 partes em peso daquele látex de HNBR carboxilada,com 40% de sólidos, utilizado na composição RFL descrita natabela 1 e 115,20 partes de um látex EPDM, com 50% de sóli-dos, disponível sob a referência CHEMLOK E0872 (atualmenteEP872) da The Lord Corporation foi utilizado como a parte delátex de elastômero da composição RFL, que empregou 52 par-tes em peso de água desionizada em vez e 88 partes em pesocomo mostrado na Tabela 1.

Para um próximo exemplo, a seguir referido nessarevelação como "composição EPDM RFL", 180 partes em peso dolátex EPDM, com 50% de sólidos, disponível sob a referênciaCHEMLOK EP872 da The Lord Corporation foram utilizadas comoa parte de látex de elastômero da composição RFL, que empre-gou 182 partes em peso de água desionizada em vez de 88 par-tes em peso como mostrado na Tabela 1, e empregou adicional-mente apenas uma parte em peso da amônia aquosa, 8 partes empeso de resina de resorcinol-formaldeído e 2,5 partes empeso de formaideído. Essa diferença em quantidades respecti-vas de constituintes foi devido ao teor de sólidos superiorem relação a outras composições RFL exemplares, e à sua ins-tabilidade resultantemente maior. A composição, contudo, foipreparada substancialmente de acordo com a descrição providacom relação à composição RFL descrita na tabela 1.

Além dos constituintes descritos acima, cada umadas composições utilizadas na ilustração específica, resumi-da na tabela 3, para uso como o tratamento de cordão em.cadainstância reportada, também incluiu como constituintes opci-onais 4,3% em peso úmido (18 partes em peso) de uma disper-são de cera HEVEAMUL M-Illb com 45% de sólidos da Heveatex,e 6,50% em peso a úmido (2,7 partes em peso) de uma soluçãode uréia aquosa a 41%. Onde a utilização de um antioxidanteé indicada na tabela 3, 2% em peso a úmido (8,4 partes empeso) de um antioxidante disponível sob o nome AQUANOX 2 9 daGoodyear Chemical Co. foram empregados. Onde a utilização denegro de fumo é indicada, o mesmo tipo e proporção relativado mesmo descrita acima sob Ilustração 1 foram empregados.

Para aquelas composições compreendendo VP/SBR, o VP/SBR uti-lizado era de um tipo com 41% de sólidos, disponível sob areferência VP106S da Goodyear Chemical.

Cada uma das composições, para os quais os dadosde expansão da correia são providos na Tabela 3 abaixo, foiaplicada aos fios de fibra de carbono de acordo com a des-crição provida acima para a Ilustração 1, exceto como e atéo ponto observado abaixo. Essas composições foram modifica-das, contudo, com níveis variados de negro de fumo ou antio-xiaante ou temperaturas de processo ou períodos de exposiçãovariáveis como mostrado na Tabela 3 para ilustrar o impactodo módulo elástico da composição RFL sob o grau de expansãoobservada da correia.

Em adição ao tipo de fibra de carbono específico

utilizado acima na Ilustração I (a seguir referida nessa re-velação como "T400"), um segundo tipo de fibra de carbono,disponível através da Toray sob a referência TORAYCA-T7OO GC12K 4IE, tendo um módulo de tração de 230 GPa, uma massa porunidade de comprimento de 800 tex e uma contagem de filamen-to de 1.200, (a seguir referida nessa revelação como"T700"), foi utilizado como indicado na Tabela abaixo.

Em cada caso o fio T400 ou T700 foi passado medi-ante emergência a partir do tanque de imersão contendo acomposição RFL respectiva através de uma matriz medindo 1,1mm de diâmetro, e então através de um primeiro forno de se-cagem na temperatura mostrada na Tabela 5 e medindo 3 metrosde comprimento em uma taxa de 3 00 metros por minuto, e entãoatravés do segundo forno de cura na temperatura mostradaacima e medindo 5 metros em uma taxa de 3 0 metros por minu-to. Os fios T4 00 foram processados adicionalmente como apre-sentado acima sob Ilustração I, mas os fios T700 foram tor-cidos individualmente e não em pares, em uma taxa de 8 0 vol-tas por metro sob uma tensão de aproximadamente 5 0 kg, e oscordões resultantes foram tratados com CHEMOSIL 2410 comouma cobertura como descrito na Ilustração I. Para os Exem-plos 11 e 12 da composição EPDM RFL, foi empregada uma tor-ção de 60 voltas por metro. Além disso, uma tensão de IOOgfoi mantida para o cordão T700 para imersão da mesma atravésdo tanque de imersão contendo tratamento de cordão RFL.

Para determinar o módulo elástico, nem a dispersãode cera, nem o antioxidante, nem a uréia, como utilizados notratamento de cordão da Composição RFL para os espécimes decorreia descritos na Tabela 3, foram utilizados nas amostrasde teste das composições RFL a partir das quais foram feitasas medições de módulo elástico, e os resultados reportadosna Tabela 3. Uma vez mais, acredita-se que isso não tenhainfluência sobre os módulos elásticos respectivos da compo-sição em suas várias formas, exceto como descrito sob Ilus-tração I em relação âs condições de processamento de trata-mento de cordão. Amostras de teste foram preparadas de acor-do com o procedimento apresentado acima na Ilustração I paradeterminar o módulo elástico em cada instância sob uma faixade temperaturas e de acordo com o procedimento para o mesmocomo descrito acima, e os resultados reportados abaixo naTabela 3 .

Rigidez dos fios revestidos individuais foi outravez confirmada para vários dos exemplos e exemplos compara-tivos descritos abaixo, mediante emergência dos mesmos apartir do tanque de imersão RFL e fornos de processamento, eos resultados, quando obtidos, são apresentados na tabelaabaixo. Para esses exemplos e exemplos comparativos empre-gando cordão T700, contudo, um contrapeso de Aparelho deTeste de Rigidez Taber V-5 de 500 unidades de medição foiempregado, uma vez que a massa maior desse cordão em relaçãoao cordão T4090 necessitou da utilização de contrapeso maiorpara se obter resultados relativos significativos. O teor deumidade e o nível de captação de tratamento de cordão dosespécimes de cordão processados foram determinados em cadacaso de acordo com o procedimento apresentado acima para Ilus-tração I.

Foram obtidos resultados de expansão de correia deacordo com o procedimento descrito acima em relação à Ilus-tração I, com a exceção de que os resultados foram obtidosapós 100 horas de teste, em vez de 48 horas de teste. Acre-dita-se que essa medição seja mais rigorosa do que o valorde 48 horas. Em geral, descobriu-se que com condições apro-priadas de processo, isto é, secagem do cordão tratado comodescrito aqui, durante 100 horas em teste, a taxa de expan-são da correia seja constante. Inversamente, para cordão queé inadequadamente processado, por exemplo, seca insuficien-temente e/ou desigualmente, ou tendo captação de RFL insufi-ciente, a expansão da correia geralmente não se estabiliza econtinua a ser elevada. Além disso, exceto sob circunstânci-as muito raras observadas acima, uma correia exibindo expan-são de correia inferior a 0,1% após 100 horas em teste deforma semelhante exibiu expansão de correia inferior a 0,1%após apenas 48 horas em teste.

TABELA 3

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* Valor do módulo elástico reportado para ComposiçãoHNBR/VPSBR RFL obtido a partir da composição antes da adiçãode negro de fumo e antioxidante. O módulo elástico efetivopara o tratamento de cordão RFL esperava-se ser superior doque o valor reportado na Tabela 3, como sugerido nos dadosprovidos na Tabela 2 para XHNBR-RFL com e sem negro de fumoe antioxidante.

Em comparação com os resultados de módulo elásti-co, reportados na Tabela 2 para a Composição de XHNBR RFL,os resultados reportados na Tabela 3, para a Composição deHNBR RFL, indicam que a substituição de uma HNBR não carbo-xilada pela HNBR carboxilada em composições ao contráriosubstancialmente similares tem o efeito de aumentar drasti-camente o módulo elástico da composição RFL resultante. No-tavelmente, contudo, embora esse módulo elástico aumentadopoderia de outra forma ser previsto como resultando em umatendência aumentada em direção à expansão da correia em com-paração com, por exemplo, Exemplo 2 da Tabela 2, Exemplo 7,incorporando um tratamento de cordão de módulo elástico re-lativamente superior, exibiu similarmente baixa expansão dacorreia. Acredita-se atualmente que isso se deve à baixaumidade residual e concomitantemente rigidez de cordão supe-rior como reportado para o Exemplo 7 em comparação com osvalores correspondentes ligeiramente superiores obtidos parao Exemplo 2. Dessa forma, embora o valor de módulo elásticoreportado para as composições RFL seja um fator na determi-nação da resistência à expansão da correia, o teor de umida-de, e a correlata rigidez de cordão, do cordão processado,acredita-se ser similarmente relevante para tal determina-ção, com umidade decrescente (e portanto rigidez crescente)até um certo ponto resultando em expansão permanente diminu-ída. 0 Exemplo 8 ilustra a utilização da mesma composiçãoHNBR RFL como utilizada para o Exemplo 7, mas quando aplica-da ao cordão T700 relativamente mais maciça e complexa eportanto incorporando parâmetros modificados de processamen-to de cordão, isto é, uma temperatura de processamento li-geiramente inferior e períodos de exposição ligeiramentemais longos. Uma vez mais, são obtidos excelentes resultadosde expansão de correia após 100 horas em teste, até mesmopara essa composição RFL de módulo relativamente superior.Notavelmente, são obtidos excelentes valores de expansão decorreia apesar do que pareceria ser um teor de umidade rela-tivamente elevado. Acredita-se que essa estrutura de cordãomais maciça possa acomodar maior teor de umidade residualsem impacto adverso na resistência à expansão da correia emcomparação com o cordão T4 00 menos maciço.

Comparando-se os resultados de módulo elástico,reportados na Tabela 3 para ambas as Composições de XHNBR-VP/SBR RFL, com aqueles obtidos para a Composição XHNBR RFLna Tabela 2, vê-se que a substituição de 50% em peso do lá-tex de HNBR carboxilada por um látex VP/SBR em composiçõesde outra forma substancialmente similares, tem similarmenteo efeito de aumentar o módulo elástico da composição resul-tante, mas não até o ponto exibido pela substituição deXHNBR em sua totalidade por HNBR. Uma vez mais, contudo, eapesar do módulo elástico superior do tratamento de cordãoem relação a, por exemplo, aquele reportado para o Exemplo 2acima na Tabela 2, as correias de amostra para o Exemplo 10exibiram excelente resistência à expansão de correia após100 horas em teste. Acredita-se que, outra vez, isso sejaatribuível ao teor de umidade residual relativamente baixo econcomitantemente valor de rigidez de cordão superior repor-tado para esse exemplo.

Em relação à aplicação da Composição RFL aos fiosdo cordão e/ou seus filamentos, descobriu-se dessa forma quea eliminação de uma quantidade de água tão grande quantopossível é benéfica com relação à diminuição da tendência dacorreia em expandir com uso prolongado. Geralmente, é dessaforma preferido que mediante conclusão das etapas de proces-samento de cordão tratado, um teor de umidade residual comodeterminado de acordo com o procedimento utilizado aqui edescrito acima, seja inferior a aproximadamente 50% em peso.Em uma modalidade adicional da presente invenção, o teor deumidade residual é inferior a aproximadamente 3 0% em peso, eainda em uma modalidade adicional, está na faixa a partir de aproximadamente 1 até aproximadamente 2 5% em peso.

Em comparação com os resultados obtidos para aComposição XHNBR RFL na Tabela 2, os resultados reportadosna Tabela 3 para a Composição XHNBR/EPDM RFL indicam que asubstituição de 50% em peso do látex de HNBR carboxilado utilizado na composição XHNBR RFL descrita na Tabela 1 porum látex EPDM tem similarmente o efeito de aumentar o móduloelástico da composição resultante, mas outra vez, não até ograu exibido pela substituição de XHNBR em sua totalidadepor HNBR. Uma vez mais, excelentes valores de expansão decorreia são obtidos nesses Exemplos 11 e 12 baseados emEPDM. Mais notavelmente, para o Exemplo 12 incorporando tem-peraturas inferiores de tratamento de cordão e períodos deexposição mais longos entre os valores de expansão de cor-reia mais baixos observados até o presente. Isso sugere queuma eliminação relativamente gradual de água a partir dacomposição RFL no processo de tratamento de cordão podeaperfeiçoar adicionalmente a resistência da correia à expan-são .

Embora os exemplos específicos providos na Ilus-tração I acima utilizem um único tipo de fibra de carbono,qualquer outro tipo de fibra de carbono poderia de forma se-melhante ser utilizado dentro do escopo da presente inven-ção. Por exemplo, o tipo de fibra de carbono T700 disponívelatravés da Toray incluído na presente ilustração tem de for-ma semelhante proporcionado resultados positivos de acordocom a presente invenção. Aqueles de conhecimento comum natécnica prontamente considerarão que, uma vez que esse mate-rial específico possui uma contagem de filamentos superiorao da fibra utilizada nas ilustrações anteriores, e que ape-nas um único fio é empregado beneficamente para formar ocordão de tração para as correias empregando esse tipo, euma vez que o próprio fio é maior do que aquele empregadonas ilustrações, a temperatura de exposição ótima dos fiosimpregnadas quando da emergência a partir do tanque de tra-tamento de cordão durante as etapas do processo de tratamen-to de fio provavelmente seria diferente daquelas apresenta-das acima para o fio T400 para obter a expansão mínima decorreia para as correias incorporando um tal cordão. Taismodificações estariam compreendidas no conhecimento daquelesversados na técnica, e abrangidas pelo escopo da presenteinvenção, e são refletidas, por exemplo, nas temperaturas deforno da segunda zona para aqueles espécimes de teste empre-gando o cordão T700 na Tabela 3 acima.

ILUSTRAÇÃO III

Para ilustrar adicionalmente os efeitos do módulode cordão de tração sobre as mudanças permanentes no compri-mento da correia com módulo elástico curado RFL constante,foram formadas quatro correias dentadas como descrito acimasob Ilustração I em relação às Tabelas 1 e 2. Em cada caso,as partes de corpo de correia HNBR foram utilizadas, e tra-tamento de cordão RFL de acordo com a descrição para o Exem-pio 4 da Tabela 1 foi utilizado como o tratamento de cordãopara todas as correias de acordo com as etapas de tratamentode cordão descritas acima sob Ilustração I. A cobertura deCHEMOSIL 2410 (da Henkel) foi similarmente utilizada comodescrito acima.

Duas Correias 1 incluíram como seus elementos detração ao cordão 6K-2 formada de fios T400, possuindo um mó-dulo de tração de 2 50 GPa, uma massa por unidade de compri-mento de 396 tex e uma contagem de filamentos de 12.000, en-quanto que as duas correias do Exemplo Comparativo 2 incluí-ram como seus elementos de tração um cordão 6K-2 formado defibra de carbono disponível através da Toray sob o nome To-ray M40B 6K 50B e possuindo um módulo de tração de 392 GPa,uma massa por unidade de comprimento de 3 64 tex e uma conta-gem de filamentos de 12.000. Os fios para o cordão em ambasas instâncias foram torcidas da mesma maneira como descritoacima em relação aos Exemplos e Exemplos Comparativos dasTabelas 2 e 3.

Para determinar aumentos de expansão de correia, aCorreia Iea Correia 2 Comparativa foram submetidas ao mes-mo teste de variação de comprimento de correia descrito aci-ma, isto é, a Análise de Expansão de Correia sob ElevadaTemperatura realizada a 100°C, mas por períodos de testeprolongados. Após 100 horas em teste, ambas as Correias 1exibiram menos do que 0,15% de expansão de correia, enquantoque ambas as Correias Comparativas 2 exibiram mais do que0,175% de aumento a partir de seu comprimento original. No-tavelmente, o nível de expansão de correia exibido por ambasas Correias i diminuiu na marca de 200 horas em comparaçãocom o seu desempenho após 100 horas no teste, enquanto queuma Correia 2 Comparativa exibiu mais do que 0,2% de expan-são de correia na marca de 200 horas. Mesmo após 300 horasem teste, nenhuma das duas Correias 1 exibiu expansão decorreia maior do que 0,15%. Dessa forma, o efeito do módulode cordão de tração sobre o grau de expansão de correia exi-bido pelas correias dentadas incorporando tal cordão de tra-ção foi mostrado.

Além do aperfeiçoamento acentuado em resistência àexpansão de correia, exibido pelas correias de transmissãode força, construídas de acordo com uma ou mais modalidadesda presente invenção, tais correias compreendendo um cordãode tração formado de fibra de carbono e tendo um tratamentode cordão possuindo um módulo elástico a seco como providoaqui exibiu adicionalmente propriedades de desempenho exce-lente global, incluindo mas não limitado à elevada capacida-de de carga e elevada resistência à fadiga por flexão e ele-vada retenção de resistência à tração, em grande parte exce-dendo a performance dos materiais de reforço, empregados,convencionalmente, nas correias dentadas destinadas a apli-cação de carga elevada, por exemplo, fibra de vidro e aramide.

Por exemplo, correias dentadas de transmissão deforça reforçadas com fibra de carbono construídas de acordocom uma modalidade da invenção e adicionalmente de acordocom a descrição provida aqui para a Figura 1, exibiram, con-forme descoberto, mais do que 500 horas em um teste de fun-cionamento de motor, em que a carga de correia no teste eraligeiramente maior do que 8N por dente por milímetro de lar-gura de correia, operando a 4.000 rpm sob uma tensão efetivade 2.500N. isso representa mais do que três vezes a vidaútil até fadiga exibida por uma correia comparável compreen-dendo um cordão de tração do mesmo diâmetro porém formado deum outro material, isto é, vidro. Tais correias dentadas re-forçadas com fibras de carbono de acordo com uma modalidadeda invenção exibiram adicionalmente mais do que 66% de re-sistência à tração retida; quase que 40% a mais de resistên-cia à tração retida em comparação com tais correias reforça-das com vidro; após 8 00 horas na Análise de Expansão de Cor-reia sob Elevada Temperatura, descrita acima.

Embora a presente invenção tenha sido descrita emdetalhe com o propósito de ilustração, deve ser entendidoque tal detalhe tem apenas aquele propósito e que variaçõespodem ser feitas na mesma por aqueles versados na técnicasem se afastar do espírito e escopo da presente invenção ex-ceto como limitado pelas reivindicações. A invenção reveladaaqui pode ser praticada adequadamente na ausência de qual-quer elemento que não foi especificamente aqui revelado.

Claims (10)

1. Correia possuindo um comprimento de correia ecompreendendo um corpo (12) de correia compreendendo umacomposição de elastômero curada; um elemento (18) de traçãode cordão helicoidalmente espiralada embutida no corpo decorreia e compreendendo um fio compreendendo uma fibra decarbono possuindo módulo de tração na faixa a partir de a-proximadamente 50 GPa até aproximadamente 350 GPa; uma com-posição de tratamento de cordão compreendendo um látex deelastômero revestindo pelo menos uma parte da fibra de car-bono, CARACTERIZADA pelo fato de que:a) a composição de tratamento de cordão compreendeadicionalmente um produto de reação de resorcinol-formaldeído;b) a composição de tratamento de cordão possui pe-lo menos um de um módulo elástico a 20°C na faixa de aproxi-madamente 1,0 χ IO6 Nm"2 até aproximadamente 5,0 χ IO7 Nm-2 eum módulo elástico a IOO0C na faixa de aproximadamente 5,0χ 10"5 Nm"-2 até aproximadamente 4,0 χ 10"7 Nm-2; ec) a correia exibe expansão permanente de correianão superior a 0,1% como revelado nos resultados da Análisede Expansão de Correia sob Elevada Temperatura a IOO0C em 48horas.

2. Correia, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de que a fibra de carbono possui ummódulo de tração na faixa a partir de aproximadamente 150até aproximadamente 27 5 GPa.

3. Correia, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de que a composição de tratamento decordão possui pelo menos um de um módulo elástico a 20°C nafaixa a partir de aproximadamente 3,0 χ 10^6 Nm"2 até aproxi-madamente 3,8 χ 10^7 Nm"2 e um módulo elástico a 100°C na fai-xa a partir de aproximadamente 1,0 χ 10^6 Nm"2 até aproximada-mente 2,5 χ 10^7 Nm-2.

4. Correia, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de que a composição de tratamento decordão possui um módulo elástico a 20°C na faixa a partir deaproximadamente 7,0 χ 10^6 Nm"2 até aproximadamente 3,0 χ 10^7Nm"2, e um módulo elástico a 100°C na faixa a partir de a-proximadamente 2,5 χ 10^6 Nm"2 até aproximadamente 1,0 χ 10^7 Nm"2

5. Correia, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA adicionalmente por compreender dentes de cor-reia dispostos ao longo do comprimento da correia e separa-dos uns dos outros por um passo.

6. Correia, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de que o látex de elastômero da com-posição de tratamento de cordão é selecionado a partir de:a. látex de borracha de acrilonitrila butadienohidrogenada;b. látex de borracha de acrilonitrila butadieno;c. látex de borracha de acrilonitrila butadienohidrogenada carboxilada;d. látex de borracha de acrilonitrila butadieno carboxilada;e. látex de borracha de vinil piridina/estirenobutadieno;f. látex de borracha de vinil piridina/estirenobutadieno carboxilada;g. látex de borracha de estireno butadieno;h. látex de borracha de polietileno clorossulfonado;i. látex de borracha de etileno alfa olefina; ej. uma combinação de quaisquer de pelo menos doisdos anteriormente mencionados.

7. Correia, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de que o fio de fibra de carbonopossui uma contagem de filamento na faixa a partir de apro-ximadamente 1.000 até aproximadamente 24.000; e o cordãopossui uma contagem de filamento na faixa a partir de 5.000até aproximadamente 24.000.

8. Processo para fabricar uma correia dentada pos-suindo resistência aperfeiçoada à expansão de correia e com-preendendo um corpo de correia de uma composição de elastô-mero curada; os dentes de correia formados do corpo e sepa-rados em um passo; um elemento de tração de cordão helicoi-dalmente espiralada compreendendo pelo menos um fio de fibrade carbono possuindo módulo de tração na faixa a partir deaproximadamente 50 GPa até aproximadamente 350 GPa embutidono corpo de correia; uma composição de tratamento de cordãocompreendendo um látex de elastômero revestindo pelo menosuma parte da fibra de carbono, CARACTERIZADO pelo fato deque compreende as etapas de:a. aplicar a composição de tratamento de cordão aocordão para formar um cordão tratado; em que a composição detratamento de cordão compreende adicionalmente um produto dereação de resorcinol-formaldeido e possui pelo menos um deum módulo elástico a 20°C na faixa de aproximadamente 1,0 χ-106 Nm"2 até aproximadamente 5,0 χ IO7 Nm-2 e um módulo elás-tico a IOO0C na faixa de aproximadamente 5,0 χ IO5 Nm-2 atéaproximadamente 4,0 χ IO7 Nm"2, e a correia exibe expansãopermanente de correia não superior a 0,1% como revelado nosresultados da Análise de Expansão de Correia sob ElevadaTemperatura a IOO0C em 48 horas.b. incorporar o cordão tratado em uma composiçãode elastômero não-curada para formar um conjunto;c. curar o conjunto; ed. expor o cordão tratado a uma condição suficien- te para trazer o teor de água do tratamento de cordão paraum nivel na faixa de aproximadamente 1%, até aproximadamente25% em peso, com base no peso do cordão tratado, para formarum cordão tratado processado.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a seleção do módulo elásticoda composição de tratamento de cordão é realizada através depelo menos uma das etapas de:a. selecionar o grau de cura de uma parte de látexda composição de tratamento de cordão; b. adicionar até aproximadamente 25% em peso úmidoda composição de negro de fumo à composição de tratamento decordão;c. manipular a relação de peso de formaldei-do/resorcinol na composição de tratamento de cordão;d. adicionar uma percentagem menor em peso úmidoda composição de um isocianato bloqueado à composição detratamento de cordão;e. selecionar o látex de elastômero da composiçãode tratamento de cordão;f. adicionar um antioxidante de aumento de móduloelástico à composição de tratamento de cordão; eg. manipular a relação de peso da resina de resor-cinol-formaldeído / látex de elastômero na composição detratamento de cordão.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 8,CARACTERIZADO pelo fato de que o tratamento de cordão é a-plicado à fibra de carbono para se obter um nivel de capta-ção de tratamento de cordão na fibra de carbono na faixa apartir de aproximadamente 5,5% até aproximadamente 30% combase no peso do tecido seco final.