BR102019004099B1 - Tubo automotivo de múltiplas camadas - Google Patents

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Abstract

TUBO AUTOMOTIVO DE MÚLTIPLAS CAMADAS, introduz um tubo automotivo de múltiplas camadas (1) compreendendo uma camada interna (2) de poliuretano termoplástico (TPU); uma primeira camada intermediária (3) de etileno vinilideno álcool (EVOH); uma segunda camada intermediária (4) de poliamida e uma camada externa (5) de poliamida. A camada interna (2) de TPU apresenta excelente estabilidade química e é significativamente menos suscetível a degradação causada por contato frequente com combustíveis e/ou seus vapores. Referido tubo automotivo (1) pode ser fabricado por processos são amplamente conhecidos pelo estado da técnica, de modo que a adaptação de linhas industriais para a fabricação do dito tubo automotivo (1) pode ser realizada sem maiores dificuldades.

Description

CAMPO DE APLICAÇÃO
[001] A presente invenção está contida no campo de aplicação de tubulações automotivas.
[002] Particularmente, a presente invenção refere-se a tubos automotivos de múltiplas camadas, destinados principalmente ao transporte de combustíveis ou vapores de combustíveis nos sistemas de alimentação do motor de combustão interna.
DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA
[003] A indústria automobilística conhece há muitos anos soluções para o transporte de combustível para o motor utilizando tubulações, tubos ou mangueiras de múltiplas camadas, os quais compreendem uma grande variedade de materiais plásticos, tais como poliolefinas, poliamidas, fluorpolímeros, borracha, elastômeros termoplásticos, entre outros. Em muitos aspectos, materiais plásticos apresentam vantagens sobre materiais metálicos, tais como menor peso e facilidade de fabricação. Consequentemente, materiais plásticos são opções amplamente utilizadas em componentes de sistemas automotivos de combustível.
[004] De modo geral, estas tubulações devem atender a uma série de requisitos para a aplicação em sistemas automotivos. Por exemplo, estas devem apresentar propriedades químicas satisfatórias, pois as mesmas são expostas ao contato com combustíveis, vapores de combustíveis e óleos, frequentemente a altas temperaturas. Outras também desejadas são as propriedades mecânicas: resistência ao impacto, resistência à fadiga e flexibilidade.
[005] Ainda, estas tubulações automotivas devem apresentar boas propriedades de barreira a hidrocarbonetos, ou seja, baixa permeabilidade, para evitar que os vapores de combustíveis passando por elas sejam emitidos para a atmosfera.
[006] No entanto, o estado da técnica mostra inconvenientes ainda não completamente superados. Em particular, a camada interna das tubulações automotivas conhecidas é continuamente degradada em contato com os combustíveis, liberando oligômeros que podem contaminá-lo ou, em conjunto com as impurezas presentes nos combustíveis, podem entupir ou danificar elementos do sistema de alimentação do motor. Como exemplo, podemos citar o entupimento de bicos de injeção, circunstância prejudicial ao desempenho do motor e absolutamente inconveniente para o proprietário do veículo.
[007] O documento de patente PI0504589-4 introduz um tubo de múltiplas camadas compreendendo, do interior ao exterior, uma camada interna de poliolefina; uma primeira camada intermediária à base de adesivo; uma segunda camada intermediária em etileno vinilideno álcool (EVOH) barreira quanto a permeabilidade; uma terceira camada de poliamida para fazer a adesão entre a segunda camada intermediária e a camada externa de proteção. Desvantajosamente, referido tubo requer uma camada à base de adesivo e não apresenta soluções para elevar suficientemente a estabilidade química da tubulação. Consequentemente, os sistemas automotivos ainda estão sujeitos a contaminação por compostos extraíveis.
[008] Assim, é evidente que existe forte demanda para o desenvolvimento de tubulações automotivas de múltiplas camadas com excelentes propriedades mecânicas e excelente estabilidade química, pouco suscetível à degradação por contato com combustíveis ou vapores de combustíveis. Em especial, referidas tubulações automotivas seriam particularmente vantajosas se forem pouco onerosas e obtidas por processos já difundidos pelo estado da técnica.
OBJETIVOS DA INVENÇÃO
[009] A presente invenção tem como objetivo introduzir um inovador tubo automotivo de múltiplas camadas com excelentes propriedades mecânicas e excelente estabilidade química, sendo sensivelmente menos suscetível a degradação por contato com combustíveis ou seus vapores do que artigos congêneres do estado da técnica.
[0010] Outro objetivo da presente invenção é introduzir um tubo automotivo de múltiplas camadas que contribua para o aumento da vida útil de sistemas de alimentação de motor e que diminua a contaminação do combustível por oligômeros.
[0011] Por fim, outro objetivo da presente invenção consiste em apresentar um tubo automotivo de múltiplas camadas passível de ser fabricado por meio de processos já amplamente conhecidos pelo estado da técnica.
BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[0012] Os objetivos da presente invenção são alcançados por meio da introdução de tubo automotivo de múltiplas camadas, compreendendo do interior para o exterior: - uma camada interna de poliuretano termoplástico (TPU); - uma primeira camada intermediária de etileno vinilideno álcool (EVOH); - uma segunda camada intermediária de poliamida e; - uma camada externa de poliamida.
[0013] Os objetivos da presente invenção são alcançados também por meio da introdução de um tubo automotivo compreendendo uma camada interna de TPU de excelente estabilidade química, a qual é significativamente menos suscetível à degradação causada por contato frequente com combustíveis e/ou seus vapores.
[0014] Por fim, os objetivos da presente invenção são alcançados por meio da introdução de um tubo automotivo dotado de excelentes propriedades mecânicas, baixo custo e que pode ser fabricado a partir de processos de fabricação convencionais amplamente difundidos no estado da técnica.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0015] A matéria objeto desta invenção ficará totalmente clara em seus aspectos técnicos a partir da descrição pormenorizada que será feita com base nas figuras abaixo relacionadas, na qual: - a figura 1 apresenta uma vista frontal em corte do tubo automotivo objeto da presente invenção. - a figura 2 apresenta uma vista em perspectiva e em camadas em corte do tubo automotivo objeto da presente invenção. - a figura 3 apresenta o resultado de um teste realizado com um tubo objeto da presente invenção e um tubo PA-12 plastificado.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0016] Em conformidade com o que ilustram as figuras acima mencionadas, o presente pedido de patente de invenção apresenta em sua modalidade preferencial de aplicação um tubo automotivo de múltiplas camadas (1) compreendendo do interior para o exterior: - uma camada interna (2) de poliuretano termoplástico (TPU); - uma primeira camada intermediária (3) de etileno vinilideno álcool (EVOH); - uma segunda camada intermediária (4) de poliamida e; - uma camada externa (5) de poliamida.
[0017] A camada interna (2) de TPU apresenta as seguintes propriedades físicas: - densidade entre 1,1 e 1,3 g/cm3, calculada pelo método de teste ISO 2781; - resistência ao rasgo superior a 135 kN/m, calculada pelo método de teste ISO 34-1B; - resistência à tração entre 30 e 40 Mpa, calculada pelo método de teste ISO 527-2/5A/500; - resistência à abrasão entre 25 e 32 mm3, calculada pelo método de teste ISO 4649-A; - dureza Shore A superior a 90, calculada pelo método de teste ISO 868.
[0018] A primeira camada intermediária (3) é composta por EVOH, material que apresenta excelentes propriedades de barreira, impedindo que hidrocarbonetos vaporizados atravessem as paredes tubulares e sejam emitidos para o meio ambiente. Vantajosamente, EVOH é um material leve, o que reduz o peso total da tubulação.
[0019] A segunda camada intermediária (4) é composta preferencialmente por PA612, a qual apresenta, entre outras propriedades, excelente resistência estrutural, excelente resistência térmica, baixa absorção de umidade e alta estabilidade dimensional.
[0020] Alternativamente, a segunda camada intermediária (4) pode ser fabricada a partir de poliamidas selecionadas de um grupo compreendendo PA6, PA66, PA11, PA12 e suas combinações.
[0021] A camada externa (5) é composta preferencialmente por PA12 e pode ser fabricada com PA6.12 também, a qual apresenta, entre outras propriedades, baixa absorção de umidade, excelentes propriedades mecânicas e químicas, excelente resistência térmica e alta resistência à abrasão.
[0022] Alternativamente, a camada externa (5) pode ser fabricada a partir de poliamidas selecionadas de um grupo compreendendo PA6.12, PA6.10, PA10.10 e suas combinações.
[0023] O tubo automotivo (1) objeto da presente invenção pode ser liso ou corrugado.
[0024] Preferencialmente, o tubo automotivo de múltiplas camadas (1) é fabricado a partir de um processo selecionado de um grupo que compreende coextrusão, moldagem do tubo através de vapor interno ou externo. Referidos processos são amplamente conhecidos pelo estado da técnica, de modo que a adaptação de linhas industriais para a fabricação do presente tubo automotivo (1) pode ser realizada sem maiores dificuldades.
[0025] Preferencialmente, o tubo automotivo de múltiplas camadas (1) apresenta diâmetro interno na faixa entre 5 e 10 mm, diâmetro externo na faixa entre 7 e 12 mm e espessura na faixa entre 0,5 e 3mm.
[0026] Vantajosamente, a presente invenção não requer a utilização de camadas adesivas dispostas entre camadas de materiais, pois os mesmos apresentam excelente adesão entre si.
[0027] Outra vantagem da presente invenção consiste no fato de que a camada interna de TPU apresenta excelente estabilidade química, sendo significativamente menos suscetível à degradação causada pelo contato com combustíveis e/ou seus vapores.
[0028] Deve ficar entendido que a presente descrição não limita a aplicação aos detalhes aqui descritos e que a invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticada ou executada em uma variedade de modos, dentro do escopo das reivindicações. Embora tenham sido usados termos específicos, tais termos devem ser interpretados em sentido genérico e descritivo, e não com o propósito de limitação.

Claims (5)

1. TUBO AUTOMOTIVO DE MÚLTIPLAS CAMADAS, caracterizado pelo fato de compreender do interior para o exterior uma camada interna (2) de poliuretano termoplástico (TPU); uma primeira camada intermediária (3) de etileno vinilideno álcool (EVOH); uma segunda camada intermediária (4) de poliamida e; uma camada externa (5) de poliamida, em que: a segunda camada intermediária (4) é fabricada a partir de poliamidas selecionadas de um grupo compreendendo PA66, PA11, PA612, e suas combinações; e a camada externa (5) é fabricada a partir de poliamidas selecionadas de um grupo compreendendo PA6.12, PA6.10, PA10.10, e suas combinações.
2. TUBO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a camada interna (2) de TPU apresentar densidade entre 1,1 e 1,3 g/cm3, calculada pelo método de teste ISO 2781; resistência ao rasgo superior a 135 kN/m, calculada pelo método de teste ISO 34-1B; resistência à tração entre 30 e 40 Mpa, calculada pelo método de teste ISO 527-2/5A/500; resistência à abrasão entre 25 e 32 mm3, calculada pelo método de teste ISO 4649-A e dureza Shore A superior a 90, calculada pelo método de teste ISO 868.
3. TUBO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser liso ou corrugado.
4. TUBO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser fabricado a partir de um processo selecionado de um grupo que compreende coextrusão, moldagem por injeção e moldagem por sopro via extrusão.
5. TUBO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de apresentar diâmetro interno na faixa entre 5 e 10 mm, diâmetro externo na faixa entre 7 e 12 mm e espessura na faixa entre 0,5 e 3mm.
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