BR112014030974B1

BR112014030974B1 - Seção de tubo flexível inflável e processo para produzir uma seção de tubo flexível

Info

Publication number: BR112014030974B1
Application number: BR112014030974-4A
Authority: BR
Inventors: Sascha Mattfeld; Günter Scholz; Guido Bilges; Hendrik Kohake
Original assignee: Basf Se
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2020-09-08
Also published as: BR112014030974A2; JP2015526326A; WO2013189890A1; EP2861435A1; MX356995B; PL2861435T3; CN104395113A; EP2861435B1; KR20150031240A; KR102106050B1; ES2784854T3; JP6185989B2; MX2014015730A; US20150183283A1; CN104395113B

Abstract

válvula para uma seção de tubo flexível inflável, seção de tubo flexível inflável, processo para produzir uma válvula e processo para produzir uma seção de tubo flexível. a presente invenção diz respeito a uma válvula para uma seção de tubo flexível inflável compreendendo uma haste tubular e também uma base de válvula conectada de forma adesiva e em torno de toda periferia a uma extremidade da haste, em que a base de válvula foi fabricada a partir de um poliuretano termoplástico.

Description

SEÇÃO DE TUBO FLEXÍVEL INFLÁVEL E PROCESSO PARA PRODUZIR UMA SEÇÃO DE TUBO FLEXÍVEL

[0001] A presente invenção diz respeito a uma válvula para uma seção de tubo flexível inflável compreendendo uma haste tubular, e também uma base de válvula conectada de forma adesiva e em torno de toda periferia até uma extremidade da haste. A invenção diz respeito, adicionalmente, a uma seção de tubo flexível inflável fabricada a partir de um poliuretano termoplástico e conectada a uma válvula da invenção. A invenção compreende, adicionalmente, processos para produzir a válvula e sua conexão à seção de tubo flexível.

[0002] Tubos flexíveis para pneus, por exemplo, pneus de bicicleta, são geralmente fabricados amplamente a partir de borracha. Também há tubos flexíveis conhecidos produzidos a partir de termoplásticos, por exemplo, a partir de poliuretano termoplástico. Uma característica deste último é que podem resistir a cargas maiores do que tubos flexíveis que usam principalmente borracha e tenham significantemente menor peso. Entretanto, quando comparado com tubos flexíveis usando principalmente borracha eles são, atualmente, ainda consideravelmente mais caros para produzir.

[0003] O relatório descrito em aberto DE 10 2009 007 163 A1 descreve um sistema de tubo flexível com um tubo flexível modelado para fornecer um anel e também com uma válvula inserida em um orifício no tubo flexível. Há uma conexão entre o tubo flexível e a válvula em que a parede de tubo flexível circundando o orifício foi presa entre a extremidade da válvula e a manga de pressão arranjada na válvula.

[0004] Pneus pneumáticos são conhecidos por usarem não apenas tubos flexíveis modelados com formato torroidal, mas também seções de tubo flexível vedadas em ambas as extremidades: o documento EP 0 090 221 A1 divulga uma seção de tubo flexível feita de um elastômero termoplástico que pode ser usada ao invés de um tubo flexível convencional em um pneu. Para prender a válvula para a seção de tubo flexível, é proposto que uma haste de válvula seja inserida a partir de interior através de um orifício na parede de tubo flexível e que seja ligada por adesivo por meio de um solvente. Como uma alternativa, a válvula pode ser presa na parede de tubo flexível sem adesivo ligando com o auxílio de duas arruelas de borracha e uma porca roscada.

[0005] O relatório descrito em aberto DE 36 24 503 A1 descreve outra forma de prender uma válvula em uma seção de tubo flexível. A válvula compreende uma haste e uma placa de base fabricada a partir de um plástico semelhante à borracha. A haste é composta de um plástico que é significantemente mais rígido do que o material da base, e foi conectado à base por um molecular método. A base pode ser fabricada durante a produção do tubo flexível e pode ter conexão integral com este.

[0006] Em todos os tubos flexíveis conhecidos, o processo de prender a válvula sobre uma parede de tubo flexível é complicado e suscetível à interrupção, por exemplo, com relação à possibilidade de extração involuntária da válvula no caso das variantes presas.

[0007] Um objeto foi prover uma válvula que é destinada para uma seção de tubo flexível e que pode ser presa simplesmente e de forma confiável em uma seção de tubo flexível. Outro objeto foi prover uma seção de tubo flexível com uma válvula correspondente.

[0008] Dito objeto é alcançado através do assunto da invenção, conforme fornecido na reivindicação 1. Outro assunto da invenção é fornecido na reivindicação 7. As reivindicações 8, 9, e 12 fornecem processos para produzir os artigos da invenção. As respectivas reivindicações dependentes proveem outras modalidades vantajosas da invenção.

[0009] A presente invenção, portanto, é direcionada a uma válvula para uma seção de tubo flexível inflável compreendendo uma haste tubular e também uma base de válvula conectada de forma adesiva e em torno de toda periferia até uma extremidade da haste, em que a base de válvula foi fabricada a partir de um poliuretano termoplástico.

[0010] A presente invenção também é direcionada a uma seção de tubo flexível inflável fabricada a partir de um poliuretano termoplástico, a qual tem um orifício e foi conectada de forma adesiva em torno deste orifício e em torno de toda periferia até a base de válvula de uma válvula de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 6, de tal forma que a conexão entre o espaço interno do tubo flexível e do espaço interno da haste foi vedada do ambiente.

[0011] A válvula da invenção é adequada para ligação em uma seção de tubo flexível inflável. Dita seção de tubo flexível pode envolver um tubo flexível anular fechado ou uma seção de tubo vedada em ambas as extremidades. Na invenção, a válvula compreende uma haste tubular e também uma base de válvula fabricada a partir de um poliuretano termoplástico. Uma base de válvula foi conectada de forma adesiva e em torno de toda periferia até uma extremidade da haste.

[0012] A expressão ‟em torno de toda periferia” neste relatório significa que uma base de válvula circunda completamente, sem nenhum vão, uma extremidade da haste por toda sua periferia. Uma ‟conexão adesiva” significa que uma conexão é produzida entre os componentes em virtude de interações físicas e/ou químicas entre a superfície da haste e o material da base de válvula, e é mais do que meramente uma conexão em função da forma.

[0013] A válvula da invenção é adequada para tubos flexíveis ou seções de tubo flexível preenchidas com um gás, em particular ar, por exemplo, aqueles conhecidos a partir de bicicletas, carrinhos de mão, veículos motorizados ou carretinhas. As dimensões de inserções de haste de válvula e válvula correspondem preferencialmente àquelas dentre válvulas conhecidas, por exemplo, em relação ao comprimento e o diâmetro da haste.

[0014] Em uma modalidade da invenção, a haste foi fabricada a partir de um material metálico, em particular a partir de ferro, aço, bronze ou alumínio. A haste também pode ter sido produzida a partir de uma pluralidade de materiais diferentes, por exemplo, a partir de uma porção inferior feita de bronze e a partir de uma porção superior feita de alumínio, onde as duas partes foram conectadas de forma presa entre si. Neste contexto, ‟porção inferior” significa a porção de haste que na condição instalada está voltada em direção ao tubo flexível, considerando que a ‟porção superior” está voltada para longe a partir do tubo flexível.

[0015] Em uma modalidade preferencial, a haste foi fabricada a partir de alumínio e pelo menos a seção de haste conectada à base de válvula foi anodizada na superfície periférica exterior desta. A oxidação eletrolítica de componentes de alumínio é conhecida e é geralmente realizada por razões de proteção de corrosão. Durante o processo de anodização, os componentes também são frequentemente coloridos, por exemplo, a fim de identificar as partes anodizadas ou por razões de projeto. Descobriu-se que a anodização da haste tem um efeito vantajoso na conexão da haste até a base de válvula. Dito tratamento de superfície assegura boa adesão do alumínio ao poliuretano termoplástico a partir do qual a base de válvula foi produzida.

[0016] Em outra modalidade preferencial, pelo menos uma seção de haste conectada à base de válvula é tratada com plasma a fim de melhorar adesão à base de válvula.

[0017] Em outra modalidade preferencial, a haste foi fabricada a partir de um termoplástico. O formato principalmente cilíndrico ou seccionalmente cilíndrico da haste pode, a título de exemplo, ser produzido por moldagem por injeção ou extrusão. As roscas internas e/ou externas geralmente exigidas para ligação dos outros componentes de válvula podem ser produzidas antes da extremidade do processo de produção ou subsequentemente, por exemplo, através de métodos de torção ou rosqueamento conhecidos.

[0018] A dureza e maleabilidade do termoplástico usado para produzir a haste assegura preferencialmente que a haste não quebre em baixas temperaturas. Exemplos de termoplásticos adequados são graus de dureza ou graus modificados para dureza, a partir dos grupos dentre estirênicos, copolímeros de estireno, poliamidas, poliésteres, poliéteres, tais como polioximetileno, poliolefinas e poliuretanos. Preferência particular e dada a um termoplástico adequado para temperaturas abaixo de até menos 30 °C. Uma característica de uma haste produzida a partir de um termoplástico, quando comparado com uma haste de alumínio, é o custo de energia significantemente menor incorrido para o processo de produção e um tempo de fabricação mais curto.

[0019] Poliuretano termoplástico (TPU) é um material particularmente preferencial, e, no estado enrijecido, tem o comprimento necessário para o uso como haste de válvula e elasticidade que permite que a haste seja dobrada sem quebrar. Uma válvula deste tipo provê vantagens em relação a uma ampla variedade de projetos variantes, e também em termos de acessibilidade e operação, por exemplo, quando um pneu é inflado por bombeamento.

[0020] Poliuretanos termoplásticos adequados são, por exemplo, baseados em poliésteres ou poliéteres.

[0021] De acordo com uma modalidade, o poliuretano termoplástico tem uma dureza Shore preferencialmente no intervalo a partir de 70A a 95D, mais preferencialmente no intervalo a partir de 90A a 90D e especialmente, preferencialmente, no intervalo a partir de 98A a 85D.

[0022] De acordo com uma modalidade adicional da presente invenção, o poliuretano termoplástico tem, preferencialmente, uma rigidez baixa e a haste da válvula é flexível. Isto melhora a acessibilidade da válvula para certas aplicações.

[0023] Poliuretanos termoplásticos são bem conhecidos. O processo de produção reage (a) isocianatos com (b) compostos reativos frente à isocianatos e tendo a número de massa molar média a partir de 0,5 × 103 g/mol a 100 × 103 g/mol, e opcionalmente com (c) extensores de cadeia com massa molar a partir de 0,05 × 103 g/mol a 0,499 × 103 g/mol, opcionalmente na presença de (d) catalisadores e/ou de (e) auxiliares e/ou aditivos convencionais.

[0024] Os componentes (a) isocianato, (b) compostos reativos frente à isocianatos e (c) extensores de cadeia também são, individual ou conjuntamente, denominados componentes estruturais.

[0025] Isocianatos orgânicos (a) preferencialmente usados compreendem isocianatos alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos e/ou aromáticos, mais preferencialmente tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta- e/ou octametileno diisocianato, 2-metilpentametileno 1,5-diisocianato, 2-etilbutileno 1,4-diisocianato, pentametileno 1,5-diisocianato, butileno 1,4-diisocianato, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano (diisocianato de isoforona, IPDI), 1,4- e/ou 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano (HXDI), ciclohexano 1,4-diisocianato, 1-metilciclohexano 2,4- e/ou 2,6-diisocianato, e/ou diciclohexilmetano 4,4’-, 2,4’- e 2,2’-diisocianato, difenilmetano 2,2‘-, 2,4‘- e/ou 4,4‘-diisocianato (MDI), naftileno 1,5-diisocianato (NDI), tolileno 2,4- e/ou 2,6-diisocianato (TDI), diisocianato de difenilmetano, diisocianato de 3,3‘-dimetildifenil, diisocianato de 1,2-difeniletano e/ou diisocianato de fenileno.
Isocianatos adequados adicionais são, por exemplo, diisocianato de hexametileno (HDI) ou 1-isocianato-4-[(4-isocianatohexil)metil]ciclohexano (H12MDI). É particularmente preferencial usar 4,4‘-MDI.

[0026] Compostos (b) que são usados e que são reativos frente à isocianatos são preferencialmente poliesteróis ou polieteróis, geralmente também referidos coletivamente pelo termo “polióis”. Os números de massas molares médias de ditos polióis são a partir de 0,5 × 103 g/mol a 8 × 103 g/mol, preferencialmente a partir de 0,6 × 103 g/mol a 5 × 103 g/mol, em particular a partir de 0,8 χ 103 g/mol a 3 × 103 g/mol. A funcionalidade média dos polióis é preferencialmente a partir de 1,8 a 2,3, preferencialmente a partir de 1,9 a 2,2, em particular 2. É preferencial para os polióis (b) ter apenas grupos hidroxi primários. A massa molar média é determinada de acordo com DIN 55672-1.

[0027] Extensores de cadeia (c) que podem ser usados compreendem preferencialmente compostos alifáticos, aralifáticos, aromáticos e/ou cicloalifáticos com massa molar a partir de 0,05 kg/mol a 0,499 kg/mol, compostos preferencialmente bifuncionais, por exemplo, diaminas e/ou alcanodióis tendo de 2 a 10 átomos de carbono na fração de alquileno, em particular 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol e/ou di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona- e/ou decaalquileno glicóis tendo de 3 a 8 átomos de carbono, e preferencialmente oligo- e/ou polipropileno glicóis correspondentes, e também é possível neste relatório usar uma mistura dos extensores de cadeia. É preferencial para os compostos (c) terem apenas grupos hidroxi primários.

[0028] Em uma modalidade preferencial, catalisadores (d) que em particular aceleram a reação entre os grupos NCO dos diisocianatos (a) e os grupos hidroxi do composto (b) reativo em direção a isocianatos e o extensor de cadeia (c) são aminas terciárias, em particular trietilamina, dimetilciclohexilamina, N-metilmorfolina, N,N’-dimetilpiperazina, 2-(dimetilaminoetoxi)etanol ou diazabiciclo(2,2,2)octano. Em outra modalidade preferencial, estes são compostos organometálicos, tais como ésteres titânicos, compostos de ferro, preferencialmente ferro(MI) acetilacetonato, compostos de estanho, preferencialmente diacetato de estanho, dioctoato de estanho, dilaurato de estanho ou os sais de dialquilestanho de ácidos carboxílicos alifáticos, preferencialmente diacetato de dibutilestanho ou dilaurato de dibutilestanho. As quantias preferencialmente usadas dos catalisadores (d) são a partir de 0,0001 a 0,1 partes em peso por 100 partes em peso do composto (b) reativas em direção a isocianatos. É preferencial usar catalisadores de estanho, em particular dioctoato de estanho.

[0029] Também é possível adicionar auxiliares convencionais (e), junto a catalisadores (d), a componentes estruturais (a) a (c). Menção pode ser feita, por exemplo, de substâncias surfactantes, preenchedores, retardadores de chama, agentes de nucleação, estabilizadores de oxidação, lubrificantes e auxiliares de liberação de molde, tinturas e pigmentos, e opcionalmente outros estabilizadores, por exemplo, com relação à hidrólise, luz, calor ou descoloração, preenchedores inorgânicos e/ou orgânicos, agentes de reforço e plastificantes. Estabilizadores de hidrólise preferenciais usados são oligômeros e/ou carbodiimidas poliméricas alifáticas ou aromáticas. É preferencial proteger o TPU da invenção do envelhecimento ao se adicionar estabilizadores a este. Para os propósitos da presente invenção, estabilizadores são aditivos que protegem um plástico ou uma mistura plástica de efeitos ambientais negativos. Exemplos são antioxidantes primários e secundários, estabilizadores de luz de amina impedida, absorventes de UV, estabilizadores de hidrólise, supressores e retardadores de chama. Exemplos de estabilizadores comerciais são fornecidos em Plastics Additive Handbook, 5a edição, H. Zweifel, ed., Hanser Publishers, Munique, 2001 ([1]), pp. 98-136.

[0030] A princípio, qualquer poliuretano termoplástico é adequado para produzir a haste de válvula. A rigidez é ajustada ao se usar componentes estruturais (a) a (c), e o nível de rigidez é determinado neste relatório pela razão (a) + (c):(b). O índice de fusão dos TPUs pode ser variado ao se usar um intervalo relativamente amplo de razões molares nas quantias usadas de componentes estruturais (b) e (c), onde aumentando o teor de extensor de cadeia (c) faz a viscosidade de fusão aumentar, enquanto o índice de fusão cai. A dureza Shore de TPUs correspondentes é a partir de 30 A a 100 D, preferencialmente a partir de 50 A a 80 D, e particularmente, preferencialmente, a partir de 60 A a 75 D.

[0031] Outra informação geral na produção de poliuretanos termoplásticos pode ser encontrada inter alia no texto padrão a seguir: Polyurethane Handbook, editado por Günter Oertel, 2a edição, Hanser Publisher, Munique, pp. 421-433. Processos específicos para TPUs com baixa a alta cristalinidade podem ser encontrados em EP 0 922 552 A1 e, para aparência transparente, em EP 1 846 465 A1. TPUs particularmente transparente podem ser encontrados, a título de exemplo, em WO 2010/076224 A1 e WO 2007/118827 A1, cujo teor é por meio deste relatório incorporado neste pedido.

[0032] Uma haste de válvula pode ser produzida a partir de poliuretano termoplástico, a título de exemplo, por moldagem por injeção, extrusão e/ou processos de sinterização. É dada preferência à produção por meio de processos de moldagem por injeção ou extrusão. De acordo com a presente invenção é possível que uma rosca seja cortada na haste da válvula após preparação a fim de fixar uma tampa. Também é possível que a rosca seja gerada no processo de preparação, por exemplo, no processo de preparação da haste por meio de moldagem por injeção.

[0033] Portanto, a presente invenção também diz respeito a um processo para a fabricação de uma válvula conforme divulgado acima, em que a haste é colocada em um molde e uma base de válvula é fabricada durante fusão da haste no molde.

[0034] Em modalidades preferenciais da invenção, a base de válvula envolve a haste em uma direção axial até uma extensão de pelo menos 3 mm, particularmente, preferencialmente, pelo menos 5 mm. Para melhoria adicional da conexão entre a base de válvula e a haste é preferencial que, na seção de haste conectada à base de válvula, haja um sulco estendendo-se para dentro a partir da superfície cilíndrica exterior. Uma vez que uma base de válvula foi aplicada na haste, o material da base de válvula preencheu dito sulco provendo, deste modo, uma conexão em função da forma adicional entre a base de válvula e a haste. A profundidade do sulco, medida para dentro a partir da superfície cilíndrica, e o formato deste, são preferencialmente selecionados de tal forma que, por um lado, o material da base de válvula preenche completamente o sulco e, por outro lado, a espessura do material da base de válvula no sulco retém força suficiente. Uma profundidade a partir de 0,1 a 0,7 mm, em particular a partir de 0,3 to 0,5 mm, provou-se ser um bom meio termo entre estes requisitos.

[0035] Em modalidades preferenciais da invenção, o dimensionamento da base de válvula é, além disso, de tal modo que a extensão a qual a base de válvula se projeta além da borda exterior da haste em cada direção radial na extremidade da haste corresponde pelo menos a metade do diâmetro da haste em sua extremidade inferior. É particularmente preferencial que a extensão a qual a base de válvula se projeta além da borda exterior da haste em cada direção radial na extremidade da haste corresponda pelo menos ao diâmetro da haste em sua extremidade inferior. A título de exemplo, se o diâmetro da haste em sua extremidade inferior é 5 mm, a extensão a qual a base de válvula se projeta além da borda exterior da haste em cada direção radial na extremidade da haste é preferencialmente 2,5 mm, particularmente, preferencialmente, pelo menos 5 mm. O diâmetro externo de uma base de válvula neste exemplo é, portanto, preferencialmente pelo menos 10 mm, particularmente, preferencialmente, pelo menos 15 mm.

[0036] As expressões ‟direção axial” e ‟direção radial” se referem ao eixo da haste, o qual é geralmente cilíndrico. As dimensões axialmente mínimas e em uma direção radial asseguram que uma vez que a haste foi presa em uma seção de tubo flexível a haste tenha uma conexão segura à seção de tubo flexível e não haja nenhum vazamento resultante através do qual, por exemplo, ar poderia escapar a partir do interior do tubo flexível no ambiente.

[0037] A área de contato de base de válvula provida para prender em uma seção de tubo flexível pode ter vários formatos. Em uma modalidade é circular, e uma base de válvula, portanto, se projeta até uma extensão idêntica em cada direção radial além da borda exterior da haste em sua extremidade inferior. Em outra modalidade, a área de contato é oval, e as dimensões mínimas acima para a extensão de projeção neste relatório dizem respeito ao eixo transverso. O eixo transverso é o termo usado para o eixo mais curto do oval, o eixo mais longo sendo denominado eixo longitudinal. A dimensão de eixo longitudinal da área de contato da base de válvula é preferencialmente a partir de 1,5 a 3 vezes a dimensão de eixo transverso desta.

[0038] Em um método preferencial para prender uma base de válvula com uma área de contato oval em uma seção de tubo flexível, a direção do eixo longitudinal é a mesma que a direção longitudinal da seção de tubo flexível. A direção longitudinal da seção de tubo flexível corresponde à direção de curso do pneu em que a seção de tubo flexível pode ser usada.

[0039] Além disso, ela provou-se vantajosa para selecionar, como material para produzir uma base de válvula, um poliuretano termoplástico cujas propriedades mecânicas, tais como elasticidade e alongamento, correspondem àquelas do material de tubo flexível. É particularmente vantajoso que o material usado para produzir a base de válvula e produzir a seção de tubo flexível sobre a qual a base de válvula deve ser presa seja o mesmo. Ao se selecionar um material apropriado é possível atingir uma redução acentuada na probabilidade que diferentes propriedades de materiais produzem rachadura por pressão ou fenômenos de separação durante bombeamento para inflação ou como um resultado de cargas durante operação da seção de tubo flexível.

[0040] Os materiais iniciais e processos de produção para uma base de válvula feita de poliuretano termoplástico correspondem aos materiais descritos acima para produzir uma haste de válvula a partir de poliuretano termoplástico.

[0041] Para uma base de válvula é preferencial usar um poliuretano termoplástico com dureza Shore a partir de 40 A a 70 D, preferencialmente a partir de 50 A a 50 D, mais preferencialmente a partir de 70 A a 90 A. O processamento de TPU vantajosamente usa lubrificantes, juntamente com os aditivos mencionados. Estes vêm a partir dos grupos de substâncias a seguir: amidas de ácidos graxos, ésteres montânicos, derivados de glicerol, poliolefinas e combinações destes. Os compostos individuais podem ser encontrados em EP 1 826 225 A2 e na literatura citada no presente relatório. O teor de auxiliares de processamento tem de ser minimizado no processo da invenção a fim de assegurar adesão máxima da haste de válvula ao tubo interno de bicicleta. A proporção de lubrificante, baseada em toda formulação, deve ser a partir de 0,001 a 2% em peso, preferencialmente a partir de 0,01 a 1% em peso, e particularmente, preferencialmente, a partir de 0,05 a 0,5% em peso.

[0042] Um processo preferencial para produzir uma válvula da invenção compreende inserir a haste em um molde e produzir uma base de válvula no molde durante o processo de moldagem em torno à haste. No caso de uma haste feita de um material metálico, é preferencial pré-tratar pelo menos uma seção de haste destinada para conexão com a base de válvula, em particular ao se usar tratamento de plasma ou por anodização quando o material compreende alumínio. No caso de uma haste feita de poliuretano termoplástico, há muito raramente qualquer necessidade de pré-tratamento, uma vez que o material a partir do qual a base de válvula é produzida provê uma boa conexão adesiva ao material de haste.

[0043] Em uma modalidade preferencial do processo, a base de válvula é produzida sob pressão em um processo de moldagem por injeção. A haste é inserida no molde, o molde é fechado e o poliuretano termoplástico na forma de composto fundido é injetado sobre uma seção da haste inferior. Uma vez que as composições plásticas tenham enrijecido, a válvula terminada é removida na forma de componente de compósito a partir do molde. Um poliuretano fundido é preferencialmente processado em uma temperatura a partir de 150 °C a 250 °C e em uma pressão de molde a partir de 100 to 400 bar.

[0044] Em outra modalidade do processo, uma base de válvula é produzida em pressão ambiente ao se usar, ao invés de um composto fundido, um sistema de moldagem baseado em poliuretanos. O sistema de moldagem pode ser composto de um ou mais, em particular dois, componentes. Esta variante de produção é menos cara do que o processo de fusão, mas tempos de ciclo de produção são mais longo.

[0045] Os materiais iniciais para sistemas de moldagem são em essência os mesmos que aqueles descritos acima para os poliuretanos termoplásticos. Materiais mais usados também são polióis tendo mais do que 2 grupos hidroxi e/ou agentes de reticulação produzindo, deste modo, poliuretanos reticulados com alta força mecânica. Agentes de reticulação preferenciais são glicóis ou diaminas de cadeia curta, os quais são preferencialmente medidos separadamente, em particular no caso de sistemas de moldagem a quente. Informações adicionais sobre sistemas de moldagem e processos de produção correspondentes podem ser encontradas inter alia no texto padrão a seguir: Polyurethane Handbook, editado por Günter Oertel, 2a edição, Hanser Publisher, Munique, pp. 388-421.

[0046] A invenção provê, adicionalmente, uma seção de tubo flexível inflável que foi fabricada a partir de um poliuretano termoplástico e que tem um orifício através do qual ar pode ser passado no tubo flexível. Em torno de dito orifício, a seção de tubo flexível foi conectada de forma adesiva e em torno de toda periferia até a base de válvula de uma válvula da invenção, de tal forma que há a conexão a prova de vazamento entre o espaço interno do tubo flexível e do espaço interno da haste. Materiais adequados para produzir a seção de tubo flexível são conhecidos, assim como são processos para produzir os mesmos, por exemplo, extrusão, moldagem por injeção ou moldagem por sopro.

[0047] No contexto da presente invenção, o material da seção de tubo flexível pode ter a mesma composição que o material da válvula. Também é possível que a seção de tubo flexível e a válvula tenham uma composição diferente ou consistam em materiais diferentes.

[0048] No contexto da presente invenção, preferencialmente a seção de tubo flexível e a válvula consistem em um poliuretano termoplástico, em que, de forma geral, a rigidez do poliuretano termoplástico usado para a seção de tubo flexível e a válvula não é idêntico.

[0049] Há várias formas para produzir uma conexão durável entre uma base de válvula e a superfície de seção de tubo flexível circundando o orifício. Exemplos de materiais adequados para este propósito são adesivos conhecidos, em particular adesivos baseados em poliuretano.

[0050] Um preferencial método para conectar a válvula à seção de tubo flexível compreende umedecer o lado de baixo da base de válvula com um solvente e então forçar o lado de baixo da base de válvula sobre a superfície da seção de tubo flexível. Este processo, em que a ligação de travamento interno adesivo acontece uma vez que a superfície sulfatada da base de válvula foi pressionada sobre a superfície de tubo flexível, também é denominada ‟soldadura de solvente”. É particularmente preferencial que o solvente é selecionado a partir do grupo dentre os éteres, éteres cíclicos, aminas, amidas, alcoóis e hidrocarbonetos halogenados. Em particular, o solvente compreende metanol, etanol, isopropanol, dimetilformamida, N-metilpirrolidona e/ou tetrahidrofurano. Preferência é igualmente dada às misturas das substâncias mencionadas.

[0051] Portanto, a presente invenção também é direcionada a um processo para produzir uma seção de tubo flexível conforme divulgado acima, o qual compreende umedecer o lado de baixo da base de válvula com um solvente e então forçar o lado de baixo da base de válvula sobre a superfície da seção de tubo flexível.

[0052] Há outra variante preferencial em que a conexão entre a base de válvula e a seção de tubo flexível é produzida por meio de um processo de soldadura. Soldadura térmica, soldadura de alta frequência ou processos de soldadura por ultrassom são particularmente adequados.

[0053] Portanto, a presente invenção também é direcionada a um processo para produzir uma seção de tubo flexível conforme divulgado acima, o qual compreende conectar a base de válvula à seção de tubo flexível por meio de um processo de soldadura, em particular por meio de soldadura térmica, soldadura de alta frequência ou soldadura por ultrassom.

[0054] No contexto da presente invenção é possível que um orifício seja gerado na seção de tubo flexível, o qual permite inflar o tubo flexível produzido, e subsequentemente a válvula ou a haste da válvula, respectivamente, é conectada rente ao orifício. Também é possível que a válvula seja conectada com a primeira seção de tubo flexível e o orifício seja subsequentemente gerado através da haste da válvula.

[0055] A válvula da invenção pode ser produzida de forma simples e a baixo custo, assim como podem as seções de tubo flexível equipada naquela. As conexões entre a haste de válvula e a base de válvula, por um lado, e entre a válvula e a seção de tubo flexível, por outro lado, são robustas e seguras, e o assunto da invenção é, portanto, adequado para um amplo intervalo de usos possíveis.

[0056] A válvula de acordo com a presente invenção ou a seção de tubo flexível inflável respectivamente são, por exemplo, adequadas para a preparação de tubos internos, em particular para a preparação de tubos internos para bicicletas.

[0057] A seguir, modalidades da presente invenção são divulgadas de forma exemplar e não restringem a presente invenção. A presente invenção inclui as modalidades a seguir, em que estas incluem as combinações específicas de modalidades conforme indicado pelas respectivas interdependências definidas no presente relatório:

1. Válvula para uma seção de tubo flexível inflável compreendendo uma haste tubular e também uma base de válvula conectada de forma adesiva e em torno de toda periferia a uma extremidade da haste, caracterizada pelo fato de que a base de válvula foi fabricada a partir de um poliuretano termoplástico;
2. Válvula, de acordo com a modalidade 1, caracterizada pelo fato de que a haste foi fabricada a partir de um termoplástico, em particular a partir de um poliuretano termoplástico;
3. Válvula, de acordo com a modalidade 1, caracterizada pelo ato de que a haste foi fabricada a partir de um material metálico, em particular a partir de ferro, aço ou alumínio;
4. Válvula, de acordo com a modalidade 1, caracterizada pelo fato de que a haste foi fabricada a partir de alumínio, onde pelo menos a seção de haste conectada à base de válvula foi anodizada em sua superfície periférica exterior;
5. Válvula, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a base de válvula envolve a haste em uma direção axial até uma extensão de pelo menos 3 mm;
6. Válvula, de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a extensão a qual a base de válvula se projeta além da borda exterior da haste em cada direção radial na extremidade da haste corresponde pelo menos à metade do diâmetro da haste em sua extremidade inferior;
7. Seção de tubo flexível inflável fabricada a partir de um poliuretano termoplástico, caracterizada pelo fato de que tem um orifício e foi conectada de forma adesiva em torno deste orifício e em torno de toda periferia até a base de válvula de uma válvula conforme qualquer uma das modalidades 1 a 6, de tal forma que a conexão entre o espaço interno do tubo flexível e o espaço interno da haste foi vedada de maneira estanque em relação ao ambiente;
8. Processo para produzir uma válvula, conforme qualquer uma das modalidades 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende inserir a haste em um molde e produzir a base de válvula no molde durante o processo de moldagem em torno da haste;
9. Processo para produzir uma seção de tubo flexível, de acordo com a modalidade 7, caracterizado pelo fato de que compreende umedecer o lado de baixo da base de válvula com um solvente e então forçar o lado de baixo da base de válvula sobre a superfície da seção de tubo flexível;
10. Processo, de acordo com a modalidade 9, caracterizado pelo fato de que o solvente foi selecionado a partir do grupo dos éteres, éteres cíclicos, aminas, amidas, alcoóis e hidrocarbonetos halogenados;
11. Processo, de acordo com a modalidade 10, caracterizado pelo fato de que o solvente compreende metanol, etanol, isopropanol, dimetilformamida, N-metilpirrolidona e/ou tetrahidrofurano; e
12. Processo para produzir uma seção de tubo flexível, de acordo com a modalidade 7, caracterizado pelo fato de que compreende conectar a base de válvula à seção de tubo flexível por meio de um processo de soldadura, em particular por meio de soldadura térmica, soldadura de alta frequência ou soldadura por ultrassom.

[0058] Exemplos são usados abaixo para explicação adicional da invenção. Nem os exemplos nem a Figura 1, a qual deve ser considerada como uma ilustração do princípio, representa(m) qualquer restrição da invenção, por exemplo, em relação a dimensões específicas ou variantes de projeto de componentes. A Figura 1 é um diagrama da válvula da invenção, compreendendo uma haste 10 e uma base de válvula 20.

EXEMPLOS

[0059] Os ensaios usaram hastes de válvula de tipo Presta comercialmente disponíveis com comprimento total de 58 mm e diâmetro externo de 6 mm. O diâmetro da seção de haste destinado para prender a base de válvula era maior, 7 mm, por todo um comprimento de circunda de 4 mm. No meio desta região houve um sulco circunferencial de profundidade de circunda de 0,5 mm e com seção longitudinal arredondada com formato em U.

EXEMPLO COMPARATIVO

[0060] Uma haste de válvula com as dimensões descritas acima, feita de alumínio, foi inserida em um molde de injeção, o molde foi fechado e um poliuretano termoplástico de dureza Shore 80 A (Elastollan 1180 A 10 a partir de BASF Polyurethanes GmbH, Lemforde) foi injetado sobre o material para formar a base de válvula. Assim que o composto fundido tenha se solidificou, a válvula terminada foi removida do molde e armazenada a 80 °C por 15 horas. Isto forneceu ao material sua força final. Na válvula produzida, deste modo, a base de válvula pôde ser facilmente empurrada para longe a partir da haste manualmente. Houve adesão inadequada. O único fator assegurando certa estabilidade foi o travamento interno em virtude do sulco. Entretanto, ar inevitavelmente escaparia no evento de carregamento sob pressão, por exemplo, após bombeamento para inflar um pneu de bicicleta, uma vez que o travamento interno não provê uma vedação.

EXEMPLO INVENTIVO 1

[0061] Outra haste de válvula conforme descrito no exemplo comparativo foi conectada ao mesmo poliuretano termoplástico sob as mesmas condições de processo. A haste tinha sido fabricada a partir de alumínio e completamente anodizada. Nesta válvula, a adesão entre a base de válvula e a haste foi tão grande que a base de válvula poderia não ser puxada para longe a partir da haste sem dano resultante a esta. A conexão entre haste e base de válvula era durável e hermética.

EXEMPLO INVENTIVO 2

[0062] Outra haste de válvula conforme descrito em ambos os ensaios descritos acima foi conectada ao mesmo poliuretano termoplástico sob as mesmas condições de processo. A haste tinha sido fabricada a partir de um poliuretano termoplástico de dureza Shore 75 D. Seu comprimento foi igualmente de 58 mm e seu diâmetro externo foi de 6 mm. Em contraste as duas hastes de alumínio, nenhum alargamento tinha sido aplicado ao diâmetro da seção desta destinado para se prender à base de válvula. Em uma distância de 4 mm a partir da extremidade inferior desta, houve um sulco de largura de 1 mm e profundidade de circunda de 0,5 mm, com seção longitudinal retangular. Houve muito boa adesão entre a base de válvula e a haste, como também foi o caso no exemplo inventivo 1. A conexão entre a haste e a base de válvula foi durável e hermética.

[0063] Em todos os três casos descritos acima, a base de válvula era oval, com uma dimensão de 40 mm ao longo de seu eixo longitudinal e 18 mm ao longo de seu eixo transverso. Seu perfil de altura correspondeu àquele ilustrado qualitativamente na Figura 1. Começando nas bordas, sua altura então aumentou lentamente, e a altura total na haste foi de 5 mm. A espessura do material da base de válvula na seção cobrindo a haste foi de circunda de 2 a 0,5 mm, diminuindo na direção axial da haste para cima para longe a partir da base.

EXEMPLO INVENTIVO 3

[0064] Um orifício de tamanho igual ao diâmetro interno da válvula foi perfurado em um tubo interno de bicicleta comercialmente disponível feito de poliuretano termoplástico (Firma Eclipse Microsystems GmbH, Ebmatingen, Suiça). A base da válvula da invenção como no exemplo inventivo 1 foi imersa por menos do que um segundo em tetrahidrofurano líquido como solvente. A válvula foi então centralizada sobre o orifício no tubo interno de bicicleta e pressionada manualmente sobre o material. Após um tempo de espera de circunda de 15 segundos, houve adesão entre o lado de baixo da base de válvula e a superfície de tubo flexível. Após secagem ao ar em temperatura ambiente por circunda de 60 segundos, durante os quais o tetrahidrofurano evaporou, o nível de adesão final tinha sido obtido. A conexão entre a válvula e a tubo flexível era hermética e segura.

Claims

SEÇÃO DE TUBO FLEXÍVEL INFLÁVEL fabricada a partir de um poliuretano termoplástico,
em que a seção de tubo flexível tem um orifício e é conectada de forma adesiva em torno do orifício e em torno de toda periferia até uma base de válvula (20) de uma válvula, em que a válvula compreende:
uma haste tubular (10), e
a base de válvula (20) sendo conectada de forma adesiva e em torno de toda a periferia até uma extremidade da haste tubular (10), de tal forma que a conexão entre o espaço interno do tubo flexível e o espaço interno da haste seja vedada do ambiente,
caracterizada pela base de válvula (20) ser fabricada a partir de poliuretano termoplástico, e
pela a haste tubular (10) ser fabricada a partir de um termoplástico, e
em que a seção de tubo flexível é adequada para a preparação de tubos internos.
SEÇÃO DE TUBO FLEXÍVEL INFLÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela seção de tubo flexível ser adequada para a preparação de tubos internos para bicicletas.
SEÇÃO DE TUBO FLEXÍVEL INFLÁVEL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pela seção de tubo flexível ser um dentre um tubo flexível anular fechado ou uma seção de tubo flexível vedada em ambas as extremidades.
SEÇÃO DE TUBO FLEXÍVEL INFLÁVEL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pela seção de tubo flexível ser um dentre um tubo flexível anular fechado ou uma seção de tubo vedada em ambas as extremidades e pela seção de tubo flexível ser adequada para a preparação de tubos internos para bicicletas.
SEÇÃO DE TUBO FLEXÍVEL INFLÁVEL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pela haste tubular (10) ser fabricada a partir de um poliuretano termoplástico.
SEÇÃO DE TUBO FLEXÍVEL INFLÁVEL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo material da seção de tubo flexível ter a mesma composição que o material da válvula.
SEÇÃO DE TUBO FLEXÍVEL INFLÁVEL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pela base de válvula (20) envolver a haste tubular (10) em uma direção axial até uma extensão de pelo menos 3 mm.
SEÇÃO DE TUBO FLEXÍVEL INFLÁVEL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pela extensão a qual a base de válvula (20) se projeta além da borda exterior da haste tubular (10) em cada direção radial na extremidade da haste tubular (10) corresponder pelo menos até metade do diâmetro da haste tubular (10) em sua extremidade inferior.
PROCESSO PARA PRODUZIR UMA SEÇÃO DE TUBO FLEXÍVEL, conforme definida na reivindicação 1, caracterizado por compreender umedecer o lado de baixo da base da válvula (20) com um solvente e então forçar o lado de baixo da base de válvula (20) sobre a superfície da seção de tubo flexível.
PROCESSO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo solvente ser selecionado a partir do grupo dos éteres, éteres cíclicos, aminas, amidas, alcoóis, e hidrocarbonetos halogenados.
PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo solvente compreender metanol, etanol, isopropanol, dimetilformamida, N-metilpirrolidona e/ou tetrahidrofurano.
PROCESSO PARA PRODUZIR UMA SEÇÃO DE TUBO FLEXÍVEL, conforme definido na reivindicação 1, caracterizado por compreender conectar a base de válvula (20) à seção de tubo flexível por meio de um processo de soldadura, em particular por meio de soldadura térmica, soldadura de alta frequência ou soldadura por ultrassom.