BR112019021334B1 - Cabo de reforço de borracha e produto de borracha que usa o mesmo - Google Patents

Abstract

Trata-se de um cabo de reforço de borracha da presente invenção, que é um cabo de reforço de borracha para reforçar um produto de borracha. O cabo de reforço de borracha é dotado de pelo menos um fio. O fio inclui: pelo menos um feixe de filamentos; e um filme fornecido para cobrir uma porção da pelo menos superfície do feixe de filamentos. O filme inclui um componente de borracha e um agente de reticulação. O agente de reticulação inclui dois ou mais tipos de compostos de isocianato.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção refere-se a um cabo de reforço de borracha e a um produto de borracha que inclui o cabo de reforço de borracha.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[0002] Uma correia de borracha ou corrente de metal é usada para acionar um eixo de came de um motor de combustão interna de um automóvel, acionar um acessório como uma bomba de injeção e transmitir potência em uma máquina industrial. Recentemente, tem havido um interesse crescente em economia de energia, e a atenção está voltada para o uso de correias de borracha que têm alta eficiência de transmissão de potência, por exemplo, em vista da melhoria da eficiência de combustível e similares. Com resistência maior e módulo de elasticidade maior do que as correntes de metal, as correias de borracha também têm a vantagem de poderem ser usadas mesmo em condições de alta carga. No entanto, a resistência das correias de borracha pode ser reduzida pela aplicação repetida de tensão e, desse modo, as correias de borracha são limitadas em uso.

[0003] Um produto de borracha, como uma correia de borracha, geralmente inclui borracha de matriz e cabo de reforço de borracha incorporado à borracha de matriz. A resistência da correia de borracha depende da resistência do cabo de reforço de borracha. O cabo de reforço de borracha, por essa razão, é um membro importante que determina a vida útil durável da correia de borracha.

[0004] O cabo de reforço de borracha é comumente formado de fibras de reforço (um feixe de filamentos que inclui uma pluralidade de filamentos) e um revestimento que protege a superfície das fibras de reforço. Tal revestimento pode melhorar a adesão entre o cabo de reforço de borracha e a borracha da matriz, quando o cabo de reforço de borracha é incorporado à borracha da matriz de um produto de borracha.

[0005] Para formar o revestimento acima, por exemplo, é usada uma mistura líquida (líquido de RFL) de um condensado de resorcinol- formaldeído e látex de borracha. Além do líquido RFL, pode ser usada uma mistura líquida, conforme revelado, por exemplo, na Literatura de Patente 1, que contém borracha e um agente de reticulação (pelo menos um selecionado dentre os compostos de di-isocianato, compostos nitrosos aromáticos e agentes de reticulação de maleimida). Quanto ao cabo de reforço de borracha, também é conhecida uma configuração na qual uma pluralidade de revestimentos é fornecida para proteger suficientemente a superfície das fibras de reforço e obter alta adesão à borracha à matriz, conforme revelado na Literatura de Patente 2.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE

[0006] Literatura de Patente 1: WO 2006/001385 A1

[0007] Literatura de Patente 2: WO 2017/010098 A1

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA DA TÉCNICA

[0008] No entanto, um produto de borracha reforçado pelo cabo de reforço de borracha, por exemplo, é diminuído em resistência e, por fim, rompido pela aplicação repetida de tensão, e tem muito espaço para melhorias na resistência. Tal ruptura, ou similar, do produto de borracha é causada pela separação entre o cabo de reforço de borracha e a borracha de matriz, fadiga, como uma rachadura interna, do próprio cabo de reforço de borracha, ou similar. Por exemplo, uma correia de borracha tem um lado apertado e um lado frouxo durante a viagem. Ou seja, a correia de borracha é submetida à resistência à tração várias vezes durante o percurso. Juntamente com a correia de borracha, o cabo de reforço de borracha na correia de borracha também é submetido a tal resistência à tração repetida. Isso fadiga o cabo de reforço. Quando a unidade das fibras de reforço que compõem o cabo de reforço é baixa, ou seja, quando a adesão entre os filamentos incluídos nas fibras de reforço é insuficiente, todo o cabo não pode suportar uniformemente a resistência à tração e, por essa razão, a probabilidade de fadiga do cabo é aumentada. Além disso, a baixa unidade das fibras de reforço tende a permitir a entrada de água ou óleo entre os filamentos, e promove o inchaço do revestimento, aumentando a probabilidade de ocorrência de fadiga do cabo de reforço de borracha.

[0009] É, por isso, um objetivo da presente invenção fornecer um cabo de reforço de borracha que mantenha a adesão entre os filamentos nas fibras de reforço e a adesão entre o cabo de reforço de borracha e a borracha de matriz, mesmo sob tensão repetida e que consequentemente tenha capacidade de reduzir a probabilidade de uma diminuição na resistência de um produto de borracha, o que inclui o cabo de reforço de borracha e uma ruptura do produto de borracha. Outro objetivo da presente invenção é fornecer um produto de borracha reforçado por tal cabo de reforço de borracha e, desse modo, ter resistência melhorada sob tensão repetida.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0010] Como resultado de estudos intensivos, o presente inventor constatou que um agente de reticulação incluso em um revestimento que cobre fibras de reforço contribui muito para solucionar os problemas acima da presente invenção, a saber, a adesão entre filamentos nas fibras de reforço de um cabo de reforço de borracha, e a adesão entre o cabo de reforço de borracha e a borracha de matriz. Com base nessa constatação, o presente inventor produziu o seguinte cabo de reforço de borracha da presente invenção.

[0011] A presente invenção é um cabo de reforço de borracha para reforçar um produto de borracha, sendo que o cabo de reforço de borracha inclui: pelo menos um fio, em que

[0012] o fio inclui pelo menos um feixe de filamentos e um revestimento fornecido para cobrir pelo menos uma porção de uma superfície do feixe de filamentos,

[0013] o revestimento inclui um componente de borracha e um agente de reticulação, e

[0014] o agente de reticulação inclui dois ou mais compostos de isocianato.

[0015] A presente invenção também fornece um produto de borracha reforçado pelo cabo de reforço de borracha acima, da presente invenção.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0016] Quando incorporado à borracha de matriz de um produto de borracha, o cabo de reforço de borracha da presente invenção mantém a adesão entre os filamentos nas fibras de reforço e a adesão entre o cabo de reforço de borracha e a borracha de matriz, mesmo sob tensão repetida e, consequentemente, tem capacidade de reduzir a probabilidade de uma diminuição na resistência do produto de borracha e uma ruptura do produto de borracha. O produto de borracha da presente invenção é reforçado por tal cabo de reforço de borracha e, por isso, pode ter uma resistência melhorada sob aplicação repetida de tensão.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] A Figura 1 é uma vista em corte transversal que mostra esquematicamente um exemplo de um cabo de reforço de borracha da presente invenção.

[0018] A Figura 2 mostra esquematicamente um teste de tração cíclica realizado nos EXEMPLOS.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0019] Doravante, as modalidades da presente invenção serão descritas em detalhes.

CABO DE REFORÇO DE BORRACHA

[0020] Um cabo de reforço de borracha da presente modalidade é um cabo para reforçar um produto de borracha. O cabo de reforço de borracha inclui pelo menos um fio. O fio inclui pelo menos um feixe de filamentos (fibras de reforço) e um revestimento fornecido para cobrir pelo menos uma porção de uma superfície do feixe de filamentos. O revestimento inclui um componente de borracha e um agente de reticulação. O agente de reticulação inclui dois ou mais compostos de isocianato.

[0021] Doravante, um método para produzir o cabo de reforço da presente modalidade será descrito em detalhes.

[0022] No cabo de reforço de borracha da presente modalidade, o feixe de filamentos que compõe o fio inclui uma pluralidade de filamentos. O material dos filamentos não é particularmente limitado. Como os filamentos do cabo de reforço de borracha da presente modalidade, por exemplo, filamentos de fibra de vidro, filamentos de fibra de álcool polivinílico tipificados por fibras de vinilona, filamentos de fibra de poliéster, filamentos de fibras de poliamida, como fibras de náilon e aramida (poliamida aromática), os filamentos de fibra de carbono e os filamentos de fibras de poli(p-fenileno benzobisoxazol) (PBO) podem ser usados. Entre estes, de preferência, são usados filamentos de fibras com excelente estabilidade dimensional, resistência à tração, módulo e resistência à fadiga por flexão. É preferencial usar pelo menos um dos tipos de filamento de fibra selecionados, por exemplo, filamentos de fibra de vidro, filamentos de fibra de aramida, filamentos de fibra de poli(p-fenileno benzobisoxazol) e filamentos de fibra de carbono. Em particular, os filamentos de fibra de vidro são os preferenciais. O feixe de filamentos pode ser composto de um tipo dos filamentos ou pode ser composto de dois ou mais tipos de filamentos.

[0023] A quantidade de filamentos incluídos no feixe de filamentos não é particularmente limitada. O feixe de filamentos pode incluir, por exemplo, 200 a 24.000 filamentos.

[0024] A superfície dos filamentos incluídos no feixe de filamentos pode ser submetida a um pré-tratamento para aumentar a resistência da ligação. Um exemplo preferencial de um agente de pré-tratamento é um composto que contém pelo menos um grupo funcional selecionado a partir do grupo que consiste em um grupo epóxi e um grupo amina. Os exemplos do agente de pré-tratamento incluem aminossilanos, epoxissilanos, resinas epóxi novolac, resinas epóxi bisfenol A, resinas epóxi bisfenol F, resinas epóxi bromadas, resinas epóxi bisfenol AD e resinas epóxi glicidil amina. Os exemplos específicos incluem a série Denacol, disponível na Nagase ChemteX Corporation, a série EPICLON, disponível na DIC Corporation, e a série Epikote, disponível na Mitsubishi Chemical Corporation. As resinas de poliuretano e os compostos de isocianato também podem ser usados como agente de pré-tratamento. Por exemplo, um agente de tratamento que inclui pelo menos um selecionado a partir do grupo que consiste em resinas epóxi, resinas de uretano e compostos de isocianato, pode ser usado como agente de pré-tratamento. Pelo pré- tratamento realizado com uso desse agente de tratamento, uma camada de resina, que inclui pelo menos uma selecionada a partir do grupo que consiste em resinas epóxi, resinas de uretano e compostos de isocianato, é adicionalmente fornecida entre o feixe de filamentos e o revestimento. O pré-tratamento da superfície pode melhorar a adesão entre a borracha da matriz e o cabo de reforço de borracha também quando são usados filamentos de fibra menos adesivos, como filamentos de fibra de poliarafenileno tereftalamida.

[0025] A quantidade de feixes de filamentos incluídos no cabo de reforço de borracha não é particularmente limitada, e pode ser um ou pode ser dois ou mais. O feixe de filamentos pode incluir uma pluralidade de feixes de filamentos montados em conjunto. Nesse caso, a pluralidade de feixes de filamentos pode ser torcida ou destorcida, respectivamente. A pluralidade de feixes de filamentos, em um feixe, pode ser torcida em conjunto ou pode ser destorcida.

[0026] O revestimento é fornecido para cobrir pelo menos uma porção da superfície do feixe de filamentos. O revestimento pode ser fornecido diretamente na superfície do feixe de filamentos, ou pode cobrir a superfície do feixe de filamentos com outra camada (por exemplo, o revestimento (por exemplo, a camada de resina acima) formada pelo pré-tratamento dos filamentos acima) interposta entre os mesmos.

[0027] O revestimento é formado fornecendo-se o agente de tratamento à base de água descrito posteriormente para a formação de revestimento em pelo menos uma porção da superfície do feixe de filamentos e secando-se o agente de tratamento à base de água fornecido para a formação de revestimento por tratamento térmico. O agente de tratamento à base de água pode ser fornecido na superfície do feixe de filamentos, por exemplo, impregnando-se o feixe de filamentos com o agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento ou aplicando-se o agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento a pelo menos uma porção da superfície do feixe de filamentos. Esse tratamento térmico remove quase completamente a água incluída nos próprios filamentos e um solvente (por exemplo, água) do agente de tratamento à base de água.

[0028] O revestimento inclui um componente de borracha. Os exemplos do componente de borracha incluem um copolímero de butadieno-estireno, polímero de butadieno-estireno dicarboxilado, terpolímero de vinilpiridina-butadieno-estireno, cloropreno, borracha de butadieno, polietileno clorossulfonado, um copolímero de acrilonitrila- butadieno, borracha nitrílica (NBR), borracha nitrílica hidrogenada (NBR)), borracha nitrílica modificada com carboxila (X-NBR) e borracha nitrílica hidrogenada modificada com carboxila (X-HNBR). Entre esses, a borracha nitrílica hidrogenada (HNBR) e a borracha nitrílica hidrogenada modificada com carboxila (X-HNBR) são preferenciais devido às suas vantagens de ter alta resistência ao óleo e alta resistência à água.

[0029] O revestimento inclui adicionalmente um agente de reticulação. O agente de reticulação inclui dois ou mais compostos de isocianato. Devido à inclusão de dois ou mais compostos de isocianato como agente de reticulação, uma reação de adesão no revestimento, a saber, uma reação no revestimento com a qual os filamentos são aderidos um ao outro, prossegue em várias etapas. Como resultado, a adesão entre os filamentos devido ao revestimento é melhorada. Tal melhoria da adesão entre os filamentos melhora a unidade do feixe de filamentos e, desse modo, pode ser evitada a fadiga do fio que compõe o cabo de reforço de borracha. Além disso, tal melhoria da adesão entre os filamentos reduz uma folga entre os filamentos e uma folga entre os feixes de filamentos e dificulta a entrada de impurezas nas folgas entre os filamentos e entre os feixes de filamentos. Isso pode impedir uma diminuição na resistência à tração do próprio cabo de reforço de borracha. Além disso, quando o cabo de reforço de borracha da presente modalidade é incorporado à borracha de matriz, o revestimento melhora a adesão entre o cabo de reforço de borracha e a borracha de matriz.

[0030] Por essa razão, quando incorporado à borracha da matriz de um produto de borracha, o cabo de reforço de borracha da presente modalidade melhora a adesão entre os filamentos, melhora a adesão entre os feixes de filamentos e melhora a adesão à borracha da matriz, mesmo sob tensão repetida, e tem capacidade de reduzir a probabilidade de uma diminuição na resistência do produto de borracha e uma ruptura do produto de borracha, devido à inclusão do revestimento, que inclui os dois ou mais compostos de isocianato como agente de reticulação.

[0031] Os exemplos do composto isocianato incluem di-isocianatos orgânicos aromáticos ou alifáticos, poli-isocianatos, isocianatos bloqueados e poli-isocianatos bloqueados. Os dois ou mais compostos de isocianato no revestimento incluem, de preferência, pelo menos um selecionado a partir do grupo que consiste em um isocianato bloqueado e um di-isocianato. É preferencial usar dois isocianatos bloqueados com diferentes temperaturas de dissociação. Ou seja, em outras palavras, os dois ou mais compostos de isocianato no revestimento incluem, de preferência, um primeiro isocianato bloqueado e um segundo isocianato bloqueado com uma temperatura de dissociação diferente do primeiro isocianato bloqueado. Uma diferença na temperatura de dissociação entre o primeiro isocianato bloqueado e o segundo isocianato bloqueado é, de preferência, 10°C ou mais, mais preferencialmente 20°C ou mais e, ainda mais preferencialmente, 30°C ou mais.

[0032] O revestimento pode incluir adicionalmente um agente de reticulação diferente do composto isocianato. Os exemplos do agente de reticulação que não seja o composto de isocianato incluem: agentes de reticulação com quinona dioxima, tais como dioxima de p- quinona; agentes de reticulação de metacrilato, tais como laurilmetacrilato e metilmetacrilato; agentes de reticulação alila como DAF (fumaril de dialila), DAP (ftalato de dialila), TAC (cianurato de trialila) e TAIC (isocianurato de trialila); agentes de reticulação de maleimida, como bismaleimida, fenilmaleimida e N, N'-m-fenileno dimaleimida; compostos nitroso aromáticos; enxofre; e peróxidos. Entre estes, são preferenciais os agentes de reticulação de maleimida. Ou seja, é preferencial, para o revestimento, um uso combinado de dois ou mais compostos de isocianato e um agente de reticulação de maleimida. Em alguns casos, pelo uso combinado de dois ou mais compostos de isocianato e agente de reticulação de maleimida, o agente de reticulação de maleimida também funciona como uma ajuda de reticulação para os compostos de isocianato para aumentar adicionalmente a reatividade.

[0033] O revestimento pode incluir adicionalmente uma carga. Os exemplos da carga incluem: partículas finas de compostos covalentes, como negro de fumo e sílica; partículas finas de sais pouco solúveis; partículas finas de óxidos metálicos; partículas finas de hidróxidos metálicos; e partículas finas de sais complexos de óxido de metal, como o talco. A carga exerce o efeito de melhorar as características como resistência à tração e resistência ao rasgo do revestimento, ao ser dispersa na borracha. Além desses efeitos, a carga tem o efeito de aumentar a força coesiva de um componente adesivo e, portanto, a resistência do adesivo entre as fibras e o revestimento e entre o revestimento e a borracha da matriz.

[0034] O revestimento, de preferência, está livre de um condensado de resorcinol-formaldeído. Quando o revestimento está livre de condensado de resorcinol-formaldeído, a formação do revestimento não precisa usar uma substância como formaldeído ou amônia que possa impor uma carga pesada ao meio ambiente e, portanto, não exige que sejam tomadas medidas ambientais para os trabalhadores. O revestimento pode incluir um condensado de resorcinol-formaldeído.

[0035] Além do componente de borracha e do agente de reticulação, o revestimento pode incluir adicionalmente a carga e outro componente (por exemplo, um óxido de metal diferente do óxido de metal adicionado como a carga acima e resina).

[0036] Os teores do componente de borracha e do agente de reticulação no revestimento não são particularmente limitados. O teor do componente de borracha no revestimento pode ser, por exemplo, 50 a 97% em massa. O teor do agente de reticulação no revestimento pode ser, por exemplo, 3 a 50% em massa. O teor total do componente de borracha e do agente de reticulação no revestimento é, de preferência, 53% em massa ou mais. O revestimento pode consistir essencialmente no componente de borracha e no agente de reticulação. "Consistir essencialmente no componente de borracha e no agente de reticulação" significa que o teor total do componente de borracha e do agente de reticulação no revestimento é de 99% em massa ou mais. O revestimento pode consistir apenas no componente de borracha e no agente de reticulação.

[0037] A massa do revestimento fornecida pelo menos na superfície do feixe de filamentos não é particularmente limitada e pode ser ajustada conforme apropriado. O revestimento é, de preferência, fornecido de modo que a massa do revestimento seja de 1 a 35% em relação à massa do feixe de filamentos. A massa do revestimento pode ser de 10 a 25% em relação à massa do feixe de filamentos ou pode ser de 12 a 20% em massa em relação à massa do feixe de filamentos. Uma massa muito grande do revestimento pode resultar em defeitos como uma redução na estabilidade dimensional do cabo de reforço de borracha em um produto de borracha e uma redução no módulo elástico do cabo de reforço de borracha. Uma massa muito pequena do revestimento, por outro lado, pode tornar mais provável o desgaste do fio ou causar um declínio na capacidade do revestimento de proteger as fibras, desse modo, resultando em redução da vida útil durável de um produto de borracha.

[0038] Para melhorar a adesão à borracha de matriz, outro revestimento (doravante descrito como "segundo revestimento") para melhorar a adesão em um produto de borracha pode ser adicionalmente formado na superfície do cabo de reforço de borracha da presente modalidade. Quando o revestimento anteriormente descrito por si só não é suficiente para obter adesão suficiente à borracha de matriz de um produto de borracha, o segundo revestimento é formado, de preferência, na superfície do cabo no qual são dadas as torções finais, a fim de melhorar a adesão à borracha de matriz. O componente do segundo revestimento é necessário para melhorar a adesão à borracha da matriz. Por exemplo, um adesivo polimérico que contém halogênio (por exemplo, Chemlok, fabricado pela LORD Corporation) e um adesivo que inclui um H-NBR e um agente de reticulação (por exemplo, agente de reticulação de maleimida), de preferência, são usados.

[0039] A quantidade de torções no cabo de reforço de borracha da presente modalidade não é particularmente limitada. A quantidade de torções dadas em um fio (doravante, as torções podem ser denominadas "torções primárias") pode ser, por exemplo, 20 a 160 torções/m, 30 a 120 torções/m ou 40 a 100 torções/m. A quantidade de torções dadas à pluralidade de fios (doravante, as torções podem ser denominadas "torções finais") também pode ser, por exemplo, 20 a 160 torções/m, 30 a 120 torções/m ou 40 a 100 torções/m. O cabo de torção longitudinal pode ser empregado, em que a direção das torções primárias e a direção das torções finais sejam as mesmas, ou o cabo de torção cruzada pode ser empregado em que a direção das torções primárias e a direção das torções finais sejam opostas. As direções das torções não são limitadas, e podem ser a direção S ou a direção Z.

MÉTODO DE PRODUÇÃO DE CABO DE REFORÇO DE BORRACHA

[0040] Doravante, será descrito um exemplo do método para produzir o cabo de reforço de borracha da presente modalidade. Os recursos descritos para o cabo de reforço de borracha da presente modalidade podem ser aplicados ao seguinte método de produção, e não podem ser descritos repetidamente. Os recursos descritos para o método de produção a seguir podem ser aplicados ao cabo de reforço de borracha da presente modalidade. O exemplo do método de produção inclui as seguintes etapas.

[0041] Primeiro, a pluralidade de filamentos é montada no feixe de filamentos, e o agente de tratamento à base de água, para a formação de revestimento, a ser usado para formar o revestimento, é preparado. Em seguida, o agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento é fornecido em pelo menos uma porção da superfície do feixe de filamentos. Depois disso, é realizado um tratamento térmico para remover o solvente no agente de tratamento à base de água para a formação do revestimento.

[0042] Pelas etapas acima, o revestimento é formado em pelo menos uma porção da superfície do feixe de filamentos. O método para fornecer o agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento em pelo menos uma porção da superfície do feixe de filamentos não é limitado. Por exemplo, o agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento pode ser aplicado sobre a superfície do feixe de filamentos, ou o feixe de filamentos pode ser imerso no agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento.

[0043] As condições do tratamento térmico para remover o solvente do agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento não são particularmente limitadas; no entanto, é necessário evitar a secagem sob condições em que uma reação causada pelo agente de reticulação no revestimento possa prosseguir até a conclusão. Por isso, é preferencial reduzir o tempo de secagem (para 5 minutos ou menos, por exemplo) quando a secagem é realizada a uma temperatura relativamente alta (a 80 °C ou acima, por exemplo). Quando, por exemplo, a temperatura da atmosfera é de 150 °C ou menos, o tempo de secagem pode ser de 5 minutos ou menos. Em um exemplo, a secagem pode ser realizada em uma atmosfera de 80 °C a 280 °C por 0,1 a 2 minutos.

[0044] O feixe de filamentos no qual o revestimento foi formado pode ser torcido em uma direção. A direção da torção pode ser a direção S ou a direção Z. A quantidade de filamentos incluídos no feixe de filamentos e a quantidade de torções dadas ao feixe de filamentos são as especificadas acima e, desse modo, não serão descritas repetidamente. O cabo de reforço de borracha da presente modalidade pode ser produzido desta maneira. A pluralidade de feixes de filamentos, cada um com um revestimento, pode ser formada, montada em conjunto, e podem ser fornecidas torções finais. A direção das torções finais pode ser igual ou diferente da direção das torções de cada feixe de filamentos (a direção das torções primárias). Alternativamente, a pluralidade de feixes de filamentos, em que cada um tem um revestimento, e não é torcido, respectivamente, pode ser formada, montada em conjunto e torcida.

[0045] O revestimento pode ser formado após a torção do feixe de filamentos. O tipo dos filamentos, a quantidade de filamentos e a quantidade de torções dos filamentos são conforme descrito acima.

[0046] Em um exemplo preferencial do método de produção da presente modalidade, o cabo de reforço de borracha é formado torcendo-se um feixe dos feixes de filamentos em uma direção, após a aplicação do agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento nos feixes de filamentos, ou impregnação dos feixes de filamentos com o agente de tratamento à base de água para a formação do revestimento.

[0047] Recomenda-se formar um revestimento adicional no revestimento aplicando-se um agente de tratamento para formar o revestimento adicional no revestimento e remover um solvente no agente de tratamento. O tipo de revestimento adicional pode ser selecionado conforme apropriado, dependendo da borracha de matriz de um produto de borracha, que inclui o cabo de reforço de borracha, e é desejável ser selecionado particularmente em vista da melhoria da adesão.

[0048] Em seguida, o agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento será descrito.

[0049] O agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento inclui, de preferência, látex de borracha que compõe o componente de borracha do revestimento. Por exemplo, quando o componente de borracha do revestimento é pelo menos uma borracha selecionada do grupo que consiste em borracha nitrílica hidrogenada e borracha nitrílica hidrogenada modificada com carboxila, o agente de tratamento à base de água para formação de revestimento inclui látex de pelo menos uma borracha selecionada dentre o grupo constituído por borracha nitrílica hidrogenada e borracha nitrílica hidrogenada modificada com carboxila. O agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento pode incluir um tipo de látex de borracha ou pode incluir dois ou mais tipos de látex de borracha, dependendo do componente de borracha do revestimento.

[0050] O agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento inclui adicionalmente um agente de reticulação. O agente de reticulação incluído no agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento é o mesmo que o descrito acima como o agente de reticulação incluído no revestimento e, desse modo, não será descrito repetidamente. O agente de reticulação incluído no agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento, de preferência, é usado na forma de uma dispersão aquosa, a fim de permitir que o agente de reticulação esteja presente uniformemente no agente de tratamento à base de água.

[0051] O agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento pode incluir adicionalmente uma carga. Os exemplos da carga que pode ser incluída no agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento são os mesmos que os descritos acima, como a carga incluída no revestimento e, desse modo, não serão descritos repetidamente.

[0052] O agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento, de preferência, é livre de um condensado de resorcinol- formaldeído. O agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento pode incluir um condensado de resorcinol- formaldeído.

[0053] Além do látex de borracha e do agente de reticulação, o agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento pode incluir a carga e outro componente. Por exemplo, o agente de tratamento à base de água para a formação de revestimento pode incluir uma resina, um plastificante, um agente antienvelhecimento, um estabilizante ou óxido de metal que não seja o óxido de metal adicionado como a carga acima. O agente de tratamento à base de água pode ser um agente isento de resina.

PRODUTO DE BORRACHA

[0054] Um produto de borracha da presente modalidade é um produto de borracha reforçado pelo cabo de reforço de borracha da presente modalidade. O tipo do produto de borracha não é particularmente limitado. Os exemplos do produto de borracha da presente modalidade incluem pneus de automóveis e bicicletas e correias de transmissão. Os exemplos de correias de transmissão incluem correias de transmissão sincrônicas e correias de transmissão por atrito. Os exemplos de correias de transmissão sincrônicas incluem correias dentadas, tipificadas por correias dentadas para automóveis. Os exemplos de correias de transmissão por atrito incluem correias planas, correias arredondadas, correias em V e correias com nervuras em V. Ou seja, o produto de borracha da presente modalidade pode ser uma correia dentada, correia plana, correia arredondada, correia em V ou correia com nervuras em V.

[0055] O produto de borracha da presente modalidade é formado pela incorporação do cabo de reforço de borracha da presente modalidade em uma composição de borracha (borracha de matriz). A técnica para incorporar o cabo de reforço de borracha à matriz de borracha não é particularmente limitada, e uma técnica comumente conhecida pode ser empregada. O cabo de reforço de borracha da presente modalidade é incorporado ao produto de borracha (por exemplo, uma correia de borracha) da presente modalidade. O produto de borracha da presente modalidade formada desse modo tem alta resistência à fadiga por flexão. Por isso, o produto de borracha da presente modalidade é particularmente adequado para uso, por exemplo, em uma correia dentada de um motor de veículo e uma correia para acionar um acessório de um veículo.

[0056] O tipo de borracha incluída na composição de borracha, à qual o cabo de reforço de borracha da presente modalidade está incorporado, não é particularmente limitado. A borracha pode ser, por exemplo, borracha de cloropreno, borracha de polietileno clorossulfonada, borracha de etileno propileno ou borracha nitrílica hidrogenada. A borracha nitrílica hidrogenada pode ser aquela em que um derivado de acrilato de zinco (como metacrilato de zinco) é disperso. Pelo menos uma borracha selecionada a partir de borracha nitrílica hidrogenada como tal e borracha nitrílica hidrogenada, na qual um derivado de acrilato de zinco é disperso, é preferencial, em vista da resistência à água e ao óleo. A borracha de matriz pode incluir adicionalmente borracha nitrílica hidrogenada modificada com carboxila. Em vista da adesão, é preferencial que o revestimento do cabo de reforço de borracha e a composição de borracha do produto de borracha contenham, ou sejam formados do mesmo tipo de borracha.

[0057] A Figura 1 mostra uma correia dentada, como um exemplo do produto de borracha. A correia dentada 1 mostrada na Figura 1 inclui um corpo de correia 11 e uma pluralidade de cabos de reforço de borracha 12. O corpo da correia 11 inclui uma porção de correia 13 e uma pluralidade de porções de dentes 14 dispostas em intervalos regulares e que se projetam a partir da porção de correia 13. Os cabos de reforço de borracha 12 são incorporados à porção de correia 13, de modo a se estender paralelamente à direção do comprimento da porção de correia 13. Cada cabo de reforço de borracha 12 é o cabo de reforço de borracha da presente modalidade.

EXEMPLOS

[0058] Doravante, as modalidades da presente invenção serão descritas em mais detalhes por meio de Exemplos e Exemplos Comparativos.

PRODUÇÃO DE CABO DE REFORÇO DE BORRACHA EXEMPLOS 1 A 3

[0059] Foi preparada uma fibra de vidro composta por um feixe de 200 filamentos de fibra de vidro de alta resistência e com um diâmetro médio de 7 μm. Trinta e três dessas fibras de vidro foram alinhadas em um feixe de filamentos. O feixe de filamentos foi imerso em um agente de tratamento, cuja composição de sólidos tem uma razão de massa (razão de massa sólida) mostrada na Tabela 1 abaixo e, depois, seca a 150 °C por 2 minutos para obter um cabo de fibra de vidro. Foram dadas torções a esse cabo de fibra de vidro em uma direção a 80 torções/m para produzir um cabo de reforço de borracha do Exemplo 1.

[0060] Os cabos de reforço de borracha dos Exemplos 2 e 3 foram produzidos sob as mesmas condições do Exemplo 1, exceto que a composição do agente de tratamento foi alterada. As composições dos agentes de tratamento usados nos Exemplos 2 e 3 são mostradas na Tabela 1. A massa do revestimento de cada cabo é de 19% em relação à massa do feixe de filamentos.

EXEMPLOS COMPARATIVOS 1 A 3

[0061] Os cabos de reforço de borracha dos Exemplos Comparativos 1 a 3 foram produzidos sob as mesmas condições do Exemplo 1, exceto que a composição do agente de tratamento foi alterada. As composições dos agentes de tratamento usados nos Exemplos Comparativos 1 a 3 são mostradas na Tabela 1. Conforme mostrado na Tabela 1, os agentes de tratamento, em que cada um inclui apenas um composto de isocianato, foram usados nos Exemplos Comparativos 1 a 3. TABELA 1 (*1) Zetpol Látex (fabricado pela Zeon Corporation) (*2) MEIKANATE DM-7000 com uma temperatura de dissociação de 180°C (Meisei Chemical Works, Ltd.) (*3) ELASTRON BN-11 com uma temperatura de dissociação de 150°C (fabricada por DKS Co., Ltd.) (*4) ELASTRON BN-69 com uma temperatura de dissociação de 120°C (fabricada por DKS Co., Ltd.)

TESTE DE TRAÇÃO CÍCLICA

[0062] Cada um dos cabos de reforço de borracha dos Exemplos 1 a 3 e dos Exemplos Comparativos 1 a 3 foi incorporado em borracha de matriz, com a composição mostrada na Tabela 2 abaixo, para produzir um espécime de teste (tamanho: 200 mm x 10 mm x 3 mm). TABELA 2 (*1) Zetpol 2020 (fabricado pela Zeon Corporation) (*2) Zetpol 2.000 L (fabricado pela Zeon Corporation)

[0063] Em seguida, cada espécime foi submetido a um teste de tração cíclica e medido pelo número de ciclos até o espécime se romper. Para o teste de tração cíclica, foi usado um sistema de teste dinâmico de resistência à fadiga comumente usado. O testador de tração cíclica inclui, conforme mostrado na Figura 2, uma polia plana 20 com um diâmetro de 20 mm e um motor (não ilustrado). Primeiro, um espécime produzido 30 foi pendurado na polia 20 e fixado nas duas extremidades 30a e 30b. Nesse estado, a polia realizou movimentos alternados nas direções indicadas por uma seta mostrada na Figura 2, e o número de ciclos foi medido até o espécime se romper. Conforme a polia 20 pode detectar uma carga, o movimento alternado da polia 20 foi controlado por uma carga. O movimento alternado foi realizado sob cargas de 10 a 300 N, 10 a 400 N e 10 a 500 N. Os resultados são mostrados na Tabela 3. TABELA 3

[0064] Conforme mostrado na Tabela 3, a quantidade de ciclos de ruptura dos cabos de reforço de borracha dos Exemplos 1 a 3, nos quais o agente de reticulação incluído no revestimento inclui dois compostos de isocianato, é maior que o dos cabos de reforço de borracha dos Exemplos Comparativos 1 a 3, em que o agente de reticulação incluído no revestimento inclui um composto de isocianato. Esse resultado confirma que um produto de borracha com resistência melhorada sob tensão repetida pode ser obtido com uso do cordão de reforço de borracha que inclui o revestimento que inclui dois ou mais compostos de isocianato como agente de reticulação.

Claims (6)

1. Cabo de reforço de borracha (12) para reforçar um produto de borracha, compreendendo: um ou mais fio(s), em que o fio compreende um ou mais feixe(s) de filamentos e um revestimento fornecido para cobrir pelo menos uma porção de uma superfície do feixe de filamentos, o revestimento compreende um componente de borracha e um agente de reticulação, e o agente de reticulação compreende dois ou mais compostos de isocianato, o cabo de reforço de borracha (12) sendo caracterizado pelo fato de que os dois ou mais compostos de isocianato compreendem um ou mais selecionado(s) do grupo que consiste em um isocianato bloqueado e um di-isocianato, o revestimento está livre de um condensado de resorcinol- formaldeído, e o feixe de filamentos inclui filamentos de fibra de vidro.

2. Cabo de reforço de borracha (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dois ou mais compostos de isocianato compreendem um primeiro isocianato bloqueado e um segundo isocianato bloqueado que tem uma temperatura de dissociação diferente do primeiro isocianato bloqueado.

3. Cabo de reforço de borracha (12), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o agente de reticulação compreende adicionalmente um agente de reticulação de maleimida.

4. Cabo de reforço de borracha (12), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o componente de borracha compreende um ou mais selecionado(s) do grupo que consiste em borracha nitrílica hidrogenada e borracha nitrílica hidrogenada modificada com carboxila.

5. Produto de borracha, caracterizado pelo fato de que compreende uma borracha de matriz e o cabo de reforço de borracha (12) incorporado à borracha de matriz, e o cabo de reforço de borracha (12) é como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4.

6. Produto de borracha, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que é uma correia de borracha (1).