BRPI0508475B1 - correia sem fim e e correia de múltiplas nervuras em v sem fim - Google Patents

Abstract

correia de transmissão de energia uma correia de transmissão de energia sem fim (10), compreendendo um cordão de transporte de carga (22), compreendendo um cordão formado de uma série de fios, onde os fios são compostos por fibras de para-aramida e polivinilpirrolidona (pvp), e um método para aumentar a resistência à fadiga flexural e durabilidade de uma correia sem fim (10), compreendendo a etapa de selecionar, para o cordão de transporte de carga da correia (22), um fio compreendendo uma fibra de para-aramida e pvp.

Description

"CORREIA SEM FIM E CORREIA DE MÚLTIPLAS NERVURAS EM V SEM FIM" FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção [001] A presente invenção é pertinente a correias sem fim compreendendo um cordão de transporte de carga, e, particularmente a tais correias onde o cordão compreende uma série de fibras de para—aramida e um segundo polímero. 2. Descrição da Técnica Relacionada [002] Na construção de correias sem fim e outros artigos compósitos de borracha empregando um cordão de transporte de carga compreendendo uma série de fios, é conhecida a utilidade de fibras de alta resistência para formar os cordões . Em tais construções destinadas a uso em aplicações automotivas e algumas aplicações industriais, por exemplo, sabe—se da utilização de tais materiais como para-aramida, naftalato de polietileno (PEN) e poli-p—fenileno benzobiso-xazol (PBO) como a fibra da qual formam-se os cordões de transporte de carga.

[ 003]Particularmente, porém não exclusivamente, na área de correias de múltiplas nervuras em V, correias dentadas ou sincrônicas e correias em V para utilização em aplicações automotivas, incluindo aplicações automotivas de múltipla função, modernas, tais como dispositivos eletromecâni-cos, os requisitos de desempenho para, tanto resistência à fadiga flexural da correia, como sua capacidade de transporte de carga aumentou dramaticamente. Cordões de módulo maior, incluindo aqueles formados de PEN, PBO e para-aramida, foram identificados para tais fins devido a sua alta capacidade de carga, porém são conhecidos por apresentarem uma resistência à fadiga flexural relativamente fraca. Fizeram-se tentativas no sentido de melhorar a resistência à fadiga flexural das correias formadas de tais cordões, por exemplo, por manipulação da configuração dos cordões utilizando, por exemplo, cordão trançado, no lugar de cordão em camada ou aumentando o nivel de torcedura do cordão, porém tais métodos geralmente aumentam os custos de produção, e tendem a diminuir a resistência do cordão global, e o módulo, diminuindo assim, a utilidade do material.

[004] Permanece a necessidade para um cordão veiculo de carga, incluindo a incorporação numa correia sem fim ou artigo compósito de borracha similar, gue apresenta um bom eguilibrio de capacidade portadora de carga e resistência à fadiga flexural.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] A presente invenção providencia uma correia sem fim compreendendo um cordão de transporte de carga dotado de uma série de fibras, onde as fibras compreendem para-aramida e polivinilpirrolidona (PVP).

[006] Numa modalidade ulterior, a presente invenção propicia uma correia sem fim, tal como uma correia de múltiplas nervuras em V, uma correia em V ou uma correia dentada, compreendendo tal cordão dentro de sua seção de transporte de carga.

[007] Em ainda mais modalidades, a para-aramida das fibras é terreftalamida de poli(para-fenileno) (PPD-T) e as fibras compreendem de 3 a 30% em peso de PVP com base no peso da para-aramida.

[008] Um método de aumentar a resistência à fadiga fie— xural e durabilidade de uma correia sem fim é, além disso, providenciado, compreendendo a etapa de selecionar para o cordão de transporte de carga da correia um fio compreendendo uma fibra de para-aramida e PVP.

DESCRIÇÃO SUCINTA DOS DESENHOS

[009] Os desenhos anexos, os quais estão incorporados e formam uma parte do relatório descritivo, ilustram modalidades preferidas da invenção e juntamente com a descrição, se prestam a explicar os princípios da invenção. Nos desenhos, números similares, indicam partes similares, e;

[0010] A Figura 1 é uma vista em perspectiva, com partes em corte de uma parte de uma correia de múltiplas nervuras em V, construída de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0011] A Figura 2 é uma vista em perspectiva, com partes em corte de uma parte de uma correia em V construída de acordo com uma outra modalidade da presente invenção;

[0012] A Figura 3 é uma vista em perspectiva, com partes em corte, de uma parte de uma correia sincrônica construída de acordo com uma outra modalidade da presente invenção;

[0013] A Figura 4 é uma vista em perspectiva esquemáti-ca da correia da Figura 1, puxada em meio a duas polias num conjunto de transmissão, de acordo ainda com uma outra modalidade da presente invenção;

[0014] A Figura 5 é uma representação esquemática de um teste de uma configuração do teste de durabilidade descrevendo uma modalidade da presente invenção; e [0015] A Figura 6 é uma configuração do teste de resistência à fadiga flexural utilizado na descrição de uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[ 0016 ] Referindo-se à Figura 1, uma correia 10 de múltiplas nervuras em V de acordo com uma modalidade da presente invenção é mostrada, genericamente. A correia 10 de múltiplas nervuras em V inclui uma parte de corpo de correia principal elastomérica 12, ou cordão subjacente, e uma parte de contato de polia 14 posicionada ao longo da periferia interna da parte de corpo de correia principal 12. A palavra "polia" é empregada neste contexto inclui polias convencionais e rodas dentadas usadas com uma correia de transmissão de energia, e, ainda cilindros e mecanismos semelhantes. A parte de contato da polia particular 14 da correia da Figura 1 está na forma de uma série de nervuras compreendendo área elevadas ou ápices 36, alternando com uma serie de áreas de calha 38 definindo entre elas, lados em oposição entre si. Em cada um dos exemplos das Figura 1-2 a parte de contato da polia 14 é integra com a parte de corpo da correia principal 12 e pode ser formada do mesmo material elastomérico como descrito abaixo.

[0017]Na Figura 3, contudo a parte de contato da polia 14 pode ser vista compreender um tecido de reforço 24, explicado em mais detalhe abaixo, como convencionalmente uti- lizado numa configuração de construção de correia sincrôni— ca, e é assim formada de um material diferente daquele da parte de corpo da correia principal 12 naquela modalidade da presente invenção.

[0018] Um segmento de transporte de carga ou de tração 20 está posicionado acima do cordão subjacente 12 a fim de providenciar suporte e resistência para a correia 10. Na forma ilustrada, o segmento de tração compreende pelo menos um cordão de tração estendendo-se longitudinalmente 22, descrito em mais detalhe abaixo, alinhado ao longo do comprimento da correia, e de acordo com várias modalidades da presente invenção, está pelo menos parcialmente em contato com ou embutido num elemento de borracha adesivo 18 descrito em mais detalhe adiante. O prático na técnica irá considerar, prontamente, que nas várias Figuras 1-2 o elemento de borracha adesivo 18 é ilustrado na forma exagerada de modo a dis— tingui-lo visualmente das outras partes elastoméricas da correia. Na realidade, o compósito curado, é, o mais das vezes, indistinguível visualmente, da parte de corpo de correia elastomérica circundante exceto nos casos, em que um e não o outro elemento de borracha adesivo 18 e o cordão subjacente 12 é carreado com a fibra. O elemento de borracha adesivo 18 pode, de fato, ser do mesmo material do corpo da correia principal elastomérico 12.

[0019] Um tecido de reforço (não mostrado na Figura 1) pode opcionalmente ser utilizado e no caso das correias em V e correias em múltiplas nervuras em V ajusta-se intimamente ao longo da superfície a correia oposta à parte de contato da polia 14 para formar uma cobertura de face ou cordão superior para a correia. O tecido pode ser de qualquer configuração desejada, tal como uma tecedura convencional consistindo de fios de urdidura e trama em qualquer ângulo desejado, ou pode consistir de fios de urdidura mantidos juntos por cordões de ponto espaçados como exemplificado por tecido de cordão de pneumático, ou de uma configuração tricotada ou entrelaçada, ou de uma configuração não tecida e similar. O tecido pode ser revestido por atrito ou superficialmente com a mesma composição elastomérica ou diferente daquela do corpo de correia principal elastomérico 12. Mais de uma camada de tecido pode ser empregada; caso desejado, o tecido pode ser cortado ou de outro modo formado para disposição transversal de modo que os fios formem um ângulo com a direção do trajeto da correia. Uma modalidade de tal tecido reforçado utilizada está mostrada na Figura 2 onde um tecido de cordão de pneu revestido superficialmente com borracha 29, está ilustrado na forma exagerada.

[0020]Referindo-se a Figura 2, uma correia em V 26 com entalhes está ilustrada. A correia em V 26 inclui uma parte de corpo de correia elastomérica principal 12 similar àquela ilustrada na Figura 1 e um segmento de transporte de carga ou de tração 20 na forma de um ou mais cordões de tração 22 embutido num elemento de borracha adesivo opcional 18, também similar àquele ilustrado na Figura 1. A parte de corpo de correia elastomérica 12 principal, elemento de borracha adesivo 18 e segmento de transporte de carga 20 da correia em V 26 , podem ser construídos do mesmo material conforme descrito acima para a Figura 1.

[0021] Na correia em V 26 também se inclui uma parte de contato de polia 14 como na correia de múltiplas nervuras em V 10 da Figura 1. As superfícies laterais da parte de corpo de correia principal elastomérico 12, ou no caso de uma correia em V como ilustrado, do segmento de compressão, prestam-se como superfícies de direcionamento da correia 26. Na modalidade ilustrada, a parte de contato da polia 14 está na forma de superfícies de depressão de entalhe alternantes ou calhas 28 e projeções dentadas 30. Essas superfícies de depressão alternantes 28 e projeções 30 podem preferivelmente seguir um passo geralmente sinusoidal como ilustrado que se presta a distribuir e minimizar esforços de curvatura quando a parte de contato da polia 14 passa em torno das polias durante operação.

[0022] Embora na modalidade ilustrada a correia em V 26 esteja na forma de uma correia de borda crua, um tecido de reforço 29 como descrito acima, pode além disso, ser empregada, seja como cobertura de face ou cordão superior para a correia como se demonstra, ou abrangendo totalmente a correia formando uma correia em V enfaixada.

[0023] Referindo-se à Figura 3 uma correia dentada 32 está ilustrada. A correia dentada 32 inclui uma parte de corpo de correia elastomérica principal 12 e uma parte de contato de polia 14 como no caso das correias das Figuras 1 e 2, e também inclui um segmento de transporte de carga 20, como previamente descrito para as correias da Figura 1 e 2. Para a correia sincrônica 32, no entanto, a parte de contato da polia 14 está na forma de dentes alternantes 16 e partes fixas 19. Um tecido de reforço 24 como ainda descrito acima para as correias das Figuras 1 e 2 também podem ser utilizado e neste caso, ajustam-se intimamente, ao longo dos dentes alternantes 16 e partes fixas 19 da correia 32 formando uma cobertura frontal para esta.

[0024] Em cada um dos casos das Figuras 1-3 mostradas supra, a parte de corpo de correia principal 12 pode ser formada por qualquer composição elastomérica curada adequada convencional, e pode ser igual ou diferente daquela descrita abaixo em relação ao elemento de borracha adesivo opcional 18. Elastômeros adequados que podem ser usados para este fim incluem, por exemplo, elastômeros de poliuretano, (incluindo também elastômeros de poliuretano/ureia) (PU), borracha de policloropreno (CR) borracha de butadieno acriloni— trila (NBR), NBR hidrogenada (HNBR), borracha de estireno-butadieno (SBR), polietileno clorossulfonado alquilado (ACSM), epicloroidrina, borracha de polibutadieno (BR), borracha natural (NR) e elastômeros de etileno alfa-olefina, tais como copolimeros de etileno propileno (EPM), terpolíme— ros de etileno propileno dieno (EPDM), copolimeros de etileno octeno (EOM), copolimeros de etileno buteno (EBM), terpo-límeros de etileno octeno (EODM); e terpolimeros de etileno buteno (EBDM) e borracha de silicone, ou uma combinação de quaisquer dois ou mais dos precedentes.

[0025] Para formar a parte de corpo de correia elastomérica 12 de acordo com uma modalidade da presente invenção, os elastômeros podem ser combinados com ingredientes de com- posição de borracha convencionais incluindo, cargas, plasti-ficantes, agentes de vulcanização/curativos e aceleradores, em proporções convencionalmente empregadas. Por exemplo, para uso com elastômeros de etileno-alfa-olefina e elastômeros de dieno tais como HNBR, um ou mais sais metálicos de ácidos alfa-beta orgânicos podem ser empregados em quantidades agora convencionalmente utilizada para melhorar o desempenho dinâmico do artigo resultante. Assim, dimetacrilato de zinco e/ou diacrilato de zinco podem ser utilizados em tais composições em quantidades desde cerca de 1 a cerca de 50 phr, ou alternativamente, desde cerca de 5 a cerca de 30 phr, ou desde cerca de 10 a cerca de 25 phr. Esses materiais alem disso, contribuem para a aderência da composição e aumentam a densidade de reticulação global do polimero com a cura com peróxido ou agentes relacionados através de reticulação iônica, como é do conhecimento da técnica.

[0026]O versado na técnica relevante apreciará de pronto, qualquer série de composições adequadas para utilização na correia ou como partes elastoméricas da correia. Uma série de composições elastoméricas adequadas estão descritas, por exemplo, em The R.T. Vanderbilt Rubber Handbook (13a. ed. 1996) e, com relação a composições EPM ou EPDM e tais composições tendo propriedades de módulo de alta tração particulares são além disso, descritas na Patente u.S. n°s. 5.610.217 e 6.616.558, respectivamente, cujo conteúdo em relação às várias composições elastoméricas que podem ser adequadas para uso na formação de partes de corpo de correia de transmissão de energia, estão, de modo especifico, ora in- corporadas por referência. Além disso, com relação às várias composições de PU que também podem ser utilizadas na prática de várias modalidades da presente invenção, tais composições estão descritas por exemplo, em WO 09692584 a Wu et al., e o conteúdo do pedido internacional de patente com relação às mesmas está ora incorporado por referência ao presente.

[0027] Numa modalidade da presente invenção associada com aplicações de transmissão de acessórios automotivos as partes de corpo de correia elastomérica 12 podem ser formadas de uma composição de etileno alfa olefina adequada, tal como composição de EPM, EPDM, EBM ou EOM que podem ser composições iguais ou diferentes às empregadas como a composição de membro de borracha adesiva.

[0028] A parte de corpo de correia principal elastomérica 12 pode, além disso, ser carregada com fibras descontínuas como é do conhecimento da técnica, utilizando materiais, tais como incluindo sem limitação, o algodão, poliés-ter, fibra de vidro, aramida e náilon, em tais formas, como fibras cortadas ou em grampo, em flocos ou em polpa, em proporções geralmente empregadas. Numa modalidade preferida, referindo-se a correias de múltiplas nervuras em V, perfiladas (por exemplo, por corte ou por trituração, sendo tal carregamento de fibra preferivelmente formado e disposto, tal que uma parte substancial das fibras seja formada e disposta para ficar numa direção geralmente transversal à direção do trajeto da correia. Em correias de múltiplas nervuras em V moldadas, e/ou sincrônicas produzidas de acordo com métodos de fluxo entrante contudo, o carregamento da fibra carecería, em geral, do mesmo grau de orientação.

[0029] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a composição curada para utilização num contato pelo menos parcial com o cordão de transporte de carga dentro da estrutura de correia compósita como descrito em várias modalidades acima para Figura 1-3 pode apresentar pelo menos um módulo complexo de pelo menos 15.000 kPa, ou na faixa desde cerca de 25.000 a cerca de 100.000 kPa, ou na faixa desde cerca de 35.000 a cerca de 75.000 kPa ou na faixa de cerca de 40.000 a cerca de 60.000 kPa, conforme medido a uma temperatura de 175°C a um estiramento de 0,09° e uma freqüên— cia de 2000 ciclos por minutos ("cpm") ; e um módulo de tração conforme medido a 125°C e a uma velocidade de cruzeta de 6 pol/minutos (15,24 cm/minutos) de acordo com ASTM D412,de pelo menos cerca de 250 psi (1,724 MPa) a cerca de 5000 psi (34, 47 MPa) ou na faixa de cerca de 300 psi (2,413 MPa) a cerca de 3000 psi (20,68 MPa). No presente contexto, o termo "módulo complexo" é empregado para descrever o módulo complexo, convencionalmente descrito pelo termo "G" de uma composição como determinado via análise reológica mecânica dinâmica, que pode ser realizada utilizando aparelhos apropriados exemplificados por Rubber Process Analyzer, Model N° 2000 da Monsanto Corporation of St. Louis, MO. Esta característica opcional e benefícios da mesma, estão descritos em mais detalhes na Patente supracitada U.S. n° 6.616558, cujo conteúdo está ora incorporado por referência ao presente.

[0030] Em operação, a correia, como se vê, por exemplo, nas Figuras 1-3, é geralmente puxada em cerca de pelo menos uma polia de transmissão 42 e uma polia de transmissão 44, como se vê por exemplo, esquematicamente na Figura 4, formando um acionamento de correia 40, opcionalmente em combinação com uma polia intermediária 46, como mostrado.

[0031]Voltando agora para uma descrição do cordão de transporte de carga de acordo com uma modalidade da presente invenção, em geral, o cordão 22 do segmento de transporte de carga 20 pode ser de qualquer configuração convencional tal como entrelaçado ou em camada e, em geral, pode compreender uma ou uma série de filamentos, que podem eles próprios, ser de qualquer configuração adequada e/ou convencional, como em camadas ou entrelaçado, e, em geral, compreende um ou mais fios. "Fio" refere-se a um feixe e filamentos ou fibras na forma como se recebe de um fabricante de fios que pode incluir fio torcido ou fio sem torcedura. "Cordão" refere-se a um fio ou fios que foram torcidos, empilhados ou entrelaçados como uma etapa intermediária na formação de um cordão. Numa modalidade da presente invenção pelo menos um cordão formando o cordão 22 do segmento veiculo de carga 20 compreende uma fibra de para-aramida e PVP. Por PVP significa o polimero que resulta da polimerização linear de unidades mo-noméricas de N-vinil—2-pirrolidona incluindo pequenas quantidades de comonômeros que podem estar presentes em concentrações abaixo daquelas que interferem com a interação do PVP com a para-aramida.

[ 0032 ] Qualquer combinação útil em peso de PVP e para-aramida na fibra do fio do cordão do segmento de transporte de carga da correia pode ser utilizada na prática de várias modalidades da presente invenção. Em pelo menos uma modalidade da presente invenção, contudo, a fibra inclui até cerca de 30% em peso de PVP, com base no peso da para-aramida. Em outras modalidades, PVP pode estar presente numa proporção dentro da faixa de cerca de 3% a cerca de 30% em peso ou de cerca de 5% a cerca de 25%, ou de cerca de 7% a cerca de 20% em peso. Acima de cerca de 30% de PVP, as propriedades físicas da fibra são degradadas. Abaixo de cerca de 3% de PVP, o efeito benéfico de PVP pode ser dificil de detectar.

[0033] Por para-aramida significa uma poliamida sintética de cadeia longa com suas ligações amida ligadas diretamente a dois anéis aromáticos. Como a para-aramida na presente invenção, pode ser feito uso de PPD-T, poli(para-benzamida), copoli(para-fenileno/3,4'-oxidifenileno terefta— lamida) ou similar.

[0034] De acordo com uma modalidade da presente invenção a para-aramida é PPD-T. Por PPD-T significa o homopoli— mero resultante da polimerização mol-por-mol de para-fenileno diamina e cloreto de tereftaloila, e ainda copoli— meros resultantes da incorporação de peguenas quantidades de outras diaminas com o para—fenilena diaminas e pequenas quantidades de outros cloretos de ácidos com o cloreto de tereftaloila. Como uma regra geral, outras diaminas e outros cloretos de diácido podem ser usados em quantidades de até no máximo 10 %molar de para-fenileno diamina ou cloreto de tereftaloila, ou talvez um pouco maior, contando que apenas as outras diaminas e cloretos de diácido não tenham grupos reativos que interfiram com a reação de polimerização. PPD- T também significa copolimeros resultantes da incorporação de outras diaminas aromáticas e ouros cloretos de diácido aromático como por exemplo cloreto de 2,6-naftaloila ou cloreto de cloro- ou dicloro-tereftaloila, contanto que apenas as outras diaminas aromáticas e cloretos de diácido aromáticos estejam presentes em quantidades que permitam preparação de dopantes de spin anisotrópico.

[0035] Fibras adequadas e um processo para fabricá-las incluindo aquela de fiação de um dopante de uma combinação de PPD-T e PVP estão apresentadas, por exemplo, na Patente U.S. n° 5.135.687, para Lee e o conteúdo relevante desta com relação ao que está ora incorporado por referência.

[0036] A fibra do cordão de segmento de transporte de carga de acordo com uma modalidade da presente invenção pode apresentar uma tenacidade de filamento maior do que 15g por denier e uma tenacidade especifica maior do que 17g por de— nier. As fibras podem ter qualquer formato adequado e/ou seção transversal convencional, mas particularmente, quando formadas de acordo com fiação úmida ou mais particularmente, processos de fiação de folga de ar como descrito na Patente U.S. n° 5.135.687 (ora incorporada por referência), as fibras úteis na prática de uma modalidade da presente invenção estão geralmente fora do novelo no formato de seção transversal .

[0037] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a densidade das fibras compreendendo PPD-T e PVP pode variar com a concentração do PVP na fibra, conforme apresentado na Patente U.S. 5.135.687, supracitada, e numa modali- dade da presente invenção, a densidade das fibras está dentro da faixa de cerca de 1, 45 g por cm3 (g/cm3) a uma concentração de PVP mais baixa a cerca de 1,36 g/cm3 a concentrações de PVP na faixa de cerca de 7 a 12%, mas a densidade das fibras pode ser maior ou menor, conforme descrito na Patente U.S. supracitada n° 5.135.687, (ora incorporada por referência).

[0038] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o cordão de transporte de carga é formado de uma ou mais fibras de PPD-T e PVP, gue são dispostas e formadas por técnicas adeguadas e convencionais num fio, gue pode ser adequadamente disposto e formado num cordão, como ainda descrito abaixo, que é a seguir enrolado em hélice e geralmente disposto para ficar em contato com pelo menos uma parte da parte elastomérica da correia, ou nela embutida, por exemplo, elemento de borracha adesivo 18 ou o corpo de correia principal 12, caso o elemento adesivo seja omitido ou do mesmo material como o corpo de correia principal; estendendo-se longitudinalmente, ou seja, na direção do trajeto de uma correia sem fim ou artigo compósito de borracha similar.

[0039] Os cordões e/ou fios de transporte de carga compreendendo as fibras de PPD-T e PVP de acordo com uma modalidade, podem ser tratados com uma ou mais composições adesivas utilizando quaisquer materiais adequados e/ou convencionais e processos de aplicação, de modo a estabelecer ou melhorar a aderência aos constituintes elastoméricos circundantes do artigo, como é do conhecimento da técnica. Por exemplo, o cordão pode ser tratado com um adesivo, ou adesi- vos, para ligar os filamentos entre si e promover a aderência do cordão à parte elastomérica da correia de acordo com uma modalidade, o cordão poderia ser primeiro tratado com um iniciador, que poderia ser, ou à base de água ou de solvente, tal como poliisocianatos e compostos epóxi. O cordão tratado poderia então ser tratado com um outro adesivo convencional e/ou adequado tal como látex de formaldeido resor-cinol (RFL). Após cada tratamento, o cordão é geralmente passado através de um forno ou uma série de fornos a temperaturas de 100°C até 260°C para secar e curar os adesivos. Opcionalmente, o cordão poderia então ser tratado com um revestimento superior por exemplo, os disponíveis sob a marca registrada CHEMLOCk DE Lord Corporation, ou outros cementos de borracha adequados, para melhor aderência ainda.

[0040] Alternativamente, por exemplo, quando os constituintes elastoméricos circundantes são de um elastômero de PU, tal tratamento pode ficar limitado a uma aplicação de um iniciador ou pode ser ainda modificado ou eliminado todos juntos. Qualquer tratamento do cordão adequado pode ser utilizado, contudo, e como um exemplo a Patente U.S. 5.807.194 apresenta um método de tratamento de cordões para utilização em correias sem fim à base de PU sendo que seus teores relevantes estão ora incorporados por referência.

[0041] O numero, denier, torcedura e outros parâmetros configuracionais do cordão compreendendo as fibras de PPD-T e PVP de acordo com uma modalidade da presente invenção não estão limitados, e considera-se que, quaisquer parâmetros adequados e/ou convencionais possam ser empregados, conforme destinado para a aplicação. Como observado acima, fibras ou fios individuais podem ser retorcidos (ou seja, torcidos) ou entrelaçados para formar, e tais cordões podem além disso, ser retorcidos (ou seja, torcidos) ou entrelaçados para formar cordões, de acordo com várias modalidades da presente invenção.

[0042] Qualquer método adequado e/ou convencional, pode ser utilizado para formar as correias de acordo com várias modalidades da presente invenção. Por exemplo, onde sejam utilizadas elastômeros de correia não passíveis de fundir, ou seja borrachas apisoadas, seja com ou sem carga de fibra, as etapas de construção da correia podem incluir as do posicionamento de um elemento de cobertura de tecido opcional, conforme descrito acima, dentro de uma cavidade de molde adequadamente configurada, com partes de ressalto par formação dos dentes ou nervuras ou editais, ou com um tambor ou mandril de construção de correia adequadamente configurado, dispondo o cordão veiculo de carga contra a segunda superfície do elemento de cobertura do tecido, tal como um enrola-mento helicoidal de um ou mais cordões de tração em torno do tecido; dispondo material elastomérico contra o elemento de tração, dispondo disposições alternativas adicionais de elementos de tração e/ou material elastomérico contra este elemento de tração conforme necessário de uma dada construção; aplicando suficiente temperatura e pressão para curar ou vulcanizar os materiais elastoméricos; e removendo o conjunto da cavidade de molde ou mandril.

[0043] Onde as partes do corpo de correia fundíveis se- jam utilizadas, por exemplo, na manufatura da correia de PU dentada, as etapas de produção podem, ainda incluir o enro-lamento opcional de um tecido resistente ao desgaste em torno da superfície de uma parte de molde com entalhes num modo tal que a primeira superfície do elemento de cobertura de tecido fique adjacente à parte de molde entalhada; aplicação do cordão veículo de carga em torno do tecido resistente ao desgaste, tal como um enrolamento helicoidal de um ou mais cordões de tração em torno do tecido, introduzir um material elastomérico substancialmente líquido para a cavidade do molde; e polimerização do produto assim formado. As partes de dente de tais correias, podem, além disso ter qualquer formato adequado, incluindo curvilínea, trapezoidal, etc.

[0044]Descobriu-se que as tentativas da técnica precedente em melhorar a durabilidade das correias sem fim por seleção das fibras de cordão transmissoras de carga de materiais de módulo crescentemente mais alto, tais como PEN, PBO e aramida resultaram, geralmente na redução da resistência à fadiga flexural. A presente invenção supera esses problemas no sentido de utilizar com a fibra da qual é(são) formado(s) o<s) cordão(ões) de transporte de carga, uma combinação de uma fibra de para-aramida e de PVP e em uma modalidade da presente invenção, a para—aramida é PPD-T. Esta combinação, enquanto formando um cordão relativamente mais macio, ou seja, menor módulo, do que se acredita ser convencionalmente adequado para tal fim, foi agora inesperadamente descoberto resultar num aumento significativo, tanto na capacidade de porte de carga, como resistência à fadiga flexural, compara— do com correias substancialmente idênticas que empregam como seu cordão de transmissão de carga as mesmas fibras de para-aramida, porém faltando o componente de PVP.

[0045]Para ilustrar vários benéficos das modalidades da presente invenção, uma série de correias de múltiplas nervuras em V foram construídas as quais eram substancial— mente idênticas entre si com exceção do tipo particular de cordão de transporte de carga. O molde usado em cada caso tinha um diâmetro externo de 1225 mm. Em cada caso, as correias incluíram três nervuras, o cordão subjacente era, em cada caso, uma composição à base de EPDM convencional, como geralmente descrito na Patente U.S. supracitada n° 5.610.217, a goma de aderência em que o cordão veículo de carga foi engastado era similarmente, uma composição à base de EPDM. Cada correia, além disso, inclui uma estrutura básica de tecido. Para as correias construídas de acordo com uma modalidade da presente invenção, e também as correias comparativas da técnica precedente o cordão de transporte de carga, era, em cada caso, de 4000 denier, identificado como 1000-1/4, onde os fios de 1000 denier foram primeiramente torcidos individualmente na direção Z a uma razão de nove vezes por polegada (2,54 cm), e quatro dos filamentos assim torcidos foram então torcidos na direção oposta a uma velocidade de cinco vezes por polegada (2,54 cm) . Para as correias construída de acordo com uma modalidade da presente invenção, as fibras eram de PPD-T com 13% em peso de PVP, enquanto para as correias da técnica precedente as fibras eram as mesmas e PPD-T mas sem PVP. Em cada caso, as fibras para os cordões foram fornecidas por E.I DuPont de Nemours and Company, e com relação às fibras de PPD-T/PVP acredita-se terem sido formadas de acordo com o método de fiação de intervalo de ar como descrito na Patente U.S. N° 5.135.687 supracitada {ora incorporada por referência).

[0046] Em cada caso, os fios e cordões formados empregaram um sistema adesivo de três imersões convencional, conforme descrito supra, compreendendo uma primeira aplicação aos fios de um iniciador à base de isocianato, seguido por aplicação aos fios de um RFL convencional compatível com os materiais da correia circundantes, e a seguir aplicação ao cordão torcido de uma composição adesiva disponível de Lord Corporation sob a marca registrada CHEMLOK. A aderência entre os cordões e a goma de aderência à base de EPDM convencional, foi avaliada usando um teste de aderência ao descasque baseado em ASTM D—413. Nenhuma diferença significativa foi observada entre os níveis de aderência do cordão de PPD-T/PVP e o cordão de PPD—T sem PVP.

[0047] Para cada correia, propriedades de tração como se vê na Tabela 1 abaixo foram determinadas de acordo com ASTM d885; a durabilidade foi determinada utilizando a configuração de teste representada na Figura 5 e ainda descrita abaixo, e a Resistência à Fadiga Flexural foi determinada utilizando a configuração de teste representada na Figura 6 e ainda descrita abaixo [0048] Para a análise de Durabilidade, as correias foram puxadas em torno de duas polias principais de múltiplos ressaltos 50, 52, uma polia intermediária 54 de tensionamen— to interna de múltiplos ressaltos e uma polia intermediária lateral traseira 56, como se vê esquematicamente na Figura 5. AS duas polias principais mediram 120,65 mm de diâmetro, a polia intermediária traseira mediu 76,2 mm de diâmetro e a polia de tensionamento mediu 44,45 mm de diâmetro. As correias foram operadas com a polia 50 acionada a 4900 rpm a 100°C, 12,7 kW de potência, com 24,7 Nm de torque a uma tração horizontal constante de 77,1 kg a um ponto de falha, como se evidenciou pela ruptura do cordão à tração ou fragmentação da borracha.

[0049] Para a análise de Resistência à Fadiga Flexural, as correias foram puxadas em torno de duas polias de múltiplos ressaltos 60, 63, e quatro polias intermediárias planas 61, 62, 64 e 65, como demonstrado esquematicamente na Figura 6. As polias de múltiplos entalhes mediram 38 mm de diâmetro, intermediárias planas 62 e 64 mediram 50, 8 mm de diâmetro e intermediárias planas 61 e 65 mediram 17,45 mm de diâmetro. As correias foram operadas com a polia 60 acionada a 8200 rpm à temperatura ambiente, com uma tensão vertical de 45,36 kg aplicada em 63 a um ponto de falha conforme se evidenciou por ruptura do cordão à tração ou fragmentação da borracha.

[0050] As análises foram realizadas em cada caso, em dois conjuntos de testes, sendo os resultados de cada teste relatados em separado abaixo. Para o primeiro teste, os resultados sendo descritos abaixo na Tabela 1, duas correias idênticas foram testadas para cada uma das Análises de Resistência à Fadiga Flexural e Durabilidade, e a média dos dois resultados sao dados em cada caso.

Tabela 1 [0051]Para o segundo teste, os resultados que se descrevem abaixo na Tabela 2, foram testadas quatro correias idênticas para cada uma das Análises de resistência à Fadiga Flexural e Durabilidade, sendo a média dos quatro resultados relatada em cada caso.

Tabela 2 [0052] Num terceiro teste, a Durabilidade foi novamente determinada para duas correias construídas como descrito supra para as correias descritas acima no Ex 1 e também para o Exemplo Comparativo A. Naquele teste, a média dos dois resultados dados para as correias construídas de acordo com a presente invenção foi de 191 horas, e para o teste das correias comparativas foi de 151 horas.

[0053] Os resultados dados nas tabelas e a descrição supra, indicam que, enquanto o módulo dos cordões é realmente menor (conforme indicado particularmente, na Força respectiva a valores de Alongamento a 2%), a resistência à fadiga flexural das correias construídas de acordo com uma modalidade da presente invenção é 2 7-39% maior do que a das correias construídas de acordo com a técnica precedente, e que a durabilidade da correia para tais correias é 10-37% maior do que tais correias comparativas da técnica precedente .

[0054] Embora a ilustração providenciada acima descreva especificamente, correias de múltiplas nervuras em V com partes de corpo de correia de EPDM, o versado na técnica comum relevante apreciará, prontamente, que a presente invenção não está limitada; e que os benefícios da presente invenção podem ser derivados em qualquer aplicação necessitando, tanto um alto grau de durabilidade (ou seja, retenção da capacidade portadora de carga) e flexibilidade (por exemplo, tais correias usadas em aplicações automotivas multifuncionais tais como montagens de arranque geradoras e aplicações de transmissão acessórias; correias automotivas e de sincronização industrial formadas de HNBR ou PU, etc. Assim a seleção como uma fibra do cordão de transporte de carga de uma correia de transmissão de energia, uma fibra compreendendo ou consistindo essencialmente de para-aramida e PVP e, numa modalidade compreendendo ou consistindo, essencialmente de PPD-T e PVP, conforme descrito supra, a presente invenção, em uma modalidade, providencia além disso, um método de aumentar, tanto a resistência à fadiga flexural como a durabilidade de uma correia de transmissão de energia, comparado com as correias construídas de acordo com as técnicas precedentes .

[0055]Embora a presente invenção tenha sido descrita em detalhe para fins de ilustração, deve ficar entendido, que tais detalhes prestam-se unicamente para aquele fim e que variações podem ser aí feitas, pelos versados na técnica sem se afastar do espírito ou escopo da presente invenção, excetuando no que possa ser limitada pelas reivindicações. A invenção aqui apresentada pode, de modo adequado, ser praticada na ausência de qualquer elemento que não seja especificamente aqui revelado.

REIVINDICAÇÕES

Claims (14)

1. Correia sem fim compreendendo uma parte de corpo de correia principal elastomérica (12) e uma parte de contato de polia (14) e tendo um cordão de transporte de carga (22) embutido na referida parte de corpo de correia (12), o referido cordão (22) compreendendo uma série de fibras, a correia sendo CARACTERIZADA pelo fato das referidas fibras compreenderem para-aramida e polivinilpirrolidona.

2. Correia sem fim, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA por ser selecionada de uma correia de múltiplas nervuras em V (10), uma correia em V (26) e uma correia dentada (32).

3. Correia sem fim, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pela para-aramida ser poli(para-fenileno tere-ftalamida).

4. Correia sem fim, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelas fibras compreenderem até 30% em peso de polivinilpirrolidona com base no peso total da para-aramida.

5. Correia sem fim, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelas fibras consistirem essencialmente de poli (para—f enileno tereftalamida) e polivinilpirrolidona.

6. Correia sem fim, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pela polivinilpirrolidona estar presente nas fibras em uma quantidade dentro da faixa de 3% de 30% em peso com base no peso total da poli(para-fenileno tereftalami— da) .

7. Correia sem fim, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pela polivinilpirrolidona estar presente em tais fibras em uma quantidade dentro da faixa de 5% a 25% em peso com base no peso total da poli(para-fenileno tereftala— mida).

8. Correia sem fim, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pela polivinilpirrolidona estar presente nas fibras em uma quantidade dentro da faixa de 7% a 20% em peso com base no peso total da poli(para—fenileno tereftalamida).

9. Correia sem fim, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pela parte de corpo da correia elastomérica (12) compreender uma composição elastomérica curada.

10. Correia sem fim, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pela composição elastomérica curada compreender pelo menos um dentre um elastômero selecionado de: a) elastômero de poliuretano, b) elastômero de policloropreno c) elastômero de butadieno acrilonitrila, d) elastômero de butadieno acrilonitrila hidrogenado, e) elastômero de estireno-butadieno, f) polietileno clorossulfonado alquilado, g) epicloroidrina, h) elastômero de polibutadieno, i) borracha natural, j) elastômero de etileno alfa-olefina, e k) elastômero de silicone.

11. Correia sem fim, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo elastômero ser elastômero de etileno alfa—olefina, e o elastômero de etileno alfa-olefina ser pelo menos um selecionado de: a) copolímero de etileno propileno, b) terpolímero de etileno propileno dieno, c) copolímero de etileno octeno, d) copolímero de etileno buteno, e) terpolímero de etileno octeno, e f) terpolímero de etileno buteno.

12. Correia sem fim, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA por compreender adicionalmente pelo menos uma composição adesiva em contato com pelo menos uma parte do cordão transportador de carga (22).

13.

Correia de múltiplas nervuras em V sem fim (10) compreendendo um cordão subjacente elastomérico (12) e uma parte de contato de polia (14) posicionados ao longo da periferia interna da mesma, e um segmento de tração (20) posicionado acima do cordão subjacente (12) e alinhado ao longo do comprimento da correia, tal segmento de tração (20) compreendendo pelo menos um cordão de transporte de carga (22), a correia sendo CARACTERIZADA pelo cordão de transporte de carga (22) compreender uma série de fibras consistindo essencialmente de poli(para-fenileno tereftalamida) e polivi-nilpirrolidona, a referida polivinilpirrolidona estando presente nas fibras em uma quantidade dentro da faixa de 7% a 20% em peso com base no peso total de poli(para-fenileno te— reftalamida).