BRPI0820075B1

BRPI0820075B1 - cordão de reforço e produto de borracha usando o mesmo

Info

Publication number: BRPI0820075B1
Application number: BRPI0820075A
Authority: BR
Inventors: Imanishi Hideki; Ilzuka Hiroshi; Furusawa Masamori
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2018-09-18
Also published as: JP5367582B2; BRPI0820075B8; US8176719B2; BRPI0820075A2; EP2221413B1; CN101868576A; CN101868576B; WO2009063952A1; JPWO2009063952A1; EP2221413A1; US20100267863A1; EP2221413A4

Description

(54) Título: CORDÃO DE REFORÇO E PRODUTO DE BORRACHA USANDO O MESMO (51) Int.CI.: D07B 5/00; D02G 3/28; D07B 1/16 (30) Prioridade Unionista: 15/11/2007 JP 2007-296623 (73) Titular(es): NIPPON SHEET GLASS COMPANY, LIMITED (72) Inventor(es): MASAMORI FURUSAWA; HIDEKI IMANISHI; HIROSHI ILZUKA (85) Data do Início da Fase Nacional: 12/05/2010

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CORDÃO DE

REFORÇO E PRODUTO DE BORRACHA USANDO O MESMO.

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um cordão de reforço, particularmente para o reforço de produtos de borracha, e a um produto de borracha usando o cordão.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

Os cordões de reforço, que são formados por uso de fibras de reforço, tais como fibras de vidro, foram propostos como materiais de reforço para reforçar produtos de borracha, tais como correias de borracha. Os produtos de borracha, tais como correias de borracha, são, no entanto, submetidos, repetidamente, a tensão de flexão, e, desse modo, o desempenho dos mesmos tende a deteriorar-se devido à fadiga de flexão. Consequentemente, os cordões de reforço, que vão ser usados nestes produtos de borracha precisam ter alta resistência a fadiga sob flexão. Além do mais, uma correia de sincronização, que é usada para acionar um eixo de carnes de um motor de combustão interna de um automóvel precisa ter alta estabilidade dimensional para manter a sincronização adequada. Portanto, os cordões de reforço que vão ser usados para estes produtos de borracha precisam ter altas resistência à tração e elasticidade sob tração.

Para obter um cordão de reforço tendo tanto uma alta resistência a fadiga sob flexão, quanto boas propriedades de tração (isto é, alta resistência a tração e elasticidade sob tração), cordões para o reforço de borracha, tendo todos uma estrutura de duas camadas de um elemento de núcleo (camada interna) e um elemento lateral (camada externa), foram propostos.

Por exemplo, o Pedido de Patente internacional W02007/063686 (Documento 1) descreve um cordão de reforço usando fibras de vidro, como um elemento de núcleo e um elemento lateral. Neste cordão, a relação entre o número de torções no elemento de núcleo e aquele no elemento lateral e a relação entre a direção da torção primária no elemento lateral e aquela da torção final nele (elemento lateral do tipo torcedura de Lang) são limitadas para a obtenção de uma alta resistência a fadiga sob flexão e boas propriedades de tração.

A Patente Japonesa n° 3864820 (Documento 2) descreve um cordão híbrido no qual um filamento de fibra de alta elasticidade, composto de fibras, tais como fibras de poliparafenileno benzobisoxazol (PBO), tendo um alto módulo elástico, é usado como um elemento de núcleo, e um filamento de fibra de vidro, tendo um módulo elástico mais baixo do que o filamento de fibra altamente elástico, é usado como um elemento lateral. A Patente japonesa N° 3846236 (Documento 3) descreve um cordão híbrido, no qual um filamento de fibra de vidro é usado como um elemento de núcleo, e um filamento de fibra de aramida é usado como um elemento lateral. O Pedido de Patente internacional WO 2004/090224 (Documento 4) descreve um cordão híbrido, no qual um filamento de fibra de carbono é usado como um elemento de núcleo, e um filamento de fibra de vidro é usado como um elemento lateral. Em todos estes cordões híbridos, o número de torções primárias e o número de torções finais no elemento de núcleo e no elemento lateral podem ser ajustados adequadamente dentro de uma faixa predeterminada de valores.

O Pedido de Patente japonesa JP 2004-011076 A (Documento 5) descreve um cordão de reforço, no qual fibras de PBO, fibras de vidro ou fibras de carbono são usadas para um elemento de núcleo, e fibras de vidro ou fibras de PBO são usadas para um elemento lateral. Neste cordão de reforço, a direção da torção primária e a direção da torção final do elemento lateral são iguais, e a direção da torção primária no elemento de núcleo e a direção da torção primária no elemento lateral são opostas entre si. Esta configuração proporciona o cordão de reforço com alta resistência a fadiga sob flexão e boas propriedades de tração.

Nenhum dos cordões de reforço descritos nos documentos 1 a 5 mencionados acima tem, no entanto, tanto uma resistência a fadiga sob flexão suficientemente alta, como propriedades de tração suficientemente boas, e, portanto, um aperfeiçoamento adicional é necessário. Nenhum dos documentos 1 a 5 mencionados acima descreve detalhes específicos, tais como a relação entre o número de torções primárias e o número de torções finais, e as direções destas torções, para obter tanto uma resistência a fadiga sob flexão mais alta, quanto melhores propriedades de tração, embora eles definam faixas de valores preferíveis para o número de torções primárias, o número de torções finais e similares no elemento de núcleo e no elemento lateral. Consequentemente, o cordão de reforço descrito em todos os documentos 1 a 5 tem um problema, se o número de torções for simplesmente aumentado, a resistência a fadiga sob flexão é aperfeiçoada, mas a elasticidade sob tração e a resistência a tração diminuem, e se o número de torções for simplesmente diminuído, a elasticidade sob tração e a resistência a tração são aperfeiçoadas, mas a resistência a fadiga sob flexão diminui.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

A presente invenção foi elaborada em vista deste problema convencional, e é um objetivo da presente invenção proporcionar um cordão de reforço tendo tanto uma alta resistência a fadiga sob flexão, quanto boas propriedades de tração (alta elasticidade sob tração e alta resistência a tração). Outro objetivo da presente invenção é proporcionar um produto de borracha usando tal cordão de reforço.

Um cordão de reforço da presente invenção é um cordão de reforço para reforçar borracha, incluindo: um núcleo de fibra; e uma pluralidade de filamentos dispostos em torno do núcleo de fibra. O núcleo de fibra é formado de uma pluralidade de fibras altamente elásticas, tendo um módulo elástico de tração de pelo menos 100 GPa. Todos os filamentos são formados de uma pluralidade de fibras de vidro, que são torcidas primariamente. A pluralidade de filamentos é finalmente torcida, para que seja disposta em torno do núcleo de fibra. A direção da torção final da pluralidade de filamentos é oposta à direção da torção primária em cada um da pluralidade de filamentos. O número de torções finais da pluralidade de filamentos é de 1,0 a 3,0 vezes / 25 mm, e uma razão do número de torções finais em cada um da pluralidade de filamentos para o número de torções finais da pluralidade de filamentos (o número de torções primárias / o número de torções finais) é em uma faixa de 1,5 a 2,5.

No cordão de reforço da presente invenção, uma técnica de torcedura normal, na qual a direção da torção primária e a direção da torção final são opostas entre si, é empregada para formar os filamentos (a seguir também referidos como filamentos periféricos) usados como os elementos laterais, para que sejam dispostos em torno do núcleo de fibra. No cordão de reforço da presente invenção, formado por uso desta técnica de torção, a razão do número de torções primárias para o número de torções finais, para os filamentos periféricos, é na faixa de 1,5 a 2,5. Consequentemente, a resistência a fadiga sob flexão pode ser aperfeiçoada, sem diminuir a elasticidade sob tração e a resistência a tração.

Um produto de borracha da presente invenção é um produto de borracha incluindo: uma composição de borracha; e o cordão de reforço mencionado acima da presente invenção embutido na composição de borracha. Os exemplos de produtos de borracha da presente invenção incluem uma correia dentada e uma correia plana.

Ainda que altos níveis de resistência a fadiga sob flexão e de propriedades de tração sejam necessários, o produto de borracha da presente invenção pode satisfazer estes altos requisitos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista em seção transversal, mostrando esquematicamente um exemplo de um cordão de reforço da presente invenção.

A figura 2 é uma vista em perspectiva detalhada, mostrando um 25 exemplo de um produto de borracha de acordo com a presente invenção.

A figura 3 é um diagrama, mostrando esquematicamente um método de um teste de flexão.

MELHOR MODO PARA CONDUZIR A INVENÇÃO

A seguir, uma concretização da presente invenção vai ser descrita em detalhes.

(Cordão de reforço)

O cordão de reforço da presente invenção inclui um núcleo de fibra e uma pluralidade de filamentos (filamentos periféricos) dispostos em torno do núcleo de fibra. O núcleo de fibra é formado de um de uma pluralidade de fibras altamente elásticas, tendo um módulo elástico de tração de pelo menos 100 GPa. Cada uma das pluralidades de filamentos são formadas de uma pluralidade de fibras de vidro, que são torcidas primariamente, e a pluralidade de filamentos periféricos é finalmente torcida, para que seja disposta em torno do núcleo de fibra.

No cordão de reforço da presente invenção, a direção da torção final e a direção da torção primária, para a pluralidade de filamentos periféricos, são opostas entre si. Isto é, os filamentos periféricos são torcidos para que sejam filamentos de torcedura normal. Além do mais, o número de torções finais da pluralidade de filamentos periféricos é de 1,0 a 3,0 vezes / 25 mm, e uma razão de torção (o número de torções primárias / o número de torções finais), para a pluralidade de filamentos periféricos, é em uma faixa de 15, a 2,5. O uso de filamentos periféricos de torcedura normal permite que o cordão de reforço resultante tenha boas propriedades de tração. Além do mais, a razão de torção de 1,5 a 2,5 para os cordões periféricos elimina a tensão de cisalhamento no cordão de reforço resultante, de modo a conferir uma boa resistência a fadiga sob flexão ao cordão, enquanto mantendo boas as propriedades de tração do mesmo. Além do mais, o número de torções finais de 1,0 a 3,0 vezes / 25 mm dos filamentos periféricos permite que o cordão de reforço resultante mantenha suas resistência a fadiga sob flexão e propriedades de tração (particularmente elasticidade sob tração) suficientes. Isto é, com a razão de torção, o número de torções e a direção de torção mencionados acima, um cordão de reforço, tendo ambas uma boa resistência a fadiga sob flexão e boas resistência de tração, pode ser obtido.

A fibra altamente elástica, usada como o núcleo de fibra, precisa ter um módulo elástico de tração de pelo menos 100 GPa, e, de preferência, de 150 a 300 GPa. Por exemplo, as fibras de carbono e as fibras de PBO podem ser usadas como as fibras altamente elásticas no cordão de reforço da presente invenção. O núcleo de fibra pode ser formado de uma fibra altamente elástica, ou pode ser formada de uma pluralidade (por exemplo, 2 a

12) de fibras altamente elásticas. O núcleo de fibra pode ser formado de fibras altamente elásticas, que são torcidas primariamente. O núcleo de fibra pode ser formado de fibras altamente elásticas, que não são torcidas primariamente (isto é, fibras altamente elásticas não-torcidas). No caso no qual o núcleo de fibra é formado de fibras altamente elásticas, que são torcidas primariamente, é preferível que o número de torções primárias no núcleo de fibra seja, por exemplo, 0,1 a 3,0 vezes / 25 mm, para manter a propriedade elástica alta.

Para os filamentos periféricos, as fibras de vidro, que foram torcidas primariamente na direção oposta à direção da torção final, a ser conduzida após a torção primária, são usadas. As fibras de vidro que vão ser usadas na presente invenção não são particularmente limitadas. Por exemplo, as fibras de vidro E e as fibras de vidro de alta resistência mecânica podem ser usadas. O número de filamentos periféricos, que vão ser dispostos em torno do núcleo de fibra, não é particularmente limitado. Por exemplo, o número de filamentos periféricos é de 5 a 24, e, de preferência, 8 a 15.

Por exemplo, é preferível que o cordão de reforço inclua um núcleo de fibra, formado de uma fibra altamente elástica e de 8 a 15 filamentos periféricos dispostos em torno do núcleo de fibra. Isto é porque quando esta faixa de números de filamentos periféricos é disposta, o cordão de reforço resultante tem uma maior elasticidade sob tração.

O cordão de reforço da presente invenção pode incluir ainda filmes de revestimento, proporcionados na superfície do núcleo de fibra e nas superfícies dos filamentos periféricos. Estes filmes de revestimento são eficazes na aglutinação do núcleo de fibra e dos filamentos periféricos, ou dos filamentos periféricos entre si, ou na proteção do núcleo de fibra e dos filamentos periféricos. Como os filmes de revestimento, aqueles comumente usados para um cordão de reforço podem ser usados. Estes filmes de revestimento podem ser formados, por exemplo, por aplicação de um líquido de tratamento contendo um látex de borracha, como o seu componente principal para o núcleo de fibra e os filamentos periféricos, e depois secagem do líquido de tratamento. Mais especificamente, os filmes de revestimento podem ser formados por aplicação de um líquido de tratamento contendo, por exemplo, um agente de látex de borracha, tal como H-NBR (látex de borracha nitrílica hidrogenada), bismaleimida, negro de fumo e um produto de condensação de resorcinol - formaldeído ao núcleo de fibra e aos filamentos periféricos, e depois secagem do líquido de tratamento. Como indicado no presente relatório descritivo, o líquido de tratamento contendo um látex de borracha, como o seu componente principal, significa um líquido de tratamento contendo látex de borracha na maior proporção de todos os componentes. Por exemplo, é um líquido de tratamento contendo látex de borracha a pelo menos 30% em peso, de preferência, pelo menos 50% em peso, e, especialmente, pelo menos 60% em peso.

O cordão de reforço pode incluir ainda uma camada de borracha que cobre a superfície do cordão. Esta camada de borracha, por exemplo, aperfeiçoa efetivamente a adesão entre o cordão de reforço e uma matriz de borracha (composição de borracha), na qual o cordão é embutido. Um líquido de tratamento, contendo, por exemplo, polietileno clorossulfonado, negro de fumo, P-nitrosobenzeno, xileno, tolueno, etc., pode ser usado para formar a camada de borracha. A camada de borracha pode ser formada por aplicação desse líquido de tratamento à superfície do cordão de reforço seguida por secagem do líquido de tratamento.

A figura 1 mostra um exemplo do cordão de reforço de acordo com a presente invenção. Este cordão de reforço 10 inclui um núcleo de fibra 11 e uma pluralidade de filamentos periféricos 12, dispostos em torno do núcleo de fibra 11. Além do mais, a superfície do cordão 10 é coberta com uma camada de borracha 13 (o seu sombreamento é omitido em razão da clareza do desenho). Um filme de revestimento 11a é proporcionado na superfície do núcleo de fibra 11, enquanto que os filmes de revestimento 12a são proporcionados nas superfícies dos respectivos filamentos periféricos 12. Os detalhes dos materiais e similares para o núcleo de fibra 11, os filamentos periféricos 12, os filmes de revestimento 11a e 12a, e a camada de borracha 13 são aqueles descritos acima.

O cordão para o reforço de borracha da presente invenção pode ser fabricado por processos comuns. O filamento periférico pode ser formado por uso de processos comumente conhecidos. Os processos comumente conhecidos usados também podem ser empregados para conduzir a torção e aplicar e secar um adesivo ou um agente aglutinante.

Produto de borracha

O cordão de reforço da presente invenção é aplicável a uma ampla gama de produtos de borracha. Por exemplo, o cordão de reforço da presente invenção é aplicável de um modo particularmente adequado a correias dentadas, correias planas e similares. O cordão para o reforço de borracha da presente invenção é embutido em uma composição de borracha (matriz de borracha) de um produto de borracha, de modo a reforçar o produto de borracha.

A figura 2 mostra uma correia dentada que é um exemplo do produto de borracha da presente invenção. Esta correia dentada 20 inclui um corpo 21 e uma pluralidade de cordões de reforço 22 embutidos no corpo 21. O corpo 21 é formado de uma composição de borracha. Cada um dos cordões de reforço 22 é o cordão de reforço da presente invenção. Os cordões de reforço 22 são dispostos em paralelo com a direção na qual a correia dentada 20 se movimenta. Elementos conhecidos podem ser usados para as partes diferentes dos cordões de reforço 22.

EXEMPLOS

A seguir, a presente invenção é descrita em mais detalhes com referência aos exemplos.

Exemplos 1 a 5 e exemplos comparativos 1 a 7

Nos exemplos 1 a 5 e exemplos comparativos 1 a 7, fibras de carbono, tendo um módulo elástico de tração de 230 GPa, foram usadas com as fibras altamente elásticas para os núcleos de fibra, e fibras de vidro de alta resistência mecânica, tendo um diâmetro de fibra de 7 pm, foram usadas para os filamentos periféricos (crosta). A tabela 1 mostra as configurações específicas dos cordões de reforço dos exemplos 1 a 5 e exemplos comparativos 1 a 7.

Em primeiro lugar, um líquido de tratamento primário, mostrado na tabela 5 foi aplicado às fibras de carbono e às fibras de vidro, e depois o líquido de tratamento foi seco por um minuto em um conjunto de forno de secagem a 150°C. Desse modo, as fibras de carbono e as fibras de vidro, todas tendo uma camada de revestimento sobre elas, foram produzidas. As fibras de carbono e as fibras de vidro, assim produzidas, foram usadas para produzir cordões de reforço que satisfazem a condições tais como o número de torções mostrado na tabela 1. O número de torções finais foi de 1,7 vez / 25 mm em todos os cordões de reforço assim produzidos.

A seguir, uma camada de borracha foi formada na superfície de cada um dos cordões de reforço. Especificamente, um líquido de tratamento secundário, mostrado na tabela 6, foi aplicado ao cordão de reforço, e depois o líquido de tratamento foi seco por dois minutos em um conjunto de forno de secagem a 150°C. Desse modo, a camada de borracha foi produzida. Exemplos 6 a 10 e exemplos comparativos 8 a 14

Nos exemplos 6 a 10 e exemplos comparativos 8 a 14, cordões de reforço, que satisfazem a condições tais como o número de torções como mostrado na tabela 2, foram produzidos. Estes cordões de reforço foram produzidos da mesma maneira que os cordões de reforço produzidos nos exemplos 1 a 5 e exemplos comparativos 1 a 7, exceto que o número de torções finais foi 2,0.

Exemplo 11 e exemplos comparativos 15 e 16

Nos exemplo 11 e exemplos comparativos 15 e 16, cordões de reforço, que satisfazem a condições tais como o número de torções como mostrado na tabela 3, foram produzidos. Estes cordões de reforço foram produzidos da mesma maneira que os cordões de reforço produzidos nos exemplos 1 a 5 e exemplos comparativos 1 a 7, exceto que o núcleo de fibra foi formado de uma fibra torcida primariamente.

Exemplo 12 e exemplos comparativos 17 e 18

Nos exemplos 12 e exemplos comparativos 17 e 18, cordões de reforço, que satisfazem a condições tais como o número de torções como mostrado na tabela 4, foram produzidos. Estes cordões de reforço foram produzidos da mesma maneira que os cordões de reforço produzidos nos exemplos 1 a 5 e exemplos comparativos 1 a 7, exceto que uma fibra de

PBO, tendo um módulo elástico de tração de 270 GPa, foi usada para no núcleo de fibra.

As propriedades de flexão e as propriedades de tração dos cordões de reforço dos exemplos 1 a 12 e exemplos comparativos 1 a 18, assim obtidos, foram avaliadas.

Primeiramente, uma correia plana (corpo de prova), a ser usada para a avaliação das propriedades de flexão, foi produzida. Um cordão de reforço foi embutido em uma matriz de borracha, tendo a composição mostrada na tabela 7, de modo a obter uma correia plana tendo um comprimento de 295 mm, uma largura de 9 mm e uma espessura de 3 mm. Depois, as propriedades de flexão da correia plana, assim produzida, foram avaliadas. Especificamente, a correia plana foi colocada em um aparelho de teste de flexão, mostrado na figura 3, e o número de flexões que ela suportou, até que a superfície da correia fendesse, foi determinado. Este valor foi considerado como o limite de flexão. O aparelho de teste de flexão 30 inclui uma polia plana 31, um motor (não-mostrado na figura 3) e quatro polias de guia 32. Em primeiro lugar, o cordão de reforço 33 foi pendurado nas cinco polias. Um peso foi agregado a uma extremidade 33a do cordão de reforço 33, para aplicar uma força de tração inicial de 10 N no cordão de reforço 33. Neste estado, a outra extremidade 33b do cordão de reforço 33 foi submetida a um movimento de vaivém, nas direções indicadas com as setas de cabeça dupla na figura 3, e, desse modo, o cordão de reforço 33 foi encurvado repetidamente. O teste de flexão foi conduzido sob as seguintes condições: raio da polia: 5 mm; tração: 10 N e frequência: 10 Hz.

O teste de tração foi conduzido para a avaliação das propriedades de tração por uso de um mandril pneumático, para esticar o cordão sob as condições de uma taxa de tração elástica de 50 m/min e um comprimento da escala de 500 mm/min. As propriedades de tração foram avaliadas com base na resistência a tração, que é a resistência na ruptura, e a carga de tração a um alongamento de 0,8%.

Tabela 1

exemplo comp. 7

Fibra de carbono

O

I

Fibra de vidro

CM

3,6

N

cm

N

7,6

1.076

00 cõ

exemplo comp. 6

Fibra de carbono

o

I

Fibra de vidro

CM

2,6

N

in

N

7,3

1.123

337

exemplo comp. 5

Fibra de carbono

T“

o

I

Fibra de vidro

CM

N

o

N

7,7

1.182

378

exemplo comp. 4

Fibra de carbono

T“

o

I

Fibra de vidro

CM

0,9

N

0,5

T“

N

7,5

1.164

349

exemplo comp. 3

Fibra de carbono

o

I

Fibra de vidro

CM

0,9

ω

0,5

N

6,8

1.143

387

exemplo comp. 2

Fibra de carbono

o

I

Fibra de vidro

CM

ω

O

N

5,0

375

exemplo comp. 1

Fibra de carbono

o

I

Fibra de vidro

CM ΤΓ-

in

ω

3,0

N

7,0

1.132

367

exemplo 5

Fibra de carbono

o

I

Fibra de vidro

CM IP·

2,6

ω

ΙΌ

N

8,2

1.251

356

exemplo 4

Fibra de carbono

o

I

Fibra de vidro

CM T“

3,0

ω

00

1^

N

CM σ>

g> 00

381

Exemplo 3

Fibra de carbono

o

I

Fibra de vidro

CM

3,6

ω

cm

T-~

N

8,9

1.233

368

exemplo 2

I Fibra de carbono

o

I

Fibra de vidro

CM

3,9

ω

2,3

T—

N

9,0

1.209

£

exempl o1

Fibra de carbono

o

I

Fibra de vidro

CM

3,2

ω

σ> v*

N

S‘6

1.213

363

Material

Número de núcleos de fibra

Número de torções primárias

Direção da torção primária

Material

Número de filamentos periféricos

Número de torções primárias

Direção da torção primária

Razão de torção (Número de torções primárias / Número de torções finais)

Número de torções finais

Direção da torção final

Tempo limite do cordão (χ 10⁶vezes)

Resistência mecânica

Carga de tração a alongamento de 0,8% (N)

ejqy ap oe|on|\|

oopajuad oiuaiueiy

|euy oe5ioj_

oexeu ep sapepeudoJd

oe5e.ii ap sepepepdojd

exemplo comp. 14

Fibra de carbono

T“

O

1

Fibra de vidro

CM

N

cm

2,0

N

7,4

1.007

296

exemplo comp. 13

Fibra de carbono

o

1

Fibra de vidro

CM

3,0

N

lo, T“

2,0

N

co

1.061

cõ

exemplo comp. 12

Fibra de carbono

o

1

Fibra de vidro

CM

1

N

CM

2,0

N

co

1.117

341

exemplo comp. 11

Fibra de carbono

o

1

Fibra de vidro

CM T—

o.

N

0,5

2,0

N

7,9

1.093

348

exemplo comp. 10

Fibra de carbono

o

1

Fibra de vidro

CM

o_

co

0,5

2,0

N

6,0

1.126

344

exemplo comp. 9

Fibra de carbono

o

1

Fibra de vidro

CM

2,0

co

O

2,0

N

5,4

1.134

381

exemplo comp. 8

Fibra de carbono

o

1

Fibra de vidro

CM

CO

co

3,0

O cm

N

7,5

δ

368

exemplo 10

Fibra de carbono

o

1

Fibra de vidro

CM

3,0

co

ιό

o cm

N

8,8

1.258

372

exemplo 9

Fibra de carbono

T“

o

1

Fibra de vidro

CM

3,6

co

°P

2,0

N

9,4

1.148

369

exemplo 8

s I ê S

o

1

Fibra de vidro

CM T”

4,2

co

cm

2,0

N

00 co

1.163

347

exemplo 7

Fibra de carbono

o

1

Fibra de vidro

CM

4,6

co

2,3

2,0

N

05

1.070

366

exemplo 6

Fibra de carbono

o

1

Fibra de vidro

CM

3,8

co

2,0

N

o>

1.106

358

Material

Número de núcleos de libra

Número de torções primárias

Direção da torção primária

Material

Número de filamentos periféricos

Número de torções primárias

Direção da torção primária

Número de torções finais

Direção da torção final

Tempo limite do cordão (χ 10⁶vezes)

Resistência mecânica

Carga de tração a alongamento de 0,8% (N)

eiqy ep oepnN

oouejued otuemeiy

leuijoeâuoi

oexe^ep sepepeudojd

oeôejj ep sepepeudojd

Tabela 3

		exemplo 11	exemplo comp. 15	exemplo comp. 16
Núcleo de fibra	Material	Fibra de carbono	Fibra de carbono	Fibra de carbono
Número de núcleos de fibra	1	1	1
Número de torções primárias	0,7	0,7	0,7
Direção da torção primária	S	S	Z
Filamento periférico	Material	Fibra de vidro	Fibra de vidro	Fibra de vidro
Número de filamentos periféricos	12	12	12
Número de torções primárias	2,5	1,7	2,5
Direção da torção primária	S	S	Z
Razão de torção	1,5	1,0	1,5
Torção final	Número de torções finais	1,7	1,7	1,7
Direção da torção final	Z	Z	Z
Propriedades de flexão	Tempo limite do cordão (χ 10⁶ vezes)	7,5	6,3	6,7
Propriedades de tração	Resistência mecânica	1234	1153	1133
Carga de tração a alongamento de 0,8% (N)	402	430	389

Tabela 4

		exemplo 12	exemplo comp. 17	exemplo comp. 18
Núcleo de fibra	Material	Fibra de PBO	Fibra de PBO	Fibra de PBO
Número de núcleos de fibra	1	1	1
Número de torções primárias	0	0	0
Direção da torção primária	-	-	-
Filamento periférico	Material	Fibra de vidro	Fibra de vidro	Fibra de vidro
Número de filamentos periféricos	12	12	12
Número de torções primárias	3,2	1,7	2,5
Direção da torção primária	S	S	Z
Razão de torção	1.9	1,0	1,5
Torção final	Número de torções finais	1,7	1,7	1,7
Direção da torção final	Z	Z	Z
Propriedades de flexão	Tempo limite do cordão (χ 10⁶ vezes)	8,1	5,4	7,3
Propriedades de tração	Resistência mecânica	1343	1339	1288
Carga de tração a alongamento de 0,8% (N)	419	437	410

Tabela 5

Componente	Teor (partes em massa)
H-NBR (*1)	100
Bismaleimida	25
Negro de fumo	40

(*1) látex de borracha nitrílica hidrogenada (ZETPOL LATEX, fabricado pela JAPAN ΖΕΟΝ CORPORATION)

Tabela 6

Componente	Teor (partes em massa)
Chemlok 223X (*2)	100
Bismaleimida	25
Negro de fumo	40

(*2) fabricado pela Load Corporation Tabela 7

Componente	Teor (partes em massa)
H-NBR(*3)	70
H-NBR/ZDMA(*4)	30
ZnO	10
Ácido esteárico	1
Negro de fumo	30
Trimelitato de trioctila	5
Enxofre	0,1
1,3-Bis-(t-butylperóxi-isopropil)-benzeno	6

(*3) borracha nitrílica hidrogenada (ZETPOL 2020, fabricada pela JAPAN ΖΕΟΝ CORPORATION) (*4) borracha nitrílica hidrogenada com dimetacrilato de zinco disperso nela (ZSC 2000L, fabricada pela JAPAN ΖΕΟΝ CORPORATION)

Verificou-se dos resultados mostrados acima que os cordões de 5 reforço dos exemplos 1 a 12, que satisfazem a razão de torção de 1,5 a 2,5, têm uma resistência a fadiga sob flexão mais alta do que os cordões de reforço dos exemplos comparativos (exemplos comparativos 1 a 5, 8 a 12, 15 e 17), que não satisfazem a razão de torção de 1,5 a 2,5, enquanto mantendo as propriedades de tração comparáveis àquelas dos cordões dos exemplos comparativos (exemplos comparativos 6, 7, 13, 14, 16 e 18), nos quais os filamentos periféricos não são de torcedura normal, embora a razão de torção de 1,5 a 2,5 seja satisfeita, têm não apenas propriedades de tração inferiores àquelas dos cordões de reforço dos exemplos, mas também uma resistência a fadiga sob flexão insuficiente. Isto é, foi confirmado que os cordões de reforço dos exemplos têm tempos limites de flexão mais longos do que os cordões de reforço dos exemplos comparativos, enquanto mantendo as suas boas propriedades de tração, tal como a resistência a tração.

Acredita-se que dos resultados mencionados acima, por limitação dos filamentos periféricos a filamentos de torcedura normal e por limitação da razão de torção à faixa de 1,5 a 2,5, a tensão de cisalhamento gerada no cordão de reforço, quando da flexão, pode ser eliminada e pode haver retardo na ocorrência de fissura no filme de revestimento. APLICABILIDADE INDUSTRIAL

Uma vez que o cordão de reforço da presente invenção atinge uma alta resistência a fadiga sob flexão e boas propriedades de tração, é aplicável para reforçar vários produtos de borracha. Por exemplo, pode ser usado adequadamente como um cordão para reforçar um produto de borracha, que precisa ter altos níveis de resistência a fadiga sob flexão e de propriedades de tração. Além do mais, uma vez que o produto de borracha da presente invenção pode suportar uma alta carga, pode ser usado em várias aplicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Cordão de reforço para reforçar borracha, compreendendo: um núcleo de fibra; e uma pluralidade de filamentos dispostos em torno do núcleo de fibra,

5 o cordão de reforço caracterizado pelo fato de que:

o núcleo de fibra é formado de uma ou de uma pluralidade de fibras de carbono, tendo um módulo elástico de tração de pelo menos 100 GPa, cada um da pluralidade de filamentos é formado de uma plurali10 dade de fibras de vidro, que são torcidas primariamente, e a pluralidade de filamentos é finalmente torcida, para que seja disposta em torno do núcleo de fibra, a direção da torção final da pluralidade de filamentos é oposta à direção da torção primária, em cada um da pluralidade de filamentos, e

15 o número de torções finais da pluralidade de filamentos é de 1,0 a 3,0 vezes / 25 mm, e uma razão para o número de torções primárias em cada uma da pluralidade de filamentos para o número de torções finais da pluralidade de filamentos (o número de torções primárias / o número de torções finais) é em uma faixa de 1,5 a
2,5.

20 2. Cordão de reforço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o núcleo de fibra é feito da fibra de carbono, e o número dos filamentos dispostos em torno do núcleo de fibra é de 8 a 15.

25
3. Cordão de reforço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a uma ou a pluralidade de fibras de carbono no núcleo de fibra são não-torcidas.
4. Cordão de reforço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que

30 a uma ou a pluralidade de fibras de carbono no núcleo de fibra são torcidas primariamente, e o número de torções primárias no núcleo de fibra é de 0,1 a 3,0

Petição 870180028205, de 09/04/2018, pág. 8/13 vezes / 25 mm.
5. Cordão de reforço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda filmes de revestimento proporcionados em uma superfície do núcleo de fibra e nas superfícies dos filamen5 tos.
6. Cordão de reforço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma camada de borracha, que cobre uma superfície do cordão de reforço.
7. Produto de borracha, caracterizado pelo fato de que compre10 ende: uma composição de borracha; e um cordão de reforço como definido na reivindicação 1 embutido na composição de borracha.
8. Produto de borracha de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que é uma correia dentada ou uma correia plana.

Petição 870180028205, de 09/04/2018, pág. 9/13

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