BRPI0512817B1 - fibra para reforçar borracha, método para fabricar a fibra, e produto de borracha utilizando tal fibra - Google Patents

Abstract

fibra para reforçar borracha, método para fabricar a fibra, e produto de borracha utilizando tal fibra. a presente invenção refere-se a uma fibra de reforço para reforço de borracha de acordo com a presente invenção que é usada para reforçar um produto de borracha é fornecida com diversas de tiras. a tira inclui fibras aderidas e uma camada de revestimento formada para cobrir as fibras aderidas. as diversas tiras estão em contato íntimo umas com as outras através da camada de revestimento. a camada de revestimento contém um material que é reticulável pelo tratamento térmico. um método para fabricar a fibra de reforço para reforço de borracha inclui as etapas de (i) formação de tiras que incluem fibras ligadas e uma camada de revestimento formada para cobrir as fibras aderidas, e (ii) levar as tiras em contato íntimo umas com as outras através da camada de revestimento torcendo as tiras juntas. a camada de revestimento contém um material que é reticulável por tratamento térmico.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FIBRA PARA REFORÇAR BORRACHA, MÉTODO PARA FABRICAR A FIBRA, E PRODUTO DE BORRACHA UTILIZANDO TAL FIBRA".

Campo da Técnica A presente invenção refere-se a uma fibra de reforço para reforço de borracha, um método para fabricar a mesma, e um produto de borracha incluindo a mesma.

Antecedentes da Técnica Anterior Uma correia dentada usada para acionar o eixo de um motor de combustão interna de um automóvel deve ter uma alta estabilidade dimensional de modo a manter a regulagem adequada do tempo. Alternativamente, uma correia de borracha usada para acionar uma bomba de injeção ou algo semelhante, ou transmitir força a uma máquina industrial ou algo semelhante deve ter uma força e uma elasticidade que possam resistir a uma alta carga e a uma severa dobradura. De modo a satisfazer tais necessidades, em alguns casos, uma fibra de reforço inclusive outros tipos de fibras de reforço foram embutidas na matriz de borracha desses produtos de borracha.

Nas fibras de reforço, geralmente é utilizada uma mistura líquida (líquido de RFL) de um produto de condensação de resorcinol-formalina e um látex para proteger as superfícies das fibras de reforço. Neste caso, o líquido RFL é aplicado a fibras antes ou depois de uma torção primária. Depois, diversas fibras com uma torção primária são conectadas e então são finalmente torcidas. Além disso, para melhorar as propriedades de ligação, outra camada de revestimento pode ser formada segundo a espécie da borracha matriz. Assim, é produzida a fibra de reforço.

Várias espécies de agentes de tratamento foram estudadas para melhorar a produção de tal fibra de reforço. Por exemplo, com os propósitos de melhorar a resistência ao calor, foi proposta uma fibra utilizando um líquido RFL que contém um látex H-NBR (JP 63(1988)-270877 A). Por outro lado, com os propósitos de melhorar as propriedades de ligação com a borracha matriz, foi proposta uma fibra cuja superfície é coberta com uma camada de revestimento que contém um componente de borracha e maleimida (JP 11(1999)-241275 A).

Entretanto, quando esses produtos de borracha são submetidos repetidamente à tensão de dobra em altas temperaturas, ou sofrem a pré-tratamento de água, óleo, ou algo semelhante, pode ocorrer uma descama-ção entre a fibra de reforço e a matriz de borracha, ou pode ser gerada uma quebra dentro da fibra de reforço.

Geralmente, quando da aplicação do líquido RFL às fibras de reforço inicialmente torcidas, a.reação é quase inteiramente concluída pelo tratamento térmico. Desse modo, as fibras inicialmente torcidas dentro da fibra de reforço não se ligam umas as outras, mas estão simplesmente em contato uma com a outra. Essas fibras não estão ligadas. Por essa razão, quando um produto de borracha é dobrado, são formados espaços entre as fibras inicialmente torcidas dentro da fibra de reforço. Como resultado, a força da fibra se deteriora em alguns casos. A deterioração na força fica evidente quando, particularmente, água ou óleo penetra na borracha. Por isso, quando o produto de borracha é utilizado sob condições severas, a durabilidade da fibra deve também ser melhorada.

Descrição da Invenção Sob essas circunstâncias, um objetivo da presente invenção é fornecer uma fibra de reforço para um reforço de borracha capaz de exibir resistência contra água e óleo e evitar a deterioração da força de um produto de borracha mesmo quando utilizado sob condições de altas temperaturas e fortes encurvamentos. Além disso, o objetivo da presente invenção é fornecer um método para fabricar a fibra de reforço e um produto de borracha utilizando a mesma.

Para realizar os objetivos acima mencionados, a fibra de reforço para reforço de borracha da presente invenção é uma fibra de reforço para reforçar um produto de borracha, e compreende diversas tiras, na qual a tira inclui fibras ligadas e uma camada de revestimento formada para cobrir as fibras ligadas, as diversas tiras estão em contato íntimo umas com as outras através da camada de revestimento, e a camada de revestimento contém um material que é reticulável por tratamento térmico.

Além disso, um produto de borracha de acordo com a presente invenção compreende uma porção de borracha e uma fibra de reforço para reforço de borracha embutida na porção de borracha, na qual a fibra de reforço para reforço de borracha é uma fibra de reforço para reforço de borracha de acordo com a presente invenção.

Um método de acordo com a presente invenção que é utilizado para fabricar uma fibra de reforço para reforço de borracha compreende as etapas de: (i) formação de tiras que incluem fibras ligadas e uma-camada de revestimento formada para cobrir as fibras ligadas; e (ii) levar as tiras ao contato íntimo umas com as outras através da camada de revestimento torcendo as tiras em conjunto, na qual a camada de revestimento contém um material que é reticulável pelo tratamento térmico.

Na fibra de reforço para reforço de borracha de acordo com a presente invenção, as fibras na tira estão ligadas e as tiras estão ligadas, para que nenhuma quebra seja formada entre as fibras mesmo quando a fibra de reforço para reforço de borracha é curvada. Por isso, é possível obter uma fibra de reforço para reforço de borracha que tenha forte resistência contra água ou óleo, e tenha somente uma pequena deterioração na força mesmo quando utilizada em condições de altas temperaturas e forte encur-vamento. No produto de borracha utilizando a fibra de reforço para o reforço de borracha, podem ser suprimidos uma descamação entre a fibra e a borracha matriz do produto de borracha, e uma descamação interna da fibra. Por isso, de acordo com a presente invenção, é possível obter um excelente produto de borracha em relação à resistência contra a fadiga de dobramen-to, particularmente, a resistência contra a fadiga de dobramento sob as condições em que a água ou o óleo estejam presentes.

Descrição Resumida dos Desenhos A figura 1 é uma vista de perspectiva parcial explodida que es-quematicamente mostra um exemplo de um produto de borracha de acordo com a presente invenção. A figura 2 é uma vista seccionada que esquematicamente mostra um exemplo de uma tira incluída em uma fibra de reforço para reforço de borracha de acordo com a presente invenção. A figura 3 é uma vista seccionada que esquematicamente mostra um exemplo de uma fibra de reforço para reforço de borracha de acordo com a presente invenção.

Descrição das Modalidades Preferidas Daqui por diante, serão descritas as modalidades de acordo com a presente invenção. Deve ser observado que embora os compostos específicos possam ser ilustrados como substâncias que expõem uma função específica na descrição abaixo, a presente invenção não é limitada a mesma. Além disso, os materiais ilustrados na especificação podem ser utilizados p isoladamente ou utilizados em combinação a menos que de outra maneira seja especificado.

Modalidade 1 Na Modalidade 1, será descrita uma fibra de reforço para reforço de borracha e um método para fabricar a mesma, de acordo com a presente invenção. A fibra de reforço para reforço de borracha de acordo com a presente invenção é uma fibra para reforçar um produto de borracha. A fibra inclui diversas de tiras. A tira inclui fibras ligadas e uma camada de revestimento formada para cobrir as fibras ligadas. As tiras estão em contato íntimo umas com as outras através da camada de revestimento. A camada de revestimento contém um material para a ligação entre as tiras. Mais especificamente, a camada de revestimento contém um material que é reticulável pelo tratamento térmico. As fibras ligadas podem ser inicialmente torcidas.

Um material que contém a borracha e um reticulador pode ser utilizado como materiais que são reticuláveis pelo tratamento térmico. A camada de revestimento pode ser formada aplicando-se um agente de tratamento que contém a borracha e um reticulador na superfície da fibra, com posterior secagem. Quando a camada de revestimento contém um material reticulável e o reticulador, por exemplo, no caso em que a camada de revestimento contém a borracha e o reticulador, a borracha é reticulável por tratamento térmico. Como resultado, as tiras adjacentes estão ligadas através das camadas de revestimento presentes nas superfícies das tiras. Neste caso, uma ligação química ocorre em uma interface entre as camadas de revestimento. O tratamento térmico de reticulação pode ser realizado depois que as tiras são colocadas em contato íntimo umas com as outras. O tratamento térmico pode ser realizado antes que a fibra de reforço seja embutida no produto de borracha ou então o tratamento térmico pode ser realizado depois que a fibra de reforço é embutida no produto de borracha. Isto é, a fibra de reforço de acordo com a presente invenção pode ser uma fibra na qual as tiras estão ligadas por tratamento térmico.

Exemplos das borrachas contida na camada de revestimento incluem: os copolímeros de butadieno-estireno, os terpolímeros de vinilpiridi-na-butadieno-estireno; cloropreno; borracha de butadieno; polietileno cloros-sulfonado; copolímero de acrilonitrila-butadieno e borracha H-NBR. Particularmente, o polietileno clorossulfonado e a borracha nitrílica hidrogenada (borracha de H-NBR) têm a vantagem de possuir forte resistência contra a fadiga ao dobramento em altas temperaturas, e possuindo alta resistência a óleo e a água. Sob esse ponto de vista, a camada de revestimento preferivelmente contém pelo menos uma borracha selecionada do grupo consistindo por polietileno clorossulfonado e borracha nitrílica nitrogenada. Por e-xemplo, preferivelmente é usada a borracha nitrílica nitrogenada.

Os reticuladores a base de quinona dioxima, como a p-quinona dioxima, podem ser utilizados como reticuladores (vulcanizadores) contidos na camada de revestimento. Também podem ser utilizados os reticuladores a base de metacrilato tal como lauril metacrilato ou o metacrilato de metila. Além disso, podem ser utilizados reticuladores a base de alila, tais como DAF (dialil fumarato), DAP (dialil ftalato), TAC (trialil cianurato), eTAIC (trialil isocianurato). Além disso, podem ser utilizados reticuladores a base de ma-leimida (maleimida ou um derivado maleimida) tal como a bismaleimida, fe-nilmaleimida, ou N,N’ - m - fenileno dimaleimida. Além disso, pode ser utilizado um composto de diisocianato (diisocianato orgânico). Pode ser utilizado Um composto nitroso aromático. Além disso, podem ser usados o enxofre e outros reticuladores. Particularmente, é preferível utilizar pelo menos um composto selecionado do grupo consistindo do composto de diisocianato, o composto nitroso aromático, e os reticuladores a base de maleimida. Por exemplo, preferivelmente é utilizado um reticulador a base de maleimida. O uso desses reticuladores pode melhorar notavelmente as propriedades de ligação entre as fibras de reforço e a borracha matriz.

Podem ser incluídos os adesivos comercialmente disponíveis que contenham borracha e um reticulador que podem ser utilizados como materiais para formar a camada de revestimento. Um exemplo de tal adesivo inclui o Chemlok 402 (fabricado pela Lord Corporation). O conteúdo total da borracha e o reticulador na camada de revestimento é 50% em peso ou mais. A camada de revestimento pode ser formada por agentes de tratamento (adesivos) dos quais os componentes principais são a borracha e um reticulador. O termo "componentes principais" significa que a proporção do conteúdo em relação ao componente de composição (que exclui o solvente) é de 50 % em peso ou mais.

Na fibra de reforço de acordo com a presente invenção, cada uma das fibras (as fibras de reforço) pode ser composta de filamentos aderidos. Neste caso, o agente de tratamento penetra entre os filamentos quando o acima mencionado agente de tratamento é aplicado. Por conseguinte, uma composição (inclusive a borracha) que constitui a camada de revestimento penetra entre os filamentos, vinculando por meio disso algumas partes ou todas as porções dos filamentos.

Na fibra de reforço de acordo com a presente invenção, a camada de revestimento formada na superfície de tira pode conter um enchimento. O enchimento pode ser enchimento orgânico ou inorgânico. Os exemplos do enchimento incluem o negro-de-fumo e a sílica. A adição do enchimento leva a redução dos preços de fabricação da fibra de reforço para reforço de borracha, e um aumento eficaz das propriedades de ligação entre a borracha matriz e a fibra de reforço para reforço de borracha. Particularmente, o negro-de-fumo é preferivelmente utilizado para melhorar a coesão do agente de tratamento (adesivo). A camada de revestimento pode conter aditivos como plastificantes, antioxidantes, óxidos metálicos, e coagentes de reticu- lação, para melhorar a força de ligação ou melhorar da estabilidade. Não há nenhuma limitação determinada da espessura da camada de revestimento ou da proporção entre a camada de revestimento e a fibra inteira. Essas são determinadas de acordo com a propriedade necessária para a fibra de reforço, as espécies fibras de reforço, ou algo semelhante. Em um exemplo, a proporção da camada de revestimento em relação a fibra inteira está em uma faixa de 1,0 % em peso a 30,0 % em peso. A fibra de reforço de acordo com a presente invenção pode incluir uma subcamada formada entre as fibras de reforço e a camada de revestimento. A subcamada pode ser formada por um agente de pré-tratamento (daqui por diante podendo ser mencionada como um "líquido de RFL") que contém um produto de condensação de resorcinol-formaldeído (produto de condensação de resorcinol-formalina) e um látex de borracha. O pré-tratamento com o líquido RFL leva à melhora na flexibilidade da fibra, e assim a propriedade de dobramento da fibra é realçada. O produto de condensação de resorcinol-formaldeído não é particularmente limitado. Por e-xemplo, pode ser possível utilizar um único tipo líquido de RFL obtido por uma reação entre resorcinol e formaldeído na presença de catalisadores alcalinos tais como hidróxidos alcalinos, amina ou algo semelhante. Também pode ser usado um líquido de RFL do tipo novolac comercialmente disponível. O látex de borracha não é em particular limitado. Por exemplo, pode ser usado um látex do copolímero do butadieno-estireno, um látex do copolíme-ro do butadieno-estireno dicarboxilado, um látex do terpolímero de vinilpiridi-na-butadieno-estireno, um látex de cloropreno, um látex de borracha butadi-eno, um látex de polietileno clorossulfonado, um látex do copolímero de acri-lonitrila-butadieno, e um látex H-NBR. Particularmente, o látex H-NBR e o látex de polietileno clorossulfonado são usados preferivelmente. A subcamada pode ser formada de outro material.

As fibras de reforço usadas na fibra de reforço de acordo com a presente invenção podem ser quaisquer fibras desde que possam melhorar a estabilidade dimensional ou a força de um produto de borracha. Não há nenhuma limitação particular em relação às espécies ou em relação às for- mas das mesmas. Por exemplo, uma fibra de vidro; uma fibra de poli(álcoo! vinílico), que é tipificada por uma fibra de vinylon; uma fibra de poiiéster; fibras de poliamida como náilon e uma fibra de aramida (poliamida aromática); uma fibra de carbono, e uma fibra de poli(p-fenileno - benzo - bis-oxazoi) (PBO). Particuiarmente, é preferível utilizar uma fibra que seja excelente em estabilidade dimensionai, força elástica e módulo. Por exemplo, é preferível utilizar pelo menos uma fibra selecionada do grupo consistindo na fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de poli(p-fenileno - benzo - bis-oxazol) (PBO) e fibra de carbono.

Em um exemplo típico da fibra de reforço de acordo com a pre- I sente invenção, as fibras de reforço são fibras de vidro, e a camada de revestimento que contém a borracha nitrílica nitrogenada e um reticulador a base de maleimida. Neste caso, a subcamada formada pelo líquido RFL pode ser arrumada entre as fibras de vidro e a camada de revestimento.

Na fibra de reforço de acordo com a presente invenção, a tira pode ser inicialmente torcida. Na fibra de reforço de acordo com a presente invenção, diversas tiras podem ser torcidas ao final. O número de tiras não é particularmente limitado, e pode estar em uma faixa de 10 a 1.200, ou igualar a ou menos do que aquela faixa. Não há nenhuma limitação determinada do número de torções iniciais e o de torções finais. Geralmente, o número está em uma faixa de 0,1 a 8,0 vezes/25 mm, preferivelmente, em uma faixa de 1,5 a 3,0 vezes/ 25 mm. Também não há nenhuma limitação determinada do método de torção. A torção pode ser realizada por métodos geralmente utilizados usando um voador de armação de torção, um anel de armação de torção, ou algo semelhante. A direção da torção inicial e a direção da torção final podem ser as mesmas ou diferentes. Quando a direção da torção primária e a direção da torção final são as mesmas, a resistência de fadiga ao dobramento pode ser melhorada.

Na fibra de reforço de acordo com a presente invenção, uma camada para melhorar a propriedade de ligação com um produto de borracha pode ser formada na superfície da fibra de reforço. Em alguns casos, a camada de revestimento acima mencionada sozinha não fornece uma propriedade de ligação suficiente da borracha matriz do produto de borracha. Nesse caso preferivelmente, uma segunda camada de revestimento é formada na superfície da fibra torcida ao final para os objetivos de melhorar a propriedade de ligação com a borracha matriz. Os componentes da segunda camada de revestimento podem ser aqueles que podem melhorar a ligação adesiva com a borracha matriz. Por exemplo, um adesivo de polímero que contém halogênio (Chemlok; fabricado pela Lord Corporation, por exemplo), e um adesivo que contém a borracha H-NBR e um reticulador (por exemplo, um reticulador a base de maleimida) são usados preferivelmente.

Daqui por diante, será descrito um método de acordo com a presente invenção que é usado para fabricar a fibra de reforço. A fibra de reforço fabricada pelo método de fabricação de acordo com a presente invenção configura um exemplo da fibra de reforço de acordo com a presente invenção. O método de acordo com a presente invenção inclui uma etapa (i) para formar tiras que incluem fibras ligadas e uma camada de revestimento formada para cobrir as fibras ligadas.

Tal como descrito em cima, a camada de revestimento contém um material para ligação das tiras. Mais especificamente, a camada de revestimento contém um material que é reticulávei pelo tratamento térmico. A etapa (i) pode incluir uma etapa para formar uma camada de revestimento pela aplicação nas fibras ligadas de um agente de tratamento que contém o material que é reticulávei pelo tratamento térmico, com posterior secagem. Por exemplo, a etapa (i) pode incluir uma etapa para formar uma camada de revestimento aplicando-se às fibras ligadas um agente de tratamento que contém a borracha (geralmente, um látex de borracha) e um reticulador, com posterior secagem. O agente de tratamento contém um solvente e componentes para formação da camada de revestimento. A camada de revestimento é formada pela aplicação do agente de tratamento e depois pela remoção do solvente.

As substâncias descritas acima mencionadas podem ser usadas para os componentes contidos no agente de tratamento, isto é, a borracha do látex de borracha, o reticulador, e o enchimento. A quantidade da borracha e o reticulador contido no agente de tratamento são ajustados de tal modo que a camada de revestimento acima mencionada seja formada. Geralmente, o agente de tratamento não contém um produto de condensação de resorcinol-formaldeído.

Como solvente, podem ser usados a água ou um solvente orgânico. Quando a camada de revestimento é formada usando um agente de tratamento aquoso, pode ser usado o agente de tratamento no qual o reticulador acima mencionado e o látex da borracha estejam dissolvidos ou dispersos na água. De modo a melhorar a força de ligação e melhorar a estabilidade da camada de revestimento, os plastificantes, os antioxidantes, o oxido metálico, os coagentes de reticulação, o enchimento, ou algo semelhante, podem ser acrescentados ao agente de tratamento. A camada de revestimento é formada pela aplicação do agente de tratamento às fibras de reforço, com posterior secagem. A tira pode ser formada, por exemplo, por um método no qual o agente de tratamento é a-plicado nas fibras que são ligadas e inicialmente torcidas, e depois secas, ou por um método no qual as fibras são ligadas, o agente de tratamento é aplicado às fibras ligadas, e depois secas, seguido por torção inicial das fibras ligadas do resultante. O número de torções iniciais é tal como descrito acima. Não há nenhuma limitação determinada dos métodos de aplicação e secagem do agente de tratamento. Geralmente, a camada de revestimento é formada imergindo as fibras de reforço em um banho que contém o agente de tratamento, com posterior secagem das fibras de reforço resultantes em um forno de secagem para que o solvente seja retirado. Não há nenhuma limitação determinada da condição de secagem para retirar o solvente, mas é necessário evitar a secagem em uma condição que promova o progresso completo de uma reação do reticulador na camada de revestimento. Por isso, no caso de secagem em temperaturas relativamente altas (80°C ou mais altas, por exemplo), um tempo de secagem preferivelmente é mais encurtado (cinco minutos ou menos, por exemplo). Por exemplo, em caso de uma atmosfera de 150 °C ou mais baixa, o tempo de secagem pode ser de cinco minutos ou menos. Em um exemplo, em uma atmosfera de 80°C a 280°C, o tempo de secagem pode ser de 0,1 minuto a 2 minutos.

Depois, pela torção das tiras em conjunto, as tiras são colocadas em contato íntimo umas com as outras através das camadas de revestimento (etapa (ii)). Nesta etapa, a reação do reticulador ainda não ocorreu, de modo que a camada de revestimento é flexível e assim as camadas de revestimento são colocadas em contato Íntimo umas com as outras. De modo a ligar suficientemente as tiras, é importante formar anteriormente a camada de revestimento na superfície de cada tira. Por isso, quando um método no qual são aderidas diversas de tiras compostas somente das fibras de reforço, e depois é empregada a formação da camada de revestimento, não é possível aderiras tiras suficientemente. O número de torções da torção final das tiras é tal como descrito acima. Assim, quando as composições de borracha (camadas de revestimento) são preenchidas entre as fibras, fica possível evitar uma formação de quebra dentro das tiras e entre as tiras. Na superfície de tira, existe a camada de revestimento formada na etapa (i). Por isso, a ligação entre as tiras progride no momento do tratamento térmico sobre a torção final e/ou no momento do tratamento térmico depois da torção final. O tratamento térmico pode ser realizado antes que a fibra de reforço seja embutida no produto de borracha, ou pode ser executado depois que a fibra de reforço é embutida no produto de borracha. A condição preferida do tratamento térmico varia com o material da camada de revestimento. De modo a ligar as tiras fortemente, o tratamento térmico é realizado em determinadas temperaturas e durante um determinado período de tempo que permitam o progresso da reticulação. Em um exemplo típico, o tratamento térmico é realizado a 150°C durante 20 minutos para que se permita que a reticulação progrida. O método de fabricação de acordo com a presente invenção pode incluir, antes da etapa (I), uma etapa de aplicação nas superfícies das fibras (fibras de reforço) de um agente de pré-tratamento que contém um produto de condensação de resorcinol-formaldeído e um látex de borracha. Como agente de pré-tratamento, pode ser usado o líquido RFL acima mencionado. Geralmente, depois de aplicar o agente de pré-tratamento, é executada a secagem e/ou o tratamento térmico. O pré-tratamento leva à formação da subcamada. O agente de pré-tratamento não está limitado ao líquido RFL, e outros agentes de pré-tratamento podem ser usados. Em um exemplo, o líquido RFL é aplicado a superfícies de um aglomerado das fibras de reforço, que então é seco ou termicamente tratado para que a subcamada seja formado. Depois disso, a camada de revestimento que contém a borracha e um reticulador é formada na subcamada.

Além disso, o método de fabricação de acordo com a presente invenção pode incluir uma etapa para formar a acima mencionada segunda camada de revestimento nas superfícies das tiras ligadas. As tiras são preferivelmente torcidas ao final. A segunda camada de revestimento pode ser formada pela aplicação e secagem de um adesivo que serve como um material para a segunda camada de revestimento.

Modalidade 2 Na Modalidade 2, será descrito um produto de borracha de a-cordo com a presente invenção. O produto de borracha de acordo com a presente invenção inclui uma porção de borracha e uma fibra de reforço para reforço de borracha embutida na porção de borracha. A fibra de reforço para reforço de borracha é uma fibra de reforço para reforço de borracha de acordo com a presente invenção. Não há nenhuma limitação determinada de um meio para embutir a fibra de reforço para reforço de borracha na borracha matriz de um produto de borracha, para que um meio bem conhecido possa ser aplicado. Quando a fibra de reforço para reforço de borracha de acordo com a presente invenção é simultaneamente curada (reticulada) no momento da cura (no momento de reticulação) do produto de borracha, a integridade da fibra de reforço e o produto de borracha também podem ser melhorados, e as etapas de fabricação da fibra podem ser simplificadas. O produto de borracha assim obtido tem tanto alta resistência ao calor derivada da propriedade da borracha matriz, como uma alta força e uma alta resistência de fadiga de dobra-dura que são fornecidos pelo embutimento da fibra de reforço para reforço de borracha. Consequentemente, o produto de borracha pode ser aplicado a vários usos. Particularmente, o produto de borracha é adequado para o uso em uma correia para regulagem do tempo nos motores de veículo, ou similares.

Em outro aspecto, a presente invenção refere-se a um método de fabricação de um produto de borracha. No método de fabricação, a fibra de reforço para reforço de borracha primeiramente é fabricada segundo o método de fabricação de acordo com a presente invenção. Neste caso, não é realizado um tratamento térmico que possa permitir o progresso significan-te da reticulação do reticulador na camada de revestimento. Depois, a fibra de reforço para reforço de borracha é embutida na porção de borracha (produto de borracha) que contém a borracha e o reticulador. Então, o tratamento térmico é realizado em uma condição que permita o progresso suficiente da reação do reticulador (agente de vulcanização), realizando assim, simultaneamente, a reticulação da borracha da camada de revestimento da fibra de reforço para reforço de borracha, e a borracha da porção de borracha do produto de borracha.

Um exemplo do produto de borracha de acordo com a presente invenção será descrito. A figura 1 mostra uma vista em perspectiva explodida de uma correia dentada 10. A correia dentada 10 é fornecida com uma porção de borracha 11, e diversas de fibras 12 embutidas na porção de borracha. A porção de borracha 11 é composta de borracha, ou de borracha e outros materiais. As fibras 12 são fibras de reforço de acordo com a presente invenção, e arranjadas em paralelo na direção do movimento da correia dentada 10. Os dispositivos bem conhecidos podem ser utilizados para porções diferentes das fibras 12. O produto de borracha de acordo com a presente invenção é um produto de borracha reforçado pela fibra de reforço para reforço de borracha, e pode ser, por exemplo, uma correia de regulagem de tempo.

Exemplos Daqui por diante, a presente invenção será descrita detalhadamente através de Exemplos.

Exemplo 1 Primeiro, foi preparada uma fibra de vidro na qual 200 filamentos de vidro (composição de E-vidro, diâmetro médio de 9 μΐη) foram aderidos. Três dag fibras de vidro foram alinhadas umas com as outras, e foi aplicado um adesivo aquoso mostrado na Tabela 1 seguinte. Depois disso, as fibras de vidro resultantes foram secas durante um minuto em um forno de secagem cuja temperatura foi estabelecida em 150°C. Assim, uma tira foi formada.

Tabela 1 (Ί) Látex da Zetpol (fabricado por Japan Zeon Corporation) A seção transversal de uma tira 20 que é formada é esquemati-camente mostrada na figura 2. As fibras de vidro 21 são compostas de um grande número de filamentos. Uma camada de revestimento 22 é formada para cobrir superfícies de um aglomerado de três fibras de vidro 21. Três fibras de vidro 21 estão ligadas pela camada de revestimento 22. A tira assim obtida foi inicialmente torcida em uma proporção de 2 vezes/25 mm. Então, onze das tiras iniciaimente torcidas foram alinhadas umas com as outras, e finalmente foram torcidas em uma proporção de 2 vezes/25 mm. A proporção da camada de revestimento para a fibra assim obtida foi de 20% em peso.

Uma segunda camada de revestimento foi formada na fibra para melhorar a propriedade de ligação com a borracha matriz. Mais especificamente, um adesivo de polímero que contém halogênio (Chemlok 402: fabricado por Lord Corporation) foi aplicado à fibra, e depois, seco durante um minuto em um forno de secagem cuja temperatura foi estabelecida em 150°C. Assim, foi obtida uma fibra de reforço para reforço de borracha. A seção transversal de uma fibra 30 que é formada é esquematicamente mostrada na figura 3. Diversas de tiras 20 foram ligadas umas com as outras pelas camadas de revestimento 22. Na superfície da fibra 30, é formada uma segunda camada de revestimento 31.

Depois, foi avaliada a propriedade de ligação entre a fibra de reforço para reforço de borracha e a borracha matriz possuindo a composição mostrada na Tabela 2. Primeiro, foram preparadas duas peças de borracha (25 mm de largura x 50 mm de comprimento x 5 mm de espessura) consistindo na composição mostrada na Tabela 2.

Tabela 2 (*2)ZETP0L2020 (fabricado por Japan Zeon Corporation) (*3) plastificante de poliésterdo tipo polímero (fabricado por Toray industries, Inc.) Depois, a fibra de reforço foi imprensada pelas duas peças para que a fibra de reforço fosse colocada na paralela à direção longitudinal das peças de borracha, e depois, foi aquecida a 150 °C durante 20 minutos de modo a serem ligadas. A peça de teste assim obtida foi estirado na direção longitudinal com um testador de tensão para que fosse medida a força de descascamen-to entre a borracha matriz e as fibras de reforço. Além disso, a superfície de quebra da peça de teste foi avaliada visualmente, confirmando assim se houve uma "fratura da borracha", isto é, uma quebra que ocorreu enquanto as fibras de reforço e a borracha matriz estiveram ligadas, ou uma "desca-mação interfacial", isto é, uma descamação que foi gerada na interface entre a borracha matriz e as fibras de reforço.

Com respeito à fibra de reforço, um teste no qual a fibra de reforço foi curvada 10.000 vezes foi realizado com um testador de dobramento para que fossem medidas as forças elásticas antes e depois do teste. Um teste de dobramento também foi realizado de modo semelhante ao teste a-cima mencionado exceto que a fibra de reforço foi imersa em óleo. Então, foi calculada a proporção da força elástica obtida depois do teste de dobramento em relação à força elástica obtida antes do teste de dobramento, isto é, uma taxa de retenção de força elástica. Os resultados de avaliação são mostrados na Tabela 5, seguinte.

Exemplo 2 No Exemplo 2, a fibra de reforço foi produzida usando o mesmo método que no caso do Exemplo 1 exceto que o pré-tratamento foi realizado na superfície da fibra antes de formar a camada de revestimento. O pré-tratamento foi realizado aplicando o liquido RFL (adesivo aquoso) mostrado na Tabela 3 a três fibras de vidro alinhadas umas com as outras (as mesmas fibras de vidro que no Exemplo 1), e depois executando o tratamento térmico a 240°C durante 2,5 minutos.

Tabela 3 A fibra de reforço produzida no Exemplo 2 também foi avaliada para a propriedade de ligação e a flexibilidade na dobragem usando o mesmo método que no caso do Exemplo 1. Os resultados da avaliação são mostrados na Tabela 5 seguinte.

Exemplo 3 A fibra de reforço foi produzida usando o mesmo método que em caso do Exemplo 2 exceto que o agente de tratamento foi modificado e a segunda camada de revestimento não foi formada. No Exemplo 3, um adesivo de polímero que contém halogênio (Chemlok 402 (fabricado pela Lord Corporation)) foi utilizado como o agente de tratamento. A fibra de reforço produzida no Exemplo 3 também foi avaliada quanto à propriedade de ligação e a flexibilidade na dobradura usando o mesmo método que no caso do Exemplo 1. Os resultados da avaliação são mostrados na Tabela 5 seguinte.

Exemplo Comparativo 1 A fibra de reforço foi produzida usando o mesmo método que em caso do Exemplo 1 exceto que foram modificados o agente de tratamento para formar a camada de revestimento e a condição de secagen do agente de tratamento. No Exemplo Comparativo 1, o agente de tratamento (líquido RFL) cujos componentes estão mostrados na Tabela 4, foi aplicado sobe as fibras de vidro, e depois as fibras de vidro resultantes foram termicamente tratadas a 230°C. Assim, foi formada a camada de revestimento (subcama-da).

Tabela 4 A fibra de reforço produzida no Exemplo Comparativo 1 também foi avaliada quanto a propriedade de ligação e a flexibilidade de dobradura usando o mesmo método que no caso do Exemplo 1. Os resultados da avaliação são mostrados no Tabela 5 seguinte.

Tabela 5 Tal como mostrado na Tabela 5, nas fibras nos Exemplos de 1 a 3 onde as tiras estão ligadas, foi exibida uma alta flexibilidade na dobradura. Nas fibras nos Exemplos de 1 a 3, uma alta flexibilidade na dobradura também foi exibida no caso da impregnação com óleo.

Além disso, nas fibras dos Exemplos 2 e 3 onde o pré-trata-mento foi realizado antes de formar a camada de revestimento, a flexibilidade na dobradura foi particularmente alta em um estado normal.

Aplicabilidade Industrial A presente invenção pode ser aplicada a vários produtos de borracha e a uma fibra de reforço utilizada para reforço de borracha. Particularmente, a presente invenção é preferivelmente usada para uma correia de regulagem do tempo de motores de veículo, ou similares, que necessitam a alta flexibilidade em dobradura e confiabilidade.

Claims (6)

1. Fibra de reforço (30) para reforço de borracha para reforçar um produto de borracha, caracterizada pelo fato de que compreende diversas tiras (20), em que: a tira inclui fibras ligadas (21) e uma camada de revestimento (22) formada para cobrir as fibras ligadas; as diversas tiras estão ligadas umas com as outras através somente da camada de revestimento (22) e são torcidas em conjunto; a camada de revestimento (22) contém uma borracha e um reti- culador; a camada de revestimento (22) não contém um produto de condensação de resorcinol-formaldeído; e o reticulador é pelo menos um selecionado a partir do grupo consistindo de um composto de diisocianato, um composto nitroso aromático, e um reticulador baseado em maleimida.

2. Fibra de reforço (30) para reforço de borracha de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada uma das fibras (21) é composta de filamentos aderidos, e a borracha penetra entre os filamentos.

3. Fibra de reforço (30) para reforço de borracha de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a borracha é pelo menos uma selecionada de um grupo consistindo em polietileno clorossulfonado e borracha nitrílica nitrogenada.

4. Fibra de reforço (30) para reforço de borracha de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a fibra (21) é pelo menos uma selecionada de um grupo consistindo em fibra de vidro, fibra aramida, uma fibra de poli(p-fenileno- benzo-bis-oxazol) e fibra de carbono.

5. Produto de borracha (10), caracterizado pelo fato de que compreende uma porção de borracha e uma fibra de reforço para reforço de borracha embutida na porção de borracha, no qual a fibra de reforço (30) para reforço de borracha é uma fibra de reforço para reforço de borracha como definida na reivindicação 1.

6. Método de fabricação de uma fibra de reforço (30) para refor- ço de borracha, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (i) formação de tiras que incluem fibras ligadas (21) e uma camada de revestimento (22) formada para cobrir as fibras ligadas; e (ii) ligar as tiras umas com as outras através de somente a camada de revestimento (22) pela torção das tiras em conjunto e pelo aquecimento das tiras, na qual a etapa (i) inclui uma etapa de formação da camada de revestimento pela aplicação às fibras ligadas de um agente de tratamento que contém um látex de borracha e um reticulador, e então secagem, o agente de tratamento não contém um produto de condensação de resorcinol-formaldeído, e o reticulador é pelo menos um selecionado a partir do grupo consistindo de um composto de diisocianato, um composto nitroso aromático, e um reticulador baseado em maleimida.