BR102012003478A2

BR102012003478A2 - Processo para produção de barras

Info

Publication number: BR102012003478A2
Application number: BRBR102012003478-6A
Authority: BR
Inventors: Rainer Goering; Markus Hartmann; Karl Kuhmann; Bernfried Kalthof
Original assignee: Evonik Degussa Gmbh
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2014-02-11
Also published as: RU2012105418A; RU2598851C2; EP2489494B1; KR20120102506A; JP2012171357A; JP6234006B2; CN102642288A; DE102011004305A1; EP2489494A1; US20120232531A1

Abstract

Patente de Invenção: PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE BARRAS A presente invenção refere-se a um processo para produção de uma barra, no qual a) de uma primeira massa de moldar de plástico, que forma a camada externa e que consiste em pelo menos 50% em peso, em um termoplasto semicristalino, é extrudado um perfil de plástico, b) dentro do calibrador o perfil acabado de ser extrudado é feito um preenchimento com uma segunda massa de moldar de plástico, e c) a nova barra formada é calibrada, descarregada e esfriada, sendo que a primeira massa de moldar de plástico apresenta os seguintes valores caracteristicos: ponto de fusão do cristalito Tm, de acordo com ISO 11357 de pelo menos 170°C, temperatura de cristalização Tk, de acordo com ISO 11357, de, no máximo, 70 K abaixo de Tm, e entalpia de fusão AH, de acordo com ISO 11357, de pelo menos 20 J/g, possibilita a produção de barras, particularmente, de barras redondas, com alta conservação de medidas no que se refere a diâmetro e retilinearidade. As barras são apropriadas, particularmente, como peça semiacabada para a produção com levantamento de aparas de peças acabadas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE BARRAS".

A invenção refere-se a um processo para extrusão de barras de termoplastos semicristalinos. As barras podem ser compactas, nesse caso, 5 são designadas como barras maciças. Um caso especial disso são barras redondas. De acordo com EM ISO 15860, barras redondas são produtos maciços, retos, alongados, extrudados, fundidos ou prensados, com uma secção transversal circular, inalterada sobre todo seu comprimento.

Barras de plásticos termoplásticos são usadas, de preferência, 10 para a produção com levantamento de aparas de peças acabadas, particu- larmente, de peças acabadas com número de peças pequeno, peças para protótipos ou peças, que praticamente não podem ser produzidas, ou só com dificuldade, com ajuda do processo de fundição injetada ou outros pro- cessos de processamento de plástico.

A produção desses componentes de termoplastos de fusão alta,

tal como polieteretercetona (PEEK) assemelha-se, do ponto de vista do usu- ário, mais ao processamento de metal clássico: peças semiacabadas padro- nizadas, tais como tubos, perfis ou barras, são levadas à forma desejada, na medida, por levantamento de aparas. De acordo com a produção de plástico 20 clássica, são produzidas apenas as peças semiacabadas: assim, em princí- pio, perfis, tubos ou barras maciças são extrudados em uma instalação de extrusão, do mesmo modo como é usual na produção de peças semiacaba- das correspondentes de PP ou PE.

Barras com diâmetros menores podem ser obtidas em boa qua- 25 Iidade por extrusão convencional de uma massa de moldar termoplástica. No entanto, dependendo da massa de moldar utilizada, em barras com um diâ- metro a partir de cerca de 20 mm, esse processo torna-se difícil, uma vez que, devido a uma alta energia térmica, que deve ser descarregada da barra extrudada por refrigeração, uma estabilidade de forma suficiente só pode ser 30 obtida depois de um longo tempo de esfriamento, o que tem um efeito des- vantajoso pelo fato de que, devido ao seu peso próprio, a barra pode retrair- se e, com isso, alterar a secção transversal, ou que podem ocorrer deforma- ções por flexão. Uma redução da velocidade de extrusão, para criar condi- ções de resfriamento aperfeiçoadas para a barra, aumenta os custos de pro- dução para valores não mais aceitáveis economicamente.

No Pedido DE 10 2004 015 072 A1, é descrito que na extrusão, 5 uma fusão de plástico é dividida em duas correntes na ferramenta, sendo que da fusão disposta externamente é extrudado um tubo de acordo com um processo convencional. A segunda fusão preenche o tubo através de uma lança. Para que o tubo não se retraia, ar de apoio é alimentado através da cabeça e subpressão é aplicada na calibração. Chama-se a atenção para o 10 fato de que com ajuda desse processo, podem ser produzidas barras redon- das, que têm excelentes propriedades ópticas e possuem uma conservação de medidas particularmente alta na secção transversal.

No Pedido DE 37 18 036 A1, é descrito um processo para pro- dução por extrusão de camadas múltiplas de peças moldadas com dimen- sões de secção transversal grandes, tais como para-choques ou coberturas de proteção de polietileno. Nesse caso, uma primeira corrente de material fundido é usada para moldar um perfil oco, que é esfriado em uma camisa de calibração, enquanto uma segunda corrente de material fundido é extru- dada no espaço oco. A fusão, nesse caso, é injetada, aproximadamente, no ponto onde o perfil deixa a calibração. O perfil oco externo, que se solidifi- cou, mas ainda apresenta uma determinada flexibilidade, expande-se, nesse caso, por abaulamento, para, desse modo, receber um pouco mais de volu- me de material do que seria efetivamente desejável. Por contração subse- quente no esfriamento, é combatida a formação de espaços ocos ou bolsas de contração.

Mas, esse estado da técnica é insatisfatório. O Pedido DE 10 2004 015 072 A1 refere-se exclusivamente a termoplastos amorfos. Tentan- do-se processar, dessa maneira, termoplastos semicristalinos, devido à con- tração mais alta desses materiais, corre-se o risco de serem formados espa- 30 ços ocos no esfriamento, que não são toleráveis para o processamento adi- cional. A tentativa do documento DE 37 18 036 A1, agir contra a formação de espaços ocos por expansão controlada, não é possível, quando se trata de uma conservação de medidas exata.

A tarefa da invenção consiste no fato de produzir barras de ter- moplastos semicristalinos, que satisfazem as seguintes exigências:

- em barras a partir de um diâmetro de aproximadamente 20 mm, é preciso que, no que se refere à conservação de medidas no diâmetro,

seja obtido um aperfeiçoamento em relação à extrusão convencional. No caso ideal, as tolerâncias, que são especificadas pelas normas DIN 16980 e EM ISO 15860, devem, no máximo, ser atingidas, ou ficar abaixo das mes- mas;

-o desvio da barra da reta axial, com referência às bordas ex-

ternas da mesma e a 1 metro de comprimento, também deve ser o menor possível. Os desvios da reta podem levar a problemas na produção com le- vantamento de aparas;

uma barra maciça não deve possuir espaços ocos nem bolsas

de contração, uma vez que os mesmos seriam muito problemáticos no pro- cessamento adicional e para a função da peça acabada posterior;

- uma barra maciça, além disso, deveria possuir uma quantidade a menor possível de tensões internas, para facilitar o trabalho de levanta- mento de aparas e reduzir a deformação que pode resultar do trabalho. As

tensões internas podem ser avaliadas por meio da deformação de discos finos, que são cuidadosamente cortados das barras maciças;

finalmente, deve ser criada a possibilidade de produzir barras de camadas múltiplas, nas quais as camadas consistem em materiais diferen- tes.

Essa tarefa foi solucionada por um processo para produção de

barras, no qual

a) de uma primeira massa de moldar de plástico, que forma a camada externa e que consiste em pelo menos 50% em peso, de preferên- cia, pelo menos 60% em peso, de modo particularmente preferido, em pelo

menos 70% em peso e de modo especialmente preferido, em pelo menos 80% em peso, em um termoplasto semicristalino, é extrudado um perfil de plástico, b) dentro do calibrador o perfil acabado de ser extrudado é feito um preenchimento com uma segunda massa de moldar de plástico, e

c) a nova barra formada é calibrada, descarregada e esfriada,

caracterizado pelo fato de que a primeira massa de moldar de

plástico apresenta os seguintes valores característicos:

- ponto de fusão do cristalito Tm de pelo menos 170°C, de prefe- rência, pelo menos 185°C, de modo particularmente preferido, 200°C e, de modo especialmente preferido, pelo menos 215°C;

- temperatura de cristalização Tk de, no máximo, 70 K abaixo de Tm, de preferência, de, no máximo, 60 K abaixo de Tm> de modo particular- mente preferido, de, no máximo, 55 K abaixo de Tm, e, de modo especial- mente preferido, de, no máximo, 50 K abaixo de Tm;

- entalpia de fusão ΔΗ de pelo menos 20 J/g, de preferência, de pelo menos 25 J/g, de modo particularmente preferido, de pelo menos 30

J/g, de modo especialmente preferido, de pelo menos 35 J/g e modo desta- cadamente preferido, de pelo menos 40 J/g, como medida para o grau de cristalização,

sendo que Tm, Tk e ΔΗ, de acordo com ISO 11357 são determi- nados por aquecimento da temperatura ambiente até, no máximo, 390°C, a 20 um razão de aquecimento de 20 K/min, esfriamento até -60°C, a uma razão de aquecimento de 20 K/min e segundo aquecimento até, no máximo, 390°C, a uma razão de aquecimento de 20 K/min. Tm e ΔΗ são determinados no 2o aquecimento, Tk, por outro lado, no esfriamento. A temperatura de a- quecimento máxima depende da estabilidade térmica, bem como de Tm; re- 25 comenda-se, nesse caso, ir até aproximadamente 60 K acima de Tm.

O ponto de fusão de cristalito Tm da primeira massa de moldar de plástico precisa perfazer pelo menos 170°C, para garantir uma solidifica- ção suficientemente rápida do perfil extrudado. Mas essa condição, sozinha, não é suficiente. No caso de cristalização retardada, o perfil, depois de dei- 30 xar a calibração, ainda seria de tal modo flexível que iria ocorrer uma expan- são provocada pela pressão de massa do enchimento. Por essa razão, adi- cionalmente, a cristalização deve iniciar-se o mais rapidamente possível no esfriamento, portanto, Tk deve estar situada a mais alta possível. O grau de cristalização precisa, além disso, ser suficientemente alto, para garantir a solidificação desejada. Isso pode ser correlacionado experimentalmente com a entalpia de fusão.

As barras produzidas de acordo com a invenção podem ser bar-

ras redondas; mas, também outras geometrias são de interesse (por exem- plo, secções transversais ovais, elípticas ou poligonais (por exemplo, trian- gulares, retangulares, em forma de losango, em forma de trapézio, pentago- nais ou hexagonais). No caso de uma barra redonda, o perfil extrudado no 10 passo a) é um tubo. O perfil pode ser de uma camada e, portanto, consistir inteiramente na primeira massa de moldar de plástico, ou pode ser de ca- madas múltiplas, sendo que pelo menos a camada externa consiste na pri- meira massa de moldar de plástico.

A primeira massa de moldar de plástico baseia-se em um termo- plasto semicristalino, que pode ser, por exemplo, uma poliamida, um poliés- ter semiaromático, um polímero de flúor (por exemplo, PFA, ETFE, EFEP, PVDF, PTFE), um sulfeto de polifenileno ou uma poliarilenetercetona. Na seleção do termoplasto deve se levado em consideração que, particularmen- te, a temperatura de cristalização Tk e a entalpia de fusão são influenciadas pelos componentes restantes da massa de moldar. Tk pode ser elevada sig- nificativamente, por exemplo, por adição de agentes de nucleação. Poliami- da pode ser produzida de uma combinação de diamina e ácido dicarboxílico, de um ácido co-aminocarboxílico ou do Iactama correspondente. Em princí- pio, pode ser usada qualquer poliamida suficientemente semicristalina, por exemplo, PA6, PA66 ou copoliamidas nessa base, com unidades que deri- vam do ácido tereftálico e/ou ácido isfotálico (designado, em geral, como PPA), bem como PA9T e PA10T ou misturas das mesmas com outras poli- amidas. Poliamidas apropriadas são, além disso, por exemplo, PA610, PA88, PA8, PA612, PA810, PA108, PA9, PA613, PA614, PA812, PA128, PA1010, PA10, PA814, PA148, PA1012, PA11, PA1014, PA1212 e PA12. Naturalmente, também podem ser usadas copoliamidas baseadas nas mesmas. A produção das poliamidas é estado da técnica. Também podem ser usadas misturas de diversas poliamidas, pressupondo compatibilidade suficiente. Combinações de poliamida compa- tíveis são conhecidas da técnica; por exemplo, são apresentadas aqui a combinação PA12/PA1012, PA12/PA1212, PA612/PA12, PA613/PA12, 5 PA1014/PA12 e PA610/PA12, bem como combinações correspondentes com PA11 Em caso de dúvida, combinações compatíveis podem ser deter- minadas por testes de rotina.

Poliésteres termoplásticos são produzidos por policondensação de diois com ácidos dicarboxílicos ou seus derivados formadores de poliés- 10 ter, tal como ésteres dimetílicos. Diois apropriados têm a fórmula HO-R-OH, sendo que R representa um radical divalente, ramificado ou não ramificado, alifático e/ou cicloalifático, com 2 a 18, de preferência, 2 a 12, átomos de C. Ácidos dicarboxílicos apropriados têm a fórmula HOOC-R’-COOH, sendo que R’ significa um radical aromático, divalente, com 6 a 20, de preferência, 15 6 a 12 átomos de C.

Como exemplo de diois, são citados etilenglicol, trimetilenglicol, tetrametilenglicol, 2-butendiol-1,4-, hexametilenglicol, neopentilglicol, bem como ciclohexandimetanol. Os dióis podem ser usados sozinhos ou como mistura de diois.

Como ácidos dicarboxílicos aromáticos são de interesse, por e-

xemplo, ácido tereftálico, acido isoftálico, ácido 1,4-, 1,5-, 2,6- ou 2,7- naftalindicarboxílico, ácido bifenil-4,4’-dicarboxílico e ácido difenileter-4,4- dicarboxílico. Até 30% em mol desses ácidos dicarboxílicos podem estar substituídos por ácidos dicarboxílicos alifáticos ou cicloalifáticos, com 3 a 50 25 átomos de C e, de preferência, com 6 a 40 átomos de C, tal como, por e- xemplo, ácido succínico, ácido adípico, ácido sebácico, diácido dodecânico ou ácido ciclohexan-1,4-dicarboxílico.

Exemplos de poliésteres são polipropiilentereftalato, polibutilen- tereftalato, polietilen-2,6-naftalato, polipropilen-2,6-naftalato e polibutilen-2,6- naftalato.

A produção desses poliésteres pertence ao estado da técnica (DE-OSS 24 07 155, 14 07 156; Ullmann’s Enzyklopãdie der technischen Chemie, 4a. edição, Volume 19, páginas 65 ss., Verlag Chemie, Weinheim, 1980).

O polímero de flúor pode ser, por exemplo, um fluoreto de polivi- nilideno (PVDF), um copolímero de etilen-tetrafluoretileno (ETFE)1 um ETFE modificado com ajuda de um tercompoennte, tal como, por exemplo, prope- no, hexafluorpropeno, flureto de vinila ou fluoreto de vinilideno (por exemplo, EFEP) ou um copolímero de tetrafluoretilen-perfluoralquilviniléter (PFA). Sulfeto de polifenileno contém unidades da fórmula

(-C6H4-S-)

De preferência, ele consiste em pelo menos 50% em peso, pelo

menos 70% em peso ou pelo menos 90% em peso nessas unidades. As u- nidades restantes podem ser aquelas, tais como estão indicadas abaixo, no caso da poliarilenetercetona, ou unidades de ramificação tetrafuncionais, que resultam do uso conjunto de, por exemplo, triclorobenzeno ou tetraclo- 15 robenzeno na síntese. Sulfeto de polifenileno é corrente no comércio em uma pluralidade de tipos ou massas de moldar.

Poliarilenetercetona contém unidades da fórmula (-Ar-X-) e (-Ar1-Y-), sendo que Ar e Ar’ representam um radial aromático divalente, de preferência, 1,4-fenileno, 4,4’-bifenileno, bme como 1,4-, 1,5- ou 2,6- naftileno. X é um grupo que atrai elétrons, de preferência, carbonila ou sulfo- nila, enquanto Y é um outro grupo, tal como O, S, CH2, isopropilideno ou si- milar. Nesse caso, pelo menos 50%, de preferência, pelo menos 70% e, de modo particularmente preferido, pelo menos 80% dos grupos X representam um grupo carbonila, enquanto pelo menos 50%, de preferência, pelo menos 70% e, de modo particularmente preferido, pelo menos 80% dos grupos Y consistem em oxigênio.

Na modalidade preferida, 100% dos grupos X consistem em grupos carbonila e 100% dos grupos Y, em oxigênio. Nessa modalidade, a poliarilenetercetona pode ser, por exemplo, polieteretercetona (PEEK; fórmu- la I), uma polietercetona (PEK; fórmula II), uma polietercetoncetona (PEKK; fórmula III) ou uma polieteretercetoncetona (PEEKK; fórmula IV), mas, natu- ralmente, também são possíveis outras disposições dos grupos carbonila e oxigênio.

10

IV

A poliarilenetercetona é semicristalina, o que se manifesta, por exemplo, na análise de DSC, ao ser encontrado de um ponto de fusão de cristalito Tm, que, em termos de ordem de tamanho, situa-se, na maioria dos casos, em torno de 300°C ou acima.

A massa de moldar pode conter outros componentes, tais como, por exemplo, modificadores de resistência a impactos, outros termoplastos, plastificantes e outros aditivos usuais, por exemplo, pigmentos ou materiais de enchimento, tais como negro-de-carvão, dióxido d titânio, sulfeto de zin- co, fibras de reforço, tais como, por exemplo, fibras de vidro, fibras de car- bono ou whiskers, lubrificantes, tais como grafite, dissulfeto de molibdênio, nitreto de boro ou PTFE, agentes de nucleação, tais como, por exemplo, tal- co, adjuvantes de processamento, tais como ceras, estearato de zinco ou estearato de cálcio, antioxidantes, estabilizadores de UV, bem como aditi- vos, que conferem ao produto propriedades antieletrostáticas, tais como, por exemplo, fibras de carbono, fibrilas de grafite, fibras de aço inoxidável ou negro-de-carvão condutor.

Em uma primeira modalidade, a primeira e a segunda massa de moldar são idênticas. Nesse caso, a corrente de fusão pode ser vantajosa- mente divida, tal como descrito no documento DE 10 2004 015 072 A1.

Na segunda modalidade, a primeira e a segunda massa de mol- 10 dar não são idênticas, mas a segunda massa de moldar está incluída na mesma definição de acordo com a reivindicação como a primeira massa de moldar. Isso é particularmente o caso, quando o termoplasto que serve de base é idêntico nas duas vezes, mas as massas de moldar diferenciam-se no tipo e quantidade dos componentes restantes. Em outros casos, os dois 15 termoplastos são diferentes, mas compatíveis um com o outro

Em uma terceira modalidade, a segunda massa de moldar não está incluída na definição de acordo com a reivindicação como a primeira massa de moldar. Ela pode ser semicristalina ou amorfa. Exemplificadamen- te, são citadas poliamidas transparentes, polipropileno, polietilentereftalato, 20 policarbonato, poliésteres totalmente aromáticos, poliestercarbonato, polis- sulfona, polietersulfona, polifenilsulfona, polifenilenéter, polieterimida, polii- mida ou misturas de poliarilenetercetona, com proporções maiores de polii- mida. A segunda massa de moldar pode conter os aditivos usuais, tais como já foram apresentados mais acima para a primeira massa de moldar. Com 25 vistas a uma boa ligação dos dois materiais, é necessária uma compatibili- dade de aderência suficiente entre as duas massas de moldar.

Em uma quarta modalidade, o perfil extrudado no passo a) é es- pumado. A espumação pode dar-se quimicamente por adição de um agente de expansão decomponível ou fisicamente, por um gás de expansão adicio- 30 nado. O grau de expansão, definido pela relação da densidade da espuma para a densidade da massa de moldar não espumada, perfaz, de preferência 1,01 a 10. A espuma pode ser de células abertas ou células fechadas. A quarta modalidade pode ser combinada com a primeira, segunda ou terceira modalidade.

Em uma quinta modalidade, a segunda massa de moldar de plástico enchida no passo b) é espumada. Aqui, vale o mesmo como na 5 quarta modalidade. A quinta modalidade pode ser combinada cm a primeira, segunda, terceira ou quarta modalidade.

Para a aplicação prevista é desejável que na barra acabada o perfil extrudado no passo a) e o núcleo enchido no passo b) estejam fixa- mente aderidos um sobre o outro. Para esse fim, as duas massas de moldar 10 precisam ser suficientemente compatíveis uma com a outra. Nos casos, nos quais uma compatibilidade suficiente não é dada, o perfil pode ser coextru- dado em camadas múltiplas, sendo que a camada mais interna consiste em um promotor de aderência apropriado. No caso de PA 12 (perfil) e PA6 (nú- cleo), a compatibilidade pode ser aperfeiçoada, por exemplo, por uma ca- 15 mada promotora de aderência de PA612, enquanto no caso de PA612 (per- fil) e PA6 (núcleo), a compatibilidade pode ser produzida, por exemplo, com uma camada promotora de aderência de uma mistura de PA612/PET, que contém copolímeros de bloco de PA612-PET.

Para obter uma boa aderência, a fusão do material de núcleo enchida no passo b) deve encontrar-se em um nível de temperatura, que se situa pelo menos no âmbito de Tm do material que forma a superfície interna do perfil extrudado.

O calibrador disposto a jusante do extrusor serve para modela- ção da camada externa. Nesse caso, pode ser usada, por exemplo, uma 25 calibração de latão típica, tal como é utilizada na extrusão de tubos. A cali- bração, dependendo do desejo, tanto pode ser esfriada intensivamente, para descarregar rapidamente o calor, como também ser aquecida, para reduzir, por um esfriamento mais lento, as tensões formadas na barra. Com ajuda da regulação de temperatura do calibrador, recomenda-se ajustar a temperatura 30 do perfil de plástico extrudado de tal modo que esteja garantida uma ade- rência fixa da segunda massa de moldar. Isso deve ser levado em conside- ração no caso de espessuras de parede pequenas do perfil. A segunda massa de plástico é introduzida como fusão em um ponto, que se situa, de preferência, dentro de aproximadamente 1% até a- proximadamente 99% do comprimento do calibrador, de modo particular- mente preferido, dentro de aproximadamente 10% até aproximadamente 5 90%, de modo especialmente preferido, dentro de aproximadamente 20% até aproximadamente 80%, e, modo destacadamente preferido, dentro de aproximadamente 30% até aproximadamente 70%. Em casos especiais, e mais precisamente, quando o perfil extrudado possui uma espessura de pa- rede comparativamente alta e/ou a primeira massa plástica possui um módu- 10 Io E comparativamente alto e, com isso, uma alta rigidez, a segunda massa de moldar de plástico também pode ser primeiramente introduzida depois do calibrador, sem que ocorra uma expansão do perfil. Sob esses pressupos- tos, essa modalidade é equivalente ao processo de acordo com a invenção. A pressão de massa da segunda massa de moldar de plástico situa-se no 15 âmbito de 200 a 800 kPa (2 a 8 bar); ela só pode apresentar oscilações mui- to pequenas, para poder produzir, com segurança de produção, barras livres de bolsas de contração. Para a produção de núcleos espumados, a pressão pode ser menor.

Disposto a jusante do calibrador, pode estar disposto um trecho 20 de esfriamento e/ou de regulação de temperatura, com meios de refrigera- ção ou de aquecimento diferentes. Nesse caso, podem ser usados um ba- nho completo de água, banhos de pulverização e/ou ar de soprador. Particu- larmente, barras com diâmetro maior ou barras maciças de massas de mol- dar preenchidas com fibras são aquecidas ou metodicamente esfriadas, para 25 que as tensões internas não se tornem grandes demais e para que, por essa razão, não ocorra uma destruição prematura da barra.

A velocidade de descarga é dependente, em geral, do diâmetro e da massa de moldar utilizada. Diâmetros menores são produzidos com velocidades mais altas.

O processo de acordo com a invenção pode ser combinado com

uma calibração flexível, de modo que, desse modo, podem ser produzidos continuamente diâmetros de barra diferentes. Essas calibrações já são usa- das na extrusão de tubos (por exemplo, WO 2004/091891, DE 10 2004 029 498 b3, EP 1 627 724 a2, WO 00/16963 e WO 2005/018910). A utilização de uma calibração flexível é economicamente altamente interessante, uma vez que na produção de componente, a barra é levada à medida desejada por 5 processo com levantamento de aparas. No comércio com barras maciças, isso leva ao fato de que, por exemplo, no âmbito de diâmetros de cerca de 5 mm até cerca de 40 mm, os diâmetros são oferecidos em passos de 1 mm e muitas vezes produzidos com tamanhos de lote bastante pequenos.

No contexto da invenção, podem ser produzidas barras com um 10 diâmetro (ou um diâmetro mínimo, nos casos nos quais não existe uma sec- ção transversal redonda) de 15 a 500 mm, de preferência de 20 a 400 mm, e de modo particularmente preferido, de 25 a 350 mm. A espessura de parede do perfil extrudado no passo a) situa-se, nesse caso, normalmente, no âmbi- to de 0,2 a 25% do diâmetro, de preferência, no âmbito de 0,4 a 20% do di- 15 âmetro, de modo particularmente preferido, no âmbito de 0,6 a 16% do diâ- metro e, de modo especialmente preferido, no âmbito de 0,8 a 14% do diâ- metro. Caso não existe uma secção redonda, com "diâmetro" quer se dizer o menor diâmetro.

No contexto da invenção, são de interesse especial barras de camadas múltiplas e, particularmente, barras redondas de camadas múlti- plas. Por exemplo, são possíveis, nesse caso, as seguintes modalidades:

- Uma camada externa resistente a desgaste ou antiabrasiva e um núcleo tenaz são pressupostos excepcionais para aplicações, tais como, por exemplo, rodas dentadas, árvores ou eixos, por exemplo, externamente,

uma massa de moldar de PEEK, com 30% de fibras de carbono ou com, em cada caso, 10% de fibras de carbono, grafite e PTFE ou com 30% de mate- rial de enchimento cerâmico e, internamente, uma massa de moldar de PE- EK não reforçada.

- Em uma barra maciça com um material de núcleo preenchido com fibras e uma camada externa não preenchida, podem ser combinadas

uma alta resistência de material e superfícies lisas.

- Uma outra possibilidade consiste no fato de selecionar uma camada externa com boa aptidão para levantamento de aparas, por exem- plo, do mesmo material como o núcleo, mas com peso molecular menor.

- Para obter um barateamento do material, uma barra maciça pode consistir em uma camada externa de alta qualidade (por exemplo, PE-

EK) e um componente de núcleo mais barato, por exemplo, uma mistura de PEEK com PFA, poliimida, polieterimida, LCP, tal como, por exemplo, poliés- ter cristalino líquido, polissulfona, polietersulfona, polifenilsulfona, polibenzi- midazol (PBI) e/ou outros polímeros resistentes a temperaturas elevadas.

- Em uma outra modalidade, pode ser produzida uma barra de uma camada externa compacta, dura, e um núcleo espumado. Nesse caso,

a espuma é introduzida em um espaço tubular posto à disposição, por meio de parâmetros, tais como rigidez da fusão, quantidade de agente de expan- são, tipo do agente de expansão etc., o grau de expansão e a celulosidade podem ser controlado de maneira conhecida. Dessa maneira, é possível ob- 15 ter um diâmetro de célula sobre a secção transversal. O objetivo primário é, aqui, a redução de peso, por exemplo, para aplicações de construção leve nas viagens aéreas e especiais.

- Particularmente para aplicações médicas, por exemplo, para implantes, também é interessante a combinação de uma camada externa

espumada com um núcleo duro ou tenaz. Camadas externas espumadas aperfeiçoam a angiogênese ou a integração óssea, sendo que, simultanea- mente, o núcleo sólido, estável, tem uma função de suporte. Espumas de células abertas são vantajosas, nesse caso. Uma modalidade possível para aplicações médicas é uma a peça produzida de uma barra de acordo com a 25 reivindicação, com um núcleo compacto de uma massa de moldar de PEEK não preenchida e uma camada externa de uma massa de moldar de PEEK espumada, de células abertas, com um diâmetro de células de média numé- rica de 1 a 700 μιτι, de preferência 10 μιτι a 500 μιτι.

- Além disso, tanto o tubo previamente extrudado como também o núcleo podem ser espumados, por exemplo, quando são desejadas estru- turas de espuma diferentes. Quando em implantes é necessária ou possível uma integração óssea diferente, dessa maneira pode ser produzido um plan- te com estruturas celulares diferentes, por exemplo, de uma massa de mol- dar de PEEK, para, desse modo, causar uma integração controlada.

Também é objeto da invenção o uso de uma barra produzida de acordo com a invenção de uma ou mais massas de moldar de PEEK para produção de um implante.

Com o processo de acordo com a invenção, pode ser obtida no perfil extrudado uma estabilidade de forma mais rapidamente do que no es- tado da técnica. Por esse motivo, o enchimento com a segunda massa de moldar pode dar-se a um ponto tal antes do fim da calibração que é dado um 10 tempo de solidificação suficientemente longo do material de núcleo sob pressão de massa, sem que ocorra uma expansão do perfil. Nesse caso, é impedida, eficientemente, a formação de bolsas de contração. A barra obtida desse modo tem melhor conservação de medidas do que barras que foram produzidas de acordo com o estado da técnica.

EXEMPLOS

Nos exemplos e nos exemplos comparativos foram usadas as seguintes massas de moldar:

PA12: VESTAMID® LX9030 amarelo, com os valores caracterís- ticos Tm = 176°C, Tk = 149°C e ΔΗ = 64 J/g, em cada caso determinados com o método de DSC de acordo com ISO 11357;

PEEK: VESTAKEEP® 4000G nf, com os valores característicos Tm = 336°C, Tk = 2810C e ΔΗ = 42 J/g, em cada caso determinados com o método de DSC de acordo com ISO 11357.

Exemplo comparativo 1:

Extrusão de uma barra maciça, com 65 mm de diâmetro de PA

12 por extrusão padrão. As condições de teste e o resultado estão reprodu- zidos na Tabela 1.

Exemplo 1:

Extrusão de uma barra maciça, com 65 mm de diâmetro de PA 12 com uma ferramenta de camada intermediária; espessura da camada externa 5 mm; a lança termina em 70% do comprimento do calibrador. Veja Tabela 1. Exemplo comparativo 2:

Extrusão de uma barra maciça, com 65 mm de diâmetro de PE- EK por extrusão padrão; veja Tabela 2.

Exemplo 2:

Extrusão de uma barra maciça, com 65 mm de diâmetro de PE- EK com uma ferramenta de camada intermediária; espessura da camada externa 5 mm; a lança termina em 70% do comprimento do calibrador. Veja Tabela 2 Tabela 1: Testes com PA 12 Exemplo comparativo 1 Exemplo 1 Perfil de temperatura no cilindro e na 200°C, 220°C, 240°C, 240°C, 240°C Os dois extrusores tinham os mesmos ferramenta ajustes de temperatura, a saber, 200°C, 220°C, 240°C, 240°C, 240°C Número de rotações da rosca helicoidal 35 rpm (números de rotações mais altos Extrusor 1 para camada externa: 70 rpm levaram a oscilações de pressão, até o Extrusor 2 para núcleo: 120 rmp bloqueio da barra maciça na calibração) Velocidade de descarga 0,5 m/h 0,6 m/h Pressão de massa 200 - 400 kPa (2-4 bar). Pressões Extrusor 1 (camada externa) nitidamente mais altas levaram a problemas (veja maior do que 400 kPa (4 bar) sob número de rotações da rosca heli¬ Extrusor 2, cerca de 500 kPa (5 bar) pa¬ coidal) ra enchimento do tubo com fusão Vácuo Nenhum 20 - 30 kPa (0,2 - 0,3 bar) (para fixação da camada externa, para quê o tubo não desmorone) Diâmetro da barra maciça: 2,0 mm 0,4 mm desvios do arredondamento, em média Tabela 2: Testes com PEEK Exemplo comparativo 2 Exemplo 2 Perfil de temperatura no cilindro e na 320°C, 340°C, 350°C, 360°C, 360°C Os dois extrusores tinham os mesmos ferramenta ajustes de temperatura, a saber, 320°C, 340°C, 350°C, 360°C, 360°C Número de rotações da rosca helicoidal 70 rpm Extrusor 1 para camada externa: 70 rpm Extrusor 2 para núcleo: 60 rmp Velocidade de descarga 1,68 m/h 3,3 m/h Pressão de massa 200 - 400 kPa (2-4 bar). Pressões a- Extrusor 1 nitidamente maior do que 600 cima de 600 kPa (6 bar), sem uma regu¬ kPa (6 bar) lação de temperatura subsequente leva¬ Extrusor 2, cerca de 500 kPa (5 bar) ram à destruição da barra maciça por tensões internas Vácuo Nenhum 20-48 kPa (0,2-0,48 bar) Diâmetro da barra maciça: 1,8 mm 0,4 mm desvios do arredondamento, em média

Claims

1. Processo para produção de uma barra, no qual a) de uma primeira massa de moldar de plástico, que forma a camada externa e que consiste em pelo menos 50% em peso, em um ter- moplasto semicristalino, é extrudado um perfil de plástico, b) dentro do calibrador o perfil acabado de ser extrudado é feito um preenchimento com uma segunda massa de moldar de plástico, e c) a nova barra formada é calibrada, descarregada e esfriada, caracterizado pelo fato de que a primeira massa de moldar de plástico apresenta os seguintes valores característicos: - ponto de fusão do cristalito Tm, de acordo com ISO 11357 de pelo menos 170°C, - temperatura de cristalização Tk, de acordo com ISO 11357, de, no máximo, 70 K abaixo de Tm, e 15 - entalpia de fusão ΔΗ, de acordo com ISO 11357, de pelo me- nos 20 J/g.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a barra é uma barra redonda.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o termoplasto da primeira massa de moldar é selecionado do grupo poliamida, poliéster semiaromático, polímero de flúor, sulfeto de polifenileno e poliarilenetercetona.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o termoplasto da segunda massa de mol- dar de plástico é selecionado do grupo poliamida, poliéster semiaromático, polímero de flúor, sulfeto de polifenileno, poliarilenetercetona, poliamida transparente, polipropileno, polietilentereftalato, policarbonato, poliéster to- talmente aromático, poliestercarbonato, polissulfona, polietersulfona, polife- nilsulfona, polifenilenéter, polieterimida, poli-imida e misturas de poliarilene- tercetona com polissulfona, polietersulfona, polifenilsulfona, polieterimida e/ou poliimida.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a . 4, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda massa de moldar de plástico são idênticas.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o perfil extrudado no passo a) está espu- mado.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a massa de moldar de plástico enchida no passo b) está espumada.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o perfil de plástico extrudado no passo a) é de camadas múltiplas, sendo que a camada mais interna consiste em um promotor de aderência.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o diâmetro ou o menor diâmetro da barra situa-se no âmbito de 15 a 500 mm.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a espessura de parede do perfil de plásti- co extrudado no passo a) situa-se no âmbito de 0,4 a 20% do diâmetro ou do menor diâmetro.

11. Uso da barra produzida pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que é para a produção com levantamento de aparas de peças acabadas.

12. Uso de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fa- to de que a barra consiste em uma ou mais massas de moldar de polietere- tercetona e que a peça acabada é um implante.

13. Implante, caracterizado pelo fato de que é obtido como defi- nido na reivindicação 12.

14. Implante de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que ele contém um núcleo não espumado e uma camada exter- na espumada, de células abertas, com um diâmetro de célula de média nu- mérica de 1 a 700 μιτι.

15. Invenção, caracterizada por quaisquer de suas concretiza- ções ou categorias de reivindicação englobadas pela matéria inicialmente revelada no pedido de patente ou em seus exemplos aqui apresentados.