BR112021011286A2 - Silobolsa de multicamadas, e, métodos para usar a silobolsa de multicamadas e para fabricação de uma silobolsa de multicamadas - Google Patents
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Abstract
silobolsa de multicamadas, e, métodos para usar a silobolsa de multicamadas e para fabricação de uma silobolsa de multicamadas . as modalidades da presente divulgação referem-se a silobolsas de multicamadas que podem incluir um tubo que compreende pelo menos duas camadas, uma primeira extremidade aberta, uma segunda extremidade aberta, e uma primeira região e uma segunda região dispostas entre a primeira e a segunda extremidade. uma ou mais das pelo menos três camadas podem compreender um interpolímero de etileno/alfa-olefina com uma densidade de 0,90 g/cm3 a 0,965 g/cm3 e um i2 de 0,1 a 6,0 g/10 minutos, um polímero à base de etileno de baixa densidade com uma densidade de 0,917 g/cm3 a 0,935 g/cm3 e um i2 de 0,1 a 2,0 g/10 minutos, ou combinações dos mesmos. a primeira região pode ter uma espessura de pelo menos 10% superior a uma espessura da segunda região. a primeira região pode ter uma área superficial que é pelo menos 50% de uma área superficial total da silobolsa de multicamadas.
Description
1 / 33 SILOBOLSA DE MULTICAMADAS, E, MÉTODOS PARA USAR A
[001] Este pedido reivindica prioridade do Pedido de Patente Provisório n° U.S. 62/777.978, depositado em 11 de dezembro de 2018, cuja divulgação é incorporada ao presente documento em sua totalidade a título de referência.
[002] As modalidades descritas neste documento, em geral, se referem a silobolsas e, especificamente, se referem a silobolsas com espessura não uniforme.
[003] Silobolsas (que podem ser referidas como “bolsas de silagem”) podem incluir bolsas usadas para soluções de armazenamento, que podem ser produzidas a partir de filmes poliméricos. A silobolsa pode, frequentemente, ser usada em aplicações agrícolas. Por exemplo, as silobolsas podem ser usadas para o armazenamento a granel de grãos ou para a “silagem” em terras agrícolas.
[004] Durante o uso, uma silobolsa pode ficar deformada, por exemplo, enchendo-se a silobolsa com silagem. Essa deformação de uma silobolsa pode sobrecarregar a silobolsa. Em alguns casos, a tensão colocada na silobolsa pode estar localizada em uma região específica da silobolsa. Essa tensão localizada pode ser chamada de "estrangulamento".
[005] Nessas regiões de estrangulamento, pode ocorrer o desbaste longitudinal do filme polimérico. O desbaste longitudinal pode se referir ao desbaste localizado que ocorre ao longo do comprimento da silobolsa, resultante de deformação excessiva. Em alguns exemplos, a zona afetada por
2 / 33 desbaste longitudinal pode ter uma redução de espessura superior a 50%. Além disso, o desbaste longitudinal pode levar a uma variedade de outros problemas de desempenho para as silobolsas. Por exemplo, o desbaste longitudinal pode reduzir a resistência à perfuração da silobolsa.
[006] Consequentemente, necessita-se silobolsas com resistência aprimorada à tensão localizada e resistência aprimorada ao desbaste longitudinal.
[007] As modalidades da presente divulgação atendem a essas necessidades, fornecendo-se silobolsas com espessura não uniforme. A espessura não uniforme das silobolsas presentemente divulgadas pode aprimorar o desempenho das silobolsas, em comparação às silobolsas com espessura uniforme. As modalidades das silobolsas presentemente descritas com espessura não uniforme podem aprimorar, ainda, o desempenho da silobolsa sem a necessidade de materiais adicionais. Conforme descrito neste documento, em algumas modalidades, a espessura da silobolsa pode ser aumentada nas regiões da silobolsa que podem estar mais suscetíveis ao estresse. Além disso, em algumas modalidades, a espessura da silobolsa pode ser diminuída nas regiões da silobolsa que podem estar menos suscetíveis ao estresse. Desse modo, nas modalidades da presente divulgação, a quantidade de material usado para fazer as silobolsas não uniformes pode ser mantida constante.
[008] De acordo com pelo menos uma modalidade da presente divulgação, uma silobolsa de multicamadas é fornecida. As modalidades das silobolsas de multicamadas podem incluir um tubo que compreende pelo menos duas camadas, em que o tubo tem uma primeira extremidade aberta, uma segunda extremidade aberta, uma primeira região disposta entre a primeira extremidade aberta e a segunda extremidade aberta e uma segunda região disposta entre a primeira extremidade aberta e a segunda extremidade aberta. Cada uma das pelo menos duas camadas pode incluir um
3 / 33 interpolímero de etileno/alfa-olefina com uma densidade de 0,90 gramas por centímetro cúbico (g/cm3) a 0,965 g/cm3 quando medido de acordo com ASTM D792 e um índice de fusão (I2) de 0,1 a 6,0 gramas (g)/10 minutos quando medido de acordo com ASTM D1238, um polímero à base de etileno de baixa densidade com uma densidade de 0,917 g/cm3 a 0,935 g/cm3 e um índice de fusão (I2) de 0,1 a 2,0 g/10 minutos, ou combinações dos mesmos. A primeira região pode ter uma espessura de pelo menos 10% superior a uma espessura da segunda região. A primeira região pode ter uma área superficial que é pelo menos 50% de uma área superficial total da silobolsa de multicamadas. O tubo pode ter uma espessura total de 50 micrômetros (μm) a 350 micrômetros μm.
[009] De acordo com pelo menos outra modalidade da presente divulgação, um método para fabricação de uma silobolsa de multicamadas é fornecido. As modalidades do método podem incluir formar uma bolha de filme soprado de camada de multicamadas e o cortar a bolha de filme soprado de multicamadas para formar uma silobolsa de multicamadas. A bolha de filme soprado de camada de multicamadas pode incluir pelo menos três camadas. Cada uma das pelo menos três camadas pode incluir um interpolímero de etileno/alfa-olefina com uma densidade de 0,90 g/cm3 a 0,965 g/cm3 e um índice de fusão (I2) de 0,1 a 6,0 g/10 minutos, um polímero à base de etileno de baixa densidade com uma densidade de 0,917 g/cm3 a 0,935 g/cm3 e um índice de fusão (I2) de 0,1 a 2,0 g/10 minutos, ou combinações dos mesmos. A silobolsa de multicamadas pode incluir um tubo com uma primeira extremidade aberta, uma segunda extremidade aberta, uma primeira região e uma segunda região. A primeira região pode ter uma espessura de pelo menos 10% superior a uma espessura da segunda região. A primeira região pode ter uma área superficial que é 50% de uma área superficial total da silobolsa de multicamadas. O tubo pode ter uma espessura total de 50 μm a 350 μm.
4 / 33
[0010] Desse modo, as modalidades da presente divulgação podem fornecer silobolsas com desempenho aprimorado, em comparação às silobolsas convencionais com espessura uniforme, sem a necessidade de materiais adicionais.
[0011] Essas e outras modalidades são descritas em mais detalhes na Descrição Detalhada a seguir, em conjunto com os desenhos anexos.
[0012] A descrição detalhada a seguir de modalidades específicas da presente divulgação pode ser mais bem entendida quando lida em combinação com os desenhos a seguir, em que uma estrutura semelhante é indicada com referências numéricas similares e em que: A Figura 1 é uma representação esquemática de uma silobolsa com espessura não uniforme, de acordo com uma ou mais modalidades da presente divulgação; A Figura 2A é uma silobolsa modelada com espessura uniforme antes da deformação; A Figura 2B é uma silobolsa modelada originalmente com espessura uniforme após a deformação; A Figura 2C é uma silobolsa modelada originalmente com espessura uniforme após a deformação; A Figura 3A é uma silobolsa modelada com espessura não uniforme antes da deformação; A Figura 3B é uma meia vista de uma silobolsa modelada de espessura não uniforme após a deformação, mostrando a redução de espessura; A Figura 4A é uma silobolsa modelada com espessura não uniforme antes da deformação; A Figura 4B é uma silobolsa modelada de espessura não uniforme após deformação, mostrando a redução de espessura;
5 / 33 A Figura 4C é uma silobolsa modelada de espessura não uniforme após deformação, mostrando o campo de tensão; A Figura 5A é uma meia vista de uma silobolsa modelada com espessura não uniforme antes da deformação; A Figura 5B é uma silobolsa modelada em meia vista de espessura não uniforme após a deformação, mostrando a redução de espessura; A Figura 6A é uma silobolsa modelada com espessura não uniforme antes da deformação; A Figura 6B é uma silobolsa modelada em meia vista de espessura não uniforme após a deformação, mostrando a redução de espessura; A Figura 7A é uma silobolsa modelada com espessura não uniforme antes da deformação; e A Figura 7B é uma silobolsa modelada em meia vista de espessura não uniforme após a deformação, mostrando a redução de espessura.
[0013] Modalidades específicas do presente pedido serão descritas a seguir. Essas modalidades são fornecidas de modo que a presente divulgação seja minuciosa e completa e transmita totalmente o escopo da matéria para as pessoas versadas na técnica.
[0014] O termo “polímero” refere-se a um composto polimérico preparado polimerizando-se monômeros, seja do mesmo tipo ou de um tipo diferente. O termo genérico "polímero" abrange, assim, o termo "homopolímero", que, normalmente, se refere a um polímero preparado a partir de apenas um tipo de monômero, bem como “copolímero”, que se refere a um polímero preparado a partir de dois ou mais monômeros diferentes. O termo “interpolímero”, conforme usado no presente documento,
6 / 33 refere-se a um polímero preparado pela polimerização de pelo menos dois tipos diferentes de monômeros. O termo genérico "interpolímero" inclui, assim, um copolímero ou polímero preparado a partir de mais de dois tipos diferentes de monômeros, como terpolímeros.
[0015] “Polietileno” ou “polímero à base de etileno” significa polímeros que compreendem mais de 50% em mol de unidades derivadas de monômero de etileno. Isso inclui homopolímeros ou copolímeros à base de etileno (o que significa unidades derivadas de dois ou mais comonômeros). As formas comuns de polímeros à base de etileno conhecidas na técnica incluem, porém sem limitação, polietileno de baixa densidade (LDPE); polietileno de baixa densidade linear (LLDPE); polietileno de densidade ultra baixa (ULDPE); polietileno de densidade muito baixa (VLDPE); polietileno de baixa densidade linear catalisado em sítio único, incluindo resinas de baixa densidade, tanto lineares quanto substancialmente lineares (m-LLDPE); polietileno de densidade média (MDPE) e polietileno de alta densidade (HDPE).
[0016] O termo “LDPE” também pode ser denominado de “polímero de etileno de baixa pressão” ou “polietileno altamente ramificado” e é definido para significar que o polímero é homopolimerizado ou copolimerizado parcial ou completamente em reatores de autoclave ou tubulares a pressões acima de 100 MPa (14.500 psi) com o uso de iniciadores de radicais livres, como peróxidos (consultar, por exemplo, Patente nº U.S.
4.599.392, que é incorporada ao presente documento a título de referência). As resinas de LDPE têm, tipicamente, uma densidade na faixa de 0,916 a 0,940 g/cm3.
[0017] O termo “LLDPE” inclui a resina produzida com o uso de sistemas catalisadores Ziegler-Natta, assim como a resina produzida com o uso de catalisadores de sítio único, incluindo, porém sem limitação, catalisadores de bis-metaloceno (por vezes, denominados de “m-LLDPE”),
7 / 33 fosfinimina e catalisadores de geometria limitada, e resinas produzidas com o uso de pós-metaloceno, catalisadores moleculares, incluindo, porém sem limitação, catalisadores de bis(bifenilfenóxi) (também denominados de catalisadores polivalentes de ariloxiéter). O LLDPE inclui copolímeros ou homopolímeros à base de etileno linear, substancialmente linear ou heterogêneo. Os LLDPEs contêm menos ramificação de cadeia longa que LDPEs e incluem os polímeros de etileno substancialmente linear, que são definidos, adicionalmente, na Patente nº U.S. 5.272.236, Patente nº U.S.
5.278.272, Patente nº U.S. 5.582.923 e Patente nº U.S. 5.733.155; as composições poliméricas de etileno linear homogeneamente ramificado, como aquelas na Patente nº U.S. 3.645.992; os polímeros de etileno heterogeneamente ramificado, como aqueles preparadas de acordo com o processo divulgado na Patente nº U.S. 4.076.698; e as mesclas dos mesmos (como aquelas divulgadas na Patente nº U.S. 3.914.342 e Patente nº U.S.
5.854.045). As resinas de LLDPE podem ser produzidas por meio de fase gasosa, fase de solução ou polimerização de pasta fluida, ou qualquer combinação dos mesmos, com o uso de qualquer tipo de reator ou configuração de reator conhecida na técnica.
[0018] “Estrutura de multicamadas” significa qualquer estrutura que tem mais de uma camada. Por exemplo, a estrutura de multicamadas (por exemplo, um filme) pode ter duas, três, quatro, cinco ou mais camadas. Uma estrutura de multicamadas pode ser descrita como tendo as camadas designadas com letras. Por exemplo, uma estrutura de três camadas designada como A/B/C pode ter uma camada de núcleo, B, e duas camadas externas, A e C. Da mesma forma, uma estrutura com duas camadas de núcleo, B e C, e duas camadas externas, A e D, seria designada A/B/C/D. Em algumas modalidades, um filme de multicamada da presente divulgação compreende até 13 camadas.
[0019] Por ora, será feita referência, em detalhes, às modalidades de
8 / 33 silobolsas com espessura não uniforme, conforme descrito neste documento. As modalidades das silobolsas presentemente descritas podem incluir uma ou mais camadas que formam uma estrutura em formato tubular com duas extremidades abertas, que podem ser referidas, neste documento, como um "tubo". Em algumas modalidades, o tubo pode incluir uma ou mais camadas. O tubo pode ter uma primeira extremidade aberta, uma segunda extremidade aberta, em que uma primeira região e uma segunda região podem ser dispostas entre a primeira extremidade aberta e a segunda extremidade aberta.
[0020] Em algumas modalidades, a silobolsa pode ser uma "silobolsa de monocamada", que se refere a uma silobolsa em que um filme de camada única pode formar o tubo. Em algumas modalidades, a silobolsa pode ser uma "silobolsa de multicamadas", que se refere a uma silobolsa em que um filme com várias camadas forma o tubo. O filme usado para formar o tubo pode ter uma ou mais camadas, duas ou mais camadas, três ou mais camadas ou até quinze camadas. Em algumas modalidades, a silobolsa de multicamadas pode ser formada por meio de um processo de extrusão, conforme descrito subsequentemente nesta divulgação.
[0021] Por ora, será feita referência, em detalhes, às modalidades de várias silobolsas com espessura não uniforme. Com referência à Figura 1, uma silobolsa de multicamadas 100 pode incluir um tubo que compreende pelo menos duas camadas, em que o tubo tem uma primeira extremidade aberta 110, uma segunda extremidade aberta 120, e uma primeira região 101 e uma segunda região 102 dispostas entre a primeira extremidade aberta 110 e a segunda extremidade aberta 120. Cada uma das pelo menos duas camadas pode incluir um interpolímero de etileno/alfa-olefina com uma densidade de 0,905 g/cm3 a 0,935 g/cm3 quando medido de acordo com ASTM D792 e um índice de fusão (I2) de 0,1 a 2,0 g/10 minutos quando medido de acordo com ASTM D1238. Cada uma das pelo menos duas camadas também pode incluir um polímero à base de etileno de baixa densidade com uma densidade de
9 / 33 0,917 g/cm3 a 0,935 g/cm3 e um índice de fusão (I2) de 0,1 a 2,0 g/10 minutos, ou combinações dos mesmos. A primeira região 101 pode ter uma espessura de pelo menos 10% superior a uma espessura da segunda região 102. A primeira região 101 pode ter uma área superficial que é pelo menos 50% de uma área superficial total da silobolsa de multicamadas 100. O tubo pode ter uma espessura total de 50 μm a 350 μm.
[0022] Em algumas modalidades, cada uma dentre a uma ou mais camadas pode incluir um interpolímero de etileno/alfa-olefina. Em modalidades, o interpolímero de etileno/alfa-olefina pode ter uma densidade de cerca de 0,860 g/cm3 a cerca de 0,965 g/cm3 quando medido de acordo com ASTM D792. Em outras modalidades, o interpolímero de etileno/alfa- olefina pode ter uma densidade de cerca de 0,860 g/cm3 a cerca de 0,940 g/cm3, de cerca de 0,860 g/cm3 a cerca de 0,930 g/cm3, de cerca de 0,905 g/cm3 a cerca de 0,965 g/cm3, de cerca de 0,905 g/cm3 a cerca de 0,940 g/cm3, de cerca de 0,905 g/cm3 a cerca de 0,930 g/cm3, de cerca de 0,910 g/cm3 a cerca de 0,965 g/cm3, de cerca de 0,910 g/cm3 a cerca de 0,940 g/cm3 ou de cerca de 0,910 g/cm3 a cerca de 0,930 g/cm3. Em modalidades, o interpolímero de etileno/alfa-olefina pode ter um índice de fusão (I2) de cerca de 0,1 a cerca de 2,0 g/10 minutos quando medido de acordo com ASTM D1238. Em outras modalidades, o interpolímero de etileno/alfa-olefina pode ter um índice de fusão (I2) de cerca de 0,1 a cerca de 1,5 g/10 minutos. Em algumas modalidades, o interpolímero de etileno/alfa-olefina pode ser um polímero à base de etileno de baixa densidade linear (LLDPE).
[0023] Várias metodologias são contempladas para a produção do interpolímero de etileno/alfa-olefina. Por exemplo, interpolímeros de etileno/alfa-olefina são, em geral, preparados com o uso de catalisadores Ziegler-Natta, catalisadores de cromo ou catalisadores de sítio único, incluindo, porém sem limitação, catalisadores de bis-metaloceno e catalisadores de geometria limitada.
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[0024] Cada uma das uma ou mais camadas pode incluir, em modalidades, um polímero à base de etileno de baixa densidade (LDPE) que pode ter uma densidade de 0,917 g/cm3 a 0,935 g/cm3 quando medido de acordo com ASTM D792. Em outras modalidades, o polímero à base de etileno de baixa densidade (LDPE) pode ter uma densidade de cerca de 0,917 g/cm3 a cerca de 0,93 g/cm3, de cerca de 0,917 g/cm3 a cerca de 0,920 g/cm3, de cerca de 0,917 g/cm3 a cerca de 0,910 g/cm3, de cerca de 0,920 g/cm3 a cerca de 0,935 g/cm3, de cerca de 0,920 g/cm3 a cerca de 0,930 g/cm3, de cerca de 0,930 g/cm3 a cerca de 0,935 g/cm3. Em modalidades, o polímero à base de etileno de baixa densidade (LDPE) pode ter um índice de fusão (I2) de cerca de 0,1 a cerca de 6,0 g/10 minutos quando medido de acordo com ASTM D1238. Em outras modalidades, o polímero à base de etileno de baixa densidade (LDPE) pode ter um índice de fusão (I2) de cerca de 0,1 a cerca de 5,0 g/10 minutos, de cerca de 0,1 a cerca de 4,0 g/10 minutos, de cerca de 0,1 a cerca de 3,0 g/10 minutos, ou de cerca de 0,1 a cerca de 2,0 g/10 minutos ou de cerca de 0,1 a cerca de 1,5 g/10 minutos.
[0025] Em uma ou mais modalidades, as composições de LDPE podem incluir agente antibloqueio, agente de deslizamento ou ambos. Vários produtos comerciais de LDPE são considerados adequados para uso em uma ou mais camadas. Esses produtos comerciais de LDPE podem incluir AGILITYTM EC7000, AGILITYTM EC7220, DOW™ LDPE 7008 e DOW™ LDPE 7004, todos disponíveis junto à The Dow Chemical Company (Midland, MI).
[0026] Em filmes de monocamada e de multicamadas que podem incluir filmes soprados ou fundidos, pode ser benéfico que os filmes tenham capacidade de processamento, rigidez e tenacidade. Em modalidades, o LDPE pode ser mesclado com um interpolímero de etileno/alfa-olefina, pois o LDPE pode aprimorar a resistência à fusão e, assim, aprimorar a processabilidade.
[0027] É contemplado que uma ou mais camadas podem incluir um
11 / 33 interpolímero de etileno/alfa-olefina, um polímero à base de etileno de baixa densidade (LDPE) ou combinações dos mesmos.
[0028] Como afirmado acima, é contemplado que uma ou mais camadas da silobolsa podem incluir pelo menos 40% em peso de interpolímero de etileno/alfa-olefina com base no peso total de uma ou mais camadas. Em outras modalidades, uma ou mais camadas podem incluir de cerca de 40% em peso a cerca de 95% em peso, de cerca de 40% em peso a cerca de 80% em peso, de cerca de 40% em peso a cerca de 70% em peso, de cerca de 40% em peso a cerca de 60% em peso, de cerca de 40% em peso a cerca de 50% em peso, de cerca de 50% em peso a cerca de 95% em peso, de cerca de 50% em peso a cerca de 80% em peso, de cerca de 50% em peso a cerca de 70% em peso, de cerca de 50% em peso a cerca de 60% em peso, de cerca de 60% em peso a cerca de 95% em peso, de cerca de 60% em peso a cerca de 80% em peso, de cerca de 60% em peso a cerca de 70% em peso, de cerca de 70% em peso a cerca de 95% em peso, de cerca de 70% em peso a cerca de 80% em peso ou de cerca de 80% em peso a cerca de 95% em peso do interpolímero de etileno/alfa-olefina com base no peso total de uma ou mais camadas. Em algumas modalidades, o interpolímero de etileno/alfa- olefina pode ser um polímero à base de etileno de baixa densidade linear (LLDPE). Em outras modalidades, uma ou mais camadas podem incluir de cerca de 40% em peso a cerca de 95% em peso de LLDPE.
[0029] Em algumas modalidades, é contemplado que uma ou mais camadas podem incluir um polímero à base de etileno de baixa densidade. É contemplado que uma ou mais camadas podem incluir pelo menos 10% em peso de polímero à base de etileno de baixa densidade com base no peso total de uma ou mais camadas. Em outras modalidades, uma ou mais camadas podem incluir de cerca de 10% em peso a cerca de 60% em peso, de cerca de 10% em peso a cerca de 50% em peso, de cerca de 10% em peso a cerca de 40% em peso, de cerca de 10% em peso a cerca de 30% em peso, de cerca de
12 / 33 10% em peso a cerca de 20% em peso, de cerca de 20% em peso a cerca de 60% em peso, de cerca de 20% em peso a cerca de 50% em peso, de cerca de 20% em peso a cerca de 40% em peso, de cerca de 20% em peso a cerca de 30% em peso, de cerca de 30% em peso a cerca de 60% em peso, de cerca de 30% em peso a cerca de 50% em peso, de cerca de 30% em peso a cerca de 40% em peso, de cerca de 40% em peso a cerca de 60% em peso, de cerca de 40% em peso a cerca de 50% em peso ou de cerca de 50% em peso a cerca de 60% em peso de polímero à base de etileno de baixa densidade com base no peso total de uma ou mais camadas.
[0030] Como afirmado anteriormente, as modalidades da silobolsa podem incluir um tubo com uma primeira região e uma segunda região dispostas entre a primeira extremidade aberta e a segunda extremidade aberta. Em modalidades, a primeira região pode ter uma espessura que é diferente da espessura da segunda região. Dessa forma, a espessura das silobolsas pode ser considerada "não uniforme".
[0031] Sem estar limitado pela teoria, as silobolsas com espessura não uniforme, conforme descrito neste documento, podem ser mais resistentes ao estrangulamento. Conforme usado neste documento, um "estrangulamento" pode se referir a quantidades relativamente grandes de tensão que se localizam desproporcionalmente em uma determinada região da silobolsa. Uma região de estrangulamento pode, ainda, se referir a uma região de um filme com desbaste longitudinal. O desbaste longitudinal pode se referir a uma região com redução de espessura localizada superior a 15%, superior a 25%, superior a 50% ou superior a 75%. Uma região de estrangulamento também pode se referir a uma região de um filme com uma tensão localizada superior a 15%, superior a 25%, superior a 50% ou superior a 75%. Uma silobolsa pode ser considerada com defeito se a mesma incluir estrangulamento.
[0032] De acordo com as modalidades da presente divulgação, as
13 / 33 silobolsas com espessura não uniforme podem ser mais resistentes à falha em comparação com as silobolsas com espessura uniforme. Para silobolsas convencionais com espessura uniforme, a tensão pode se tornar desproporcionalmente localizada em uma determinada região da silobolsa, conhecida como estrangulamento. Por exemplo, quando uma silobolsa com espessura uniforme é preenchida com grãos ou silagem, o peso do grão pode fazer com que a bolsa preenchida venha a deformar. Como afirmado anteriormente, uma "silobolsa" pode ser alternativamente referida como uma "bolsa de silagem". Quando a silobolsa é preenchida com silagem, o movimento do grão sob a gravidade, tipicamente, faz com que a silobolsa se estire na parte superior da bolsa. À medida que a bolsa preenchida se deforma, a tensão pode se tornar localizada na parte superior da silobolsa com espessura uniforme, resultando em estrangulamento e, consequentemente, levando a uma falha da silobolsa.
[0033] Em modalidades da presente divulgação, a silobolsa com espessura não uniforme pode ser resistente a tensões localizadas ou ao estrangulamento. Em modalidades das silobolsas descritas neste documento, a primeira região pode estar mais suscetível à tensão. Dessa forma, em modalidades, a espessura da primeira região pode ser aumentada para fortalecer a silobolsa, de modo que a tensão não se torne localizada, o que pode levar ao estrangulamento e a uma subsequente falha. Por exemplo, aumentar a espessura da região superior da silobolsa pode resultar em uma seção transversal superior da silagem na parte superior da silobolsa preenchida, o que pode reduzir a tendência de desbaste localizado e melhorar a capacidade de carga. A região da bolsa em contato com o solo (que pode ser referida como a região inferior da bolsa) pode estar sob estresse de compressão devido aos grãos quando a bolsa é preenchida. Reduzir a espessura dessa região não alteraria significativamente o desempenho da bolsa. Uma das causas da falha na parte inferior de uma silobolsa pode incluir
14 / 33 perfurações por objetos como pedras e outros detritos. No entanto, reduzir a espessura da região inferior em cerca de 10% a cerca de 20% pode não resultar em mudança significativa no desempenho, se houver pedras ou objetos pontiagudos sob a bolsa. Além disso, uma espessura superior da primeira região pode fornecer resistência à fluência aprimorada e evitar o achatamento das bolsas, por exemplo, quando as silobolsas podem ser armazenados por longos períodos de tempo.
[0034] Como afirmado anteriormente, em modalidades, a primeira região pode ter uma espessura que é diferente de uma espessura da segunda região. Em algumas modalidades, a espessura da primeira região pode ser cerca de pelo menos 10% superior à espessura da segunda região. Em outras modalidades, a espessura da primeira região pode ser de cerca de 10% superior a cerca de 50% superior à espessura da segunda região, de cerca de 10% superior a cerca de 40% superior à espessura da segunda região, de cerca de 10% superior a cerca de 30% superior à espessura da segunda região, de cerca de 10% superior a cerca de 20% superior à espessura da segunda região, de cerca de 20% superior a cerca de 50% superior à espessura da segunda região, de cerca de 20% superior a cerca de 40% superior à espessura da segunda região, de cerca de 20% superior a cerca de 30% superior à espessura da segunda região, de cerca de 30% superior a cerca de 50% superior à espessura da segunda região, de cerca de 30% superior a cerca de 40% superior à espessura da segunda região ou de cerca de 40% superior a cerca de 50% superior à espessura da segunda região.
[0035] Em modalidades, a silobolsa com espessura não uniforme pode ser resistente a estresses localizados ou ao estrangulamento. No entanto, se a primeira região tem uma espessura que é mais de 50% superior à espessura da segunda região, quando preenchida com silagem, o movimento do grão sob a gravidade pode causar estiramento, em que a primeira região entra em contato com a segunda região. Dessa forma, o estiramento nessas áreas pode causar
15 / 33 estresse localizado ou estrangulamento.
[0036] A primeira região pode ter uma área superficial que é pelo menos 50% de uma área superficial total da silobolsa. Em outras modalidades, a primeira região pode ter uma área superficial que é pelo menos 65%, 75%, 85% ou 95% de uma área superficial total da silobolsa. Em modalidades, a segunda região pode ter uma área superficial que é inferior a 50% de uma área superficial total da silobolsa. Em outras modalidades, a segunda região pode ter uma área superficial que é inferior a 35%, 25%, 15% ou 5% de uma área superficial total da silobolsa.
[0037] Em algumas modalidades, a primeira região pode ter uma espessura de cerca de 50 μm a cerca de 350 μm. Em outras modalidades, a primeira região pode ter uma espessura de cerca de 50 μm a cerca de 300 μm, 50 μm a cerca de 250 μm, de cerca de 50 μm a cerca de 200 μm, de cerca de 50 μm a cerca de 150 μm, de cerca de 50 μm a cerca de 100 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 300 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 250 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 200 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 150 μm, de cerca de 150 μm a cerca de 300 μm, de cerca de 150 μm a cerca de 250 μm, de cerca de 150 μm a cerca de 200 μm, de cerca de 200 μm a cerca de 300 μm, de cerca de 200 μm a cerca de 250 μm ou de cerca de 200 μm a cerca de 250 μm.
[0038] Em algumas modalidades, a segunda região pode ter uma espessura de cerca de 50 μm a cerca de 350 μm. Em outras modalidades, a segunda região pode ter uma espessura de cerca de 50 μm a cerca de 300 μm, 50 μm a cerca de 250 μm, de cerca de 50 μm a cerca de 200 μm, de cerca de 50 μm a cerca de 150 μm, de cerca de 50 μm a cerca de 100 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 300 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 250 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 200 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 150 μm, de cerca de 150 μm a cerca de 300 μm, de cerca de 150 μm a cerca de 250 μm, de cerca de 150 μm a cerca de 200 μm, de cerca de 200 μm a cerca de 300
16 / 33 μm, de cerca de 200 μm a cerca de 250 μm ou de cerca de 200 μm a cerca de 250 μm.
[0039] Em modalidades, a espessura da primeira região pode ter uma espessura constante. Em outras modalidades, a primeira região pode ter uma espessura que diminui gradualmente de um ponto médio da primeira região em direção a um ponto médio da segunda região. Em modalidades, a espessura da segunda região pode ter uma espessura constante. Em outras modalidades, a primeira região pode ter uma espessura que aumenta gradualmente de um ponto médio da segunda região em direção a um ponto médio da primeira região.
[0040] Como afirmado acima, diminuir a espessura de uma região com o mínimo de estresse pode permitir que as modalidades das silobolsas com espessura não uniforme sejam resistentes ao estrangulamento sem a necessidade de material adicional. Em modalidades, a silobolsa com espessura não uniforme pode ter um "peso total" que inclui o peso combinado da primeira região e da segunda região. Em comparação com uma silobolsa com espessura uniforme, o peso da silobolsa com espessura uniforme pode ser o mesmo que o peso total da silobolsa com espessura não uniforme. Em modalidades, a silobolsa com espessura não uniforme inclui um tubo que pode ter uma espessura total de cerca de 50 μm a cerca de 350 μm. Conforme usado neste documento, "espessura total" refere-se à espessura média da silobolsa em geral, incluindo uma primeira região e uma segunda região. Em outras modalidades, a espessura total pode ser de cerca de 50 μm a cerca de 250 μm, de cerca de 50 μm a cerca de 150 μm, de cerca de 50 μm a cerca de 100 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 350 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 250 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 150 μm, de cerca de 200 μm a cerca de 350 μm, de cerca de 200 μm a cerca de 250 μm ou de cerca de 300 μm a cerca de 350 μm.
[0041] Vários métodos de produção de modalidades das silobolsas
17 / 33 seriam familiares para as pessoas versadas na técnica. Por ora, será feita referência, em detalhes, a várias modalidades de processos de fabricação de várias silobolsas com espessura não uniforme.
[0042] Em uma ou mais modalidades, o processo de fabricação de uma silobolsa pode incluir a formação de uma bolha de filme soprado. Em algumas modalidades, a bolha de filme soprado pode ser uma bolha de filme soprado de multicamadas. Ademais, de acordo com essa modalidade, a bolha de filme soprado de multicamadas pode incluir pelo menos duas camadas e as pelo menos duas camadas podem aderir uma à outra. Em algumas modalidades, cada uma das pelo menos duas camadas pode incluir um interpolímero de etileno/alfa-olefina, um polímero à base de etileno de baixa densidade ou combinações dos mesmos, conforme descrito anteriormente nesta divulgação.
[0043] Em algumas modalidades, o tamanho da bolha do processo pode ser soprado até um comprimento de aproximadamente 91,44 metros (aproximadamente 300 pés (ft.)). Em outras modalidades, o tamanho da bolha pode ser soprado até um comprimento de cerca de 15,24 metros (50 pés) a cerca de 91,44 metros (300 pés), de cerca de 15,24 metros (50 pés) a cerca de 76,2 metros (250 pés), de cerca de 15,24 metros (50 pés) a cerca de 60,96 metros (200 pés), de cerca de 15,24 metros (50 pés) a cerca de 45,72 metros (150 pés), de cerca de 15,24 metros (50 pés) a cerca de 30,48 metros (100 pés), de cerca de 30,48 metros (100 pés) a cerca de 91,44 metros (300 pés), de cerca de 30,48 metros (100 pés) a cerca de 76,2 metros (250 pés), de cerca de 30,48 metros (100 pés) a cerca de 60,96 (200 pés), de cerca de 30,48 metros (100 pés) a cerca de 45,72 metros (150 pés), de cerca de 45,72 metros (150 pés) a cerca de 91,44 metros (300 pés), de cerca de 45,72 metros (150 pés) a cerca de 76,2 (250 pés), de cerca de 45,72 metros (150 pés) a cerca de 60,96 metros (200 pés), de cerca de 60,96 metros (200 pés) a cerca de 91,44 metros (300 pés), de cerca de 60,96 metros (200 pés) a cerca de 76,2 metros (250
18 / 33 pés) ou de cerca de 76,2 metros (250 pés) a cerca de 91,44 metros (300 pés).
[0044] Durante as modalidades do processo de filme soprado, um filme extrudado de uma matriz extrusora pode ser formado (soprado) e puxado para cima até uma torre em um estreitamento. O filme pode, em seguida, ser enrolado em um núcleo. Antes de o filme ser enrolado no núcleo, as extremidades do filme podem ser cortadas e dobradas usando-se equipamento de dobra. Isso torna as camadas do filme difíceis de separar, o que pode ser importante para aplicações agrícolas, em geral, ou para aplicações de bolsa de silagem.
[0045] Em modalidades adicionais, a bolha de filme soprado pode ser formada por meio de uma linha de extrusão de filme soprado com uma razão entre comprimento e diâmetro ("L/D") de 30 para 1. Em algumas modalidades, a linha de extrusão pode ter uma razão de expansão de cerca de 1 a cerca de 5, de cerca de 1 a cerca de 3, de cerca de 2 a cerca de 5 ou de cerca de 2 a cerca de 3. Em algumas modalidades, a linha de extrusão pode utilizar uma matriz com resfriamento de bolha interno. Em algumas modalidades, a lacuna de matriz pode ser de cerca de 1 milímetro (mm) a cerca de 5 mm, de cerca de 1 mm a cerca de 3 mm, de cerca de 2 mm a cerca de 5 mm ou de cerca de 2 mm a cerca de 3 mm. Em algumas modalidades, a extrusão da bolha de filme soprado de camada de multicamadas através da matriz compreende mudar o projeto de matriz para mudar inerentemente a distribuição de espessura do filme extrudado. Em algumas modalidades, a extrusão da bolha de filme soprado de camada de multicamadas através da matriz compreende deslocar o centro da matriz. Em modalidades, deslocar o centro da matriz pode fazer com que o filme tenha uma espessura não uniforme à medida que é extrudado através da matriz.
[0046] Em algumas modalidades, a linha de extrusão pode utilizar um escâner de medidor de espessura de filme. Em algumas modalidades, durante o processo de extrusão, a espessura de filme pode ser mantida em cerca de 50
19 / 33 μm a cerca de 350 μm. Em outras modalidades, a espessura de filme pode ser de cerca de 50 μm a cerca de 300 μm, 50 μm a cerca de 250 μm, de cerca de 50 μm a cerca de 200 μm, de cerca de 50 μm a cerca de 150 μm, de cerca de 50 μm a cerca de 100 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 300 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 250 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 200 μm, de cerca de 100 μm a cerca de 150 μm, de cerca de 150 μm a cerca de 300 μm, de cerca de 150 μm a cerca de 250 μm, de cerca de 150 μm a cerca de 200 μm, de cerca de 200 μm a cerca de 300 μm, de cerca de 200 μm a cerca de 250 μm ou de cerca de 200 μm a cerca de 250 μm.
[0047] Em algumas modalidades, a altura de nível de congelamento pode ser de cerca de 63,5 centímetros (25 polegadas) a cerca de 101,6 centímetros (40 polegadas), de cerca de 63,5 centímetros (25 polegadas) a cerca de 88,9 centímetros (35 polegadas), de cerca de 63,5 centímetros (25 polegadas) a cerca de 88,9 centímetros (35 polegadas), de cerca de 63,5 centímetros (25 polegadas) a cerca de 76,2 centímetros (30 polegadas), de cerca de 63,5 centímetros (30 polegadas) a cerca de 101,6 centímetros (40 polegadas), de cerca de 76,2 centímetros (30 polegadas) a cerca de 88,9 centímetros (35 polegadas) ou de cerca de 88,9 centímetros (35 polegadas) a cerca de 101,6 centímetros (40 polegadas).
[0048] Em algumas modalidades, a formação da etapa de bolha de filme soprado de camada de multicamadas pode ocorrer a uma temperatura de 176,67°C a 260°C (350 a 500°F) ou de 190,65°C a 246,11°C (375 a 475°F). A velocidade de saída pode ser de cerca de 2,26 kg/h/2,54 cm (5 lb/h/pol) a cerca de 11,33 kg/h/2,54 cm (25 lb/h/pol), de cerca de 2,26 kg/h/2,54 cm (5 lb/h/pol) a cerca de 9,07 kg/h/2,54 cm (20 lb/h/pol), de cerca de 2,26 kg/h/2,54 cm (5 lb/h/pol) a cerca de 6,80 kg/h/2,54 cm (15 lb/h/pol), de cerca de 2,26 kg/h/2,54 cm (5 lb/h/pol) a cerca de 4,53 kg/h/2,54 cm (10 lb/h/pol), de cerca de 4,53 kg/h/2,54 cm (10 lb/h/pol) a cerca de 11,33 kg/h/2,54 cm (25 lb/h/pol), de cerca de 4,53 kg/h/2,54 cm (10 lb/h/pol) a cerca de 9,07
20 / 33 kg/h/2,54 cm (20 lb/h/pol), de cerca de 4,53 kg/h/2,54 cm (10 lb/h/pol) a cerca de 6,80 kg/h/2,54 cm (15 lb/h/pol), de cerca de 6,80 kg/h/2,54 cm (15 lb/h/pol) a cerca de 11,33 kg/h/2,54 cm (25 lb/h/pol), de cerca de 6,80 kg/h/2,54 cm (15 lb/h/pol) a cerca de 9,07 kg/h/2,54 cm (20 lb/h/pol) ou de cerca de 9,07 kg/h/2,54 cm (20 lb/h/pol) a cerca de 11,33 kg/h/2,54 cm (25 lb/h/pol).
[0049] Em outras modalidades, o processo de fabricação de uma silobolsa de multicamadas pode, ainda, incluir laminar um segundo filme em pelo menos uma porção da superfície da silobolsa de multicamadas. Em modalidades, o segundo filme pode fazer com que a silobolsa tenha uma espessura não uniforme.
[0050] Em algumas modalidades, uma ou mais das silobolsas anteriores com espessura não uniforme podem ser utilizadas em aplicações de solução de armazenamento. Em modalidades adicionais, uma ou mais das silobolsas anteriores com espessura não uniforme podem ser utilizadas em aplicações agrícolas.
[0051] Os métodos de teste incluem os seguintes: ÍNDICE DE FUSÃO (I2)
[0052] Para testar o índice de fusão (I2), amostras de polímero à base de etileno são medidas de acordo com ASTM D1238 a 190°C e a 2,16 kg. Os valores são relatados em g/10 minutos, o que corresponde a gramas eluídos por 10 minutos. Polímeros à base de propileno são medidos de acordo com ASTM D1238 a 230°C e a 2,16 kg.
[0053] Para testar a densidade, as amostras são preparadas e medidas de acordo com ASTM D4703 e relatadas em gramas/centímetro cúbico (g/cc ou g/cm3). A medições são feitas dentro de uma hora da prensagem de amostra usando-se ASTM D792, Método B.
21 / 33 RASGO DE ELMENDORF DO TIPO B DE MD (DIREÇÃO DE MÁQUINA) E CD (DIREÇÃO TRANSVERSAL) DE ACORDO COM ASTM D1922
[0054] O teste de rasgo de Elmendorf determina a força média para propagar o rasgamento através de um comprimento específico de filme plástico ou de um filme não rígido, após o rasgo ter sido iniciado, usando-se um testador de rasgamento do tipo Elmendorf.
[0055] Após a produção de filme a partir da amostra ser testada, o filme foi condicionado por pelo menos 40 horas a 23°C (+/- 2°C) e 50% de R.H (+/- 5) de acordo com as normas ASTM. As condições de testagem padrão foram de 23°C (+/- 2°C) e 50% de R.H (+/- 5) de acordo com as normas ASTM.
[0056] A força, em gramas, necessária para propagar o rasgamento em um espécime de filme ou revestimento é medida usando-se um dispositivo de pêndulo precisamente calibrado. No teste, agindo por gravidade, o pêndulo oscila através de um arco, rasgando o espécime a partir de uma fenda pré- cortada. O espécime é mantido em um lado pelo pêndulo e, no outro lado, por um elemento estacionário. A perda de energia pelo pêndulo é indicada por um ponteiro ou por uma escala eletrônica. A indicação de escala é uma função da força necessária para rasgar o espécime.
[0057] A geometria de espécime de amostra usada no teste de rasgo de Elmendorf foi a “geometria de raio constante”, conforme especificado na ASTM D1922. A testagem, normalmente, é realizada em espécimes que foram cortados nas direções MD e CD do filme. Antes da testagem, a espessura de espécime de filme foi medida no centro da amostra. Um total de 15 espécimes por direção de filme foram testados, e a resistência ao rasgo média e a espessura média foram relatadas. A resistência ao rasgo média foi normalizada para a espessura média. MÓDULO SECANTE A 1% E 2% DE MD E CD DE ACORDO COM
22 / 33 ASTM D882
[0058] O módulo secante de MD (direção de máquina) e CD (direção transversal) do filme foi determinado de acordo com ASTM D882. O valor do módulo secante relatado foi a média de cinco medições.
[0059] O teste de perfuração determina a resistência de um filme à penetração de uma sonda a uma taxa baixa padrão e a uma velocidade de teste única. O método de teste de perfuração é baseado em ASTM D5748. Após a produção de filme, o filme foi condicionado por pelo menos 40 horas a 23°C (+/- 2°C) e 50% de R.H (+/- 5) de acordo com as normas ASTM. As condições de testagem padrão são 23°C (+/- 2°C) e 50% de R.H (+/- 5) de acordo com as normas ASTM. A perfuração foi medida em uma máquina de testagem de tração. Espécimes quadrados foram cortados de uma folha em um tamanho de "15,24 cm por 15,24 cm" ("6 polegadas por 6 polegadas"). O espécime foi preso em um suporte de espécime circular de "10,16 cm" ("4 polegadas") de diâmetro, e uma sonda de perfuração foi empurrada até o centro do filme preso em uma velocidade de cabeça transversal de 0,004 m/s (10 polegadas/minuto). O método de teste interno segue ASTM D5748, com uma modificação. Desviou-se do método ASTM D5748, em que a sonda usada era uma esfera de aço polido de “1,27 cm (0,5 polegada) de diâmetro” em uma haste de suporte de “0,63 cm (0,25 polegada)” (em vez da sonda de formato de pera especificada em D5748 de 1,9 cm (0,75 polegada) de diâmetro).
[0060] Houve um comprimento de curso máximo de "9,5 cm (7,7 polegadas)” para evitar danos ao dispositivo de teste. Não houve comprimento de medida; antes da testagem, a sonda estava o mais perto possível, mas não tocava o espécime. Uma medição de espessura única foi feita no centro do espécime. Para cada amostra, a força máxima, a força na ruptura, a distância de penetração e a energia na ruptura foram determinadas.
23 / 33 Um total de cinco espécimes foi testado para determinar um valor de perfuração médio. A sonda de perfuração foi limpa usando-se um “Kim- wipe” após cada espécime. ESTRESSE NA RUPTURA, CARGA MÁXIMA, TENSÃO NA RUPTURA, TENSÃO NA ELASTICIDADE, LIMITE DE ELASTICIDADE EM MD E CD DE ACORDO COM ASTM D882
[0061] As propriedades de tração de filme em MD (direção de máquina) e CD (direção transversal): estresse na ruptura, carga máxima, tensão na ruptura e elasticidade, estresse na elasticidade foram determinados de acordo com ASTM D882. As propriedades de tração relatadas foram a média de cinco medições.
[0062] Os exemplos a seguir ilustram recursos da presente divulgação, porém não pretendem limitar o escopo da divulgação. Os experimentos a seguir analisaram o desempenho das modalidades de silobolsas descritas neste documento.
[0063] Simulações 3D foram usadas para testar a deformação de modalidades de silobolsas preenchidas com grãos que têm espessura não uniforme em comparação com silobolsas preenchidas com grãos que têm espessura uniforme. As simulações foram modeladas usando-se Abaqus Unified FEA Explicit (Produto de Simulia™ por Dassault Systèmes®).
[0064] As silobolsas foram simuladas para ter um diâmetro de aproximadamente 3,65 m (12 pés) e uma silobolsa de aproximadamente 0,91 m (3 pés) de comprimento com aproximadamente 95% do volume da bolsa preenchido com grãos (com as propriedades descritas acima) em um piso rígido. O filme modelado para os Exemplos abaixo tinha 7 camadas e a seguinte composição: 45% em peso de uma mescla de resina de LLDPE com uma densidade de 0,919 g/cm3 e um índice de fusão de 0,53 g/10 minutos; e 55% em peso de uma resina de LDPE com uma densidade de 0,92 g/cm3 e um
24 / 33 índice de fusão de 0,25 g/10 minutos. As propriedades de filme soprado usadas para o modelo são fornecidas nas Tabelas 1–3. TABELA 1: PROPRIEDADES DE FILME SOPRADO. Rasgo normalizado (MD) 0,492 kgf (492 gf) Rasgo normalizado (CD) 0,588 kgf (588 gf) Resistência à perfuração 9,14 m*0,45 kgf/2,54 cm^3 (30 pés*lbf/pol^3) Módulo secante - MD a 2% de tensão 150512,55 kPa (21830 psi) Módulo secante - CD a 2% de tensão 177546,9 kPa (25751 psi) TABELA 2: DIREÇÃO TRANSVERSAL DE TRAÇÃO (CD). Estresse na ruptura em CD 12320,93 kPa (1787 psi) Carga máxima em CD 7,52 kgf (16,6 lbf) Tensão na ruptura em CD 478% Tensão na elasticidade em CD 14,2% Limite de elasticidade em CD 11569,4 kPa (1678 psi) TABELA 3: DIREÇÃO DE MÁQUINA DE TRAÇÃO (MD). Estresse na ruptura em MD 14513,46 kPa (2105 psi) Carga máxima em MD 8,75 kgf (19,3 lbf) Tensão na ruptura em MD 453% Tensão na elasticidade em MD 15,5% Limite de elasticidade em MD 11231,5 kPa (1629 psi)
[0065] Com as propriedades explicadas acima, os filmes foram produzidos por meio de extrusoras Alpine equipadas com seções de alimentação ranhuradas, um cilindro com uma razão 30/1 L/D; um parafuso de barramento e um anel de ar Alpine. A linha de extrusão tinha uma matriz de 250 mm com resfriamento de bolha interno. A linha de extrusão também tinha um escâner de medidor de espessura de filme. As condições de fabricação de filme são as seguintes: espessura de filme de 0,22 mm (9,0 mil); razão de expansão (BUR) de 2,39; lacuna de matriz de 2 mm; e altura de nível de congelamento (FLH) de 86,36 cm (34 polegadas), a uma taxa de saída de aproximadamente 181,43 kg (400 libras) por hora e a uma temperatura de fusão de polímero de aproximadamente 232,22 graus Celsius (450 graus Fahrenheit).
[0066] Uma simulação foi usada para observar a redução de espessura e o campo de tensão de cada silobolsa após o preenchimento da bolsa com grãos. Um modelo de Mohr-Coulomb foi usado para simular o fluxo de grãos na bolsa devido à gravidade sob carregamento quase estático. O contato entre os grãos e a bolsa, e a bolsa e o piso rígido foi modelado usando-se os
25 / 33 parâmetros de interação de “contato geral”. Para o modelo de Mohr-Coulomb, os parâmetros usados referem-se a um material granular genérico com comportamento de baixa coesão. EXEMPLO 1 - PROJETO DE SILOBOLSA DE ESPESSURA UNIFORME (CASO DE CONTROLE)
[0067] No exemplo 1, a amostra 1 era uma silobolsa com uma espessura de bolsa uniforme de 230 μm. As propriedades de material de silobolsa e as propriedades de grãos da amostra 1 foram modeladas de acordo com os parâmetros descritos nas Tabelas 1–3.
[0068] A espessura final e o campo de tensão da pós-deformação da amostra 1 são mostrados nas Figuras 2B e 2C, respectivamente. A Figura 2B mostra a espessura da amostra 1 após a deformação para quatro sub-regiões (região 211 com uma espessura de cerca de 221 μm, região 221 com uma espessura de cerca de 213 μm e regiões 231 e 241 com uma espessura de cerca de 137 μm). Os resultados de redução de espessura foram resumidos na Tabela 4: TABELA 4: REDUÇÃO DE ESPESSURA DA AMOSTRA 1. Espessura inicial de filme Espessura de filme deformado Redução de espessura Região 211 - 221 μm 9 μm (redução de 4%) Região 221 - 213 μm 17 μm (redução de 7%) Região 201 - 230 μm Região 231 - 137 μm 93 μm (redução de 40%) Região 241 - 137 μm 93 μm (redução de 40%)
[0069] Conforme mostrado pelos resultados apresentados na tabela 4, após a deformação, a amostra 1 apresentou uma redução de espessura de, aproximadamente, 40% da espessura inicial nas regiões 231 e 241.
[0070] O campo de tensão da amostra 1 também foi observado pós- deformação, como mostrado na Figura 3C. Os resultados do campo de tensão para a amostra 1 são fornecidos na Tabela 5: TABELA 5: CAMPO DE TENSÃO DA AMOSTRA 1. Região Tensão Região 251 8,6% Região 261 13% Região 271 13% Região 281 52%
26 / 33
[0071] Como mostrado na Figura 2C e na tabela 5, a tensão máxima na bolsa pós-deformação da amostra 1 foi de, aproximadamente, 52% (região 281). Dessa forma, observou-se o estrangulamento na bolsa deformado da amostra 1, que originalmente tinha uma espessura uniforme de 230 μm antes da deformação. EXEMPLO 2 - PROJETO DE SILOBOLSA DE ESPESSURA NÃO UNIFORME COM DIFERENÇA DE ESPESSURA CONSTANTE DE 14%
[0072] No exemplo 1, uma silobolsa foi modelada com espessura não uniforme de acordo com as modalidades descritas neste documento (amostra 2). As propriedades de material de silobolsa e as propriedades de grãos da amostra 2 foram modeladas de acordo com os parâmetros descritos acima e nas tabelas 1-3. A massa total da amostra 2 foi a mesma da amostra 1.
[0073] A Figura 3A mostra a amostra 2 (uma silobolsa com uma espessura não uniforme) antes de ser preenchida com grãos. Como mostrado na Figura 3A, a primeira região 301 da amostra 1 tinha uma espessura de cerca de 240 μm e a segunda região 302 da amostra 1 tinha uma espessura de cerca de 210 μm. No geral, havia uma diferença de espessura de, aproximadamente, 14% entre a primeira região 301 e a segunda região 302.
[0074] A espessura final da amostra 2 pós-deformação é mostrada na Figura 3B. A Figura 3B mostra a espessura da amostra 2 após a deformação para sete sub-regiões. Os resultados de redução de espessura foram resumidos na tabela 6: TABELA 6: REDUÇÃO DE ESPESSURA DA AMOSTRA 2. Espessura inicial de filme Espessura de filme deformado Redução de espessura Região 311 - 194 μm 46 μm (redução de 19%) Região 321 - 185 μm 55 μm (redução de 22%) Região 331 - 215 μm 25 μm (redução de 10%) Região 301 - 240 μm Região 341 - 224 μm 16 μm (redução de 7%) Região 351 - 228 μm 12 μm (redução de 5%) Região 361 - 233 μm 7 μm (redução de 3%) Região 302 - 210 μm Região 312 - 200 μm 10 μm (redução de 5%)
[0075] Conforme mostrado pelos resultados apresentados na tabela 6, após a deformação, a amostra 2 teve uma redução de espessura máxima de,
27 / 33 aproximadamente, 22% da espessura inicial para a região 301. Dessa forma, por a redução de espessura ter sido inferior a 30%, não houve falha observada na amostra 2. EXEMPLO 3 - PROJETO DE SILOBOLSA DE ESPESSURA NÃO
UNIFORME COM DIFERENÇA DE ESPESSURA CONSTANTE DE 31,5%
[0076] No exemplo 3, uma silobolsa foi modelada com espessura não uniforme de acordo com as modalidades descritas neste documento (amostra 3). As propriedades de material de silobolsa e as propriedades de grãos da amostra 3 foram modeladas de acordo com os parâmetros descritos acima e nas tabelas 1-3. A massa total da amostra 3 foi a mesma da amostra 1.
[0077] A Figura 4A mostra a amostra 3 (uma silobolsa com uma espessura não uniforme) antes de ser preenchida com grãos. Como mostrado na Figura 4A, a primeira região 401 da amostra 3 tinha uma espessura de cerca de 250 micrômetros (μm) e a segunda região 402 da amostra 1 tinha uma espessura de cerca de 193 μm. No geral, havia uma diferença de espessura de, aproximadamente, 31,5% entre a primeira região 401 e a segunda região 402.
[0078] A espessura final da amostra 3 pós-deformação é mostrada na Figura 4B. A Figura 4B mostra a espessura da amostra 3 após a deformação para sex sub-regiões. Os resultados de redução de espessura foram resumidos na tabela 7: TABELA 7: REDUÇÃO DE ESPESSURA DA AMOSTRA 3. Espessura inicial de filme Espessura de filme deformado Redução de espessura Região 411 - 240 μm 10 μm (redução de 4%) Região 421 - 235 μm 15 μm (redução de 6%) Região 401 - 250 μm Região 431 - 228 μm 22 μm (redução de 9%) Região 441 - 235 μm 15 μm (redução de 6%) Região 451 - 240 μm 10 μm (redução de 4%) Região 402 - 193 μm Região 412 - 180 μm 13 μm (redução de 7%)
[0079] Conforme mostrado pelos resultados apresentados na tabela 4, após a deformação, a amostra 3 teve uma redução de espessura máxima de, aproximadamente, 9% da espessura inicial da região 401.
28 / 33
[0080] O campo de tensão da amostra 3 também foi observado pós- deformação, como mostrado na Figura 4C. Os resultados de campo de tensão são fornecidos na Tabela 8: TABELA 8: CAMPO DE TENSÃO DA AMOSTRA 3. Região Tensão Região 461 8,2% Região 471 11% Região 481 12% Região 491 11% Região 422 10% Região 442 9,5% Região 462 4,3%
[0081] Como mostrado na Figura 4C e na tabela 8, a tensão máxima na bolsa pós-deformação da amostra 3 foi de, aproximadamente, 12% (região 481) e a tensão mínima foi de, aproximadamente, 4,3% (região 462). Dessa forma, não foi observado estrangulamento na silobolsa deformado da amostra 3. EXEMPLO 4 - PROJETO DE SILOBOLSA DE ESPESSURA NÃO UNIFORME COM DIFERENÇA DE ESPESSURA VARIÁVEL DE 36%
[0082] No exemplo 4, uma silobolsa foi modelada com espessura não uniforme de acordo com as modalidades descritas neste documento (amostra 4). As propriedades de material de silobolsa e as propriedades de grãos da amostra 4 foram modeladas de acordo com os parâmetros descritos acima e nas tabelas 1-3. A massa total da amostra 4 foi a mesma da amostra 1.
[0083] A Figura 5A mostra a amostra 4 (uma silobolsa com uma espessura não uniforme) antes de ser preenchida com grãos. Como mostrado na Figura 5A, a espessura da amostra 4 diminui de uma primeira região (501) para uma décima região (510). Antes da deformação, a primeira região 501 da amostra 4 tinha uma espessura de cerca de 260 μm e a décima região 310 da amostra 4 tinha uma espessura de cerca de 190 μm. No geral, havia uma diferença de espessura de, aproximadamente, 36% entre a primeira região 501 e a décima região 510.
[0084] A espessura final da amostra 4 pós-deformação é mostrada na
29 / 33 Figura 5B. A Figura 5B mostra a espessura da amostra 4 após a deformação para treze sub-regiões. Os resultados de redução de espessura foram resumidos na tabela 9: TABELA 9: REDUÇÃO DE ESPESSURA DA AMOSTRA 4. Espessura inicial de filme Espessura de filme deformado Redução de espessura Região 501 - 260 μm Região 521 - 243 μm 17 μm (redução de 7%) Região 502 - 250 μm Região 522 - 236 μm 14 μm (redução de 6%) Região 523 - 230 μm 15 μm (redução de 6%) Região 503 - 245 μm Região 524 - 223 μm 22 μm (redução de 9%) Região 504 - 240 μm Região 525 - 217 μm 23 μm (redução de 10%) Região 505 - 235 μm Região 526 - 210 μm 25 μm (redução de 11%) Região 506 - 230 μm Região 527 - 204 μm 26 μm (redução de 11%) Região 507 - 218 μm Região 528 - 197 μm 21 μm (redução de 10%) Região 508 - 212 μm Região 529 - 191 μm 21 μm (redução de 10%) Região 509 - 205 μm Região 530 - 185 μm 20 μm (redução de 10%) Região 510 - 200 μm Região 531 - 178 μm 22 μm (redução de 11%) Região 532 - 172 μm 18 μm (redução de 10%) Região 511 - 190 μm Região 533 - 165 μm 25 μm (redução de 13%)
[0085] Conforme mostrado pelos resultados apresentados na tabela 9, após a deformação, a amostra 4 mostrou uma redução de espessura de, aproximadamente, 13% da espessura inicial na região 533. EXEMPLO 5 - PROJETO DE SILOBOLSA DE ESPESSURA NÃO UNIFORME COM DIFERENÇA DE ESPESSURA CONSTANTE DE 6,3%
[0086] No exemplo 5, uma silobolsa foi modelada com espessura não uniforme de acordo com as modalidades descritas neste documento (amostra 5). As propriedades de material de silobolsa e as propriedades de grãos da Amostra 5 foram modeladas de acordo com os parâmetros descritos acima e nas Tabelas 1–3. A massa total da amostra 5 foi a mesma da amostra 1.
[0087] A Figura 6A mostra a amostra 5 (uma silobolsa com uma espessura não uniforme) antes de ser preenchida com grãos. Como mostrado na Figura 6A, a primeira região 601 da amostra 1 tinha uma espessura de cerca de 235 μm e a segunda região 602 da amostra 1 tinha uma espessura de cerca de 220 μm. No geral, havia uma diferença de espessura de, aproximadamente, 6,3% entre a primeira região 601 e a segunda região 602.
[0088] A espessura final da amostra 5 pós-deformação é mostrada na Figura 6B. A Figura 6B mostra a espessura da amostra 5 após a deformação
30 / 33 para sex sub-regiões. Os resultados de redução de espessura foram resumidos na Tabela 10: TABELA 10: REDUÇÃO DE ESPESSURA DA AMOSTRA 5. Espessura inicial de filme Espessura de filme deformado Redução de espessura Região 611 - 158 μm 77 μm (redução de 33%) Região 621 - 210 μm 25 μm (redução de 11%) Região 601 - 235 μm Região 631 - 218 μm 17 μm (redução de 7%) Região 641 - 227 μm 8 μm (redução de 3%) Região 622 - 210 μm 10 μm (redução de 5%) Região 602 - 220 μm Região 632 - 205 μm 15 μm (redução de 7%)
[0089] Conforme mostrado pelos resultados apresentados na tabela 10, após a deformação, a amostra 5 mostrou uma redução de espessura de, aproximadamente, 33% da espessura inicial na região 611. EXEMPLO 6 - PROJETO DE SILOBOLSA DE ESPESSURA NÃO UNIFORME COM DIFERENÇA DE ESPESSURA CONSTANTE DE 45%
[0090] No exemplo 6, uma silobolsa foi modelada com espessura não uniforme de acordo com as modalidades descritas neste documento (amostra 6). As propriedades de material de silobolsa e as propriedades de grãos da Amostra 6 foram modeladas de acordo com os parâmetros descritos acima e nas tabelas 1–3. A massa total da amostra 6 foi a mesma da amostra 1.
[0091] A Figura 7A mostra a amostra 2 (uma silobolsa com uma espessura não uniforme) antes de ser preenchida com grãos. Como mostrado na Figura 7A, a primeira região 701 da amostra 6 tinha uma espessura de cerca de 258 μm e a segunda região 302 da amostra 6 tinha uma espessura de cerca de 177 μm.
[0092] A espessura final da amostra 6 pós-deformação é mostrada na Figura 7B. A Figura 7B é uma meia vista da silobolsa modelada, mostrando a espessura da amostra 6 após a deformação para 4 sub-regiões. Os resultados de redução de espessura foram resumidos na Tabela 11: TABELA 11: REDUÇÃO DE ESPESSURA DA AMOSTRA 6. Espessura inicial de filme Espessura de filme deformado Redução de espessura Região 711 - 230 μm 28 μm (redução de 11%) Região 701 - 258 μm Região 721 - 253 μm 5 μm (redução de 2%) Região 712 - 94 μm 83 μm (redução de 47%) Região 702 - 177 μm Região 722 - 174 μm 3 μm (redução de 2%)
31 / 33
[0093] Conforme mostrado pelos resultados apresentados na tabela 11, após a deformação, a amostra 6 mostrou uma redução de espessura de, aproximadamente, 47% da espessura inicial na região 712. EXEMPLO 7 - COMPARAÇÃO DE REDUÇÃO DE ESPESSURA PARA AMOSTRAS 1-6
[0094] Para uma comparação das amostras 1–6, a tabela 12 fornece um resumo dos resultados de redução de espessura explicados nos exemplos 1–6. TABELA 12: COMPARAÇÃO DE REDUÇÃO DE ESPESSURA PARA AMOSTRAS 1-6 A maior redução Espessura uniforme/não Diferença Amostra de espessura após a Falha uniforme de espessura deformação Amostra 1 Espessura uniforme N/a 40% Sim Espessura não uniforme; 14% Espessura constante na (diferença entre a primeira região Amostra 2 22% Não primeira região (região (região superior) e a segunda superior) região (região inferior)) 31,5% Espessura não uniforme; (diferença entre a primeira região Amostra 3 Espessura constante na 9% Não (região superior) e a segunda primeira região (superior) região (região inferior)) Espessura não uniforme; A espessura diminuiu 36% Amostra 4 gradualmente da parte (diferença entre as regiões 14% Não superior para a parte inferior superior e inferior da silobolsa) da silobolsa 6,3% Espessura não uniforme; (diferença entre a primeira região Amostra 5 Espessura constante na 33% Sim (região superior) e a segunda primeira região (superior) região (região inferior)) 45% Espessura não uniforme; (diferença entre a primeira região Amostra 6 Espessura constante na 47% Sim (região superior) e a segunda primeira região (superior) região (região inferior))
[0095] Conforme mostrado na tabela 12, após a deformação, a amostra 1 com uma espessura uniforme mostrou uma falha devido a estrangulamento severo com uma redução de espessura de, aproximadamente, 40%. Conforme declarado anteriormente nesta divulgação, as silobolsas com uma redução de espessura superior a, aproximadamente, 30% podem resultar em rasgos e falhas de perfuração. Em geral, observou-se que as silobolsas com espessura não uniforme (amostras 1–5) mostraram, no geral, uma
32 / 33 redução de espessura inferior do que a silobolsa com espessura uniforme (amostra 1). No entanto, conforme observado com as amostras 5 e 6, se a diferença de espessura for inferior a, aproximadamente, 10% (amostra 5) ou superior a 40% (amostra 6) entre a primeira região (com uma espessura constante) e a segunda região (com uma espessura constante), a silobolsa pode se tornar suscetível a falhas por estrangulamento, rasgo e perfuração. Portanto, as amostras 2-4, representando modalidades da presente divulgação, fornecem silobolsas com redução de espessura relativamente menor. Dessa forma, as modalidades da presente divulgação podem fornecer desempenho de fluência aprimorado ou desempenho de suporte de carga aprimorado, o que pode ser importante para a funcionalidade em várias aplicações. EXEMPLO 8 - COMPARAÇÃO DOS CAMPOS DE TENSÃO OBSERVADOS PARA A AMOSTRA 1 E PARA A AMOSTRA 3
[0096] Para comparar as amostras 1 e 3, a tabela 13 fornece um resumo dos resultados de campo de tensão explicados nos exemplos 1 e 3. TABELA 13: COMPARAÇÃO DOS CAMPOS DE TENSÃO PARA AS AMOSTRAS 1 E 3 Amostra Espessura uniforme/não uniforme Tensão máxima Estrangulamento Amostra 1 Espessura uniforme 52% Sim Espessura não uniforme; Amostra 3 12% Não Espessura constante na primeira região (superior)
[0097] Conforme mostrado nos campos de tensão para as amostras 1 e 3, as silobolsas com espessura uniforme (amostra 1) tinham estrangulamento e tensão superior em comparação com a amostra 3, uma silobolsa com espessura não uniforme. Além disso, embora as duas amostras tivessem a mesma massa total, as silobolsas com espessura não uniforme (amostra 3) mostraram um desempenho aprimorado em comparação com as silobolsas com espessura uniforme (amostra 1). Dessa forma, as modalidades da presente divulgação podem fornecer silobolsas com resistência aprimorada, em comparação com silobolsas convencionais com espessura uniforme, sem a necessidade de materiais adicionais.
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[0098] Será evidente que modificações e variações são possíveis sem se afastar do escopo da divulgação definida nas reivindicações anexas. Mais especificamente, embora alguns aspectos da presente divulgação sejam identificados no presente documento como preferenciais ou particularmente vantajosos, contempla-se que a presente divulgação não seja necessariamente limitada a esses aspectos.
Claims (15)
1. Silobolsa de multicamadas caracterizada pelo fato de que compreende: um tubo que compreende pelo menos duas camadas, em que o tubo tem uma primeira extremidade aberta, uma segunda extremidade aberta, e uma primeira região disposta entre a primeira e a segunda extremidades e uma segunda região disposta entre a primeira e a segunda extremidades, em que cada uma das pelo menos duas camadas compreende um interpolímero de etileno/alfa-olefina com uma densidade de 0,90 g/cm3 a 0,965 g/cm3 quando medido de acordo com ASTM D792 e um índice de fusão (I2) de 0,1 a 6,0 g/10 minutos quando medido de acordo com ASTM D1238, um polímero à base de etileno de baixa densidade com uma densidade de 0,917 g/cm3 a 0,935 g/cm3 e um índice de fusão (I2) de 0,1 a 2,0 g/10 minutos, ou combinações dos mesmos; em que a primeira região tem uma espessura de pelo menos 10% superior a uma espessura da segunda região; em que a primeira região tem uma área superficial que é pelo menos 65% de uma área superficial total da silobolsa de multicamadas; e em que o tubo tem uma espessura total de 50 micrômetros (μm) a 350 μm.
2. Silobolsa de multicamadas de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o interpolímero é um polímero à base de etileno de baixa densidade linear.
3. Silobolsa de multicamadas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a primeira região tem uma espessura de 10% a 40% superior uma espessura da segunda região.
4. Silobolsa de multicamadas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a primeira região tem uma espessura de 50 μm a 350 μm.
5. Silobolsa de multicamadas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a segunda região tem uma espessura de 50 μm a 350 μm.
6. Silobolsa de multicamadas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que a silobolsa de multicamadas é caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos 10% em peso de polímero à base de etileno de baixa densidade.
7. Silobolsa de multicamadas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo que a silobolsa de multicamadas é caracterizada pelo fato de que compreende 10% em peso a 60% em peso de polímero à base de etileno de baixa densidade.
8. Silobolsa de multicamadas de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos 40% em peso de polímero à base de etileno de baixa densidade linear.
9. Silobolsa de multicamadas de acordo com a reivindicação 2, sendo que a silobolsa de multicamadas é caracterizada pelo fato de que compreende 40% em peso a 95% em peso de polímero à base de etileno de baixa densidade linear.
10. Método para usar a silobolsa de multicamadas, conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que encher a silobolsa de multicamadas faz com que a espessura da primeira região diminua em menos de 15%.
11. Método para fabricação de uma silobolsa de multicamadas, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: formar uma bolha de filme soprado de camada de multicamadas, em que a bolha de filme soprado de camada de multicamadas compreende pelo menos duas camadas, em que cada uma das pelo menos duas camadas compreende um interpolímero de etileno/alfa-olefina com uma densidade de 0,90 g/cm3 a
0,965 g/cm3 e um índice de fusão (I2) de 0,1 a 6,0 g/10 minutos, um polímero à base de etileno de baixa densidade com uma densidade de 0,917 g/cm3 a 0,935 g/cm3 e um índice de fusão (I2) de 0,1 a 2,0 g/10 minutos, ou combinações dos mesmos; cortar a bolha de filme soprado de multicamadas para formar uma silobolsa de multicamadas, em que a silobolsa de multicamadas compreende um tubo com uma primeira extremidade aberta, uma segunda extremidade aberta, uma primeira região e uma segunda região em que a primeira região tem uma espessura de pelo menos 10% superior a uma espessura da segunda região; em que a primeira região tem uma área superficial que é 65% de uma área superficial total da silobolsa de multicamadas; e em que o tubo tem uma espessura total de 50 μm a 350 μm.
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que formar o tubo de filme soprado de multicamadas compreende a extrusão da bolha de filme soprado de camada de multicamadas através de uma matriz.
13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que extrudar a bolha de filme soprado de camada de multicamadas através da matriz compreende o deslocamento do centro da matriz.
14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11-13, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, laminar um segundo filme em pelo menos uma porção da superfície da silobolsa de multicamadas.
15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11-14, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, dobrar a silobolsa de multicamadas.
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