ES2202426T3

ES2202426T3 - Tuberia de plastico.

Info

Publication number: ES2202426T3
Application number: ES96901307T
Authority: ES
Inventors: David Charles Harget; Mikael Andersson; Eino Matias Holso; Jyri Jaakko Jarvenkyla
Original assignee: Uponor Ltd UK
Current assignee: Uponor Ltd UK
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1996-01-17
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2016-01-17
Also published as: ATE296419T1; DK1593896T3; DE69634787D1; EP1321703B1; GB2297137A; ES2202426T5; GB2297138A; DK0804699T3; NO973309L; GB9500885D0; EP1593896B1; ES2242922T5; EP1593896A1; DE69637037T2; EP1818586A1; JPH10512656A; ES2242922T3; PT804699E; TR199700661T1; GB2323556B

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN TUBO DE PLASTICO QUE COMPRENDE UN NUCLEO INTERNO Y UNA CAPA PROTECTORA EXTERNA, EN EL QUE LAS DIMENSIONES DEL TUBO Y LA CAPA PROTECTORA SON TALES QUE LA RELACION DEL DIAMETRO EXTERNO DEL TUBO RESPECTO AL ESPESOR DE LA CAPA PROTECTORA ES AL MENOS 70, PREFERENTEMENTE AL MENOS 100, Y LA FUERZA COHESIVA DE LA CAPA PROTECTORA EXTERNA, EXCLUYENDO CUALQUIER LINEA DE DEBILITAMIENTO, AL MENOS EN LOS EXTREMOS DEL TUBO ES MAYOR QUE LA FUERZA DEL ENLACE ADHESIVO ENTRE LA CAPA PROTECTORA Y EL NUCLEO INTERNO.

Description

Tubería de plástico.

La presente invención se refiere a tuberías de plástico y más particularmente a una construcción novedosa de tuberías de plástico, un procedimiento para su fabricación, y un procedimiento para realizar juntas en tal tubería.

En el manejo, instalación y conexión de las tuberías de plástico, la superficie de la tubería resulta dañada con facilidad. En las técnicas modernas de instalación de tuberías de plástico, por ejemplo, se horada un túnel en la tierra para la tubería, y después se empuja o se tira de la tubería a través del túnel, por ejemplo, dentro de un agujero excavado donde va a realizarse la siguiente junta de tubería.

El procedimiento de tendido de tuberías puede someter a la tubería a importantes fuerzas de contacto de doblado, tracción y abrasión. Esto supone un inconveniente ya que el doblado, estiramiento o abrasión de una tubería puede dar lugar al deterioro de su resistencia mecánica. Además, la vida útil de la tubería puede reducirse por los materiales difusibles en el suelo, o por las condiciones ambientales.

Se hará evidente que el procedimiento de tendido de tuberías también puede dar lugar a que la tubería resulte arañada y que se ensucie. Esto supone un inconveniente, en primer lugar, debido que el material de la tubería puede ser sensible a la entalladura, en cuyo caso cualquier arañazo puede provocar que se produzca un mayor daño en la tubería durante el posterior uso o manejo. En segundo lugar, la suciedad en la tubería impide una soldadura eficaz. Actualmente, la soldadura eléctrica, y particularmente la soldadura por electrofusión usando un acoplador de electrofusión, es una técnica común para unir las tuberías de plástico. La principal causa de rotura de las juntas cuando se usa un acoplador de electrofusión es que la superficie de la tubería está sucia u oxidada. Por este motivo, siempre deben limpiarse los extremos de la tubería y rasparse o rasquetearse, por ejemplo con papel de lija o con un raspador de metal, antes de realizar la junta. En la práctica, la limpieza y el raspado o rasqueteado es a menudo irregular (puede que en particular la parte inferior de la tubería sea tratada con menos atención) y la calidad del resultado final depende de la habilidad profesional del instalador.

Se han hecho diversas sugerencias para superar los inconvenientes mencionados anteriormente.

En la solicitud de patente europea nº 0474583 se describe una tubería de plástico para tenderla en el suelo que comprende un núcleo de la tubería que conduce gas o agua, provisto de un tubo flexible externo de un material termoplástico que tiene una mayor flexibilidad que el material del núcleo de la tubería. Se afirma que la tubería es capaz de resistir los considerables esfuerzos mecánicos a los que se somete durante el tendido directo bajo el suelo. Se afirma que el tubo flexible externo contiguo a los extremos de la tubería es fácil de desmontar cuando se van a unir dos secciones de tubería mediante soldadura.

También se afirma que la formación de grietas causada por el deterioro del tubo flexible protector no se extiende al núcleo de la tubería, sino que se detiene cuando se ha traspasado el tubo flexible.

En el documento WO93/00212 se describe una tubería de plástico para realizar juntas de tubería caracterizada porque la tubería está cubierta por una capa superficial de plástico como recubrimiento protector que, al menos en los extremos de la tubería, es fácilmente desmontable, con el fin de descubrir la superficie de la junta de la tubería necesaria para realizar la junta de la tubería. El recubrimiento protector puede contener estabilizadores uv y se puede aplicar mediante coextrusión usando una boquilla para extrusión de cruceta. Se describen varias formas de hacer que el recubrimiento protector se separe con facilidad del núcleo de la tubería, entre las que se incluye el uso de agentes de relleno en el recubrimiento, la elección de materiales plásticos químicamente diferentes para el recubrimiento y la tubería, la extrusión del recubrimiento a bajas temperaturas, y la introducción de agentes que impidan la adhesión.

En la solicitud de patente europea nº 0604907 se describe una tubería de plástico de dos capas que comprende un núcleo de la tubería cuyas dimensiones, material y estructura cumplen básicamente los requisitos impuestos por el material que se va a transportar, y un tubo flexible que se proporciona alrededor del núcleo de la tubería mediante un procedimiento de recubrimiento apropiado, y las propiedades del tubo flexible externo cumplen los requisitos impuestos por el ambiente y por el procedimiento de tendido. La rigidez del tubo flexible externo, basada en las propiedades de sus materiales o en el diseño del tubo flexible externo, es al menos tan alta como la rigidez del núcleo de la tubería fabricado con la misma cantidad de material, y el tubo flexible externo se puede separar al menos en los extremos de la tubería. El tubo flexible externo se vuelve a aplicar mediante coextrusión usando una boquilla para extrusión de cruceta. El tubo flexible protector externo se fabrica de tal modo que se pueda separar con facilidad al menos en los extremos de la tubería, y para que tenga una baja adhesión a los mismos.

En la publicación de patente japonesa nº 3-24392 se describe una tubería de electrofusión caracterizada porque consiste en un cuerpo de tubería formado por una resina termoplástica, y una capa protectora formada por una resina incompatible que cubre la superficie externa del cuerpo de la tubería. El cuerpo de la tubería puede estar formado por una capa de resina termoplástica tubular curada y una resina termoplástica no curada que se forma integralmente en el exterior de esta capa de resina termoplástica y una capa protectora formada por una resina incompatible que cubre la superficie externa del cuerpo de la tubería. La capa protectora se puede despegar y se puede realizar una junta.

En el documento DE-U-9411008 se describe una tubería de plástico multicapa en la que la capa intermedia se forma a partir de una poliolefina, que puede ser polipropileno o polietileno, rellena con minerales.

Las descripciones completas de las memorias descriptivas de todas las patentes mencionadas anteriormente se incorporan en el presente documento mediante referencia para todos los propósitos.

La presente invención proporciona una tubería de plástico que comprende un núcleo interno y una capa protectora externa que tiene una combinación mejorada de propiedades mecánicas y físicas.

Ahora se ha descubierto, de acuerdo con un aspecto de la invención, que las dimensiones relativas de la tubería de plástico y el espesor de la capa protectora externa afectan profundamente el rendimiento de la tubería. Se ha descubierto además que, en primer lugar con el fin de lograr una combinación ventajosa de resistencia mecánica para resistir las rigurosas condiciones que acarrea el tendido de la tubería y además para proporcionar un grado suficiente de protección ambiental, junto con un grado apropiado de facilidad de despegue, se requiere una determinada elección de propiedades mecánicas y dimensiones.

Por lo tanto, de acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una tubería de plástico que comprende un núcleo interno y una capa protectora externa, que se puede desprender del mismo para dejar al descubierto una superficie del núcleo interno en la que:

las dimensiones de la tubería y de la capa protectora son tales que la proporción entre el diámetro exterior de la tubería y el espesor de la capa protectora es al menos 70, preferiblemente al menos 100, y

la fuerza de cohesión de la capa protectora externa, sin tener en cuenta ninguna línea de debilidad, al menos en los extremos de la tubería, es mayor que la fuerza de adherencia de la unión adhesiva entre la capa protectora externa y el núcleo interno.

De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se ha descubierto también que el grado de adhesión entre el núcleo interno y la capa protectora externa tiene también una influencia importante sobre el rendimiento de la tubería. Si la adhesión es demasiado grande o demasiado pequeña, las propiedades mecánicas de la tubería, y en particular la resistencia al impacto, pueden verse perjudicadas.

La unión adhesiva tiene preferiblemente unas características de despegue relativamente bajas y unas características de cizalla relativamente altas. Preferiblemente, la adhesión entre la capa protectora externa y el núcleo interno está en el intervalo entre 0,2 y 0,5 N/mm de anchura, medida por medio de un ensayo de adherencia de semi-tracción tal como se describe a continuación.

Aunque es posible obtener una adhesión entre la capa protectora externa y el núcleo interno dentro del intervalo preferido usando un procedimiento de extrusión de cruceta en el que la capa protectora se extrude sobre el núcleo interno solidificado, hemos descubierto que se obtienen resultados sistemáticamente mejorados mediante la extrusión dual, en la que ambos componentes se extruden y se juntan antes de que tenga lugar una oxidación considerable de la superficie externa del núcleo interno.

Por consiguiente, en otro aspecto, la invención proporciona un procedimiento para la producción de una tubería de plástico formada por un núcleo interno y una capa protectora externa, que comprende la coextrusión de materiales plásticos fundidos que forman el núcleo interno y la capa protectora externa a partir de una boquilla de extrusión, juntando las piezas extrudidas mientras aún están calientes y dejándolas enfriar, de modo que, al enfriarse, la capa protectora externa se pueda despegar del núcleo interno, al menos en los extremos de la tubería, para dejar al descubierto una superficie del núcleo interno apropiada para la soldadura por electrofusión.

En otro aspecto, la invención proporciona una tubería de plástico que comprende un núcleo interno y una capa protectora externa unida al mismo, en la que:

la fuerza de adherencia de la unión adhesiva entre la capa protectora externa y el núcleo interno resulta insuficiente para permitir que una grieta formada en la capa protectora externa por un impacto se propague hasta el núcleo interno, y que de ese modo reduzca la resistencia al impacto del núcleo interno, en la que la resistencia al impacto se mide sometiendo la tubería de plástico a un ensayo de impacto B50 de acuerdo con la referencia 155N696E del documento CEN TC155W1 081(291), a una temperatura de 0ºC.

En otro aspecto más, la invención proporciona una tubería de plástico que comprende un núcleo interno y una capa protectora externa, en la que:

la tubería de plástico tiene una resistencia al impacto mayor de 150 Nm en un ensayo de impacto B50 de acuerdo con la referencia 155N696E del documento CEN TC155W1 081(291), a 0ºC, y en la que la fuerza de cohesión de la capa protectora externa, sin tener en cuenta ninguna línea de debilidad, al menos en los extremos de la tubería, es mayor que la fuerza de adherencia de la unión adhesiva entre la capa protectora externa y el núcleo interno.

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En otro aspecto más, la invención proporciona además un procedimiento para realizar una junta en una tubería de plástico de acuerdo con la invención, o para unir dos extremos de tuberías de plástico de acuerdo con la invención, que comprende el despegue de la capa protectora externa de la zona o zonas de la tubería o tuberías que se van a unir, la instalación de un acoplador de electrofusión sobre las zonas descubiertas de la tubería o tuberías y la activación del acoplador de electrofusión para fundir la zona o zonas de la tubería o tuberías sobre las mismas.

La tubería de plástico puede estar formada por cualquier material polimérico termoplástico apropiado, y entre los materiales poliméricos particularmente apropiados se incluyen, por ejemplo, polímeros y copolímeros olefínicamente insaturados, por ejemplo, poliolefinas tales como polietileno, polipropileno y polibuteno; copolímeros de etileno y propileno, por ejemplo, polímeros de acetato de etileno-vinilo, y polímeros de acetato de propileno-vinilo; polímeros de vinilo halogenados tales como polímeros y copolímeros de cloruro de vinilo, poliamidas, por ejemplo, nilón 6 y nilón 66, y polímeros de ionómeros tales como Surlyn.

Se escoge un núcleo interno de la tubería que sea compatible con la aplicación particular, y en particular con el material fluido que va a transportar la tubería. Para muchas aplicaciones, el material preferido para el núcleo interno es el polietileno. El grado de polietileno escogido, es decir, alta densidad, densidad media, baja densidad o baja densidad lineal, dependerá de la aplicación particular. Entre los grados apropiados de polietileno se incluyen, por ejemplo, Statoil 930 (natural), Neste NCPE 2600 (neutro) y Neste NCPE 2467 BL y NCPE 2418. Por supuesto, también puede usarse cualquier grado equivalente de polietileno apropiado.

Una ventaja de las tuberías de plástico de la presente invención es que no es necesario incluir el paquete normal de estabilizadores uv y colorantes en el material plástico del núcleo interno, siempre que se incluyan cantidades suficientes de estos materiales en la capa protectora externa. Esto hace posible que el núcleo interno esté formado por un material polimérico natural, sin o casi sin aditivos, los cuales se suman al coste del material del núcleo y que, en determinadas circunstancias, pueden mermar las propiedades mecánicas o físicas del material del núcleo.

La capa protectora externa está formada preferiblemente a partir de un material polimérico o una mezcla de materiales poliméricos que tengan buenas propiedades mecánicas y físicas, junto con la capacidad para recibir las suficientes cantidades de materiales estabilizantes, en particular estabilizantes uv, para proteger el núcleo interno. Los materiales poliméricos preferidos para la capa protectora externa comprenden homo y copolímeros de propileno, y especialmente copolímeros de propileno tales como, por ejemplo, Neste SA 4020G. También pueden usarse otros materiales poliméricos con propiedades mecánicas y físicas apropiadas, por ejemplo nilones y Surlyn, en las circunstancias apropiadas.

Entre los materiales estabilizantes apropiados se incluyen, por ejemplo, dióxido de titanio, negro de carbono, y otros agentes de relleno. Aunque el negro de carbono es un excelente estabilizador uv y un relleno de refuerzo, las tuberías subterráneas tienen frecuentemente un código de colores y por lo tanto su uso no es posible en muchas aplicaciones. El dióxido de titanio es, por lo tanto, el estabilizante uv y agente de relleno preferido, ya que también es compatible con muchos paquetes de colorante. También se pueden usar otros materiales de relleno tales como yeso y talco, y los que se mencionan en la solicitud de patente europea nº 0604907. El tamaño de partícula preferido del agente de relleno depende de agente del relleno que se esté usando, pero para el dióxido de titanio, por ejemplo, el intervalo del tamaño de partícula medio es preferiblemente de 0,003 a 0,025\bulletm.

Una tubería de plástico particularmente preferida de acuerdo con la presente invención comprende un núcleo interno de polietileno y una capa protectora externa de un copolímero de propileno. La tubería puede, por supuesto, comprender más de dos capas de material polimérico, y se incluyen todas las tuberías multicapa apropiadas siempre que estén presentes al menos un núcleo interno y una capa protectora externa. La tubería puede, por ejemplo, comprender un núcleo interno multicapa y una capa protectora externa.

Aunque es necesario que el espesor de la capa protectora externa sea el suficiente como para aceptar las cantidades apropiadas de estabilizantes uv y colorantes necesarias para proteger el núcleo interno y para proporcionar además la identificación apropiada, hemos descubierto que si el espesor es demasiado grande, haciendo que la capa externa se vuelva demasiado rígida, la resistencia al impacto de la tubería se reduce inesperadamente.

Sin pretender ceñirnos a ninguna teoría en particular, se cree que la resistencia al impacto de las tuberías de plástico de la invención está relacionada en parte con la adhesión entre el núcleo interno y la capa protectora externa. Si la adhesión es demasiado pequeña, la capa protectora externa se comporta como una tubería relativamente delgada y estructuralmente independiente y es por lo tanto susceptible de ser dañada por impacto. Si la adhesión es demasiado grande, las grietas formadas por la ruptura de la capa externa tienen la tendencia a propagarse hasta el núcleo interno. Idealmente, por lo tanto, la adhesión entre la capa protectora externa y el núcleo interno debería ser la suficiente como para que, si se rompe la capa protectora externa y se forma una grieta, la grieta se detenga en la superficie intermedia entre la capa externa y el núcleo interno.

Preferiblemente, la capa protectora externa tiene un espesor mayor de 0,1 mm, más preferiblemente mayor de 0,2 mm, y más preferiblemente, su espesor se encuentra en el intervalo entre 0,3 y 0,5 mm.

Las dimensiones de la tubería y de la capa protectora son tales que la proporción entre el diámetro exterior de la tubería y el espesor de la capa protectora es al menos 70, preferiblemente al menos 100. A partir de esto se puede observar que es posible usar una capa protectora de mayor espesor en una tubería de mayor diámetro, aunque el espesor se mantiene en el mínimo para obtener un despegue más fácil.

Los ejemplos de diámetros exteriores de la tubería y de espesores de la capa protectora externa son los siguientes:

Diámetro exterior de la	Espesor de la capa	SDR
tubería (mm)	protectora externa (mm)
25 a 30	0,3	83 a 100
30 a 50	0,3	100 a 166
63 a 125	0,4	157 a 312
> 125	0,5	250 a 500 (a un diámetro
		de tubería de 250 mm)

Preferiblemente, las dimensiones de la tubería y la capa protectora son tales que la proporción entre el diámetro exterior de la tubería y el espesor de la capa protectora (relación diámetro espesor, en inglés standard dimension ratio SDR) se encuentra en el intervalo entre 150 y 400.

Cuando se esté desprendiendo la capa protectora externa de los extremos de la tubería, es importante que la fuerza de cohesión de la capa protectora externa sea mayor que la fuerza de la unión adhesiva entre la capa protectora externa y el núcleo interno. El motivo de ello es impedir que alguna partícula de la capa protectora externa de un tamaño considerable se adhiera a la superficie externa del núcleo interno e interfiera con el procedimiento de realización de las juntas, cuando se usa, por ejemplo, un acoplador de electrofusión. Preferiblemente, la disposición es tal que cuando se desprende, la capa protectora externa no deja ningún residuo sobre la superficie externa del núcleo interno. En general, la fuerza de cohesión de la capa protectora externa es preferiblemente al menos 5 MPa, y más preferiblemente en el intervalo de 5 MPa a 10 MPa.

A pesar de lo anterior, la capa protectora externa puede estar provista de líneas de debilidad para ayudar a despegarla, que se pueden producir mediante ranuración, o preferiblemente dando a la boquilla de extrusión la forma adecuada, o enfriando la boquilla localmente, por ejemplo, tal como se describe en el documento WO93/00212.

Con el fin de ayudar aún más a despegar la capa protectora externa, las condiciones de extrusión se pueden disponer de tal modo que las propiedades de resistencia de la capa protectora externa sean diferentes en las direcciones radial y axial.

Tal como se mencionó anteriormente, la adhesión entre la capa protectora externa y el núcleo interno está preferiblemente en el intervalo entre 0,2 y 0,5 N/mm de ancho medidos por medio de un ensayo de adherencia a semi-tracción. A continuación se describe un ensayo apropiado:

Se prepara una muestra de ensayo de una tubería cortando dos entalladuras axiales paralelas de 50 mm a través de toda la capa superficial, y prolongando estas entalladuras otros 50 mm con una profundidad tal que queden 0,3 mm de la capa superficial. Se dejan otros 20 mm de longitud de la muestra antes de la alineación vertical con el captador dinamométrico.

El ensayo de desgarro se lleva a cabo en una máquina instron modelo 1197 con una velocidad de 100 mm por minuto. La tubería se sitúa de tal modo que el principio del desgarro al comienzo de la profundidad de la entalladura está a 120 mm del centro del captador dinamométrico y la distancia desde el comienzo del desgarro hasta el punto de sujeción del captador dinamométrico es de 750 mm. El aparato se muestra esquemáticamente en la figura 1. El resultado es que se logra el mayor ángulo de desgarro mientras se desgarra esa parte de la tubería con una entalladura a través de la capa superficial.

Aunque no se prefiere actualmente, es posible proporcionar una capa adhesiva entre el núcleo interno y la capa protectora externa que tuviera las características de adhesión apropiadas. Si se usa un adhesivo, éste ha de tener preferiblemente una fuerza de cohesión elevada de modo que no deje un residuo cuando se desprenda de la tubería, o, si no es este el caso y se deja algún residuo, debería ser un residuo que ayude a la fusión en lugar de dificultarla.

La resistencia al impacto de la tubería de plástico de la invención es comparable preferiblemente con la resistencia al impacto de una tubería de plástico de las mismas dimensiones formada totalmente a partir del material plástico del núcleo interno. Preferiblemente, la resistencia al impacto es al menos 150 Nm cuando se mide a 0ºC en un ensayo de impacto B50 de acuerdo con la referencia 155N696E del documento CEN TC155W1 081 (291), cuya descripción completa se incorpora en el presente documento mediante referencia. Usando una tubería de plástico que comprenda un núcleo interno de polietileno y una capa protectora externa de un copolímero de propileno se obtiene una excelente resistencia al impacto.

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Tal como se menciona anteriormente, la tubería de plástico de la presente invención se produce preferiblemente mediante coextrusión, por ejemplo, a partir de la boquilla del extrusor conectada a un extrusor de doble tornillo y doble barril, o conectada a dos extrusores individuales, alimentando la boquilla con corrientes diferentes de material plástico fundido. Preferiblemente, las corrientes de material fundido se juntan en la boquilla, es decir, los materiales se juntan en el área de presión de la boquilla y salen como una única pieza extrudida. Si no es este el caso, la boquilla puede estar provista de salidas de boquilla concéntricas alimentadas con diferentes corrientes de material plástico fundido que van a formar el núcleo interno y la capa protectora externa. En este caso, las piezas extrudidas, al salir por las salidas de la boquilla del extrusor, pueden ponerse en contacto unas con otras en una boquilla de calibrado que ajusta simultáneamente el diámetro exterior de la tubería. Las piezas extrudidas se pueden poner en contacto unas con otras, preferiblemente, en un punto próximo a la salida de la boquilla del extrusor, con el fin de evitar cualquier oxidación considerable de la superficie del núcleo interno. Por ejemplo, con piezas extrudidas que viajan a una velocidad de 1 metro por minuto, la boquilla de calibrado está, preferiblemente, no más lejos de 15 cm desde la salida de la boquilla del extrusor.

Aunque en determinadas circunstancias es posible hacer pasar la pieza extrudida del núcleo interno a través de una boquilla de calibrado individual antes de aplicar la capa protectora externa, esto no se prefiere ya que se ha descubierto que la boquilla de calibrado crea una capa superficial externa sobre el núcleo interno que es más susceptible de degradarse, posiblemente debido a la orientación de cizalla o nucleación de cizalla inducida en la superficie externa que entra en contacto con la boquilla de calibrado.

La temperatura de las piezas extrudidas dependerá de la naturaleza del material polimérico, pero, por ejemplo, usando un núcleo interno de polietileno y una capa protectora externa de copolímero de propileno, la temperatura de la pieza extrudida en la salida de la boquilla es preferiblemente de 180 a 220ºC. Preferiblemente, cuando se juntan las piezas extrudidas, su temperatura es de al menos 150ºC, más preferiblemente de 180 a 220ºC.

El procedimiento de la invención puede producir con un nivel de calidad constante un núcleo interno y una capa protectora externa que tengan una adhesión en el intervalo preferido, y mediante la elección apropiada del material de la capa protectora externa se puede disponer que la capa protectora externa se despegue del núcleo interno sin dejar ningún residuo considerable sobre la superficie del núcleo interno. Si es necesario, las propiedades físicas de la capa protectora externa se pueden ajustar mediante la adición de más o menos agentes de relleno y otros aditivos. El material polimérico preferido para la capa protectora externa comprende, por ejemplo, un copolímero de propileno que comprende entre 1 y 6% en peso, basado en el peso total de la composición, de un agente de relleno tal como dióxido de titanio. Preferiblemente, la capa protectora externa tiene una resistencia a la tracción de 15 a 25 MPa.

En general hemos descubierto que es preferible no usar aditivos de bajo peso molecular tales como, por ejemplo, productos auxiliares de elaboración, en el procedimiento de la invención. Sin embargo se ha descubierto que los estearatos, por ejemplo estearato de calcio, son eficaces como producto auxiliar de elaboración sin perjudicar de modo importante la adhesión entre el núcleo interno y la capa protectora.

En la formulación de la capa protectora se pueden incluir los antioxidantes que sean necesarios. En su caso, pueden omitirse de la formulación del núcleo interno siempre que se incluyan cantidades suficientes en la capa protectora externa.

La invención se ilustra mediante el siguiente ejemplo:

Ejemplo

Se prepararon varias formulaciones para el núcleo interno y la capa protectora externa con composiciones como las expuestas en la Tabla 1. Las formulaciones se extrudieron usando un extrusor principal y otro extrusor auxiliar más pequeño equipado con una alimentación de boquilla concéntrica. Las corrientes de material fundido se unieron antes de salir por las boquillas para masas calientes. En un experimento, se hizo pasar la pieza extrudida, que tenía un diámetro de 80 mm, a través de una boquilla de calibrado de 66,8 mm de diámetro para dar una tubería de doble capa de 63,8 mm de diámetro exterior, 0,3 mm de espesor de la capa protectora externa y 6,2 mm de espesor del núcleo interno. En otro experimento, se extrudió una tubería de doble capa de 40 mm de diámetro exterior.

Unas muestras de tuberías de 40 mm de diámetro exterior se sometieron al ensayo de adherencia a semi-tracción descrito anteriormente, y los resultados se presentan en la Tabla 2. La Tabla 3 muestra resultados similares en muestras que no pudieron despegarse a temperatura ambiente y, por lo tanto, se trataron térmicamente en un horno antes de someterlas al ensayo de adherencia. Estos ejemplos se incluyen a modo de comparación.

Las muestras de tuberías se sometieron también a un envejecimiento de acuerdo con el ensayo de resistencia a las condiciones atmosféricas de la norma ISO 4892. El procedimiento del ensayo se presenta más abajo. Se descubrió que las propiedades de las tuberías no se ven afectadas de un modo importante tras someterlas al ensayo de envejecimiento, mostrando que el paquete de estabilizantes incluido en la capa protectora externa protegió eficazmente el núcleo interno natural. Los resultados se presentan en la Tabla 4.

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Se sometieron otras muestras de tuberías al ensayo de impacto B50 de acuerdo con la referencia 155N696E del documento CEN TC155W1 081 (291). Los ensayos de impacto se realizaron a 0ºC y a -20ºC. Se consideró que la tubería superaba el ensayo si la resistencia al impacto medida era mayor de 150 Nm.

Se descubrió que las tuberías con una capa externa de copolímero de polipropileno superaron todos los ensayos de impacto y tenían aproximadamente el mismo comportamiento que las tuberías de polietileno del mismo diámetro sin recubrir.

Las tuberías con una capa externa de homopolímero de polipropileno tuvieron una reducida resistencia al impacto de 33 Nm a 0ºC, en comparación con más de 150 Nm para una tubería de polietileno sin recubrir equivalente, y se consideró que no superaron el ensayo.

Se ensayó también una mezcla 50/50 de homopolímero y copolímero de polipropileno. Esta tubería superó el ensayo de impacto a 0ºC con una resistencia al impacto mayor de 150 Nm pero los resultados a -20ºC fueron los mismos que los del homopolímero de polipropileno.

El que no superaran el ensayo se debió a un tipo de ruptura en la que se originaba una grieta en la capa externa y se propagaba hasta la tubería. Se cree que la razón por la que las muestras que no superaron el ensayo de impacto es que la adhesión entre la capa externa y el núcleo interno era demasiado grande.

Se dirige la atención del lector a todos aquellos documentos, presentados al mismo tiempo o antes que la presente memoria descriptiva, en relación con la presente aplicación y que se encuentran abiertos a inspección pública con la presente memoria descriptiva, y los contenidos de todos esos documentos se incorporan en el presente documento mediante referencia.

(Tabla pasa a página siguiente)

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Envejecimiento de tuberías de polietileno/polipropileno

Ensayo de resistencia a las condiciones atmosféricas de acuerdo con la norma ISO 4892.

Objeto de ensayo

61 piezas de tuberías de polietileno con una longitud de 465 mm y un diámetro de 40 mm.

9 piezas, tubos amarillos marcados	E100
9 \hskip3mm ''	E102
9 \hskip3mm ''	E103
9 \hskip3mm ''	E104
8 \hskip3mm ''	E106
8 piezas, \hskip3mm '' \hskip2mm blancos \hskip9mm ''	E107
9 piezas, \hskip3mm '' \hskip1mm negro/naranja \hskip2mm ''	E108

Realización del ensayo

Las tuberías de polietileno se expusieron en una cámara climática (Weather-o-meter) tipo Atlas 65® según el ciclo de lluvias 102/1S.

La temperatura de un termómetro de bulbo negro estándar era 63\pm3ºC y la humedad relativa 50\pm5%.

La fuente de luz se filtró para alcanzar un límite inferior de 290 nm.

La irradiancia fue 61+6W/m^{2} en el paso de banda de 280 a 400 nm.

La exposición se completó tras 250 horas, lo que corresponde a una dosis de luz en el intervalo de longitud de onda del ultravioleta visible (280 a 600 nm) de 3 meses en Londres, Inglaterra.

(Tabla pasa a página siguiente)

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Claims

1. Una tubería de plástico que comprende un núcleo interno y una capa protectora externa que se puede desprender del mismo para dejar al descubierto una superficie del núcleo interno, caracterizada porque la capa protectora externa está unida al núcleo interno, las dimensiones de la tubería y la capa protectora son tales que la proporción entre el diámetro exterior de la tubería y el espesor de la capa protectora es al menos 70, preferiblemente al menos 100, y la fuerza de cohesión de la capa protectora externa, sin tener en cuenta ninguna línea de debilidad, al menos en los extremos de la tubería es mayor que la fuerza de adherencia de la unión adhesiva entre la capa protectora externa y el núcleo interno.

2. Una tubería de plástico según la reivindicación 1, caracterizada porque la fuerza de adherencia de la unión adhesiva entre el núcleo interno y la capa protectora externa es insuficiente para permitir que una grieta formada en la capa protectora externa por un impacto se propague hasta el núcleo interno, y de ese modo disminuya la resistencia al impacto medida de la tubería de plástico, en la que la resistencia al impacto se mide sometiendo la tubería de plástico a un ensayo de impacto de caída de peso B50 de acuerdo con la referencia 155N696E del documento CEN TC155W1 081(291), a una temperatura de 0ºC.

3. Una tubería de plástico según la reivindicación 1, caracterizada porque la tubería de plástico tiene una resistencia al impacto mayor de 150 Nm cuando se mide en un ensayo de impacto B50 de acuerdo con la referencia 155N696E del documento CEN TC155W1 081(291), medida a 0ºC, y en la que la fuerza de cohesión de la capa protectora externa, sin tener en cuenta ninguna línea de debilidad, al menos en los extremos de la tubería es mayor que la fuerza de adherencia de la unión adhesiva entre la capa protectora externa y el núcleo interno.

4. Una tubería de plástico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la adhesión entre la capa protectora externa y el núcleo interno está en el intervalo de 0,2 a 0,5 N/mm de ancho medidos por un ensayo de adherencia a semi-tracción como el descrito anteriormente.

5. Una tubería de plástico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el núcleo interno comprende polietileno.

6. Una tubería de plástico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa protectora externa comprende un homopolímero o copolímero de propileno.

7. Una tubería de plástico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el núcleo interno está relativamente exento de antioxidantes o estabilizantes uv.

8. Una tubería de plástico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa protectora externa comprende un agente de relleno de dióxido de titanio.

9. Una tubería de plástico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el espesor de la capa protectora externa está en el intervalo entre 0,3 y 0,5 mm.

10. Una tubería de plástico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la proporción entre el diámetro exterior de la tubería y el espesor de la capa protectora externa está en el intervalo entre 150 y 400.

11. Una tubería de plástico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la resistencia a la tracción de la capa protectora externa está en el intervalo entre 15 MPa y 25 MPa.

12. Una tubería de plástico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa protectora externa tiene una fuerza de cohesión de entre 5 MPa y 10 MPa.

13. Un procedimiento para producir una tubería de plástico que comprende un núcleo interno y una capa protectora externa que se puede desprender del mismo para dejar al descubierto una superficie del núcleo interno, caracterizado porque comprende la coextrusión de los materiales plásticos fundidos que forman el núcleo interno y la capa protectora externa a partir de una boquilla de extrusión, juntando los materiales plásticos fundidos mientras aún están calientes y dejándolos enfriar, de tal modo que, al enfriarse, la capa protectora externa se une al núcleo interno pero pudiendo despegarse del mismo al menos en los extremos de la tubería, para dejar al descubierto una superficie del núcleo interno apropiada para la soldadura por electrofusión, en el que las dimensiones de la tubería y de la capa protectora son tales que la proporción entre el diámetro exterior de la tubería y el espesor de la capa protectora es al menos 70, preferiblemente al menos 100, y la fuerza de cohesión de la capa protectora externa, sin tener en cuenta ninguna línea de debilidad, al menos en los extremos de la tubería es mayor que la fuerza de adherencia de la unión adhesiva entre la capa protectora externa y el núcleo interno.

14. Un procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque el núcleo interno comprende polietileno y la capa protectora externa comprende un homopolímero o copolímero de propileno.

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15. Un procedimiento según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque los materiales plásticos fundidos se ponen en contacto unos con otros en el área de presión de una boquilla de extrusión.

16. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el núcleo interno y la capa protectora externa se ponen en contacto a una temperatura de entre 150ºC y 220ºC.

17. Una tubería de plástico según la reivindicación 1, caracterizada porque la capa protectora externa tiene un espesor mayor de 0,1 mm, las dimensiones de la tubería y la capa protectora externa son tales que la proporción entre el diámetro exterior de la tubería y el espesor de la capa protectora es al menos 70, preferiblemente al menos 100, la fuerza de cohesión de la capa protectora externa, sin tener en cuenta ninguna línea de debilidad, al menos en los extremos de la tubería es mayor que la fuerza de adherencia de la unión adhesiva entre la capa protectora externa y el núcleo interno, y la adhesión entre la capa protectora externa y el núcleo interno está en el intervalo de 0,2 a 0,5 N/mm de ancho medidos por un ensayo de adherencia a semi-tracción.