ES2207872T3 - Tubo flexible totalmente reciclable. - Google Patents
Tubo flexible totalmente reciclable.Info
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Abstract
MANGUERA RECICLABLE QUE COMPRENDE UN CIERTO NUMERO DE CAPAS COAXIALES MUTUAMENTE CONECTADAS ENTRE SI, QUE COMPRENDE UNA PRIMERA CAPA INTERIOR CON UNA SUPERFICIE ADAPTADA PARA ESTAR EN CONTACTO CON UN FLUIDO QUE VA A SER CONDUCIDO POR LA MISMA, UNA SEGUNDA CAPA DE REFUERZO Y UNA TERCERA CAPA EXTERIOR ADAPTADA PARA PROTEGER Y FIJAR LA SEGUNDA CAPA DE REFUERZO; LA SEGUNDA CAPA ESTA CONSTITUIDA POR UN MATERIAL COMPLETAMENTE COMPATIBLE Y MEZCLABLE CON EL POLIMERO O LA COMPOSICION DE POLIMERO QUE CONSTITUYE LA PRIMERA Y TERCERA CAPAS.
Description
Tubo flexible totalmente reciclable.
La presente invención se refiere a un tubo
flexible totalmente reciclable al finalizar su vida útil.
Es sabido que los tubos flexibles para
transportar fluidos de la técnica anterior tienen diversas
estructuras y son de diversos tipos según la clase de fluido a
transportar y a la presión de trabajo a que están sometidos.
Los tubos flexibles o tuberías de la técnica
anterior a menudo presentan una estructura multicapa con una zona
interna que proporciona la impermeabilidad al fluido transportado,
una capa media de refuerzo y una capa externa para fijar y proteger
la capa media.
Los materiales utilizados para las capas interna
y externa de los tubos flexibles de la técnica anterior son
polímeros orgánicos o metaloorgánicos.
Estos materiales proporcionan tubos flexibles que
tienen las propiedades de flexibilidad requeridas pero los tubos
flexibles construidos de este modo no tienen suficientes
propiedades mecánicas.
La segunda capa aporta las propiedades mecánicas
requeridas al tubo flexible gracias a su estructura y al material
que constituye la segunda capa que está a menudo hecha trenzando,
curvando en espiral o agrupando materiales textiles, metales o
polímeros termoplásticos y está dispuesta entre las capas interna y
externa, tal como se ha descrito anteriormente.
Las patentes US 4.308.895 y DE 2.419.799 en
particular describen un tubo flexible según la parte
precaracterizadora de la reivindicación 1.
Es notorio que dichos tubos flexibles de la
técnica anterior son muy problemáticos a la hora de desecharlos o
reciclarlos al finalizar su vida útil.
Dichos problemas son parcialmente atenuados
cuando la fibra de refuerzo es un material textil en lugar de un
metal ya que es parcialmente reciclable y reutilizable según el tipo
de polímero utilizado para el substrato y/o el revestimiento.
La recuperación de este polímero se efectúa
triturando los tubos flexibles y separando al menos las partículas
más grandes de material textil, que constituían en su origen la
porción de refuerzo del tubo flexible, del material polimérico
granuloso.
Puede reutilizarse el material granuloso de este
modo obtenido, procedente de los tubos flexibles que tienen las
capas interna y externa fabricadas de goma, si es adecuadamente
triturado y queda libre de cualquier fibra de material textil
residual, como una baja carga económica en composiciones
elastométricas vulcanizables.
El material en partículas obtenido de los tubos
flexibles que tienen las capas interna y externa fabricadas de
polímeros o de mezclas de polímeros termoplásticos puede ser
reutilizado para fabricar artículos generalmente muy gruesos.
No se pueden fabricar artículos delgados ya que
el material reciclado tiene propiedades mecánicas reducidas debido a
las fibras aprisionadas en el material formado de partículas y que
no se puede eliminar volviendo a triturar el material debido a su
termoplasticidad.
En particular no es posible volver a utilizar el
material para fabricar tubos flexibles ya que los filamentos
textiles no permitirían la impermeabilidad del tubo flexible
respecto a los fluidos transportados.
Otro uso del material reciclado, tal como el
moldeo por inyección, no resulta posible en la práctica ya que los
residuos textiles pudieran obstruir las boquillas de los
inyectores.
El objetivo de la presente invención es eliminar
los mencionados inconvenientes de la técnica anterior proporcionando
un tubo flexible que sea totalmente reciclable al finalizar su vida
útil.
Dentro de este objetivo, un objeto importante de
la invención es proporcionar un tubo flexible que tenga un elevado
porcentaje de material biodegradable.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
tubo flexible reciclable que tenga también al menos las mismas
propiedades físicas y mecánicas que los tubos flexibles de la
técnica anterior y que sea fiable, seguro y económico.
El mencionado objetivo técnico al igual que los
mencionados objetos que resultarán más comprensibles a continuación
se logran mediante un tubo flexible reciclable según la parte
caracterizadora de la reivindicación 1.
Se deducirán otras características y ventajas de
la invención de la siguiente descripción de un modo de realización
de la invención, ilustrado a modo de ejemplo en los dibujos adjuntos
en los cuales:
La Fig. 1 es una vista, en perspectiva
seccionada, de un tubo flexible que tiene cuatro capas, según la
invención;
La Fig. 2 es una vista, en perspectiva
seccionada, de un tubo flexible que tiene siete capas, según la
invención;
La Fig. 3 muestra una variante de modo de
realización del tubo flexible según la invención.
Con particular referencia a dichas figuras, el
tubo flexible según la invención, globalmente designado con la
referencia numérica 1, tiene cuatro capas concéntricas asociadas
entre sí.
Una primera capa 2, en el interior del tubo
flexible, está fabricada, por ejemplo, por extrusión de polietileno
con MFI (Bajo índice de fusión) adecuado para este tipo de
disposiciones y, en cualquier caso, a 190º con 2,16 Kg comprendido
entre 0,2 a 4 g/minuto. Una capa 3, que recubre la capa 2, está
fabricada de material de poliolefina biodegradable o de goma
termoplástica obtenida por vulcanización dinámica de mezclas que
contienen una poliolefina cristalina, del tipo PE o PP o sus mezclas
y de gomas de poliolefina del tipo EPDM/EPM. Una tercera capa de
refuerzo 4 está hecha trenzando, curvando en espiral o agrupando la
capa 3 con un material textil de fibra de PP de una cuenta de entre
5 y 9 g/denier y de preferencia de entre 5,5 y 8 g/denier y con un
punto de fusión de 110ºC a 180ºC y, de preferencia, de 120ºC a
165ºC. Una capa de recubrimiento 5, que recubre la capa 4 tiene la
misma composición que la capa 3.
Según otro modo de realización, el tubo flexible
según la invención está fabricado tal como se ha descrito
anteriormente aunque con capas 6 entre las capas 2 y 3, entre las
capas 3 y 4 y entre las capas 4 y 5. Las capas 6 están constituidas
por una poliolefina termoplástica que se vuelve funcional, por
ejemplo, con anhídrido maléico para mejorar la adherencia y
compatibilidad entre las capas donde se coloca esta capa 6.
Según un modo de realización adicional, no
representado en los dibujos, el tubo flexible según la invención
tiene tres capas, estando la primera capa interna 2 constituida por
una goma termoplástica parcial o totalmente vulcanizada
dinámicamente y basada en poliolefinas termoplásticas, en su mayor
parte de tipo cristalino, elegidas, de preferencia, entre
polietileno y sus copolimeros correspondientes y polipropileno y
sus copolimeros correspondientes y de elastómeros de poliolefina del
tipo EPDM/EPM o de cauchos de nitrilo compatibles con el tipo PE o
PP, principalmente poliolefina cristalina y sus correspondientes
copolímeros.
La segunda capa de refuerzo 4 y la tercera capa
de recubrimiento 5 que constituyen el tubo flexible tienen las
mismas características que el tubo flexible según el modo de
realización de cuatro capas anteriormente descrito.
El tubo flexible según la invención ha sido
sometido a pruebas para comprobar su reciclabilidad real.
Se compararon entonces los resultados con los
resultados de pruebas análogas realizadas en un tubo flexible de
diversas clases que no se habían fabricado según la presente
invención.
Los tubos flexibles sometidos a las pruebas
fueron: una muestra 1 del tubo flexible según el modo de
realización preferido de la invención con cuatro capas, de 13 mm de
diámetro interno y 21 mm de diámetro externo, constituido por el
9,5% del peso/m de la capa 2, el 43,9% de la capa 3, el 3,9% de la
capa 4 y el 42,5% de la capa 5 y una muestra 2 de un tubo flexible
que tiene una composición idéntica a la del tipo anteriormente
descrito excepto que la capa reforzada estaba fabricada de fibras de
poliéster de la misma cuenta.
Se trituraron las muestras, se trabajaron en un
mezclador bicilíndrico a una temperatura de 190ºC +/-5ºC para
obtener una masa homogénea de la cual se obtuvo una lámina de
3-4 mm.
Se obtuvieron de este modo las láminas 1 y 2 de
las muestras de tubos flexibles 1 y 2.
Se trituró una muestra 3 del tubo flexible 2,
reforzado con poliéster hasta obtener granulos, a continuación se
mezclaron estos granulos a 10 partes por peso de un compatibilizador
utilizado normalmente para reciclar materiales termoplásticos y en
un mezclado cilíndrico, se siguió con el proceso tal como antes se
ha descrito para obtener las láminas 3.
Se estampó una muestra de cada lámina, por
compresión, a 190ºC/+/-3ºC, para formar una placa de 20x20x0,2 cm y
se midieron entonces sus propiedades mecánicas.
Se trituró hasta formar gránulos una segunda
muestra de dichas láminas y se introdujeron los granulos en un
estirador de 30 mm de diámetro, que tenía una relación de
longitud/diámetro de 20, y en una prensa de inyección.
Los datos resultantes fueron los siguientes:
\newpage
| Muestra 1 | Muestra 1A | Muestra 2 | Muestra 3 | |
| Conformación | compresión | inyección | compresión | compresión |
| Dureza límite A (puntos) | 81 | 82 | 82 | 85 |
| Módulo al 100% de alargamiento | 3,8 | 3,9 | 4,7 | - - |
| (MPa) | 7,4 | 9,5 | 4,6 | 7,5 |
| Carga de rotura por tracción (MPa) | 438 | 600 | 193 | 72 |
| Alargamiento de rotura | bueno | bueno | estriado | estriado |
| Aspecto de la placa | no | no | si | si |
| Presencia de residuos textiles | excelente | excelente | mala | mala |
| Capacidad de extrusión | excelente | excelente | mala | mala |
| Capacidad de moldeo por inyección |
Los resultados de las pruebas antes descritas
demuestran que el material que constituye el tubo flexible según la
invención (muestras 1 y 1A) pueden reutilizarse totalmente y que el
tubo flexible puede ser reciclado para utilizarlo en trabajos
delicados.
De hecho, los resultados demuestran que la Carga
de rotura por tracción y el Alargamiento de rotura de la Muestra 2 ,
que contiene el material textil de fibra de poliéster, se reducen
del 38% y del 56%, respectivamente con respecto a la Muestra 1,
debido a la presencia de residuos textiles que son la causa de la
discontinuidad del material y la posibilidad de permeabilidad si se
tiene que utilizar el material como substrato para tubos
flexibles.
La disminución del porcentaje de las propiedades
de la Muestra 2 aumenta respecto a la Muestra moldeada por inyección
1A en la cual el método de producción causa la orientación del
material.
En la Muestra 3, se suma el efecto del
compatibilizador, constituido por un polímero de gran dureza, al
efecto de los residuos de material textil de poliester y el Módulo
de Alargamiento al 100% ni siquiera se puede medir porque el
material reciclado se rompe antes de llegar a este límite.
Por el contrario, el material reciclado de la
Muestra 1 que contiene el material textil de fibra de polipropileno
es totalmente reciclable respecto a sus propiedades mecánicas y de
factibilidad y se pueden reutilizar en el mismo tipo de artículos
originales.
La característica principal del tubo flexible
según la invención es la total ausencia de residuos textiles lo cual
permite obtener un material homogéneo reutilizable útil y
económico.
Según otro modo de realización, se define el tubo
flexible por medio de una primera capa 10 constituida por una goma
termoplástica vulcanizada de forma total o parcialmente dinámica o
por una poliolefina elastomérica.
La segunda capa de refuerzo está definida en
cambio por una bobina de refuerzo 14 embebida en la primera capa
tal como representa la Fig. 3.
En particular, la bobina 14 está constituida por
una poliolefina termoplástica principalmente cristalina escogida
entre PE/PP o sus copolímeros.
Con el fin de impedir un encogimiento excesivo
del material de la bobina durante la fabricación del tubo flexible,
la bobina puede estar constituida por una goma termoplástica
vulcanizada de forma total o parcialmente dinámica con un elevado
contenido de poliolefina termoplástica principalmente
cristalina.
Se ha visto en la práctica que el tubo flexible
según la invención es particularmente ventajoso desde el punto de
vista del medio ambiente porque pueden reciclarse los materiales,y
desde el punto de vista económico porque el material reciclado puede
ser totalmente reutilizado sin limitación alguna. Asimismo, los
tubos flexibles según la invención pueden flotar y, por lo tanto,
son más fáciles de retirar si de dejan en el mar, lagos o ríos. La
posibilidad de fabricar juntas con materiales termoplásticos
compatibles con los materiales que constituyen el tubo flexible,
permiten deshacerse de las tuberías sin desmontarlas y reciclarlas y
reutilizarlas totalmente.
Los materiales utilizados al igual que las
dimensiones pueden ser cualesquiera según las necesidades
específicas y el estado de la técnica.
Claims (20)
1. Tubo flexible reciclable (1) que comprende una
pluralidad de capas coaxiales mutuamente asociadas entre sí,
comprendiendo dichas capas al menos una capa interna (2) que tiene
una superficie apta para entrar en contacto con un fluido a
transportar, al menos una segunda capa de refuerzo (4) y al menos
una tercera capa externa (5) apta para proteger y fijar dicha al
menos una segunda capa de refuerzo, donde dicha capa interna (2),
dicha segunda capa de refuerzo (4) y dicha tercera capa externa (5)
que constituyen dicho tubo flexible (1) están fabricadas de
materiales totalmente compatibles y mezclables entre sí,
caracterizado porque
dicho polímero o dicha mezcla de polímeros que
constituyen al menos una primera capa (2), de dicho tubo flexible
(1) es una poliolefina termoplástica,
dicha al menos una tercera capa de recubrimiento
(5), está constituida por un polímero o composición polimérica igual
al polímero o composición polimérica de dicha al menos una primera
capa (2), y
dicha al menos una segunda capa de refuerzo (4),
está constituida por una poliolefina termoplástica principalmente
cristalina.
2. Tubo flexible (1) según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha al menos una segunda capa de
refuerzo (4), está constituida por fibras textiles.
3. Tubo flexible (1), según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichas
fibras textiles se aplican trenzando, curvando en espiral o
agrupando la capa inferior.
4. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha al
menos una segunda capa de refuerzo (4), está constituida por fibras
PP.
5. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
al menos una cuarta capa (3) dispuesta entre dicha al menos una
primera capa (2), y dicha al menos una segunda capa de refuerzo (4),
siendo dicha al menos una cuarta capa (3), apta para aumentar el
grosor.
6. Tubo flexible (1), según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha
poliolefina termoplástica que constituye dicha al menos una primera
capa (2), de dicho tubo flexible (1) es principalmente
cristalina.
7. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha
poliolefina termoplástica cristalina que constituye dicha al menos
una primera capa (2), se elige entre polietileno y sus copolimeros
correspondientes o entre polipropileno y sus copolimeros
correspondientes o sus correspondientes mezclas con EPM/EPDM.
8. Tubo flexible (1) según una o más de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque dicho
polímero o dicha mezcla de polímeros que constituyen dicha al menos
una primera capa (2), de dicho tubo flexible (1) está constituido
por una goma termoplástica parcial o completamente vulcanizada de
una forma dinámica
9. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha goma
termoplástica total o parcialmente vulcanizada de forma dinámica
está basada en poliolefinas termoplásticas principalmente
cristalinas.
10. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha goma
termoplástica total o parcialmente vulcanizada de forma dinámica
está basada en elastómeros de poliolefina tipo EPDM/EPM o caucho de
nitrilo compatible.
11. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho
polímero o mezcla de polímeros que constituyen dicha al menos una
cuarta capa (3), es una goma termoplástica total o parcialmente
vulcanizada de forma dinámica.
12. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha goma
termoplástica parcial o totalmente vulcanizada de forma dinámica
está basada en poliolefinas termoplásticas principalmente
cristalinas.
13. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha goma
termoplástica que constituye dicha al menos una cuarta capa (3) está
basada en elastómeros de poliolefina tipo EPDM/EPM o en caucho de
nitrilo compatible.
\newpage
14. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha
cuarta capa (3) está constituida por poliolefinas termoplásticas
biodegradables tales como polietileno y sus copolimeros que
contienen almidón.
15. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha al
menos una tercera capa, de recubrimiento (5) está constituida por un
polímero o una composición de polímeros igual al polímero o
composición de polímeros de dicha al menos una cuarta capa
(3).
16. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre al
menos dos capas que constituyen dicho tubo flexible (1), está
comprendida una capa constituida por una poliolefina termoplástica
funcional con al menos un anhidro maléico para mejorar la adherencia
y compatibilidad entre las capas donde se coloque.
17. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha al
menos una primera capa (2), de dicho tubo flexible (1) está
constituida por una goma termoplástica principalmente cristalina
total o parcialmente vulcanizada de forma dinámica.
18. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha al
menos una primera capa (2), de dicho tubo flexible (1) está
constituida por una poliolefina elastomérica.
19. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha al
menos una segunda capa de refuerzo (4), comprende una bobina
embebida en dicha primera capa (2) estando dicha bobina constituida
por una poliolefina termoplástica principalmente cristalina elegida
entre PE/PP o sus copolímeros.
20. Tubo flexible (1) según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha
bobina está constituida por una goma total o parcialmente
vulcanizada de forma dinámica que tiene un elevado contenido de
poliolefina termoplástica principalmente cristalina.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| ITMI980174 | 1998-01-30 | ||
| IT98MI000174A IT1298520B1 (it) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | Tubo riciclabile completamente al termine della propria vita utile |
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