ES2961707T3 - Procedimiento para fabricar un recipiente compuesto para fluido a presión - Google Patents

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Abstract

Un método para fabricar un recipiente compuesto de fluido presurizado comprende una etapa de enrollar una primera cinta a base de resina de poliolefina para formar una primera capa (2) del recipiente, una etapa de aplicar, a la primera capa (2), una segunda, capa intermedia (3) que consiste en un material con propiedades de permeabilidad variable con la temperatura, y especialmente de permeabilidad por debajo de una temperatura umbral establecida y de no permeabilidad por encima de la temperatura umbral, comprendiendo el método una etapa de enrollado, sobre la segunda capa intermedia (3), una segunda cinta a base de resina para formar una tercera capa (4), caracterizada porque la cinta que forma la tercera capa (4) está basada en una resina diferente a la resina de la primera capa (2), y porque , durante la etapa de aplicar la segunda capa intermedia (3) y durante la etapa de enrollar la segunda cinta, la segunda capa intermedia (3) se mantiene a una temperatura superior a la temperatura umbral, comprendiendo entonces el método una etapa de enfriar la segunda capa intermedia (3) a una temperatura inferior a la temperatura umbral, mientras que la primera (2) y la tercera (4) capas se mantienen cada una a una temperatura superior a la temperatura de fusión de su resina. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para fabricar un recipiente compuesto para fluido a presión
La presente invención se refiere a un procedimiento para fabricar un recipiente compuesto para fluido a presión.
La invención se refiere más particularmente a un procedimiento para fabricar un recipiente compuesto para fluido a presión que comprende una etapa de enrollar una primera tira a base de resina de poliolefina para formar una primera capa del recipiente que comprende una etapa de deposición, sobre la primera capa, de una segunda capa intermedia, que consiste en un material que tiene propiedades de permeabilidad variable en función de la temperatura y en particular una permeabilidad por debajo de una temperatura umbral determinada y una no permeabilidad por encima de la temperatura umbral, comprendiendo el procedimiento, una etapa de enrollado, sobre la segunda capa intermedia, de una segunda tira a base de resina para formar una tercera capa. La invención se refiere a recipientes compuestos termoplástico fabricados a partir de tiras reforzadas con resinas de poliolefina. En determinadas aplicaciones, es necesario conectar la superficie exterior de los distintos recipientes a elementos tales como, por ejemplo, soportes o accesorios.
Las resinas de poliolefina, tales como, por ejemplo, polibuteno-1, polietileno, polipropileno, están poco adaptadas para garantizar una unión con una capa adicional durante la fabricación del recipiente.
En efecto, las resinas de poliolefina tienen una estructura química bastante estable (estructura electrónica externa muy estable). Por lo tanto, es bastante difícil realizar una unión química (unión estructural) para unir esta resina a otra capa o material.
Existen técnicas para superar este problema. Para mejorar la capacidad de dicha resina de unirse con otra capa o material, se conoce, por ejemplo, prever un ataque químico sobre la superficie del material, un tratamiento plasmático (por ejemplo del tipo "Matis"), un tratamiento con llama, abrasión superficial. El objetivo de estas soluciones es modificar la química de la capa superficial para permitir la unión química con un adhesivo.
Algunos adhesivos dan muy buenos resultados de adhesión sobre resinas de poliolefina pero tienen un tiempo de apertura muy corto (adhesivos de tipo cianoacrilato como DP 8005 de 3M en particular). Estos adhesivos también pueden provocar problemas de salud. Otros adhesivos deben aplicarse según un protocolo muy específico y delicado para mostrar la mejor resistencia de unión. Esto hace que la calidad de la unión dependa del operador (temperatura para aplicar el adhesivo, proporción precisa de los componentes del adhesivo, nivel de humedad, grosor del adhesivo, etc.).
Estas soluciones conocidas no dan no obstante el resultado esperado con el tiempo. Se puede observar un deterioro en la calidad de la unión con el tiempo.
A pesar de estos problemas, estas resinas de poliolefina son frecuentemente las resinas más utilizadas para la realización de recipientes compuestos, debido en particular a su coste ventajoso.
El documento FR3037633A1 describe un procedimiento según la técnica anterior. Un objetivo de la presente invención es paliar todo o parte de los inconvenientes de la técnica anterior listado antes.
A este fin, el procedimiento según la invención, por otro lado conforme a la definición genérica dada en el preámbulo anterior, se caracteriza esencialmente por que la tira que forma la tercera capa es a base de una resina distinta de la resina de la primera capa, y por que, durante la etapa de depositar la segunda capa intermedia y durante la etapa de enrollar la segunda tira, la segunda capa intermedia se mantiene a una temperatura mayor que la temperatura umbral, comprendiendo entonces el procedimiento una etapa de enfriar la segunda capa intermedia a una temperatura por debajo de la temperatura umbral mientras que la primera y la tercera capas se mantienen cada una a una temperatura por encima de la temperatura de fusión de su resina.
Por otro lado, unas realizaciones de la invención pueden comprender una o varias de las características siguientes:
- la primera tira a base de resina de poliolefina contiene fibras de refuerzo tales como fibras de vidrio y/o de carbono,
- la segunda capa tiene un grosor menor que el grosor de la primera capa,
- la tira que forma la tercera capa es a base de una resina de material termoplástico,
- la tira que forma la tercera capa es a base de una resina que comprende al menos uno de los siguientes materiales: PET, PBT, PA, polímero, copolímero,
- las temperaturas de fusión de las resinas de la primera y de la tercera capas están comprendidas en un intervalo de temperatura de 40°C,
- la temperatura de fusión de la resina de la tercera capa es mayor que la temperatura de fusión de la primera capa,
- la segunda capa intermedia comprende o consiste en un fieltro espeso,
- la segunda capa intermedia consta de al menos uno de los siguientes materiales: poliéster, poliamida o una combinación de estos materiales,
- la segunda capa intermedia consta de un material que tiene una masa por unidad de superficie comprendida entre 50 y 800 gramos por m2
- la primera capa del recipiente constituye la envoltura interna estanca destinada a estar en contacto con el fluido a almacenar en el recipiente, o está situada en la superficie externa de una envoltura interna estanca destinada a estar en contacto con el fluido a almacenar en el recipiente.
La invención también puede referirse a cualquier dispositivo (recipiente) o procedimiento alternativo que comprende cualquier combinación de las características anteriores o a continuación en el ámbito de las reivindicaciones.
Otras particularidades y ventajas aparecerán a la lectura de la descripción a continuación, realizada en referencia a las figuras en las que:
La [Fig. 1] representa una vista en sección, esquemática y parcial, que ilustra un ejemplo de estructura de un recipiente según la invención,
La [Fig. 2] representa una vista esquemática y parcial, que ilustra un ejemplo de etapas del procedimiento de fabricación según la invención.
El procedimiento de fabricación de un recipiente compuesto para fluido a presión comprende una etapa de enrollar una primera tira a base de resina de poliolefina para formar una primera capa 2 del recipiente.
Como se muestra en la [Fig. 1], esta primera capa 2 puede constituir la envoltura interna estanca (“liner”) destinada a estar en contacto con el fluido a almacenar en el recipiente. Por supuesto, esta primera capa 2 puede enrollarse sobre la superficie externa de una envoltura interna estanca ("liner") y estar destinada a estar en contacto con el fluido a almacenar en el recipiente (volumen 5 de almacenamiento). Esta envoltura interna estanca preconstituida puede ser de material plástico o metálico, por ejemplo. Es decir que el recipiente final puede ser tipo III o IV, o V, por ejemplo. Como se ilustra, el recipiente puede estar equipado con una base en la que se monta un grifo 6.
La primera tira puede configurarse para formar una capa que garantiza la resistencia mecánica del recipiente sometido a la presión interna.
El procedimiento comprende después una etapa de depositar, sobre la primera capa 2, una segunda capa 3 intermedia que consiste en un material que tiene propiedades de permeabilidad variable en función de la temperatura, y en particular una permeabilidad por debajo de una temperatura umbral determinada y una no permeabilidad por encima de la temperatura umbral. Preferiblemente, estos estados permeables/no permeables son reversibles.
Por ejemplo, esta segunda capa 3 intermedia comprende, o está constituida por, fieltro espeso (“breather” o “fleece” en inglés). La segunda capa 3 intermedia puede estar compuesta en particular por al menos uno de los siguientes materiales: poliéster, poliamida, o una combinación de estos dos materiales. La segunda capa 3 intermedia puede tener una masa por unidad de superficie comprendida entre 50 y 800 gramos por m2.
Esta segunda capa se deposita por ejemplo sobre la primera capa mediante aplicación manual, evitando preferentemente llevar a cabo pliegues.
El procedimiento comprende también una etapa de enrollar, sobre la segunda capa 3 intermedia, una segunda tira a base de resina para formar una tercera capa 4. La tira que forma la tercera capa 4 es a base de una resina distinta de la resina de la primera capa 2. La tira que forma la tercera capa 4 es, por ejemplo, a base de una resina de material termoplástico, que comprende en particular al menos uno de los siguientes materiales: PET, PBT, PA, polímero, copolímero.
Durante la etapa de depositar la segunda capa 3 intermedia y durante la etapa de enrollar la segunda tira, la segunda capa 3 intermedia se mantiene a una temperatura mayor que la temperatura umbral (es decir en un estado no permeable, y en particular no permeable a las resinas). Las dos capas 2, 4 a base de resina se calientan a su vez o se mantienen por encima de su temperatura de fusión (por ejemplo vía un elemento 7 de calentamiento).
El procedimiento comprende después una etapa de enfriar la segunda capa 3 intermedia a una temperatura inferior a la temperatura umbral (es decir en un estado permeable a las resinas) pero mayor que las temperaturas de fusión de las resinas de la primera 2 y tercera 4 capas.
Esto permite llevar a cabo una cohesión mecánica entre las primeras 2 y las terceras 4 capas en la segunda 3 capa. En efecto, las dos resinas en cuestión migran hacia la estructura permeable o porosa de la segunda capa 3 intermedia. Durante el enfriamiento ulterior del conjunto, la solidificación asegura la cohesión y la estanqueidad entre todas las capas gracias a la segunda capa 3 intermedia.
Las dos tiras enrolladas se comportan al final estructuralmente como la misma entidad o pared.
La resina de la tercera capa 4 tiene preferiblemente una temperatura de fusión cercana a la de la resina de poliolefina utilizada para la primera capa 2. Esto permite la realización de una estructura hermética y estructuralmente unida del recipiente compuesto.
Por ejemplo, la temperatura de fusión de la resina de la tira que forma la tercera capa 4 difiere preferiblemente de cero y cuarenta grados de la temperatura de fusión de la resina de la capa que forma la primera capa 2 (resina de poliolefina). Preferiblemente, la temperatura de fusión de la resina de la tira que forma la tercera capa 4 es mayor que la temperatura de fusión de la resina de la capa que forma la primera capa 2 (resina de poliolefina).
Así, la segunda capa 3 intermedia permite una unión entre dos tiras diferentes formadas por resinas diferentes (y que pueden tener fibras de refuerzo y preferiblemente las mismas fibras de refuerzo).
La resina de la segunda tira (que estará, llegado el caso, sobre la superficie exterior del recipiente) puede ser una resina termoplástica tal como PET, PBT, PA, copolímeros de polímeros. Esta capa exterior estará así más fácilmente apta para ser unida (pegarse) a otras capas o accesorios que una capa a base de resina de poliolefina.
La segunda 4 capa puede tener un grosor menor que el grosor de la primera 2 capa.
Por ejemplo, el grosor de la segunda capa 4 puede estar comprendido entre 0,3 y 1,5 mm. Este grosor puede ser uniforme sobre la superficie del recipiente o puede variar sobre la superficie del recipiente.
Así, en un ejemplo posible el procedimiento puede desarrollarse de la siguiente manera:
- enrollar la primera tira para formar la primera capa 2,
- aplicar la segunda capa 3 intermedia a una temperatura mayor que la temperatura umbral, - enrollar la segunda tira para formar la tercera capa 4,
- enfriar por debajo de la temperatura umbral.
Cuando se completa el enrollado de la segunda tira, el conjunto se puede enfriar de manera que el material de la segunda capa 3 intermedia recupere sus propiedades permeables. Las resinas de las otras capas 2, 4 se encuentran todavía por encima de su temperatura de fusión y, por lo tanto, pueden migrar a la segunda capa intermedia permeable. Esto crea una entidad con una fuerza de unión muy alta que evita la separación a menos que la pared del recipiente esté totalmente dañada.
La tercera capa 4 puede así estar compuesta de resina que permite unirse más eficazmente con adhesivos sobre su superficie exterior.
Este modo de fabricación puede, llegado el caso, localizarse en una parte del recipiente.
El recipiente final comprende por lo tanto una estructura que integra una segunda capa 3 intermedia constituida de un material que tiene propiedades de permeabilidad variable en función de la temperatura que está intercalada entre dos capas 2, 4 respectivamente una primera capa 2 a base de resina de poliolefina y una tercera capa 4 a base de una resina distinta de la resina de la primera capa 2, estando la segunda capa 3 impregnada con las resinas de las otras dos capas.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para fabricar un recipiente compuesto para fluido a presión que comprende una etapa de enrollar una primera tira a base de resina de poliolefina para formar una primera capa (2) del recipiente, una etapa de depositar, sobre la primera capa (2), una segunda capa (3) intermedia, que consiste en un material que tiene propiedades de permeabilidad variable en función de la temperatura y en particular una permeabilidad por debajo de una temperatura umbral determinada y una no permeabilidad por encima de la temperatura umbral, comprendiendo el procedimiento una etapa de enrollar, sobre una segunda capa (3) intermedia, una segunda tira a base de resina para formar una tercera capa (4), caracterizado por que la tira que forma la tercera capa (4) es a base de una resina diferente a la resina de la primera capa (2), y por que, durante la etapa de depositar la segunda capa (3) intermedia y durante la etapa de enrollar la segunda tira, la segunda capa (3) intermedia se mantiene a una temperatura por encima de la temperatura umbral, comprendiendo entonces el procedimiento una etapa de enfriamiento de la segunda capa (3) intermedia a una temperatura por debajo de la temperatura umbral mientras que la primera (2) y la tercera (4) capas se mantienen cada una a una temperatura por encima de la temperatura de fusión de su resina.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la primera tira a base de resina de poliolefina contiene fibras de refuerzo tales como fibras de vidrio y/o de carbono.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la segunda capa (3) intermedia tiene un grosor menor que el grosor de la primera capa (2).
4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la tira que forma la tercera capa (4) es a base de una resina de material termoplástico.
5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la tira que forma la tercera capa (4) es a base de una resina que comprende al menos uno de los siguientes materiales: PET, PBT y PA.
6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que las temperaturas de fusión de las resinas de la primera (2) y de la tercera (4) capas están comprendidas en un intervalo de temperatura de 40°C.
7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la temperatura de fusión de la resina de la tercera capa (4) está por encima de la temperatura de fusión de la primera capa (2).
8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la segunda capa (3) intermedia comprende o consiste en un fieltro espeso.
9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la segunda capa (3) intermedia consta de al menos uno de los siguientes materiales: poliéster, poliamida o una combinación de estos materiales.
10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la segunda capa (3) intermedia consta de un material que tiene un peso por unidad de superficie comprendido entre 50 y 800 gramos por m2.
11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que la primera capa (2) del recipiente forma la envoltura interna estanca destinada a estar en contacto con el fluido a almacenar en el recipiente o está situada en la superficie exterior de una envoltura estanca destinada a estar en contacto con el fluido a almacenar en el recipiente.
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