ITUB20153918A1

ITUB20153918A1 - Tubo flessibile multistrato

Info

Publication number: ITUB20153918A1
Application number: ITUB2015A003918A
Authority: IT
Inventors: Dardanio Manuli; Paolo Seghi
Original assignee: Manuli Rubber Ind Spa
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2017-03-25

Description

Descrizione di invenzione industriale

TUBO FLESSIBILE MULTISTRATO

Background dell’ invenzione

[0001] L’invenzione concerne un tubo flessibile multistrato, in particolare un tubo per il trasporto di fluidi refrigeranti e/o un tubo idraulico.

[0002] In modo specifico, ma non esclusivo, l’invenzione può trovare applicazione in sistemi per il condizionamento d’aria (ad esempio sistemi mobili o automobilistici) o in sistemi di refrigerazione. L’invenzione può essere applicata anche per il trasporto di fluidi in impianti idraulici di qualsiasi tipologia.

[0003] Sono già note varie strutture per contenere o trasportare fluidi e realizzate in materiali miscelati con grafene per migliorare alcune proprietà del sistema.

[0004] US 8,895,124 B2 descrive un tubo multistrato che incorpora una composizione basata su un elastomero di tipo terpolimero etilene-propilene-diene (EPDM) e un materiale a cambiamento di fase (PCM) in combinazione con additivi a base di carbone, quali grafene, grafite o nanotubi di carbonio, per aumentare la conduttività termica e/o come ritardanti di fiamma e/o agenti anti-invecchiamento.

[0005] US 2014/0144541 Al descrive tubi per il trasporto di greggio realizzati in acciaio miscelato con grafene per migliorare fintegrità strutturale dei tubi.

[0006] US 2011/0114189 descrive componenti per contenere carburante realizzati in una composizione polimerica contenente fogli di grafene funzionalizzato.

[0007] US 7,717,139 B2 descrive una struttura multistrato per carburanti contenenti alcool in cui almeno uno strato di struttura contiene nanotubi di carbonio allo scopo di migliorare le proprietà di barriera della struttura stessa.

[0008] US 8,449,959 B2 descrive articoli polimerici rinforzati mediante composizioni comprendenti almeno un polimero e fogli di grafene.

[0009] US 2012/0142832 Al descrive varie composizioni polimeriche contenenti fogli di grafene e grafite.

[0010] US 2011/0135884 Al descrive articoli aventi una superficie rivestita con una composizione contenente fogli di grafite e almeno un legante polimerico.

[0011] US 2014/0030458 Al descrive composizioni basate su un elastomero di silicone e un materiale a cambiamento di fase (PCM) in combinazione con un additivo termo-conduttivo, quale grafene, grafite o nanotubi di carbonio.

[0012] WO 2011/086391 descrive un materiale polimerico nanocomposito comprendente grafene o grafene funzionalizzato.

Sommario dell’ invenzione

[0013] Uno scopo dell’invenzione è di realizzare un tubo flessibile, per il trasporto di fluidi, con un’ elevata proprietà di barriera.

[0014] Un vantaggio è di dare luogo a un tubo flessibile con un ridotto tasso di penneabilità ai gas attraverso le pareti del tubo stesso.

[0015] Un vantaggio è di ridurre le perdite di gas nell’ atmosfera attraverso le pareti di un tubo flessibile che trasporta un fluido refrigerante.

[0016] Un vantaggio è di pennettere a un tubo flessibile di avere un’elevata proprietà di barriera senza l’impiego di materiali termoplastici .

[0017] Un vantaggio è di provvedere un tubo per il trasporto di fluidi che sia affidabile ed efficiente, in particolare che abbia elevate proprietà di barriera e nel contempo un’elevata flessibilità (ridotto raggio minimo di curvatura).

[0018] Un vantaggio è di rendere disponibile un tubo flessibile per il trasporto di un fluido in un sistema operativo, ad esempio un fluido refrigerante in un sistema di condizionamento d’aria o di refrigerazione, grazie al quale è possibile ridurre la manutenzione del sistema e i tempi fuori servizio.

[0019] Un vantaggio è di fornire un tubo di trasporto fluido che può essere accoppiato a un raccordo in acciaio senza la necessità di una guarnizione in polimero.

[0020] Un vantaggio è di ottenere un tubo per il trasporto di fluidi dotato di elevate proprietà di resistenza all’abrasione.

[0021] Un vantaggio è di ridurre l’assorbimento di liquidi (in particolare olio) attraverso le pareti del tubo flessibile.

[0022] Un vantaggio è di migliorare le proprietà meccaniche (allungamento, carico a rottura, ecc.) delle pareti del tubo flessibile.

[0023] Tali scopi e vantaggi, ed altri ancora, sono raggiunti dal tubo flessibile e dal relativo uso, secondo una o più delle rivendicazioni sotto riportate.

[0024] In un esempio, un tubo flessibile multistrato, comprendente almeno uno strato in materiale elastomerico miscelato con grafene e/o ossido di grafene e/o almeno un derivato del grafene e/o grafite, viene usato per il trasporto di un fluido refrigerante in un sistema di condizionamento aria o refrigerazione, avendo riscontrato che l’aggiunta di grafene e/o ossido di grafene e/o almeno un derivato del grafene e/o grafite migliora le proprietà di barriera ai gas del tubo stesso.

[0025] In un esempio, un tubo flessibile multistrato comprende almeno due strati non contigui in materiale elastomerico miscelato con grafene (e/o un suo derivato) e/o ossido di grafene e/o grafite per migliorare le proprietà di baniera del tubo.

Breve descrizione dei disegni

[0026] L’invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano un esempio non limitativo di attuazione.

[0027] La figura 1 mostra un primo esempio di attuazione di un tubo flessibile multistrato realizzato in accordo con l’invenzione.

[0028] La figura 2 mostra un secondo esempio di attuazione di un tubo flessibile multistrato realizzato in accordo con l’invenzione.

Descrizione dettagliata

[0029] Facendo riferimento alle suddette figure, è stato indicato nel suo complesso con 1 un tubo flessibile multistrato costituito da due o più strati di materiale (strati di fonna tubolare) sovrapposti l’uno all’altro. Nella figure, per semplicità, gli elementi analoghi dei diversi esempi sono stati indicati con la stessa numerazione.

[0030] Il tubo 1 flessibile multistrato può servire, in particolare, per il trasporto di fluidi refrigeranti, quali ad esempio idrofluorocarburi (HFC), idrofluoroolefine (HFO), C02, eccetera. Lo strato più interno del tubo 1 può essere realizzato, in particolare, da una composizione (elastomerica) chimicamente compatibile con la maggior parte degli oh lubrificanti per compressori utilizzati sul mercato, come ad esempio olio polialchilenglicole (PAG) e/o olio polioliestere (POE) e/o oh minerali, eccetera.

[0031] Il tubo 1 flessibile multistrato può fungere, in particolare, da tubo idraulico per il trasporto di fluidi in un impianto idraulico.

[0032] Il tubo 1 flessibile multistrato può essere impiegato, ad esempio, in un sistema per il condizionamento d’aria (ad esempio un sistema mobile o automobilistico) o in un sistema (ad esempio mobile) di refrigerazione. Il tubo 1 può collegare, in particolare, due elementi del sistema. Il tubo 1 può essere, ad esempio, almeno una parte della linea di scarico (la linea ad elevata pressione ed elevata temperatura all’uscita del compressore) e/o almeno una parte della linea di liquido (la linea all’uscita del condensatore) e/o almeno una parte della linea di aspirazione (la linea all’uscita dell’evaporatore che conduce verso il compressore) e/o almeno una parte di un’altra linea del sistema.

[0033] Il tubo 1 flessibile multistrato può comprendere, in particolare, almeno un primo strato 2 e almeno un secondo strato 3 più interno rispetto al primo strato 2.

[0034] Il primo strato 2 può comprendere, in particolare, materiale elastomerico. Il primo strato 2 può essere, come in questo esempio, lo strato più esterno del tubo 1. Il secondo strato 3 può essere, come in questo esempio, lo strato più interno del tubo 1.

[0035] Il materiale elastomerico del pruno strato 2 può comprendere, ad esempio, uno o più polimeri selezionati da un gruppo che include: gomma nitrile butadiene (NBR), gomma butilica (IIR), gomma clorobutilica (CIIR), gomma bromobutilica (BIIR), gomma cloroprene (CR), gomma nitrile butadiene idrogenata (HNBR), gomma monomero etilenepropilene diene (EPDM), gomma polietilene clorosolfònato (CSM).

[0036] Il secondo strato 3 può comprendere materiale elastomerico miscelato con un additivo a base di carbonio. Tale additivo può comprendere, ad esempio, grafene e/o ossido di grafene e/o almeno un derivato del grafene e/o grafite e/o una miscela degli stessi. Tale additivo può comprendere, ad esempio, un nanomateriale a base di carbonio.

[0037] Tale additivo a base di carbonio (in particolare grafene e/o ossido di grafene e/o derivato del grafene e/o grafite e/o una miscela degli stessi) conferisce allo strato di materiale elastomerico elevate proprietà di barriera, ad esempio abbassando il tasso di permeabilità ai gas attraverso lo strato stesso, con conseguente riduzione delle perdite di gas nell’ atmosfera dovute alla diffusione attraverso le pareti del tubo 1. L’uso di questo additivo a base di carbonio in uno strato di materiale elastomerico riduce inoltre l'assorbimento di olio da parte del materiale dello strato.

[0038] II suddetto additivo a base di carbonio migliora altresì le proprietà meccaniche (ad esempio allungamento e carico a rottura) del tubo flessibile.

[0039] II materiale elastomerico del secondo strato 3 può comprendere, ad esempio, uno o più polimeri selezionati da un gruppo che include: gomma nitrile butadiene (NBR), gomma butilica (IIR), gomma clorobutilica (CIIR), gomma bromobutilica (BIIR), gomma cloroprene (CR), gomma nitrile butadiene idrogenata (HNBR), gomma monomero etilenepropilene diene (EPDM), gomma polietilene clorosolfonato (CSM).

[0040] II secondo strato 3 può comprendere, ad esempio, grafene (o un suo derivato) con percentuale in peso compresa tra 0,001% e 1%, in particolare compresa tra 0,001% e 0,1%, oppure tra 0,01% e 1%, oppure tra 0,01% e 0,1%. II secondo strato 3 può comprendere, ad esempio, ossido di grafene con percentuale in peso compresa tra 0,001% e 1%, in particolare compresa tra 0,001% e 0,1%, oppure tra 0,01% e 1%, oppure tra 0,01% e 0,1%. Il secondo strato 3 può comprendere, ad esempio, grafite con percentuale in peso compresa tra 0% e 10%, in particolare compresa tra 0,001% e 0,1%, oppure tra 0,01% e 1%, oppure tra 0,01% e 0,1%. Il secondo strato 3 può comprendere, ad esempio, grafene e ossido di grafene in un rapporto in peso compreso nel range, rispettivamente, l÷(da 1 a 1000), in particolare l÷(da 1 a 100). Il secondo strato 3 può comprendere, ad esempio, grafene e ossido di grafene in un rapporto in peso compreso nel range, rispettivamente, (da 1 a 1000)÷1, in particolare (da 1 a 100)÷1. Il secondo strato 3 può comprendere, ad esempio, grafene e grafite in un rapporto in peso compreso nel range, rispettivamente, l÷(da 0 a 10000), in particolare l÷(da 0 a 1000). Il secondo strato 3 può comprendere, ad esempio, ossido di grafene e grafite in un rapporto in peso compreso nel range, rispettivamente, l÷(da 0 a 10000), in particolare l÷(da 0 a 1000). Il secondo strato 3 può comprendere, ad esempio, grafene, ossido di grafene e grafite in un rapporto in peso compreso nel range, rispettivamente, l÷(da 1 a 1000)÷(da 0 a 10000), in particolare l÷(da 1 a 100)÷(da 0 a 1000). Il secondo strato 3 può comprendere, ad esempio, grafene, ossido di grafene e grafite in un rapporto in peso compreso nel range, rispettivamente, (da 1 a 1000)÷l÷(da 0 a 10000), in particolare (da 1 a 100)÷l÷(da 0 a 1000).

[0041] Il primo strato 2 può comprendere, in particolare, un additivo a base di carbonio. L’additivo del primo strato 2 può comprendere, ad esempio, grafene e/o ossido di grafene e/o almeno un derivato del grafene e/o grafite e/o una miscela degli stessi. L’additivo del primo strato 2 può comprendere, ad esempio, un nanomateriale a base di carbonio. L’additivo del primo strato 2 (in particolare grafene e/o ossido di grafene e/o derivato del grafene e/o grafite e/o una miscela degli stessi) conferisce al primo strato elevate proprietà di barriera. In particolare si riduce il tasso di penneabilità ai gas attraverso lo strato, con conseguente riduzione delle perdite di gas nell’atmosfera dovute alla diffusione attraverso il tubo, ad esempio quando il tubo viene usato per il trasporto di fluidi refrigeranti. Inoltre si riduce l’assorbimento di liquidi (in particolare olio) attraverso il materiale dello strato, ad esempio quando il tubo viene usato come tubo idraulico.

[0042] E stato altresì osservato che l’additivo nel primo strato 2 esterno (in particolare grafene e/o ossido di grafene e/o grafite e/o una miscela degli stessi) conferisce allo strato elevate proprietà di resistenza all’abrasione.

[0043] Il primo strato 2 può comprendere, in particolare, grafene e/o ossido di grafene e/o almeno un derivato del grafene e/o grafite, in particolare nelle percentuali sopra descritte con riferimento al secondo strato 3.

[0044] Il contenuto di materiale termoplastico nel secondo strato 3 può essere nullo o minore di 1 % in peso. Il contenuto di materiale termoplastico nel primo sfiato 2 può essere nullo o minore di 1% in peso.

[0045] Il tubo 1 flessibile multistrato può comprendere, in particolare, almeno uno sfiato intermedio 4 compreso tra il primo sfiato 2 e il secondo sfiato 3. Lo strato intermedio 4 può essere, in particolare, in materiale di rinforzo per tubi elastomerici. Tale materiale di rinforzo può comprendere, ad esempio, almeno un materiale selezionato dal gruppo che include: treccia tessile, tessuto, una serie di fili a spirale intessuti, una treccia di fili in acciaio, una serie di fili a spirale in acciaio.

[0046] Con riferimento alla figura 1, Tadditìvo a base di carbonio (grafene e/o ossido di grafene e/o derivato/i del grafene e/o grafite) può essere presente solo nel secondo sfiato 3, oppure solo nel primo sfiato 2, oppure in entrambi gli sfiati 2 e 3.

[0047] Il tubo 1 flessibile multistrato può comprendere, come nell’esempio di figura 2, un terzo strato 5 in materiale elastomerico. Il terzo strato 5 può comprendere, in particolare, grafene e/o ossido di grafene e/o grafite. Il terzo strato 5 può essere compreso tra il secondo sfiato 3 e lo strato intermedio 4.

[0048] Con riferimento alla figura 2, Tadditìvo a base di carbonio (grafene e/o ossido di grafene e/o derivato/i del grafene e/o grafite) può essere presente solo nel terzo strato 5, oppure solo nel secondo sfiato 3, oppure solo nel primo sfiato 2, oppure solo nel terzo sfiato 5 e nel secondo strato 3, oppure solo nel terzo sfiato 5 e nel primo strato 2, oppure solo nel secondo strato 3 e nel primo strato 2, oppure in tutti gli strati 3, 4 e 5.

[0049] Il tubo 1 flessibile multistrato può comprendere sfiati intermedi addizionali (non illustrati negli esempi della figure 1 e 2), ad esempio uno o più strati intermedi addizionali in materiali elastomerici o sfiati intermedi addizionali in materiali termoplastici. Gli sfiati intermedi addizionali possono essere privi di grafene o di ossido di grafene o di grafite o di altri additivi a base di carbonio.

[0050] Il tubo 1 flessibile multistrato può essere fabbricato mediante una tecnologia di produzione del tipo a mandrino o del tipo senza mandrino.

[0051] Il materiale del tubo 1 flessibile può essere processato mediante estrusione (singola estrusione e/o coestrusione) e/o mediante avvolgimento di materiale in fogli sovrapposti l’uno alTalfio.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Tubo (1) flessibile multistrato comprendente almeno un primo strato (2), un secondo strato (3) interno a detto primo strato e uno strato intennedio (4) compreso tra detto primo strato e detto secondo strato, in cui detto primo strato (2) comprende materiale elastomerico e detto secondo strato (3) comprende materiale elastomerico con grafene e/o ossido di grafene e/o almeno un derivato del grafene e/o grafite.
2. Tubo secondo la rivendicazione 1, il contenuto di materiale tennoplastico in detto secondo strato (3) essendo nullo o minore di 1% in peso, e/o il contenuto di materiale termoplastico in detto primo strato (2) essendo nullo o minore di 1 % in peso.
3. Tubo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto strato intermedio (4) è in materiale di rinforzo per tubi elastomerici, ad esempio selezionato dal gruppo che include: treccia tessile, tessuto, una serie di fili a spirale intessuti, una treccia di fili in acciaio, una serie di fili a spirale in acciaio.
4. Tubo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto secondo strato (3) è lo strato più interno di detto tubo (1) e/ in cui detto primo strato (2) è lo strato più esterno di detto tubo (1).
5. Tubo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto secondo strato (3) comprende grafene con percentuale in peso compresa tra 0,001% e 1%, e/o in cui detto secondo strato (3) comprende ossido di grafene con percentuale in peso compresa tra 0,001% e 1%, e/o in cui detto secondo strato (3) comprende un derivato del grafene con percentuale in peso compresa tra 0,001% e 1%, e/o in cui detto secondo strato (3) comprende grafite con percentuale in peso compresa tra 0% e 10%.
6. Tubo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo strato (2) comprende grafene e/o ossido di grafene e/o almeno un derivato del grafene e/o grafite.
7. Tubo secondo la rivendicazione 6, in cui detto primo strato (2) comprende grafene con percentuale in peso compresa tra 0,001% e 1%, e/o in cui detto primo strato (2) comprende ossido di grafene con percentuale in peso compresa tra 0,001% e 1%, e/o in cui detto primo strato (2) comprende un derivato del grafene con percentuale in peso compresa tra 0,001% e 1%, e/o in cui detto primo strato (2) comprende grafite con percentuale in peso compresa tra 0% e 10%.
8. Tubo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un terzo strato (5) in materiale elastomerico miscelato con grafene e/o ossido di grafene e/o almeno un derivato del grafene e/o grafite, compreso tra detto secondo strato (3) e detto strato intermedio (4).
9. Tubo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il materiale elastomerico di detto primo strato (2) e/o il materiale elastomerico di detto secondo strato (3) comprende uno o più polimeri selezionati da un gruppo che include: gomma nitrile butadiene (NBR), gomma butilica (IIR), gomma clorobutilica (CIIR), gomma bromobutilica (BIIR), gomma cloroprene (CR), gomma nitrile butadiene idrogenata (HNBR), gomma monomero etilene-propilene diene (EPDM), gomma polietilene clorosolfonato (CSM).
10. Uso di un tubo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti per il trasporto di un fluido refrigerante, in cui raggiunta di grafene e/o ossido di grafene e/o almeno un derivato del grafene e/o grafite riduce il tasso di permeabilità ai gas del tubo