Cuerda híbrida.

Una cuerda híbrida que tiene un núcleo que contiene hilos de módulo elevado rodeados por una capa externa que contiene hebras de cables de acero

, en la que el núcleo está recubierto con un plastómero caracterizado por que los hilos de módulo elevado son hilos de polietileno de módulo elevado, y el plastómero es un copolímero semicristalino de etileno o propileno y uno o más comonómeros de α-olefinas C2 a C12 y en el que el plastómero tiene una densidad como se mide de acuerdo con la norma ISO 1183 de entre 870 y 930 kg/m³.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/059411.

Solicitante: DSM IP ASSETS B.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: HET OVERLOON 1 6411 TE HEERLEN PAISES BAJOS.

Inventor/es: SMEETS,PAULUS,JOHANNES,HYACINTHUS,MARIE, AMILS,Xavier.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > CUERDAS; CABLES DISTINTOS DE LOS CABLES ELECTRICOS > CUERDAS O CABLES EN GENERAL (unión de cuerdas o... > Características estructurales de cuerdas o cables > D07B1/06 (Cuerdas o cables de hilos metálicos, p. ej. de hilo metálico perfilado alrededor de un núcleo de cáñamo)
  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > CUERDAS; CABLES DISTINTOS DE LOS CABLES ELECTRICOS > CUERDAS O CABLES EN GENERAL (unión de cuerdas o... > Características estructurales de cuerdas o cables > D07B1/16 (Cuerdas o cables con vaina envolvente o incrustaciones en caucho o materia plástica (D07B 1/04, D07B 1/10 tienen prioridad))

PDF original: ES-2549588_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Cuerda híbrida La invención se refiere a una cuerda híbrida que tiene un núcleo que contiene hilos de polietileno de módulo elevado (HMPE) rodeados por una capa externa que contiene hebras de cables de acero, y a un método para su fabricación.

Son conocidas las cuerdas híbridas que tienen un núcleo que contiene hilos naturales o sintéticos, rodeado por una capa externa que contiene, por ejemplo, hebras de cables de acero exteriores dispuestas helicoidalmente. Las cuerdas híbridas tienen por objeto combinar lo mejor de los dos mundos, el mundo de los hilos sintéticos y el mundo de los cables de acero. Una ventaja de la cuerda híbrida en vista de una cuerda de fibra completamente sintética es que la cuerda es menos sensible a trastornos mecánicos. La cuerda híbrida es más resistente al desgarro y al ataque por objetos punzantes. Por otra parte, la capa externa protege los hilos sintéticos del núcleo frente a influencias externas, como por ejemplo el ataque UV y la radiación de alta temperatura.

Las cuerdas híbridas se describen por ejemplo en los documentos GB-1290900, US-4887422 y WO 2008/141623. El documento WO 00/17441 describe una cuerda que tiene un núcleo formado por un haz de fibras sintéticas paralelas cubiertas por una vaina termoplástica que sirve como soporte de devanado para las hebras metálicas.

Una ventaja de las cuerdas híbridas en vista de una cuerda completa de cables de acero es el menor peso de la cuerda y el mejor comportamiento tal como, por ejemplo, fatiga por tensión y por flexión. Cuando en el núcleo de la cuerda híbrida se usan hilos de alto rendimiento, tales como hilos de HMPE, la cuerda híbrida mostrará un rendimiento y una resistencia comparables o incluso superiores que una cuerda completa de cables de acero con el mismo diámetro, pero la cuerda híbrida tendrá un peso significativamente inferior.

Las cuerdas hibridas se pueden usar por ejemplo en operaciones de elevación, por ejemplo, como cables para grúas, en instalaciones en mar profundo, en amarre marino y en alta mar, en pesca comercial, por ejemplo, como líneas de urdimbre para redes, y en operaciones mineras.

Se cree que el comportamiento de estas cuerdas híbridas conocidas aún se puede mejorar.

Del documento WO 00/50687 A1 se conoce una cuerda híbrida de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. La invención por tanto proporciona una cuerda híbrida que tiene un núcleo que contiene hilos de polietileno de módulo elevado (HMPE) rodeados por una capa externa que contiene hebras de cables de acero, en la que el núcleo está recubierto con un plastómero, el plastómero que es un copolímero semicristalino de etileno o propileno y uno o más comonómeros de -olefinas C2 a C12 y en el que dicho plastómero tiene una densidad medida de acuerdo con la norma ISO 1183 de entre 870 y 930 kg/m³.

La ventaja de usar HMPE en la cuerda sobre otras fibras sintéticas de alto rendimiento es que el HMPE supera a las demás fibras en términos de propiedades como la fatiga por tensión, fatiga por flexión y rigidez y el HMPE es el más compatible con los cables de acero.

La ventaja de usar el plastómero anteriormente mencionado en la fabricación de esta cuerda híbrida es que el plastómero tiene una temperatura de procesamiento tal que las propiedades mecánicas del núcleo de HMPE no se 45 ven afectadas perjudicialmente por las condiciones de procesamiento. Por otra parte, puesto que el plastómero también está basado en una poliolefina, se produce una buena adhesión entre el plastómero y el núcleo de HMPE. También se puede obtener un espesor de capa uniforme del revestimiento, garantizando un mejor cierre de los cables de acero en torno al núcleo.

El uso del recubrimiento del plastómero de la invención sobre el núcleo de HMPE en la cuerda híbrida también garantiza que el núcleo de HMPE esté protegido contra la abrasión debido al movimiento de las hebras de cables de acero cuando la cuerda se encuentra en uso. Se produce un menor deslizamiento entre el núcleo y la capa externa de acero.

Se puede obtener un módulo elástico de la cuerda híbrida completa próximo al módulo elástico de la cuerda de acero completa.

El plastómero usado en la invención es un material plástico que pertenece a la clase de materiales termoplásticos. De acuerdo con la invención, dicho plastómero es un copolímero semicristalino de etileno o propileno y uno o más comonómeros de -olefina C2 a C12, dicho plastómero que tiene una densidad de entre 870 y 930 kg/m³. Preferentemente, el plastómero está fabricado mediante un proceso de polimerización catalítico de un solo sitio, en el que, en particular, dicho plastómero es un plastómero de metaloceno, es decir, un plastómero fabricado mediante un catalizador de metaloceno de un solo sitio. El etileno es el comonómero preferido en particular en copolímeros de polipropileno, mientras que el buteno, hexeno y octeno se encuentran entre los comonómeros de -olefina preferidos 65 para copolímeros tanto de etileno como de propileno.

En una realización preferida, el plastómero es un copolímero termoplástico de etileno o propileno y que contiene como comonómeros una o más -olefinas que tienen 2-12 átomos de carbono, en particular, etileno, isobuteno, 1buteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno y 1-octeno. Cuando se aplica etileno con uno o más monómeros de -olefinas C2 a C12 como comonómeros, la cantidad de comonómero en el copolímero normalmente se encuentra entre el 1 y el 50 % en peso, y preferentemente entre el 5 y el 35 % en peso. En el caso de copolímeros de etileno, el comonómero preferido es 1-octeno, dicho comonómero que se encuentra en una cantidad de entre el 5 % en peso y el 25 % en peso, más preferentemente entre el 15 % en peso y el 20 % en peso. En el caso de copolímeros de propileno, la cantidad de comonómeros y en particular de comonómeros de etileno normalmente se encuentra entre el 1 y el 50 % en peso, y preferentemente entre el 2 y el 35 % en peso, más preferentemente entre el 5 y el 20 % en peso. Se han obtenido buenos resultados cuando la densidad del plastómero se encuentra entre 880 y 920 kg/m³, más preferentemente entre 880 y 910 kg/m³.

El plastómero usado en la invención tiene una buena capacidad de procesamiento cuando tiene un punto de fusión máximo por DSC como se mide de acuerdo con la norma ASTM D3418 de entre 70 ºC y 120 ºC, preferentemente entre 75 ºC y 100 ºC, y más preferentemente entre 80 ºC y 95 ºC.

Un plastómero fabricado mediante un proceso de polimerización catalítico de un solo sitio, y en particular un plastómero de metaloceno, se distingue de los copolímeros de etileno y propileno que se hayan fabricado con otras técnicas de polimerización, por ejemplo, catalización de Ziegler-Natta, por su densidad específica. Dicho plastómero también se diferencia él mismo por una distribución de pesos moleculares estrecha, Mw/Mn, cuyos valores preferentemente se encuentran entre 1, 5 y 3 y por una cantidad limitada de ramificaciones de cadena larga. El número de ramificaciones de cadena larga preferentemente supone como máximo 3 por cada 1000 átomos de carbono. Los plastómeros adecuados que se pueden usar en la invención y se obtienen con el tipo de catalizador de metaloceno se fabrican a escala comercial, por ejemplo, en Exxon, Mitsui, DEX-Plastomers y DOW bajo los hombres comerciales Exact, Tafmer, Exceed, Engage, Affinity, Vistamaxx y Versify.

Se puede encontrar una descripción de los plastómeros y en particular de los plastómeros de metaloceno así como de una visión general de sus propiedades mecánicas y físicas, por ejemplo, en el capítulo 7.2 de "Handbook of polypropylene and polypropylene composites" editado por Harutun G. Karian (ISBN 0-8247-4064-5)... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una cuerda híbrida que tiene un núcleo que contiene hilos de módulo elevado rodeados por una capa externa que contiene hebras de cables de acero, en la que el núcleo está recubierto con un plastómero caracterizado por que los hilos de módulo elevado son hilos de polietileno de módulo elevado, y el plastómero es un copolímero semicristalino de etileno o propileno y uno o más comonómeros de -olefinas C2 a C12 y en el que el plastómero tiene una densidad como se mide de acuerdo con la norma ISO 1183 de entre 870 y 930 kg/m³.

2. La cuerda híbrida de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el plastómero está fabricado mediante un proceso 10 de polimerización catalítico de un solo sitio.

3. La cuerda híbrida de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que el plastómero es un copolímero termoplástico de etileno o propileno y contiene como comonómeros una o más -olefinas que tienen 2-12 átomos de carbono.

4. La cuerda híbrida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el plastómero tiene una densidad de entre 880 y 910 kg/m³.

5. La cuerda híbrida de acuerdo con cualquiera de la reivindicación es anteriores, en la que el plastómero tiene un punto de fusión máximo de entre 70 ºC y 120 ºC. 20

6. La cuerda híbrida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que los hilos de polietileno de módulo elevado contienen fibras que son fibras hiladas en gel de polietileno de peso molecular ultra elevado.

7. La cuerda híbrida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que los hilos de polietileno

de módulo elevado contienen fibras de polietileno de alto peso molecular que tienen una viscosidad intrínseca de al menos 3 dl/g determinada en decalina a 135 ºC.

8. La cuerda híbrida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que los hilos de polietileno de módulo elevado contienen fibras que tienen un módulo de tensión de al menos 30 GPa. 30

9. La cuerda híbrida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el núcleo es una cuerda trenzada o torcida.