Estructuras multicapa que tienen perfiles anulares y procedimientos y aparatos para producirlas.

Un procedimiento para producir una estructura multicapa anular,

que comprende:

suministrar, por etapas de procedimientos de multiplicación de capas, una corriente de flujo multicapa de materiales resinosos termoplásticos, corriente de flujo multicapa que comprende una porción de microcapa que tiene como mínimo 30 capas y al menos una capa adicional en un primer y un segundo lado de la porción de microcapa, porción de microcapa que tiene una estructura microcapa;

suministrar la corriente de flujo multicapa a un colector de distribución individual (9, 10, 11) de un molde anular (100, 200);

dividir la corriente de flujo multicapa en como mínimo dos corrientes de flujo, moviéndose las como mínimo dos corrientes de flujo en direcciones opuestas en torno a una circunferencia del colector de distribución (9, 10, 11) formando una corriente de flujo multicapa anular, solapando un extremo de una de las corrientes de flujo un extremo de otra corriente de flujo en una zona solapada, en el que la estructura multicapa se mantiene en la zona solapada; y eliminar la corriente multicapa anular del molde anular (100, 200) para formar la estructura multicapa anular.

Estructuras multicapa que tienen perfiles anulares y procedimientos y aparatos para producirlas La presente invenciïn se refiere a estructuras multicapa y, mïs en particular, a estructuras multicapa que tienen perfiles anulares y a procedimientos y aparatos para producirlas.

Las actuales tecnologïas de procesamiento de pelïculas multicapa se refieren a pelïculas coladas y pelïculas sopladas. Los procedimientos de colada de pelïculas usan un proceso de producciïn de tipo plano y son adecuados para la producciïn de pelïcula y hoja plana de plïstico que con frecuencia tienen hasta aproximadamente un recorte del borde de 15%. Los procedimientos de producciïn de pelïcula soplada es conocido que proporcionan una mayor flexibilidad en los cambios de anchura en la misma lïnea de producciïn, que alcanzan una economïa mejor en aplicaciones para volïmenes bajos en los que se requiere una frecuente modificaciïn del producto, y tïpicamente evitan las pïrdidas de rendimiento asociadas con recortes del borde.

Las pelïculas multicapa se producen por procedimientos tïpicos de producciïn de capas usando un procedimiento uniaxial de colada u hoja plana, o de laminaciïn. Tïpicamente, las estructuras de pelïcula u hoja colada tienen de 3 a 5 capas; sin embargo, sin conocidas estructuras de pelïcula u hoja colada que incluyen cientos de capas. Por ejemplo, en los documentos patentes U.S. 3.565.985, 3.557.265 y 3.884.606. El documento WO 2008/008875 da a conocer un procedimiento de la tïcnica afïn que forma estructuras multicapa que tienen, por ejemplo, de 50 a varios cientos de capas alternantes de espuma y pelïcula. Los procedimientos, sin embargo, inducen sïlo una orientaciïn sustancialmente uniaxial, esto es, en la direcciïn de producciïn. Esto es inconveniente dado que las estructuras resultantes pueden tener unas propiedades mecïnicas no equilibradas debido a una orientaciïn no equilibrada. Se puede usar un procedimiento posterior de equilibrado (por ejemplo, un procedimiento de marco de estiramiento para conseguir una orientaciïn biaxial. Estos procedimientos adicionales son delicados y caros y los grados de orientaciïn logrados pueden ser diferentes a los deseados porque transcurren con limitaciones dimensionales y a temperaturas del polïmero relativamente mïs frïas, por debajo del punto de fusiïn del polïmero de mïs alto punto de fusiïn de la pelïcula multicapa.

Las estructuras multicapa que tienen perfiles anulares con un nïmero limitado de capas se usan en muchas aplicaciones. Entre estas estructuras conformadas anularmente, de tipo tubular, figuran, por ejemplo, las “burbujas” de los procedimientos de pelïcula soplada, revestimientos de alambres o cables, artïculos moldeados por soplado y las preformas usadas en su producciïn, y tuberïas. Tïpicamente tales artïculos contienen de 2 a 10 capas y tienen capas anulares aplicadas por colectores separados. Para obtener una orientaciïn biaxial (denominada a veces orientaciïn multiaxial) , que es sabido que proporciona artïculos de resinas de polïmeros con muy ventajosas combinaciones de propiedades fïsicas, se pueden usar muy ventajosamente etapas de procedimientos de orientaciïn en la extrusiïn de perfiles anulares y productos, tales como inflado de un artïculo moldeado por soplado o la “burbuja” en un procedimiento de soplado de pelïcula.

Como es conocido en la tïcnica, la pelïcula soplada, los artïculos moldeados por soplado y otros artïculos de forma anular se pueden hacer suministrando una corriente de polïmero fundido a un colector de distribuciïn de un molde anular. Generalmente, la obtenciïn de capas mïltiples requiere el diseïo y fabricaciïn de un colector o mandril de distribuciïn para cada capa; por ejemplo, una estructura anular de 6 capas se harïa usando un molde que contiene 6 colectores de distribuciïn individuales, uno por cada capa. El diseïo y la fabricaciïn de estos colectores de distribuciïn mïltiples para producir estructuras con un gran nïmero de capas es muy difïcil y estï limitado el nïmero de capas anulares que se puede producir en una estructura. Vïase, por ejemplo, una tïcnica de formaciïn secuencial con colector para un molde anular, como lo indican Dooley Jr. y Tung, H., Co-extrusion, Encyclopedia of Polymer Science and Technology, John Wiley & Sons, New York (2002) .

Otro procedimiento para producir una estructura multicapa que tiene un perfil anular incluye el uso de un molde de mandril espiral. En un molde de mandril espiral/colector de distribuciïn, la corriente de metal fundido suministrada al colector de distribuciïn del molde fluye a travïs de un canal del colector que estï cortado espiralmente desde la entrada a cerca de la salida del colector, como se describe en Extrusion Dies, Design and Engineering Computations, Walter Michaeli, 1984, pïgs. 146-147. La corriente a travïs del colector de distribuciïn del molde en espiral no es adecuada para procesar mïs de una corriente fundida de una capa en un colector individual de distribuciïn, ya que causarïa que una corriente fundida de multicapa se hiciera discontinua y perdiera la integridad de la capa.

Las patentes U.S. 3.308.508, 5.762 y 6.413.595 describen la formaciïn de una estructura multicapa en un molde denominado de tortita (tambiïn conocido como de geometrïa plana) . El molde de torta de hojuelas incluye mïltiples colectores apilados de distribuciïn planos o llanos. Cada una de varias corrientes de polïmero fundido suministra a un colector de distribuciïn. La estructura multicapa se forma por uniïn de varias corrientes concïntricas despuïs de que cada corriente salga del colector de distribuciïn. Si se desea un gran nïmero de capas, se requiere un gran nïmero de colectores apilados. Esto puede conducir a una fuerte caïda de la presiïn y 2 10

a tiempos de permanencia largos en el molde. Las patentes U.S. 5.762.971 y 6.413.595 describen la producciïn de una estructura final multicapa que tiene un mïximo de aproximadamente 27 capas.

Usando un molde de torta de hojuelas, son conocidas estructuras multicapa de hasta 11 capas. Sin embargo, estas estructuras multicapa se hacen de forma similar apilando mutuamente varios colectores de distribuciïn para formar un molde anular, y combinando las corrientes fundidas de polïmero a medida que salen del molde anular completo.

Otro procedimiento de la tïcnica afïn para hacer una estructura multicapa que tiene un perfil anular incluye el uso de un molde anular, tal como el descrito en la patente U.S. 6, 685.872. Como se indica, se suministran 3 capas a un colector de distribuciïn individual del molde anular. El diseïo de colector dado a conocer proporciona una estructura multicapa anular que tiene una circunferencia no uniforme con una secciïn de solapamiento en la que la estructura de capa estï solapada de manera que la zona solapada al menos mantiene propiedades de barrera de la estructura de capa en la zona no solapada.

El documento US 2008/0157443 describe un procedimiento para hacer un parisïn. El aparato tiene una caja para el mandril con un canal lateral sustancialmente transversal al canal del mandril. El mandril tiene una muesca orientada axialmente en una superficie exterior que estï en comunicaciïn de fluidos con dos canales de fluios que se extienden continuamente hacia abajo en torno al mandril para encontrarse mutuamente en el lado opuesto del mandril de la muesca. Los ejemplos describen estructuras que tienen hasta 17 capas, aunque se discuten corrientes de material compuesto que tienen hasta 100 capas.

Sin embargo, hay todavïa la necesidad de estructuras multicapa anulares que tienen un gran nïmero de capas; de usar un nïmero reducido de colectores de distribuciïn en un colector; producir estructuras multicapa anulares que tienen combinaciones mejoradas de propiedades fïsicas y mecïnicas; y/o reducir el nïmero de etapas de procesamiento y aumentar la flexibilidad en el equipo para la producciïn de una estructura anular.

Consecuentemente, la presente invenciïn estï dirigida a estructuras multicapa que tienen perfiles anulares y a procedimientos y aparatos para construir las mismas que obvien sustancialmente uno o varios problemas debidos a las limitaciones e inconvenientes de la tïcnica relacionada. Las varias realizaciones de la presente invenciïn pueden proporcionar una o varias de las siguientes ventajas.

Una ventaja de la presente invenciïn es que proporciona estructuras multicapa que tienen perfiles anulares y que tienen un gran nïmero de capas, estructuras que se pueden usar para producir artïculos que tienen una orientaciïn biaxial mïs uniforme lograda en una etapa.

Otra ventaja de la presente invenciïn es que proporciona estructuras multicapa que tienen... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para producir una estructura multicapa anular, que comprende:

suministrar, por etapas de procedimientos de multiplicaciïn de capas, una corriente de flujo multicapa de materiales resinosos termoplïsticos, corriente de flujo multicapa que comprende una porciïn de microcapa que tiene como mïnimo 30 capas y al menos una capa adicional en un primer y un segundo lado de la porciïn de microcapa, porciïn de microcapa que tiene una estructura microcapa;

suministrar la corriente de flujo multicapa a un colector de distribuciïn individual (9, 10, 11) de un molde anular (100, 200) ;

dividir la corriente de flujo multicapa en como mïnimo dos corrientes de flujo, moviïndose las como mïnimo dos corrientes de flujo en direcciones opuestas en torno a una circunferencia del colector de distribuciïn (9, 10, 11) formando una corriente de flujo multicapa anular, solapando un extremo de una de las corrientes de flujo un extremo de otra corriente de flujo en una zona solapada, en el que la estructura multicapa se mantiene en la zona solapada; y

eliminar la corriente multicapa anular del molde anular (100, 200) para formar la estructura multicapa anular.

2. El procedimiento de la reivindicaciïn 1, en el que el suministro de la corriente multicapa de materiales resinosos termoplïsticos comprende;

suministrar la porciïn de microcapa, y

encapsular la porciïn de microcapa con al menos una capa de encapsulaciïn formando la corriente de flujo multicapa.

3. El procedimiento de la reivindicaciïn 2, en el que el suministro de la porciïn de microcapa comprende: suministrar una primera corriente de flujo que tiene al menos dos capas; dividir la primera corriente de flujo en como mïnimo dos subcorrientes, y unir las como mïnimo dos subcorrientes de manera que la primera subcorriente estï situada encima de la segunda

subcorriente formando la porciïn de microcapa.

4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el colector de distribuciïn (9, 10, 11) tiene una geometrïa de estilo de cruceta modificada o una geometrïa plana.

5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que la corriente de flujo multicapa es suministrada al colector de distribuciïn individual (9, 10, 11) del molde anular (100, 200) a travïs de un canal de flujo circular tubular (110, 210) que tiene una direcciïn de flujo en forma de arco, arco que tiene un radio de curvatura mayor que un diïmetro del canal de flujo circular tubular (110, 210) .

6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que ademïs comprende suministrar como mïnimo una corriente de flujo adicional a la corriente de flujo multicapa dentro del molde anular (100, 200) usando como mïnimo un colector de distribuciïn (9, 10, 11) adicional.

7. El procedimiento de la reivindicaciïn 6, en el que como mïnimo una corriente de flujo adicional es una corriente de flujo multicapa.

8. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1-7, que ademïs comprende:

poner la estructura multicapa anular en forma de un parisïn dentro de un molde de moldeo por soplado (7 (2) ) e inflar la estructura multicapa anular a la forma del molde (8 (2) ) .

9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1-8, que ademïs comprende: estirar la estructura multicapa en estado fundido para orientar la estructura biaxialmente, y enfriar la estructura.

10. El procedimiento de la reivindicaciïn 9 que ademïs comprende:

volver a calentar la estructura enfriada a una temperatura inferior al punto de fusiïn del polïmero de mïs alto de fusiïn de la estructura; estirar la estructura uniaxialmente o biaxialmente para orientar la estructura, y posteriormente enfriar la estructura.

11. Un artïculo multicapa anular que tiene un espesor uniforme y comprende zonas circunferenciales solapadas y no solapadas; teniendo la zona no solapada una porciïn de microcapa con como mïnimo una capa adicional en un primer y un segundo lado de la porciïn de microcapa, porciïn microcapa que tiene al menos 30 capas, teniendo la porciïn microcapa una estructura de microcapa; en el que la estructura microcapa de la zona no solapada se multiplica por dos en la zona solapada, y en el que se mantiene la estructura microcapa en la zona solapada.

12. Un aparato que comprende:

un bloque de alimentaciïn (4 (2) 6 (1) ) , con un multiplicador de capas (7 (1) , 5 (2) ) capaz de suministrar una corriente de flujo multicapa que comprende una porciïn microcapa que tiene como mïnimo 30 capas y al menos una capa adicional en un primer y un segundo lado de la porciïn microcapa a un colector de distribuciïn individual

(9, 10, 11) de un molde anular (100, 200) para dividir la corriente de flujo multicapa en como mïnimo dos corrientes de flujo;

un canal de flujo circular tubular (110, 210) que tiene una direcciïn de flujo en forma de arco, arco que tiene un radio de curvatura que es mayor que un diïmetro del canal de flujo circular tubular, canal de flujo circular tubular que cambia una direcciïn de la corriente de flujo multicapa mientras que se mantiene una estructura microcapa de la porciïn de microcapa; y

el molde anular (100, 200) que tiene el colector de distribuciïn (9, 10, 11) que extruye una corriente de flujo multicapa, teniendo el colector de distribuciïn (9, 10, 11) una zona de solapamiento, zona de solapamiento que mantiene la estructura multicapa.

13. El aparato de la reivindicaciïn 12, en el que el colector de distribuciïn (9, 10, 11) tiene una geometrïa de estilo 20 cruceta modificada o una geometrïa plana.

14. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 12-13 que ademïs comprende un molde de encapsulaciïn (8 (1) , 6 (2) ) entre el bloque de alimentaciïn (4 (2) , 6 (1) ) y el colector (9, 10, 11) que encapsula la corriente multicapa antes de entrar en el colector de distribuciïn.

15. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 12-14, en el que el canal de flujo circular tubular (110, 210)

estï situado entre el molde de encapsulaciïn (8 (1) , 6 (2) ) y el colector de distribuciïn (9, 10, 11) y en el que el canal de flujo circular tubular estï orientado en un ïngulo de aproximadamente 90 grados respecto a un extremo de salida de corriente de flujo del canal de flujo circular tubular. .