BR112018073590B1

BR112018073590B1 - Forro termoplástico de compósito e método para produzir o mesmo

Info

Publication number: BR112018073590B1
Application number: BR112018073590-6A
Authority: BR
Inventors: Nicholas Bodley
Original assignee: Mti Group Pty Ltd
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2022-08-02
Also published as: CA3024524C; AU2016407018B2; AU2016407018A1; BR112018073590A2; CA3024524A1; US20200180236A1; CL2018003250A1; CL2023000161A1; US11247408B2; WO2017197426A1

Abstract

Um forro termoplástico compósito para uso como uma barreira de umidade que compreende um corpo tubular oco produzido a partir de um material termoplástico compósito de tecido configurado para bloquear substancialmente o ingresso de umidade; e uma abertura em uma extremidade do corpo tubular oco para admissão no espaço oco do corpo tubular oco. Em um aspecto, uma extremidade oposta fechada por soldagem forma uma base configurada para bloquear substancialmente o ingresso de umidade externa ao corpo tubular oco. Em um outro aspecto, o material termoplástico compósito de tecido compreende um aditivo eletricamente condutivo. Em outro aspecto, há uma nesga em pelo menos um lado do corpo tubular oco. O corpo tubular oco é capaz de ser achatado com as respectivas nesgas formadas a partir de dobras do corpo tubular oco, tal que, no estado achatado, o tubo seja mais prontamente armazenado em uma forma estreita, mas seja expansível quando a nesga é desdobrada.

Description

Campo da invenção

[001] A presente invenção se refere a um forro termoplástico de compósito, incluindo, mas não limitada a, um forro para uso como uma barreira de umidade.

Antecedentes

[002] Forros poliméricos são conhecidos por serem usados na indústria de embalagem para proteger materiais sensíveis à umidade, tais como pós de lavagem, cimentos e arroz. Os forros são usados como barreiras de umidade para prevenir ou bloquear o ingresso de umidade externa ao forro a partir da interação com seus conteúdos.

[003] Os forros poliméricos estão tipicamente na forma de um tubo de tecido. O tubo é fabricado primeiramente pela formação de um material original por tecelagem de fibras poliméricas finas no tafetá vertical e horizontal, e laminação de um laminado polimérico fino como um material interno e/ou material externo. Tipicamente, as fibras poliméricas são polipropileno e o laminado polimérico é polietileno/polipropileno orientado biaxial (BOPP). Em geral, é reconhecido pela indústria que os forros precisam ser vedados na base para impedir qualquer ingresso de água. Como tal, as aberturas do tubo são tipicamente fechadas pelo uso de costura ou adesivos. Entretanto, esses métodos não produzem uma vedação impermeável à água e não seriam capazes de permitir que o forro polimérico fosse adequado para submersão em água.

[004] Em aplicações especializadas em que o forro é exposto a níveis altos de umidade, por exemplo, um forro de buraco de explosão, é necessário usar um outro método de fechamento do tubo. Soldar a abertura do forro polimérico fechado é um método alternativo para produzir uma vedação impermeável à água. Entretanto, com soldagem do forro polimérico, inúmeras desvantagens são produzidas, o que torna o método inviável para uso. Na área de soldagem, a junta terá muita pouca resistência mecânica, tendo em vista que o laminado polimérico é extremamente fino e o material de tecido original não aderirá suficientemente ao laminado, devido às diferenças em grupos de polímero e às diferenças em pontos de fusão.

[005] Quaisquer referências a documentos que são feitas neste relatório descritivo não pretendem ser uma admissão de que as informações contidas nesses documentos constituem parte do conhecimento comum geral conhecido por um técnico no campo da invenção, a menos que explicitamente estabelecido como tal.

Sumário da invenção

[006] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um forro termoplástico de compósito para uso como uma barreira de umidade, compreendendo: um corpo tubular oco produzido a partir de um material termoplástico de compósito de tecido configurado para bloquear substancialmente o ingresso de umidade; uma abertura em uma extremidade do corpo tubular oco para entrada no espaço oco do corpo tubular oco; e uma extremidade oposta fechada por soldagem para formar uma base configurada para bloquear substancialmente o ingresso de umidade externa ao corpo tubular oco.

[007] Em uma modalidade da invenção, o material termoplástico de compósito de tecido é compreendido de um material original e pelo menos um material laminado.

[008] Em uma modalidade da invenção, o pelo menos um material laminado é configurado para ser um laminado interno ou um laminado externo.

[009] Em uma modalidade da invenção, o material original é compreendido de pelo menos dois componentes poliméricos.

[010] Em uma modalidade da invenção, um dos pelo menos dois componentes poliméricos é configurado como uma pluralidade de fibras na direção vertical e o outro dos pelo menos dois componentes poliméricos é configurado como uma pluralidade de fibras na direção horizontal.

[011] Em uma modalidade da invenção, o pelo menos um material laminado é compreendido do mesmo material termoplástico que um dos componentes poliméricos do material original.

[012] Em uma modalidade da invenção, o pelo menos um material laminado é compreendido do mesmo material termoplástico que os um dos componentes poliméricos do material original que é configurado como uma pluralidade de fibras na direção horizontal.

[013] Em uma modalidade da invenção, o corpo oco é configurado em uma estrutura revestida.

[014] Em uma modalidade, os pelo menos dois componentes poliméricos têm pelo menos dois pontos de fusão diferentes.

[015] Em uma modalidade, o material termoplástico de compósito compreende aditivos eletricamente condutivos.

[016] Em uma modalidade, o material original compreende aditivos eletricamente condutivos.

[017] Em uma modalidade, o material laminado compreende aditivos eletricamente condutivos.

[018] Em uma modalidade, o material eletricamente condutivo aterra o forro termoplástico de compósito para prevenir a criação de uma carga estática.

[019] Em uma modalidade, o material termoplástico de compósito compreende fio eletricamente condutivo de tecido através do material termoplástico de compósito.

[020] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é fornecido um método de produção de um forro termoplástico de compósito para uso como uma barreira de umidade que compreende: fabricar um material termoplástico de compósito de tecido configurado para bloquear substancialmente o ingresso de umidade; produzir um corpo oco que tem pelo menos duas aberturas dentro do material termoplástico de compósito de tecido; criar uma base sobre o corpo oco através do fechamento por soldagem de uma das pelo menos duas aberturas.

[021] Em uma modalidade da invenção, a fabricação do material termoplástico de compósito de tecido é compreendida de tecelagem de uma pluralidade de fibras que operam em uma direção vertical e uma pluralidade de fibras que operam em uma direção horizontal para formar um material original.

[022] Em uma modalidade da invenção, a fabricação do material termoplástico de compósito de tecido compreende adicionalmente laminar um material laminado interno ou um material laminado externo no material original.

[023] Em uma modalidade da invenção, a fabricação do material termoplástico de compósito de tecido compreende adicionalmente laminar um material laminado interno e um material laminado externo no material original.

[024] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um forro termoplástico de compósito para uso como uma barreira de umidade que compreende: um corpo tubular oco produzido a partir de um material termoplástico de compósito de tecido configurado para bloquear substancialmente o ingresso de umidade, e que compreende um aditivo eletricamente condutivo; uma abertura em uma extremidade do corpo tubular oco para entrada no espaço oco do corpo tubular oco.

[025] Em uma modalidade, o material termoplástico de compósito compreende aditivo eletricamente condutivo formado em um ou mais termoplásticos do material termoplástico de compósito. Em uma modalidade, o aditivo eletricamente condutivo compreende um condutivo em pó.

[026] Em uma modalidade, o aditivo eletricamente condutivo compreende um fio eletricamente condutivo tecido através do material termoplástico de compósito.

[027] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um forro termoplástico de compósito para uso como uma barreira de umidade que compreende: um corpo tubular oco produzido a partir de um material termoplástico de compósito de tecido configurado para bloquear substancialmente o ingresso de umidade; um revestimento em pelo menos um lado do corpo tubular oco de modo que o corpo tubular oco seja capaz de ser achatado com os respectivos revestimentos formados a partir de dobras do corpo tubular oco, de modo que, no estado achatado, o tubo seja mais prontamente armazenado em uma forma estreita, mas seja expansível quando o revestimento é desdobrada.

[028] Conforme usado no presente documento, o termo “material termoplástico de compósito” deve ser entendido como significando um material termoplástico que inclui porções distintas de diferentes polímeros. Os diferentes polímeros não são mesclados no material e retêm substancialmente suas próprias propriedades químicas e físicas (isto é, uma mescla de polímeros não é formada em qualquer grau significativo). Em algumas modalidades, os materiais de compósitos termoplásticos podem compreender fibras tecidas (por exemplo, fios ou filamentos) de componentes poliméricos distintos, tecidos formando folhas substancialmente planas, por exemplo. Em algumas modalidades, os materiais de compósitos termoplásticos podem compreender (ou compreendem adicionalmente) uma camada laminada interna e/ou externa (por exemplo, para aprimorar a durabilidade ou impermeabilidade à água do material). Tal camada laminada pode, por exemplo, ser produzida a partir de um polímero diferente do que aqueles usados para formar o restante do material termoplástico de compósito.

[029] Neste relatório descritivo, os termos “que compreende” ou “compreende” são usados inclusivamente e de modo não exclusivo ou abrangente.

Breve descrição dos desenhos

[030] A fim de proporcionar uma melhor compreensão, as modalidades da presente invenção serão descritas, apenas por meio de exemplo, em referência aos desenhos anexos, nos quais:

[031] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um forro termoplástico de compósito.

[032] A Figura 2 é uma vista em perspectiva do forro termoplástico de compósito com uma extremidade fechada por soldagem.

[033] A Figura 3 é uma vista em perspectiva do forro de compósito em uma estrutura revestida.

[034] A Figura 4 é uma vista em perspectiva do forro termoplástico de compósito que tem material condutivo dentro do mesmo.

[035] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um forro termoplástico de compósito sendo inserido em um buraco de explosão, com eletricidade estática sendo criada.

[036] A Figura 6 é uma vista em perspectiva do forro termoplástico de compósito da Figura 4 sendo inserido em um buraco de explosão e, então, aterrado pelo material condutivo do forro.

Descrição detalhada

[037] A presente invenção fornece um forro termoplástico de compósito e um método para a produção do mesmo. O forro compreende um material termoplástico de compósito de tecido configurado para bloquear substancialmente o ingresso de umidade, em que o material termoplástico de compósito de tecido é formado em um corpo tubular oco. O corpo tubular oco tem uma abertura em uma extremidade do corpo tubular oco para entrada no espaço oco do corpo tubular oco. Uma outra extremidade oposta é fechada por soldagem para formar uma base configurada para bloquear substancialmente o ingresso de umidade externa ao corpo tubular oco.

[038] A Figura 1 ilustra um forro termoplástico de compósito 10 para uso como uma barreira de umidade de acordo com uma modalidade inicial da invenção. O forro 10 compreende um material tecido termoplástico 12 configurado para bloquear substancialmente o ingresso de umidade através de seu volume. O material tecido 12 é tipicamente formado como um corpo oco 14, tipicamente com um par de aberturas 16, 18. Nesse exemplo, o corpo oco 14 está no formato de um cilindro tubular, no entanto, seria apreciado pelos técnicos no assunto que o corpo oco 14 pode ser de qualquer formato adequado.

[039] A Figura 2 ilustra o forro termoplástico de compósito 10 de acordo com uma modalidade final da invenção. O corpo oco 14 se torna impermeável à água ao vedar a abertura 18 para formar uma base 20 configurada para bloquear substancialmente o ingresso de umidade no corpo oco 14. O método de vedação da abertura 18 ocorre por soldagem de um área de solda designada 22, que está localizada próximo à abertura 18. Isso assegura que a base 20 se torne uma barreira, criada pela solda, entre o exterior do forro 10 e o interior e os conteúdos do forro 10.

[040] O material tecido 12 é compreendido de um material original e pelo menos um material laminado.

[041] O material original é formado pela tecelagem de uma pluralidade de fibras operando na direção vertical, conhecidos como fibras de urdidura 24, com uma pluralidade de fibras operando na direção horizontal, conhecidos como fibras de trama 26. O material original é compreendido adicionalmente de dois componentes poliméricos, com um componente polimérico sendo associado às fibras de urdidura 24 e o outro componente polimérico sendo associado às fibras de trama 26. Nesse exemplo, as fibras de urdidura 24 são produzidas a partir de polietileno enquanto as fibras de trama 26 são produzidos a partir de polipropileno. A natureza compósita dos materiais originais fornece vantagens em comparação com um material tecido 12 que é produzido a partir de um único material polimérico. As principais vantagens fornecidas pela tecelagem compósita incluem a retenção de propriedades físicas fortes adquiridas pelo uso de polipropileno e a retenção de resistência mecânica na área de solda 22 adquirida pelo uso de polietileno. As fibras de trama de polipropileno 26 fornecem ao material original as propriedades físicas de estiramento mínimo, excelente resistência à abrasão e fatores ambientais aprimorados. As fibras de urdidura de polietileno 24 permitem que o material original se ligue fortemente ao pelo menos um material laminado, seja na forma de um laminado interno ou um laminado externo.

[042] O material laminado é um material fino que é usado como um material interno ou um material externo para fornecer atributos de impermeabilidade à água. Quando o material laminado é usado como o material interno, o mesmo atua como uma parede interna do forro 10. Quando o material laminado é usado como um material externo, o mesmo atua como uma parede externa do forro 10. O material laminado atua como uma barreira física contínua adicional para bloquear o ingresso de umidade externa ao forro 10. O material laminado é compreendido de um componente polimérico que é o mesmo de um dos componentes poliméricos encontrados no material original. Nesse exemplo, o componente polimérico do material laminado é polietileno. No entanto, seria apreciado por aqueles técnicos no assunto que mais que um material laminado pode ser usado, com a finalidade de fornecer um material interno ou externo reforçado, ou um material tecido 12 que tem tanto o material interno quanto o material externo.

[043] A solda na área de solda 22 é usada para vedar a base do forro 10 para impedir o ingresso de umidade no interior do forro 10. Nesse exemplo, a solda é conduzida com um aparelho que recebe e prende a área de solda 22 antes de submeter o material tecido 12 a uma pluralidade de ciclos de aquecimento. Inesperadamente, tem se verificado que esse tipo de soldagem permite que os polímeros de diferentes pontos de fusão sejam soldados juntos.

[044] A vantagem fornecida pela combinação do material original e do material laminado é adicionalmente demonstrada durante o processo de soldagem. Tendo em vista que o material original contém um componente polimérico que é o mesmo do material laminado, o ato de soldagem permitirá que a laminação se ligue melhor ao material original conforme a transferência de calor é aprimorada e os componentes poliméricos aquecidos fluem melhor. Isso assegura que o material original e o material laminado se liguem com maior resistência mecânica, resultando na barreira criada pela solda entre o exterior e o interior do forro 10 sendo superior.

[045] Em uma modalidade preferencial, o corpo oco 14 é configurado em uma estrutura revestida como ilustrado pela Figura 3. A estrutura revestida resulta no corpo oco 14 tendo quatro camadas 28, 30, 32, 34 a serem vedadas nas bordas e duas camadas no meio 36, 38.

[046] O método de produção do forro 10 será agora descrito em maiores detalhes.

[047] A produção do forro termoplástico de compósito 10 para uso como uma barreira de umidade envolve inicialmente a fabricação de um material termoplástico de compósito de tecido 12. O material tecido 12 é configurado para bloquear substancialmente o ingresso de umidade devido à sua construção que contém um material original e um material laminado. O processo de fabricação do material tecido 12 compreende a tecelagem de uma pluralidade de fibras operando em uma direção vertical e uma pluralidade de fibras operando em uma direção horizontal para formar um material original. Adicionalmente, o material tecido 12 contém um material laminado que é laminado para o material original como um material laminado interno ou um material laminado externo. Entretanto, seria apreciado por aqueles técnicos no assunto que mais que um material laminado pode ser laminado no material original de modo que haja um material laminado interno e um material laminado externo. Um corpo oco 14 é, então, produzido com o uso do material tecido 12, de modo que o corpo oco tenha duas aberturas 16, 18. Uma base 20 é criada sobre o corpo oco 14 por fechamento por soldagem de uma das duas aberturas através do uso de aplicação pulsada de calor à área de solda.

[048] Em referência à Figura 4, é mostrado um forro termoplástico de compósito soldado 10 que tem aditivos eletricamente condutivos 40 dentro do material original ou material laminado. Os aditivos eletricamente condutivos podem incluir carbono ou metal dentre outros, e podem estar na forma de fio.

[049] Em referência à Figura 5, é mostrado um forro termoplástico de compósito fechado por soldagem 10 sendo inserido em um buraco de explosão 42 e gerando eletricidade estática 44. Isso ocorre frequentemente quando o forro é inserido em um buraco de explosão 42. A fim de superar esse problema, os aditivos condutivos são inseridos no material do forro dentro do material original ou do material laminado, como mostrado na Figura 4. O forro termoplástico de compósito fechado por soldagem da Figura 4 é, então, inserido no buraco de explosão 42 da Figura 6, e conforme mostrado, o forro termoplástico de compósito é aterrado 46 pela presença dos aditivos condutivos e as cargas elétricas estáticas não se acumulam.

[050] Podem ser feitas modificações na presente invenção dentro do contexto que fora descrito e mostrado nos desenhos. Tais modificações pretendem constituir parte da invenção descrita neste relatório descritivo.

Claims

1. Forro termoplástico de compósito (10) para uso como uma barreira de umidade em um poço compreendendo: um corpo tubular oco (14) produzido a partir de materiais termoplásticos de compósito de tecido (12), os materiais termoplásticos de compósito de tecido (12) compreendendo pelo menos dois pontos de fusão diferentes e resistências à tração diferentes, e configurado para bloquear o ingresso de umidade; uma abertura (18) em uma extremidade do corpo tubular oco (14) para entrada para dentro do espaço oco do corpo tubular oco (14); e uma extremidade oposta fechada por soldagem para formar uma base (20) configurada para bloquear o ingresso de umidade externa ao corpo tubular oco (14), caracterizado pelo fato de que o material termoplástico de compósito de tecido (12) é compreendido de um material de compósito de tecido original e compreende adicionalmente pelo menos um material laminado no material de compósito de tecido original, em que o material original é compreendido de pelo menos dois componentes poliméricos, e em que um dos pelo menos dois componentes poliméricos é compreendido de uma pluralidade de fibras (24, 26) na direção vertical e o outro dos pelo menos dois componentes poliméricos é compreendido de uma pluralidade de fibras (24, 26) na direção horizontal.

2. Forro termoplástico de compósito (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um material laminado é configurado para ser um laminado interno ou um laminado externo.

3. Forro termoplástico de compósito (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um material laminado é compreendido do mesmo material termoplástico que um dos componentes poliméricos do material original que é configurado como uma pluralidade de fibras (24, 26) paralela ao comprimento do forro (10).

4. Forro termoplástico de compósito (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um material laminado é compreendido do mesmo material termoplástico que o um dos componentes poliméricos do material original que é configurado como uma pluralidade de fibras (24, 26) na direção horizontal.

5. Forro termoplástico de compósito (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo oco (14) é configurado em uma estrutura revestida.

6. Forro termoplástico de compósito (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material termoplástico de compósito de tecido (12) compreende aditivos eletricamente condutivos (40) na pluralidade de fibras (24, 26) paralela ao comprimento do forro (10).

7. Forro termoplástico de compósito (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material original compreende aditivos eletricamente condutivos (40).

8. Forro termoplástico de compósito (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material laminado compreende aditivos eletricamente condutivos (40).

9. Forro termoplástico de compósito (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o material eletricamente condutivo (40) aterra o forro termoplástico de compósito (10) para prevenir a criação de uma carga estática.

10. Forro termoplástico de compósito (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material termoplástico de compósito compreende tecido de fio eletricamente condutivo através do material termoplástico de compósito.

11. Método de produzir o forro termoplástico de compósito (10) para uso como uma barreira de umidade em um poço definido na reivindicação 1, compreendendo: fabricar materiais termoplásticos de compósito de tecido (12), os materiais termoplásticos de compósito de tecido (12) compreendendo pelo menos dois pontos de fusão diferentes e resistências à tração diferentes, e configurados para bloquear o ingresso de umidade; produzir um corpo oco (14) tendo pelo menos duas aberturas (16, 18) dentro do material termoplástico de compósito de tecido (12); criar uma base (20) sobre o corpo oco (14) pelo fechamento por soldagem de uma das pelo menos duas aberturas (16, 18) caracterizado pelo fato de que o material termoplástico de compósito de tecido (12) é compreendido de um material de compósito de tecido original e compreende adicionalmente pelo menos um material laminado no material de compósito de tecido original, em que o material original é compreendido de pelo menos dois termoplásticos, e em que um dos pelo menos dois termoplásticos é compreendido de uma pluralidade de fibras (24, 26) na direção vertical e um diferente dos pelo menos dois termoplásticos é compreendido de uma pluralidade de fibras (24, 26) na direção horizontal.

12. Método de produzir um forro termoplástico de compósito (10), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a fabricação do material termoplástico de compósito de tecido (12) é compreendida de tecer a pluralidade de fibras (24, 26) de um dos pelo menos dois termoplásticos tendo um primeiro ponto de fusão e resistência à tração operando em uma direção vertical e a pluralidade de fibras (24, 26) do diferente dos pelo menos dois termoplásticos tendo um ponto de fusão e uma resistência à tração diferentes operando na direção horizontal para formar o material original.

13. Método de produzir um forro termoplástico de compósito (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a fabricação do material termoplástico de compósito de tecido (12) compreende adicionalmente laminar um material laminado interno e/ou um material laminado externo no material original.

14. Método de produzir um forro termoplástico de compósito (10), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o material laminado interno e/ou o material laminado externo é compreendido do mesmo material termoplástico que o um dos pelo menos dois materiais termoplásticos do material original.