ES2208918T3

ES2208918T3 - Peliculas, tubos y forros de cilindros de polimeros de ultra-alta viscosidad en estado fundido y termo-retractiles.

Info

Publication number: ES2208918T3
Application number: ES97929920T
Authority: ES
Inventors: Frank M. Chapman; Randall F. Chapman
Original assignee: Fluoron Inc
Current assignee: Fluoron Inc
Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 2004-06-16
Anticipated expiration: 2017-06-09
Also published as: DE69725729T2; US20020098961A1; US6471627B2; EP0918616B1; EP0918616A4; WO1997047460A1; EP0918616A1; CA2257714A1; DE69725729D1

Abstract

SE UTILIZAN MATERIALES POLIMERICOS PTFE Y OTROS DE ULTRA ALTA VISCOSIDAD A LA FUSION (UHMV), COMO TFM, Y POLIETILENO UHMW, MEJOR QUE FEP O PFA, EN EL PROCEDIMIENTO HST, YA QUE SE HA ENCONTRADO QUE LOS POLIMEROS UHMV PUEDEN SUSTITUIRSE FACILMENTE POR FEP EN EL PROCEDIMIENTO HST, CON CAMBIO INSIGNIFICANTE EN LAS ETAPAS EXISTENTES DEL PROCEDIMIENTO. LA EXPANSION ADECUADA DE UN TUBO PTFE, DESPUES DE FABRICADO CON LAS DIMENSIONES APROPIADAS, PUEDE OBTENERSE CON TRATAMIENTO DE PRESION Y CALOR A UNA TEMPERATURA DEL ORDEN DE 200 °F, MEJOR QUE ENTRE 600 - 700 °F, Y EL TUBO RESULTANTE ES SUFICIENTEMENTE ESTABLE PARA SER PUESTO EN SU POSICION DE TRABAJO, PARA UNA APLICACION POSTERIOR DE CONTRACCION A TEMPERATURAS COMPARABLES EN UN CILINDRO DE LAMINADOR. EL MANGUITO RESULTANTE TIENE PROPIEDADES MECANICAS MEJORADAS A ALTAS TEMPERATURAS, Y PUEDE REFORZARSE CON UN ADITIVO CONDUCTOR PARA PROPORCIONAR CUALIDADES ANTIESTATICAS, U OTROS ADITIVOS PARA MEJORAR SU RESISTENCIA AL DESGASTE Y A LA COMPRESION. TAMBIEN, PUEDEN TRATARSE LOS POLIMEROS UHMV EN FORMA DE PELICULA, PARA FABRICAR PELICULA MEJORADA CONTRAIBLE AL CALOR, QUE SE PUEDE CONTRAER A TEMPERATURAS COMPARATIVAMENTE INFERIORES, Y ESPECIALMENTE PELICULA UHMWPE CONTRAIBLE AL CALOR, NO REALIZADA HASTA AHORA.

Description

Películas, tubos y forros de cilindros de polímeros de ultra-alta viscosidad en estado fundido y termo-retráctiles.

La presente invención se refiere, en general, a la producción de material termoplástico termorretráctil y a la fabricación de películas, hojas y tubos de tal material, así como de forros de cilindros usados en cilindros de maquinaria, tales como cilindros de máquinas para papel, cilindros para la industria textil, cilindros para la elaboración de alimentos, y equipo de estratificación.

Termoplásticos termorretráctiles se usan en muchas aplicaciones, entre las cuales están forros para cilindros de maquinaria en instalaciones fabriles, tales como fábricas de papel, en las que los cilindros se usan para guiar, extender y transportar el material a elaborar. Estos cilindros corrientemente están provistos con un forro de polímero sobre su superficie para resistir la corrosión y minimizar la fricción y pegajosidad. Diversos procedimientos y materiales para fabricar y aplicar tales tubos y forros de cilindros se describen en las Patentes de EE. UU. Nos. 3.050.786, para A.N. St. John et al. , 3.225.129 para J.S. Taylor et al. , 3.426.119 para F.M. Chapman et al. , 3.481.805 para R.L. Holmes et al. , 3.749.621 para J.P. Shoffner, 4.325.998 para H.S. Chapman y 5.142.759 para J. Bonander et al.

Un forro de polímero típico de este tipo es en forma de Tubo Termorretráctil (TTR) corrientemente fabricado a partir de copolímero de etileno-propileno fluorado (FEP), y menos frecuentemente a partir de perfluoroalcoxi (PFA), que es un copolímero de tetrafluoretileno (PTFE) y perfluoropropil-viniléter (PPVE). Actualmente, el TTR se fabrica tomando un tubo apropiado, soldado a partir de hoja de FEP o fabricado por algún otro método, y aplicar presión y calor para expandirlo en caliente, seguido por enfriamiento en su estado fundido para congelar el esfuerzo provocado en él por la expansión. El tubo enfriado se hace contraer, luego, sobre la superficie del cilindro, usando, de nuevo, la aplicación de calor, para contraer fuertemente el tubo o manga alrededor de la superficie. Las temperaturas de calentamiento usadas con RRT de FEP están típicamente en el intervalo de 76ºC a 149ºC, muy por debajo de su temperatura de fusión de aproximadamente 260ºC.

Los FEP y PFA elaborables en estado fundido, usados en la aplicación de TTR se han elegido por encima de politetrafluoretileno (PTFE) u otros polímeros fluorados de ultra alta viscosidad en estado fundido (UHMV), tales como PTFE modificado químicamente, disponible de Höchst AG de Burgkichen, Alemania, con el nombre comercial de "Hostaflon", y denominado comúnmente por TFM, aun cuando los últimos materiales tienen un bajo coste, mayor resistencia mecánica, dureza, duración a flexiones repetidas y otras propiedades físicas preferidas y límites de uso y funcionamiento a temperaturas más altas. Esta elección se ha debido principalmente a la creencia y expectativas de la técnica, de que los últimos materiales requieren temperaturas más altas para contraerse. Los polímeros de UHMV son polímeros que tienen una viscosidad en estado fundido que es demasiado alta para la elaboración de termoplásticos convencionales, que son apropiados para elaboración en estado fundido. Por ejemplo, PTFE tiene una viscosidad en estado fundido de 10^{10} Pa.s, en tanto que PEF tiene una viscosidad en estado fundido de 10^{3} a 10^{4} Pa.s. Otro polímero de UHMV que no se ha usado en la aplicación de TTR es polietileno de ultra alto peso molecular o UHMWPE, que es un polietileno de densidad extremadamente alta, con un intervalo de pesos moleculares de 3.000.000 a 6.000.000. Esto se puede comparar con un intervalo de pesos moleculares de 300.000 a 500.000 para polietileno de alto peso molecular (HMWPE), que se puede elaborar fácilmente en estado fundido. De nuevo, la viscosidad en estado fundido de UHMWPE es demasiado alta para una elaboración convencional en estado fundido. Por tanto, aunque PTFE y otros polímeros de UHMV tienen cualidades muy superiores y, además, pueden ser mucho menos costosos, al menos hasta el presente, el FEP se ha considerado como material preferido en poner en práctica esta técnica de contracción.

Tubos de polímeros de UHMV expandidos, tales como los fabricados a partir de PTFE, son conocidos, pero no se han empleado satisfactoriamente en el procedimiento de contracción de TTR, ya que en el estado de la técnica, TTR fabricado a partir de PTFE se calienta típicamente cerca de, o por encima de la temperatura de gelificación de PTFE, 327ºC, primero para la expansión y de nuevo, después del enfriamiento, para llevar a cabo la recuperación completa, es decir, contracción del tubo sobre el cilindro. Estas temperaturas son tan altas, que ponen en peligro de causar daño térmico al cilindro de sustrato y, como cuestión práctica, no se pueden obtener en el caso de grandes muestras con la aplicación de energía a partir de una herramienta sencilla, tal como una pistola de aire caliente usada corrientemente con TTR de FEP. Además, durante el calentamiento del TTR a la temperatura de gelificación para recuperación, hay la tendencia de que una sección del tubo se sobrecaliente, mientras que el resto del tubo está demasiado frío para contraerse sobre el cilindro. Esto conduce al problema de recuperación/contracción no uniformes del tubo. Aunque en la Patente de EE. UU., antes mencionada, No. 3.050.786 se sugiere que la recuperación de PTFE se puede conseguir a temperaturas más bajas, tan bajas como 149ºC, esto es a expensas del tiempo de elaboración, particularmente cuando se usa un enfriamiento rápido.

Desarrollar un sistema y método para producir películas, hojas y tubos termo-retráctiles con propiedades óptimas y facilidad de elaboración e instalación para facilitar el uso, tal como en fabricar TTR y en otras aplicaciones apropiadas.

Es, por consiguiente, un objeto de la presente invención utilizar el descubrimiento de que un material convencional, que tenía hasta el presente aptitudes no apreciadas, se puede fabricar con un procedimiento comparativamente sencillo para conseguir mejores películas, tubos y forros de cilindros termorretráctiles.

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Es otro objeto de la presente invención poner de manifiesto la superioridad de PTFE y otros materiales polímeros de UHMV tales como TFM, y polietileno de UHMW, en lugar de FEP y HMWPE irradiado en el procedimiento de tubos termorretráctiles (TTR) para forrar cilindros de maquinaria y otros componentes.

Es un objeto adicional de la invención proporcionar mejores tubos termorretráctiles de materiales de TPE, TFM y UHMWPE, reforzados con materiales conductores y de otros tipos, tales como forros para cilindros, barras, tubos, tuberías, y otros elementos de una circunferencia relativamente constante, así como mejores hojas y películas termorretráctiles de estos materiales, particularmente película termorretráctil de UHMWPE no llevado a efecto hasta ahora.

La presente invención incluye el descubrimiento de la conveniencia y ventajas a conseguir con el uso de PTFE y otros polímeros de ultra alta viscosidad en estado fundido (UHMV), tales como TFM, y UHMWPE, como material apto para contraerse por calor, y su uso en lugar de FEP o PFA, en el procedimiento de TTR. Por ejemplo, se ha descubierto que PTFE, típicamente PTFE totalmente sinterizado usado en aplicaciones de TTR, puede sustituir fácilmente a FEP en el procedimiento típico de TTR con poco cambio importante en las etapas de procedimiento existentes. La expansión apropiada de un tubo de PTFE se puede obtener con tratamiento de presión y calor a temperaturas inferiores a 149ºC, y preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 88ºC a aproximadamente 121ºC, en cuestión de unos pocos minutos, y el tubo resultante es suficientemente estable para ser expedido para una posterior aplicación de contracción a temperaturas comparables, sobre un cilindro en una fábrica. También, polímeros de UHMV se pueden elaborar en forma de hoja o película para producir mejor material termorretráctil, que es capaz de contraerse a temperaturas comparativamente bajas, en un tiempo mínimo, particularmente película termorretráctil de UHMWPE no realizado hasta ahora. El tubo y hoja o película son capaces de contraerse en, al menos una dimensión y pueden ser capaces de contraerse en dos dimensiones.

Un procedimiento típico de TTR comienza con la provisión de un tubo que puede suponer, primero, cortar una hoja de película de polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido (UHMV), por ejemplo, de PTFE, TFM o HUMWPE, con la circunferencia y longitud apropiadas para ajustarse al cilindro a forrar, tal como se hace con FEP. Los bordes de la hoja cortada se unen, luego, tal como por soldeo por fusión, para formar un tubo con una costura que es suficientemente fuerte para ser expandida. Este tubo se expande, luego, a un tamaño suficiente para adaptarse alrededor de la superficie del cilindro cerrando sus extremos y situándolo en un alojamiento de expansión o cámara de calibración, tal como una tubería cilíndrica que recibirá el tubo de UHMV y determinará el diámetro al cual será expandido. El tubo se expande a ese diámetro usando presión y, si se desea, calor tal como calor por vapor de agua a temperatura de aproximadamente 93ºC o, según sea el espesor del material, a una temperatura un poco por encima de la temperatura de expansión, pero por debajo de la temperatura de gelificación. El tubo expandido se enfría a temperatura ambiente con el diámetro expandido y es suficientemente estable por enfriamiento para ser almacenado y para posterior expedición y uso. Después de expedición, el tubo se hace deslizar sobre la superficie del cilindro y, una vez situado apropiadamente, el material del tubo se calienta, por ejemplo usando pistolas de aire caliente, un soplete de gas oxiacetilénico o manta de calefacción o una estufa, a una temperatura suficiente para que se contraiga en fuerte contacto con la superficie, por ejemplo, a una temperatura algo más alta que la temperatura a la que se expandió, típicamente a aproximadamente 107ºC. El tiempo de contracción es típicamente inferior a 3 minutos. El tamaño de la circunferencia del tubo se elige inicialmente que sea aproximadamente 0,50 a aproximadamente 0,95 veces, y preferiblemente de aproximadamente 0,80 a aproximadamente 0,92 veces, el tamaño del cilindro. El forro del cilindro resultante tiene mejores propiedades mecánicas así como que es susceptible de ser reforzado con apropiados aditivos en forma de partículas, tales como un aditivo conductor para proporcionar propiedades antiestáticas y aditivos para mejorar su desgaste, capacidad de carga, y resistencia a la compresión, y reducir su expansión térmica, tal como se conocen diversamente en la técnica.

La Figura 1 es un diagrama ilustrativo de un aparato para expandir un tubo de polímero de UHMV de acuerdo con la invención.

La Figura 2 ilustra un cilindro forrado con un forro de cilindro antiestático formado por un tubo de polímero de UHMV que ha sido expandido por el aparato de la Figura 1, enfriado a temperatura ambiente y, luego, contraído por calor alrededor del cilindro.

La presente invención se basa en el descubrimiento de que PTFE y otros materiales polímeros de UHMV, tales como TFM y polietileno de UHMW, se pueden utilizar ventajosamente como material termorretráctil con fácil y rápida elaboración a baja temperatura hasta el presente no considerada. Una aplicación particular es usar tal material polímero de UHMV, en lugar de FEP o PFA, en el procedimiento convencional de TTR, con modificaciones de poca importancia, para conseguir un Tubo Termorretráctil (TTR) o forro de cilindro de mejores características y economía. De acuerdo con la invención, se proporciona un artículo de fabricación que comprende un polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido que tiene una viscosidad en estado fundido demasiado alta para elaboración convencional en estado fundido, que se ha expandido a presión a una forma sometida a esfuerzos, que es capaz de contraerse por calor en, al menos una dimensión por aplicación de calor a una temperatura inferior a 149ºC, para liberar los esfuerzos, en la que dicho polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido comprende un material elegido entre politetrafluoretileno totalmente sinterizado, politetrafluoretileno modificado químicamente, y polietileno de ultra alto peso molecular que tiene un peso molecular de 3.000.000 a 6.000.000. Se ha descubierto que los polímeros de UHMV son capaces de contraerse apropiadamente, después de expansión, usando un sencillo dispositivo de calentamiento, tal como una pistola de aire caliente, durante unos pocos minutos, a una temperatura comparable a la del FEP, por ejemplo, significativamente inferior a 149ºC, en lugar de 315-371ºC sugerido por la técnica que son necesarios presentemente. Adicionalmente, esta aptitud se puede aprovechar para producir mejores hojas y películas termorretráctiles de estos materiales.

En la producción de TTR para forros de cilindros, se ha descubierto que tubos de PTFE y otros polímeros de UHMV se pueden expandir a presión, con o sin calor, pero preferiblemente después de calentar a una temperatura inferior a 149ºC y, después, hacerlos contraer alrededor de la superficie del cilindro, calentando de nuevo a una temperatura inferior a 149ºC para liberar los esfuerzos en ellos. Preferiblemente, el tubo se calienta antes de ser expandido para desarrollar esfuerzos adecuados y mantener la expansión en el enfriamiento y que más tarde se liberan por calor para hacer contraer el tubo alrededor del cilindro. Contrariamente a la creencia prevaleciente en la técnica, el tubo de polímero de PTFE no necesita ser calentado a temperaturas próximas al punto de fusión cuando se expande a fin de conseguir una estabilidad satisfactoria por enfriamiento, y después no necesita ser liberado a una temperatura comparable para contraerse alrededor del cilindro. Más bien se ha descubierto que calentar el tubo a temperaturas comparables a la elaboración de FEP, es decir en el intervalo de aproximadamente 65ºC a aproximadamente 149ºC y preferiblemente de aproximadamente 88ºC a aproximadamente 107ºC antes de expandir el tubo, proporcionará esfuerzos suficientes en el material para dar estabilidad satisfactoria por enfriamiento. El tubo expandido suficientemente estable se puede hacer contraer, inmediatamente o más tarde, alrededor de la superficie del cilindro liberando los esfuerzos con la aplicación de calor a temperaturas comparables, preferiblemente algo más altas que la temperatura de expansión, por ejemplo, aproximadamente 107ºC - 121ºC durante unos pocos minutos, típicamente inferior a 3 minutos.

Se ha determinado también que en lugar de elaborar el material polímero de UHMV en forma tubular, se puede calentar, expandir y enfriar apropiadamente en forma de hoja o película, de manera que, por ejemplo, película de UHMWPE termorretráctil, desconocida hasta ahora, se puede producir que sea capaz de contraerse a temperaturas viables. Además, a diferencia de HMWPE, que se irradia para dar lugar a reticulación para fabricar TTR, el UHWPE se puede elaborar y hacer contraer por calor sin radiación. También se puede hacer contraer en dos dimensiones.

De acuerdo con la invención, se proporciona un procedimiento para producir un artículo manufacturado, que comprende las etapas de:

: Proporcionar un suministro del polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido, que tiene una viscosidad en estado fundido demasiado alta para una elaboración convencional en estado fundido;

: Inicialmente, calentar suavemente de 65ºC a 149ºC dicho suministro de polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido;

: Aplicar presión al suministro calentado para expandirlo, generalmente a la forma de configuración deseada; y

: Llevar dicho suministro expandido a temperatura ambiente bajo presión para mantener la forma expandida del articulo conformado y producir un artículo expandido de polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido suficientemente estable, capaz de subsiguiente contracción térmica a la forma deseada de dicho artículo, a una temperatura comparable a la de dicho calentamiento inicial.

Un método ejemplar para producir y aplicar un mejor material para forro termorretráctil, tal como para forrar cilindros, o revestir alambres o similares, de acuerdo con la invención se realiza generalmente como sigue.

Inicialmente, el forro se prepara por:

1.: En primer lugar, una hoja de película de polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido (UHMV), por ejemplo de PTFE totalmente sinterizado, TFM o polietileno de UHMW, se corta a la circunferencia (algo más pequeña) y longitud (algo más larga) apropiadas, para fijarla al cilindro a forrar. Alternativamente, pasta extruida y tubo sinterizado o tubo extruido por émbolo se pueden usar en lugar de la película, en cuyo caso la etapa siguiente no es requerida. También, envoltura de cinta y subsiguiente fusión es otro procedimiento comercial para formar tubos apropiados tal como se describe en la patente de EE. UU. citada más arriba, No. 3.225.129 para Taylor el al.

2.: Los bordes en sentido longitudinal de la hoja cortada se unen, después, por soldeo por fusión para formar un tubo con una costura que es suficientemente fuerte para expandirse.

3.: El tubo fabricado, preparatorio para ser expandido a un tamaño suficiente para ajustarse alrededor de la superficie del cilindro, se coloca típicamente en una tubería o alojamiento o cámara de expansión similar que tiene una forma volumétrica o diámetro que determinará el tamaño o diámetro al cual se expandirá el tubo.

4.: Ambas extremidades del tubo se cierran, luego, por ejemplo, insertando tapones o placas terminales en ellas, con orificios para admitir y drenar fluidos, y las extremidades se cierran con abrazaderas que circundan las extremidades y placas.

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5.: Se aplica una presión diferencial de manera que la presión interna en el tubo provoca la expansión del tubo, preferiblemente después de que el tubo se ha calentado a una temperatura elevada cualquiera entre aproximadamente 65ºC y aproximadamente 149ºC, y preferiblemente entre aproximadamente 88ºC y aproximadamente 107ºC.

6.: La presión diferencial se incrementa hasta que el tubo polímero de UHMV se expande para llenar la tubería o cámara calibradora.

7.: El tubo calentado y expandido se enfría, luego, a temperatura ambiente a fin de congelarlo en el tamaño expandido. Aunque el tubo se puede expandir sin aplicación de calor, su estabilidad y esfuerzos internos se puede descubrir que son insatisfactorios bajo tales circunstancias si el tubo no se sitúa inmediatamente sobre el cilindro o rollo de alambre. Al calentar a las temperaturas indicadas antes de expansión, una estabilidad suficiente se producirá para permitir el almacenamiento del tubo y liberación satisfactoria más tarde de los esfuerzos y contracción por calor alrededor de la superficie del cilindro con el uso de calor a temperaturas similares.

8.: La presión se mantiene en un nivel suficiente durante el enfriamiento para prevenir que el tubo se contraiga desde el tamaño expandido.

9.: El enfriamiento se puede acelerar rociando agua sobre la tubería de expansión o cámara calibradora o permitiendo un enfriamiento lento de la manga por aire para alcanzar un estado suficientemente estable a temperatura ambiente.

10.: El montaje se desmonta, luego, y se separa el tubo expandido. Se cortan las porciones terminales no expandidas fuera de las abrazaderas. El tubo expandido está, ahora, listo para aplicación a un cilindro inmediatamente, o se puede almacenar en su condición suficientemente estable hasta que se tome para uso. Se puede expedir en esta condición al punto de aplicación, por ejemplo, una fábrica de papel, y hacerlo contraer sobre un cilindro de la fábrica. Se cree que el estado suficientemente estable se puede garantizar y resulta del enfriamiento del esfuerzo creado en el interior del material, por la presurización a una temperatura elevada.

: Cuando el tubo expandido está listo para aplicación, entonces:

11.: El tubo de polímero de UHMV expandido se desliza sobre la superficie del objeto a forrar, por ejemplo, un cilindro de maquinaria o un rollo de alambre, en el caso de que se ha de usar para revestir el rollo o un acoplamiento en una tubería a unir.

12.: Una vez situado apropiadamente sobre la superficie a forrar, el material de tubo expandido se calienta, luego, de nuevo, por ejemplo, usando pistolas de aire caliente, soplete de gas oxiacetilénico, una estufa o una manta de calefacción, a una temperatura en general un poco por encima de la temperatura de expansión y claramente inferior a su temperatura de gelificación y particularmente, por ejemplo 107ºC - 121ºC para hacerlo contraer en íntimo contacto con la superficie. La temperatura de contracción por calor es preferiblemente algo más alta que la temperatura de expansión y la contracción normalmente tendría lugar en menos de 3 minutos. Por enfriamiento del material, el cilindro ha sido provisto con un forro mejorado.

Además del método general ejemplar precedente de fabricar e instalar material de forro termorretráctil, un ejemplo particular de un medio y parámetros específicos para preparar y expandir el tubo en un método de fabricación de forros para cilindros de acuerdo con la invención supone lo siguiente:

1.: Cuando un tubo de UHMV de PTFE sinterizado, por ejemplo, se ha de fabricar inicialmente, la dimensión de la circunferencia del tubo se elige que sea aproximadamente 0,50 a aproximadamente 0,95, y preferiblemente de aproximadamente 0,80 a 0,92 veces el tamaño del cilindro por calentamiento. El material se puede reforzar con aditivos y materiales en forma de partículas apropiados, tales como carbono y otros aditivos conocidos eléctricamente conductores para impartir propiedades antiestáticas y/u otros aditivos para mejorar su capacidad de carga y resistencia a compresión y resistencia al desgaste.

2.: Tal como se presenta Figura 1, el tubo 1, después de fabricación, tiene un extremo cerrado, por ejemplo el extremo derecho, insertando en él un tapón o placa terminal 2, que tiene orificios para acomodar respectivamente un conducto 6 para admitir aire a presión y un conducto 7 para admitir vapor de agua. Convenientemente, la placa terminal 2 es de aluminio, con un orificio de hasta 1,27 mm, para admitir el aire a presión, y un orificio en el fondo de 1,27 mm, para admitir vapor de agua, alineados en el fondo.

3.: Abrazaderas 3 para manguera de alto par de torsión están situadas sobre el material de tubo 1 de PTFE alrededor de la placa terminal 2 y sometidas a un par de torsión de aproximadamente 17,6 N.m para sellar el extremo del tubo. El par máximo para las abrazaderas de manguera es de aproximadamente 18,7-19,8 N.m,

4.: El otro extremo del tubo 1 está cerrado también con un tapón o placa 2, convenientemente de aluminio y que tiene orificio superior de 1,27 mm, para comprobar la presión y ventilar el interior del tubo, y un orificio en el fondo de 1,27 mm para acomodar una tubería 5 de drenaje de fluido, alineados en el fondo.

5.: Abrazaderas 3 de manguera de alto par de torsión están situadas similarmente sobre el material del tubo de PTFE alrededor de la última placa terminal y sometidas a un par de torsión de 17,6 N.m.

6.: Un disyuntor rápido para el conducto 7 de vapor de agua está conectado al orificio de 12,7 mm del fondo en la placa 2 del extremo derecho y una tubería 6 de aire a presión de 9,5 mm con una válvula de bola está insertada en el orificio superior.

7.: En la otra placa terminal 2, una larga tubería 5 de drenaje de 12,7 mm x 1.829 mm, con válvula de bola, está insertada en el orificio del fondo y un disyuntor rápido, con una válvula sobre la misma tubería 9, está conectado al orificio superior que conduce a un manómetro de 2,1 X 10^{5} N/m^{2} en un panel de control.

8.: El tubo o manga 1 se infla con aire, cerciorándose de que la tubería 5 de drenaje está en el fondo y que el tubo 1 está situado en un ángulo que permitirá al agua purgar a través de la válvula de purga en la tubería 5.

9.: Se admite vapor de agua al interior del tubo 1 a través del conducto 7 con las válvulas de purga y liberación de la presión, en las tuberías 5 y 9 conectadas a la placa terminal 2 de la izquierda, abiertas.

10.: La temperatura se lleva a aproximadamente 93-96ºC mientras se mantiene la presión en un nivel suficiente para mantener el tubo inflado, por ejemplo, aproximadamente 0,17 x 10^{5} N/m^{2}.

11.: La presión se incrementa, luego, hasta que el tubo 1 calentado se expande para llenar la cámara de calibración o tubería 8 de expansión.

12.: La presión se mantiene en el nivel incrementado para evitar que el tubo 1 se contraiga desde el tamaño expandido y, luego, el tubo se enfría en estado expandido. El material polímero de UHMV o de PTFE expandido así elaborado, se ha descubierto que es suficientemente estable a la terminación del enfriamiento. Se supone que esta estabilidad es resultado de congelación de los esfuerzos creados en el material por el calentamiento y presurización.

13.: El enfriamiento se puede conseguir rociando con agua sobre el alojamiento de expansión o cámara de calibración 8, o permitiendo un enfriamiento lento del tubo 1 por aire.

14.: La cámara 8 y los montajes y conductos de cierre del extremo del tubo se desmontan, luego, y el tubo de PTFE expandido se separa en un estado para aplicación a un cilindro. Se puede usar inmediatamente o se puede almacenar en esta condición estable hasta que este listo para aplicación a un cilindro, y entonces se puede expedir al punto de uso, por ejemplo, una fábrica de papel.

15.: Cuando está listo, tal como se representa en la Figura 2, el tubo 1 se puede hacer contraer, luego, sobre un cilindro 20 haciéndole deslizar sobre la superficie del cilindro y calentando de nuevo, por ejemplo, usando aire caliente o manta de calefacción o similar, a una temperatura comparable a la temperatura con la que se ha expandido, por ejemplo, en el intervalo de aproximadamente 88ºC a aproximadamente 107ºC, y típicamente un poco más alta que la temperatura de expansión a aproximadamente 107ºC durante unos pocos minutos para hacerle contraer en estrecho contacto con la superficie del cilindro.

16.: Tal como se puede observar en la Figura 2, el forro de cilindro instalado puede tener porciones terminales 1a que se extienden más allá de los extremos del cilindro 20, que se han contraído completamente. Estas porciones terminales se cortan, luego, para completar la instalación.

Por consiguiente, se ha comprobado que un mejor forro de cilindros se puede lograr usando PTFE y otros materiales polímeros de UHMV, tales como TFM, y UHM-WPE en lugar de FEP, en el procedimiento convencional de TTR, con modificaciones de poca importancia. Estos polímeros de UHMV producen un forro de cilindro de mejores características y economía, que también se pueden mejorar o reforzar con un aditivo conductor para impartir propiedades antiestáticas y/u otros aditivos para mejorar la capacidad de carga y resistencia a la compresión y resistencia al desgaste. Además, los polímeros de UHMV se pueden elaborar a fin de producir mejores películas termorretráctiles, tales como UHMWPE, que son capaces de contraerse a temperaturas comparativamente bajas.

Claims

1. Un artículo de fabricación que comprende un polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido, que tiene una viscosidad en estado fundido demasiado alta para elaboración convencional en estado fundido, que se ha expandido por presión a una forma en una condición bajo esfuerzos, que es capaz de contraerse con calor en, al menos una dimensión por aplicación de calor a una temperatura inferior a 149ºC, para liberar la condición bajo esfuerzos, en el que dicho polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido comprende un material elegido entre politetrafluoretileno completamente sinterizado, politetrafluoretileno modificado químicamente y polietileno de ultra alto peso molecular, que tiene un peso molecular de 3.000-000 a 6.000.000.

2. El artículo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido se ha expandido con presión a la condición bajo esfuerzos calentándose inicialmente a una temperatura en el intervalo de 88ºC a 121ºC, expandiéndose bajo presión a la forma expandida con presión, y llevándose a temperatura ambiente bajo presión mientras conserva la forma expandida con presión.

3. El artículo de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicho artículo polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido de forma expandida a presión ha sido expandido a una condición con esfuerzos que se contraerá por calor calentando a una temperatura un poco por encima de la temperatura a la que originalmente se ha calentado, pero inferior a 149ºC.

4. El artículo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha forma expandida con presión de dicho polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido es un tubo.

5. El artículo de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende, además, un cilindro y en el que dicho tubo se contrae alrededor de, y forra dicho cilindro.

6. El artículo de acuerdo con la reivindicación 5, en el que dicho cilindro forrado con dicho tubo está conformado en forma de un cilindro de maquinaria.

7. El artículo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha forma expandida con presión de dicho polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido es una hoja o una película.

8. El artículo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho artículo es una película de polietileno de ultra alto peso molecular.

9. El artículo de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende un aditivo y en el que dicho aditivo comprende un material elegido entre carbono, material que proporciona conductividad eléctrica, material que proporciona mejor resistencia a la abrasión, material que proporciona mejor resistencia al desgaste, material que proporciona mejor capacidad de carga, material que proporciona mejor resistencia a la compresión, y material que proporciona una dilatación térmica reducida a dicho artículo, y sus combinaciones.

10. Un procedimiento para producir un artículo de fabricación de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende las etapas de:

-: proporcionar un suministro del polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido que tiene una viscosidad en estado fundido excesivamente alta para elaboración convencional en estado fundido;

-: inicialmente, calentar suavemente de 65ºC 149ºC dicho suministro de polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido;

-: aplicar presión al suministro calentado para expandirlo generalmente a la forma del contorno deseado; y

-: llevar dicho suministro expandido a temperatura ambiente bajo presión para conservar la forma expandida del artículo conformado y producir un artículo polímero expandido de ultra alta viscosidad en estado fundido suficientemente estable, capaz de subsiguiente contracción por calor en la forma deseada de dicho artículo a una temperatura comparable a la de dicho calentamiento inicial.

11. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que dicho suministro de polímero de UHMV se calienta inicialmente a una temperatura en el intervalo de 88ºC a 121ºC.

12. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que dicho artículo polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido suficientemente estable se calienta suavemente a una temperatura un poco por encima de dicha temperatura a la que calentó inicialmente.

13. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende la etapa adicional de calentar dicho artículo polímero expandido de ultra alta viscosidad en estado fundido suficientemente estable a una temperatura por debajo de 149ºC para hacerle contraer alrededor de un objeto.

14. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 para producir un tubo termorretráctil (TTR) útil como forro de cilindros, que comprende las etapas de:

-: proporcionar un tubo de polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido:

-: insertar dicho tubo en un alojamiento de expansión y calentar dicho tubo a una temperatura de 65ºC a 149ºC e inferior a la temperatura de gelificación de dicho polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido;

-: aplicar presión al tubo calentado para expandir su diámetro al del interior del alojamiento, y

-: llevar dicho tubo de diámetro expandido a temperatura ambiente bajo presión para conservar el diámetro expandido y producir un tubo polímero expandido de ultra alta viscosidad en estado fundido, capaz de subsiguiente uso en forma de un forro de cilindro con TTR haciéndole contraer sobre un cilindro a una temperatura comparable a la de dicho calentamiento suave.

15. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende, además, las etapas de:

-: colocar dicho tubo polímero expandido, de ultra alta viscosidad en estado fundido alrededor de la superficie de un cilindro; y

-: calentar dicho tubo a una temperatura de calentamiento suave por encima de la temperatura a la que se calentó originalmente, para hacerle contraer en estrecho contacto con dicha superficie de dicho cilindro en forma de forro del cilindro.

16. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que dicha temperatura de calentamiento suave está en el intervalo de 88ºC a 121ºC.

17. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende, además, la etapa de reforzar dicho polímero de ultra alta viscosidad en estado fundido con un aditivo y en el que dicho aditivo comprende un material elegido entre un aditivo eléctricamente conductor, un aditivo que mejora la resistencia a la abrasión, un aditivo que mejora la resistencia al desgaste, un aditivo que mejora la capacidad de carga, un aditivo que mejora la resistencia a la compresión, carbono y sus combinaciones.