Brevet FR2003572A1 — publié le 19691107

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un tuyau. Selon la présente invention, un procédé de fabrication d'un tuyau consiste à extruder un tube en un mélange mou d'une matière polymère dans lequel est au moins partiellement noyée une couche de brins longitudinaux, et à faire durcir ce mélange mou. Egalement selon l'invention, un procédé de fabrication d'un tuyau consiste à extruder un tube en un mélange mou d'une matière polymère dans lequel est au moins partiellement noyée une couche de brins longitudinaux, à former sur la surface extérieure du tube au moins une couche de fibres transversales noyées dans une couche d'un mélange mou d'une matière polymère, et à faire durcir les mélanges mous. Dans la présente invention, les brins longitudinaux sont sensiblement parallèles à l'axe longitudinal du tuyau terminé. Les fibres transversales croisent les brins longitudinaux dans le tuyau terminé. Pour former le tube contenant les brins longitudinaux, on extrude de préférence le mélange mou à travers une filière annulaire présentant des cannelures intérieures et, en inerme temps, on fait passer les brins longitudinaux à travers les cannelures de la filière de façon à noyer les fibres dans le tube. Quand le tube est fabriqué de la façon indiquée5 les brins longitudinaux sont de préférence noyés dans la surface extérieure du tube. On peut tirer sur un mandrin le tube contenant les brins longitudinaux noyés en vue de faciliter ltapplication des fibres transversales, et on peut également empêcher dans une grande mesure le contact entre le tube et le mandrin en établissant un coussin d'air que Iton forme en insufflant de l'air à travers le tube sur la surface du mandrin. De préférence1 la couche de fibres transversales est bobinée sur le tube à partir d'une ou plusieurs brochets5 et on dispose de plusieurs techniques possibles pour exécuter cette opération. On préfère ne pas faire tourner le tube et faire tourner la broche à la fois autour de son propre axe et autour de l'axe longitudinal du tube, ce qui veut dire que la broche rotative fait le tour du tube. En variante et lorsque Ta production n'est pas continue, on peut faire tourner le tube autour de son axe longitudinal de manière que la broche puisse alors tourner autour de son propre axe seulement, ou bien encore, Si on le désire, on peut faire tourner le tube et faire tourner la broche à la fois autour de son axe longitudinal et autour de l'axe longitudinal Ju tube. La couche de fibres transversales peut être un seul brin bobiné sur le tube, et il s'agit là de la technique préférée lorsqu'on désire que les fibres transversales croisent les brins longitudinaux suivant un angle d'environ 900. Si, toutefois, on préfère un angle d'incilaison plus faible, on peut bobiner simultanément une série de brins sur le tube et on peut, le cas échéant, lier ces brins ensemble à l'aide d'un mélange polymère. Ainsi, par exemple, on peut former la couche de fibres transversales en bobinant sur le tube un rubant d'un tissu de câblés pour pneumatiques. Pour disposer la couche de fibres transversales noyées dans une couche d'un mélange mou d'une matière polymère sur un tube qui comporte déjà des brins longitudinaux noyés1 on peut utiliser plusieurs techniques différentes. On peut revêtir le tube d'une couche du mélange mou, par exemple par extrusion ou par étalement, et on peut ensuite bobiner les fibres transversales sur le tube ainsi revetu. En variante, on peut enrober les fibres transversales d'un mélange mou d'une matière polymère avant de les bobiner sur- le tube. Suivant une autre variante, on peut enrouler les fibres transversales sur le tube et ensuite extruder sur cette couche de fibres transversales un mélange mou d'une matière polymère.On peut éventuellement utiliser une combinaison de ces différentes techniques Une fois que la couche d'un mélange polymère mou contenant les fibres transversales noyées a été durcie, on peut éventuellement appliquer sur la surface externe du tuyau une couche d'une matiere plastique.Des procédés appropriés pour l'application d'une telle couche peuvent entre notamment le procédé qui fait ltobJet de la demande de brevet français Nt2.V. 181 9q5 déposée le 30 décembre t968 au nom de la Demanderesse, ou un procédé extrusion. Les mélanges utilisés pour la fabrication du tuyaux peuvent être formés de la même matière polymère ou de matières polymères différentes. On peut utiliser l'un quelconque des élastomères vuleantsables qui servent normalement à la fabrication de tuyaux, par exemple le caoutchouc naturel, le caoutchouc chloroprène dit "Neoprene", ou le caoutchouc nitrile, mais de préférence chacune des matières polymères est une matière thermoplastique comme par exemple un chlorure de polyvinyle, un polyuréthane, un copolymère éthylène/acétate de vinyle ou un copolymère thermoplastique séquencé, et on préfère particulièrement que toutes les matières polymères soient un chlorure de polyvinyle ou un polyuréthane. Le mélange mou d'un élastomère peut être un mélange mou d'un caoutchouc vulcanisable, par exemple de caoutchouc naturel, mais les mélanges mous qui conviennent particulièrement aux fins de l'invention sont des mélanges thermoplastiques qui durcissent au refroidissement ainsi que les mélanges qui fondent rapidement au chauffage. Ainsi les mélanges thermoplastiques de divers polymères, les plastisols de chlorure de polyvinyle, les polyuréthanes mous, par exemple ceux qui sont vendus sous la marque "Estanes", et les mélanges de polyuréthanes dans un solvant, par exemple ceux qui sontuendus sous la marque "Impranil C", conviennent tous aux fins de l'invention.Il convient de faire remarquer que le terme "mou" appliqué à un mélange du type indiqué englobe, dans le cadre du présent mémoire, non seulement les mélanges pouvant Aetre étalés et extrudés, mais aussi les mélanges liquides que l'on peut appliquer par pulvérisation. De préférence, le mélange mou d'une matière polymère est un mélange thermoplastique de polyuréthane ou de chlorure de polyvinyle, car ces mélanges sont faciles à étaler et à extruder. à chaud et durcissent rapidement au refroidissement -L'utilisation de plastisols de chlorure de-polyvinyle ou de polyuréthanes mous, dont il a été question plus haut, pour le présent procédé permet également d'exécuter-ce procédé rapidement et, dans le cas d une production continue, dans le minimum d'espace car le durcissement d'un tel mélange n exige que l'application de chaleur sèche, par exemple à l'aide de lampes aux infrarouges ou d'une étuve à air chaud, au lieu de la technique de vulcanisation à la vapeur qui est exigée pour de nombreuses matières polymères que l'on utilise couramment pour la fabrication de tuyaux, par exemple pour les caoutchoucs naturel et synthétique . Si l'on utilise une matière vulcanisable telle qu'un latex de caoutchouc dans le présent procédé, le tuyau assemblé peut être durci de la manière usuelle. En général, les brins longitudinaux et les fibres transversales doivent avoir des caractéristiques d'allongement minimal et de résistance mécanique maximale compatibles avec la protection contre ltentortillement du tuyau quand il est recourbé tout en étant sous pression. Les figures choisies pour la confection des brins longitudinaux et aussi comme fibres transversales dépendent des propriétés désirées de résistance et de flexibilité du tuyau final. On peut utiliser n'importe quelles fibres possédant les propriétés requises, par exemple des fibres de nylon, de verre, de polypropylène ou de téréphtalate de polyéthylène. On peut également utiliser des fils d'acier à un brin ou des câblés dut acier pour les brins longitudinaux et/ou pour les fibres transversales. On préfère qu'aussi bien les brins longitudinaux que les fibres transversales soient en nylon. Les brins longitudinaux peuvent être des monofilaments, des fils ou des câblés, tandis que les fibres transversales sont de préférence sous forme d'un ou plusieurs brins enroulés en hélice et peuvent être des monofilaments, des fils ou des câblés. Les fibres transversales peuvent croiser les brins longitudinaux suivant un angle d'inclinaison de 54044t à 90 , mais on préfère que cet angle d'intersection soit de 880 à 900. Si l'angle d'inclinaison est en dehors de ces limites préférées, le tuyau commence à se déséquilibrer et aura tendance à se tordre quand on le met sous#pression. On peut rectifier ce déséquilibre par l'incorporation. d'une seconde couche de fibres transversales disposées, par-rapport aux brins longitudinaux, suivant le même angle d'inclinaison mais de sens opposé à celui des fibres transversales de la première couche. L'incorporation d'une seconde couche de fibres transversales s'accompagne toutefois d'une diminution de la. flexibilité et de la légèreté du tuyau final. Si l'on applique deux ou plusieurs couches de fibres transversales, les fibres de chaque couche sont de préférence enrobées d'un mélange mou d'une matière polymère avant leur application, pour assurer l'absence d'usure par frottement entre les couches successives -de fibres transversales dans le tuyau terminé. L'espacement entre les fibres ou brins adjacents peut être réglé, et il est évident que plus les fibres dans chaque couche sont espacées, plus la flexibilité du tuyau sera grande mais plus sa résistance mécanique sera faible. L'espacement entre les fibres transversales dépend également de l'angle d'inclinaison désiré pour ces fibres.Par exemple, dans le cas d'un manche d'incendie ayant 7,6 cm de diamètre, les brins longitudinaux appropriés sont des câblés en nylon ayant une résistance à la traction de 19 kg par câblé et espacés à raison de 7,2 câblés par centimètre, et les fibres transversales appropriées sont des câblés individuels en- nylon, enroulés en hélice, ayant une résistance à la traction de 29,5 kg par ciblé et 8,8 tours/cm > l'angle d'Jrclinaison par rapport aux brins longitudinaux étant pratiquement de 900. Ces fibres doivent présenter l'allongement minimal compatible avec la possibilité de cintrer le tuyau quand il est sous pression suivant un rayon de 90 cm sans entortillement, et dans ce cas l'allongement approprié est de 4 ffi quand le tuyau est soumis à une pression de travail de 8 bars. On doit faire adhérer aussi bien les brins longitu dinaux que les fibres transversales aux mélanges polymères avec lesquels ils sont en contact en vue de réduire au minimum toute tendance à la déstratification du tuyau quand il est sous pression. On peut assurer l'adhérence nécessaire en traitant les fibres avec un liant et/ou en incorporant un liant dans le mélange polymère. Un liant qui convient dans ce but est le produit vendu sous la marque "Suprasec" L'épaisseur du mélange polymère entre la couche de fibres transversales et la couche de brins longitudinaux, ainsi qu'entre les couches adjacentes de fibres transversales, a de préférence la valeur minimale nécessaire pour empêcher l'usure par frottement entre les couches, car plus l'épaisseur du mélange élastomère augmente, plus la flexibilité du tuyau diminue. Le procédé selon l'invention convient spécialement pour la production continue de tuyaux, bien qu'on puisse également l'utiliser dans-le cadre d'une fabrication discontinue, si on le préfère, et ce procédé permet aussi bien la fabrication de tuyaux flexibles que de tuyaux rigides. Le procédé selon l'invention convient spécialement pour la fabrication continue de manches d'incendie. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue schématique d'un appareil convenant pour la mise en oeuvre de l'invention. La figure 2 est une vue schématique d'un autre type d'appareil. La figure 3 est une vue en plan d'une filière annulaire pouvant être utilisée aussi bien dans l'appareil de la figure 1 que dans celui de la figure 2. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, l'appareil comprend un râtelier 1 chargé de distribuer des brins longitudinaux 2, une extrudeuse 3 reliée par un passage 4 à une tête d'extrusion 5 qui contient une filière annulaire du type représenté sur la figure 3, et un mandrin 6 accouplé à la tête d'extrusion 5. Autour du mandrin 6 sont installés, successivement, un poste de refroidissement 7, un poste d'enduction 8, une tête de bobinage 9, un poste de raclage 10, une étuve il et un poste de refroidissement 12. Au-delà de l'extrémité du mandrin 6 est monté un mécanisme d'enlèvement par traction 16. En fonctionnement, les brins longitudinaux 2 sont entraînés à partir du râtelier 1 dans la taste extrudeuse 5 d'où émerge un tube extrudé 13 en un mélange polymère thermoplastique mou par exemple en un mélange thermoplastique de chlorure de polyvinyle, dans la surface extérieure duquel sont noyés les brins 2. Le#tube 13 est entratné le long du mandrin 6 en passant par le poste de refroidissement 7 où le mélange thermoplastique est refroidi pour ltempêcher de coller au mandrin. On fait alors passer le tube par le poste d'enduction 8 où une couche 14 d'un mélange mou, par exemple d'ure plastisol de chlorure de polyvinyle, est appliquée au tube, ensuite par la tête de bobinage 9 où une couche de fibres transversales 15, fibres qui sont sous forme de deux brins, est enroulée sur le tube 13 et est noyée dans la couche 14 du mélange mou, puis par le poste de raclage 10 où la couche 14 est égalisée et, le cas échéant, reçoit un motif Le tube 13 portant la couche 14 de mélange mou dans lequel sont noyées les fibres transversales 15 passe ensuite par l'étuve 11, dans laquelle la couche 14 est durcie et est solidarisée avec le tube 13, puis par le poste de refroidissement 12 où le tuyau ainsi formé est refroidi. Finalement le tuyau 17 est enlevé par le mécanisme tracteur 16 qui développe la force de traction nécessaire pour le passage du tube 13 dans toutes les parties de l'appareil. Dans la variante de construction représentée sur la figure 2, le mandrin (non représenté) est refroidi intérieurement dans une zone de refroidissement 25 adjacente à la tête d'extrusion 5. Autour du mandrin sont disposés successivement, après la zone de refroidissement 25, une filière d'enduction 18, une tête bobineuse 9, un dispositif de chauffage en surface 21, une seconde filière d'enduction 22, une étuve 11, une zone de refroidissement 12 et un support externe (non représenté). Un mécanisme d'enlèvement par traction 16 est installé au-delà de l'extrémité du mandrin. En fonctionnement, les brins longitudinaux 2 sont entratnés à partir du râtelier 1 dans la teAte extrudeuse 5 d'où émerge un tube extrudé 13 en un mélange thermoplastique mou dans la surface extérieure duquel sont noyés les brins longitudinaux 2. Le tube 13 suit le mandrin en passant par la zone de refroidissement 25 dans laquelle le tube est refroidi de l'intérieur pour ltempecher de se coller au mandrin. Le tube 13 passe ensuite par la filière d'enduction 18 qui est alimentée avec un mélange thermoplastique mou à partir de l'extrudeuse 19 et qui applique un enduit 20 de mélange thermoplastique sur le tube 13, Le tube revêtu passe ensuite par la tête de bobinage 9 qui applique une couche de fibres transversales 15 à ce tube. Le dispositif de chauffage en surface 21 est installé à l'empla- cement même, ou tout près de l'emplacement, où les fibres transversales sont bobinées sur le tube et son but est de ramollir la surface de la couche thermoplastique 20 pour permettre aux fibres transversales de mordre légèrement dans le revêtement à mesure que ces fibres sont bobinées sur le tube, Le tube passe ensuite à travers la filière d'enduction 22 qui est alimentée en un mélange thermoplastique mou provenant d'une extrudeuse 23 et qui applique un revêtement externe sur la couche de fibres transversales.Le tuyau résultant passe dans étuve 11 où les couches sont unies par fusion et il est ensuite refroidi au cours de son passage par la zone de refroidissement 12 le produit final 24 étant enlevé par le mécanisme 16. Comme représenté sur la figure 3, la filière annulaire comprend une pièce extérieure 30 et une pièce intérieure 31 délimitant entre elles un orifice 33 de filière. La pièce intérieure 31 est sous forme d'un noyau dont le diamètre délimite le diamètre intérieur du tube 17. La pièce extérieure 30 est de forme annulaire et présente des cannelures 32 dans sa surface intérieure. Ces cannelures sont sous forme de rainures dirigées perpendiculairement au plan représenté et les brins longitudinaux 2 suivent ces rainures de sorte que lorsqu'un mélange mou est extrudé à travers l'orifice 33 de la filière, les brins longitudinaux 2 sont noyés dans la surface extérieure du tube résultant. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'un tuyau, caractérisé en ce qu'il consiste à extruder un tube en un mélange mou d'une matière polymère dans lequel est au moins partiellement noyée une couche de brins longitudinaux, et à faire durcir ce mélange mou. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les brins longitudinaux sont au moins partiellement noyés dans la surface extérieure du tube. 3. - Procédé de fabrication d'un tuyau, caractérisé en ce qu'il consiste à extruder un tube en un mélange mou d'une matière polymère dans lequel est au moins partiellement noyée une couche de brins longitudinaux, à former sur la surface extérieure du tube au moins une couche de fibres transversales noyées dans une couche d'un mélange mou d'une matière polymère, et à faire durcir les mélanges mous. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les brins longitudinaux sont au moins partiellement noyés dans la surface extérieure du tube. 5. - Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que pour fabriquer le tube dans lequel sont noyés les brins longitudinaux, on extrude le mélange mou à travers une filière annulaire présentant des cannelures intérieures et, en mebme temps, on fait passer les brins longitudinaux à travers les cannelures de la filière de sorte que ces brins sont noyés dans le tube. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 4 ou 5, caractérisé en ce que l'on tire le tube sur un mandrin pour faciliter la formation de la couche de fibres transversales noyées dans la couche du mélange mou 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l t an bobine la couche de fibres transversales sur le fil à partir d'une broche qui tourne autour de son propre axe et qui effectue aussi un mouvement de révolution autour de l'axe longitudinal du tube. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 7J caractérisé en ce qu'on revêt le tube d'une couche d'un mélange mou en une matière polymère et on bobine ensuite les fibres transversales sur le tube ainsi revetu. 9. - Procédé selon 1 une quelconque des revendications 3 à 71 caractérisé en ce qu'on enrobe les fibres transversales avec un mélange mou d'une matière polymère, et ensuite on les bobine sur le tube. 10.- Procédé selon ltune quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'on bobine les fibres transversales sur le tube, et ensuite on extrude sur ces fibres transversales une couche d'un mélange mou en une matière polymère. 11.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que les fibres transversales croisent les brins longitudinaux suivant un angle d'inclinaison de 880 à 900. 12.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la couche de fibres transversales est formée d'un seul brin bobiné en hélice. 13.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisé en ce qu'au moins l'un des mélanges mous est un mélange thermoplastique. 14.- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le mélange thermoplastique mou est un mélange thermoplastique de chlorure de polyvinyle. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 14, caractérisé en ce qu'au moins l'un des mélanges mous est un mélange qui fond rapidement àu chauffage. 16.- Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le mélange mou est un plastisol de chlorure de polyvinyle. 17. - Procédé selon la revendication 13 ou la revendication 15, caractérisé en ce que le mélange mou est à base d'un polyuréthane. 18.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 17,.caractérisé en ce que les brins longitudinaux et les fibres transversales sont en nylon. 19. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 18, caractérisé en ce qu'on applique une couche de matière plastique à la surface externe d'un tuyau après le durcissement de la couche du mélange mou dans laquelle sont noyées les fibres transversales. 20.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que l'on traite les brins et les fibres avec un agent liant pour les faire adhérer aux mélanges polymères respectifs avec lesquels ils sont en contact. 21.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce qu'un incorpore un agent liant dans les mélanges mous d'élastomères pour faire adhérer à ces mélanges les brins ou les fibres avec lesquels ils sont en contact. 22.- Tuyau qui a été fabriqué par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 21. 23.- Appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 21, caractérisé en ce qu'il comprend un râtelier chargé de distribuer des brins longitu dinaux, une extrudeuse reliée par un passage à une teAte d'extrusion contenant une filière annulaire, un mandrin accouplé à cette tête d'extrusion et, autour de ce mandrin, un poste de refroidissement, un poste d'enduction, une tête de bobinage un poste de raclage, une étuve et un poste de refroidissement, le produit étant enlevé après son passage sur le mandrin à l'aide d'un mécanisme d'enlèvement par traction qui assure également la progression du tube à travers les postes successifs de l'appareil. 24.- Appareil selon la revendication 23, caractérisé en ce que le mandrin est refroidi intérieurement dans une zone de refroidissement adjacente à la tête d'extrusion, et qu'il comprend une filière d'enduction entre ladite zone et la tête bobineuse, puis successivement une filière d'enduction, une tête bobineuse, un dispositif de chauffage en surface et une seconde filière d'enduction avant l'étuve.