Brevet FR2004013A1 — publié le 19691114

i 2004013 Cette invention concerne un isolement à la fois résista à la corrosion, calorifuge, empêchant la pénétration de l'humidi et mécaniquement résistant, pour tubes en métal, notamment en cuivre, ou un autre matériau rigide ou flexible mais autc-porteu: 5 II est connu d'envelopper des tubes métalliques dans des gaines en matière plastique renforcées par des fibres de verre pour les protéger contre les agents extérieurs, notamment contre la corrosion et les contraintes mécaniques. Cependant, le calorifugeage de ces gaines est relativement faible (Demande de 10 Brevet déposée en Allemagne Fédérale sous le H° C 8159 XII/47-27/10 du 10.9*53» publiée le 3*5»56 au nom de la Firme Chemie-produkte GmbH, Leverkusen-Rheindorf; Modèle d'utilité Allemand N° 1 966 998 du 22.6.67, publié le 24.8.67). Il est également connu d'isoler des canalisations avec une matière spongieuse as-15 semblée sur la face extérieure, éventuellement même sur la face intérieure, avec une pellicule en matière plastique ou en métal. Il est vrai qu'une gaine ainsi conçue assure un bon isolement empêchant le passage de la chaleur et de l'humidité, mais sa résistance mécanique n'est pas satisfaisante (Modèle d'utilité 20 Allemand N° 1 946 221, 47 f-27/40). On a également déjà proposé d'utiliser des gaines en matière plastique épaisse par les tuyau teries, notairment en cuivre et dotées sur la face intérieure de nervures ou de cannelures destinées à améliorer le calorifugBage (Modèle d'utilité Allemand N° 1 782 495, 47 f-27/40). Il en ré-25 suite cependant que la résistance mécanique est considérablement réduite sans que le calorifugeage soit sensiblement amélioré sur toute la surface des tuyauteries. Pour le calorifugeage, une autre proposition consiste à enrouler sur les tubes, notamment en cuivre, une ou plusieurs 30 couches de rubans, de cordons, de tresses ou de tuyaux souples qui peuvent être confectionnées par exemple avec des filaments de matière plastique, l'enroulement ayant lieu de façon que des canaux à air soient formés entre les spires consécutives de la gaine en matière plastique sans soudure enveloppant les tubes. 35 Abstraction faite de ce que la transmission de la chaleur est très variable sur toute la surface des tubes, même dans ce mode de réalisation, les propriétés de résistance mécanique laissent beaucoup à désirer (Modèle d'Utilité Allemand II0 1 861 330, 47 f - 27/60). Pour les tubes dotés d'une gaine en mousse de ma 69 07328 2 2004013 tière plastique, on a également déjà établi une protëction contre les contraintes mécaniques en entourant la gaine proprement dite d'une chemise de blindage qu'on doit cependant maintenir en place au moyen d'entretoises traversant la gaine de moussa plastique. 5 II en résulte cependant -encore que l'isolement thermique est réduit et irrégulièrement distribué sur toute la surface des tubes. La constitution des tubes ainsi conçus est trop compliqués, et la chemise de blindage proprement dite est trop fortement exposée à la corrosion. 10 Enfin, il est connu de fabriquer des éléments tubulaires de calorifugeage très flexibles et élastiques avec des fibres de verre formées par l'action exercée sur le verre par un courant gazeux très chaud, et enduites par pulvérisation d'un liant thermoplastique pour être assemblées d'une manière continue, en napp3 15 composée de fibres désorientées ou désordonnées. Ces tubes d'isolement présentent un inconvénient en ce sens qu'ils sont rigides et ne peuvent être adaptés aux diamètres désirés. Il est donc nécessaire d'en maintenir en permanence un stock important. Le matériau en question n'est pas suffisamment souple pour per-20 mettre le cintrage des tubee isolés sans les exposer à la longue à des détériorations dues aux tensions engendrées par le cintrage dans la gaine d'isolement. De plus, l'utilisation d'un liant supplémentaire réduit fortement l'espace d'air entre les fibres de verre, donc également les propriétés d'isolement thermique. 25 La présente invention remédie aux inconvénients précités par le fait qu'elle propose un tube calorifugé en métal, notamment en cuivre ou un autre matériau rigide ou flexible autoporteur , enveloppé dans une gaine d'isolement formée par une'matière fibreuse rendue adhésive par chauffage, éventuellement sous 30 pression avec à ses propriétés thermoplastiques, ce tube étant caractérisé par le fait que la couche d'isolement est formée par une nappe de fibres enchevêtrées et étirées (nappe de filaments continus enchevêtrés), elle-même formée par des filaments sans fin en matière thermoplastique assemblés par soudure à chaud sur 35 sa face extérieure ou intérieure ou sur les deux, ou assemblée avec une pellicule supplémentaire en matière thermoplastique identique ou différente. Le t erme "nappe de filaments continus enchevêtrés" désigne dans cette description une nappe qu'on obtient par extrusion 69 07328 3 2004013 de résine synthétique thermoplastique en fusion, par exemple de résine de polyesters, de polyoléfines, etc..., à travers des filières, filaments qu'on dépose ensuite sous la forma de filaments sans fin sur des supports ambulants, par exemple des tapis 5 filtrants, des courroies transporteuses, et sous la forme de couches de fibres enchevêtrées bi ou tri-dimensionnellement superposées, et plus ou moins fortement serrées entre deux cylindres chauffés pour l'assemblage par collage. Pour les tubes selon la présente invention, il convient 10 notamment d'utiliser des nappes de filaments sans fin enchevêtrés confectionnés par le procédé décrit dans deus Demandes de Brevets déposées en Allemagne Fédérale respectivement sous le Iî° M 72 169 et M 76 562. Ces nappes sont formées par le fait que les filaments sans fin en matière thermoplastique sortant des filières 15 sont entraînés et simultanément étirés au moyen d'un courant d'ai passant à grande vitesse à travers des buses de soufflage, pour être déposés sur un tapis transporteur sous- la forme d'une nappe de filaments désordonnés, cette nappe étant ensuite comprimée entre un cylindre chauffé et une courroie appliquée avec une près 20 sion manométrique de 5 à 500 atm. relatifs, de préférence de 50 à 200 atm. relatifs, et enveloppant le cylindre dans une proportion de 30 à 80^ de la totalité du pourtour, cette courroie passant sur le cylindre à une vitesse donnant une durée d'action de 1 à 30 secondes. Les filaments obtenus par extrusion sont avan-25 tageusement retirés de la filière et étirés au moyen d'un courant d'air circulant à une vitesse de 50 à 330 m/sec., de préférence à une vitesse supérieure à 250 m/sec. La solidification a lieu à une température de 3 à 50°C, de préférence de 5 à 30°C, au-dessous des points de fusion ou des"zones de fusion des ma-30 tières thermoplastiques correspondantes, pendant une durée d'action d'au moins 2 à 30 secondes, de préférence de 5 à 15 secondes, sous une pression de 1 à 50 atm. relatifs, de préférence de 3 à 6 atm. relatifs. Grâce à ce procédé, on obtient des nappes ayant de très 35 bonnes propriétés d'isolement et présentant une résistance mécanique particulièrement élevée, de sorte qu'il est avantageux de les utiliser pour la fabrication des tubes selon l'invention, à condition qu'on utilise à cet effet des faisceaux de 3 a 50 filaments partant d'orifices d«extrusion d'un diamètre de 0,1 à 69 07328 4 2004013 1,5 mra, à une vitesse de 1.000 à 5.000 m/'min. pour un étirage de 150 à 500 donnant une résistance mécanique à chaud supérieure à 2,5 g/den., ces filaments étant déposés sous la forme d'une nappe plane qui est solidifiée consécutivement. Pour cette solidifica-5 tion, le mieux est d'utiliser un tapis de serrage élastique présentant une dureté Shore inférieure à 90. Pour l'isolement thermique des tubes selon l'invention, il convient notamment d'utiliser les nappes du tube précité, mais soudées sous une pression relativement faible, parce qu'elles 10 délimitent alors un espace d'air particulièrement volumineux. Pour empêcher la pénétration de l'air dans la gaine isolante, sa surface peut être rendue étanche par un traitement thermique sous pression. Ce traitement peut être poussé jusqu'à la formation d'une peau poreuse permettant la "respiration" de 15 la couche, mais empêchant la pénétration de l'eau. Cependant, la soudure à chaud de la surface peut être également poussée de façon qu'il en résulte une surface parfaitement hermétique, empêchant même le passage des vapeurs. On peut également obtenir le même résultat en recouvrant la surface par 20 soudure d'une pellicule présentant une étanchéité appropriée, ce qui peut à son tour avoir lieu sans l'utilisation d'un adhésif, et simplement par sous action de chaleur et de pression. Dans tous les cas précités, la peau superficielle est intimement assemblée avec la nappe de filaments sans fin enchevêtrés et, selon 25 son épaisseur et la perfection de la soudure, cette peau résiste à toutes les contraintes chimiques et mécaniques et même à l'action de la chaleur et du froid. En choisissant convenablement les pellicules, on peut obtenir des gaines résistant même au feu et protégeant le tube 30 contre certaines actions chimiques déterminées. Pour le premier cas, on obtient de bonnes propriétés par l'utilisation de pellicules en chlorure de polyvinyle ou de pellicules en polyesters. Pour le deuxième cas, on peut obtenir de bons résultats avec des pellicules en polyolefines, notamment avec des pellicules en 35 polyéthylènes ou en polypropylène. Pour l'obtention d'une bonne liaison entre la gaine formée par la nappe de filaments continus enchevêtréss et la peau extérieure, il est avantageux d'appliquer une pellicule en matière similaire® 69 07328 5 2004013 Les nappes de filaments sans fin enchevêtrés peuvent être masquées par une pellicule sur l'une ou sur les deux faces. Dans de nombreux cas, il est indiqué d'utiliser des nappes présentant des cannelures ou des reliefs similaires, qui forment alors 5 consécutivement des cellules à air assurant un isolement therraiqu particulièrement efficace. Les reliefs peuvent même offrir un avantage pour l'adaptation des tubes à certaines conditions locales. On peut obtenir une très.bonne protection, combinée avec 10 un isolement thermique particulièrement efficace, en enveloppant le tube dans une gaine formée par plusieurs nappes superposées de filaments sans fin enchevêtrés. On peut obtenir un effet similaire en enveloppant le tube d'abord dans une couche de mousse plastique connue en soi pour l'isolement thermique, qu'on enveloppe 15 à son tour dans une gaine formée par une ou plusieurs nappes de filaments sans fin enchevêtrés. Le tube selon l'invention sera décrit ci-après en détail et à titre d'exemple en regard du dessin schématique annexé, sur lequel: 20 La figure 1 est une vue partielle en perspective d'un tube enveloppé selon l'invention dans une gaine formée par une nappe de filaments sans fin enchevêtrés, elle-même protégée par une peau extérieure. La figure 2 est une vue similaire d'un tube enveloppé 25 dans une gaine formée par une nappe d9 filaments sans fin enchevêtrés, elle-même protégée par des peaux extérieure et intérieure La figure 3 est une vue d'un tube enveloppé dans une gaine formée par une nappe à8 filaments sans fin enchevêtrés présentant des cannelures longitudinales sur le pourtour exté-30 rieur. là figure 4 représente un tube enveloppé dans une gaine formée par une nappe de filaments sans fin enchevêtrés, et présentant sur le pourtour extérieur des reliefs sous la forme de bossages. 35 Sur les figures de ce dessin, le chiffre de référence 1 désigne un tube en matériau auto-porteur, par exemple en cuivre, enveloppé dans une gaine 2 formée par une nappe de filaments sans fin enchevêtrés, sur le pourtour extérieur.de laquelle est appliquée une peau extérieure 3 finement poreuse ou hermétique, ? 07328 2004013 tandis que la pourtour intérieur est protégé par une"pellicule 4 similaire. Dans le mode de réalisation du tube selon la fig. 4, V. , ^ , la gaine formée par la nappe d9 filaments sans fin enchevetres, 5 confectionnée sous une ferme très lâche, n'est comprimée qu'en certains points ou le long de certaines lignes 6, de sorte qu'il en résulte des cellules 5 formant de très nombreuses chambres à air. Cet isolement des tubes présente une résistance mécanique particulièrement élevée grâce aux compressions locales de la 10 nappe rendue de préférence hermétique sur son pourtour extérieur, et la formation des cellules 5 se traduit par un isolement thermique extrêmement efficace. La nappe de filaments sans fin enchevêtrés utilisée à cet âffet est de préférence traitée pendant la confection sous une faible pression, juste suffisante pour assu-15 rer l'assemblage des filaments par collage, le but étant d'obtenir que la nappe délimite un espace-d'air aussi volumineux que possible. ,9 07328 7 2004013 R3 Y E!KD I C.-.T ICI7S 1. Tube calorifugé an métal, notamment en cuivre ou un autre matériau rigide ou flexible auto-porteur, enveloppe dans une ou plusieurs gaines d'isolement formées par une matière 5 fibreuse rendue adhésive grâce à ses propriétés thermoplastiques par chauxfage, éventuellement sous pression, caractérisé par le fait que la couche d'isolement est formée par une nappe de fibres enchevêtrées et étirées (nappe de filaments continus enchevêtrés;, elle-même formée par des filaments sans fin en matière thermo-10 plastique assemblés par soudure à chaud sur sa face extérieure ou intérieure ou sur les deux, ou assemblés avec une pellicule supplémentaire en matière thermoplastique identique ou différente. 2. Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine d'isolement est formée par une nappe de filaments 15 continus enchevêtrés, elle-même formée par le fait que les filaments continus en matière thermoplastique sortant des filières sont entraînés et simultanément étirés au moyen d'un courant d'air passant à grande vitesse à travers des buses de soufflage, pour être déposés sous la forme de filaments désordonnés sur un 20 tapis transporteur, cette nappe étant ensuite comprimée entre un cylindre chauffé et une courroie appliquée avec une pression de 5 à 500 atm. relatifs, de préférence de 50 à 200 atm. relatifs, et enveloppant le cylindre dans une proportion de 50 à 80 f„' de la totalité de son pourtour, cette courroie passant sur le cy-25 lindre à une vitesse donnant une durée d'action de 1 à 30 secondes. 3. Tube selon la revendication 2, caractérisé en ce que la gaine d'isolement est formée par une nappe de filaments continus enchevêtrés obtenus par extrusion, étirés de la filière 30 au moyen d'un courant d:air circulant à une vitesse de 50 à 300 m/sec., et solidifiés à une température de 3 à 50°C, au-dessous des points de fusion ou des zones de fusion des matières thermoplastiques correspondantes. 4. Tube selon l'une des revendications 1 à 3, carac-35 térisé en ce que la gaine d'isolement est formée par une nappe de filaments continus enchevêtrés, pour la confection de laquelle on utilise des faisceaux de 3 à 50 filamehts sortant d'orifices d«extrusion d'un diamètre de 0,1 à 1,5 mm, à une vitesse de 69 07328 8 2004013 ' r* 1000 à 5000 m/min pour un étirage de 150 à 500?i, donnant une ré, sistanoe mécanique à chaud supérieure à 2,5 g/den, ces filaments étant déposas sous la forme d'une nappe plane qui est solidifiée consécutivement par soudure sous pression. 5 5* Tube selon l'une des revendications 1 à 4, carac térisé en ce que la gaine d'isolement, formée par une nappe de filaments continus enchevêtrés, est elle-même enveloppée dans une pellicule finement poreuse, imperméable à l'eau. 6. Tube selon l'une des revendications 1 à 5, carac-10 térisé en ce que la surface de la gaine d'isolement présente des cannelures ou des reliefs similaires. 7. Tube selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la gaine d'isolement et la pellicule appliquée par soudure sont en polyoléfines, notamment en polyéthylène ou 15 en polypropylène. 8. Tube selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la pellicule appliquée par soudure est en matière plastique résistant au feu, par exemple en chlurure de polyvinyle ou en polyester. 20 9, Tube selon l'une des revendications 1 à 8, carac térisé par le fait qu'une couche de mousse plastique est intercalée sous la ou las nappes de filaments continus enchevêtrés. 10. Tube selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la gaine formée par une nappe de filaments sans• 25 fin enchevêtrés, très faiblement serrés après la confection, est dotée de reliefs formés par compression en plusieurs points ou le long de plusieurs lignes, de façon qu'il en résulte des cellules constituant des chaabres à air relativement nombreuses»