Brevet FR2034803A1 — publié le 19701218

La présente invention se rapporte à un article ou produit industriel et au procédé pour le fabriquer par l'utilisation d'un filament à multiples constituants enroulé sur une forme telle qu'un tube ou mandrin et ultérieurement chauffé pour provoquer une 5 autoliaison et une autoconsolidation des filaments» De préférence, les filaments ont une matrice en produit dit nylon avec des fibrilles (c'est-à-dire, des microfibres) de polyester dispersées dedans, et la chaleur est appliquée à une température telle que la matrice de nylon commence à fondre mais que le polyester ayant 10 un point de fusion supérieur ne fonde pas» Ces filaments (décrits dans le brevet américain N° 3-369» 057) étaient préparés à l'origine pour l'utilisation dans des filés à résistance élevée, utiles sous forme de filé ou&gauses comme torons de renforcement dans des pneus élastomères et analogues. En particulier, lorsqu'on 15 les utilise pour renforcer des pneus, les filaments, décrits dans le brevet américain cité ci-dessus, ont un module de traction supérieur à des filaments normaux en polyamide obtenus à partir de la môme polyamide et une perte de résistance à l'état cuit bien inférieure, en produisant ainsi des pneus plus résistants et plus 20 durables,- avec beaucoup moins de formation d'emplacements aplatis peu souhaitableso l'utilisation d'enveloppements circonférentiels ou d'enroulement de filaments pour fabriquer des articles ou des produits . industriels a été utilisée bien des années auparavant„ Elle a été 25 employée et l'est encore principalement pour obtenir le maximum d'utilisation des propriétés structurales potentielles de la matière filamenteuse employée pour constituer l'article. Des enveloppements de fils ont été utilisés pour empêcher l'éclatement de fftts de canons et pour envelopper des tubulures en bois, afin 30 d'augmenter la résistance à l'éclatement et de maintenir les deux parties ensemble si bien qu'un cyclindre étanche"aux fuites est formé » Cependant, l'utilisation de structures filamenteuses et des applications exigeant des performances structurales finales ont été seulement fortement développées durant ces dernières an-35 nées. Actuellement, sa mise en pratique est presque exclusivement une technique de fabrication pour former des filaments de verre reliés ensemble par une matrice de résine» Le verre est d'ordinaire sous forme de filaments continus, de boudinage, de filé ou de bande et est revêtu immédiatement avant l'enroulement par une 40 résine convenable (procédé à l'état humide) ou imprégné à l'avance 70 05587 2 2034803 par la résine (procédé de pré-Imprégnation). Après que la structure ait été enroulée sur un mandrin, dont la forme correspond à la structure intérieure de la partie fabriquée, la résine est ultérieurement cuite pour maintenir les filaments de renforcement 5 en place, pour les rendre étanche par-fermeture s'opposant à tout endommagement mécanique et pour les protéger de toute détérioration due à 1'environnemento Jusqu'à présent, pratiquement, tous les enroulements de filaments ont été conduits en utilisant du verre comme matière fila-10 menteuse.. D'autres matières qui ont été utilisées comprennent du quartz, de l'amiante, des céramiques et des métaux. Dans la plupart des enroulements de filaments antérieurs du commerce, la matière filamenteuse forme là" fonction de renforcement et de support de charges de la structure et la résine forme 15 la matrice de liaison. Des tubes de filtres pour fabriquer des cartouches de filtres ont été fabriqués en utilisant des fibres de verre imprégnées de résine, du métal fritté et des fibres textiles imprégnées. Ces produits ont été fabriqués suivant diverses dimensions, diverses 20 formes et diverses porosités avec différentes propriétés, telles que déterminées par l'utilisation finale. Selon la présente invention, des articles ou produits industrieli nouveaux et uniques sont formés de filaments à multiples constituants ayant une valeur utile très répandue pour des produits tels 25 que des tubes ou des canalisations, des mâts, des antennes, des hampes pour drapeaux, des conduites et analogues» Ces produits et d'autres encore sont facilement formés en utilisant des mises en pratique et des machines très développées d'enroulement de filaments, modifiées pour .s1 adapt-?.r aux caractéristiques spéciales 30 des matières uniques à polyconstituants et des étapes uniques utilisées dans la .présente invention. Ces matières à multiples constituants ont une matrice contenant une dispersion de microfibres discontinues ou fibrilles, ayant un point de fusion sensiblement supérieur à la matrice polymère dans laquelle elles sont présentes. 35 Par chauffage jusqu'au point de fusion de la matrice, ces polymères se rétréciront et se souderont d'une manière autogène les uns aux autres» En outre, selon-la' présente invention, on fournit de nouveaux articles poreux uniques, ayant une valeur' utile très répandue, 4-0 principalement destinés aux filtres mais aussi utiles pour des 70 05587 3 2034803 rouleaux d'impression, des paliers ou coussinets et des chemins de roulement de paliers ou de coussinets imprégnés d'huile, des tubes d'aspersion, etc. Les articles poreux sont spécialement utilisables pour la filtration dans l'industrie chimique et l'indus-5 trie des produits alimentaires'et peuvent être produits à un faible prix de revient. Selon la présente invention, on a découvert qu'une couche composée de filaments, du type décrit dans le brevet américain 3.369.057 peut être enroulée sur un mandrin ou une autre forme 10 de conformation désirée et puis chauffée au-dessus du point de fusion de la matrice mais en dessous du point de fusion des fibrilles et, de ce fait, les filaments se rétractent en appliquant une grande pression vers l'intérieur, qui sert à les tirer ensemble très près les uns des autres et, simultanément, provoque une au-15 toliaison ou les lie d'une manière autogène les uns aux autres. line caractéristique importante de la présente invention est qu'une dispersion de microfibres est intentionnellement créée et conservé* dans tout l'enroulement de filaments et les phases de traitement de la production d'articles, cet article étant produit sans avoir 20 à utiliser toute matière supplémentaire pour former une matrice de liaison afin de réunir les filaments. On a, en outre, découvert que divers autres systèmes de mélanges de polymères ayant au moins deux polymères à températures de fusion diverses, un polymère é-tant dispersé sous forme de fibrilles discontinues dans une matrice 25 de l'autre, pouvaient être utilisés pour produire des articles à enroulement de filaments et, bien que des mélanges nylon-polyester du type mentionné dans le brevet américain cité ci-dessus, fournissent les meilleurs résultats, d'autres systèmes de mélanges, comme on le décrira, seront compris dans la présente invention. 30 Les objets principaux de la présente invention sont, en conséquence , de fournir de nouveaux articles à enroulement de filaments et des procédés de production de ces articles, sans limitation à des formes ou à des conformations spécifiques. Tels qu'utilisés ici, ces termes sont destinés à avoir la si-35 gnification suivante : Filaments à constituants multiples - des filaments fabriqués par inclusion d'au moins une matière polymère dans une matrice d'une autre, en tant que fibrilles discontinues, les deux matières ayant des températures de masse fondue sensiblement différentes 4-0 telles que leurs constructions fibreuses enroulées puissent être 70 05587 * 2034803 liées de manière autogène par application de chaleur en dessous de la température de masse fondue de l'une et à une température égale à ou au-dessus de la température de masse fondue de l'autre, toute la composition de filament ou n'importe quel composant com-5 prenant, d'une manière facultative, toute matière secondaire compatible avec l'article dans son ensemble, telle que des anti-oxydants et d'autres agents de stabilisation, des produits de charge, des matières fluorescentes, des agents de dispersion et d'autres produits utiles dans des techniques de polymérisation, d'extrusion, 10 de filage, de stabilisation et d'autres techniques de finissage de produits* Si on le désire, on peut incorporer des matières minérales telles que des "whiskers" métalliques et analogues, dans des buts de conduction et/ou dans d'autres buts» Enroulement de filaments - il comprend l'enroulement sur un 15 mandrin, conformé à la configuration désirée de l'article enroulé, des filaments à multiples constituants, suivi du chauffage des filaments enroulés jusqu'à une température et, de ce fait, la matrice à point de fusion inférieur est à ou au-dessus de la température de fusion, si bien que les filaments se rétréciront et se 20 lieront ensemble, mais cette température est maintenue en dessousx du point de fusion des fibrilles discontinues. la matière filamenteuse, lorsqu'elle est enroulée sur le mandrin, peut avoir la forme de filaments individuels, de filés ou de bandes fabriqués par des techniques de tissage, de tricotage ou des techniques 25 n'impliquant pas le tissage. Cependant, la matière utilisée pour réaliser l'enroulement, quelle soit formée de filaments individuels, de filés ou de bandes, doit être d'une longueur continue suffisante pour permettre à 1'enroulement de filaments d'être réalisé sans interruption sensible. 30 Le procédé de fabrication d'un élément poreux consiste à en rouler des filaments à multiples constituants sur un mandrin, avec un espacement et une dimension de filé sélectifs afin de former une couche poreuse d'épaisseur désirée. Cette couche est alors chauffée à une température pour amener les filaments à 35 fondre et à former ensemble, par cohérence, une masse solide et, simultanément, de rétrécir jusqu'à un poids spécifique augmenté. La matière fondue est alors retirée du mandrin et peut être, en outre, formée, usinée ou coupée à une certaine longueur ou traitée avec d'autres étapes auxiliaires pour former la dimension et la 40 forme finie désirées pour l'application finale. 70 05587 5 2034803 En général, la présente invention est applicable à des articles à enroulement de filaments, préparés à partir de filaments à constituants multiples ou de filés ou de bandes de toute combinaison de matières polymères pouvant créer une matrice et ayant 5 une dispersion à fusion relativement supérieure de fibrilles discontinues « Cependant, il est clair qu'une combinaison polyester-polyamide produit des articles remarquables par rapport aux autres matièreso Ces compositions peuvent contenir 50-90 parties en poids de produit dit nylon et 50-10 parties en poids de dispersion de 10 polyester. D'autres matières utiles dans des fibres à constituants multiples sont des polyoléfines, des polysulfones, des oxydes de polyphényle, des polycarbonates et d'autres polyamides et polyesters. Dans toute combinaison de n'importe quel produit parmi ceux indiqués précédemment, la matière à fusion supérieure est disper-15 sée sous forme de fibrilles dans une matrice de l'autre matière. Dans tous les mélanges mentionnés ci-après, on a obtenu la stabilisation thermique et la stabilité de forme améliorée. Des exemples de matières polyoléfiniques les plus utiles sont le polyéthylène, le polypropylène, le poly-1-butène, le polyisobutylène et le po-20 lystyrène. En plus du produit préféré dit nylon 6 (poly-£ -capro-amide), d'autres polyamides convenables sont le nylon 6-10 (hexa-méthylènediamine-acide sébacique), le nylon 6-6 (hexaméthylènedia-mine-acide adipique), des copolymères de polyamide solubles dans le méthanol et l'éthanol et d'autres polyamides substituées, tel-25 les que les polyamides substituées par un ou plusieurs groupes al-coxy. le polyester préféré est le téréphtalate de polyéthylène ; d'autres sont des polyesters ayant T_ élevé, utiles dans la mise S en pratique de la présente invention, comprenant des polymères dans lesquels une des unités récurrentes dans la chaîne de poly-30 ester est le radical diacyle aromatique provenant de l'acide té-réphtalique, de l'acide isophtalique, de l'isophtalate de 5-t-butyle, d'un acide naphtalènedicarboxilique, tel que les acides naphtalène-2,6 et 2,7-dicarboxyliques, d'un acide diphényldicar-boxylique, d'un acide diphénylétherdicarboxylique, d'un acide di-35 phénylalkylènedicarboxylique, d'un acide diphénylsulfonedicarbo-xylique, d'un acide azodibenzénique, d'un acide pyridinedicarbo-xylique, d'un acide quinoléinedicarboxylique et de produits aromatiques analogues comprenant les analogues d'acide sulfonique ; des radicaux diacyles contenant des noyaux de cyclopentane ou de 4-0 cyelohexane entre les groupes acyles, et ces radicaux substitués 7 6 2034803 sur le noyau, par exemple, par des substituants alkyles ou halo-génés. la technique d'enroulement de filaments selon la présente invention peut fournir également un tube intermédiaire qui a une 5 flexibilité suffisante pour être transporté sous une forme plate et, une fois placé à l'emplacement de travail, il peut être chauffé en faisant passer un fluide chauffé à travers qui le dilatera et, en même temps, amènera les filaments individuels à se lier ensemble en une structure semi-rigide. En outre, le mandrin sur 10 lequel la matière est enroulée peut avoir une configuration ou une texture en surface telle que celle de l'hélice pour fournir une surface intérieure de forme spéciale. De nombreux objets et avantages de la présente invention apparaîtront d'après la description suivante, en relation avec les 15 dessins ci-joints dans lesquels : La figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif typique d'enroulement de filaments. La figure 2 représente, sous forme schématique, un mandrin, la matière filamenteuse placée dessus étant chauffée dans un four. 20 La figure 3 représente un tube formé selon la mise en pra- - tique de la présente invention, qui a une nervure hélicoïdale à 1'intérieur. La figure 4 représente un tube formé selon la mise en pratique de la présente invention, ayant une surface intérieure lisse. 25 La figure 5 représente un tube qui a été retiré du mandrin mis à plat et plié. La figure 6 représente le tube pour la figure 5, après qu'il ait été gonflé et chauffé. La figure 7 représente un filtre fabriqué en enroulant en 30 hélice autour d'un mandrin des filaments à constituants multiples, selon un exemple de réali3&tio.sà de la présente invention. La figure 8 représente une coupe partielle agrandie du filtre de la figure 1. . ~ La figure 9 représente un article fabriqué selon un autre 35 exemple de réalisation de la présente invention, juste après l'enr-roulement lâche de filaments ondulés à constituants multiples autour d'un mandrin. La figure 10 représente l'article de la figure 3, après qu'il ait été chauffé pour provoquer une fusion, un rétrécissement et 40 une cohésion des divers filaments sous une forme dense,représentée, bad original 70 05587 7 2034803 et La figure 11 représente un filtre ondulé, fabriqué selon un autre exemple de réalisation de la présente invention. EXEMPLE 1 5 Gomme premier exemple de la mise en pratique de la présente invention, un filament à multiples constituants est produit selon la formulation de l'exemple 1 du brevet américain N° 3.369.057, c'est-à-dire qu'on a utilisé un polymère de téréphtalate de polyéthylène granulaire, fondant à environ 255°C (analyse thermique 10 différentielle) et à environ 265°C (procédé optique), ayant un •2 poids spécifique (à l'état amorphe) d'environ 1,33 g par cm à *5 23°C et environ 1,38 g par cm sous forme de filament étiré, ayant une viscosité réduite d'environ 0,85 et ayant Tq. d'environ 65°C„ Le polyester sous la forme de filament étiré, étiré pour donner ^5 un allongement final non supérieur à 20 aura un module de traction (module d'élasticité) allant d'environ 70 à environ 14-0 g par denier, selon les conditions de filage employées. Ce polyester (30 parties) a été mélangé avec 70 parties de polycaproamide granulaire ayant une viscosité réduite d'environ 1,04, Tq. d'environ 35°C et un poids spécifique d'environ 1,14 g par cm^ à 23°C. Les groupes aminés dans cette polycaproamide a-vaient été bloqués par réaction avec l'acide sébacique, en amenant les analyses des groupes aminés à fournir comme résultat • 11 milliéquivalents de groupes par kilogramme de polymère. Cette polycaproamide contenait comme stabilisant thermique 50 ppm de cuivre sous forme d'acétate cuivrique. Le mélange de granulés polyamide et de polyester a été mélangé dans un dispositif de mélange à double cône pendant une 30 heure. Le mélange granulaire a été séché jusqu'à une teneur en humidité non supérieure à 0,01 #, puis fondu à 285°C dans un dispositif d'extrusion à vis de 8,9 cm de diamètre, qui fonctionnait à une vitesse de rotation d'environ 30 tours par minute pour pro-duire une pression de 210 kg/cm à la sortie. Une atmosphère d'a-35 zote sèche a été utilisée pour protéger le mélange contre l'absorption d'humidité. Le temps de séjour dans le dispositif d'extrusion était 8 minutes. Le mélange fondu ainsi obtenu avait une viscosité de masse fondue d'environ 2.000 poises à 285°C. Le polyester a été distribué uniformément partout et il avait un diamètre moyen de particules d'environ 2 microns, tel qu'observé par refroidisse 70 Q5587 s 2034803 ment et solidification d'oa échantillon de la masse fondue, enlèvement par lessivage du composant polyamide avec l'acide for-.aique et examen de la matière résiduelle en polyester. Le mélange à constituants multiples ainsi produit a été ex-5 xrudé à travers une plaque de filière et les fibres solidifiées résultantes ont été étirées et enroulées à 305-610 m par minute sous des tensions d'environ 0,01 g par denier. Les filaments ont été alors étirés jusqu'à 4 à 6 fois leur longueur, afin de leur conférer une orientation et une résistance maxima. Les fibres ont 10 été alors formées en un filé ayant un denier de 840 g pour 9*000 m. Ce filé de denier 840 était constitué de 136 fibres individuelles. Le filé a été enroulé en utilisant un dispositif d'enroulement standard de textile sur une canette en carton de 1,27 cm d'épaisseur, qui a été placée en recouvrement avec une feuille d'alu-15 minium, La tension d'enroulement était juste suffisante pour appliquer un enveloppement ferme. Après avoir été enroulée jusqu'à uns épaisseur de 0,3175 cm, la canette en carton et 1'enveloppement ont été retirés du dispositif d'enroulement et suspendus dans un four à courant d'air forcé pendant 1 heure à 240°C. Après avoir 20 été retirée du four, la canette en carton a été coupée et on a trouvé que la matière à enveloppement de filaments était fondue, ronde et luisante à l'intérieur et à l'extérieur. La couleur de l'extérieur était marron verdâtre et, à l'intérieur, elle était blanche légèrement décolorée et marron gris. Le cylindre ainsi 25 formé était rigide, résistant et flexible et on a trouvé qu'il avait une résistance dans le sens d'enroulement de 2.184 kg/ca 2 et axialement de 857,5 kg/cm , Ceci se comparait au nylon 6 fondu, 2 qui a une résistance à la traction d'environ 700 à 840 kg/cm . EXEMPLE 2 30 Comme second exemple, en se référant spécifiquement à la figure 1 des dessins, le filament 10 formé par le même filé de denier 840 à 136 fibres utilisé ci-dessus est enroulé sur un mandrin extensible 11 maintenu dans des supports de mandrin 12. Comme le mandrin est mis en rotation par une source de puissance (non 55 représentée), un mécanisme de translation 13 se déplace en va et vient en envoyant le filament 10 au mandrin tournant et en établissant l'épaisseur de filament enroulé jusqu'à celle désirée pour l'article en cours de production» Le dispositif représenté sur la figure 1, sous forme forte-40 ment schématique, représente un type circulaire de machine d'en- ^1 1 " '1 ead op,n'hal 70 05587 9 2034803 roulement qui simule le fonctionnement du tour. Dans la machine du type tour, des configurations d'enroulement en hélice allant de 5 à 85° peuvent être placées avec précision» Des enroulements cir-conférentiels peuvent être inclus avec les enroulements en hélice, 5 On utilise actuellement un certain nombre d'autres machines d'enroulement pour l'enroulement des filaments, certaines d'un type rectangulaire, certaines avec l'axe de mandrin en position verticale, certaines avec un type d'agencement à voie de déplacement (ou de roulement) où. le mandrin est stationnaire et le mé-10 canisme d'alimentation en filament se déplace sur une voie autour du mandrin, et d'autres encore ayant la possibilité d'enrouler des sphères et analogues. Le mandrin peut être de plusieurs types, tels qu'un mandrin extensible, constitué d'aluminium ou d'autres métaux, ainsi que 15 de matières plastiques ou de céramiques. Il doit être solide, extensible ou il doit être fait en matière qui peut être facilement retirée. Le choix de la matière dépend largement des procédés ultérieurs pour retirer la structure à enroulement de filaments. Les mandrins exigent généralement une surface lisse avec 20 une résistance suffisante pour permettre 1'enroulement et la possibilité d'adaptation au type de machine utilisé. Dans un exemple ultérieur, on utilise une surface non lisse mais, généralement, la surface doit être lisse. Les principales matières utilisées pour fabriquer les man-25 drins sont des mandrins extensibles ou d'effondrement, des mandrins gonflables, des sels solubles ou fusibles, des matières plastiques solubles ou fusibles, des agrégats avec des liants solubles ou fusibles, des plastifiants à rupture mécanique et des combinaisons de matières solubles ou fusibles avec un mandrin extensible. Les 30 mandrins à segment ou extensibles sont préférés et ont été fréquemment utilisés dans 1'enroulement de filaments. Ils sont spécialement souhaitables lorsque la production à répétition est impliquée ; cependant, avec des produits à grand diamètre qui sont coûteux et dont on espère qu'ils ne seront produits qu'à l'unité 35 ou en faible quantité, il est possible que les mandrins puissent coûter plus que l'article fini à enroulement de filaments. Dans ces circonstances, des mandrins qui sont détruits après que l'enroulement ait été exécuté peuvent être utilisés. Cependant, malgré le choix important de mandrins, on préfère en utiliser un en alu-4-0 minium puisque son coefficient de dilatation thermique, dans les 70 05587 10 2034803 étapes de traitement à une certaine température qu'on mentionnera ultérieurement, est tel que, lors du refroidissement, il se ré-tréciera suffisamment pour permettre un enlèvement plus facile de l'article à enroulement de filaments„ 5 Une autre technique d1enroulement-de filaments qui n'est pas représentée sur les dessins mais qui est bien connue dans la technique et utile pour réaliser la présente invention est celle de 1'enroulement continu dans lequel un tube est continuellement envoyé à partir du dispositif d'enroulement et enroulé ou coupé 10 à une longueur désirée, La tension d'enroulement sur le filament 10 est de préférence .juste suffisante pour l'amener à former une courroie ferme et, en outre, l'enroulement est arrêté après qu'on soit arrivé à une certaine épaisseur qui, dans cet exemple, est de 1,27 cm. 15 Le mandrin enroulé ayant une couche de 1,27 cm de profondeur de filament a été alor3 retiré du dispositif et placé dans le four 14- de la figure 2 et on l'y a laissé pendant 1 heure à 240°C. • La température peut varier vers les valeurs supérieures depuis environ 200°0 mais en dessous de 260°C, tant qu'elle est au-des-20 sus du point de fusion du polymère formant la matrice, mais en dessous du point de fusion des fibrilles dispersées. Après l'enlèvement du four, le mandrin et les filaments maintenant liés, qui ont été réunis par fusion les uns aux autres d'une manière autogène par l'étape de fusion, sont laissés à refroidir dans l'air 25 ambiant. Après refroidissement, le mandrin a été placé sur un tour et l'extérieur du tube à enroulement de filaments a été tourné jusqu'à donner un fini li3se en surface et une extrémité était filetée mâle à l'extérieur. Le mandrin d'aluminium extensible a été alors retiré et le tube lisse à filetage a été vissé dans un 30 tube d'accouplement à taraudc\rr.~ femelle fabriqué par la même technique. Le tube était tout f. fa: t résistant, rigide et attrayant. La technique de tournage ez no filetage montrait la facilité d'usinage de la matière fondue et son aptitude à produire de nombreux articles du commerce, 35 Bien que les filaments aient été enroulés sensiblement en di rection circonférentielle, avec seulement un pas d'hélice relativement faible, on doit comprendre que la direction des filaments doit, de préférence, être dans la direction à laquelle les tensions principales seront appliquées, par exemple, l'enroulement 40 circonférentiel serait préférable pour des tensions périphériques, bad ORIGINAL 70 05587 2034803 tandis qu'un enroulement plus longitudinal serait supérieur lorsqu'on peut s'attendre à des tensions transversales, le tube 19 après avoir été tourné mais sans filetage est présenté sur la figure 4 tel que produit par le second exemple, 5 EXEMPLE 3 Comme troisième exemple» le second exemple a été répété sauf que le mandrin extensible avait une rainure hélicoïdale s'étendant tout autour, pour que l'article enroulé et fondu, après avoir été retiré du mandrin étendu ou développé, soit sous forme d'un tube 10 15 tel que présenté sur la figure 3 avec une nervure hélicoïdale 16 s'y étendant, La nervure 16 est exagérée sur la figure 3 à titre d'illustration et, en pratique réelle, elle a approximativement seulement 0,1588 cm d'épaisseur sur un tube de 1,27 cm d'épaisseur et de 7,6 cm de diamètre extérieur, 15 Bien qu'une seule nervure en hélice soit représentée sur la figure 3, on peut apprécier qu'un certain nombre de nervures serait formé et on trouve qu'elles sont valables pour amener le liquide passant à travers à s'écouler suivant une configuration de tire-bouchon ou de masse tourbillonnante. Ceci présente une cer-20 taine valeur lorsqu'on désire que le liquide soit efficacement mélangé et est spécialement utile lorsque le liquide est fortement visqueux ou chargé de particules solides. L'écoulement en spirale établit une force centrifuge qui sert à faire tourner le liquide .en l'éloignant du centre. Cependant sous l'influence de cette for-25 ce centrifuge, l'écoulement de liquide est amené à rebondir hors de la paroi du tube et entraîné en arrière vers le centre. Cette interaction de forces provoque un mélange total du liquide, en ne donnant pas aux particules solides dans le liquide le temps de se décanter au fond du tube, 30 La raison pour laquelle le troisième exemple indiqué ci-des sus peut produire une telle forme intérieure intéressante en étant liée et fondue est due à la nature du procédé. Par chauffage jusqu'aux températures indiquées, les fibres se rétrécissent et exercent une force de traction d'environ 0,453 kg par faisceau 35 dans le cas du filament utilisé de denier 840 à 136 fibres, La pression extraordinaire vers l'intérieur amène le tube à prendre la forme du mandrin comprenant des évidements peu profonds ainsi qu'à renforcer le poids spécifique de l'article fini et l'efficacité de liaison de l'étape de chauffage. Evidemment, des confi-40 gurations autres que la configuration en hélice peuvent être pré- 70 05587 12 2034803 vues à la surface intérieure de l'article par le mandrin. EXEMPLE 4 Gomme quatrième exemple, le second exemple a été répété, sauf que le filament enroulé a été passé à travers un four à une 5 température élevée, chauffé par des dispositifs de chauffage peur rayonnement ayant une température telle qu'ils rougeoyaient» Le filament enroulé passait approximativement à 2,54 cm de la surface des dispositifs de chauffage par rayonnement, à une vitesse suffisamment lente pour provoquer la' fusion et le revêtement nais-10 sauts du revêtement (ou pellicule) extérieur mais insuffisante pouz* provoquer une fusion et une liaison substantielles. Le temps pour l'exposition à cette température du rougeoiement est jugé d'après les circonstances particulières et peut être facilement déterminé en observant la structure à enroulement de filaments» 15 Après la fusion et la liaison partielles du revêtement extérieur, le mandrin et le filament enroulé sont immédiatement retirés de la source de chaleur et refroidis par un jet d'air maintenu à la température ambiante. Le mandrin est alors étendu et retiré et le tube très flexible est mis à plat et plié suivant la forme 17 re-20 présentée sur la figure 5. Il est alors facilement transporté ave« un minimum de difficulté due à sa forme compacte jusqu'à un emplacement de travail où il est placé dans la position désirée pour une conduite dans une structure de bâtiment ou une canalisation. L'extrémité du tube est resserrée en y plaçant un obturateur qui, 25 dans le cas d'un diamètre de 7,6 cm, aurait un orifice de 1,27 cm, et on appliquerait à l'autre extrémité de l'air chauffé sous une pression suffisante, approximativement 0,35 kg/cm , pour amener le tube à se gonfler jusqu'à la forme cylindrique. L'air est chauffé jusqu'à une température suffisante pour élever le tube jusqu'à 30 une température comprise entre 200 et 250°C, afin d'achever la fusion et la liaison du tube. Puisque l'air perd de sa chaleur jusqu'aux parois de la conduite, le trou de 1,27 cm est prévu à l'extrémité éloignée pour lui permettre de s'échapper, si bien qu'un écoulement continu d'air chaud peut être introduit dans le tube 35 et, en même temps, une pression suffisante peut être exercée pour provoquer son gonflement. Exemples d'articles poreux EXEMPLE 5 Le filé de l'exemple 1 est enroulé, tel que représenté sur 40 les figures 7 et 8, sur un tube ou un mandrin pour former un élébad ORIGINAL 70 05587 13 2034803 ment tubulaire en enroulant en hélice, d'une manière entrecroisée, pour fournir des ouvertures de forme rhombique ou en diamant entre des couches successives et adjacentes. En constituant ainsi les enroulements, les torons des couches ultérieures doivent être 5 placés sensiblement uniformément sur les torons des couches précédentes mais les points de croisement des torons sont, de préférence, légèrement déplacés en rapport avec la position circonfé-rentielle sur l'élément tubulaire lorsqu'il se forme. Ceci amène les ouvertures dans les couches successives à former des tunnels 10 ou des passages incurvés dans l'élément tubulaire et le fluide filtré passe généralement radialement à travers l'élément tubulaire en suivant les passages fournis. L'élément de filtre représenté a sensiblement 30,5 cm de longueur, 4,065 cm de diamètre intérieur, avec une épaisseur de 15 paroi de 0,635 cm„ Dans une couche unique, les enroulements sont fabriqués pour que les torons adjacents soient séparés de 0,3175 cm et soient sous un angle de 56°, tel que mesuré parallèlement à l'axe du. mandrin sur lequel le filé à constituants multiples est enrouléo 20 Le procédé de fabrication de l'élément de filtre utilise^ un dispositif d'enroulement classique auquel le filé est fourni à partir d'une bobine convenable, sous la tension minima nécessaire pour former un enroulement convenable lorsque le guide translate .l'enroulement en va et vient sur le mandrin entraîné par une vis 25 d'enroulement horizontale, du genre couramment connu dans un dispositif d'enroulement de produits textiles. Le mandrin sur lequel l'élément est enroulé peut être de n'importe quel type classique, mais, de préférence, c'est un mandrin extensible et amovible fabriqué en aluminium. Après la fin de l'enroulement, le mandrin avec 30 le filé enroulé est placé dans un four à air forcé à 250°C pendant 1 heure, puis retiré et on le laisse refroidir à l'air. Le mandrin en aluminium est alors retiré et l'élément de filtre avait une extrémité coiffée et l'autre extrémité connectée à une source convenable d'air comprimé sous 0,105 kg/cm pour mesurer sa poro-35 sité. On a trouvé que le taux d'écoulement d'air mesuré était 75 # du taux d'écoulement libre, a.lors qu'un filtre métallique fritté de porosité semblable (5 microns) ne présentait que 15 du taux d'.é-coulement libre. L'élément était dense, résistant, rigide et à auto-soutien, sans peluches présentes qui pourraient ietomber ou se 40 décomposer» Durant le chauffage, qui a été réalisé à une températu 70 05587 H 2034803 re telle que la matrice de nylon fonde mais que les fibrilles de polyester ne fondent pas, le filé et les filaments formant le filé, en plus d'être réunis par fusion suivant une forme cohérente, ont été comprimés de manière bien serrée et rendus plus dense 5 par suite des tensions périphériques fournies par les filaments lorsqu'ils se sont rétrécis ou qu'ils ont essayé de se rétrécir durant le chauffage» EXEMPLE 6 L'exemple 5 ci-dessus a été répété sauf qu'un filé ayant 10 un denier de 140 comprenant 32 filaments individuels a été enroulé jusqu'à une épaisseur de 0,635 cm. L'espacement entre les éléments de filé individuels, lorsqu'ils ont été déposés dans une seule couche, était de 0,3175 cm et l'angle de disposition par rapport à l'axe du mandrin était de 60°» Ce filé a été alors revêtu par 15 enveloppement par un filé ayant un denier de 840 comprenant 136 filaments individuels jusqu'à une épaisseur de 0,635 cm. L'espacement entre les éléments de filé, lorsqu'ils ont été disposés dans une seule couche, était 0,635 cm, at ils ont été disposés sous un angle de 50" par rapport à l'axe du mandrin. Le mandrin 20 avec le filé enveloppé a été alors retiré de la machine d'enroulement et traité thermiquement comme dans l'exemple 5. Le tube résultant a été retiré du mandrin et on a trouvé qu'il avait des caractéristiques telles que, lorsqu'il est utilisé comme filtre à cartouche, l'écoulement étant de l'extérieur vers l'intérieur, 25 les grandes particules seraient emprisonnées sur les plus grands pores à l'extérieur et les petites particules seraient emprisonnées par les plus petits pores à l'intérieur. Cet agencement donne une plus grande longévité au filtre car il ralentit le taux d'accroissement des petites particules ,h. l'extérieur qui provoquent un blo-30 cage prématuré du filtre, :stç£-e~«b 7 L'exemple 5 indiqué ci-dessus a été répété en utilisant un mélange de deux matières différentes dans la même classe générale. On a préparé le mélange contenant 30 $ de polyéthylène et 70 i» de 35 polypropylène en poids. Tous les deux étaient des qualités disponibles dans le commerce. Le mélange a- été filé en utilisant un dispositif d'extrusion de 2,54- cm ayant un rapport L/D de 24/1, Les températures de filage étaient 280 à 190°C„ On a employé une filière à 20 trcus ayant un capillaire de 0,508 mm de diamètre 40 avec un rapport L/D de 10/1 et un angle d'entrée de 20°, Le fil bad 70 05587 15 2034803 a été amené à former 6 épaisseurs et étiré pour produire un filé de denier 840 à 120 filaments» Le mandrin ayant un filament de dimensions semblables enroulé comme dans l'exemple 5» avec le même espacement et la même épaisseur de filé, a été traité thermique-5 ment entre 175 et 180°C dans un four à air forcé pendant 1 heure» On a trouvé que le polyéthylène-polypropylène fondu avait des caractéristiques semblables à celles de l'exemple 5 en ce qui concerne sont aptitude à la filtration. EXEMPLE 8 10 L'exemple 5 a été répété sauf que le filament avait une sec tion transversale en forme de coeur, créée par la forme de l'orifice de la filière, et le filé utilisé avait un denier de 1125, étant constitué de 70 filaments individuels. Ce filé a été alors ondulé par un traitement classique dans un dispositif d'ondula-15 tion à boîte de bourrage jusqu'à fournir 4,7 ondulations par cm. Le filé ondulé a été alors enroulé sur un mandrin ayant un diamètre de 4,065 cm jusqu'à l'épaisseur de 1,905 à 2,54 cm. Le filé a été enroulé d'une manière aussi lâche que possible en utilisant une machine d'enroulement standard pour que l'espacement dans une 20 couche unique soit de 0,3175 cm, Quand le filé et le mandrin ont été chauffés dans un four à air sec à 240°C pendant une heure, la matière s'est rétrécie facilement jusqu'à une dimension de paroi moyenne de 0,3175 cm. et, d'une manière surprenante, jusqu'à fournir une forme beaucoup plus serrée et plus compacte que si 25 le filé n'avait pas été préalablement ondulé. Bien que la demanderesse ne veuille pas être limitée par la théorie, on croit que l'enroulement lâche a rendu possible le traitement thermique uniforme global du filé d'une manière sensiblement simultanée, alors qu'un enroulement plus dense aurait fait d'abord fondre et rétré-30 cir les couches extérieures et aurait servi à isoler partiellement la fusion des couches intérieures. En tout cas, le produit résultant avait une structure dense d'une manière surprenante et de faibles dimensions de pores, les pores individuels étant si petits qu'ils fonctionnaient presque comme tamis moléculaire. Ce tube 35 de 25,4 cm n'a pas semblé poreux mais, lorsqu'on l'a immergé dans l'eau et qu'on a appliqué à l'intérieur une pression d'air de 0,07 O kg/cm , il s'est recouvert d'une couche de fines bulles. Ce tube peut être utilisé pour distribuer du gaz dans un liquide. EXEMPLE 9 40 "L'exemple 8 a été répété, sauf que le diamètre a été diminué 70 05587 16 2034803 jusqu'à 10,16 cm. Après la formation initiale de l'élément tubulaire, un second traitement mécanique a été réalisé en ondulant longitudinalement, afin de former une série de circonvolutions s'étendant longitudinalement pour que le diamètre intérieur soit 5 4-,4-45 cm et le diamètre extérieur soit 5,08 cm. Cette ondulation a été réalisée en chauffant l'élément tubulaire jusqu'à 220°C et en formant mécaniquement dans un dispositif convenable (non représenté), et puis on a laissé refroidir la forme résultante. Cet agencement fournit une aire de surface beaucoup plus grande 10 pour le filtre dans un espace beaucoup plus petit et une réalisation d'un exemple semblable est présentée sur la figure 11. EXEMPLE 10 Le filé de l'exemple 5 de denier 1125 a été enroulé suivant un angle de 55° jusqu'à une épaisseur de 1,905 cm, sous une ten-15 sion de 1.000 g0 II a été chauffé à 238°C pendant 30 minutes et rétréci jusqu'à une épaisseur de 0,635 cm. Le tube avait une ten-sion périphérique de 280 kg/ca et n'était pas poreux à de l'air sous une pression de 35 kg/cm . Ceci montrait que dans certaines combinaisons de conditions de tension d'enroulement, de denier de 20 filé, d'angle d'enroulement, de temps et de température de chauffage, etc..., le filtre peut ne pas présenter une porosité sous des pressions d'air même aussi élevées que 35 kg/cm . EXEMPLE 11 L'exemple 10 a été répété en utilisant un filé de denier 25 1260 enroulé sous un angle de 58° et sous 500 g jusqu'à une épaisseur de 1,27 cm. Après fusion pendant 35 minutes à 240°C, l'épaisseur était environ 0,476 cm. La tension périphérique était 308 2 kg/cm et le point de formation de bulles était observé sous une o pression d'air de 26,6 kg/cm . 30 . EXEMPLE 12' A nouveau, l'exemple 10 a été répété en utilisant un filé de denier 840 enroulé sous un angle de 60° jusqu'à une épaissseur de 1,27 cm, sous une tension de 70 g. Il a été fondu pendant 30 minutes à 250°C. Le tube avait une tension périphérique de 140 35 kg/cm et était assez poreux pour présenter un point de formation de bulles ou une pression d'air de 3,5 kg/cm . Un tube semblable a été alors fabriqué en utilisant une tension de 30 g. La tension périphérique était de 126 kg/cm et le produit avait un point de 2 formation de bulles pour une pression d'air de 1,75 kg/cm . 70 05587 17 2034803 EXEMPLE 13 De nouveau, l'exemple 10 a été répété en utilisant ainsi un filé à texture de denier 1125 enroulé sous un angle de 45° et sous une tension de 150 g» Il a été fondu pendant 20 minutes à 5 250°C. L'épaisseur enroulée était de 1,27 cm et l'épaisseur fon-due était de 0,476 cm, La tension périphérique était de 210 kg/cm et le point de formation de bulles était pour ixne-pression d'air de 3,15 kg/cm2. Les tubes des trois derniers exemples peuvent être facile-10 ment transformés en coussinets auto-lubrifiants.et - en-chemins de roulement de coussinets par remplissage avec un lubrifiant tel que des huiles et des graisses naturelles, des lubrifiants au si-licone, du bisulfure de molybdène, etc.». par immersion, imprégnation, injection sous pression ou des techniques semblables. Ils 15 peuvent être utilisés là où le lubrifiant est injecté en cours de fonctionnement. Egalement, des gaz tels qu'utilisés dans des "coussinets à air" peuvent être appliqués. Les matières moins poreuses peuvent être remplies d'un lubrifiant en utilisant la pression et conserveront le lubrifiant pendant de longues périodes, 20 d'une manière semblable aux coussinets ou paliers dit "sans huile". Le remplissage avec de l'encre fournit un rouleau d'impression. Lorsque le nylon est la matrice, ces coussinets sont spécialement valables puisqu'un arrêt de l'écoulement d'huile permettrait .encore à la surface de nylon d'être disponible pour la lubrifica-25 tion, afin d'empêcher un grippage prématuré d'un arbre tournant à l'intérieur. Les valeurs de tension périphériques peuvent être modifiées par l'angle d'enroulement de filé. Plus les enveloppements de filé sont proches d'une position perpendiculaire à l'axe de tube, 30 plus le tube devient résistant aux déformations dues aux tensions périphériques. Cependant il y a une certaine perte de résistance axiale à la traction lorsque la résistance à la tension périphérique est augmentée. D'autres mélanges encore sont satisfaisants dans les buts 35 de la présente invention, comprenant ceux décrits dans les brevets américains Nos 3.378.055, 3.378.056 et 3.378.602, dans le brevet britannique N° 1.097.068, dans le brevet belge N° 702.803 et dans le brevet hollandais 66.068.838» 70 05587 18 2034803 EXEMPLES PB VARIANTES EXEMPLE 14 Un ruban formé de filé de denier 840 à 136 filaments a été formé en utilisant la composition à deux constituants citée dans 5 l'exemple 1, Le ruban a été fabriqué sur un métier à tisser classique à aiguilles, en utilisant une construction en armure toile de 40 extrémités de chaîne et de 40 chasses de remplissage/2,54 cm du filé à denier 840. Le ruban tissé .avait une largeur nominale de 2,54 cm. Le ruban a été ultérieurement enroulé sur un cylindre 10 d'aluminium sous un angle tel que l'espacement entre chaque enroulement en spirale soit 0,952 cm et que l'angle mesuré à partir de l'axe long du cylindre soit de 50°„ Le ruban a été enroulé suivant une manière transversale en va et vient en travers de la forme d'aluminium centrale jusqu'à ce que 15 couches de ruban soient 15 enveloppées autour de la partie centrale. L'ensemble a été soumis à la cuisson pendant 1 heure à 250°C, refroidi jusqu'à la température ambiants et le ruban fondu a été retiré de la partie centrale, L'article résultant était un tube rigide, résistant et cohérent. 20 EXEMPLE 15 Un filé à deux constituants formé de 70 ^ en poids de nylon 6 et de 30 i> en poids de téréphtalate de polyéthylène de denier 1125 à 70 filaments a été enroulé autour d'une forme en aluminium, sous forme d'un parallélépipède rectangle, ayant une section trans-25 versale carrée de 2,54 x 2,54 cm et ayant une longueur de 60,96 cm. Le filé a été enroulé sous un angle de 30° avec 0,635 cm entre des enveloppements successifs jusqu'à une épaisseur de 1,905 cm. L'ensemble enroulé a été souiaia à la cuisson pendant 90 minutes à 245°C dans un four et on l'o. "--tissé refroidir lentement. La 30 partie centrale en alumin-'Mjn *?„ retirée et on a obtenu un objet rectangulaire fondu, de faille poids, convenant à l'utilisation comme élément de support, A titre de variante, l'article creux pourra être rempli d'une mousse rigide en vue d'obtenir une résistance supplémentaire. 35 Le but des deux derniers exemples est de démontrer que les filaments peuvent être enroulés autour d'une forme ayant n'importe quelle configuration désirée et que la matière enroulée peut être un ruban ou un toron composé des filaments à multiples constituants utiles dans la présente invention. Ainsi, les matières '■ 0 h aultiples constituante aaployés dans la présente invention peu- bad original 70 05587 19 2034803 vent être enroulées sur une forme ayant n'importe quelle forme désirée en tant que filaments uniques, torons à multiples filaments formés de filaments continus ou de fibres à brins, ou largeurs de matières tissées ou non tissées formées à partir de ces 5 fibres- Egalament, on peut employer des filés à multiples constituants formés à plusieurs épaisseurs ou plis ou enveloppés. Pour n'importe quelle formulation donnée à multiples constituants, la température, le temps et la tension d'enroulement varieront selon les matières polymères, la dimension de l'article, 10 la forme, le mode d'application de la chaleur et d'autres variables, En général, il est nécessaire d'appliquer de la chaleur sans dégradation excessive de la matière filamenteuse avec une intensité et une durée suffisantes jusqu'à ce que les filaments se soient réunis les uns aux autres par fusion. Si les filaments sont filés 15 à partir de fibres à brins formés d'un polymélange, qui peuvent être employées dans la mise en pratique de la présente invention , les fibres formant ce filé se réuniront par fusion individuellement en plus de la fusion aux points de croisement du tissu. Des températures convenables vont de 200°C à 260°C,i en utilisant les 20 filaments préférés à deux constituants formés de nylon 6 et de té-réphtalate de polyéthylène, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme 25 de l'art. 70 05587 20 2034803 REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'un article ou produit industriel à enroulement de filaments autoliés par enroulement d'un toron autour d'une forme conformée, caractérisé en ce qu'on prend 5 un toron de matière filamenteuse contenant des filaments à multiples constituants se composant d'une première matrice polymère, ayant un premier point de fusion, et de fibrilles discontinues d'un second polymère dispersées dans la première matrice de polymère et ayant un point de fusion supérieur à celui du premier 10 polymère,et on chauffe les torons enroulés jusqu'à une température au-dessus du point de fusion du premier polymère et en dessous du point de fusion du second polymère, afin de provoquer une autoliaison des filaments à multiples constituants. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 15 la fibre à multiples constituants est composée d'une matrice de poly-t-caproamide et de fibrilles de téréphtalate de polyéthylène, la température de chauffage étant comprise entre environ 200°C et environ 260°C. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 10 les torons enroulés sont refroidis et puis usinés jusqu'à une configuration désirée. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme conformée est un mandrin. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que 15 le chauffage est réalisé avec une intensité suffisante pour ne provoquer qu'une fusion partielle des torons enroulés, suivie de l'enlèvement du mandrin, l'aplatissement des torons enroulés partiellement fondus pour former une structure aplatie et le gonflement ultérieur de la structure aplatie par un fluide chauffé 20 à une température suffisante pour achever 1'autoliaison et le raidissement de la structure. 6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un article poreux est produit par enroulement du toron suivant une configuration fournissant des espaces entre les spires suc- 25 cessives et entre les couches adjacentes, et avec des enroulements d'intersection. 7 - Produit industriel, caractérisé en ce qu'il est fabriqué en prenant un toron de matière filamenteuse contenant des filaments à constituants multiples, se composant d'une première ma- 30 trice polymère, ayant un premier point de fusion, et de fibrilles 70 05587 21 2034803 discontinues d'un second polymère dispersées dans la première matrice de polymère et ayant un point de fusion supérieur à celui du premier polymère, en enroulant le toron autour d'une forme conformée jusqu'à une épaisseur désirée, et en chauffant les torons 5 enroulés jusqu'à une température au-dessus du point de fusion du premier polymère et en dessous du point de fusion du second polymère, afin de provoquer l'auto-liaison des filaments à multiples constituants. 8 - Produit industriel selon la revendication 7, caractérisé 10 en ce que l'article est sous forme d'un tube allongé, les filaments à multiples constituants étant composés d'une matrice de polycaproamide et de fibrilles de téréphtalate de polyéthylène, 9 - Produit industriel selon la revendication 7, caractérisé en ce que les torons enroulés de la matière filamenteuse com- 15 prennent un ruban composé de filaments disposés dans les directions de chaîne et de trame, 10 - Article poreux selon la revendication 7, caractérisé en ce que les enroulements fournissent des espaces entre les spires successives et entre les couches et forment mutuellement des in-20 tersectionso