Brevet FR2213845A1 — publié le 19740809

Les procédés de fabrication de tubes d'élastomère ou de plastomère, en particulier de tubes chirurgicaux, par extrusion de dispersions aqueuses de particules rendues sensibles à la chaleur sont bien connus. Parmi ces procédés on peut notamment citer ceux mis au point par la société anglaise Revertex Limited et connus- sous le nom de "Procédés Revultex". Malheureusement ces procédés ne peuvent pas Entre transformés en procédés d'extrusion continue, car le serum aqueux qui est exsudé à partir de la paroi du tube en cours de gélification, lors du retrait de ce gel, tant par la face externe que par la face interne de cette paroi, ne peut être éliminé par lavage, qu'à la condition de permettre à l'eau de lavage de pé nétrer aisément à l'intérieur du tube par l'extrémité antérieure de ce tube, et éventuellement par son extrémité postérieure après tronçonnage préalable dudit tube à la sortie de l'extrudeuse, c'est-à-dire après son passage dans une chambre dite "chambre chaude" 'traversée par un tube et un noyau central coaxiaux en verre, formant un ensemble ~de formage dudit tube d'élastomère. De plus, le temps de lavage des fractions de tubes est en général très élevé, bien qu'un lavage excessif ait tendance à entraîner les éléments anti-oxydants qui sont incorporés dans la composition de départ, et qui sont nécessaires pour l'obtention de produits sans défaut. Ce temps de lavage peut varier de quatre heures pour des tubes de faible épaisseur jusqu'à vingt-quatre heures par exemple dans le cas de tubes de 3 mm d'épaisseur. Par ailleurs, dans le cas de tubes minces, le procédé Revultex prévoit le passage du tube d'élastomère pendant cinq minutes environ à l'intérieur d'un bain contenant une solution diluée d'acide formique ou d'acide acétique, de façon à accroître la compacité et la résistance mécanique du gel constituant la paroi du tube. Enfin, avant le séchage final, le procédé Révultex prévoit un passage du tube d'élastomère pendant six minutes environ dans un bain de chloruration, avec circulation éventuelle d'une solution chlorurante à l'ln- térieur du tube d'élastomère. Pour rendre un tel procédé continu, on a déjà pensé à entraîner directement le tube extrudé par un tapis roulant horizontal à l'intérieur d'un tunnel de séchage, sans traitements intermédiaires de rinçage et de chloruration, en envoyant de l'air froid comprimé à l'intérieur du tube d'élastomère fermé à sa partie antérieure, par l'intermédiaire d'un tube de verre substitué au noyau de formage, de façon à empêcher l'affaissement du tube par gravité pendant le trajet horizontal destiné à l'amener audit tunnel de séchage. Toutefois, dans un tel procédé, le serum aqueux exsudé vers l'intérieur du tube, tend par gravité à se condenser à la partie inférieure de ce tube qui se trouve en contact avec ledit tapis roulant d'entrainement, etil en résulte, lors du séchage à l'intérieur dudit tunnel, porté à une température suffisante pour parfaire la cohésion et conférer au tube la compacité et la résistance mécanique désirables, une hétérogénéité dans la structure physique du tube à l'endroit où le sérum s'est rassemblé, par rapport au reste de la paroi de ce tube. La présente invention pallie ces inconvénients et a pour objet un nouveau procédé permettant, dans la plupart des cas, d'entraîner par l'intérieur du tube la quasi-totalité du sérum qui est exsudé au fur et à mesure de l'avancement du processus de gélification et de retrait progressif de la paroi de ce tube. Cet entraînement de sérum est obtenu en faisant circuler à l'intérieur du tube ouvert à sa partie antérieure, un courant d'air chaud capable de créer une différence de tension de vapeur entre les deux faces respectives de la paroi dudit tube en contact avec de l'air ou éventuellement avec un bain de lavage traversé par ce tube. Toutefois, une telle injection d'air chaud exige la prévision d'un tube supplémentaire traversant également le réservoir d'alimentation en dispersion aqueuse d'élastomère, et la chambre, dite chambre chaude, à travers laquelle passent deux tubes concentriques constituant le dispositif de formage de la paroi du tube, et exige en outre celle d'un isolement thermique approprié de ce tube supplémentaire par rapport au tube intérieur de formage précité. Ce tube supplémentaire descend sensiblement jusqu'au même niveau que les deux tubes de formage, de façon à éviter une gélification trop rapide de la paroi du tube avant que celui-ci soit sorti du dispositif de formage précité. Le courant d'air chaud injecté par l'intermédiaire de ce troisième tube provoque ensuite un retrait progressif de la paroi du tube, et une diminution progressive de son diamètre, tandis que le sérum exsudé en quantité accrue vers l'intérieur du tube est entraîné de façon continue par ce courant d'air chaud à l'état de vapeur, en assurant un nettoyage interne très efficace du tube en cours de fabrication. A partir du moment où le tube est soutenu par un t apis roulant, il traverse un tunnel de séchage qui assure l'évaporation du sérum aqueux exsudé en quantité réduite vers l'extérieur de la paroi dudit tube. On comprend que le courant d'air chaud précité empéche toute condensation interne d'eau vers la partie inférieure du tube logée au voisinage du tapis roulant d'entraînement, et évite donc toute hétérogénéité de structure physique dans la paroi du tube, qui peut ensuite ètre coupé à longueur à volonté, à la sortie du tunnel de séchage et de vulcanisation ou réticulation. De façon facultative, on peut prévoir dans certains cas, en amont du tunnel de séchage, un passage du tubé dans un bac d'immersion. Un tel bac d'immersion peut comporter notamment l'utilisation d'eau chaude à une température comprise entre 300 et 700C et de préférence de l'ordre de 60 C, ce qui a pour effet de faire subir au tube, à l'état de gel encore humide, une contraction importante connue sous le nom de synérèse3 et qui permet d'expurger la quasi-totalité du sérum contenu dans le gel, d'une part vers l'intérieur du tube, et d'autre part vers l'extérieur. Le sérum exsudé vers l'extérieur se trouve dilué dans l'eau environnante, tandis que le sérum exsudé vers l'intérieur passe à 11 état de vapeur dès qu'il at- - teint la face interne de la paroi du tube, Toutefois, comme e la température de flair chaud passant à lain- térieur de ce tube est de l'ordre de 30 à 600 C et que la circulation de cet air chaud assure un renouvellement constant de la surface d'évaporation, avec création d'une dépression continue à l'interface entre le gel et le courant d'air chaud, il se produit, à l'intérieur des porosités que présente le gel avant sa stabilisation définitive, un mouvement du sérum vers l'intérieur du tube et un séchage progressif de ce tube par l'intérieur. On peut admettre qu'à l'interface constituée par la paroi externe du tube en contact avec l'eau environnante du bac d'immersion, la tension de la vapeur d'eau est pratiquement nulle, et que la quasi-totalité du sérum qui est exsudé pendant la gélification est entraînée sous forme de vapeur d'eau par le courant d'air chaud précité, vers la partie antérieure du tube. Il arrive toutefois un moment où cette circulation ascensionnelle se ralentit, et même devient impossible lorsque le gel est près de son état de stabilisation final. Le séchage obtenu par le courant d'air chaud intérieur peut être considéré comme ayant atteint alors son rendement maximum. A ce moment, le tube sortant du bac d'immersion passe à llin- térieur dudit tunnel de séchage, où il est entraîné par ladite bande transporteuse, et où la face externe de sa paroi achève de se sécher et atteint également son état final stabilisé. Le tube est ensuite vulcanisé ou réticulé, soit par de l'air chaud, soit par toute autre technique connue. L'avantage principal de cette nouvelle technique réside dans le fait qu'elle permet de sécher presque complètement des épaisseurs importantes de parois, à la condition de prévoir un temps de passage adéquat dans ledit bac d'immersion, temps qui dépend de l'épaisseur de la paroi. En variante avec l'utilisation d'un tel bac d'eau chaude on peut utiliser également un bac dit de coagulation rempli d'alcool à température ambiante, qui se mélange avec les éléments aqueux séparant les particules d'élastomère ou de plastomère en formant un azéotrope ayant un point d'ébullition de tordre de 78 C pour l'alcool éthylique et de l'ordre de 64, 50 C pour l'alcool méthylique. Une telle immersion dans l'alcool provoque de ce fait une contraction accrue de la paroi du tube et une expulsion quasi-complète du sérum qu'elle contient. En effet, lorsqu'on utilise ainsi un bac d'alcool, la différence de tension de vapeur entre les deux faces du tube est encore accrue du fait du point d'ébullition plus bas de l'azéotrope eau-alcool qui se forme dans les porosités du gel. L'utilisation d'un tel bac d'alcool permet donc d'accroftre notablement la vitesse de séchage en fournissant un gel plus ferme et plus régulier conduisant ultérieurement à l'obtention d'un tube plus imperméable. Enfin, comme on l'a indiqué plus haut, dans le cas de tubes de faible épaisseur, par exemple de 2/10 à 12/10 de millimètre d'épaisseur, il est possible de supprimer tout bac d'immersion dans de l'eau chaude ou de l'alcool. Le principe d'une circulation d'air chaud à l'intérieur du tube reste utilisé, mais on reçoit alors directement le tube sortant de l'extrudeuse dans un tunnel de séchage de type traditionnel où se produit ensuite la réticulation ou la wlcanisation du produit utilisé. En eftet, dans le cas de ces faibles épaisseurs, au cours de la synérèse, le réseau de canaux/8e sérum qui traverse la paroi du tube, est de longueur insuffisante pour permettre d'emprisonner du sérum en quantité notable et de nuire de façon sensible à l'imperméabilité ultérieure de la paroi du tube. Les caractéristiques de la présente invention seront mieux-com- prises à la lecture de la description qui suit d'un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'ínvention, mode de mise en oeuvre donné à titre d'exemple non limitatif et décrit en se référant au dessin annexé dont la figure unique représente schématiquement les différentes phases. On voit sur cette figure unique un récipient de stockage 1 d'une dispersion sensibilisée, alimentant, par l'intermédiaire d'une canalisation 2, la partie supérieure 3 d 'une extrudeuse permettant d'introduire cette dispersion entre deux tubes concentriques 4 et 5 se prolongeant à l intérieur d'une chambre 6 dite chambre chaude et comportant une circulation, suivant les flèches 7, d'eau maintenue à une température comprise entre 50 et 600 C. Un peu au dessous de la chambre 6 les deux tubes concentriques 4 et 5 s'arrêtent et le tube formé par gélification de la dispersion précitée sort de l'espace compris entre lesdits tubes 4 et 5. Ce tube est représenté en coupe en 8 à la sortie desdits tubes 4 et 5, et non coupé en 8a jusqu'à la sortie d'un tunnel de séchage 9, où, comme on l'a dit plus haut, le matériau constituant le tube subit éventuellement une réticulation ou une vulcanisation. Un tapis roulant 10 entraîne le tube 8a vers l'avant dans le sens de la flèche 11. Dans les variantes comportant un bac d'immersion, le tunnel 9 est précédé d'un tel bac 12, à l'intérieur duquel le tube 8a est guidé par des rouleaux 13 et 14, ou par des moyens équivalents. Suivant le cas le bac d'immersion est rempli d'eau chaude ou parcouru par un courant d'eau chaude à une température comprise entre 50 et 700 C. ou encore est rempli d'alcool susceptible d'engendrer, dans l'épaisseur de la paroi du tube 8, 8a, un azéotrope favorisant l'évacuation du sérum par l'intérieur dudit tube. Cette évacuation est obtenue, ainsi qu'on l'a déjà précisé, en injectant de l'air chaud par l'intermédiaire d'un troisième tube supplémentaire 15 coaxial aux deux tubes 4 et 5, mais isolé thermiquement par rapport au tube 5 par une couche de calorifuge visible en 16 sur le dessin. Cet air chaud, maintenu à une température de l'ordre de 30 à 600 C., n'atteint donc le tube 8, 8a qu'à un niveausensiblement égal à celui de lapartle inferieure desdits tubes 4 et 5. Le courant d'air chaud se propage dans le sens de la flèche 17 et ressort par la partie antérieure ouverte dudit tube. Il y a lieu de remarquer que l#injection d'air froid qui avait été préconisée pour permettre une fabrication en continu ne permettait pas de réaliser un séchage efficace par ltintérieur, ni d'éviter les effets nuisibles dus à une condensation interne d'humiditévsur la partie inférieure d'un tube se déplaçant horizontalement. Il est bien entendu que l'on peut apporter aux modes de mise en oeuvre dudit procédé de fabrication qui viennent d'#re décrits divers changements, perfectionnements ou additions, et que l'on peut remplacer certaines phases de ce procédé par des phases équivalentes, sans altérer pour cela l'économie générale de l'invention. On peut notamment, dans le cas d'immersion dans un bain d'al- cool méthylique, incorporer éventuellement un certain pourcentage de nitrate et/ou de chlorure de calcium, susceptible d'accroftre encore la contraction du gel au moment de cette immersion. Il y a lieu de noter également que le débit et la pression du courant d'air chaud précité sont choisis en fonction du diamètre et de l'épaisseur des tubes à fabriquer, et éventuellement de façon à empêcher un aplatissement de ces tubes sous l'effet de la pression du liquide d'immersion. Revendications 1/ Procédé de fabrication de tubes d'élastomère ou de plastomère à partir de dispersions aqueuses sensibilisées, ledit procédé comportant une extrusion et étant caractérisé par le fait: qu'à la sortie de la chambre d'extrusion à travers laquelle passent les deux tubes concentriques constituant le dispositif de formage de la paroi desdits tubes, on prévoit une arrivée d'un courant d'air chaud à l'intérieur des tubes sortant de ce dispositif de-formage, courant susceptible-de provoquer simultanément un retrait progressif avec poursuite de la gélification de la paroi précitée et l'entraînement de la quasi-totalité du sérum exsudé pendant ledit retrait par l'intérieur de ces tubes, grâce au renouvellement constant de l'air chaud en contact avec la surface interne d'évaporation desdits tubes, qui crée sur cette surface interne une dépression favorisant cette évaporation. 2/ Procédé de fabrication suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on injecte ledit courant d' air chaud par l'intermédiaire d'un troisième tube coaxial aux deux tubes de formage du dispositif précité, tube isolé thermiquement de la paroi interne du tube intérieur de formage, et qui se prolonge vers le tas jusqu'à un niveau sensiblement égal à celui de l'extrémité inférieure desdits tubes de formage. 3/ Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'on injecte un courant d'air chaud ayant une température comprise entre 300 et 600 C. 4/ Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on prévoit, avant l'entrée desdits tubes dans un tunnel de séchage classique comportant éventuellement une partie assurant la vulcanisation ou la réticulation de l'élastomère ou du plastomère constituant ces tubes, un bac d'immersion contenant de l'eau de lavage externe desdits tubes, maintenue à une température comprise entre 300 et 700 C. 5/ Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on prévoit, avant l'entrée desdits tubes dans un tunnel de séchage classique comportant éventuellement une partie assurant--la vulcanisation-ou la réticulation de l'élastomère ou du plastomère constituant ces tubes, un tac d'immersion parcouru par un courant d'eau de lavage externe desdits tubes, maintenue à une température comprise entre 300 et 700 C. 6/ Procédé de fabrication suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on prévoit, avant l'entrée desdits tubes dans un tunnel de séchage classique comportant éventuellement une partie assurant la vulcanisation ou la réticulation de l'élastomère ou du plastomère constituant ces tubes, un bac d'immersion contenant de l'alcool méthylique ou éthylique à la température ambiante.