Brevet FR2481406A1 — publié le 19811030

La présente invention concerne un tuyau en polymère flexible comprenant un tube de base intérieur, une tresse de renforcement réaliséeen fil aramide placé de manière concentrique autour de ce tube de base, ledit fil aramide présentant une grande affinité à l'eau, et un tube de gainage en polymère disposé concentriquement autour de la tresse de renforcement; l'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel tuyau consistant à former un tube intérieur de base en polymère, à réaliser autour de ce tube ede base une tresse de renfor- cement concentrique en fil d'aramide, ledit fil dgaraBide ayant une grande affinité à l'eau, éventuellement à étam blir une couche d'un adhésif de plastisol autour de la tresse et à faire durcir à la flamme cette couche adhésive, et enfin à établir un tube de gainage concentriquement autour de la tresse de renforcement et, le cas échéant, autour de la couche adhésive Dans la technique on connais les tuyaux confec- tonnés principalement en un matériau polymère et comprend nant un tube de base intérieur, une couche tubulaire tressée ou un tressage de renforcement en fil d'aramide disposé concentriquement autour du tube de base et un tube de gainage en polymère qu'on applique par extrusion concentriquement autour de la tresse de renforcement Etant donné que le fil aramide de la tresse de renforcement présente une grande affinité à l'eau, les tuyaux en polymère de la technique antérieure costenaient des bulles produites par l'humidité à l'interface entre le tube de gainage et la tresse de renforcement, à la suite de quoi des espaces vides correspondants existaient entre la tresse de renforcement et le tube de gainage, de sorte que le tuyau était d'une qualité relativement médiocre Diverses techniques ont été proposées pour résou- dre le problème ci-dessus comme, par exemple, le séchage du fil d'aramide tressé dans un four convenable ou un tunnel de chauffage immédiatement avant lçextrusion du tube de gainage sur la tresse Cependant, ces techniques n'ont pas donné de résultats entièrement satisfaisants et, même lors d'une utilisation pratique du séchqge du fil d'aramide tressé selon la technique antérieure, on observe toujours une tendance d'accumulation de l'humidité sur la tresse, avec formation de bulles dans la zone tubulaire entre la couche de renforcement et le tube de gainage.Si 1'on augmente notablement les durées et/ou les températures de séchage, il en résulte fréquemment une déformation permanente du tube de base intérieur, de nature à endommager ce tube. On a également proposé d'appliquer un adhésif de plastisol contre le fil tressé d'aramide, en faisant suivre cette application d'un durcissement convenable de l'adhésif, par exemple à la flamme ou à l'aide d'une couronne de brûleurs; pendant que l'adhésif de plastisol est encore chaud, on extrude un tube de gainage en polymère sur la tresse de renforcement. Cependant, même Si l'on fait appel à un tel expédient, la grande affinité à l'eau de la tresse de renforcement en aramide provoque l'accumulation de gouttelettes d'eau dans la zone tubulaire entre la tresse et le tube de gainage, avec formation de bulles dans cette zone. La présente invention concerne un tuyau en polymère perfectionné et un procédé nouveau de fabrication de ce tuyau permettant de surmonter l'inconvénient précité et assurant l'établissement d'une zone tubulaire entre la tresse et le tube de gainage, zone qui est exempte de bulles produites par l'humidité. Conformément à l'invention, on réalise un tuyau en polymère et un procédé de fabrication de ce tuyau dont les caractéristiques fondamentales sont respectivement une pellicule tubulaire imperméable à l'humidité interposée entre la tresse et le tube de gainage, ladite pellicule isolant le fil d'aramide et produisant une zone tubulaire entre ladite tresse et le tube de gainage, exempte de bulles provoquées par lthumiditéset on applique une pellicule tubulaire imperméable à l'humidité contre la tresse et on sèche ladite pellicule, les stades d'application et de séchage étant effectués avant le stade d'établissement du gainage, ladite pellicule isolant le fil d'aramide et donnant une zone tubulaire entre la tresse et le tube de gainage, exempte de bulles produites par l'humidité. La pellicule imperméable à l'humidité peut etre une pellicule séchée à lair à température ambiante et confectionnée en un latex acrylique, ou bien elle peut être en une matière polymère susceptible d'application sous une forme liquide et qui, lors du séchage, se soli- difie pour définir une structure tubulaire. Selon une autre caractéristique de 19inventions une couche adhésive peut être interposée entre la tresse de renforcement et le tube de gainage, la pellicule tubulaire imperméable à l'humidité étant placée entre la tresse et la couche adhésive et servant à isoler le fil d aramide. Diverses autres caractéristiques de 19invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre dtexemples non limitatifs, au dessin annexé. La fig. 1 est une vue partie en élévation et partie en coupe transversale, avec arrachement partiel, montrant un mode de réalisation d'un tuyau en polymère selon 1 'invention. La fig. 2 est une vue généralement schématique, partiellement en élévation et avec certaines parties en arrachement, pour montrer le procédé et 19appareil associés qu'on utilise pour réaliser le tuyau en polymère montré à la fig. 1. La fig. 3 est une coupe transversale deun autre mode de réalisation d'un tuyau en polymère selon linven- tion qui est similaire au tuyau représenté à la fig. 1. A la fig. 1, on a représenté un mode de réalisation d'un tuyau 10 selon l'invention qui est réalisé principalement en une matière polymère et qu'on appelle par conséquent dans ce qui suit,"tuyau en polymère". Le tuyau en polymère 10 comprend une couche tubulaire tressée 11 en un fil d'aramide, mais ce tuyau est sensiblement exempt de bulles produites par l'humidité et du type dont la présence constitue un inconvénient majeur dans les tuyaux connus de ce type. Dans les tuyaux de la technique antérieure, les bulles de ce genre se trouvent dans une zone tubulaire entre la tresse de renforcement en fil d'aramide et une couche adjacente disposée concentriquement autour de la tresse. Le tuyau en polymère 10 comprend un tube intérieur de base 12 en une matière polymère convenable, de préfé- rence en une matière plastique synthétique. Le tube 12 peut être préparé conformément à une technique ou un procédé approprié quelconque connu des spécialistes, par exemple par extrusion, de sorte que le tube 12 peut être un tube sans couture. Le tube de base 12 porte une couche tressée ou tresse de renforcement 11 appliquée contre la surface extérieure du tube, comme on le voit en détail plus loin, une pellicule tubulaire 13 imperméable à l'humidité étant liée à la tresse 11. Cette pellicule 13 pénètre dans les interstices entre les fils individuels 14 de la tresse 11. La pellicule tubulaire 13 est ce que l'on appelle ci-après pellicule séchée à l'air à température ambiante", c'est-à-dire que cette pellicule est appliquée sous forme liquide et est ensuite séchée par exposition d'un tronçon du tuyau réalisé (comprenant le tube de base 12, la tresse de renforcement 11 et la pellicule tubulaire 13) à la température ambiante en l'absence d'un chauffage ou d'un refroidissement particulier, tout en poursuivant la réalisation de l'ensemble du tuyau. La pellicule séchée et solidifiée 13 isole efficacement et protège le fil d'aramide 14 placé sous cette pellicule. Le tuyau en polymère 10 comprend également une couche adhésive, telle qu'une couche durcie d'un adhésif de plastisol 15, disposée contre la pellicule tubulaire 13. Un tube de recouvrement en polymère 16 est disposé concentriquement à l'ensemble réalisé et vient stappli quer contre la surface extérieure de la couche adhésive 15 en plastisol. Le tube de gainage 16 est de préférence réalisé par extrusion contre la couche adhésive 15. Il est connu que les fils dsaramie possèdent une grande affinité à l'eau. Dans les tuyau de ce type selon la technique antérieure ne comportant pas de pellicule imperméable à l'humidité, telle que la pellicule tubu- laire 13, il existe une tendance de fil d ' aramide de la tresse de renforcement d'une conception quelconque à attirer l'humidité meme en présence d'une couche adhésive entourant concentriquement la tresse Cette humidité tend à s'accumuler et à former des perles dieau dans la zone tubulaire entre la tresse de renforcement et la surface interne d'une gaine polymère quelconque extrudée autour de la structure. Cependant, quand on utilise la pellicule tubulaire 13 imperméable à l'humidité, comme le prévoit la présente invention, on élimine la tendance à ltacumulation de l'humidité et on empeche la formation de bulles produites par cette humidité. Après avoir décrit le tuyau en polymère 109 on se réfère maintenant à la fig 2 pour étudier en détail le procédé de fabrication de ce tuyau qui constitue également l'objet de l'invention Comme précédemment indiqué, le tube de base 12 est de préférence réalisé par extrusion sous forme d'un tube sans couture. Ce tube est représenté comme étant enroulé sur un rouleau distributeur 20 qui est supporté de façon appropriée en vue dvune rotation de dévidage.Cependant, Si on le désire, le tube de base 12 peut également être fourni par un procédé continu direc- tement en provenance d'une extrudeuse; après le passage du tube extrudé chaud 12 à travers une chambre de refroidissement, ce tube peut être amené de façon à etre introduit essentiellement en 21 en amont dtun rouleau de guidage convenable 22. Après le passage du tube de base 12 sur le rouleau de guidage 22, le tube passe autour d'un autre rouleau de guidage 23 et est ensuite admis dans un appareil de tressage 24 dans lequel une tresse de renforcement 11 est réalisés autour du tube de base 12. L'appareil de tressage 24 est d'une construction connue et comprend une série de bobines 25 dont chacune porte une certaine longueur d'un fil d'aramide 14. Les fils 14 sont tressés concentriquement autour de la surface extérieure du tube de base 12 et contre cette surface de manière à définir la tresse de renforcement 11 sous forme d'une tresse tubulaire de renforcement. Le tube de base 12 portant la tresse concentrique de renforcement 11 définit une structure de tuyau 28 qui passe sur un rouleau de guidage 26 pour rejoindre un poste 27 d'application de pellicule, où une pellicule 13 imperméable à l'humidité est appliquée sous forme tubulaire, par exemple sous forme d'une pellicule ou d'un revêtement de latex, contre la surface extérieure de la tresse de renforcement 11. Bien qu'on puisse employer une technique appropriée quelconque pour appliquer la pellicule tubulaire 13, on préfère appliquer cette pellicule à l'aide de deux garnitures d'essuyage 30, dont chacune est saturée d'un liquide convenable tel qu'un latex qui se solidifie lors de son séchage pour former la pellicule 13. Les garnitures sont saturées par une technique quelconque connue dans cette industrie et ces garnitures 30 présentent des contours intérieurs qui épousent le pourtour extérieur de la tresse de renforcement 11, de sorte que la structure de tuyau 28 peut etre amenée à avancer continuellement à travers le poste 27 d'application de pellicule, et un enduit d'une matière définissant la pellicule peut être appliqué continuellement pour obtenir une structure de tuyau 32 portant une pellicule humide ou non séchée. Le latex liquide définissant la pellicule tubulaire 13 est séché, de préférence à l'air, à température ambiante dans une zone de séchage 33 On obtient ce résultat simplement en poursuivant la construction du tuyau pendant qu'un tronçon important de la structure 32 est exposé à la température ambiante, ce tronçon important ayant avantageusement une longueur d'environ 12 mètres ou plus. Le tronçon de 12 mètres est exposé à l'air de séchage pendant que la construction du tuyau se poursuit à la vitesse usuelle par passage à travers appareil de tressage 24, si bien que le séchage est achevé en quelques minutes.Après séchage, on obtient une structure de tuyau 35 et sa pellicule 13 présente une surface extérieure cylindrique circulaire régulière 34 qui est sen siblement lisse (fig. 1). Certaines parties de la pellicule tubulaire 13 pénètrent dans les interstices entre les fils individuels 14 de la tresse de renforcement 11. La structure de tuyau 35 est alors enduite d'un plastisol adhésif à un poste d'application d'adhésif 36 On fait durcir le plastisol adhésif, en utilisant avan- tageusement plusieurs couronnes de brûleurs 37, indiquées schématiquement par des blocs rectangulaires, et on obtient ainsi un tuyau 40 enduit d'adhésif. On extrude ensuite le tube de gainage 16 concentriquement autour de la couche de plastisol adhésif 15 et contre cette couche en utilisant un appareil dlextrusion tel aucune extra deuse à filières transversales 41S pendant que la structure 40 est encore chaude, de sorte quson obtient le tuyau final 10 à la sortie de l'extrudeuse 41. Le tuyau passe ensuite dans une cuve ou chambre de refroidissement 42-deun modèle classique. Le tuyau final refroidi est alors enroulé sur un rouleau 43 en vue de sa dis tribu- tion ultérieure. La technique qui vient d'être décrite fournit une pellicule tubulaire 13 qui isole efficacement la tresse de renforcement 11 formée par le fil d'aramide tressé 14, et on obtient également une zone tubulaire entre la tresse ll et le tube de gainage 16 ne contenant aucune bulle produite par l'humidité. Il convient de souligner que la couche 15 de plastisol adhésif ne pourrait pas seule assurer l'isolement du fil d'aramide 14 formant la tresse de renforcement 11, de telle sorte que le tuyau qui fait l'objet de l'invention et son procédé de fabrication sont tout à fait originaux en ce sens que la pellicule tubulaire 13 imperméable à l'humidité isole parfaitement le fil d'aramide comme il a été expliqué. Un second mode de réalisation du tuyau selon lin- vention est représenté à la fig. 3. Ce tuyau est très semblable au tuyau 10 et est donc désigné par la référence lOA. Les éléments représentatifs du tuyau 10A qui sont similaires aux éléments correspondants du tuyau 10 portent au dessin les mêmes références que dans le premier mode de réalisation mais qu'on fait suivre du suffixe "A", aucune description détaillée de ces éléments n'étant nécessaire. Le tuyau lOA de la fig. 3 est très semblable au tuyau 10 à l'exception de la suppression de la couche de plastisol adhésif. Ainsi donc le tuyau lOA comprend un tube intérieur de base 12A, une couche tressée de renforcement llA formée d'un fil d'aramide 14A, une pellicule tubulaire imperméable à l'humidité 13A liée à la surface extérieure de la tresse llA et engagée dans les interstices entre les fils individuels 14A de la tresse, et une gaine tubulaire en polymère 16A extrudée contre la surface extérieure de la pellicule tubulaire imperméable 13A. Comme il a été expliqué à propos du tuyau 10, la pellicule 13A isole le fil d'aramide 14A et donne une zone tubulaire (entre la tresse llA et la gaine 16A) exempte de bulles provoquées par l'humidité. Dans la description de la présente invention, aussi bien le tuyau 10 que le tuyau 10A sont représentés comme comportant une seule couche tubulaire de tresse de renforcement; cependant, la couche unique de tresse de renforcement autour du tube de base pourrait être remplacée par plusieurs couches de ce genre également en fil d ' aramide. Dans ce dernier cas, une pellicule tubulaire 13 ou 13A imperméable à l'humidité pourrait etre disposée contre la surface externe de chaque couche de la tressa de renforcement ou seulement contre la couche extérieure de la tresse de renforcement, pour ainsi iso- ler la gaine montée concentriquement à l'extérieur des couches tressées de l'action que la gaine pourrait subir de par son contact avec les couches de fil d'aramide. La matière utilisée pour la fabrication de chaque tube de base 12 ou 12A et de chaque tube de gainage 16 ou 16A peut etre une matière polymère appropriée quelconque qu'on utilise couramment dans le but envisagé De préfé- rence, tous les tubes sont confectionnés en une matière plastique synthétique approprié Le fil en aramide 14 ou 14A faisant partie de chaque tuyau 10 ou 10A, selon l'invention, est avantageu- sement réaliser en fibres organiques appartenant à la catégorie des polyamides aromatiques.Un exemple d'un tel fil utilisé avec succès dans les constructions envisagées est le fil vendu sous la marque déposée "kevlar" par Du Pont de Nemours. La pellicule 13 ou 13A peut etre préparée en utilisant une matière appropriée quelconque d'un type connu et permettant d'empêcher le fil d'aramide d'attirer l'humidité. Un exemple d'une telle matière donnant des cellents résultats dans ce but est un latex acrylique qu'on applique sous une forme liquide et qu'on sèche à l'air ambiant pour former une pellicule tubulaire solide imperméable à l'humidité Un exemple d'une pellicule utilisée avec succès est un latex acrylique fabriqué par la société Charles S. Tanner Co. et vendu sous la marque déposée Durs Cryl 361". Cependant, on peut utiliser d'autres matières que, le latex acrylique pour former une pellicule polymère imperméable à l'humidité. C'est ainsi qu'on peut utiliser un latex vinylique, un latex vinylacrylique, un latex de chlorure de vinylidene, des adhésifs au solvant provenant de l'acétate de vinyle, d ' uréthane et des produits analogues. REVENDICATIONS 1 - Tuyau en polymère comprenant un tube de base intérieur, une tresse de renforcement réalisée en fil d'aramide placé de manière concentrique autour de ce tube de base, ledit fil d'aramide présentant une grande affinité à l'eau, et un tube de gainage en polymère disposé concentriquement autour de la tresse de renforcement, caractérisé en ce qu'une pellicule tubulaire (13, 13A) imperméable à l'humidité est interposée entre la tresse (11, lIA) et le tube de gainage (16, 16A), ladite pellicule isolant le fil d'aramide (14, 14A) et produisant une zone tubulaire entre ladite tresse et le tube de gainage, exempte de bulles provoquées par l1humidité. 2 - Tuyau selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pellicule (13, 13A) est une pellicule séchée à l'air à température ambiante, telle qu'une pellicule de latex acrylique. 3 - Tuyau selon lune des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pellicule tubulaire (13A) est liée à la tresse (llA) et s'engage dans les interstices entre les fils individuels (14A) de la tresse, ledit tube de gainage (16A) est lié à la pellicule tubulaire et ladite zone tubulaire est définie à l'interface entre la pellicule tubulaire et le tube de gainage. 4 - Tuyau selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel une couche adhésive, par exemple une couche durcie à la flamme, est disposée entre la tresse de renforcement et le tube de gainage, caractérisé en ce que la pellicule tubulaire (13) est disposée entre la tresse (11) et la couche adhésive (15). 5 - Tuyau selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pellicule tubulaire (13) est disposée contre la tresse de renforcement (11), ladite couche adhésive est un adhésif de plastisol appliqué contre la pellicule tubulaire, et le tube de gainage (16). est appliqué contre l'adhésif de plastisol. 6 - Procédé de fabrication d'un tuyau en polymère consistant à former un tube intérieur de base en polymère, à réaliser autour de ce tube de base une tresse de renforcement concentrique en fil d'aramide, ce fil d'ara- mide ayant une grande affinité à l'eau, éventuellement à établir une couche d'un adhésif de plastisol autour de la tresse et à faire durcir à la flamme cette couche adhésive et enfin à établir un tube de gainage concentriquement autour de la tresse de renforcement et, le cas échéant, autour de la couche adhésive, caractérisé en ce qu'on applique une pellicule tubulaire (13, 13A) imperméa- ble à l'humidité contre la tresse (11, 11A) et on sèche ladite pellicule, les stades d'application et de séchage étant effectués avant le stade d'établissement du gainage, ladite pellicule isolant le fil aramide (14, 14A) et donnant une zone tubulaire entre la tresse et le tube de gainage (16,16A),exempte de bulles produites par l'humidtité. 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le stade de séchage consiste à sécher la pellicule (13, 13A) en a'exposant à lair à température ambiante. 8 - Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce queon applique la pellicule tubulaire (13s 13A) immédiatement après la formation de la tresse. 9 - Procédé selon lSune des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'on sèche la pellicule tubulaire (13, 13 ) pendant le mouvement du tube intérieur de base (12, 12A), de la tresse de renforcement (11, llA) et de la pellicule tubulaire sur un mode continu, ledit séchage à l'air étant effectué par lgexposition dun tronçon impor- tant du tuyau, portant la pellicule non séchée, à l'air à la température ambiante. 10 - Procédé selon lune des revendications 6 à 9, suivant lequel la réalisation du tube intérieur de base consiste à extruder ce tube en une matière plastique synthétique et le stade d'établissement du gainage tubulaire consiste à extruder ledit tube de gainage, caractérisé en ce qu'on applique une matière liquide, telle qu'une pellicule d'un latex acrylique liquide, pour former ladite pellicule tubulaire (13, 13A) pendant le stade de séchage, ce stade d'application étant exécuté, par exemple, à l'aide de garnitures d'essuyage (30). 11 - Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, dans lequel le stade de formage du tube intérieur de base consiste en une extrusion de ce tube de base en une matière plastique synthétique et le stade d'établissement du gainage consiste à extruder le gainage tubulaire, caractérisé en ce qu'on applique une pellicule d'une matière polymère liquide sous forme d'une pellicule tubulaire qui, après séchage au cours du stade précité de séchage, donne une couc#he tubulaire (13, 13A) de protection contre lthumidité autour de la gaine de renforcement (11, llA) en fil d'aramide (14, 14A).