Brevet FR2536329A1 — publié le 19840525

Procédé de noyage de membranes dans un matériau thermoplastique La présente invention concerne un procédé de noyage étanche d'une ou de plusieurs membranes dans un matériau thermoplastique formant en meAme temps une surface d'étant chéité entre au moins deux chambres d'un module-délimitées par lesdites membranes Lorsqu'on réalise des modules a utiliser dans la filtration, la microfiltration, la dialyse, l'oxygénation du sang, la plasmaphorèse ou des opérations analogues, il est nécessaire que les extrémités des membranes soient Noyées de façon étanche dans le carter du module.Plus les dimen- suions des particules du fluide à filtrer que doit retenir la membrane sont faibles, plus on doit se montrer exigeant quant à l'étanchéité des emplacements de noyage de la membrane Pour noyer les membranes, quelles se présentent sous forme de tubes ou sous forme aplatie, on les insère généralement dans un carter de module. On scelle ensuite les extrémités des membranes dans une résine synthétique durcissable ou une matière thermoplastique. Les membranes sont ainsi assemblées rigidement au carter du module. Si elles sont usées, il faut remplacer l'ensemble du module, carter compris. La plupart des membranes sont flexibles, si bien que, lors de leur scellements leurs extrémités sont partiellement serrées les unes contre les autres on sorte que la masses Avant de noyer les extrémités de membranes dans une matière thermoplastique, on insère la membrane dans le carter du module. On amène ensuite la matière thermoplastique b ltétat de fusion et on l'injecte dans le carter du module aux emplacements de noyage.Lors de cette injection dans le carter de module froid, la masse fondue se solidifie très rapidement, aussi ne peut-elle pas toujours pénétrer complètement jusqu' aux couches intérieures de la membrane et il en résulte aussi des défauts d'étanchéité. Aux membranes plates on ajoute souvent d'autres éléments superficiels et/ou des grilles de soutien. Ces grilles soutiennent la membrane lors du processus de filtration. Les élements superficiels peuvent être également des membranes ou des éléments textiles, par exemple des nappes, remplissant la fonction d'un avant-filtre. Ces éléments superficiels ou grilles de soutien sont disposés à proximité de la membrane, ce qui crée des difficultés supplémentaires de pénétration entre les différentes couches de la matière thermoplastique fondue. D'où à nouveau des défauts d'étanchéité. L?invention a pour objet un procédé du genre annoncé qui évite l'inconvénient précité de défauts d'étanchéité dans le module fini tout en étant applicable de façon simple et sans difficultés. Ce procédé est caractérisé par le fait qu'au moins un des éléments superficiels qui forment le module est constitué par un matériau thermoplastique et qu'au moins un des éléments superficiels en matériau thermoplastique dépasse le plan des surfaces d'étanchéité, queà l'aide d'un flasque de formage dont la température de surface est supérieure à la température de fusion du matériau thermoplastique, on met en fusion les parties dépassantes et que l'on déplace le flasque de formage en direction desdites surfaces d'étanchéité, en sorte qu'une partie du matériau thermoplastique pénètre en masse fondue dans les intervalles et que l'autre partie se forme en surface d'étanchéité, après quoi l'on fait se solidifier la masse fondue. On obtient ainsi de façon simple la fusion du matériau thermoplastique aux emplacements où la masse fondue doit s'écouler autour des extrémités de la membrane, d'où un noyage sûr et durable desdites extrémités dans le matériau thermoplastique. Ce noyage donne un module à membranes que lon n'insère avantageusement qu'après sa réalisation dans son carter. On peut de la sorteéuabser ledit carter lors de l'échange de modules. Les matériaux thermoplastiques utilisés sont par exemple des polyamides, des polyesters, des polycakbonates, du polypropylène, du polyéthylène, du poly-isobuthylène, du PVG, du polytétrafluoro-êtbylène ou du polymonochlorotrifluoroéthylène. L'élément superficiel en matériau thermoplastique qui -dépasse le plan des surfaces d'étanchéité peut etre la membrane elle même et/ou une grille de soutien et/ou une nappe0 Mais il peut aussi s'agir, pour chaque surface d'étanchéité, dau- moins une bande de feuille qui recouvre pour une part une extrémité de la membrane et dépasse pour l'autre part le plan des surfaces d'étanchéité.On fait fondre de la sorte à proximité directe de la membrane le matériau thermoplastique, ce qui garantit, après la solidification de la masse fondue, un noyage sûr des extrémités de la membrane En raison du volume de cavités souvent très grand des membranes, il est avantageux que celles-ci dépassent très largement le plan des surfaces d'étanchéité ou que d'autres éléments superficiels, ou grilles de soutien, voisins d'elles soient aussi en matériau thermoplastique0 Il est en outre recommandé que tous les corps constitués par un matériau thermoplastique soient composés du même. Il convient en tout cas d'utiliser des matières thermoplastiques qui adhèrent toujours bien à la membrane. On obtient des résultats particulièrement favorables si, avant le noyage, les éléments superficiels formant le module sont mis ensemble en des plis étroitement rapproches les uns des autres. Le procédé est d'une application particulièrement avantageuse si les éléments- superficiels plisses ensemble sont appliqués autour d'un tube intérieur muni de trous radiaux, les plis d'extrémité étant assembles de Maçon étanche entre eux et les plans des surfaces détanehéité s'étendant, aux deux extrémités du tube intérieur, au-delà des surfaces formées par les extrémités des plis. On obtient aussi un bon noyage si les élments superficiels plissés en commun sont disposés en répartition uniforme à. l'intérieur d'un tube extérieur muni de trous radiaux, les plis d'extrémité étant assemblés de façon étanche entre eux et les plans des surfaces d'étanchéité s'étendant, aux deux extr.émités du tube extérieur, au-delà des surfaces formées par les extrémités des plis0 Les éléments superficiels plissés peuvent aussi etre disposés en répartition uniforme entre un tube intérieur et un tube extérieur. Il est également bon que le tube intérieur et/ou le tube extérieur soient constitués par un matériau thermoplastique et dépassent les plans des surfaces Bsétanchéité, Dans le cas de membranes tubulaires dont les- extré- mités de tube spsehèvent dans les plans des surfaces d'étanchéité, on recommande particulièrement un procédé de noyage selon l'invention dans lequel, la membrane étant constituée par un 3matériau thermoplastique et les extrémités de tube de ladite membrane dépassant les plans des surfaces d'étanchéité, on fait fondre chaque fois en commun les extrémités de tube d'un coté è l'aide d'un flasque de formage porté à une température de surface plus élevée que la température de fusion du matériau de la membrane et comportant pour chaque extrémité de tube un manchon dont le diamètre extérieur correspond au diamètre intérieur du tube et l'on déplace ledit flasque de formage en direction de la surface d'étanchéité en sorte qu'une partie du matériau thermoplastique pénètre en masse fondue entre les tubes et que l'autre partie se forme en surface d'étanchéité, aprèsquoi l'on fait se solidifier la masse fondues Il est bon que tous les éléments formant le module soient constitués par un, de préférence le même, matériau thermoplastique, car l'examen de toxicité s'en trouve largement simplifié si l'on utilise de tels module-s dans le domaine médical. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés schématiquement par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un module dans lequel est placée une membrane noyée dans une matière thernoplastique que la figure 2 représente, avant noyage7-la structure de principe d'une membrane selon la figure 1 insérée entre deux tubes ; la figure 3 est une vue en perspective dfuze membrane mise en plis et d'une nappe voisine qui la dépasse ;; la figure 4 représente de la même façon une membrane mise en plis aux extrémités de laquelle des bandes de feuille sont insérées sur les bords des plis ; la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un flasque de formage pour la réalisation du noyage selon la figure 1. On voit sur la figure é la membrane i, de longueur Mo Cette membrane est mise en plis de façon non représentée et enveloppe en cet état plissé un tube intérieur 2 muni de trous radiaux 3. Les deux plis d'extrémité de la membrane 1 sont assemblés entre eux de façon non représent4e. Cet assemblage des deux plis d'extrémité peut par exemple s'effectuer par collage ou, si la membrane est constituée par un matériau thermoplastique, par soudage par fusion0 Un tube extérieur 4 muni de trous radiaux est passé sur la membrane. Celle-ci est généralement noyée entre une nappe et une grille de soutien. Pour plus de clarté, on s'est abstenu de représenter cette nappe et cette grille de soutien0 La membrane 1, la nappeS la grille de soutien, le tube intérieur 2 et le tube extérieur 4 sont noyés dans un matériau thermoplastique 5 a leurs de;u-x extrémités axiales. Des pièces de transition 7 et 8 sont collées ou soudées sur les deux surfaces d'étanchéité 6 du matériau thermoplastique 59 Le module à membrane r4alisé de la sorte peut etre inséré, sous la forme représente sur la figure 1, de façon échangeable dans un carter de module correspondant. La figure 2 donne la structure de principe d'une membrane selon la figure 1 insérée entre deux tubes et non encore noyée. La membrane i est appliquée à l'état plissé autour du tube intérieur 2. Pour plus de clarté, la membrane est ici aussi représentée sans nappe ni grille de soutien, On n'a représenté de même qu'un petit nombre de plis. En règle générale les plis sont serrés les uns à côté des autres. Le tube extérieur 4 est enfilé sur la membrane plissée 1. Les deux plis extrêmes de la membrane sont collés ensemble, et assemblés ainsi de façon étanche, en 9. Cette structure porte deux plans de surfacesd'étanchéité qui s'étendent chacun sur un plan circulaire délimité par les extrémités correspondantes des tubes intérieur et extérieur, plan qui est en meme temps celui de la surface formée par les bords des plis. Sur la figure 3, on a représenté à plat la membrane plissée 1 Sur la face inférieure de la membrane est placée au voisinage de cette dernière une nappe 10 qui la dépasse en longueur des deux côtés, Cette nappe est constituée, selon l'invention, par un matériau thermoplastique. Sur la face supérieure de la membrane i peut également etre placée à proximité une nappe ou une grille de soutien. Cette nappe ou grille de soutien peut elle aussi dépasser la membrane de part et d'autre. La figure 4 représente également la membrane plissée 1, cette fois ci avec une bande de feuille posée sous chaque bord transversal d'extrémité de ladite membrane 1 en sorte que ces bandes de feuille recouvrent pour une part les deux extrémités de la membrane et la dépassent pour l'autre part. Les bondes de feuille peuvent ici aussi être disposées sur les deux faces de la membrane. La figure 5 représente un flasque de formage 12 à l'aide duquel on peut mettre en fusion les parties dépassantes et former la surface d'étanchéité. Ce flasque de formage peut etre muni d'un dispositif de chauffage non représenté, mais connu en soi. Il est bon de soumettre la température à une régulation par thermosondes. Pour appliquer le procédé selon l'invention9 on applique, de la façon indiquée sur la figure 2, autour d'un tube intérieur 2 une membrane 1 mise emplis ayant la structure de principe selon la figure 3 avec une nappe posée sur une de ses faces et une grille de soutien sur l'autre faee, On glisse ensuite, par dessus, un tube extérieur 4. Il est avantageux que toutes ces parties soient constituées par un matériau thermoplastique, par exemple par du polyamide, et dépassent de 2 à 5 cm leextrémité 6 de la surface d'étanchéité On applique ensuite le flasque chauffé sur une extrémité axiale du corps formé par les deux tubes. Le cas lu polyamide requiert une température dVens-iron 180 à 220 C.Lorsque les parties dépassantes commencent à fondre, on appuie axialement en direction de la membrane le flasque de formage 12 sous: une légère pression, En même temps, une partie de la masse fondue s'écoule entre les diverses couches formées par la membrane, la nappe et la grille de soutien0 Le flasque de formage s' emplit simultanément. Lorsque la masse fondue est solidifiée, ce qui requiert une mise hors circuit du chauffage du flasque de formage, on peut retirer ledit flasque de formage et noyer de la même façon le coté opposé. Il est bon que les parties du flasque de formage qui entrent on contact avec le matériau thermoplastique soient ou bien polies ou bien revêtues d-9un matériau, par exemple depolyétrafluoro-éthylène, qui empêche toute adhérence entre le matériau thermoplastique et le flasque. iEVEND I CAr TONS 1. Procédé de noyage étanche d'une ou de plusieurs membranes dans un matériau thermoplastique formant en même temps une surface d'étanchéité entre au moins deux chambres d'un module délimitées par lesdites membranes, procédé caractérisé par le fait qu'au moins un des éléments superficiels (1 2, 4) formant le module est constitué par un matériau thermoplastique et qu'au moins un de ces éléments superficiels en matériau thermoplastique dépasse le plan des surfaces d'étanchéité, qu'à l'aide d'un flasque. de formage (12) dont la température de surface est plus élevée que la température de fusion du matériau thermoplastique, on et en fusion les parties dépassantes et que l'on déplace ledit flasque de formage en direction de la surface d'étanchéité en sorte qu'une partie du matériau plastique pénètre en masse fondue dans les intervalles et que l'autre partie se forme en surface d'étanchéité, après quoi lon fait se solidifier la masse fondue0 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'élément superficiel en matériau thermoplastique qui dépasse le plan les surfaces d'étanchéité est la membrane elle-même. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que l'élément superficiel en matériau thermoplastique qui dépasse le plan des surfaces d'étanchéité est une grille de soutien de la membrane. 4. Procédé selon l'une quelcjonque des revendications i à 3 caractérisé par le fait que l'élément superficiel en matériau thermoplastique qui dépasse le plan des surfaces d'étanchéité est une nappe. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que l-télément superficiel en matériau thermoplastique qui dépasse le plan des surfaces d'étanchéité consiste en au moins une bande de feuille par surface d'étanchéité, laquelle bande recouvre pour une part une extrémité do la membrane et dépasse pour l'autre part le plan des surfaces d'étanchéité0 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que, avant le noyage, les éléments superficiels formant le module-sont mis ensemble en des plis étroitement rapprochés les uns des autres. 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé par le fait que les éléments superficiels plissés ensemble sont appliqués autour d'un tube intérieur muni de trous radiaux, les deux plis d'extrémité étant assemblés entre eux le façon étanche et les plans des surfaces d'étanchéité s'étendant, aux deux extrémités du tube intérieur, au-delà des surfaces formées par les extrémités des plis, 8.Procédé selon lune quelconque des revendications 6 ou 7 caractérisé par le fait que les éléments superficiels plissés en commun sont disposés en répartition uniforme à l'intérieur d'un tube extérieur muni de trous radiaux, les deux plis d'extrémité étant assemblés entre eux de façon étanche et les plans des surfaces d'étanchéité- s1étendant, aux deux extrémités du tube extérieur, au-delà. des surfaces forméespar les extrémités des plise 9. Procédé selon l'une quelconque des revendieations 7 ou 8 caractérisé par le fait que le tube intérieur est constitué par un matériau thermoplastique et dépasse les plans des surfaces d'étanchéitée 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9 caractérisé par le fait que le tube extérieur est constitué par un matériau thermoplastique et dépasse les plans des surfaces d'étanchéité. 11. Procédé de noyage de membranes tubulaires dont les extrémités de tube s'achèvent dans les plans des surfaces 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 è il caractérisé par le fait que tous les éléments composant le module sont constitue-s par un matériau thermoplastique. 13. Procédé selon l'une quelconque les revendications @ à 12 caractérisé par le fait que tous les éléments composant le module sont constituées par le même matériau thermoplastique.