Brevet FR3022825A1 — publié le 20160101

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'extension homogène d'une paraison pour réaliser une gaine thermorétractable de grande longueur et de grand diamètre. Certains objets lourds et/ou de grandes tailles peuvent nécessiter d'être protégés par une gaine pour assurer leur protection ainsi que la protection de leur environnement. Cela peut par exemple être le cas, des bouteilles de gaz, des poutres en bois ou en métal, des éléments de tuyauterie, des faisceaux de câbles ou des équipements mécaniques. Pour ce faire, on peut utiliser des gaines en matériaux polymères. Cependant, les techniques actuelles de fabrication font souvent appel à des matériaux extrudés dont les chaines moléculaires sont sensiblement unidirectionnelles, et les procédés actuels d'étirement mécanique n'autorisent pas la fabrication en continu d'une gaine thermorétractable de grande longueur. De plus, l'anisotropie unidirectionnelle des gaines extrudées ne leur permet pas de résister à d'importantes sollicitations radiales. Dans ce contexte technique, un but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication d'une gaine thermorétractable, qui présente une anisotropie bidirectionnelle, et qui présente une épaisseur et un diamètre constant 20 quelle que soit la longueur produite. Selon une définition générale, l'invention propose un procédé d'extension homogène d'une paraison pour réaliser une gaine thermorétractable, qui comprend les étapes de : Fourniture d'une paraison en matériau polymère, présentant un 25 diamètre initial ; Chauffage de la paraison au moyen d'un fluide ; Gonflage d'une portion de paraison pour étirer radialement ladite portion de la paraison et en augmenter le diamètre ; Etanchéification de la portion de paraison gonflée pour créer une 30 bulle de gaz, présentant un diamètre nominal, à l'intérieur de la paraison ; Défilement de la paraison autour de la bulle de gaz pour étirer en continu l'ensemble de la paraison, pour former une gaine thermorétractable ; 35 Refroidissement de la portion de paraison étirée pour conserver le diamètre nominal obtenu ; - Conditionnement de la gaine thermorétractable pour son transport. Le procédé selon l'invention permet donc la fabrication d'une gaine thermorétractable, de grand diamètre et de grande longueur, qui présente une anisotropie bidirectionnelle, et qui présente un diamètre constant quelle que soit la longueur produite. En effet, l'étirement opéré par gonflage permet d'agencer les chaines moléculaires du matériau, pour que la gaine thermorétractable comprenne des fibres orientées longitudinalement et des fibres orientées radialement. De plus, le défilement de la paraison autour de la bulle permet un étirement continu de la paraison, sans contrainte de longueur. En outre, le refroidissement succédant au gonflage permet de conserver le diamètre et l'orientation des chaines moléculaires de la paraison ainsi étirée. Préférentiellement, les étapes, de gonflage d'une portion de paraison pour étirer ladite portion de paraison et en augmenter le diamètre, d'étanchéification de la portion de paraison gonflée pour créer une bulle de gaz à l'intérieur de la paraison, et de déplacement de la paraison autour de la bulle de fluide pour étirer l'ensemble de la paraison comprennent les phases de : Positionnement de la portion de paraison entre au moins deux rouleaux amont et au moins deux rouleaux aval ; Connexion de l'extrémité de la portion de paraison située à proximité des rouleaux aval, à un compresseur de gaz ; Pincement de la portion de paraison par les rouleaux amont ; Injection d'un gaz dans la portion de paraison pour la gonfler jusqu'au diamètre nominal ; Pincement de la portion de paraison par les rouleaux aval pour conserver une bulle de gaz dans la portion de paraison entre les rouleaux amont et aval ; Mise en rotation des rouleaux amont et aval, conservant le pincement de la portion de paraison, pour faire défiler la portion de paraison autour de la bulle de gaz et gonfler l'ensemble de la paraison ; Contrôle continu du diamètre de la bulle de gaz par des moyens de contrôle ; Ajustement continu de la distance séparant les rouleaux amont et les rouleaux aval, permettant de contrôler la pression dans la gaine, pour conserver un diamètre nominal de gonflage sensiblement constant. Ainsi l'utilisation d'une bulle dynamique autour de laquelle circule l'ensemble de la paraison, permet au procédé selon l'invention de gonfler, refroidir et conditionner la paraison étirée, en continu. En outre, le contrôle continu du diamètre de la bulle de gaz et l'ajustement continu de la distance séparant les rouleaux amont et les rouleaux aval, sont une modalité remarquable de l'invention. En effet, l'invention permet ainsi ainsi de garantir la constance de la pression de la bulle de gaz et donc la constance du diamètre nominal de la gaine, et ceci quelle que soit la longueur de la paraison, en contrôlant le diamètre de la bulle de gaz et en adaptant en continu la distance entre les rouleaux amont et aval. Selon un mode de réalisation préférentiel, les étapes de, contrôle continu du diamètre de la bulle de gaz par des moyens de contrôle, et d'ajustement continu de la distance séparant les rouleaux amont et les rouleaux aval pour conserver un diamètre nominal de gonflage sensiblement constant, comprennent les phases de : Acquisition du diamètre de la bulle de gaz ; Comparaison du diamètre acquis avec le diamètre nominal ; Déplacement des rouleaux amont et des rouleaux aval pour conserver un diamètre acquis sensiblement égal au diamètre nominal ; L'acquisition et la comparaison du diamètre de la bulle de gaz avec le diamètre nominal permet de contrôler de manière continue le diamètre de la bulle de gaz. De plus, en se déplaçant et en faisant varier la distance, les rouleaux amont et aval permettent d'ajuster le volume de la bulle de gaz pour conserver un diamètre nominal constant. Ainsi, l'invention permet avantageusement de compenser, par exemple, une fuite du gaz compris dans la bulle de gaz. En effet, en cas de fuite du gaz présent dans la bulle de gaz, la diminution de la distance entre les rouleaux amont et aval permet de diminuer le volume de la bulle de gaz pour conserver un diamètre nominal constant. Selon un mode de réalisation préféré, l'étape de refroidissement de la portion de paraison pour conserver le diamètre nominal comprend une phase d'aspersion de la paraison étirée par un fluide permettant le refroidissement rapide 30 de la paraison étirée pour conserver le diamètre nominal obtenu par gonflage. L'invention porte également sur un dispositif d'extension homogène d'une paraison pour réaliser une gaine thermorétractable qui comprend au moins deux rouleaux amont superposés présentant un espacement variable, deux rouleaux aval superposés présentant un espacement variable et un compresseur de gaz, les 35 rouleaux amont et aval étant adaptés pour déplacer une paraison, et pour étanchéifier une portion de paraison pour y emprisonner une bulle de gaz et la maintenir constante pendant le défilement. Ainsi le dispositif selon l'invention est adapté pour aisément mettre en oeuvre les étapes de gonflage, étanchéification et défilement de la paraison selon l'invention. Selon un mode de réalisation, le dispositif selon l'invention peut comprendre au moins une buse de diffusion de liquide adaptée pour projeter un liquide sur la gaine issue des rouleaux aval pour la refroidir. Ainsi, le dispositif selon l'invention peut refroidir rapidement la gaine 10 pour figer le diamètre et l'agencement moléculaire, obtenus. Préférentiellement, le dispositif comprend des moyens de contrôle du diamètre de la bulle de gaz. Cette disposition technique permet au dispositif selon l'invention de fournir une gaine thermorétractable de diamètre constant, quelle que soit la longueur de la gaine. 15 Les moyens de contrôle peuvent comprendre au moins un capteur optique. Le capteur optique permet l'acquisition en continu du diamètre de la bulle de gaz. En outre, les moyens de contrôle peuvent comprendre au moins une 20 unité de traitement adaptée pour comparer un diamètre acquis de la bulle de gaz avec le diamètre nominal. Ainsi les moyens de contrôle permettent de comparer, en continu, le diamètre de la bulle de gaz avec le diamètre nominal. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la 25 description qui va suivre, en regard des dessins annexés qui représentent une forme de réalisation du procédé selon l'invention. La figure 1 est une représentation schématique du dispositif selon l'invention ; La figure 2 est une représentation schématique de l'introduction de la 30 paraison dans le dispositif selon l'invention ; La figure 3 est une représentation schématique de l'initialisation du gonflage de la paraison ; La figure 4 est une représentation schématique de la création de la bulle de gaz à l'intérieur de la paraison ; - La figure 5 est une représentation schématique du défilement de la paraison autour de la bulle de gaz, du refroidissement et de la préparation au conditionnement de la gaine ; - La figure 6 est une représentation schématique de l'ajustement de la longueur entre les rouleaux amont et aval L'invention concerne un dispositif 1, et un procédé, d'extension homogène d'une paraison 2 pour réaliser une gaine 10 thermorétractable. Le dispositif 1 d'extension homogène d'une paraison 2 pour réaliser une gaine 10 thermorétractable est représenté sur les figures 1 à 6. Comme on peut le voir sur la figure 1, le dispositif 1 comprend une zone de gonflage 6 qui comprend deux rouleaux amont 7 et deux rouleaux aval 8. La zone de gonflage 6 est délimitée par les deux rouleaux amont 7 et deux rouleaux aval 8. Les deux rouleaux amont 7 sont superposés et présentent un écartement 15 variable qui peut être adapté au diamètre de la paraison 2. De plus les deux rouleaux amont 7 sont entrainés en rotation pour pouvoir entrainer une paraison 2. De même, les deux rouleaux aval 8 sont superposés et présentent un écartement variable qui peut être adaptée au diamètre de la gaine 10. De plus les deux rouleaux aval 8 sont commandés en rotation pour pouvoir entrainer la gaine 10. 20 Les rouleaux amont 7 et aval 8 sont séparés d'une distance L ajustable. Pour cela, le dispositif comprend par exemple un ensemble de vérins permettant de faire varier en continu la distance L entre les rouleaux amont 7 et aval 8. Un capteur optique 15 et une unité de traitement 16 sont positionnés dans la zone de gonflage 6 pour contrôler le diamètre de la gaine 10 et piloter la 25 variation de la distance L entre les rouleaux amont 7 et aval 8. Préférentiellement le capteur optique 15 et l'unité de traitement 16 sont combinés au sein d'un dispositif de mesure optique qui peut comprendre, par exemple, une caméra vidéo associée à un microprocesseur. Comme cela est représenté sur la figure 5, des buses de refroidissement 30 11 sont positionnées à l'issue de la zone de gonflage 6, à proximité des rouleaux aval 8. Selon le mode de réalisation ici présenté, les buses de refroidissement 11 projettent de l'eau. Cependant, il pourrait être envisagé des buses de refroidissement projetant un gaz. En outre, il est visible, sur la figure 3, qu'un compresseur 14 et qu'un 35 raccord réversible 13 peuvent être positionnés à l'issue de la zone de gonflage 6. Le procédé de fonctionnement du dispositif 1 d'extension homogène d'une paraison 2 pour réaliser une gaine 10 thermorétractable est le suivant. Il est précisé que la description qui va suivre part d'une situation dans laquelle la paraison 2 a été extrudée à partir d'un matériau de la famille des polychlorures de vinyle. Après l'extrusion la paraison 2 présente un diamètre initial Di. De plus, la paraison 2 a été enroulée autour d'un mandrin cylindrique puis a été chauffée, par exemple par un dispositif à air pulsée ou un tunnel, jusqu'à une température inférieure la température de transformation du matériau. Une extrémité 4 de la paraison 2 est introduite dans la zone de gonflage 6 10 au travers de l'espacement entre les deux rouleaux amont 7, et au travers de l'espacement entre les deux rouleaux aval 8. La paraison 2 est alors progressivement déroulée, comme on peut le voir sur la figure 2. Les deux rouleaux amont 7 assurent l'avancement de la paraison 2. 15 L'avancée de la paraison 2 est arrêtée dès que l'extrémité 4 sort de la zone de gonflage 6. Pour initialiser le gonflage, l'extrémité 4 est connectée, par un raccord réversible 13, au compresseur 14 représenté sur la figure 3. Selon le mode de réalisation ici présenté, le compresseur 14 est un 20 compresseur d'air. Cependant, dans un autre mode de réalisation, l'air pourrait être remplacé par un gaz quelconque. Le compresseur 14 permet le gonflage et l'étirement de la portion de paraison 2 positionnée dans la zone de gonflage 6. Le pincement de la paraison 10 par les rouleaux amont 7 interdit la fuite 25 d'air vers l'extérieur de la zone de gonflage 6 Les rouleaux aval 8 sont maintenus espacés au second diamètre nominal Dn désiré pour la gaine thermorétractable 10, comme on peut le voir sur la figure 3. Comme on peut le voir sur la figure 3 la portion de paraison 2 est alors gonflée jusqu'à atteindre le second diamètre nominal Dn désiré. 30 Tel que cela est visible sur la figure 4, les rouleaux aval 8 sont ensuite rapprochés pour écraser la portion de paraison 2 et emprisonner une bulle de gaz 20 dans la portion de paraison 2, entre les rouleaux amont 7 et aval 8. Le compresseur 14 peut ensuite être retiré et les rouleaux amont 7 et aval 8 sont mis en rotation pour progressivement faire défiler l'ensemble de la 35 paraison 2 dans la zone de gonflage 6, autour de la bulle de gaz 20. Ainsi, l'ensemble de la paraison 2 est progressivement étirée au diamètre nominal Dn désiré pour former une gaine thermorétractable 10, comme on peut le voir sur la figure 5. Il est observable, sur la figure 6, que pour garantir la constance du second diamètre D2 de la paraison 10 étirée, et pour palier à d'éventuelles pertes d'étanchéité, un capteur optique 15 contrôle en permanence le diamètre de la bulle de gaz 20. Le capteur optique 15 relève en continu un diamètre acquis Da de la bulle de gaz 20. L'unité de traitement 16 compare, en continu, le diamètre acquis Da au diamètre nominal Dn. Si le diamètre acquis Da diffère du diamètre nominal Dn, l'unité de traitement 16 commande le déplacement des rouleaux amont 7 et aval 8, pour faire varier la distance L et ainsi modifier le volume de la bulle de gaz 20 pour conserver un diamètre nominal Dn sensiblement constant. La position des rouleaux amont 7 et aval 8 est asservie à l'unité de traitement 16 pour que la distance L séparant lesdits rouleaux amont 7 et aval 8 puisse être ajustée en continu. Dès qu'une portion de gaine 10 sort de la zone de gonflage 6, celle-ci est immédiatement refroidie pour empêcher tout phénomène de retrait. Selon le mode de réalisation ici présenté, le refroidissement est opéré par une projection, par les buses de refroidissement 11, de jets d'eau froide sur la 20 paraison 10. Cependant, dans d'autres modes de réalisation, le refroidissement pourrait être effectué par la projection d'un gaz réfrigéré ou par la circulation de la paraison 10 dans une enceinte réfrigérée. Il est notable que le refroidissement est effectué en continu, au fur et à 25 mesure de la sortie de la gaine 10, de la zone de gonflage 6. Lors de la sortie de la zone de gonflage 6, la gaine 10 est écrasée par les rouleaux aval 8 et peut ainsi être aisément conditionnée sous forme de rouleaux, ou de barres. L'avancement de la paraison 2 au travers de la zone de gonflage 6 étant 30 continu, l'écrasement et le conditionnement de la gaine 10 sont aussi réalisés en continu suivant l'avance de la paraison 2. Il s'agit d'un point important de l'invention. Dès que la bulle d'air 20 est crée et emprisonnée, que le compresseur 14 est retiré et que les rouleaux amont 7 et aval 8 sont en rotation, le gonflage, le refroidissement et le conditionnement sont 35 effectués progressivement, en continu. Le procédé selon l'invention permet donc un gain de temps et d'espace car plusieurs opérations peuvent être effectuées simultanément et la gaine est conditionnée progressivement ce qui réduit donc l'espace de stockage nécessaire. Ainsi l'invention propose un procédé permettant la fabrication, en 5 continu, d'une gaine thermorétractable de grand diamètre et de grande longueur, qui présente une anisotropie bidirectionnelle, et qui présente un diamètre constant quelle que soit la longueur produite. Bien entendu l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution représentée ci-dessus, mais elle embrasse au contraire toutes les formes de réalisation. REVENDICATIONS1. Procédé d'extension homogène d'une paraison (2) pour réaliser une gaine (10) thermorétractable, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : Fourniture d'une paraison (2) en matériau polymère, présentant un diamètre initial (Di); - Chauffage de la paraison (2) au moyen d'un fluide ; Gonflage d'une portion de paraison (2) pour étirer radialement ladite portion de la paraison (2) et en augmenter le diamètre ; - Etanchéification de la portion de paraison (2) gonflée pour créer une bulle de gaz (20), présentant un diamètre nominal (Dn), à l'intérieur de la paraison (2) ; Défilement de la paraison (2) autour de la bulle de gaz (20) pour étirer l'ensemble de la paraison (2), pour former une gaine thermorétractable (10); Refroidissement de la portion de paraison (2) étirée pour conserver le diamètre nominal (Dn) obtenu ; Conditionnement de la gaine thermorétractable (10) ; 2. Procédé d'extension homogène d'une paraison (2) pour réaliser une gaine (10) thermorétractable selon la revendication 1 caractérisé en ce que les étapes, de gonflage d'une portion de paraison (2) pour étirer ladite portion et en augmenter le diamètre, cl'étanchéification de la portion de paraison (2) gonflée pour créer une bulle de gaz (20) à l'intérieur de la paraison (2), et de défilement de la paraison (2) autour de la bulle de gaz (20) pour étirer l'ensemble de la paraison (2) comprennent les phases de : Positionnement de la portion de paraison (2) entre au moins deux rouleaux amont (7) et au moins deux rouleaux aval (8) ; Connexion de l'extrémité (4) de la portion de paraison (2) située à proximité des rouleaux aval (8), à un compresseur (14) de gaz ; Pincement de la portion de paraison (2) par les rouleaux amont (7) ; Injection d'un gaz dans la portion de paraison (2) pour la gonfler jusqu'au diamètre nominal (Dn); - Pincement de la portion de paraison (2) par les rouleaux aval (8) pour conserver une bulle de gaz (20) dans la portion de paraison (2) entre les rouleaux amont (7) et aval (8) ;Mise en rotation des rouleaux amont (7) et aval (8), conservant le pincement de la portion de paraison (2), pour faire défiler la portion de paraison (2) autour de la bulle de gaz (20) et gonfler l'ensemble de la paraison (2); Contrôle continu du diamètre de la bulle de gaz (20) par des moyens de contrôle; Ajustement continu de la distance (L) séparant les rouleaux amont (7) et les rouleaux aval (8), permettant de contrôler la pression dans la gaine, pour conserver un diamètre nominal (Dn) de gonflage sensiblement constant. 3. Procédé d'extension homogène d'une paraison (2) pour réaliser une gaine (10) thermorétractable selon la revendication 2 caractérisé en ce que les étapes de, contrôle continu du diamètre de la bulle de gaz (20) par des moyens de contrôle, et d'ajustement continu de la distance (L) séparant les rouleaux amont (7) et les rouleaux aval (8) pour conserver un diamètre de gonflage nominal (Dn) sensiblement constant, comprennent les phases de : Acquisition du diamètre de la bulle de gaz (20); Comparaison du diamètre acquis (Da) avec le diamètre nominal (Dn) ; Déplacement des rouleaux amont (7) et des rouleaux aval (8) pour conserver un diamètre acquis (Da) sensiblement égal au diamètre nominal (Dn) ; 4. Procédé d'extension homogène d'une paraison (2) pour réaliser une gaine (10) thermorétractable selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape de refroidissement de la portion de paraison (2) pour conserver le diamètre nominal (Dn) obtenu comprend une phase d'aspersion de la paraison (2) étirée par un fluide permettant le refroidissement rapide de la paraison (2) étirée pour conserver le diamètre nominal (Dn) obtenu par gonflage. 5. Dispositif (1) d'extension homogène d'une paraison (2) pour réaliser une gaine (10) thermorétractable caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux rouleaux amont (7) superposés présentant un espacement variable, deux rouleaux aval (8) superposés présentant un espacement variable et un compresseur (14) de fluide, les rouleaux amont (7) et aval (8) étant adaptés pour déplacer une paraison (2)et pour étanchéifier une portion de paraison (2) pour y emprisonner une bulle de gaz (20) et la maintenir constante pendant le défilement. 6. Dispositif (1) d'extension homogène d'une paraison (2) pour réaliser 5 une gaine (10) thermorétractable selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comprend au moins une buse (11) de diffusion de liquide adaptée pour projeter un liquide sur la paraison (2) issue des rouleaux aval (8) pour la refroidir. 7. Dispositif (1) d'extension homogène d'une paraison (2) pour réaliser une gaine (10) thermorétractable selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il 10 comprend des moyens de contrôle du diamètre de la bulle de gaz (20). 8. Dispositif (1) d'extension homogène d'une paraison (2) pour réaliser une gaine (10) thermorétractable selon la revendication 7 caractérisé en ce que les moyens de contrôle comprennent au moins un capteur optique (15). 15 9. Dispositif (1) d'extension homogène d'une paraison (2) pour réaliser une gaine (10) thermorétractable selon la revendication 7 caractérisé en ce que les moyens de contrôle comprennent au moins une unité de traitement (16) adaptée pour comparer un diamètre acquis (Da) de la bulle de gaz (20) avec le diamètre 20 nominal (Dn).