Procédé de fabrication en continu de tubes d'élastomère ou
de plastomère à partir de dispersions aqueuses.
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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
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Malheureusement ces procédés ne peuvent pas être 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 pénétrer 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 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 Revultex prévoit
un passage du tube d'élastomère pendant six minutes environ dans
un bain de chloruration, avec circulation éventuelle d'une solu-
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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 <EMI ID=5.1> <EMI ID=6.1> ...............
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dant 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 dé ce tube qui se trouve en contact avec ledit tapis roulant d'entraînement, et il en résulte, lors du séchage à l'intérieur dudit tunnel; porté à une température suffisante pour
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tance mécanique désirables, une hétérogénéité dans la structure physique du tube à l'endroit où le serum 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 gêlification trop rapide de la paroi du tube ayant 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
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que le sérum exsudé en quantité accrue vers l'intérieur du tube est entraîne de façon continue par ce courant d'air chaud à
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A partir du moment où le tube est soutenu par un tapis roulant, il traverse un tunnel de séchage qui assure l'évaporation du sé-
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tion 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 être 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 tube dans un bac d'immersion.
Un tel bac d'immersion peut comporter notamment l'utilisation d'eau chaude à une température comprise entre 30[deg.] et 70[deg.]C et de préférence de l'ordre de 60[deg.]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 synérèse, et qui permet d'expurger la quasitotalité 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 l'état de vapeur dès
qu'il atteint la face interne de la paroi du tube.
Toutefois, comme la température de l'air chaud passant à 1-intérieur de ce tube est de l'ordre de 30 à 60[deg.]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 1'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 gélifica.tion est entraînée sous forme de vapeur d'eau par le courant d'air chaud précité, vers la partie antérieure du tube.
i Il arrive toutefois un moment où cette circulation ascen-
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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 l'intérieur 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 l'ordre de 78[deg.]C pour l'alcool éthylique et de l'ordre de 64,5[deg.]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 eaualcool qui se forme dans les porosités du gel. L'utilisation d'un tel bac d'alcool permet donc d'accroître notablement la vitesse de!séchage en fournissant un gel plus ferme et plus régulier conduisant! ultérieurement à l'obtention d'un tube plus imperméable.
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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
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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.
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,avantages de légèreté et de résistance mécanique des tubes de caoutchouc naturel obtenus à partir de dispersions aqueuses, qui permettent notamment de les gonfler à des pressions plus élevées
sans risques d'éclatement, avec des avantages d'imperméabilité à l'air très supérieurs à ceux pouvant être obtenus avec des chambres à air de pneumatiques obtenues par moulage ou par boudinage, à
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Il y a lieu de remarquer en effet,. que les procédés de fabrication utilisés dans ce dernier cas, comportent tous une phase de broyage effectuée en présence d'un certain nombre d'additifs du
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et surtout en présence d'une proportion notable d'agents de renforcement et de "dénervation" des types noir de carbone et huile, qui diminuent notablement l'imperméabilité des chambres en polyisobutylène obtenues par moulage ou par boudinage.
Dans le cas de fabrication de ce nouveau produit industriel, il est prévu une alimentation supplémentaire en latex artificiel de butyle, logée à l'intérieur du tube interne de formage des tubes précités de caoutchouc naturel, et l'utilisation d'un dispositif permettant, par pulvérisation ou par râclage, de réaliser un revêtement interne continu de polyisobutylène de faible épaisseur sensiblement constante.
Dans une variante préférée de mise en oeuvre de l'invention, ce revêtement interne est réalisé par râclage, une alimentation en latex artificiel de butyle étant constituée par au moins un tube maintenu parallèle aux deux tubes de formage et au tube central d'injection d'air chaud et sensiblement à égale distance desdits tubes de formage et dudit tube central, par.deux bouchons formant entretoises, entre.lesquels on peut faire circuler de l'eau de refroidissement, de façon à éviter que le passage d'air chaud, prévu à la partie centrale de l'extrudeuse, puisse provoquer une déstabilisation prématurée dudit latex . artificiel de butyle, La gélificatipndu tube de latex.naturel est obtenue dans ce
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dis que le tube central-d'injection d'air chaud, se termine à sa partie inférieure par un hémisphère constituant un évasement dudit tube, ou par une sphère traversée de part en part par ce tube.
L'émulsion de latex artificiel de butyle, dont le débit d'alimentation peut être réglé avec précision, sort du ou des tubes d'alimentation précités, pour se répandre par gravité à la partie supérieure dudit hémisphère ou de ladite sphère, qui est munie, elle-même, d'une collerette cylindrique formant un réservoir d'émulsion de latex de butyle, dont le trop-plein se déverse en couche mince et régulière à l'intérieur du tube de latex naturel, déjà partiellement gélifié, qui sort des tubes de formage, en diminuant d'abord de diamètre à sa sortie desdits tubes de formage, pour se dilater à nouveau, de façon à pouvoir passer la partie
de diamètre maximum dudit hémisphère ou de ladite sphère, en entraînant par frottement, une faible quantité d'émulsion de latex de butyle passant entre ledit tube de latex naturel et ledit hémisphère ou ladite sphère, et qui descend par gravité le long de la partie supérieure de cet hémisphère ou de cette sphère.
Il y a lieu de remarquer, que l'alimentation en latex de butyle, se fait obligatoirement à un niveau supérieur à celle de l'alimentation en latex naturel, le tube intérieur de formage se prolongeant dans ce but au-dessus de l'anneau collecteur alimentant l'espace entre les tubes concentriques de formage.
Par ailleurs, dans le cas où on injecte de l'air froid par le tube central au lieu d'injecter de l'air chaud, ce qui ralentit, comme on l'a dit plus haut, le processus de gélification du tube de latex naturel, il est inutile de prévoir une circulation d'eau de refroidissement pour empêcher une déstabilisation éventuelle prématurée du latex de butyle à l'intérieur des tubes d'alimentation susvisés, l'espace compris entre les deux bouchons susvisés pouvant, dans ce cas, être simplement rempli d'air à la température ambiante.
Les caractéristiques du,procédé\.selon la présente invention
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deux modes de mise_en oeuvre du procédé selon l'invention ..'modes de mise en oeuvre donné's à titre d'exemples non limitatifs et décrets en se référant au dessin annexé, sur lequel :
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et la fig, 2 représente schématiquement les différentes
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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 60[deg.]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
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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 70[deg.]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 60[deg.]C, n'atteint donc le tube 8, 8a qu'à
un niveau sensiblement égal à celui de la partie inférieure 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 l'intérieur, ; . ni d'éviter les effets nuisibles dus à une condensation interne <EMI ID=28.1>
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On voit d'autre part sur la fig. 2, que la canalisation d'alimentation en latex naturel-se retrouve en 2a et forme, autour
du tube intérieur de formage 5a, un anneau circulaire 18, d'où le latex naturel s'écoule par gravité entre un tube de formage extérieur 4a et ledit tube intérieur de formage, qui se prolonge vers le haut au-dessus de l'alimentation en latex naturel, de la même façon que le tube 5 de la fig. 1.
Le tube d'injection d'air chaud correspondant au tube 15 de cette fig. 1 est visible en 15a, et deux tubes d'alimentation symétriques en latex de butyle sont visibles en 19.
Suivant le débit de latex de butyle que l'on cherche à obtenir, on peut utiliser à volonté un tube d'alimentation, ou deux tubes ayant leurs axes disposés de préférence dans un même plan diamétral.
Les trois tubes 15a et 19, de même que des tubes de circulation 20 et 21.prévus pour créer une circulation 0 ' eau de refroidissement dans l'espace 24 compris entre deux bouchons-supports
22 et 23, sont maintenus par lesdits bouchons dans une position verticale.
L'air chaud arrivant par le tube 15a, sort de l'évasement hémisphérique 25, de façon à venir parfaire la gélification du tube 8b de latex naturel, et le séchage de son revêtement interne 26 de latex de butyle.
Un collier chauffant 27 relié à une source d'alimentation électrique non représentée sur le dessin, assure un début de géli�fication du tube 8b.
Comme on l'a dit plus haut, ce tube 8b commence par se rétrécir, puis se trouve contraint à s'évaser à nouveau pour pouvoir glisser sur le profil de l'hémisphère 25, en entraînant du latex
de butyle .descendant par gravité entre cet hémisphère et le tube 8b, de façon à engendrer ledit revêtement interne 26.
Le débit de latex de butyle convenablement réglé, qui arrive par les tubes d'alimentation 19, remplit d'abord l'espace annulaire
28 compris entre l'hémisphère 25 et une collerette 29, jusqu'à ce que, par effet de trop-plein, il se déverse en formant une'petite lame de faible épaisseur, avant d'atteindre le faible espace compris entre l'hémisphère 25 et le tube 8b.
Il y a lieu de remarquer que, l'épaisseur de ce revêtement interne est bien inférieure à celle du tube de caoutchouc naturel, .. 'et que c'est par mesure de simplification, que les épaisseurs respectives n'ont sur le dessin,
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verre, une sphère traversée de part en part par le tube 15a et qui joue le même rôle de déflecteur pour l'émulsion de latex de butyle, une collerette analogue à la collerette 29 étant prévue à la partie supérieure dé cette sphère, de la même façon que la collerette
29 prévue sur l'hémisphère 25.
Il est bien entendu que l'on peut apporter aux modes de
mise en oeuvre dudit procédé de fabrication qui viennent d'être 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'alcool méthylique, incorporer éventuellement un certain pourcentage
de nitrate et/ou de chlorure de calcium, susceptible d'accroître 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.
Par ailleurs, dans le cas du second mode de mise en oeuvre susvisé, on peut prévoir une alimentation en latex de butyle soigneusement calorifugée par rapport au tube d'injection d'air chaud,
mais passant à l'intérieur de ce tube pour aboutir à un dispositif de pulvérisation d'émulsion, mais, dans ce cas, pour obtenir
un revêtement parfaitement continu de polyisobutylène, il est nécessaire d'introduire dans l'émulsion des stabilisants, et de donner à la tête de pulvérisation des mouvements alternatifs de rotation ou de translation longitudinale.
L'épaisseur des revêtements de polyisobutylène pouvant être obtenus conformément à l'invention, peut varier de 0,03 mm . environ à 0,25 mm au maximum de produit sec final, et est choisie de préférence entre 0,05 mm et 0,15 mm.
Ce revêtement se vulcanise en même temps que le tube d'élastomère, le polymère émulsionné étant toujours additionné à cet
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, vulcanisation de type connu.
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0,50 mm et fabriquées par boudinage avec addition de 50% de noir de carbone et de 20% d'huiles, qu'avec une épaisseur de film sec
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moindre que celle desdites.chambres.de caoutchouc de butyle fabriquées par boudinage, on obtient une transmission de vapeur d'eau
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environ, soit environ 415 fois plus faible que celle pouvant être obtenue avec lesdites chambres à air obtenues par boudinage, et qui est de l'ordre de 100 g, en opérant dans les mêmes conditions d'humidité et de température.
Il va de soi, que les rapports indiqués ci-dessus, pour une transmission de'vapeur d'eau, se maintiennent sensiblement dans le cas de perméabilité à l'air.
Il y a lieu de remarquer également, que l'utilisation de latex de butyle, plutôt que d'autres corps connus également pour leur imperméabilité, tels que le chlorure de polyvinylidëne par exemple, est imputable au fait que les taux d'allongement des films de
latex de butyle, sont peu supérieurs à ceux des tubes de latex naturel, tandis que les taux d'allongement des films de chlorure
de polyvinylidëne sont considérablement plus faibles, ce qui occasionnerait des fissurations desdits films lors du gonflage à pression élevée des chambres à air correspondantes, et conduit à utiliser de préférence en pratique le latex artificiel de butyle vendu par la Société ESSO sous la dénomination commerciale
"Latex Enjay Butyl BP 100".
Un des avantages de ce second mode de mise en oeuvre, réside dans le fait, que le latex de butyle est appliqué avec une pression notable contre l'intérieur des tubes de latex naturel, ce qui lie mécaniquement de façon intime le revêtement à son support, en attendant les pontages moléculaires susceptibles d'être engendrés éventuellement lors de la vulcanisation.
On remarquera également, qu'on peut substituer au latex de caoutchouc naturel susvisé, quel que soit le mode de mise en_oeuvre choisi n'importe quel latex, tel que le latex de polychloroprêne par exemple, susceptible de permettre, par gélification, d'obtenir un élastomère possédant les propriétés mécaniques requises par l'utilisation envisagée. ;
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l'utilisation d'une chambre d'alimentation suivie d'un dispositif
de formage constitué par deux tubes concentriques et comportant également une arrivée d'air comprimé réchauffé au préalable par rapport à la température ambiante, et traversant ladite chambre d'alimentation et le dispositif de formage précité, ledit procédé étant 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, et placé à l'intérieur de ce dispositif, tube isolé thermiquement de la paroi interne du tube intérieur de formage, et qui se prolonge vers le bas jusqu'à un niveau sensiblement égal à celui de l'extrémité inférieure desdits tubes de formage.