WO2004007179A1 - Procede et dispositif de fabrication d'un corps de revolution et produits obtenus - Google Patents

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WO2004007179A1
WO2004007179A1 PCT/FR2003/001954 FR0301954W WO2004007179A1 WO 2004007179 A1 WO2004007179 A1 WO 2004007179A1 FR 0301954 W FR0301954 W FR 0301954W WO 2004007179 A1 WO2004007179 A1 WO 2004007179A1
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WO
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strip
composite
die
revolution
heated
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PCT/FR2003/001954
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Inventor
Guy Zanella
Christophe Ducret
Jacques Voiron
Original Assignee
Saint-Gobain Vetrotex France S.A.
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    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
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    • B29K2101/12—Thermoplastic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2309/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2303/00 - B29K2307/00, as reinforcement
    • B29K2309/08—Glass

Definitions

  • the present invention relates to a body of revolution formed from at least one organic thermoplastic material reinforced by continuous glass strands wound around the axis of the body.
  • the ribbon is generally obtained from continuous mixed yarns consisting of glass filaments and filaments of intimately mixed thermoplastic organic material, the most common version of these yarns, sold under the trade name TWINTEX® by the company SAINT-GOBAIN VETROTEX FRANCE, with a weight ratio, in percentages, of 60 or 75 for glass and 40 or 25 for organic thermoplastic material. If the previous process and the products obtained are efficient, they have certain limits or constraints in use: constraint of additional heating and pressure operations on the tube for uniform deposition of the ribbon, necessary addition of an internal coating ("liner ») For food applications or an external coating for better resistance to abrasion, the range of products obtained is small and not very flexible.
  • the purpose of the present invention is to overcome the aforementioned drawbacks, and in particular to propose a more varied range of products which can for example have differentiated reinforcement rates on the same product, or whose rate is adapted "to order" without disturbances important, in particular with regard to the process or the devices employed.
  • At least a first heated composite strip is introduced into at least one die
  • At least one molten material is introduced simultaneously into said die in contact with said first composite strip, so as to obtain at least one second composite strip,
  • the present invention also relates to a device for manufacturing a body of revolution, comprising:
  • the invention also relates to a composite body of revolution, in particular obtained by the above method.
  • This body has at least one zone formed only by winding a composite strip, this zone having, as the case may be, a modular reinforcement rate (s) (or differentiated or adjustable or variable reinforcement rate (s)), in particular a rate of varying reinforcement (s) along the axis of revolution and or along the thickness of the body of revolution, and / or this zone having a reduced rate of reinforcement, in particular compared to the rate of reinforcement (s) of the starting composite product (s) or of the first composite strip used (for example a reinforcement ratio of less than 75% by weight for a first strip having a reinforcement ratio of 75% or a reinforcement ratio of less than 60% by weight for a first strip having a reinforcement ratio of 60%) and / or a reduced reinforcement rate compared to that of the reinforced zones obtained by winding in the current bodies of revolution (for example a reinforcement rate representing less than 60% by
  • the sheathing of the composite strip with a second material has multiple advantages: by reducing the ratio of the reinforcement material rate to the organic material rate of the strip wound on the rotating support, it allows more homogeneous deposition and better holding of said strip without requiring heating or the application of additional pressure on the deposited strip; by appropriately choosing the sheathing material, it avoids the subsequent addition of an internal coating (for example for food applications) or an external coating (for example an anti-corrosion coating); more generally, by the choice of the sheathing material, it is possible to impart additional properties to the body of revolution (anti-UV properties, sealing, anti-corrosion, etc.); it allows the reinforcement rate to be continuously adjusted by varying the amount of sheathing material delivered online (during the manufacture of the body) and thus makes it possible to obtain bodies having differentiated reinforcement rates from a starting product which may advantageously not vary.
  • the process and the products according to the invention therefore have the advantage of being modular and this without changing the starting materials.
  • the method according to the invention is easy and quick to implement, and is economical.
  • the body according to the invention also has, at least in its zone obtained by winding, perfect cohesion between the different elements making it up (or even if necessary perfect continuity of the organic parts), the union between the different elements being sufficiently intimate to guarantee a particularly satisfactory lifetime and resistance.
  • the first composite strip comprises at least one reinforcing material (glass, carbon, aramid, etc.) and at least one thermoplastic organic material.
  • the reinforcing material preferably glass
  • the son or filaments of reinforcing material are advantageously linked together by the thermoplastic organic material, itself preferably in the form of son and / or filaments, and / or by other reinforcing son and / or filaments (case of bands of woven or crossed reinforcements).
  • the strip is obtained from composite threads formed of reinforcing filaments (preferably glass filaments) and filaments of at least one thermoplastic organic material, these different filaments being advantageously intimately mixed, the intimate structure of these wires facilitating the impregnation of glass fibers by the thermoplastic material, in particular making it possible to form a consolidated band (that is to say having a cohesion and an integrity which make it possible to handle it without damage) very homogeneous.
  • reinforcing filaments preferably glass filaments
  • filaments of at least one thermoplastic organic material these different filaments being advantageously intimately mixed, the intimate structure of these wires facilitating the impregnation of glass fibers by the thermoplastic material, in particular making it possible to form a consolidated band (that is to say having a cohesion and an integrity which make it possible to handle it without damage) very homogeneous.
  • Advantageous composite yarns can be obtained according to a direct process such as that described in patents EP 0 367 661, WO 98/01751 or EP 0 599 695, the yarns according to this process having the advantage of having an excellent cost index -mixing inducing an excellent distribution of the glass strands in the thermoplastic material as explained in patent application WO00 / 24566.
  • the first composite strip generally has a width of 1 to 10 cm approximately and can be essentially flat or have a more complex cross-sectional shape where each portion is comparable to a strip.
  • the strip may be flexible, in particular capable of being wound when the strip is substantially flat, or more or less rigid.
  • the use of a composite ribbon rather than a composite yarn has many advantages, in particular in terms of the distribution of the glass filaments in the thermoplastic material within the final product and convenience of implementation.
  • the first strip when it enters the die has not only longitudinal continuity but also transverse continuity, in particular has a void volume rate of less than 5% (or even less than 3%, or even less than 0.5% ).
  • the void volume rate can be measured in a known manner using a micrographic method of the image analysis type, or calculated using a formula as explained in patent application WO / 00/24566.
  • the first composite strip comprises at least one organic thermoplastic material, called the first material, this material being for example chosen from polyolefins, in particular polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyesters, in particular polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, elastomers, especially an ethylene propylene polymer (EPDM), or polyvinyl chloride (PVC), or polyamides, etc. some of these materials (in particular polyethylene) have the advantage of being chemically inert and compatible from a food point of view, of being able to withstand very low temperatures and of having a low cost price.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • polyesters in particular polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, elastomers, especially an ethylene propylene polymer (EPDM), or polyvinyl chloride (PVC), or polyamides, etc.
  • EPDM ethylene propylene polymer
  • PVC polyvinyl chloride
  • the first strip is generally formed from continuous composite yarns extracted from winding (s) and assembled in a parallel (or substantially parallel) manner in at least one ply, and / or possibly from ply (s) of woven composite yarns or crossed.
  • the sheet of wires (or if necessary at least one of the sheets) is introduced into a zone where it is heated to a temperature reaching at least that of melting.
  • the sheet of heated son passes through an impregnation device to distribute evenly the first molten thermoplastic material and impregnate the reinforcing fibers therewith.
  • a strip having a transverse continuity is thus obtained, this strip possibly being able to undergo an additional or joint step of impregnation, of conformation in order to obtain the desired profile.
  • a step of regulating the tension of the wires can be provided (for example during their gathering in sheet (s) or bundle (s) or before their gathering) and / or the wires can be freed of all static electricity, by example before the passage of the tablecloth in the heating zone.
  • the method according to the invention may include a step of forming the first strip as mentioned above or use one or more strips already formed, the strip or strips being in this latter case heated (and possibly shaped to a particular profile) in a step prior to heating to a temperature reaching at least that of melting the first thermoplastic material, before introduction into the die.
  • the method according to the invention uses only as starting material composite yarns and thus comprises a prior step of forming the strip as seen above.
  • the first composite strip or the strip obtained at the outlet of the impregnation device as explained above is advantageously maintained at temperature at a temperature close to the melting temperature of the first thermoplastic material (or at a malleability temperature of the first thermoplastic material) up to the die or to the winding means (such as the laying head) of the second strip mentioned according to the invention.
  • the first strip is introduced into at least one die also supplied with a molten material called the second material (or dilution material or sheathing material).
  • This second material can be identical or different from the first organic material forming the strip. It can also be a composite material. It can have specific properties or include additives or fillers giving it specific properties (for example sawdust to give a wood appearance, an additive improving resistance to hydrocarbons, it can also be loaded with talc, glass fibers, short or long, etc.).
  • the second material comprises at least one organic or plastic material, advantageously thermoplastic, for example a polyolefin (in particular polyethylene or polypropylene) or polyvinyl chloride, or may optionally comprise a thermosetting material such as a polyurethane, or an elastomer, for example a SEBS modified polypropylene (styrene ethylene butadiene styrene).
  • thermoplastic for example a polyolefin (in particular polyethylene or polypropylene) or polyvinyl chloride
  • a thermosetting material such as a polyurethane
  • elastomer for example a SEBS modified polypropylene (styrene ethylene butadiene styrene).
  • the second material is chosen to be identical or similar or chemically compatible with the first material (so that there is good adhesion, or even continuity, between the two materials) forming the first strip, this second material possibly being able to be loaded with additives such as those mentioned above (sawdust, glass fibers, talc, etc.).
  • the second strip formed thus preferably comprises a rate of reinforcing material of between 0 and 74% by weight of the strip, and preferably between 1 and 60% by weight, or even between 5 and 55% by weight (the threads used generally having a reinforcement rate of 60 or 75% by weight), over at least a certain part of its length, this rate can also vary depending on the length of the strip.
  • the application of the second material also allows better consolidation of the first strip, the second strip obtained being somehow formed of at least one second material reinforced by at least one first composite strip.
  • the second material adheres to the first strip in a particularly satisfactory manner (or even, when it is in particular the same material, fuses with the first material of the first tape), and this for different materials.
  • the second strip thus advantageously comprises at least a first strip of continuous reinforcing fibers arranged in a substantially parallel and contiguous manner joined together by at least one first thermoplastic material, and at least one second material in intimate contact with said first strip. As indicated above, when the first material and the second are identical, the two materials are perfectly fused within the body of revolution obtained.
  • the second material introduced into the die can come, for example, from an extrusion device. It is possible to perfectly control the quantity of material that one wants to add as well as the shape that one wants to give to the second strip, this shape being able to be imparted in particular by the die (and possibly by a device for additional conformation).
  • the first strip can be deformed when it is introduced into the die then playing the role of a shaping device and coated with the second material, or simply be coated with the second material completing the shape imparted by the die (and possibly pass through an additional shaping device).
  • the die allows both the positioning of the first strip and the calibration (or conformation) of the section of the second strip.
  • the first strip (or the first strips if there are several introduced into one or more dies) can also be coated with several identical or different materials feeding the die (or if necessary several dies in series or in parallel), this fashion which further widens the range of products obtained.
  • the sheathing material can vary from one strip to another, as well as within each strip, the different strips then being wound on, the support in rotation.
  • by varying the supply of the various materials it is therefore possible not only to obtain bodies having different reinforcement rates, but also variable mixtures of materials along the axis of revolution and / or the thickness.
  • the second strip (or the second strips when there are several) formed in the process according to the invention can advantageously be wound directly on a mandrel (the desired properties being possibly present in situ in the strip wound according to the invention), but it is not excluded to wind it on a tube or liner intended to form an integral part of the body of revolution or on a support such as a foam bar, and / or to add an external coating to the winding obtained, this coating being able to be applied for example in the form of a film or of a strip which is wound, etc.
  • the second strip according to the invention can also be wound on a support already coated with a first winding (in the form for example of an organic strip). It is also not necessary (although not excluded) to heat and / or apply pressure to the second strip during its winding.
  • the second strip can be wound by forming contiguous turns, spaced or overlapping each other at least in part.
  • the winding of the strip (s) can be made more or less transversely, and generally done helically, the angle of the strip relative to the axis of the body being able to change according to the position along the axis and being imparted by the laying head depending in particular on the desired mechanical properties as mentioned later .
  • Each support turn can see the deposit of one or more turns, over all or part of the length of the support, the next turn can see changing the orientation of the following turn (s). We can thus obtain structures with very dense windings, wraps, or loose windings like nets.
  • the present invention also relates to a device for implementing the method described above.
  • This device notably comprises one or more means for forming a composite strip or one or more means for delivering (and / or entraining) and for heating (and possibly impregnating and / or shaping) a sheet or strip already formed.
  • these means may in particular include:
  • At least one device for impregnating the heated bundle so as to obtain a strip for example a densified and laminated strip of flattened shape
  • one or more means for maintaining the strip at temperature at least up to the die are provided.
  • the device can also include a creel from which are spools of threads and at least one roller ensuring the guidance of the threads.
  • the means for assembling the wires in the form of at least one bundle of parallel wires can for example consist of a plate with eyelets and / or a comb whose teeth allow parallel alignment of the wires according to regular spaces.
  • one or more means for regulating the tension of the threads can be provided, for example upstream of the gathering means.
  • an anti-static device can be provided, for example upstream of the heating means.
  • the device comprises one or more heating means constituted by one or more ovens, for example of the infrared type, preferably operating with lamps regulated in power as a function of the temperature of the strip, this kind of oven having the advantage of being both efficient on the plan energetic and easy to regulate.
  • the impregnation device may for example comprise three members arranged in a triangle and between which the beam travels, the height of separation of the members being adapted to establish an appropriate pressure on the surface of the bundle.
  • the members can be cylinders (or bars) heating, and rotating or fixed.
  • each cylinder may include a blade for scraping the molten thermoplastic material deposited on the cylinder after passage of the bundle.
  • the impregnation device can also act as a shaping device or be followed by one or more additional shaping devices, so as to transform the bundle of wires or the strip formed into at least one strip of selected section.
  • This shaping device can for example comprise a heating die, and / or rollers between which the bundle of wires or the strip circulates respectively.
  • a device for example of conformation, can also ensure the centering of the ply, before in particular forming the strip, and comprise for example a lower roller and an upper roller of suitable shape (for example of hyperboloid shape or provided with flanges) and rotating in opposite directions, the ply of wires being concentrated around the central axis of travel during its passage between the two rollers to deliver a bundle of contiguous wires.
  • suitable shape for example of hyperboloid shape or provided with flanges
  • the device according to the invention also comprises at least one die, called sheathing die, preferably calibrated to the section of the second strip which it is desired to obtain, and into which at least one first strip and at least one can be introduced simultaneously.
  • second molten material in contact with the strip so as to obtain a second strip consisting of at least a second material reinforced by at least a first strip.
  • the device according to the invention comprises upstream of said die or this die itself comprises means for positioning and / or shaping of at least one strip for bringing it into contact with at least one second material.
  • Said die can also include means for bringing the second material into contact with the strip by applying an overpressure to it.
  • the second material (or the second materials when there are several) can come into contact with the first strip through different channels in the die.
  • the amount of second material (s) delivered (s) may be different at different points in the section of the strip, for example more material may be deposited on one face of the first strip than on another, thus leading to a decentralization of the reinforcing material within the second band formed.
  • the device according to the invention comprises at least one extruder providing at least one second molten material in the sheathing sector (s).
  • the device according to the invention also comprises one or more winding means, these means comprising for example a laying head which positions the strip and facilitates its positioning.
  • the laying head can be mobile and controlled in rotation; it can for example be formed of rotating or fixed rollers, self-cleaning and ensuring for example the centering of the strip, as described later with reference to the figures.
  • the sheathing sector mentioned according to the invention (or at least one of the sheathing sectors when there are several) is located at the outlet of the above-mentioned laying head and before the support on which the second tape should be wound up.
  • the device can also include one or more means (for example a hot air blowing nozzle) to heat at least in surface the strip in an area close to the support rotating around its axis or downstream of the contact zone between the strip and the support and / or one or more means for applying local pressure (for example in the form of at least one rotary roller) on the part of the external peripheral surface of the support coated with the strip , for example in an area immediately downstream of the previous heating area.
  • the rotating support may for example be a mandrel, this mandrel being able to be heated or not, or a tube (or a solid insert or a part to be consolidated) which may or may not be part of the body of revolution obtained.
  • the various elements of the device according to the invention can be fixed or mobile (in translation and / or in rotation).
  • the body of revolution according to the invention is generally hollow, and comprises, in its wall, at least one reinforcement material in continuous form, generally wound helically around the (longitudinal) axis of revolution of the body, and at least a thermoplastic organic material (in which the reinforcing material is generally embedded).
  • the continuous reinforcing thread (s) embedded in the organic material can form, for example, for at least part of them, an angle of the order of 15 ° with the axis of said body, or according to another advantageous mode an angle between 50 and 55 ° with the axis of said body, this arrangement making it possible to increase the axial and circumferential resistance of the body to the pressure exerted by a circulating fluid or contained inside for the same quantity of glass strands used.
  • At least part of the continuous reinforcing threads embedded in the organic thermoplastic material form an angle close to 90 ° with the axis of the body and other continuous reinforcing threads are embedded in organic matter by being arranged longitudinally along the axis of the body.
  • the wall of the body of revolution according to the invention is essentially or even entirely formed by the second wound strip.
  • the invention also relates to a structure, for example a composite pipe, formed of the body of revolution defined above and coated for example with one or more finishing layers (by winding, co-extrusion, etc.), in particular made of thermoplastic organic material and / or provided with complementary elements (such as end caps, joined for example by welding or gluing, or at least one liner, etc.).
  • a structure for example a composite pipe, formed of the body of revolution defined above and coated for example with one or more finishing layers (by winding, co-extrusion, etc.), in particular made of thermoplastic organic material and / or provided with complementary elements (such as end caps, joined for example by welding or gluing, or at least one liner, etc.).
  • the body or structure according to the invention is particularly suitable for containing and / or conveying pressurized fluids.
  • Other advantages and characteristics will now be described with reference to the attached figure showing a schematic view of a device for manufacturing a body of revolution according to the invention.
  • the device shown allows the manufacture of a body of revolution 1 according to the invention formed by winding around a mandrel 2 of a composite strip 3 formed of a first strip 4 formed of reinforcing filaments arranged in parallel and contiguous and joined together by a first thermoplastic material, this strip being embedded in a second plastic material in intimate contact with said strip.
  • the strip is formed from composite son 5 such as son sold by the company SAINT GOBAI N VETROTEX FRANCE under the trade name Twintex ® and manufactured for example by the process described in EP 0599695, these son being constituted by glass filaments and filaments of a thermoplastic organic material, of polyolefin or polyester type, intimately mixed together.
  • composite son 5 such as son sold by the company SAINT GOBAI N VETROTEX FRANCE under the trade name Twintex ® and manufactured for example by the process described in EP 0599695, these son being constituted by glass filaments and filaments of a thermoplastic organic material, of polyolefin or polyester type, intimately mixed together.
  • These wires are unwound from windings 6 arranged on a creel (not shown).
  • This creel can be for example such as that described in patent application WO 00/24566.
  • These wires are then assembled in parallel using one or more devices (symbolically represented by 7) such as one or more comb (s) and / or plate (s) with eyelets and / or roller (s) grooves and / or embarrassment (s), etc.
  • One or more voltage regulation and / or movement detection and / or anti-static means may also be provided, for example at the level of the creel and / or at one or different points of the path before the strip is formed.
  • the device according to the invention may comprise the sequence of means described under the reference 75 in patent application WO00 / 24566 between the creel and the first oven 8.
  • the wires gathered in a parallel and contiguous manner pass through a first oven or a first series of infrared ovens 8 where they are heated to a temperature reaching at least that of melting the first thermoplastic material, then the sheet of heated son passes through an impregnation device 9 which by flattening the sheet allows obtain a first strip or ribbon by evacuating the air contained between the wires to densify the material and by completely embedding the glass filaments in the thermoplastic material.
  • the impregnation device 9 is for example constituted three heating cylinders parallel to each other and arranged in a triangle, the upper cylinder being adjustable in height so that the strip is more or less flattened.
  • the first heated strip thus formed is maintained at temperature, by passing through a second oven or a second series of ovens 10, up to the laying head 11, this head advantageously being pivotable so as to be able to change the angle of deposition of the ribbon.
  • This head can for example be that described under the reference 71 in patent application WO00 / 24566.
  • the first strip is introduced into a die 12 in which it is coated with a second material, this second material in the molten state coming from an extruder 13 and feeding the die through, for example, a flexible pipe 14.
  • the second material is identical or different from the first material and is introduced into the extruder in the form of granules 15 and / or wires, etc.
  • the second strip 3 thus formed by sheathing the first strip is then wound around the mandrel in rotation about its axis (here for example in the direction indicated by the arrow), a roller 16 adjacent to the mandrel can also help the application of the second strip (this roller may or may not be considered to be part of the laying device).
  • the bodies of revolution obtained according to the invention can be used in various applications, such as the transport or storage of fluids.

Landscapes

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  • Laminated Bodies (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé comprenant au moins les étapes suivantes : - on introduit au moins une première bande composite chauffée dans au moins une filière, -on introduit simultanément dans ladite filière au moins une matière fondue au contact de ladite première bande composite, de manière à obtenir au moins une seconde bande composite, - on enroule ladite seconde bande composite autour d’un support en rotation autour de son axe. L’invention concerne également un dispositif de mise en œuvre du procédé et les produits obtenus.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE FABRICATION D'UN CORPS DE REVOLUTION
ET PRODUITS OBTENUS
La présente invention concerne un corps de révolution formé d'au moins une matière organique thermoplastique renforcée par des fils de verre continus enroulés autour de l'axe du corps.
Bien qu'elle ne soit pas limitée à une telle application, l'invention sera plus particulièrement décrite en référence à la fabrication de tuyaux de tous types, notamment ceux destinés à véhiculer des fluides sous pression. Une autre application intéressante est la fabrication de réservoirs destinés à contenir des fluides notamment sous pression.
La fabrication d'un corps de révolution à base d'au moins une matière organique thermoplastique renforcée par des fils de verre continus enroulés autour de l'axe du corps est déjà décrite dans la demande de brevet WO00/24566. Dans cette demande, on enroule un ruban chauffé, à base d'une matière organique thermoplastique et de fils de verre continus, autour d'un tube en rotation tout en chauffant une partie de la surface du tube revêtue du ruban et en appliquant une pression en aval de cette partie chauffée. Le ruban est généralement obtenu à partir de fils continus co-mêlés constitués de filaments de verre et de filaments de matière organique thermoplastique intimement mélangés, la version la plus courante de ces fils, commercialisés sous la dénomination commerciale TWINTEX® par la société SAINT-GOBAIN VETROTEX FRANCE, présentant un rapport en poids, en pourcentages, de 60 ou 75 pour le verre et de 40 ou 25 pour la matière organique thermoplastique. Si le procédé précédent et les produits obtenus sont performants, ils présentent à l'usage certaines limites ou contraintes : contrainte des opérations supplémentaires de chauffage et pression sur le tube pour un dépôt uniforme du ruban, ajout nécessaire d'un revêtement interne (« liner ») pour les applications alimentaires ou d'un revêtement externe pour une meilleure résistance à l'abrasion, gamme des produits obtenus peu étendue et peu modulable.
Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités, et notamment de proposer une gamme plus variée de produits pouvant par exemple présenter des taux de renforts différenciés sur un même produit, ou dont le taux est adapté « à la commande » sans perturbations importantes, en particulier au niveau du procédé ou des dispositifs employés .
Ce but est atteint par le procédé selon l'invention comprenant au moins les étapes suivantes :
- on introduit au moins une première bande composite chauffée dans au moins une filière,
- on introduit simultanément dans ladite filière au moins une matière fondue au contact de ladite première bande composite, de manière à obtenir au moins une seconde bande composite,
- on enroule ladite seconde bande composite autour d'un support en rotation autour de son axe.
La présente invention concerne également un dispositif de fabrication d'un corps de révolution, comprenant:
- un ou des moyens pour fournir au moins une première bande composite chauffée, - au moins une filière pour recevoir simultanément au moins la première bande composite et au moins une matière fondue au contact de ladite première bande composite, de manière à obtenir au moins une seconde bande composite,
- un ou des moyens pour enrouler ladite seconde bande composite autour d'un support en rotation autour de son axe. L'invention a également pour objet un corps de révolution composite, en particulier obtenu par le procédé précédent. Ce corps présente au moins une zone formée uniquement par enroulement d'une bande composite, cette zone présentant selon les cas un taux de renfort(s) modulable (ou taux de renfort(s) différencié ou ajustable ou variable), en particulier un taux de renfort(s) variant suivant l'axe de révolution et ou suivant l'épaisseur du corps de révolution, et/ou cette zone présentant un taux de renfort réduit, en particulier par rapport au taux de renfort(s) du ou des produits composites de départ ou de la première bande composite utilisée (par exemple un taux de renfort inférieur à 75 % en poids pour une première bande présentant un taux de renfort de 75 % ou un taux de renfort inférieur à 60 % en poids pour une première bande présentant un taux de renfort de 60 %) et/ou un taux de renfort réduit par rapport à celui des zones renforcées obtenues par enroulement dans les corps de révolution actuels (par exemple un taux de renfort représentant moins de 60 % en poids de ladite zone), et/ou au moins une partie des renforts de cette zone présentant une position décentrée au sein de la matière organique dans laquelle ils sont noyés et/ou les renforts de cette zone étant noyés dans au moins deux matières différentes et/ou cette zone pouvant être au contact direct (sans revêtement fonctionnel, par exemple protecteur, ou esthétique) avec l'intérieur (par exemple un fluide dans le cas d'un corps de révolution creux destiné à véhiculer ledit fluide, ou par exemple une mousse de remplissage dans le cas d'un corps plein) et/ou avec l'extérieur du corps de révolution.
Dans la présente invention, le gainage de la bande composite par une seconde matière, dite matière de dilution, présente de multiples avantages : en diminuant le rapport taux de matière de renfort sur taux de matière organique de la bande enroulée sur le support en rotation, il permet un dépôt plus homogène et une meilleure tenue de ladite bande sans nécessiter un chauffage ou l'application d'une pression supplémentaires sur la bande déposée ; en choisissant de façon appropriée la matière de gainage, il évite l'ajout ultérieur d'un revêtement interne (par exemple pour les applications alimentaires) ou d'un revêtement externe (par exemple un revêtement anti-corrosion); de façon plus générale, par le choix de la matière de gainage, il est possible de conférer des propriétés supplémentaires au corps de révolution (propriétés anti-UV, étanchéité, anti-corrosion, etc.) ; il permet d'ajuster continuellement le taux de renfort en faisant varier en ligne (pendant la fabrication du corps) la quantité de matière de gainage délivrée et permet d'obtenir ainsi des corps présentant des taux de renfort(s) différenciés à partir d'un produit de départ qui lui peut avantageusement ne pas varier.
Le procédé et les produits selon l'invention présentent donc l'avantage d'être modulables et ce sans changement des produits de départ. En outre, le procédé selon l'invention est de mise en œuvre aisée et rapide, et est économique. Le corps selon l'invention présente également, au moins dans sa zone obtenue par enroulement, une parfaite cohésion entre les différents éléments le composant (voire le cas échéant une parfaite continuité des parties organiques), l'union entre les différents éléments étant suffisamment intime pour garantir une durée de vie et une résistance particulièrement satisfaisantes.
Dans le procédé selon l'invention, la première bande composite comprend au moins une matière de renfort (verre, carbone, aramide...) et au moins une matière organique thermoplastique. La matière de renfort (de préférence du verre) se présente préférentiellement au moins sous forme de fils et/ou filaments continus dans le sens longitudinal de la bande. Les fils ou filaments de matière de renfort sont avantageusement liés entre eux par la matière organique thermoplastique, elle-même de préférence sous forme de fils et/ou filaments, et/ou par d'autres fils et/ou filaments de renfort (cas des bandes de renforts tissés ou croisés). De préférence, la bande est obtenue à partir de fils composites formés de filaments de renfort (de préférence des filaments de verre) et de filaments d'au moins une matière organique thermoplastique, ces différents filaments étant avantageusement intimement mélangés, la structure intime de ces fils facilitant l'imprégnation des fibres de verre par la matière thermoplastique, en particulier permettant de former une bande consolidée (c'est-à-dire présentant une cohésion et une intégrité qui permettent de la manipuler sans endommagement) très homogène. Des fils composites avantageux peuvent être obtenus selon un procédé direct tel que celui décrit dans les brevets EP 0 367 661 , WO 98/ 01751 ou EP 0 599 695, les fils selon ce procédé présentant l'avantage d'avoir un excellent indice de co-mêlage induisant une excellente répartition des fils de verre dans la matière thermoplastique comme explicité dans la demande de brevet WO00/24566.
La première bande composite présente généralement une largeur de 1 à 10 cm environ et peut être essentiellement plate ou affecter une forme de section plus complexe où chaque portion est assimilable à une bande. La bande peut être souple, notamment susceptible d'être enroulée lorsque la bande est sensiblement plate, ou plus ou moins rigide. L'emploi d'un ruban composite plutôt que d'un fil composite présente de nombreux avantages, notamment en termes de répartition des filaments de verre dans la matière thermoplastique au sein du produit final et de commodité de mise en œuvre. De préférence, la première bande lors de son entrée dans la filière présente non seulement une continuité longitudinale mais également transversale, en particulier présente un taux volumique de vide inférieur à 5 % (voire inférieur à 3 %, voire même inférieur à 0,5 %). Le taux volumique de vide peut être mesuré de manière connue à l'aide d'une méthode micrographique du type analyse d'image, ou calculé à l'aide d'une formule comme explicité dans la demande de brevet WO/00/24566.
La première bande composite comprend au moins une matière organique thermoplastique, appelée première matière, cette matière étant par exemple choisie parmi les polyoléfines, notamment le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), les polyesters, notamment le polytéréphtalate d'éthylène, le polytéréphtalate de butylène, les élastomères, notamment un polymère éthylène propylène (EPDM), ou le chlorure de polyvinyle (PVC), ou les polyamides, etc. certaines de ces matières (notamment le polyéthylène) présentant l'avantage d'être chimiquement inertes et compatibles sur le plan alimentaire, de pouvoir résister à des températures très basses et de présenter un faible coût de revient.
La première bande est généralement formée à partir de fils composites continus extraits d'enroulement(s) et assemblés de manière parallèle (ou sensiblement parallèle) en au moins une nappe, et/ou éventuellement à partir de nappe(s) de fils composites tissés ou croisés. Afin d'obtenir au moins une première bande composite selon l'invention, la nappe de fils (ou le cas échéant au moins l'une des nappes) est introduite dans une zone où elle est chauffée à une température atteignant au moins celle de fusion de la première matière thermoplastique (et inférieure à la température de dégradation de ladite matière et à la température de ramollissement des fibres de renforcement), puis la nappe de fils chauffés (généralement jointifs) passe dans un dispositif d'imprégnation pour répartir de manière homogène la première matière thermoplastique fondue et imprégner les fibres de renfort par celle-ci .
On obtient ainsi une bande présentant une continuité transversale, cette bande pouvant éventuellement subir une étape, supplémentaire ou conjointe à l'imprégnation, de conformation afin d'obtenir le profil désiré.
Il va de soi que l'on peut également former plusieurs nappes disjointes, ainsi que plusieurs bandes disjointes, au moins une de ces bandes étant introduite dans au moins une filière conformément au procédé selon l'invention. Avantageusement, une étape de régulation de la tension des fils peut être prévue (par exemple lors de leur rassemblement en nappe(s) ou faisceau(x) ou avant leur rassemblement) et/ou les fils peuvent être débarrassés de toute électricité statique, par exemple avant le passage de la nappe dans la zone de chauffage.
Le procédé selon l'invention peut comprendre une étape de formation de la première bande comme mentionnée précédemment ou utiliser une ou des bandes déjà formées, la ou les bandes étant dans ce dernier cas réchauffées (et éventuellement conformées à un profil particulier) dans une étape préalable de chauffage à une température atteignant au moins celle de fusion de la première matière thermoplastique, avant introduction dans la filière. De préférence, le procédé selon l'invention utilise uniquement comme produit de départ des fils composites et comprend ainsi une étape préalable de formation de la bande comme vu précédemment. La première bande composite ou la bande obtenue au sortir du dispositif d'imprégnation comme explicité précédemment est avantageusement maintenue en température à une température proche de la température de fusion de la première matière thermoplastique (ou à une température de malléabilité de la première matière thermoplastique) jusqu'à la filière ou jusqu'au(x) moyen(s) d'enroulement (tels que la tête de pose) de la seconde bande mentionnés selon l'invention.
Conformément au procédé selon l'invention, la première bande est introduite dans au moins une filière également alimentée par une matière fondue appelée seconde matière (ou matière de dilution ou matière de gainage). Cette seconde matière peut être identique ou différente de la première matière organique formant la bande. Il peut également s'agir d'une matière composite. Elle peut présenter des propriétés particulières ou comprendre des additifs ou charges lui conférant des propriétés particulières (par exemple de la sciure de bois pour donner un aspect bois, un additif améliorant la résistance aux hydrocarbures, elle peut également être chargée talc, fibres de verre, courtes ou longues, etc.). De préférence, la seconde matière comprend au moins une matière organique ou plastique, avantageusement thermoplastique, par exemple une polyoléfine (notamment du polyéthylène ou du polypropylène) ou du polychlorure de vinyle, ou peut éventuellement comprendre une matière thermodurcissable tel qu'un polyuréthane, ou un élastomère, par exemple un polypropylène modifié SEBS (styrène éthylène butadiène styrène).
Avantageusement, la seconde matière est choisie identique ou similaire ou compatible chimiquement avec la première matière (de façon à ce qu'il y ait une bonne adhésion, voire une continuité, entre les deux matières) formant la première bande, cette seconde matière pouvant éventuellement être chargée en additifs tels que ceux mentionnés précédemment (sciure de bois, fibres de verre, talc, etc.).
Selon la matière choisie, la seconde matière peut jouer simplement un rôle de dilution ou peut en plus conférer des propriétés supplémentaires à la seconde bande formée. La seconde bande formée comprend ainsi de préférence un taux de matière de renfort compris entre 0 et 74% en poids de la bande, et de préférence compris entre 1 et 60 % en poids, voire compris entre 5 et 55 % en poids (les fils utilisés présentant eux généralement un taux de renfort de 60 ou 75% en poids), sur au moins une certaine partie de sa longueur, ce taux pouvant également varier suivant la longueur de la bande.
L'application de la seconde matière permet également une meilleure consolidation de la première bande, la seconde bande obtenue étant en quelque sorte formée d'au moins une seconde matière renforcée par au moins une première bande composite. Lorsque ladite première bande est obtenue à partir de fils eux-mêmes composites, la seconde matière adhère à la première bande de façon particulièrement satisfaisante (voire, lorsqu'il s'agit notamment de la même matière, fusionne avec la première matière de la première bande), et ceci pour différentes matières. La seconde bande comprend ainsi avantageusement au moins une première bande de fibres continues de renforcement agencées de manière sensiblement parallèle et contiguë solidarisées entre elles par au moins une première matière thermoplastique, et au moins une seconde matière en contact intime avec ladite première bande. Comme indiqué précédemment, lorsque la première matière et la seconde sont identiques, les deux matières sont parfaitement fusionnées au sein du corps de révolution obtenu. Dans le procédé et le dispositif selon l'invention, la seconde matière introduite dans la filière peut provenir par exemple d'un dispositif d'extrusion. Il est possible de contrôler parfaitement la quantité de matière que l'on veut ajouter ainsi que la forme que l'on veut donner à la seconde bande, cette forme pouvant être conférée notamment par la filière (et éventuellement par un dispositif de conformation supplémentaire). Selon les modes de réalisation, la première bande peut être déformée lors de son introduction dans la filière jouant alors le rôle d'un dispositif de conformation et revêtue de la seconde matière, ou simplement être revêtue de la seconde matière complétant la forme conférée par la filière (et éventuellement passer dans un dispositif de conformation supplémentaire). De préférence, la filière permet à la fois le positionnement de la première bande et le calibrage (ou conformation) de la section de la seconde bande.
La première bande (ou les premières bandes s'il y en a plusieurs introduites dans une ou plusieurs filières) peut également être revêtue de plusieurs matières identiques ou différentes alimentant la filière (ou le cas échéant plusieurs filières en série ou en parallèle), ce mode permettant encore d'élargir la gamme des produits obtenus. Lorsque plusieurs secondes bandes sont obtenues en parallèle, la matière de gainage peut varier d'une bande à l'autre, ainsi qu'au sein de chaque bande, les différentes bandes étant ensuite enroulées sur, le support en rotation. Dans le procédé selon l'invention, en faisant varier l'alimentation des différents matières, on peut par conséquent obtenir non seulement des corps présentant des taux de renfort(s) différenciés mais également des mélanges variables de matières suivant l'axe de révolution et/ou l'épaisseur. La seconde bande (ou les secondes bandes lorsqu'il y en a plusieurs) formée dans le procédé selon l'invention peut avantageusement être enroulée directement sur un mandrin (les propriétés recherchées étant le cas échéant présentes in situ dans la bande enroulée selon l'invention), mais il n'est pas exclu de l'enrouler sur un tube ou liner destiné à faire partie intégrante du corps de révolution ou sur un support tel qu'un pain de mousse, et /ou d'ajouter un revêtement extérieur à l'enroulement obtenu, ce revêtement pouvant être appliqué par exemple sous forme d'un film ou d'une bande que l'on enroule, etc.. La seconde bande selon l'invention peut également être enroulée sur un support déjà revêtu d'un premier enroulement (sous forme par exemple d'une bande organique). Il n'est pas nécessaire par ailleurs (bien que non exclu) de réchauffer et/ou d'appliquer une pression sur la seconde bande lors de son enroulement.
La seconde bande peut être enroulée en formant des spires jointives, espacées ou se recouvrant les unes les autres au moins en partie. L'enroulement de la ou des bandes peut se faire de façon plus ou moins transversale, et généralement se fait de façon hélicoïdale, l'angle de la bande par rapport à l'axe du corps pouvant changer suivant la position le long de l'axe et étant conféré par la tête de pose en fonction notamment des propriétés mécaniques recherchées comme évoqué ultérieurement. Chaque tour de support peut voir le dépôt d'une ou plusieurs spires, sur tout ou partie de la longueur du support, le tour suivant pouvant voir changer l'orientation de la ou des spires suivantes. On peut ainsi obtenir des structures avec des enroulements très denses, des guipages, ou des enroulements lâches façon filets.
Comme indiqué précédemment, la présente invention concerne également un dispositif de mise en œuvre du procédé décrit ci-avant. Ce dispositif comprend notamment un ou des moyens pour former une bande composite ou un ou des moyens pour délivrer (et/ou entraîner) et pour chauffer (et éventuellement imprégner et/ou conformer) une nappe ou bande déjà formée. Lorsque le corps de révolution selon l'invention est réalisé en continu à partir d'enroulements de fils composites, ces moyens peuvent notamment comprendre :
- un ou des moyens pour entraîner et assembler les fils sous la forme d'au moins un faisceau (ou nappe) de fils parallèles;
- un ou des moyens pour chauffer ledit faisceau ;
- au moins un dispositif d'imprégnation du faisceau chauffé de manière à obtenir une bande, par exemple une bande densifiée et laminée de forme aplatie;
- un ou des moyens pour maintenir la bande en température au moins jusqu'à la filière.
Le dispositif peut également comprendre un cantre à partir duquel sont déroulées des bobines de fils et au moins un galet assurant le guidage des fils.
Les moyens pour assembler les fils sous forme d'au moins un faisceau de fils parallèles peuvent par exemple consister en une plaque à œillets et/ou un peigne dont les dents permettent un alignement parallèle des fils selon des espaces réguliers. Eventuellement, un ou des moyens de régulation de tension des fils peuvent être prévus, par exemple en amont des moyens de rassemblement.
Egalement, un dispositif anti-statique peut être prévu, par exemple en amont des moyens de chauffage.
Généralement, le dispositif comprend un ou des moyens de chauffage constitués par un ou des fours, par exemple de type à infrarouge, de préférence fonctionnant avec des lampes régulées en puissance en fonction de la température de la bande, ce genre de four ayant l'avantage d'être à la fois performant sur le plan énergétique et facile à réguler. Le dispositif d'imprégnation peut à titre d'exemple comporter trois organes disposés en triangle et entre lesquels défile le faisceau, la hauteur de séparation des organes étant adaptée pour établir une pression appropriée sur la surface du faisceau. Les organes peuvent être des cylindres (ou barreaux) chauffants, et tournants ou fixes. Avantageusement, chaque cylindre peut comporter une lame pour racler la matière thermoplastique fondue déposée sur le cylindre après passage du faisceau.
Le dispositif d'imprégnation peut également faire office de dispositif de conformation ou être suivi par un ou des dispositifs de conformation supplémentaires, de manière à transformer le faisceau de fils ou la bande formée en au moins une bande de section choisie. Ce dispositif de conformation peut par exemple comprendre une filière chauffante, et/ou des galets entre lesquels circule le faisceau de fils ou la bande respectivement.
Un dispositif, par exemple de conformation, peut également assurer le centrage de la nappe, avant notamment formation de la bande, et comporter par exemple un galet inférieur et un galet supérieur de forme appropriée (par exemple de forme hyperboloïde ou munie de rebords) et tournant en sens opposés, la nappe de fils étant concentrée autour de l'axe central de défilement lors de son passage entre les deux galets pour délivrer une faisceau de fils contigus.
Le dispositif selon l'invention comprend également au moins une filière, appelée filière de gainage, préférentiellement calibrée à la section de la seconde bande que l'on souhaite obtenir, et dans laquelle peuvent être introduits simultanément au moins une première bande et au moins une seconde matière fondue au contact de la bande de manière à obtenir une seconde bande constituée d'au moins une seconde matière renforcée par au moins une première bande.
Eventuellement, le dispositif selon l'invention comprend en amont de ladite filière ou cette filière elle-même comprend des moyens de positionnement et/ou de conformation d'au moins une bande pour la mise en contact avec au moins une seconde matière. Ladite filière peut également comprendre des moyens pour apporter la seconde matière au contact de la bande en y appliquant une surpression. La seconde matière (ou les secondes matières lorsqu'il y en a plusieurs) peut arriver au contact de la première bande par différents canaux dans la filière. Selon la section de la filière et/ou la présence de différents canaux et/ou l'application de surpression(s) et/ou le positionnement de la première bande dans la filière, la quantité de seconde(s) matière(s) délivrée(s) peut être différente en différents points de la section de la bande, par exemple plus de matière peut être déposée sur une face de la première bande que sur une autre, conduisant ainsi à un décentrage de la matière de renfort au sein de la seconde bande formée.
De préférence, le dispositif selon l'invention comprend au moins une extrudeuse apportant au moins une seconde matière fondue dans la ou les filières de gainage.
Le dispositif selon l'invention comprend également un ou des moyens d'enroulement, ces moyens comprenant par exemple une tête de pose qui positionne la bande et facilite sa mise en place. La tête de pose peut être mobile et commandée en rotation ; elle peut par exemple être formée de galets tournants ou fixes, autonettoyants et assurant par exemple le centrage de la bande, comme décrit ultérieurement en référence aux figures. De préférence, la filière de gainage mentionnée selon l'invention (ou au moins l'une des filières de gainage lorsqu'il y en a plusieurs) se trouve en sortie de la tête de pose précédemment mentionnée et avant le support sur lequel la seconde bande doit être enroulée.
Bien que non nécessaires, le dispositif peut également comprendre un ou des moyens (par exemple une buse de soufflage d'air chaud) pour chauffer au moins en superficie la bande dans une zone à proximité du support en rotation autour de son axe ou en aval de la zone de contact entre la bande et le support et/ou un ou des moyens pour appliquer une pression locale (par exemple sous forme d'au moins un galet rotatif) sur la partie de la surface périphérique extérieure du support revêtu de la bande, par exemple dans une zone située immédiatement en aval de la zone de chauffe précédente. Comme indiqué précédemment, le support en rotation peut être par exemple un mandrin, ce mandrin pouvant être chauffé ou non, ou un tube (ou un insert plein ou une pièce à consolider) pouvant ou non faire partie du corps de révolution obtenu. Les différents éléments du dispositif selon l'invention peuvent être fixes ou mobiles (en translation et/ou en rotation).
Le corps de révolution selon l'invention est généralement creux, et comprend, dans sa paroi, au moins une matière de renfort sous forme continue, généralement enroulée de façon hélicoïdale autour de l'axe (longitudinal) de révolution du corps, et au moins une matière organique thermoplastique (dans laquelle la matière de renfort est généralement noyée). Les fils de renfort(s) continus noyés dans la matière organique peuvent former par exemple, pour au moins une partie d'entre eux, un angle de l'ordre de 15° avec l'axe dudit corps, ou selon un autre mode avantageux un angle compris entre 50 et 55° avec l'axe dudit corps, cet agencement permettant d'augmenter la résistance axiale et circonférentielle du corps à la pression exercée par un fluide circulant ou contenu à l'intérieur pour une même quantité de fils de verre continus utilisée. Selon une autre variante avantageuse, au moins une partie des fils de renfort(s) continus noyés dans la matière organique thermoplastique forment un angle proche de 90° avec l'axe du corps et d'autres fils de renfort(s) continus sont noyés dans la matière organique en étant disposés longitudinalement le long de l'axe du corps.
Le choix d'une de ces variantes, de leur combinaison ou d'une autre variante privilégiant un angle d'enroulement des fils de renfort(s) continus différent, ainsi que des quantités respectives des fils de renfort(s) dans la direction selon laquelle ils sont disposés est effectué en fonction des contraintes spécifiques liées à chaque application telles que la résistance à la pression, à l'ovalisation, à la flexion, à la traction...
Selon un mode de réalisation avantageux, la paroi du corps de révolution selon l'invention est essentiellement voire entièrement formée par la seconde bande enroulée.
L'invention concerne également une structure, par exemple un tuyau composite, formée du corps de révolution précédemment défini et revêtue par exemple d'une ou plusieurs couches de finition ( par enroulement , co-extrusion, etc.), notamment en matière organique thermoplastique et/ou munie d'éléments complémentaires (tels que des embouts aux extrémités, solidarisés par exemple par soudure ou collage, ou au moins un liner, etc.).
Le corps ou la structure conformes à l'invention sont particulièrement adaptés pour contenir et/ou véhiculer des fluides sous pression. D'autres avantages et caractéristiques vont à présent être décrits en regard de la figure jointe représentant une vue schématique d'un dispositif de fabrication d'un corps de révolution selon l'invention. Dans un soucis de clarté, l'échelle entre les différentes parties n'est pas nécessairement respectée. Le dispositif représenté permet la fabrication d'un corps de révolution 1 conforme à l'invention formé par enroulement autour d'un mandrin 2 d'une bande composite 3 formée d'une première bande 4 formée de filaments de renforcement agencés de manière parallèle et contiguë et solidarisés entre eux par une première matière thermoplastique, cette bande étant noyée dans une seconde matière plastique en contact intime avec ladite bande.
La bande est formée à partir de fils composites 5 tels que les fils commercialisés par la société SAINT GOBAI N VETROTEX FRANCE sous la dénomination commerciale TWINTEX® et fabriqués par exemple selon le procédé décrit dans le brevet EP 0 599 695, ces fils étant constitués par des filaments de verre et des filaments d'une matière organique thermoplastique, de type polyoléfine ou polyester, intimement mêlés entre eux.
Ces fils sont dévidés à partir d'enroulements 6 disposés sur un cantre (non représenté). Ce cantre peut être par exemple tel que celui décrit dans la demande de brevet WO 00/24566. Ces fils sont ensuite rassemblés de manière parallèle à l'aide d'un ou plusieurs dispositifs (symboliquement représentés par 7) tels que un ou plusieurs peigne(s) et/ou plaque(s) à œillets et/ou galet(s) rainures et/ou embarrage(s), etc. Un ou des moyens de régulation de tension et/ou de détection de mouvement et/ou anti-statique peuvent également être prévus, par exemple au niveau du cantre et/ou en un ou différents points du trajet avant formation de la bande. Par exemple, le dispositif selon l'invention peut comprendre l'enchaînement de moyens décrit sous la référence 75 dans la demande de brevet WO00/24566 entre le cantre et le premier four 8. Les fils rassemblés de façon parallèle et contiguë passent dans un premier four ou une première série de fours infrarouge 8 où ils sont chauffés à une température atteignant au moins celle de fusion de la première matière thermoplastique, puis la nappe de fils chauffés passe dans un dispositif d'imprégnation 9 qui en aplatissant la nappe permet d'obtenir une première bande ou ruban en évacuant l'air contenu entre les fils pour densifier la matière et en noyant totalement les filaments de verre dans la matière thermoplastique. Le dispositif d'imprégnation 9 est par exemple constitué de trois cylindres chauffants parallèles entre eux et disposés en triangle, le cylindre supérieur étant réglable en hauteur de manière que la bande soit plus ou moins aplatie.
La première bande chauffée ainsi formée est maintenue en température, par passage dans un deuxième four ou une deuxième série de fours 10, jusqu'à la tête de pose 11 , cette tête étant avantageusement pivotante pour pouvoir changer l'angle de dépôt du ruban. Cette tête peut par exemple être celle décrite sous la référence 71 dans la demande de brevet WO00/24566. Au sortir de la tête de pose et juste avant d'entrer en contact avec le mandrin, la première bande est introduite dans une filière 12 dans laquelle elle est revêtue d'une seconde matière, cette seconde matière à l'état fondu provenant d'une extrudeuse 13 et alimentant la filière par l'intermédiaire par exemple d'un tuyau souple 14. La seconde matière est identique ou différente de la première matière et est introduite dans l'extrudeuse sous forme de granulés 15 et/ou de fils, etc. La seconde bande 3 ainsi formée par gainage de la première bande est ensuite enroulée autour du mandrin en rotation autour de son axe (ici par exemple dans le sens indiqué par la flèche), un rouleau 16 adjacent au mandrin pouvant également aider à l'application de la seconde bande (ce rouleau pouvant être considéré comme faisant ou non partie du dispositif de pose). Les corps de révolution obtenus selon l'invention peuvent être utilisés dans diverses applications, telles que le transport ou stockage de fluides.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un corps de révolution comprenant au moins les étapes suivantes : - on introduit au moins une première bande composite chauffée dans au moins une filière,
- on introduit simultanément dans ladite filière au moins une matière fondue au contact de ladite première bande composite, de manière à obtenir au moins une seconde bande composite, - on enroule ladite seconde bande composite autour d'un support en rotation autour de son axe.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on forme la première bande composite à partir de fils continus formés de filaments de verre et de filaments de matière organique thermoplastique, de préférence intimement mélangés.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première bande présente un taux volumique de vide inférieur à 5%.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première bande est obtenue en assemblant des fils composites continus de manière parallèle en au moins une nappe, en introduisant cette nappe dans une zone où elle est chauffée à une température atteignant au moins celle de fusion de la première matière thermoplastique, puis en passant cette nappe de fils chauffés dans un dispositif d'imprégnation pour répartir de manière homogène la première matière thermoplastique fondue et imprégner les fibres de renfort par celle-ci.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première bande est chauffée et/ou maintenue en température jusqu'à la filière ou jusqu'au(x) moyen(s) d'enroulement de la seconde bande.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la seconde bande comprend un taux de matière de renfort compris entre 0 et 60% en poids de la bande sur au moins une certaine partie de sa longueur, ce taux pouvant également varier suivant la longueur de la bande.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la seconde matière est introduite dans la filière après avoir été conditionnée par un dispositif d'extrusion.
8. Dispositif de fabrication d'un corps de révolution, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un ou des moyens pour fournir au moins une première bande composite chauffée,
- au moins une filière pour recevoir simultanément au moins la première bande composite et au moins une matière fondue au contact de ladite première bande composite, de manière à obtenir au moins une seconde bande composite,
- un ou des moyens pour enrouler ladite seconde bande composite autour d'un support en rotation autour de son axe.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ou les moyens d'enroulement comprennent au moins une tête de pose, la filière se trouvant en sortie de la tête de pose.
10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un ou des moyens pour entraîner et assembler les fils sous la forme d'au moins un faisceau de fils parallèles; - un ou des moyens pour chauffer ledit faisceau ;
- au moins un dispositif d'imprégnation du faisceau chauffé de manière à obtenir une bande;
- un ou des moyens pour maintenir la bande en température au moins jusqu'à la filière.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 caractérisé en ce qu'une extrudeuse apporte la seconde matière fondue dans la filière calibrée à la section de la seconde bande.
12. Corps de révolution composite présentant au moins une zone formée uniquement par enroulement d'une bande, cette bande étant formée d'une bande composite sur laquelle a été déposée une matière de dilution.
13. Corps de révolution composite présentant au moins une zone formée uniquement par enroulement d'une bande composite, cette zone présentant un taux de renfort(s) modulable et/ou réduit, et/ou au moins une partie des renforts de cette zone présentant une position décentrée au sein de la matière organique dans laquelle ils sont noyés et ou les renforts de cette zone étant noyés dans au moins deux matières différentes et/ou cette zone pouvant être au contact direct avec l'intérieur et/ou avec l'extérieur du corps de révolution.
14. Corps de révolution composite à taux de renfort(s) modulable.
15. Structure composite, telle qu'un tuyau ou un réservoir, comprenant au moins un corps de révolution selon l'une des revendications 12 à 14.
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