Tube rétractile nouveaux
La présente invention concerne un tube en matière thermoplastique flexible boudiné en hélice et un tuyau flexible hydraulique comportant le nouveau tube boudiné en matière thermoplastique flexible, renforcé par des brins de matière de renforcement fibreuse et propre à transférer des fluides sous des pressions élevées. L'invention se rapporte en particulier à un
tube en matière thermoplastique extrudée et à un tuyau flexible
à pression utilisant le tube qui a été conformé en un tube
rétractile.
On a déjà proposé de fabriquer un tube en matière thermoplastique flexible boudiné en hélice et propre à être utilisé pour transférer le fluide sous pression alimentant un équipement pneumatique comme, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis
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Rodgers n[deg.] 3.021.871. Dans ces brevets, un tube à mémoire élastique, qui a été extrudé en Nylon ou en poly( chlorure de vinyle), est boudiné en hélice autour ...
d'un mandrin, porté à une température inférieure au point de ramollissement de la matière plastique, puis refroidi dans cette 'forme boudinée. Lorsque le tube est enlevé du mandrin, il conserve sa forme boudinée. Le boudin peut être allongé par étirage, mais, lorsqu'on le relâche, il reprend sa forme initiale.
Un tuyau flexible boudiné rétractile comportant un grand nombre de spires qui font partie intégrante les unes des autres et qui sont disposées dans des plans en substance parallèles et ressemblant à un chiffre 8 est décrit dans le brevet des Etats-Unis d' Amérique de Cooper et collaborateurs n[deg.]
3.826.288. Une matière plastique à mémoire élastique, comme
du Nylon, du polyéthylène ou un caoutchouc synthétique, est utilisée pour fabriquer le tuyau.
Un tube rétractile composite est décrit par Coe dans
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posite comporte un tube d'âme, une gaine concentrique et une matière de renforcement fibreuse tressée entre le tube d'âme et la gaine. Le tube d'âme et la gaine sont extrudés en une matière polymère cristalline, comme du Nylon, un polyacétal, un polycarbonate ou une résine de polypropylène. La matière de renforcement peut être un polyester ou une matière fibreuse à base de Nylon.
Les tubes rétractiles et les tuyaux hydrauliques flexi-bles disponibles jusqu'à présent sont avantageusement utilisés avec divers types d'appareils pneumatiques parce qu'ils reprennent leur forme boudinée lorsqu'on ne les utilise pas.
De plus, on peut les utiliser avantageusement avec des appareils animés d'un mouvement alternatif. La forme boudinée permet au tube de s'allonger et de se rétracter en accompagnant l'appareil et élimine le risque de voir le tuyau traîner en un endroit indésirable et s'emmêler dans l'appareil ou se placer dans le chemin de l'opérateur. La plupart
des tubes et tuyaux rétractiles connus jusqu'à présent sont fabriqués en Nylon. Le Nylon a une mémoire élastique, mais il tend à la perdre après avoir été exposé de très nom- ' ' breuses fois à des variations de température et il s'ajuste alors lâchement sur un raccord de sorte qu'un risque de fuite prend naissance entre le tuyau et le raccord. De plus, comme le Nylon industriel est un polyamide ayant des propriétés physiques qui sont en substance constantes, on ne peut pas modifier ses caractéristiques en vue d'obtenir des propriétés particulièrement souhaitables dans un tube ou un tuyau flexible 'destiné à des fins spécifiques. ,
Cela étant, l'invention a pour but de procurer :
un tube synthétique rétractile perfectionné propre à transférer des fluides sous pression;
un tuyau flexible à pression rétractile comportant
un tube d'âme et/ou une gaine extrudés en une nouvelle matière résineuse synthétique dont la composition puisse être modifiée en vue d'obtenir des caractéristiques spécifiques requises pour garantir un comportement optimum dans une opération particulière;
un tube ou un tuyau flexible à pression renforcé rétractile qui résiste davantage à un relâchement après un cyclage thermique répété et qui soit par conséquent plus avantageux que le tube et tuyau rétractile disponible jusqu'à présent et utilisé avec des raccords à des appareils pneumatiques ou hydrauliques.
D'autres buts ressortiront clairement de la description détaillée donnée ci-après, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé, dans lequel :
la Fig. 1 est une vue en perspective d'une forme d'exécution du tube conforme à l'invention, dans un état partiellement
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la Fig. 2 est une vue en élévation de côté de la forme d'exécution de la Fig. 1, dans un état rétracté;
la Fig. 3 est une vue en élévation de côté fragmentaire en partie arrachée et en coure longitudinale d'une forme d'exécution d'un tuyau flexible hydraulique renforcé conforme à l'in-
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la Fig. 4 est une vue en élévation de la forme d'exécution de la Fig. 3 après boudinage et dans un état partiellement étendu.
Ces buts ainsi que d'autres encore sont réalisés con-
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tube rétractile propre à transférer des fluides sous pression'et obtenu en extrudant un mélange en substance uniforme d'um polyester. élastomère thermoplastiqùe segmenté et d'un polyester aromatique thermoplastique comme, par exemple, un poly(téréphtalate. d'alkylène), et en conférant au tube obtenu une forme rétractile. Le tube rétractile peut être utilisé
comme tel ou peut être incorporé à un tuyau hydraulique flexible renforcé par des fibres, comme tube d'âme ou comme gaine.
Le polyester élastomère thermoplastique segmenté
peut être un de ceux décrits dans les brevets des Etats-Unis
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thermoplastique segmenté industriel vendu par E.I. DuPont de Nemours and Company de Wilmington, Delaware, sous la marque de fabrique "Hytrel" peut être utilisé. Comme décrit dans le
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élastomère thermoplastique comprend de nombreuses unités ester intralinéaires récurrentes à chaîne longue et chaîne courte assemblées tête à queue par des liaisons ester, les unités ester à chaîne longue étant de la formule :
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et les unités ester à chaîne courte étant de la formule :
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où
G représente un radical divalent subsistant après l'élimination des radicaux hydroxyle terminaux d'un polyoxyalkylèneglycol dans lequel le rapport des atomes de carbone
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R représente un radical divalent subsistant après l'élimination des radicaux carboxyle d'un acide dicarboxylique d'un poids moléculaire inférieur à environ 300, et
D représente un radical divalent subsistant après l'élimination des radicaux hydroxyle d'un diol inférieur d'un poids moléculaire de moins d'environ 250,
étant entendu que les unités ester à chaîne courte forment envi-
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lène, n'excède pas environ 20%.
Le polyester aromatique thermoplastique peut être un poly(téréphtalate d'alkylène), comme le poly(téréphtalate d'éthylène), le poly(téréphtalate de.propylène), le poly(téréphtalate de butylène) ou un copolymère d'un téréphtalate d'alkylène avec le téréphtalate de cyclohexanediméthyle. De préférence, le polyester thermoplastique est un poly(téréphtalate
de butylène) tel que ceux vendus par la Société General Electric Company sous la marque de fabrique "Valox", par la Société Eastman Kodak sous la marque de fabrique "Tenite" pour des polyesters aromatiques et par la Société Celanese Plastics sous la marque de fabrique "Celanex" pour des polyesters aromatiques.
Les proportions relatives du copolyester élastomère thermoplastique segmenté et ,du polyester aromatique thermoplastique peuvent être modifiées de manière à fournir des propriétés spécifiques requises pour garantir un comportement optimum dans une opération particulière comme, par exemple, la limite d'élasticité, le module de traction et l'allongement jusqu'à rupture. On a constaté qu'on peut régler la cristallinité du mélange en choisissant la quantité de polyester aroma-
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thermoplastique segmenté. La rigidité en flexion et les caractéristiques rétractiles du produit tubulaire obtenu sont affectées par la cristallinité du mélange. Cela étant, la rigidité du tube boudiné en hélice peut être réglée en modifiant les proportions relatives, du copolyester élastomère thermoplastique segmenté et du polyester aromatique thermoplastique utilisés pour préparer la matière à extruder en tube. On a obtenu les meilleurs résultats jusqu'à présent avec un mélange d'environ 80 parties en poids de copolyester élastomère thermoplastique segmenté et d'environ 20 parties en poids de polyester atomatique thermoplastique. Cependant, on peut modifier les proportions entre 95 et 5 parties en poids environ de copolyester élastomère thermoplastique segmenté et entre 5 et 95 parties en poids environ de polyester aromatique thermoplastique.
Le diamètre du tube peut être modifié dans un large intervalle, mais il est
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intérieur.
Les propriétés physiques du mélange de résines synthétiques utilisé conformément à l'invention sont illustrées dans le tableau I suivant.
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Le polyester aromatique thermoplastique est indiqué dans le tableau par "PBT". Le "PBT" utilisé est du Valox. Le Valox est un polyester de poly(téréphtalate de butylène) et sert à augmenter la résistance, le module et la limite élasti-
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thermoplastique segmenté. Ceci ressort en particulier des résultats obtenus dans l'essai du module de flexion.
Le produit tubulaire peut être conformé en un boudin rétractile par n'importe quel dispositif adéquat. On a constaté qu'il est avantageux de donner une forme hélicoïdale ou boudinée au tube en l'enroulant autour d'un mandrin adéquat et
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environ pendant 15 à 25 minutes environ, tout en soutenant le tube intérieurement par une pression d'air d'environ 1,05 à
2,1 kg/cm<2>.
Une forme d'exécution de l'invention est représentée sur les Fig. 1 et 2 et comprend un tube rétractile qui a été obtenu en extrudant un mélange en substance uniforme de 80 parties en poids de copolyester élastomère thermoplastique segmenté Hytrel et de 20 parties en poids de polyester aromatique thermoplastique Valox ayant les caractéristiques physiques indiquées dans le tableau ci-dessus. Le nouveau produit tubulaire 10 comprend un tube d'âme 10 dans le tuyau flexible hydraulique renforcé par des fibres des Fig. 3 et 4. Le tube d'âme 10, dans la forme d'exécution des Fig. 3 et 4, est renforcé de manière à résister à un allongement et à une dilatation radiale par des filaments de poly(téréphtalate d'éthylène) tressés formant une couche 11.
Une gaine protectrice 12 a été extrudée sur la couche de renforcement 12 à partir du même mélange de résines synthétiques que celui utilisé pour le tube d'âme 10.
Pour démontrer l'amélioration du produit tubulaire conforme à l'invention par rapport aux produits tubulaires disponibles jusqu'à présent, on fixe deux tubes connus obtenus en extrudant du Nylon de type II-N2 et deux tubes obtenus en extrudant le mélange du tableau ci-dessus, à des raccords en laiton identiques. On met ensuite les tubes sous pression
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fin du sixième jour, on plonge le tube et les raccords dans l'eau. On constate qu'un des tubes de Nylon fuit au niveau du raccord sous une pression de 10,5 kg/cm<2>. Les deux tubes en Nylon prennent du jeu dans le raccord au point qu'on peut les faire tourner à la main par rapport à leurs raccords. Aucun des tubes conformes à l'invention ne présente de fuite ni ne prend du jeu dans le raccord au point qu'on puisse le faire tourner à
la main par rapport au raccord.
Bien que l'on préfère que le tube d'âme et la gaine
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même mélange de copolyester élastomère thermoplastique segmenté et de polyester aromatique thermoplastique, il va de soi
que la composition de la gaine et celle du tube d'âme peuvent
être différentes pour autant qu'elles aient toutes deux la cristallinité nécessaire pour que l'on puisse rendre le tube rétractile. Par exemple, le tube d'âme peut être fait du
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rure de vinyle) ou l'équivalent.
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sant ou en commettant des brins de la matière fibreuse en hélice autour du tube d'âme. On peut utiliser des appareils
et des procédés classiques pour tresser et commettre le renforcement. La matière de renforcement fibreuse peut être une matière fibreuse appropriée quelconque connue jusqu'à présent, comme par exemple du Nylon semblable à celui décrit dans le brevet
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Bien entendu, l'invention n'est en aucune manière limitée aux détails d'exécution décrits auxquels de nombreux changements et modifications peuvent être apportés sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS
1.- Tube boudiné flexible thermoplastique rétractile servant à transférer des fluides sous pression, caractérisé
en ce qu'il comporte une paroi tubulaire faite d'un mélange
d'un copolyester élastomère thermoplastique segmenté et d'un polyester aromatique thermoplastique.
New retractable tube
The present invention relates to a tube of flexible thermoplastic material coiled in a helix and a hydraulic flexible pipe comprising the new coiled tube of flexible thermoplastic material, reinforced by strands of fibrous reinforcing material and suitable for transferring fluids under high pressures. The invention relates in particular to a
extruded thermoplastic tube and flexible hose
pressure using the tube which has been shaped into a tube
retractile.
It has already been proposed to manufacture a tube of flexible thermoplastic material coiled in a helix and suitable for being used for transferring the pressurized fluid supplying pneumatic equipment as, for example, in the patents of the United States.
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Rodgers n [deg.] 3,021,871. In these patents, an elastic memory tube, which has been extruded from nylon or poly (vinyl chloride), is helically coiled around ...
of a mandrel, brought to a temperature below the softening point of the plastic material, then cooled in this coiled form. When the tube is removed from the mandrel, it retains its coiled shape. The strand can be lengthened by stretching, but when released it returns to its original shape.
A retractable coiled flexible hose having a large number of coils which are integral with one another and which are arranged in substantially parallel planes and resembling a numeral 8 is described in the United States patent to Cooper et al. collaborators n [deg.]
3,826,288. An elastic memory plastic, such as
Nylon, polyethylene or synthetic rubber is used to make the pipe.
A composite shrink tube is described by Coe in
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posite comprises a core tube, a concentric sleeve, and a fibrous reinforcing material braided between the core tube and the sleeve. The core tube and sheath are extruded from a crystalline polymeric material, such as nylon, polyacetal, polycarbonate or polypropylene resin. The reinforcing material may be a polyester or a fibrous nylon material.
The retractable tubes and flexible hydraulic hoses available heretofore are advantageously used with various types of pneumatic devices because they resume their coiled shape when not in use.
In addition, they can be used advantageously with devices moving in a reciprocating motion. The coiled shape allows the tube to extend and retract when accompanying the device and eliminates the risk of the hose dragging in an undesirable location and becoming entangled in the device or getting in the way of the operator . Most
hitherto known shrink tubes and hoses are made of nylon. Nylon has elastic memory, but it tends to lose it after being exposed to temperature variations many times over and it then fits loosely over a fitting so that a risk of leakage arises. between the pipe and the fitting. In addition, since industrial nylon is a polyamide having physical properties which are substantially constant, its characteristics cannot be altered in order to obtain particularly desirable properties in a tube or hose intended for specific purposes. ,
This being the case, the aim of the invention is to provide:
an improved synthetic shrink tube suitable for transferring fluids under pressure;
a flexible hose with retractable pressure comprising
a core tube and / or sheath extruded from a novel synthetic resinous material, the composition of which can be modified in order to obtain specific characteristics required to ensure optimum performance in a particular operation;
a retractable reinforced pressure hose or hose which is more resistant to loosening after repeated thermal cycling and is therefore more advantageous than the retractable tube and hose available heretofore and used with connections to pneumatic or hydraulic devices .
Other objects will emerge clearly from the detailed description given below, by way of example, with reference to the appended drawing, in which:
Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of the tube according to the invention, in a partially
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Fig. 2 is a side elevational view of the embodiment of FIG. 1, in a retracted state;
Fig. 3 is a fragmentary side elevational view, partly broken away and in longitudinal section, of an embodiment of a reinforced hydraulic hose according to the invention.
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Fig. 4 is an elevational view of the embodiment of FIG. 3 after extrusion and in a partially extended state.
These and other goals are being achieved by
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A shrink tube suitable for transferring fluids under pressure, and obtained by extruding a substantially uniform mixture of polyester. segmented thermoplastic elastomer and a thermoplastic aromatic polyester such as, for example, a poly (alkylene terephthalate), and imparting the resulting tube to a shrink shape. The retractable tube can be used
as such or can be incorporated into a flexible hydraulic hose reinforced with fibers, as a core tube or as a sheath.
Segmented thermoplastic elastomer polyester
may be one of those described in United States patents
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Industrial segmented thermoplastic sold by E.I. DuPont de Nemours and Company of Wilmington, Delaware under the trademark "Hytrel" can be used. As described in the
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Thermoplastic elastomer comprises numerous recurring long chain and short chain intralinear ester units joined head to tail by ester bonds, the long chain ester units being of the formula:
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and the short chain ester units being of the formula:
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or
G represents a divalent radical remaining after removal of terminal hydroxyl radicals from a polyoxyalkylene glycol in which the ratio of carbon atoms
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R represents a divalent radical remaining after removal of carboxyl radicals from a dicarboxylic acid of molecular weight less than about 300, and
D represents a divalent radical remaining after removal of hydroxyl radicals from a lower diol with a molecular weight of less than about 250,
it being understood that the short-chain ester units form approximately
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lene, does not exceed about 20%.
The thermoplastic aromatic polyester can be a poly (alkylene terephthalate), such as poly (ethylene terephthalate), poly (propylene terephthalate), poly (butylene terephthalate), or a copolymer of an ethylene terephthalate. alkylene with cyclohexanedimethyl terephthalate. Preferably, the thermoplastic polyester is a poly (terephthalate
of butylene) such as those sold by the General Electric Company under the trademark "Valox", by the Eastman Kodak Company under the trademark "Tenite" for aromatic polyesters and by the Celanese Plastics Company under the trademark "Celanex" for aromatic polyesters.
The relative proportions of the segmented thermoplastic elastomeric copolyester and, of the thermoplastic aromatic polyester can be varied so as to provide specific properties required to ensure optimum performance in a particular operation such as, for example, yield strength, tensile modulus and elongation until rupture. It has been found that the crystallinity of the mixture can be adjusted by choosing the amount of aromatic polyester.
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segmented thermoplastic. The flexural rigidity and the shrinkage characteristics of the resulting tubular product are affected by the crystallinity of the mixture. However, the stiffness of the helically coiled tube can be controlled by varying the relative proportions of the segmented thermoplastic elastomeric copolyester and the thermoplastic aromatic polyester used to prepare the material to be tube extruded. The best results so far have been obtained with a mixture of about 80 parts by weight of segmented thermoplastic elastomeric copolyester and about 20 parts by weight of thermoplastic atomatic polyester. However, the proportions can be varied from about 95 to 5 parts by weight of segmented thermoplastic elastomeric copolyester and from about 5 to 95 parts by weight of thermoplastic aromatic polyester.
The diameter of the tube can be changed within a wide range, but it is
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interior.
The physical properties of the mixture of synthetic resins used in accordance with the invention are illustrated in Table I below.
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Thermoplastic aromatic polyester is indicated in the table as "PBT". The "PBT" used is Valox. Valox is a polyester of poly (butylene terephthalate) and is used to increase strength, modulus and yield strength.
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segmented thermoplastic. This emerges in particular from the results obtained in the flexural modulus test.
The tubular product can be shaped into a retractable coil by any suitable device. It has been found that it is advantageous to give a helical or coiled shape to the tube by winding it around a suitable mandrel and
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for about 15 to 25 minutes, while supporting the tube internally by an air pressure of about 1.05 to
2.1 kg / cm <2>.
An embodiment of the invention is shown in Figs. 1 and 2 and comprises a shrink tube which has been obtained by extruding a substantially uniform mixture of 80 parts by weight of Hytrel segmented thermoplastic elastomeric copolyester and 20 parts by weight of Valox thermoplastic aromatic polyester having the physical characteristics shown in the table below -above. The new tubular product 10 comprises a core tube 10 in the fiber reinforced hydraulic hose of Figs. 3 and 4. The core tube 10, in the embodiment of Figs. 3 and 4, is reinforced to resist elongation and radial expansion by braided poly (ethylene terephthalate) filaments forming a layer 11.
A protective sleeve 12 was extruded over the backing layer 12 from the same blend of synthetic resins as that used for the core tube 10.
To demonstrate the improvement of the tubular product according to the invention compared to the tubular products available hitherto, two known tubes obtained by extruding Nylon type II-N2 and two tubes obtained by extruding the mixture of the table below are fixed. above, to identical brass fittings. The tubes are then put under pressure
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at the end of the sixth day, the tube and fittings are immersed in water. It is observed that one of the nylon tubes leaks at the level of the fitting under a pressure of 10.5 kg / cm <2>. The two nylon tubes take up play in the fitting to the point that they can be rotated by hand relative to their fittings. None of the tubes according to the invention exhibits any leakage or takes up play in the fitting to the point that it can be rotated at
hand in relation to the fitting.
Although it is preferred that the core tube and the sheath
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same blend of segmented thermoplastic elastomer copolyester and thermoplastic aromatic polyester, of course
that the composition of the sheath and that of the core tube may
be different as long as they both have the necessary crystallinity so that the tube can be made retractable. For example, the core tube can be made of
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vinyl rure) or equivalent.
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santing or making strands of the fibrous material helically around the core tube. You can use devices
and conventional methods for braiding and committing the reinforcement. The fibrous reinforcing material may be any suitable fibrous material known heretofore, such as, for example, nylon similar to that described in the patent.
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Of course, the invention is in no way limited to the details of execution described to which numerous changes and modifications can be made without departing from its scope.
CLAIMS
1.- Flexible thermoplastic retractable coiled tube used to transfer fluids under pressure, characterized
in that it comprises a tubular wall made of a mixture
a segmented thermoplastic elastomeric copolyester and a thermoplastic aromatic polyester.