WO1996018840A1 - Canalisation en materiau synthetitque composite - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a pipe whose wall is made of composite material and which is intended for fluids such as fuel or windshield washer fluid, engine coolant, or even heat transfer fluid for the heating-air conditioning installation. of a motor vehicle.
- the pipes used today when they are no longer metallic, are essentially made of polyamide.
- This material has a certain number of disadvantages, in particular the fact that it does not constitute an effective barrier to some of the components of the fluid conveyed.
- the present invention intends to propose a canalization in which the barrier function to all the chemicals present in a fuel liquid or in an alcohol solution such as they are encountered in a motor vehicle, is provided economically by a single middle layer.
- the search for the impermeability of such a pipe can be satisfied by using noble raw materials but of very high price.
- the price of the material comes in for around half the price of returns, it is essential to be able to use inexpensive materials (therefore of lower performances from the point of view of impermeability) and to apply the treatments there, also the cheapest possible, to improve their mediocre performances.
- the invention in a preferred embodiment, has the second aim of providing a pipeline having a delay in ignition therefore in its piercing by burning or fusion greater than the current pipelines made of plastic.
- the subject of the invention is a pipe made of multilayer material, intended to convey a fluid between some of the members of a motor vehicle ⁇ bile comprising an internal layer at least one intermediate layer and an external layer in which the intermediate layer has a thin sheet intimately enveloping the inner layer.
- this envelope is made from a sheet material because, in the manufacture of this sheet, it intervenes either a rolling or calendering which is a mechanical operation which is extremely favorable to the compactness of the material and therefore to its impermeable nature, or a coating which makes the sheet impermeable.
- a rolling or calendering which is a mechanical operation which is extremely favorable to the compactness of the material and therefore to its impermeable nature, or a coating which makes the sheet impermeable.
- this sheet does not participate in the mechanical characteristics of the pipe so as, on the one hand, not to interfere with a traditional fitting of fittings and end fittings at the end of the pipe and on the other hand, to leave free the possibilities of adaptation of this mechanical resistance by the choice and / or the simple adjustment of the thicknesses of material of the internal and external layers.
- the choice will preferably relate to a metal, in particular aluminum. It is known in fact that the ductility of this metal makes it possible to obtain, extremely inexpensively, extremely thin sheets. This thinness is also an essential quality required by the invention to ensure very close contact between the envelope and the inner layer.
- This contact is reinforced by an adhesive which is interposed between the surface of the inner layer and the sheet, this adhesive being preferably present on one of the faces of the sheet, for example in the inactive state. . Its activation is carried out by any suitable means such as the supply of heat.
- aluminum can have a thickness of the order of fifteen microns.
- the l 'thickness is of the order of 70 microns the metal core having between 15 and 25 microns thick.
- a film of synthetic material such as cell hydrate can also be used. lose (cellophane: registered trademark) for its qualities of impermeability to gases not soluble in water (thanks in particular to the nitrocellulose varnish with which the sheet is generally coated).
- An additional advantage of this material lies in its ease in adding it to polyethylene and therefore in making its intimate contact with this material.
- composite films or ribbons may for example be an aluminum sheet coated on one side with a woven or non-woven fiberglass material or a deposit of mica.
- the aluminum foil can be replaced by a cellophane or polyester film.
- the advantage of such a composite lies in its ability to add another function to that of the barrier of the base film, for example an anti-fire layer, that is to say retarding the piercing due to the flame. This is why the coated side of the film will face outward.
- the application of the sheet material on the inner layer can be carried out by wrapping.
- a ribbon is therefore wound helically around the tube with overlap, its adhesive side facing the tube. It can also be produced by longitudinal wrapping with overlapping of the edges.
- the intermediate film is thin enough not to constitute a reinforcement in the mechanical sense of the term. In particular its small thickness prevents it from being inextensible so that it does not oppose the fitting of a nozzle or a connector at the end of a pipe and that the holding capacities mechanical and sealing of these shanks are retained.
- the material of the internal and external layers can no longer be chosen solely because of their ability to form a barrier to the products conveyed, but according to other criteria such as mechanical strength, fire resistance, weight, satisfaction of specifications so that there remains a great deal of latitude in the possible choices for the manufacturer.
- Other criteria such as mechanical strength, fire resistance, weight, satisfaction of specifications so that there remains a great deal of latitude in the possible choices for the manufacturer.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a production line of an example of piping according to the invention
- FIG. 2 illustrates by a diagram a variant of the production line.
- An extruder 1 makes it possible to manufacture an inner tube, for example made of polyethylene 2.
- the polyethylene will be a high density polyethylene, preferably, whose outside diameter is of the order of a centimeter.
- the tube 2 passes through a calibration station 3 at the exit of which it is supported by a pulling device 4.
- At station 5 we proceed to the helical wrapping of a ribbon 6 around of the tube 2, this tape 6 being able to be an aluminum foil covered at least on its face turned towards the tube 2 with a suitable adhesive.
- this adhesive is in an inactive state and in a heating station 7, for example by infrared, located downstream of station 5, the adhesive is made active to create an adhesive bond between the metal sheet and the upper surface of tube 2 and to create an adhesion bond between the portions longitudinal of the ribbon which overlap when this ribbon is wound around the tube 2.
- the aluminum foil has of course a width which is a function of the external diameter of the tube 2 on the one hand and the pitch of the propeller which it is desired to produce on the other hand. Its thickness is preferably around 15 ⁇ . It is not, however, outside the scope of the invention to provide a metal sheet of smaller thickness, or on the contrary of greater thickness as long as an intimate contact between the tube and the ribbon is ensured during wrapping. and that the strip does not constitute a mechanical reinforcement inextensible around the inner tube.
- the interest of this technique lies partly in the presence on the market of an aluminum strip having one or both of its pre-adhesive faces.
- the streamer tube passes into an extruder head 8 where it receives a layer of an adhesive based on maleic acid, and into the head of an extruder 9 where, immediately after the deposition of maleic acid, a layer of polyamide 10, for example PAU, PA12, is deposited.
- the composite tube then passes into a cooling unit 11 from which it is extracted by a second pulling mechanism 12.
- a multilayer tube is thus produced which has excellent qualities compared to a fluid such as a hydrocarbon to be transported. Indeed, the tightness of this tube to hydrocarbon vapors was measured and it was found that after two months of aging of the tube at 60 °, the "leak" was 0.30 g / m 2 / hour. By way of comparison, it will be indicated that the best performance in this field of application is obtained by tubes made of noble material of the fluorocarbon polymer type, the price of which is more than three times that of the tube obtained in accordance with the invention, and are around 1 to 1.5 g / m ⁇ per hour.
- the thickness of the internal tube made of high density polyethylene is between 0.25 and 0.40 millimeter.
- Aluminum with a thickness of around 15 ⁇ carries an adhesive on both sides: for example high density polyethylene on one of its faces and maleic acid on the other.
- the maleic acid coextruded on the banner film with the polyamide is of a thickness of the order of 0.2 millimeters.
- the thickness of the polyamide outer layer will be between 0.45 and 0.80 millimeters. If the pipe must meet a requirement of resistance to bursting in temperature (120 °) under a pressure of 15 bars, the thickness of the polyethylene will be between 0.3 and 0.4 millimeters and that of the polyamide by 0.45 millimeters.
- the thickness of the polyamide will be increased to 0.8 millimeters, for example.
- One solution may also be to choose a more rigid polyamide.
- Another solution also consists in replacing the internal layer of polyethylene by a polyamide PAU; PA12; PA6 or PA6 / 6 over a thickness of 0.45 millimeters or with a polybutylene terephthalate with a thickness of 0.45 millimeters.
- an internal polyamide layer (PAU, 12, 6, 6/6, etc.) can be produced with a small thickness (0.45 mm) and an external polyethylene layer, the thickness of which will be adjusted according to the parameters of the test to be undergone and the resistance to external aggressions.
- PAU polyamide layer
- an external polyethylene layer the thickness of which will be adjusted according to the parameters of the test to be undergone and the resistance to external aggressions.
- Another example of a pipe according to the invention would be to provide an inner layer of polya- mide (chosen from those already mentioned) with a thickness of 0.8 to 1 millimeter similar to that of existing pipes, and to cover the banner film on this polyamide tube with a layer of a polychlo-based compound - vinyl rure constituting a protective sheath against fire and external aggressions.
- the mechanical strength of the last mentioned canalization is entirely ensured by the polyamide inner tube.
- the barrier to the constituents of the fluid carried is provided by the film (for example aluminum) banner.
- the film (for example aluminum) banner In this case it is not necessary to use adhesive between the layers, the watertightness at the level of the banded intermediate layer is ensured by the overlapping of the edges of the tape which is coated on each of its faces.
- an adhesive for example a high density polyethylene
- the covering product can therefore be a PVC comprising a finely divided mineral filler at the rate of 80% to 100% of resin by weight.
- the quantity of filler expressed in percent of resin is commonly accepted in the field: here this means that the weight of mineral filler is practically equal to the weight of resin used.
- PVC flame retardant PVC as they exist on the market, for example PVC reference XFGP-2032H from the company RESINO-FAST. These products indeed have additives that increase their flame resistance.
- a crosslinkable PVC as used as covering material as it is currently marketed by the company HYDROPOLYMERE under the reference R1762-1-2, has been used.
- PVC has also been used with success, comprising a ceramic additive in an amount of 25% to 50% resin by weight plus an expanded material.
- this type of coating when subjected to the flame, increases in volume due to the expanded additive that it contains while entraining during its expansion ceramic particles which, when they are subjected to the flame and when the expanded material pyrolyses under the effect of this flame, constitutes a kind of heat shield which protects the inner layers for a sufficient time to meet the standards laid down by automobile manufacturers.
- a PVC-based compound provided with an intumescent charge was used, as in the field of paints.
- this charge is of the type manufactured by LURIE Laboratories.
- the flame resistance of each of these coatings is equivalent under a similar thickness.
- a coating with a thickness of 1 millimeter gave a flame resistance of the order of 2 minutes
- a thickness of 1.5 mm gave a resistance of the order of 6 minutes
- a thickness of 2 mm a resistance of the order of 6 and a half minutes, according to the test procedure of automo ⁇ bile manufacturers.
- FIG. 2 illustrates an alternative means to the wrapping device 5 for wrapping the polyethylene tube 2 with a metal foil which is presented here in the form of a tape 14 whose width is a function of the circumference of the tube 2 so that when this ribbon 14 is wound longitudinally around the tube, in particular by means of a form gauge 15, the longitudinal edges of the ribbon 14 overlap each other.
- the shape of the gauge 15 will be studied so that the ribbon is tightly applied against the tube 2, this ribbon being able to have a pre-bonded face which will make it possible to join the overlapping edges at the outlet of the caliber 15.
- This technique allows to make a greater length of tube, with identical length of tape, than by wrapping.
- This cellophane tape can be associated with a layer of polyethylene which, when activated by heat, will constitute the means of adhesion of this tape to the tube also made of polyethylene.
- Materials in complex sheet can be associated either by wrapping or by longitudinal winding with the polyethylene tube 2.
- These complex ribbons can include a metal sheet, one face of which preferably the face which will be turned towards the outside of the tube when the tape will be put in place, is provided with a layer of woven and / or non-woven fiberglass or a protective layer of the mica projection type.
- polyester fibers to these metal ribbons. This creates a barrier to the action of an external flame on the tube. This constitutes an important advantage of these complexes, taking into account the fact that the fluid conveyed by the tube is generally very inflamma ⁇ ble.
- the sheet material used in small thicknesses does not interfere with the mechanical work that this tube is subjected to (bending, radial mechanical expansion, etc.) to ensure the insertion of connection end pieces or the cooperation of connection devices with the tube ends.
- the tube according to the invention behaves like a conventional tube. This allows it to be implemented with traditional means whose handling and use are perfectly mastered.
- the sheet material is metallic
- the fact that the tube becomes electrically conductive which makes it possible to connect it to a mass and evacuation device for example of static electricity.
- the inner tube is made of polyethylene allows the tube to undergo a treatment process at the end of manufacture or during its manufacture which consists in crosslinking the internal layer of this tube, which improves its performance from the point of view permeability to liquids and hydrocarbon or alcoholic gases.
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Abstract
Canalisation en matériau multicouche destinée à véhiculer un fluide de véhicule automobile, comportant une couche interne (2), une couche intermédiaire formée d'un matériau (6) en feuille mince enveloppant intimement la couche interne (2) et une couche externe (10).
Description
Canalisation en matériau synthétique composite.
La présente invention concerne une canalisation dont la paroi est en matériau composite et qui est destinée à des fluides tels que le carburant ou le liquide lave- glace, le liquide de refroidissement du moteur, voire le liquide caloporteur pour l'installation de chauffage- climatisation d'un véhicule automobile.
Les canalisations aujourd'hui utilisées lors¬ qu'elles ne sont plus métalliques, sont essentiellement en polyamide. Ce matériau présente un certain nombre d'incon- venients, notamment du fait qu'il ne constitue pas une barrière efficace à certains des composants du fluide véhiculé.
Pour combattre cet inconvénient on a proposé de revêtir la paroi intérieure de ces canalisations d'une couche-barrière fine par exemple en polyoléfine (polypropy- lène notamment) par coextrusion. Dans d'autres techniques on a également proposé de revêtir la face interne de cette canalisation d'un EVOH (copolymère d'éthylène alcool vinylique) pour la propriété bien connue de ces corps à former une barrière efficace, notamment aux solvants organiques. Cependant, en présence d'alcool, les EVOH ont tendance à retenir cet alcool et surtout le méthanol .
On a également décrit des produits dans lesquels cette couche est prise en sandwich entre un polyamide épais extérieure et un polyamide fin intérieur.
La présente invention entend proposer une canali¬ sation dans laquelle la fonction barrière à tous les produits chimiques présents dans un liquide carburant ou dans une solution d'alcool tels qu'on les rencontre dans un véhicule automobile, soit assurée de manière économique par une seule couche intermédiaire. En effet, la recherche de l'imperméabilité d'une telle canalisation peut être satisfaite en utilisant des matières premières nobles mais de prix très élevé. Comme dans ce type de produit, le prix de la matière intervient pour environ la moitié du prix de
revient, il est indispensable de pouvoir utiliser des matériaux bon marché (donc de performances inférieures du point de vue de l'imperméabilité) et d'y appliquer les traitements, également le meilleur marché possible, pour améliorer leurs médiocres performances.
En outre, comme certains de ces liquides sont inflammables, l'invention dans une forme préférée de réalisation, a pour second but de fournir une canalisation présentant un retard à l'inflammation donc à son percement par brûlage ou fusion plus important que les canalisations actuelles en matière plastique.
Par ailleurs les cahiers des charges des constructeurs automobiles contiennent des exigences de plus en plus sévères. En particulier il faut qu'une canalisation de ce type résiste à l'éclatement en température (de l'ordre de 120°) jusqu'à une pression pouvant atteindre 21 bars. L'invention, par sa structure, permet d'adapter les matériaux et les épaisseurs pour répondre au mieux à ces exigences, toujours au moindre coût, qui sont variables d'un constructeur à l'autre.
Enfin l'invention permet d'obtenir des canalisa¬ tions qui présentent les mêmes aptitudes à être déformées pour recevoir raccords et embouts à leurs extrémités que les canalisations connues en matière plastique. A cet effet donc l'invention a pour objet une canalisation en matériau multicouche, destinée à véhiculer un fluide entre certains des organes d'un véhicule automo¬ bile comportant une couche interne au moins une couche intermédiaire et une couche externe dans laquelle la couche intermédiaire comporte une feuille mince enveloppant intimement la couche interne.
La fonction barrière est alors dévolue à l'enve¬ loppe de la couche interne. Selon l'invention cette enveloppe est réalisée à partir d'un matériau en feuille parce que, à la fabrication de cette feuille, il intervient
soit un laminage ou un calandrage qui est une opération mécanique extrêmement favorable à la compacité du matériau donc à son caractère imperméable, soit une enduction qui rend imperméable la feuille. On choisira une feuille dont l'épaisseur est la plus réduite possible. Il est important en effet que cette feuille ne participe pas aux caractéris¬ tiques mécaniques de la canalisation de manière d'une part, à ne pas interférer avec une mise en place traditionnelle de raccords et d'embouts à l'extrémité de la canalisation et d'autre part, à laisser libres les possibilités d'adap¬ tation de cette résistance mécanique par le choix et/ou le simple ajustement des épaisseurs de matériau des couches internes et externes.
Parmi les matériaux en feuille utilisables, le choix portera de préférence sur un métal notamment l'alumi¬ nium. On sait en effet que la ductilité de ce métal permet d'obtenir, à bon marché, des feuilles extrêmement minces. Cette minceur est en outre une qualité essentielle requise par l'invention pour assurer une très grande intimité du contact entre l'enveloppe et la couche interne. Ce contact est renforcé par un adhésif que l'on intercale entre la surface du de la couche interne et la feuille, cet adhésif étant, de manière préférée, présent sur l'une des faces de la feuille, par exemple à l'état inactif. Son activation est réalisée par tout moyen adapté tel que l'apport de chaleur.
A titre indicatif l'aluminium peut avoir une épaisseur de l'ordre de quinze microns. On trouve sur le marché, et c'est également l'un des avantages de l'inven- tion du point de vue du prix de revient, des rubans de feuilles d'aluminium.pré-enduits (sur les deux faces) dont l'épaisseur est de l'ordre de 70 microns l'âme métallique ayant entre 15 et 25 microns d'épaisseur.
A titre d'exemple on peut également utiliser un film de matière synthétique telle que l'hydrate de cellu-
lose (cellophane : marque déposée) pour ses qualités d'imperméabilité aux gaz non solubles dans l'eau (grâce notamment au vernis nitrocellulosique dont la feuille est en général enduite) . Un intérêt supplémentaire de cette matière réside dans sa facilité à l'adjoindre à du polyé- thylène donc à réaliser son contact intime avec ce maté¬ riau.
On mentionnera également l'utilisation dans le cadre de l'invention de films ou rubans composites. Il peut par exemple s'agir d'une feuille d'aluminium recouverte sur une face d'un matériau tissé ou non tissé en fibre de verre ou d'un dépôt de mica. La feuille d'aluminium peut être remplacée par un film de cellophane ou de polyester. L'avantage d'un tel composite réside dans ses capacités à ajouter une autre fonction à celle barrière du film de base, par exemple une couche anti-feu, c'est-à-dire retardatrice au percement dû à la flamme. C'est pourquoi la face revêtue du film sera tournée vers l'extérieur.
L'application du matériau en feuille sur la couche interne (en forme de tube) peut être réalisée par banderolage. Un ruban est donc enroulé hélicoïdalement autour du tube avec recouvrement, sa face adhésivée tournée vers le tube. Elle peut être également réalisée par enveloppement longitudinal avec recouvrement des bords . On notera enfin que le film intermédiaire est suffisamment fin pour ne pas constituer une armature au sens mécanique du terme. En particulier sa faible épaisseur lui interdit d'être inextensible de sorte qu'il ne s'oppose pas à l'emmanchement d'un embout ou d'un raccord à l'extré- mité d'une canalisation et que les capacités de tenue mécanique et d'étanchéité de ces emmanchements sont conservées .
Le matériau des couches internes et externes peut être choisi non plus uniquement en raison de leur aptitude à former une barrière aux produits véhiculés mais selon
d'autres critères tels que la tenue mécanique, la résis¬ tance au feu, le poids, la satisfaction d'un cahier des charges si bien qu'il subsiste une grande latitude dans les choix possibles pour le fabricant. Il sera donné ci-après plusieurs exemples de canalisations faisant application de 1' invention.
A cet égard, il est également dans le cadre de l'invention de prévoir un ruban adhésivé sur ses deux faces, l'adhésif étant dédié au matériau qu'il doit rencontrer.
D'autres caractéristiques et avantages ressorti- rons de la description de l'invention.
Il sera fait référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est un schéma illustrant une ligne de fabrication d'un exemple de canalisation selon l'inven¬ tion,
- la figure 2 illustre par un schéma une variante de ligne de fabrication. Une extrudeuse 1 permet de fabriquer un tube intérieur par exemple en polyéthylène 2. Le polyéthylène sera un polyéthylène haute densité, de préférence, dont le diamètre extérieur est de l'ordre du centimètre. A la sortie de l'extrudeuse, le tube 2 passe dans une station de calibrage 3 à la sortie de laquelle il est pris en charge par un dispositif de tirage 4. A la station 5 on procède au banderolage hélicoïdal d'un ruban 6 autour du tube 2, ce ruban 6 pouvant être une feuille d'aluminium recouverte au moins sur sa face tournée vers le tube 2 d'un adhésif approprié. Au moment du banderolage, cet adhésif est dans un état inactif et dans un poste 7 de chauffage par exemple par infra-rouge, situé en aval du poste 5, l'adhésif est rendu actif pour créer une liaison adhérente entre la feuille métallique et la surface supérieure du tube 2 et pour créer une liaison par adhésion entre les portions
longitudinales du ruban qui se recouvrent lorsque ce ruban est enroulé autour du tube 2.
Le feuille d'aluminium possède bien entendu une largeur qui est fonction d'une part du diamètre extérieur du tube 2 et d'autre part du pas de l'hélice que l'on souhaite réaliser. Son épaisseur est, de manière préférée, de l'ordre de 15 μ . Ce n'est cependant pas sortir du cadre de l'invention que de prévoir une feuille métallique de plus faible épaisseur, ou au contraire d'épaisseur plus importante du moment qu'un contact intime entre le tube et le ruban est assuré lors du banderolage et que la bande ne constitue pas une armature mécanique ceinturant de manière inextensible le tube interne. L'intérêt de cette technique réside pour une part dans la présence sur le marché d'un ruban d'aluminium possédant une ou ses deux faces pré- adhésivées . A la sortie de l'élément de chauffage 7, le tube banderole passe dans une tête d' extrudeuse 8 où il reçoit une couche d'un adhésif à base d'acide maleique, et dans la tête d'une extrudeuse 9 où, immédiatement après le dépôt d'acide maleique, on dépose une couche de polyamide 10 par exemple PAU, PA12. Le tube composite passe ensuite dans une unité de refroidissement il d'où il est extrait par un second mécanisme de tirage 12.
On produit ainsi un tube multicouche qui possède d'excellentes qualités en regard d'un fluide tel qu'un hydrocarbure à transporter. En effet, l'étanchéité de ce tube aux vapeurs d'hydrocarbure a été mesurée et on a constaté qu'après deux mois de vieillissement du tube à 60°, la "fuite" était de 0,30 g/m2 /heure. A titre compara- tif on indiquera que les meilleures performances dans ce domaine d'application sont obtenues par des tubes en matériau noble du genre polymère fluorocarboné, dont le prix est plus de trois fois celui du tube obtenu conformé¬ ment à l'invention, et s'inscrivent autour de 1 à 1,5 g/m< et par heure.
On indiquera à titre d'exemple que l'épaisseur du tube interne en polyéthylène haute densité (pouvant être également réticulé) est comprise entre 0,25 et 0,40 millimètre. L'aluminium d'épaisseur d'environ 15 μ est porteur d'un adhésif sur ses deux faces : par exemple un polyéthylène haute densité sur l'une de ses faces et un acide maleique sur l'autre. L'acide maleique coextrudé sur le film banderole avec le polyamide est d'une épaisseur de l'ordre de 0,2 millimètres. L'épaisseur de la couche externe en polyamide sera comprise entre 0,45 et 0,80 millimètres. Si la canalisation doit satisfaire une exigence de résistance à l'éclatement en température (120°) sous une pression de 15 bars l'épaisseur du polyéthylène sera entre 0,3 et 0,4 millimètre et celle du polyamide de 0,45 millimètre. Pour résister à une pression plus forte, de 21 bars par exemple on augmentera l'épaisseur du polyamide jusqu'à 0,8 millimètre par exemple. Une solution peut être également de choisir un polyamide plus rigide. Une autre solution consiste également à remplacer la couche interne de polyéthylène par un polyamide PAU ; PA12 ; PA6 ou PA6/6 sur une épaisseur de 0,45 millimètre ou par un polybutylène téréphtalate d'une épaisseur de 0,45 millimè¬ tre.
Dans un autre exemple de canalisation on peut réaliser une couche interne en polyamide (PAU, 12, 6, 6/6...) sur une épaisseur faible (0,45 millimètre) et réaliser une couche extérieure de polyéthylène dont l'épaisseur sera ajustée en fonction des paramètres de l'épreuve à subir et de la tenue aux agressions extérieu- res. Cette solution est avantageuse car il n'y a pas d'obstacle économique à augmenter les épaisseurs de polyéthylène, son coût étant 4 à 5 fois inférieur à celui du polyamide.
Un autre exemple d'une canalisation selon l'in- vention serait de prévoir une couche intérieure en polya-
mide (choisi parmi ceux déjà cités) d'une épaisseur de 0,8 à 1 millimètre semblable à celle des canalisations existan¬ tes, et de recouvrir le film banderole sur ce tube en polyamide par une couche d'un composé à base de polychlo- rure de vinyle constituant une gaine de protection contre le feu et les agressions extérieures.
La résistance mécanique de la dernière canalisa¬ tion mentionnée est entièrement assurée par le tube intérieur en polyamide. La barrière aux constituants du fluide véhiculé est assuré par le film (par exemple en aluminium) banderole. Dans ce cas il n'est pas nécessaire de mettre en oeuvre d'adhésif entre les couches, l'étan- chéité au niveau de la couche intermédiaire banderolée est assurée par le chevauchement des bords du ruban qui est revêtu sur chacune de ses faces d'un adhésif (par exemple un polyéthylène haute densité) permettant le collage des bords se chevauchant. On s'est rendu compte que, de façon remarquable, la résistance à la flamme d'une telle canali¬ sation dépendait pour une part de l'épaisseur de la couche externe et pour une autre part de la composition de cette couche, c'est-à-dire ces additifs que l'on pouvait y incorporer la base étant le polychlorure de vinyle. A titre d'exemple le produit de couverture peut être donc un PVC comportant une charge minérale finement divisée à raison de 80% à 100% de résine en poids. La quantité de charge exprimée en pour cent de résine est communément admise dans le domaine : ici cela signifie que le poids de charge minérale est pratiquement égal au poids de résine mise en oeuvre. On a également fait des essais en utilisant des
PVC ignifugés tels qu'ils existent sur le marché, par exemple le PVC référence XFGP-2032H de la société RESINO- FAST. Ces produits possèdent en effet des additifs augmen¬ tant leur résistance à la flamme. Dans d'autres essais qui se sont avérés satisfai-
sants, on a utilisé comme matière de recouvrement, un PVC réticulable tel qu'il est mis actuellement sur le marché par la société HYDROPOLYMERE sous la référence R1762-1-2. On a également utilisé avec succès un PVC qui comportait un additif céramique à raison de 25% à 50% de résine en poids plus une matière expansée. On se rend compte en effet que ce type de revêtement, lorsqu'il est soumis à la flamme, augmente de volume du fait de l'additif expansé qu'il contient tout en entraînant lors de son expansion des particules de céramique qui, lorsqu'elles sont soumises à la flamme et lorsque la matière expansée se pyrolyse sous l'effet de cette flamme, constitue une sorte de bouclier thermique qui protège les couches intérieures pendant un temps suffisant pour satisfaire aux normes édictées par les constructeurs automobiles.
On a enfin mis en oeuvre un composé à base de PVC pourvu d'une charge intumescente comme dans le domaine des peintures. A titre d'exemple cette charge est du type de celles fabriquées par les Laboratoires LURIE. D'une manière assez surprenante, la résistance à la flamme de chacun de ces revêtements est équivalente sous une épaisseur semblable. Ainsi, un revêtement d'une épaisseur de 1 millimètre a donné une résistance à la flamme de l'ordre de 2 minutes, une épaisseur de 1,5 mm a donné une résistance de l'ordre de 6 minutes et une épaisseur de 2 mm une résistance de l'ordre de 6 minutes et demi, selon la procédure de test des constructeurs automo¬ biles.
La figure 2 illustre un moyen alternatif au dispositif de banderolage 5 pour envelopper le tube de polyéthylène 2 d'une feuille métallique se présentant ici sous forme d'un ruban 14 dont la largeur est fonction de la circonférence du tube 2 de manière que lorsque ce ruban 14 est enroulé longitudinalement autour du tube, notamment au moyen d'un calibre de forme 15, les bords longitudinaux du
ruban 14 viennent en recouvrement l'un de l'autre. La forme du calibre 15 sera étudiée pour que le ruban soit étroite¬ ment appliqué contre le tube 2, ce ruban pouvant posséder une face préadhésivée qui permettra d'assurer la jonction des bords en recouvrement à la sortie -du calibre 15. Cette technique permet de réaliser une plus grande longueur de tube, à longueur de ruban identique, que par banderolage. Dans des variantes de l'invention, il est tout à fait possible d'utiliser un matériau en feuille qui ne soit pas un ruban métallique. On peut par exemple utiliser un ruban de cellophane (marque déposée) , dont on connaît le caractère imperméable notamment aux vapeurs non solubles dans l'eau, cette imperméabilité tenant principalement au vernis appliqué sur la cellophane. Ce ruban de cellophane peut être associé à une couche de polyéthylène qui consti¬ tuera, lorsqu'il sera activé par la chaleur, le moyen d'adhésion de ce ruban sur le tube également en polyéthylè¬ ne. Des matériaux en feuille complexe peuvent être associés soit par banderolage soit par enroulement longitudinal au tube en polyéthylène 2. Ces rubans complexes peuvent comporter une feuille métallique dont une face, de préfé¬ rence la face qui sera tournée vers l'extérieur du tube lorsque le ruban sera mis en place, est pourvue d'une couche de fibre de verre tissée et/ou non tissée ou d'une couche de protection du genre projection de mica. On peut également adjoindre à ces rubans métalliques des fibres de polyester. On crée ainsi une barrière à l'action d'une flamme extérieure sur le tube. Ceci constitue un avantage important de ces complexes, compte tenu du fait que le fluide véhiculé par le tube est en général très inflamma¬ ble.
Il est intéressant de remarquer à nouveau que le matériau en feuille utilisé dans des épaisseurs faibles, ne nuit pas au travail mécanique que l'on fait subir à ce tube (tulipage, dilatation mécanique radiale, ...) pour assurer
l'insertion d'embouts de connexion ou la coopération de dispositifs de connexion avec les extrémités de tube. A cet égard le tube selon l'invention se comporte comme un tube classique. Ce qui lui permet d'être mis en oeuvre avec des moyens traditionnels dont le maniement et l'usage sont parfaitement maîtrisés.
On mentionnera en outre, lorsque le matériau en feuille est métallique, le fait que le tube devient conducteur électrique, ce qui permet de le connecter à un dispositif de masse et d'évacuation par exemple de l'élec¬ tricité statique. Enfin, quand le tube intérieur soit en polyéthylène permet de faire subir au tube un procédé de traitement en fin de fabrication ou au cours de sa fabrica¬ tion consistant à réticuler la couche interne de ce tube, ce qui améliore ses performances au point de vue de la perméabilité aux liquides et aux gaz hydrocarbures ou alcooliques.
Claims
1. Canalisation en matériau multicouche destinée à véhiculer un fluide notamment pour véhicule automobile comportant une couche interne (2) , une couche externe (10) et au moins une couche intermédiaire (6, 14) , caractérisée en ce que la ou les couches intermédiaires (6, 14) compor¬ tent une feuille mince enveloppant intimement la couche interne (2) .
2. Canalisation selon la revendication 1, carac- térisée en ce que la couche intermédiaire (6, 14) est une feuille métallique.
3. Canalisation selon la revendication 2, carac¬ térisée en ce que l'épaisseur de cette couche métallique est comprise entre 10 et 70 μ .
4. Canalisation selon la revendication 3, carac¬ térisée en ce que le métal est de l'aluminium.
5. Canalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couche intermédiaire comporte un complexe multicouche comprenant au moins une feuille métallique et une couche d'adhésif sur au moins l'une de ses faces.
6. Canalisation selon la revendication 5, carac¬ térisée en ce que la feuille métallique est pourvue sur l'une de ses faces d'une couche à base de fibre de verre.
7. Canalisation selon la revendication 5, carac¬ térisée en ce que la feuille métallique est pourvue sur l'une de ses faces d'un revêtement en mica.
8. Canalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couche enveloppe est réalisée par banderolage hélicoïdal avec recouvrement d'un ruban du matériau en feuille mince sur la couche interne en polyéthylène.
9. Canalisation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la couche enveloppe est réalisée par roulage longitudinal avec recouvrement d'un ruban du matériau en feuille mince sur la couche interne.
10. Canalisation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la couche externe est en polyamide coextrudé sur la couche intermédiaire préalable- ment recouverte d'un adhésif à base d'acide maleique.
11. Canalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couche interne est en polyéthylène haute densité.
12. Canalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couche interne est en polyéthylène haute densité réticulée.
13. Canalisation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la couche interne est en polyamide et la couche externe en polyéthylène haute densité.
14. Canalisation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la couche interne est en polyamide et la couche externe en un composé à base de polychlorure de vinyle (PVC) .
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|---|---|
| AU4308296A (en) | 1996-07-03 |
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