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FR2844573A1 - Conduite multicouche comprenant des couches comportant respectivement du pps et de l'evoh - Google Patents

Conduite multicouche comprenant des couches comportant respectivement du pps et de l'evoh Download PDF

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Abstract

Conduite multicouche comprenant au moins une couche (2) comportant du polyphénylène sulfone, une couche (3) comportant un copolymère alcool polyvinylique éthylène et une couche externe de protection (4).

Description

La présente invention concerne une conduite utilisable notamment pour le
transport de fluides automobiles et plus particulièrement pour le transport de fluides
pouvant servir de carburant.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Actuellement, le respect de l'environnement est une préoccupation centrale faisant l'objet de dispositions légales (telles que les directives européennes EURO 2000 et 2005) qui ont contribué au renforcement des con10 traintes imposées aux fabricants de conduites en ce qui
concerne la perméabilité de ces conduites.
En outre, l'évolution technologique des véhicules
automobiles entraîne un durcissement des conditions d'utilisation, notamment en température et en pression, 15 auxquelles sont soumises les conduites et plus particulièrement lorsque celles-ci sont implantées dans le compartiment moteur des véhicules.
Ainsi, une conduite implantée dans le compartiment moteur d'un véhicule devrait présenter des proprié20 tés barrières à des températures de l'ordre de 1250C en
continu et 1500C en pointe.
Une telle conduite devrait en outre résister, non seulement au fluide qu'elle transporte, mais également aux différents fluides avec lesquels elle risque de se 25 trouver en contact sur le véhicule, à savoir notamment des carburants, des huiles de lubrification et de transmission, du liquide de refroidissement, du liquide lavevitre, le chlorure de zinc (répandu sur les chaussées pour empêcher la formation de verglas)>
La conduite devrait de plus présenter des propriétés mécaniques lui permettant de résister notamment aux impacts de gravillons, aux vibrations, aux frottements...
Idéalement enfin, la conduite devrait pouvoir 35 être fabriquée par des procédés connus et permettre un
montage facile dans le véhicule.
Le principal problème à résoudre dans le domaine de la fabrication des tubes en matière synthétique destinés à transporter des fluides automobiles réside donc 5 dans le compromis à trouver entre les performances à obtenir en regard des nombreuses exigences des constructeurs automobiles et le cot de la matière première et du
procédé de fabrication de ce type de produit.
Or, il existe de nombreuses structures monocou10 ches ou multicouches à base de matériaux thermoplastiques, mais qui s'avèrent en général mal adaptées aux contraintes précitées.
On connaît ainsi par exemple des stuctures monocouches en polyamide 11 ou en polyamide 12 dont 15 l'utilisation est relativement répandue mais qui ont un
cot élevé.
OBJET DE L'INVENTION
Par l'invention, on entend proposer une structure
qui soit un compromis acceptable entre les exigences con20 tradictoires en matière de performances et de cot.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION L'invention concerne à cet effet une conduite
multicouche comprenant au moins une couche comportant du polyphénylène sulfone, une couche comportant un copoly25 mère alcool polyvinylique éthylène et une couche externe
de protection.
Cette structure présente une perméabilité particulièrement basse aux fluides automobiles et notamment aux carburants de type classique à base d'hydrocarbures 30 ou moins répandus tels que ceux à base d'alcools ou d'esters, comme celui composé de 75 % d'essence sans plomb et de 25 % d'éthanol. Elle est en outre relativement stable sur le plan dimensionnel. La conduite de l'invention présente aussi des propriétés chimiques et 35 mécaniques lui permettant de résister aux différentes agressions et contraintes liées à une utilisation dans un
véhicule automobile.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de
réalisation particuliers non limitatifs de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi
lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale 10 d'une conduite selon un premier mode de réalisation, - la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une conduite selon un deuxième mode de réalisation, - la figure 3 est une vue en coupe transversale
d'une variante de ce dernier mode de réalisation.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
En référence à la figure 1, selon un premier mode
de réalisation particulier, la conduite généralement désignée en 1 comprend une couche interne 2, une couche intermédiaire 3 et une couche externe de protection 4.
La couche interne 2 comporte du polyphénylène
sulfone et la couche intermédiaire 3 comporte un copolymère alcool polyvinylique éthylène.
La couche interne 2 est ici une couche de polyphénylène sulfone (PPS). Le polyphénylène sulfone utilisé 25 est par exemple celui produit sous la marque RYTON par la
société CHEVRON PHILLIPS. Ce matériau apporte à la conduite ses propriétés barrières notamment aux hydrocarbures et ses propriétés de résistance mécanique et chimique. A noter que le polyphénylène sulfone utilisé peut 30 incorporer des charges le rendant électriquement conducteur.
Dans une variante qui est moins coteuse mais
conserve de bonnes performances, la couche interne est à base d'un mélange de polyphénylène sulfone (PPS) et de 35 polyamide (PA). De façon avantageuse, le mélange com-
prend, environ, entre 20% et 80% de polyphénylène sulfone et entre 20% et 80% de polyamide. De préférence, le mélange comprend environ 20% de polyphénylène sulfone et 80% de polyamide. Le mélange utilisé est par exemple ce5 lui produit sous la marque XTEL par la société CHEVRON
PHILLIPS.
La couche intermédiaire 3 qui comporte un copolymère alcool polyvinylique éthylène (EVOH) présente de bonnes propriétés barrières notamment aux alcools. Le co10 polymère alcool polyvinylique éthylène utilisé est par exemple celui produit sous la marque EVAL par la société KURARAY ou celui produit sous la marque SOARNOL par la
société ATOFINA.
La couche externe de protection 4 est ici à base 15 de thermoplastique élastomère (TPE) et est de préférence réalisée en thermoplastique élastomère polyéther ester (TPE-E). Le thermoplastique élastomère utilisé est par exemple celui produit sous la référence HYTREL HTR4275BK
par la société DUPONT DE NEMOURS.
La couche externe de protection 4 assure ainsi
notamment une fonction de protection de la couche intermédiaire notamment contre les chocs.
Lorsque, comme ici, les contraintes que doit subir la conduite sont très importantes, la conduite com25 prend une couche de liant 5 entre la couche interne 2 et la couche intermédiaire 3 et une couche de liant 6 entre la couche intermédiaire 3 et la couche externe de protection 4. Chaque couche de liant 5, 6 est réalisée en un matériau présentant des propriétés d'adhésion entre les 30 matériaux constituant les couches entre lesquelles elle se trouve. Ici, le matériau des couches de liant 5, 6 est par exemple celui produit sous la référence ADMER par la
société MITSUI.
La conduite conforme à l'invention est obtenue 35 par co-extrusion. On notera que le polyphénylène sulfone utilisé pour la couche interne 3 incorpore des additifs lui conférant un caractère extrudable (en effet, le polyphénylène sulfone utilisé classiquement en injection est généralement trop fluide pour pouvoir être extrudé). Par5 mi ces additifs ajoutés à la base polymérique, peuvent par exemple figurer le butyle sulfamide sulfone (BSSA) pour abaisser le point de fusion du matériau et des charges telles que du kaolin ou du talc pour augmenter la
viscosité du matériau.
A titre d'exemple, pour une conduite de diamètre interne égal à 6 mm, la couche interne 2 a une épaisseur comprise entre 0,2 mm et 0,5 mm environ, chaque couche de liant 5, 6 a une épaisseur de l'ordre de 0,1 mm, la couche intermédiaire 3 a une épaisseur comprise entre 0,2 mm 15 et 0,5 mm environ et la couche externe de protection 4 a
une épaisseur comprise entre 0,2 mm et 0,5 mm environ.
En variante, les matériaux utilisés pour les couches interne et intermédiaire peuvent être échangés. la couche comportant du polyphénylène sulfone s'étend entre 20 la couche comportant un copolymère alcool polyvinylique éthylène et la couche externe de protection. La couche la plus interne incorporera avantageusement des charges la
rendant conductrice.
En référence à la figure 2, selon un deuxième 25 mode de réalisation, la conduite 10 comprend, de
l'intérieur vers l'extérieur, une première couche il à base de polyphénylène sulfone, une deuxième couche 12 à base de polyphénylène sulfone, une couche 13 à base d'un copolymère d'alcool polyvinylique éthylène et une couche 30 externe de protection 14 à base de polyamide.
Les matériaux utilisés pour les couches 11, 12 à base de polyphénylène sulfone et la couche 13 à base du copolymère d'alcool polyvinylique éthylène sont les mêmes
que pour le premier mode de réalisation.
En variante telle que représentée à la figure 3,
la conduite 10 peut comprendre une couche supplémentaire 15 en polyamide. Le polyamide utilisé est de préférence du polyamide 6 tel que celui produit sous la référence ZYTEL ST118 par la société DUPONT DE NEMOURS. Cette cou5 che permet d'améliorer la résistance mécanique de la conduite. La couche supplémentaire 15 et ici disposée entre la couche 13 et la couche externe de protection 14. La couche supplémentaire peut également être en polyéthylène.
La couche supplémentaire peut également comporter un mélange de polyamide et de polyéthylène. Cette couche permet notamment de renforcer la résistance mécanique de la conduite de façon relativement peu coteuse. Le mélange utilisé est par exemple celui produit sous la mar15 que NYLEX par la société MULTIBASE ou celui produit sous
la référence ORGALLOY LE60THM par la société ATOFINA.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux
modes de réalisation décrits et des variantes de réalisations peuvent y être apportées sans sortir du cadre de 20 l'invention tel que défini par les revendications.
En particulier, les épaisseurs ne sont mentionnées qu'à titre indicatif et peuvent être modifiées en fonction du diamètre de la conduite ou pour tenir compte de conditions particulières d'utilisation en liaison par 25 exemple avec la pression du fluide.
La couche externe de protection peut être en polyamide ou en un autre matériau ou mélange de matériaux
présentant des caractéristiques analogues.
La conduite peut comprendre une couche intermé30 diaire en un autre matériau que ceux mentionnés et par
exemple dans le cas du premier mode de réalisation un matériau recyclé provenant du broyage de tronçons de conduite, la couche intermédiaire comprenant alors du polyphénylène sulfone, du thermoplastique élastomère poly35 éther ester et du copolymère alcool polyvinylique éthy-
lène. Le nombre de couches peut également être modifié et notamment augmenté avec des couches de matériaux thermoplastiques présentant des caractéristiques intéressan5 tes dans certaines application. Par exemple, la couche
externe de protection peut comprendre une sous-couche résistante mécaniquement associée à une sous-couche ignifuge.

Claims (14)

REVENDICATIONS
1. Conduite multicouche comprenant au moins
une couche (2, 11, 12) comportant du polyphénylène sul5 fone, une couche comportant un copolymère alcool polyvinylique éthylène (3, 13) et une couche externe de protection (4, 14).
2. Conduite multicouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche externe de pro10 tection (4) est à base de thermoplastique élastomère.
3. Conduite multicouche selon la revendication 2, caractérisée en ce que le thermoplastique élastomère comporte du polyéther ester.
4. Conduite multicouche selon la revendica15 tion 1, caractérisée en ce que la couche externe de protection (14) est à base de polyamide.
5. Conduite multicouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche (2, 11, 12) comportant du polyphénylène sulfone est à base d'un mélange 20 de polyphénylène sulfone et de polyamide.
6. Conduite multicouche selon la revendication 5, caractérisée en ce que le mélange comprend environ entre 20% et 80% de polyphénylène sulfone et entre
% et 80% de polyamide.
7. Conduite multicouche selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une couche
supplémentaire (15) comportant du polyamide.
8. Conduite multicouche selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une couche 30 supplémentaire (15) comportant du polyéthylène.
9. Conduite multicouche selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisée en ce que la couche supplémentaire (15) comporte un mélange de polyamide et de polyéthylène.
10. Conduite multicouche selon la revendica-
tion 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une couche supplémentaire (12) qui est disposée de façon adjacente à la couche (11) comportant du polyphénylène sulfone et qui
elle-même comporte du polyphénylène sulfone.
11. Conduite multicouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la couche (3, 13) comportant un copolymère alcool polyvinylique éthylène s'étend entre la couche (2, 11, 12) comportant du polyphénylène sulfone et la couche externe de 10 protection (4, 14).
12. Conduite multicouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la couche (2) comportant du polyphénylène sulfone s'étend entre la couche (3) comportant un copolymère alcool poly15 vinylique éthylène et la couche externe de protection
(4)
13. Conduite multicouche selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une
couche de liant (5, 6) entre deux couches adjacentes.
14. Conduite multicouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche (2, ll)la plus interne peut incorporer des charges la rendant conductrice électriquement.
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