Brevet FR2001435A1 — publié le 19690926

La présente invention est relative à un réservoir et à un procédé pour le fabriquer et, plus particulièrement, à un procédé pour fabriquer un réservoir suivant lequel on utilise, comme gabarit, une masse spongieuse ayant la forme du réservoir. 5 Jusqu'à présent, pour faire des réservoirs contenant un maté riau élastomère, on a généralement utilisé des gabarits rigides ou qui s'écroulent, qu'il faut séparer du réservoir fini. L'invention vise un réservoir pourvu d'un renforcement interne, ainsi qu'un procédé pour fabriquer un tel réservoir dans le-10 quel le gabarit devient partie intégrante du réservoir. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple : - la Fig. 1 est une vue en perspective avec arrachement par-15 tiel, d'un réservoir fini'; et, - la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1. Pour réaliser l'invention, on donne à une masse spongieuse la forme du réservoir désiré, puis on la recouvre d'un revêtement é-20 tanche, on bouche les orifices superficiels de la masse spongieuse et on applique une couche convenable de matériau de revêtement de manière à construire un réservoir ayant l'épaisseur de parois désirée. Si on le désire, on peut disposer sur la masse spongieuse des accessoires convenables comme des dispositifs d'accès qui peu-25 vent être ainsi fabriqués d'une seule pièce avec le réservoir. En se référant à la Fig. 1, un réservoir 3 de type ordinaire est représenté sous une forme rectangulaire, bien que toute autre forme soit possible. Il est garni d'un matériau spongieux 4, qui, dans un mode de réalisation préféré, est moulé à la forme du ré— 30 servoir en versant un matériau capable de mousser dans tin moule de forme désirée et en le faisant mousser pour obtenir un matériau mousse durci, ayant la forme du réservoir désiré. Dans le cas où le matériau capable de mousser est un produit réactif à base de polyuréthane, il est parfois souhaitable, après traitement du mé-35 lange moussant, avec production de mousse et réaction conduisant à une mousse durcie, de réticuler la mousse en la soumettant à un traitement du type de ceux décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 171 820. La masse spongieuse étant mise en la forme du réservoir, on 40 effectue un traitement avec tin mélange réactif préalablement appli 69 02025 2. 2001435 que sur la surface de la masse spongieuse en réseau arachnéen é-pais, cette masse arachnéenne adhérant à la masse spongieuse et bouchant les orifices situés en surface de cette masse sans colmater les passages situés à une certaine distance de cette surface. 5 Ensuite on préfère appliquer encore sur la masse arachnéenne une peau convenable ou tin revêtement étanche 5« La peau peut être différente suivant l'usage auquel est destiné le réservoir. Quand il doit servir comme réservoir de carburant, par exemple, pour un avion, il peut être souhaitable de prévoir 10 une doublure intérieure 6 suivie d'une couche d'arrêt 7 et d'un é-lément 8 résistant en tissu et d'une couche d'étanchéité 9» la couche d'étanchéité 9 étant encore suivie, quand le réservoir doit être du type à l'épreuve des balles, d'une couche de tissu 10 et d'une enveloppe extérieure 11. Il est évident que l'on peut faire 15 varier ces différentes couches pour donner au réservoir les caractéristiques utiles désirées. Bien entendu, quand le réservoir doit servir comme cellule de carburant pour un avion, la couche intérieure 6 peut être une couche appliquée par pulvérisation de polyuréthane, -ou d'un matériau 20 éiastomère usuel uûuune un caoutchouc naturel ou synthétique de composition convenable, par exemple un caoutchouc au butadiène a-crylonitrile. De même, la couche d'arrêt 7 peut être en polyamide du type nylon, ou en chlorure de polyvinylidène ou en tout autre matériau étanche suivant la nature du constituant ou liquide car-25 burant dont on doit remplir le réservoir. Normalement, l'élément 8 en tissu résistant est en un matériau tissé ou tricoté choisi parmi n'importe quel matériau de tissage, comme les produits à base de cellulose, fibres de polyesters, polyamides ou même de verre ou de métal. 30 La couche d'étanchéité 9 est de préférence du type normale ment utilisé pour fabriquer les réservoirs de carburant à l'épreuve des balles auto-obturable. Par exemple, on peut utiliser une formule de caoutchouc naturel avec une proportion de durcisseur suffisante pour donner un produit qui gonfle beaucoup mais qui ne 35 se dissout pas ou ne se désintègre pas au contact du carburant. Habituellement, on fait suivre une couche de caoutchouc naturel d'un tissu, comme un tissu en câblj^pour pneumatique, contenant un revêtement calandré en cOnJpQSitiia/caoutchouc naturel, et on peut faire alterner ces couches successives jusqu'à produire une couche 40 d'étanchéité d'environ 0,5 à 2 mm d'épaisseur, cette épaisseur de 69 02025 3. 2001435 la couche d'étanchéité étant fonction du type de projectile contre lequel on veut se protéger, par exemple des b.alles de calibre 30 ou 50. Les exemples suivants illustrent l'invention. Les parties et 5 pourcentages sont exprimés en poids, sauf indication contraire. EXEMPLE 1. On place dans un réacteur convenable 100 parties d'un polyester préparé par condensation de butane diol-1,4 et d'acide adipi-que. Ce polyester possède un indice d'hydroxyle de 100 environ, un 10 indice d'acide de 0,5 environ et un poids moléculaire approximatif de 1 000. On chauffe le polyester à 90°C pour le liquéfier. Le polyester liquéfié est agité line heure à 90°C sous pression réduite • d'environ 5 à 10 millimètres de mercure. On ramène ensuite la pression à la pression atmosphérique. A 5» 43 parties de butane diol-1,4 15 dont on a enlevé"l'eau par distillation de 10 $ en poids du diol, on ajoute 0,95 parties de diamino-4,4' diphényl sulfone. La diamino-4,4' diphényl sulfone est dissoute dans le butane diol-1,4 à environ 50°C et on ajoute la solution obtenue au polyester liquéfié. On agite le mélange pendant cinq minutes jusqu'à ce que la tempéra-20 ture atteigne 80°C. A ce moment, on Ajoute 39»7 parties de diiso- • cyanate de diphényl-4,4' méthane dans le mélange agité. On agite encore ce mélange pendant deux minutes et on verse rapidement dans un récipient que l'on recouvre pour maintenir une atmosphère inerte. Ce récipient doit être préalablement séché par chauffage à 25 110°C. Le mélange versé dans le récipient est soumis à un traitement thermique dans une étuve à air chaud à 140°C pendant trois heures et demie. Le produit durci (100 parties) est réduit en fines particules et additionné à 20 parties de tétrahydrofurane à 70°C environ. Tou-30 tes les particules se dissolvent dans le tétrahydrofurane, et la solution visqueuse obtenue est alors utilisée pour appliquer la couche arachnéenne sur la mousse. On produit une mousse ayant la forme d'une cellule de carburant comme celle représentée sur la Fig. 1, en versant un mélange 35 réactif susceptible de mousser, à base de polyuréthane, dans le moule et en le faisant mousser par un traitement thermique. Le mélange moussant à base de polyuréthane peut être un mélange quelconque choisi parmi ceux donnant une mousse souple ou rigide, de préférence à cellules essentiellement ouvertes, bien qu'une mousse à 40 cellules fermées puisse être écrasée pour produire une mousse à 69 02025 k. 2001435 cellules ouvertes. Ordinairement, le mélange réactif moussant est formé d'un mélange comprenant un polyisocyanate organique (plue d'une mole), un produit renfermant un hydrogène actif (1 mole), comme les polyesters polyols, un agent producteur de la mousse 5 comme l'eau et un liquide à bas point d'ébullition comme les hydrocarbures fluorés, et des catalyseurs. La mousse est traitée pour qu'elle réticule en la plaçant dans un moule convenable dont on. rfemplifc- les cavités avec le mélange adéquat d'oxygène et de gaz naturel dont on provoque en-10 suite l'ignition ou 1'explosion.au moyen d'étincelles. Cette mousse réticulée sert ensuite comme gabarit pour fabriquer un réservoir de carburant. On commence par appliquer line couche arachnéenne sur toute la surface extérieure de la mousse réticulée en appliquant la solu-15 tion à 20 $ dans le tétrahydrofurane du polyuréthane soluble sur la mousse, à l'aide d'un pulvérisateur de De Vilbis avec une buse N° 30 sous une pression de 3)5 à. 4,2 kg/cm pour déposer le polyuréthane pratiquement sous forme d'un cordon. La couche arachnéenne est déposée sous forme d'aiguilles qui stu bout de quelques se-20 condes abandonnent cette forme en Jonchets pour obturer hermétiquement les pores de la mousse réticulée. Ensuite on applique par pulvérisation sur cette couche arachnéenne ou ce réseau étalé de jonchets une c.ouche de polyuréthane liquide telle que celle qui est décrite dans l'exemple 2 de la demande de brevet aux Etats-Unis 25 d'Amérique de Nourot et al, (déposée le 2 novembre 1966 sous le N° 591 647). On applique ensuite une couche imperméable de nylon soluble dans l'alcool sur le revêtement'de polyuréthane, puis, sur la couche de nylon, une nouvelle couche de polyuréthane suivie d'un tissu de nylon recouvert lui-même d'une couche de polyuréthane. 30 On laisse reposer à température ordinaire (24°C environ) l'élément ainsi fabriqué. C'est un réservoir pour carburant utilisable dans les avions ou les automobiles dans lequel la mousse réticulée qui a servi de gabarit fait partie intégrante du réservoir obtenu. EXEMPLE 2. 35 On fabrique un réservoir pour carburant par le procédé illus tré à la Fig. 1 et comme dans l'exemple 1, si ce n'est que, avant l'application de la couche tissée finale et du revêtement extérieur de polyuréthane, on applique une couche hermétique. Cette couche hermétique est appliquée en étalant et faisant adhérer une couche 40 de caoutchouc naturel formulé avec 1 à 3 parties de soufre et 69 02025 5. 2001435 5 parties d'oxyde de magnésium avec une faible quantité de mercapto— benzothiazole pour 100 parties de caoutchouc naturel. On fait adhérer cette couche de caoutchouc naturel à la couche précédente de polyuréthane par une couche de gomme adhésive contenant du poly-5 chloroprène et un polyisocyanate organique comme le diphényl iso-cyanate de méthylène. Sur cette couche de caoutchouc naturel, on applique une feuille calandrée de tissu pour pneumatique enduite pendant le calandrage de caoutchouc naturel formulé conformément à la formule utilisée précédemment pour la feuille de caoutchouc. 10 Pour obtenir une adhérence convenable entre le tissu calandré et la feuille de caoutchouc naturel, celle-ci est humectée avec un solvant aliphatique renfermant une certaine proportion de solvant aromatique. Quand on l'enduit avec un tel mélange solvant, le caoutchouc naturel devient suffisamment adhésif pour coller ensemble 15 la feuille et le tissu. Si on le souhaite, on peut alterner feuille de caoutchouc naturel et tissu calandré en couches successives pour obtenir l'épaisseur désirée, de préférence de 0,75 à 2 mm suivant le type de projectile contre lequel on cherche à assurer une protection et l'usage auquel on destine le réservoir à carbu-20 rant. De même, si on le désire, dans certains usages, on peut appliquer une feuille de mousse de polyuréthane à la suite de la couche d'étanchéité pour donner un surcroit de protection et de résistance à la fuite de carburant quand le réservoir est atteint par le feu d'un fusil ou d'une arme automatique et que le projec-25 tile est du type explosif ou incendiaire» Quand on met une feuille de mousse de polyuréthane à l'extérieur de la couche d'étanchéité, il est préférable que la mousse soit du type à cellules fermées, qui ont été ensuite soumises à un écrasement, du fait qu'une telle mousse réduit la tendance du carburant à s'échapper du réservoir 30 et à s'enflammer. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est particulièrement avantageux de fabriquer des réservoirs pourvus de dispositifs d'accès du type représenté sur le dessin par le dispositif 12 incorporé dans le réservoir. Suivant ce mode de réalisa-35 tion, le dispositif d'accès est en un matériau convenable de type polymère, par exemple un polyuréthane coulé, et on le colle à la mousse réticulée à l'aide d'un adhésif convenable pour polyuréthane, comme un mélange réactif d'un polyester polyol ou d'un poly-éther polyol avec du diisocyanate de toluène et une quantité suf-40 fisante de diamines du type lent pour pratiquement neutraliser 69 02025 2001435 1'isocyanate libre. Avec un dispositif d'accès en polyuréthane ou encore en métal convenable placé sur la mousse réticulée et collée à elle, il est alors possible de rendre étanche la mousse réticulée par le revêtement étanche arachnéen. Ce revêtement étant en 5 place, on peut appliquer d'autres couches de matériaux pour obtenir le réservoir à l'épaisseur voulue et pour l'usage désiré suivant les indications données dans les exemples 1 ou 2. Un avantage particulièrement marqué de ce mode de fabrication d'un réservoir est qu'il permet d'obtenir un réservoir ayant des dispositifs d'-10 accès joints intérieurement à la mousse réticulée et ceci réduit la tension sur les côtés du réservoir et la tendance du dispositif d'accès à s'arracher de la paroi du réservoir. On peut employer d'autres types de mousse et de polyurétha-nes, par exemple les mousses de polyhydrocarbures comme le poly-15 styrène, le polybutadiène, le polyisoprène, le polyéthylène, le polypropylène et ieurs copolymères ou mélanges de ces produits. On peut aussi utiliser n'importe quel autre matériau capable de former une mousse comme le chlorure de polyvinyle, les polyéthers ou polyesters, lorsque le liquide conservé dans le réservoir n'atta-20 que pas la mousse obtenue avec ccs matériaux* 69 02025 7. 2001435 - REVENDICATIONS. - 1 - Un réservoir garni intérieurement d'une masse réticulée, caractérisé en ce que la masse réticulée est d'une seule pièce a-vec les parois du récipient et sert à relier une paroi du récipient 5 à l'autre. 2 - Un réservoir suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des dispositifs d'accès dans le réservoir sont en contact avec la masse réticulée et forment une seule pièce avec la paroi du réservoir. 10 3 - Un procédé pour fabriquer un réservoir caractérisé en ce qu'on (a) prépare une masse spongieuse ayant la forme du réservoir désiré, (b) bouche les orifices superficiels de la masse spongieuse, et (c) applique un revêtement en le matériau du réservoir sur la masse spongieuse bouchée pour constituer les parois du réser-15 voir et obtenir ainsi tin réservoir ayant les parois renforcées par la masse spongieuse. 4 - Un procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les parois du réservoir comportent une couche d'arrêt. 5 — Un procédé suivant lés revendications 3 caractérisé 20 en ce que les parois du réservoir comportent une couche d'étanchéi- - té pour un c arburant. 6 - Un procédé suivant la revendication 3» caractérisé en ce qu'on bouche les orifices superficiels en étendant la couche de fermeture comme une toile d'araignée qui s'accumule d'une manière 25 pratiquement aléatoire. 7 - Un procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on applique une couche étanche au carburant, en tissu et élas— tomère gonflable au contact du carburant, avant l'application du revêtement extérieur.