Brevet FR2267875A1 — publié le 19751114

L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un tuyau de polyamide ou de copolyamide, renforcé par une--ou plusieurs couches de matériau du type tissu. Divers procédés ont été décrits pour la fabrication d'un tuyau plastique tout en nylon et renforcé ou armé par un matériau du type tissu. Ils consistent à plastifier la surface du tuyau de nylon et à appliquer alors sur cette surface plastifiée, alors qu'elle est plastifiée, un renfort constitué d'un tissu de nylon tressé. On fait alors passer le tuyau renforcé dans un bain d'eau pour éliminer le plastifiant; ensuite, on soumet le matériau résultant à l'action de la chaleur et on extrude immédiatement après un revêtement de nylon sur la surface plastifiée du matériau tressé. Cette technique est décrite dans le brevet U.S n0 2 977 839 au nom de Koch. Le brevet U.S. n0 3 682 201 au nom d'Atwell décrit un tuyau semblable tout en polymère et armé ou renforcé par un tissu et que l'on tient pour aussi bon que celui qui est décrit dans le brevet de Koch. Dans le brevet U.S. n0 3 682 201, la te#chnique est très proche de celle décrite par Koch, en ce qu'on dispose autour dlun tube intérieur thermoplastique (par exemple en nylon), une ou plusieurs couches circulaires tricotées d'éléments d'armature thermoplastique, par exemple de nylon, du type tissu. On soude par fusion la couche tricotée adjacente au tube intérieur, sur la surface extérieure de celui-ci, à l'interface entre la couche et la surface extérieure et l'on réunit par fusion les autres couches tricotées les unes aux autres successivement.On réalise de--préfé- rence la fusion en plastifiant les composants thermoplastiques à réunir ensemble, à l'aide d'une solution résorcinol-eau ou de tout autre agent capable de plastifier les matières thermoplastiques des composants à réunir, puis en maintenant les composants en contact et relativement immobiles, jusqu'# ce que la liaison par fusion ait eu lieu. On élimine alors l'agent plastifiant, généralement à l'aide d'un solvant et on arrête ainsi son action plastifiante. Dans les procédés des brevets mentionnés ci-dessus, il faut réaliser la solvatation ou plastification du tuyau avant d'appliquer la fibre. Ainsi, le nylon solvaté, présente une affinité pour le résorcinol et il en résulte que la concentration du bain-de solvatation change sans cesse. il en résulte que le processus devient extrêmement difficile à commander. De plus, dans les techniques mentionnées, la surface solvatée est très malléable et pénètre dans les interstices de la fibre; cela peut provoquer une détérioration importante de la fibre par solvatation excessive de celle-ci, en particulier lorsque la fibre est du nylon. L'invention propose un procédé de fabrication d'un tuyau caractérisé en ce qu'on traite un tuyau de polyamide ou de copolyamide avec une solution de résorcinol, en ce qu'on arme ou renforce un tuyau traité avec une fibre naturelle ou synthétique et en ce qu'on soumet le tube renforcé à une température d'au moins 650C. Le tuyau qui en résulte est particulièrement approprié pour être utilisé sous pression comme par exemple:dans l'équipement hydraulique, pneumatique, en réfrigération, pour le conditionnement de l'air et d'autres applications. Selon le procédé de l'invention, on dissout du résorcinol cristallin dans un agent solvant approprié comme l'eau, l'acétone, l'alcool, etc., et ensuite, on l'applique sous forme d'un enduit mince, par exemple on le vaporise sur le tuyau en polyamide ou l'on plonge celui-ci dans l'agent de solvatation. Un matériau d'armature ou de renforcement convenable, qui est soit une fibre naturelle, soit une fibre synthétique, est alors guipée, tressée ou enroulée en hélice autour du tuyau traité. La structure composite armée est alors soumise à une température supérieure à environ 650C, ce qui provoque la solvatation du tuyau de polyamide en donnant le produit recherché. Le tuyau de polyamide peut être, par exemple, en nylon-6, nylon-66, polyamides d'acide w-aminoundécanoîque (nylon-ll), nylon-12 et analogues, ainsi que de leurs mélanges. On considère qu'un tuyau de nylon-ll est l'un des plus intéressants en raison de-ses caractéristiques de ténacité supérieure et de sa résistance extrêmement élevée à la fatigue par flexion. On a déterminé qu'il faut nettoyer le tuyau avant de le mettre au contact de la solution de résorcinol, afin que celle-ci ne soit pas souillée. Des agents de nettoyage convenables sont, par exemple, divers alcools comme le méthanol, l'éthanol et des produits similaires. Dans le procédé selon l'invention, on dissout le résorcinol cristallin dans un agent solvant convenable comme par exemple l'eau, l'acétone, des alcanols inférieurs comme le méthanol, l'éthanol, etc. ou leurs mélanges. Lorsqu'on dissout le résorcinol dans une solution alcoolique, on peut mettre de 20% à 75% environ de résor cinol dans la solution et, avantageusement, employer des quantités égales en poids de résorcinol et de méthanol, Un autre milieu convenable de solvatation est constitué par une solution aqueuse à 25% et alcoolique à 25%. Il est avantageux d'ajouter à l'agent de solvatation un agent mouillant comme le Triton X-100, fabriqué par E.I. DuPont, ou le Tergitol fabriqué par Union Carbide Corporation.Cependant, un tel agent mouillant n'est pas nécessaire, lorsque l'agent solvant est un alcool comme le méthanol ou ltétha- nol. Le tuyau de polyamide, par exemple un tuyau de nylon-ll, est plongé dans un bain de résorcinol qui dépose une mince couche du résorcinol solvaté. Il est généralement souhaitable de tirer verticalement le tuyau hors du bain. On peut sécher la mince pellicule enduisant les surfaces du tuyau , à l'aide d'un courant d'air chaud, entre environ 24 et 490C. Lorsqu'un alcool sert d'agent solvant pour le résorcinol, la durée de séchage est considérablement réduite; et en particulier, dans le cas du méthanol, celui-ci s'évapore rapidement en raison de son bas point d'ébullition. On estime donc que le méthanol est l'un des agents solvants les plus intéressants pour le résorcinol. Après séchage, on laisse#la mince couche de résorcinol cristallin sur la surface du tuyau de polyamide. On applique alors une matière de renforcement sur le tuyau de polyamide par des techniques classiques; par exemple, on tresse ou onenroule en hélice cet élément autour du tuyau ou l'on guipe celui-ci de cet élément. Des matières de renforcement convenables sont par exemple, des fibres naturelles comme du coton, ou des matières synthétiques comme par exemple : la rayonne, des polyesters, c'est-à-dire du poly(téréphtalate d'éthylène) comme le "Dacron" (Marque déposée) ou "Terylène" (Marque déposée); des résines vinyliques comme le chlorure de polyvinyle ou des copolymères de chlorure de polyvinyle et d'acétate de vinyle, telles que le "vinyon", des plastiques acryliques comme ceux qui sont largement à base d'acrylonitrile, par exemple le "Dynel" (Marque déposée), 1' "Orlon", 1' "Acrylon'1, et le "Creslan" (marques déposees), des polymères et copolymères du chlorure de vinylidène comme le "Saran" (Marque déposée), des polyoléfines comme le polypropylène, et des produits similaires, ainsi que des mélanges de ces fibres naturelles et synthétiques.La matière de renforcement peut aussi être un polyamide comme le nylon-6 On chauffe l'ensemble armé résultant à 650C ou davantage, ce qui provoque la solvatation du tuyau de polyamide. Lorsque la fibre de renforcement est de nylon, il se crée une liaison chimique. Si la fibre est autre que du nylon, elle s'encastre dans le tuyau de nylon ou de polyamide, auquel elle adhère donc très bien. Une solution contenant 50% en poids de résorcinol et 50% d'éthanol ou de méthanol, dépose un enduit d'environ 0,038 mm sur la surface du tuyau de polyamide. On a aussi trouvé qu'une solution de 30 parties en poids de méthanol et 40 parties en poids de résorcinol produit un enduit de résorcinol d'environ 0,051 mm sur le tuyau. Dans une variante du procédé, on fait passer un mélange sec de polyamide, comme par exemple du nylon-ll, et de résorcinol cristallin, à travers une machine à extruder, de façon à recouvrir le tuyau de polyamide ou de nylon, d'une mince pellicule de matière. Après solidification de l'enduit par exemple par refroidissement, on applique la matière de renforcement sur l'enduit et l'on fait passer cet ensemble dans une étuve. Cela ramollit l'enduit dans lequel s'encastre alors la fibre naturelle ou synthétique. L'enduit solvate aussi le polyamide, comme par exemple le noyau en nylon-ll et produit une liaison chimique. On obtient de bons résultats avec un mélange en poids, de 50% de résorcinol et 50% de nylon-ll comme polyamide. Le procédé selon l'invention est supérieur à ceux que décrivent les brevets déjà cités. En effet, il faut selon l'art antérieur, réaliser la solvatation ou plastification du tuyau, avant d'appliquer la fibre. Il en résulte que le nylon qui est solvaté a une préférence pour le résorcinol et qu'il y a un changement continuel de concentration du bain de solvatation, si bien qu'il est extremement difficile de commander le procédé. Au contraire, le procédé selon l'invention se distingue en ce qu'il n'apparat pratiquement aucune solvatation avant qu'on applique la fibre naturelle ou synthétique sur le tu#yau. La concentration du bain reste donc constante et il se dépose un enduit de résorcinol d'épaisseur uniforme sur le tuyau de polyamide.De plus, selon le procédé de l'invention, les cristaux de résorcinol ne peuvent pas s'insérer dans les interstices de la fibre naturelle ou synthétique lorsqu'on applique celles-ci, alors que selon l'art antérieur, la surface solvatée très malléable pénètre#dans les interstices des fibres. Dans certains cas, cela provoque une détérioration importante de la fibre à la suite d'une solvatation excessive de celle-ci, en particulier lorsque cette fibre est en nylon. Les exemples suivants illustrent davantage le procédé selon l'invention. Sauf indication contraire, les parties et les pourcentages sont donnés en poids. EXEMPLE 1 On dispose d'un tuyau continu de nylon-ll, de 6,35 mm de diamètre intérieur (D.I.) et 7,94 mm de diamètre extérieur (D.E.). On le fait passer rapidement dans un bain de méthanol d'environ 30 cm de long. La durée d'exposition par passage du tuyau dans le bain est d'environ 15 secondes. On plonge alors pendant 6 à 7 secondes le tuyau de nylon dans un#bain de 15 cm de long, contenant une solution 50/50 de résorcinol et de méthanol, à la température ambiante. On sort alors verticalement de ce bain le tuyau traité et on obtient un enduit régulier de résorcinol autour de la circonférence du tuyau. On envoie de l'air chaud sur le tuyau ce qui provoque le dépôt d'une pellicule cristalline de résorcinol sur le diamètre extérieur du tuyau. On applique alors sur le tuyau sec de la fibre synthétique comme du nylon-66, à l'aide d'une machine à tresser Carrier Wardwell 24 travaillant avec un fil de 2400 deniers, à raison de 440 points par mètre pour obtenir un tuyau renforcé. Le tuyau ainsi préparé présente une résistance à l'éclatement 2 d'environ 350 kg/cm2. EXEMPLE 2 On procède de la façon décrite dans l'exemple 1, Si ce n'est qu'on applique de la rayonne sur le tuyau de nylon-ll. Le tuyau obtenu présente une résistance à l'éclatement 2 d'environ 390 kg/cm2. Il peut parfois être intéressant d'appliquer plus d'une couche de renforcement sur un tuyau de polyamide. Pour cela, on peut simplement répéter le processus indiqué. Ainsi, on met le tuyau armé d'une seule couche de matière, au contact d'une solution convenable de résorcinol pour qu'il s'y dépose un enduit de résor cinol cristallin et ensuite on soumet l'ensemble à une température élevée. Dans une variante, on peut faire passer un mélange sec de polyamide et de résorcinol cristallin, à travers une machine à extruder, de façon à déposer ainsi une mince pellicule de résorcinol sur le tuyau armé. On traite ensuite à chaud cet ensemble. Il est possible et parfois souhaitable de déposer un revêtement convenable, comme en polyamide ou en caoutchouc néoprène, sur un tuyau armé d'une ou de plusieurs couches. On applique ce revêtement selon la technique qui est décrite ici, c'est-à-dire qu'on met le tuyau armé au contact d'une solution de résorcinol de sorte qu'il se dépose une mince pellicule de résorcinol sur le tuyau armé. En variante, on peut réaliser l'extrusion décrite plus haut, pour préparer un tuyau de polyamide revêtu d'un mélange de polyamide et de résorcinol. On applique alors sur le tuyau ainsi préparé, selon l'une ou l'autre des techniques précédentes, un revêtement de polyamide ou de néoprène, et l'on traite à chaud l'ensemble résultant, à au moins 65 C, afin de créer une liaison entre ce revêtement et le tuyau armé d'une ou de plusieurs couches. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'un tuyau renforcé, caractérisé en ce que l'on met un tuyau de polyamide ou de copolyamide au contact d'une solution de résorcinol, en ce qu'on arme ou renforce ce tuyau d'une couche de fibre naturelle ou synthétique, et en ce qu'on soumet le tuyau armé à une température d'au moins 650C. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on sèche le tuyau après l'avoir enduit de résorcinol. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la solution de résorcinol est une solution aqueuse ou alcoolique de résorcinol. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce que l'alcool est un alcanol contenant de 1 à 4 atomes de carbone. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la solution de résorcinol est un mélange 1:1 en poids de résorcinol et de méthanol ou d'éthanol. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que le polyamide est un nylon 6, Il, 12, 66 et leurs copolymères. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le polyamide est du nylon-ll ou du nylon-12. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la fibre naturelle est du coton et en ce que la fibre synthétique est choisie parmi le nylon-6, le nylon-66, un polyester et la rayonne. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le polyester-est du poly(téréphtalate d'éthylène). 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 9, caractérisé en ce qu'on traite le tuyau de polyamide ou de copolyamide par un alcanol contenant de 1 à 4 atomes de carbone avant de le mettre au contact de la solution de résorcinol. 11.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on extrude un mélange du polyamide ou du copolyamide et de résorcinol pour déposer un mince revêtement sur le tuyau de #polyamide ou de copolyamide, puis en ce qu'on applique la fibre natu ruelle ou synthétique-de renforcement sur le tuyau et en ce que l'on soumet l'ensemble à une température d'au moins 650C. 12.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le produit armé ainsi obtenu est mis au contact d'une solution de résorcinol, en ce qu'on applique au moins une couche supplémentaire de fibre naturelle ou synthétique de renforcement, et en ce que l'on soumet l'ensemble à une température d'au moins 650C. 13.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on met le tuyau armé d'une ou plusieurs couches au contact d'une solution de résorcinol, en ce qu'on applique un revêtement de polyamide, copolyamide, ou néoprène sur ce tuyau armé et traité, et en ce qu'on soumet l'ensemble à une température supérieure à 650C. 14.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on dépose sur le produit armé ainsi obtenu un enduit formé par extrusion d'un mélange de polyamide ou de copolyamide et de résorcinol, en ce qu'on applique dessus, au moins une couche supplémentaire de fibre naturelle ou synthétique de renforcement et en ce qu'on soumet l'ensemble obtenu à une température d'au moins 650C. 15.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on dépose sur un tuyau armé d'une ou plusieurs couches un enduit formé par extrusion d'un mélange de polyamide ou de copolyamide et de résorcinol, en ce qu'on applique un revêtement de polyamide, copolyamide ou néoprène sur le tuyau armé et enduit, et en ce que l'on chauffe l'ensemble résultant à une température supérieure à 65 C. 16.- Tuyau armé, obtenu par mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications l à 15.