Brevet FR2712370A1 — publié le 19950519

La présente invention concerne une canalisation pour fluide haute pression et plus particulièrement pour véhiculer un fluide à changement d'état comme l'est un fluide réfrigérant. Les canalisations actuelles pour fluide réfrigérant comme le fréon (dans sa version la plus récente appelée R134a) sont réalisée en élastomère multicouche comprenant une armature noyée dans le caoutchouc et rendue solidaire des différentes couches au moment de la vulcanisation. Certaines de ces canalisations comportent un revêtement intérieur formé d'une couche d'un matériau plastique tel qu'un polyamide afin d'augmenter l'imperméabilité de la paroi à l'égard du fluide réfrigérant transporté, qu'il soit à l'état liquide ou à l'état gazeux. L'inconvénient majeur de ces canalisations réside dans leur poids et leur encombrement. La présente invention entend remédier à ces inconvénients en proposant une nouvelle composition de matière pour réaliser la paroi d'une telle canalisation dont la souplesse est conservée voire plus importante que celle des canalisations vulcanisées connues. A cet effet l'invention a pour objet une canalisation qui comporte une âme interne en polyamide multicouche qui assure une fonction barrière efficace et une armature externe résistant à la pression, comportant une structure filamentaire telle qu'un guipage, une tressage ou un tricotage, placée autour de l'âme, une couche extérieure de recouvrement en caoutchouc thermoplastique à base de polyoléfine ou de polyprobutyle et des moyens pour assurer la liaison de ce guipage d'une part à l'âme interne et d'autre part à la couche de recouvrement. Etant donné le peu de compatibilité entre la paroi extérieure de l'âme, la nature des fils employés (polyester ou polyamide aromatique connu sous la marque Kevlar par exemple) et le revêtement extérieur mises en oeuvre dans cette canalisation, la difficulté a été de trouver un agent de liaison efficace: cet agent de liaison est soit un polyuréthane thermofusible (hot melt) soit un polyamide thermofusible (hot melt) soit enfin un polyester thermodurcissable. L'âme interne comportera de manière préférée, entre par exemple deux couches de polyamide, une couche intermédiaire réalisée à partie d'un élastomère polyamide, par exemple un copolyamide élastomère de type ELY 60 ou ELX23NZ, produits développés par la société EMS CHEMIE AG. à Zürich. Cette âme est fabriquée par coextrusion et constitue une so- lution intéressante au transport d'un fluide frigogène dans une conduite souple tout en possédant d'excellentes qualités de barrière et de résistance chimique. Elle peut également incorporer une couche coextrudée de E.V.O.H.soit entre deux couches de polyamide soit à l'extérieur de ces Couches. Selon une première méthode, l'armature externe sera réalisée par surextrusion sur l'âme d'un polyuréthane ou polyamide "hot melt" ou d'un polyester thermodurcissable suivie de la mise en place de la structure filamentaire (guipage, tressage ou tricotage réalisés à partir de fibres de polyester ou de polyamide aromatique) puis surextrusion d'une seconde couche de polyamide ou polyuréthane "hot melt" ou polyester thermodurcissable avec, de préférence, une coextrusion d'acide maléique pour renforcer la liaison avec la couche externe en caoutchouc thermoplastique. Selon une variante de cette méthode, il suffit de ne déposer qu'une couche d'agent de liaison soit entre l'âme et la structure filamentaire soit entre la structure filamentaire et le revêtement extérieur à condition que la viscosité de cette couche permette son exsudation au travers de la structure filamentaire. Lorsque l'on réalise un guipage, il est possible de ne réaliser qu'une couche de l'agent de liaison entre les deux nappes de fils qui seront enroulées successivement et de manière croisée sur l'âme. Si l'on souhaite une canalisation plus raide, il est possible de remplacer le caoutchouc thermoplastique par une couche de polyamide; dans ce cas l'acide maléique n'est pas indispensable. Dans une autre variante de réalisation, on mettra en place, autour de l'âme centrale une structure filamentaire à partir de fibres préimprègnées de polyuréthane ou de polyamide "hot melt" ou de polyester thermodurcissable. La liaison assurée n'est dans ce cas pas aussi homogène entre l'âme, le guipage et le revêtement externe; dans certaines applications cela peut suffire. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description donnée ci-après à titre indicatif d'un mode de réalisation de l'invention. Il sera fait référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue illustrant les diverses couches formant un premier mode de réalisation d'une canalisation conforme à l'invention, - les figures 2, 3 et 4 illustrent des variantes de réalisation de la figure 1. La tubulure 1 représentée à la figure 1 comporte un âme interne 2 formée essentiellement d'une pluralité de couches polyamides, par exemple trois, à savoir un polyamide 12 interne d'environ 0,35 mm d'épaisseur, une couche intermédiaire en élastomère polyamide d'épaisseur de l'ordre de 0,2 mm et une couche externe en polyamide 6 sur 0,45 mm d'épaisseur formée par coextrusion pour constituer une paroi tubulaire d'environ 1 mm d'épaisseur. La canalisation de l'invention comporte ensuite, déposée par surextrusion sur l'amie interne, une couche de hot melt polyamide ou hot melt polyuréthane ou polyester thermodurcissable 3 au-dessus de laquelle est mis en place un guipage, un tressage ou un tricotage de fibres 4 par exemple en polyester ou en polyamide aromatique tel que le Kevlar (marque enregistrée). La couche 5 est identique à la couche 3 c'est-à-dire une couche de polyuréthane ou polyamide "hot melt" ou polyester thermodurcissable, recouverte par coextrusion d'une couche d'acide maléique 6 qui favorise la liaison des couches intermédiaires avec la couche extérieure 7 en caoutchouc thermoplastique à base de polyoléfine ou de butyle. L'épaisseur des couches 3 et 5 est de l'ordre de 5 centièmes à un dixième de millimètre. Celle de la couche 7 est comprise entre 1 et 2 mm. La couche d'acide maléique est épaisse de quelques centièmes de millimètres. On notera l'intérêt d'utiliser des agents de liaison tes que du polyamide ou du polyuréthane "hot melt" ou du polyester thermodurcissable : ils ont une résistance et une tenue en température (entre 150 et 2000C) bien supérieure à celle des adhésifs solvantés. A la figure 2 on a représenté une variante dans la manière de réaliser une canalisation conforme à l'invention. La couche 5 d'agent de liaison est supprimée au profit d'une seule couche 3 dont la viscosité est déterminée pour qu'elle puisse passer entre les "maille" de la structure filamentaire 4 pour atteindre le revêtement externe 7 par l'intermédiaire, si nécessaire, de la couche d'acide maléique.. A la figure 3 on a représenté une variante dans la manière de réaliser une canalisation conforme à l'invention. La couche 3 d'agent de liaison est supprimée au profit d'une seule couche 5 dont la viscosité est déterminée pour qu'elle puisse passer entre les maille" de la structure filamentaire 4 pour atteindre l'âme interne 2. A la figure 4 enfin, la structure filamentaire est réalisée par l'enroulement consécutif de deux nappes 4a et 4b de fils avec croisement de leur orientation par rapport à l'axe de l'âme. Dans ce cas l'gant de liaison peur être limité à une seule couche 8 placée entre les deux nappes 4a et 4b formant le guipage. Dans une variante de réalisation de cette tubulure, on supprime les couches 3 et 5 et on imprègne l'armature "textile" guipée ou tressée 4 directement avec ces produits hot melt. La liaison sera bien entendu limitée aux points de contact entre l'armature 4, l'âme intérieure 2 et le revêtement 7 avec pour cette liaison une addition d'acide maléique. On peut préférer, pour certaines applications un revêtement extérieur en polyamide, ce qui conférera plus de raideur à la tubulure, l'acide maléique n'étant pas nécessaire entre le polyuréthane (ou polyamide) hot melt et le revêtement extérieur. Il est enfin possible de varier la structure de l'âme interne en additionnant par coextrusion, une couche de E.V.O.H., matière connue en elle-même et pour ses fonctions barrière à l'égard de certains composants de l'essence. Cette couche peut être notamment placée à l'extérieur du polyamide multicouche et présente les mêmes difficultés de compatibilité avec un revêtement externe souple en caoutchouc thermoplastique ou polyprobutyle. L'invention permet l'obtention de canalisations légères et de diamètre réduit à performances égales en ce qui concerne les fonctions barrière et la résistance à la pression. REVENDICATIONS 1 - Canalisation comportant une âme interne (1) en polyamide multicouche qui assure une fonction barrière efficace et une armature externe résistant à la pression, caractérisée en ce que cette armature externe comporte au moins une structure filamentaire (4) placé autour de l'âme (1), une couche extérieure de recouvrement (7) en caoutchouc thermoplastique à base de polyoléfine ou de polyprobutyle et des agents (3,5,6) pour assurer la liaison de ce guipage (4) d'une part à l'âme interne (1) et d'autre part à la couche de recouvrement (7). 2 - Canalisation selon la revendication 1, caractérisée l'agent de liaison (3,5) de la structure filamentaire (4) aux couches qui l'encadrent est un polyuréthane thermofusible (hot melt) 3 - Canalisation selon la revendication 1, caractérisée l'agent de liaison (3,5) de la structure filamentaire (4) aux couches qui l'encadrent est un polyamide thermofusible (hot melt). 4 - Canalisation selon la revendication 1, caractérisée l'agent de liaison (3,5) de la structure filamentaire (4) aux couches qui l'encadrent est un polyester thermodurcissable. 5 - Canalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une couche d'acide maléique (6) entre l'agent de liaison (5) et le revêtement extérieur (7). 6 - Canalisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'agent de liaison de la structure filamentaire (4) avec la couche de recouvrement (7) est constituée d'une couche d'acide maléique seule. 7 - Canalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'âme (2) tubulaire cen trale est obtenue par coextrusion d'une pluralité de couches de polyamide et d'une couche d'E.V.O.H. 8 - Canalisation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la couche d'E.V.O.H. est en sandwich entre deux couches de polyamide. 9 - Canalisation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la couche d'E.V.O.H. est située à l'extérieur de l'âme (2).