FR2708075A1

FR2708075A1 - Multilayer plastic pipe

Info

Publication number: FR2708075A1
Application number: FR9307903A
Authority: FR
Inventors: Douchet Jean-Claude
Original assignee: Nobel Plastiques SA
Current assignee: Nobel Plastiques SA
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-27
Anticipated expiration: 2013-06-29
Also published as: FR2708075B1

Abstract

Pipe made of synthetic material having several layers, manufactured by coextrusion and intended to convey a motor-vehicle fuel, comprising, from the inside outwards, a layer made of polyethylene, an adhesive layer made of a copolymer of polyethylene, acrylic acid and/or maleic anhydride, and an outer layer made of polyamide.

Description

La présente invention concerne une canalisation en matière plastique pour des fluides existant dans les véhicules automobiles tels que le carburant ou le liquide laveglace, le liquide de refroidissement du moteur voire le liquide caloporteur pour l'installation de chauffage-climatisation. The present invention relates to a plastic pipe for fluids existing in motor vehicles such as fuel or windshield washer fluid, engine coolant or even coolant for the heating-air conditioning system.

Les canalisations aujourd'hui utilisées, lorsqu'elles ne sont plus métalliques, sont essentiellement en polyamide. Ce matériau présente un certain nombre d'inconvénients, notamment du fait de l'alcool qui est nécessairement présent dans les fluides véhiculés. En effet, l'alcool à pour premier effet de faire gonfler le matériau ce qui détruit ses caractéristiques dimensionnelles et conduit à des pertes d'étanchéité ou des contraintes inadmissibles dans les tuyauteries. En outre, l'alcool dissout certains des composants de la conduite et les entraîne dans le reste de l'installation où ils sont une cause d'encrassement. The pipes used today, when they are no longer metallic, are essentially made of polyamide. This material has a number of drawbacks, in particular due to the alcohol which is necessarily present in the fluids conveyed. In fact, alcohol has the primary effect of causing the material to swell, which destroys its dimensional characteristics and leads to losses of tightness or unacceptable stresses in the pipes. In addition, the alcohol dissolves some of the components of the pipe and leads them to the rest of the installation where they are a cause of fouling.

Pour combattre cet inconvénient on a proposé de revêtir la paroi intérieure de ces canalisations d'une couche barrière fine par exemple en polyoléfine (polypropylène notamment) par coextrusion. To combat this drawback, it has been proposed to coat the inner wall of these pipes with a thin barrier layer, for example made of polyolefin (especially polypropylene) by 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 une tendance à retenir cet alcool et surtout le méthanol. In other techniques, it has also been proposed to coat the internal face of this pipe with an EVOH (ethylene vinyl alcohol copolymer) for the well-known property of these bodies to form an effective barrier, in particular to organic solvents. However in the presence of alcohol EVOHs have a tendency to retain this alcohol and especially methanol.

On a également décrit des produits dans lesquels cette couche est prise en sandwich entre un polyamide épais extérieur et un polyamide fin intérieur. We have also described products in which this layer is sandwiched between a thick outer polyamide and a thin inner polyamide.

Dans le domaine des réservoirs de carburant, des travaux concernent l'utilisation de polyéthylène qui est un matériau neutre offrant une bonne résistance à alcool. Pour encore améliorer l'étanchéité aux vapeurs, on traite la surface interne de la paraison pour y déposer une fine couche de silice ou de fluor. Cette technique semble donner satisfaction mais reste aujourd'hui onéreuse pour une application à la réalisation de conduites qui, par ailleurs, doivent présenter d'autres caractéristiques notamment en ce qui concerne la tenue mécanique et la tenue au gravillonnage. In the field of fuel tanks, work concerns the use of polyethylene which is a neutral material offering good resistance to alcohol. To further improve vapor tightness, the internal surface of the parison is treated to deposit a thin layer of silica or fluorine there. This technique seems to give satisfaction but remains expensive today for an application to the production of pipes which, moreover, must have other characteristics in particular with regard to mechanical strength and resistance to graveling.

La présente invention entend proposer une autre composition de canalisation apte à véhiculer un liquide contenant de l'alcool. Ce liquide peut être du carburant qui contient un alcool additionnel pour diminuer son pouvoir d'auto-inflammation en remplacement du plomb aujourd'hui proscrit. Ce liquide peut également être le liquide laveglace voire le liquide de refroidissement qui peut comporter jusqu'à 50 % de glycol. The present invention intends to propose another pipe composition capable of conveying a liquid containing alcohol. This liquid can be fuel which contains an additional alcohol to reduce its auto-ignition power in place of the lead nowadays prohibited. This liquid can also be the windshield washer fluid or even the coolant which can contain up to 50% glycol.

A cet effet l'invention a donc pour objet un tube en matière synthétique à plusieurs couches, fabriqué par coextrusion destiné à véhiculer un carburant de véhicule automobile qui comporte, de l'intérieur vers l'extérieur, une couche en polyéthylène haute densité, une couche d'adhésif copolymère de polyéthylène, d'acide acrylique et/ou d'anhydride maléique, et une couche extérieure en polyamide. To this end, the subject of the invention is therefore a multi-layer plastic tube, manufactured by coextrusion intended to convey a motor vehicle fuel which comprises, from inside to outside, a layer of high density polyethylene, a layer of copolymer adhesive of polyethylene, acrylic acid and / or maleic anhydride, and an outer layer of polyamide.

L'utilisation du polyéthylène haute densité est avantageuse car elle constitue une excellente barrière aux alcools et ce de manière peu coûteuse. C'est en effet un matériau neutre beaucoup plus cristallisé que le polyéthylène basse densité, offrant donc naturellement une structure plus compacte dont le franchissement par les molécules d'alcool et d'hydrocarbure est plus difficile. En outre le polyéthylène haute densité présente l'avantage d'une bonne soudabilité pour réaliser soit des cloisonnements à l'intérieur de la canalisation, soit un raccordement avec un dispositif de connexion à rapporter en extrémité de canalisation. A ce propos, on indiquera qu'une épaisseur avantageuse de cette couche intérieure sera de l'ordre de 0,5 à 0,8 millimètres pour que l'assemblage par soudure à des cloisonnements internes ou à un dispositif de connexion en extrémité soit possible. The use of high density polyethylene is advantageous because it constitutes an excellent barrier to alcohols and this in an inexpensive manner. It is indeed a neutral material much more crystallized than low density polyethylene, thus naturally offering a more compact structure whose crossing by alcohol and hydrocarbon molecules is more difficult. In addition, high density polyethylene has the advantage of good weldability for making either partitions inside the pipe, or a connection with a connection device to be attached at the end of the pipe. In this regard, it will be indicated that an advantageous thickness of this inner layer will be of the order of 0.5 to 0.8 millimeters so that assembly by welding to internal partitions or to a connection device at the end is possible. .

L'adhésion du polyéthylène haute densité (PEHD) à la couche extérieure de polyamide (PA il ou 12) est réalisée par un copolymère polyéthylène, acide acrylique ou anhydride maléique coextrudé avec la couche intérieure et sur une épaisseur de l'ordre de 0,2 mm. The adhesion of high density polyethylene (HDPE) to the outer polyamide layer (PA il or 12) is carried out by a polyethylene, acrylic acid or maleic anhydride copolymer coextruded with the inner layer and over a thickness of the order of 0, 2 mm.

Enfin la couche extérieure en polyamide est utilisée essentiellement pour sa fonction barrière aux hydrocarbures et comme renforcement mécanique et résistant aux agressions abrasives et par chocs du gravillonnage
La conduite ainsi obtenue présente trois couches coextrudées
- une couche de PEHD sur 0,5 à 0,8 millimètres d' épaisseur,
- une couche adhésive de copolymère polyéthylène, acide acrylique et/ou anhydride maléique sur environ 0,2 millimètres d'épaisseur,
- une couche de polyamide de 0,3 à 0,5 millimètres d'épaisseur, ce qui est nettement inférieur aux conduites en polyamide en mono couche qui ont une couche externe beaucoup plus épaisse (de l'ordre de I mm).Finally, the polyamide outer layer is used essentially for its barrier function to hydrocarbons and as mechanical reinforcement and resistant to abrasive aggressions and by gravel shock.
The pipe thus obtained has three coextruded layers
- a layer of HDPE 0.5 to 0.8 millimeters thick,
- an adhesive layer of polyethylene, acrylic acid and / or maleic anhydride copolymer over a thickness of approximately 0.2 millimeters,
- a layer of polyamide 0.3 to 0.5 millimeters thick, which is significantly less than polyamide pipes in single layer which have a much thicker outer layer (of the order of I mm).

Ce produit est de coût moins élevé que les produits connus aujourd'hui tout en présentant des caractéristiques élevées de résistance et d'imperméabilité. En effet la réalisation de la fonction barrière au carburant par deux matériaux permet d'utiliser des matériaux moins coûteux au total qu'un matériau assurant seul la barrière aux alcools et hydrocarbures. This product is of lower cost than the products known today while having high characteristics of resistance and impermeability. Indeed, the realization of the fuel barrier function by two materials makes it possible to use materials which are less expensive in total than a material which alone provides the barrier to alcohols and hydrocarbons.

Par ailleurs, le choix d'un polyéthylène comme couche interne est intéressant du fait de sa capacité à être chargé en matériau pulvérulent et notamment en graphite. La couche interne peut alors devenir conductrice et constituer une protection contre les charges électriques statiques de la conduite. Furthermore, the choice of a polyethylene as an internal layer is advantageous because of its capacity to be loaded with pulverulent material and in particular graphite. The inner layer can then become conductive and provide protection against static electrical charges in the pipe.

Dans une seconde réalisation de l'invention, la couche interne est en polyéthylène haute densité réticulé. In a second embodiment of the invention, the internal layer is made of crosslinked high density polyethylene.

Ainsi, la conduite est réalisée en trois couches coextrudées, dont la couche interne est en polyéthylène réticulable dans les épaisseurs susdites puis l'ensemble (ou au moins la paroi intérieure) est soumise à un traitement à l'eau ou à la vapeur qui provoque la réticulation du polyéthylène. La conduite voit alors sa tenue à la température et son imperméabilité aux hydrocarbures et à l'alcool améliorées. Une telle canalisation trouve une application particulièrement avantageuse dans le circuit de refroidissement par eau du moteur du véhicule où les températures sont voisines de 1000C-1500C. En outre, l'opération de réticulation peut être réalisée alors que la conduite est maintenue en forme. Le produit final est alors sensiblement figé dans cette forme. Thus, the pipe is made in three coextruded layers, the inner layer of which is made of crosslinkable polyethylene in the above-mentioned thicknesses, then the assembly (or at least the inner wall) is subjected to a treatment with water or steam which causes crosslinking of polyethylene. The pipe then sees its resistance to temperature and its impermeability to hydrocarbons and alcohol improved. Such a pipe finds a particularly advantageous application in the water cooling circuit of the vehicle engine where the temperatures are close to 1000C-1500C. In addition, the crosslinking operation can be carried out while the pipe is kept in shape. The final product is then substantially frozen in this form.

Claims

1. Multilayer plastic tube manufactured by coextrusion intended to convey a motor vehicle fuel, characterized in that it comprises, from the inside to the outside, a layer of high density polyethylene, a layer of adhesive copolymer of polyethylene, acrylic acid and / or maleic anhydride, and an outer layer of polyamide.

2. Tube according to claim 1, characterized in that the high density polyethylene is crosslinked.

3. Tube according to claims 1 or 2, characterized in that the thicknesses of the layers are

- 0.5 - 0.8 mm for the polyethylene layer,

- 0.2 mm for the adhesive layer,

- 0.3 - 0.5 mm for the polyamide layer.

4. Tube according to one of the preceding claims, characterized in that the internal layer is made of polyethylene loaded with an electrically conductive powder material thus forming an anti-static layer.