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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION la Société dite: IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED Perfectionnements aux réservoirs à combustibles liquides. Demande de brevet anglais du 6 Mai 1943 en sa faveur et en faveur de MM. A. DUERDEN et L. SHAKESBY
Cette invention se rapporte à des réservoirs à combustibles hydrocarbonés liquides, réservoirs qui conviennent pour l'usage dans des aéronefs ou dans d'autres véhicules et dans lesquels la paroi retenant le combustible consiste en une matière en feuille flexible comprenant un ensemble de couches de tissu ou d'une autre matière en feuille poreuse, ces couches étant liées les unes aux autres au moyen d'une ou de plusieurs couches intermédiaires d'une composition résistant au combustible.
L'invention s'applique spécialement à des réservoirs de l'espèce décrite, comprenant, afin de réduire les fuites dans le cas de percement du réservoir, une enveloppe de protection extérieure qui comprend du caoutchouc spongieux ou une autre composition élastique qui gonfle sous l'action du combustibl e.
Des réservoirs de l'espèce décrite sont fabriqués en découpant la matière en feuille à la forme désirée et en collant les joints à recouvrement des parties découpées. L'enveloppe de protection extérieure est aussi fixée au réservoir par une opération de collage.
Dans un procédé de fabrication de ce genre il est préférable d'employer une matière en feuille préfabriquée qui rende les opérations de collage aussi simples que possible et qui évite notamment la nécessité d'une cuisson au cours de la fabrication du réservoir. Pour les mêmes raisons il est désirable d'employer pour les diverses opérations de collage une colle séchant ou durcissant à froid.
Dans la fabrication de réservoirs de'l'espèce décrite on a généralement employé jusqu'à présént, comme paroi retenant le combustible, une matière en feuille à plusieurs couches de tissu liées les unes aux autres par des compositions à base de dérivés cellulosiques ou par des matières synthétiques semblables au caoutchouc, comme par exemple celles connues sous le
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nom de néoprène. Les matières en feuille à plusieurs couches de tissu liées les unes aux autres par ces compositions ou matières synthétiques impliquent cependant quelques difficultés. Premièrement, lorsque la surface' intérieure de la paroi du réservoir, surface qui est en contact direct avec le combustible liquide, est constitué par du tissu, le liquide tend à percer autour des joints à cause de l'action capillaire des fibres du tissu au voisinage des joints.
Secondement, les substances liantes utilisées dans la matière en feuille à plusieurs couches de tissu ne sont pas toujours complètement imperméables à la vapeur du combustible hydrocarboné, et la transpiration résultante de la vapeur hydrocarbonée peut provoquer une perte appréciable de combustible et la détérioration du caoutchouc qui serait présent dans le système auto-cicatrisant et du produit adhésif employé entre les différentes couches du réservoir. Troisièmement, lorsque l'on utilise des matières en feuille à plusieurs couches de tissu, de l'espèce décrite ci-dessus, on rencontre des difficultés dans l'emploi de colles séchants ou durcissant à froid, et en outre il n'est pas facile d'effectuer des réparations aux réservoirs dans le cas d'endommagements produits pendant l'emploi du réservoir.
La présente invention est basée sur la découverte qu'au point de vue des exigences susmentionné on peut obtenir des résultats améliorés et surmonter les dits inconvénients en utilisant, comme matière en feuille flexible, une matière en feuille à plusieurs couches de tissu liées les unes aux autres par une composition résistant à l'essence, les deux côtés de cette matière en feuille à plusieurs couches de tissu étant revêtus d'une composition plastifiée contenant une résine d'acétal polyvinylique.
Dans la demande de brevet anglais n 2778/45 sont décrites des compositions résineuses qui comprennent une résine d'acétal polyvinylique et un ester résineux dérivant d'un polyalcool et d'un acide aliphatique polybasique saturé contenant de 4 à 10 atomes de carbone. Dans cette demande de brevet est décrite aussi une matière en feuille flexible comprenant deux ou plusieurs couches de tissu, ou d'une autre matière en feuille poreuse, liées les unes aux autres par une ou plusieurs couches intermédiaires d'une telle composition résineuse, l'un ou les deux côtés de cette matière en feuille flexible étant éventuellement recouverts d'un revêtement constitué par une telle composition résineuse.
Cette demande de brevet contient aussi une revendication concernant des réservoirs à combustibles hydrocarbonés liquides, réservoirs dont la paroi retenant le combustible est constituée par une matière en feuille flexible du genre décrit ci-dessus.
Suivant la présente invention une matière en feuille flexible, propre à constituer la paroi retenant le combustible dans un réservoir à combustible hydrocarboné liquide, comprend deux ou plusieurs couches de tissu, ou d'une autre matière en feuille poreuse, liées les unes aux autres par une ou plusieurs couches intermédiaires d'une composition résistant à l'essence comme décrite dans ce qui suit, les deux côtés de cette matière en feuille flexible étant revêtus d'une composition plastifiée contenant une résine d'acétal polyvinylique.
Le terme "acétal" est utilisé ici dans le sens général et comprend par exemple le formal, l'acétal et le butyral.
Le terme "acétal polyvinuylique" est utilisé ici pour désigner
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un dérivé de polyvinyle dans lequel les groupements vinyle sont liés de façon caractéristique, mais nécessairement exclusivement, à des groupements acétal. Un tel dérivé polyvinylique peut être obtenu par hydrolyse partielle ou complète d'acétate de polyvinyle ou d'un autre ester polyvinylique et condensation simultanée ou subséquente, partielle ou complète, avec l'aldéhyde approprié, de manière à former un produit de condensation semblable à de l'acétal, qui peut, ou non, contenir des groupements ester et/ou hydroxyle résiduels. Par exemple, on peut utiliser les produits connus sous les noms commerciaux "Formvar". "Alvar" et "Butvar".
La matière en feuille à plusieurs couches de tissu peut être constituée par exemple par deux ou trois couches de tissu liées les unes aux autres. La composition résistant à l'essence, employée suivant la présente invention pour lier les unes aux autres les couches de la matière en feuille à plusieurs couches de tissu, est une composition plastique préparée de la manière connue dans le domaine envisagé et dont le constituant caractéristique formant pellicule est l'un des composés suivants :
1) un dérivé cellulosique plastifié, par exemple du nitrate de cellulose ou de l'acétate de cellulose;
2) un polymère semblable au caoutchouc, à base de butadiène, par exemple le polymère de chloroprène connu sous la dénomination néoprène, ou
3) un polymère semblable au coutchouc, à base de polysulfure d'éthylène, par exemple le produit connu sous la dénomination commerciale "Thiokol".
La composition de revêtement peut être constituée par exemple par une composition résineuse comprenant une résine d'acétal polyvinylique et un ester résineux dérivant d'un polyalcool et d'un acide aliphatique polybasique saturé contenant de 4 à 10 atomes de carbone, comme décrit dans la demande de brevet anglais n 2778/43. Ou la composition de revêtement peut comprendre une résine d'acétal polyvinylique et un plastifiant connu approprié quelconque, par exemple un ester d'acide phtalique et d'éther glycol-monoéthylique, résistant à l'action des combustibles hydrocarbonés.
Comme solvant convenant à la préparation des compositions de résine d'acétal polyvinylique on peut utiliser la méthylcyclohexanone soit seule soit mélangée à de l'alcool méthylique ou à un autre alcool aliphatique inférieur. On peut aussi utiliser des mélanges de solvants organiques qui, individuellement, ne sont pas capables de dissoudre les compositions. Ainsi, par exemple, on peut utiliser des mélanges de deux ou de plusieurs des substances suivantes : l'acétone, le trichloroéthylène, le benzène, l'alcool méthylique, l'alcool éthylique. De tels mélanges peuvent aussi contenir une certaine proportion de méthylcyclohexanone.
Dans la fabrication de réservoirs à combustibles à partir de la matière en feuille flexible décrite ci-dessus, on emploie de préférence une composition de collage qui fournit une bonne liaison à la température ordinaire sans opération spéciale de cuisson, ceci étant possible à cause de l'emploi de la composition de revêtement sur ladite matière en feuille. Une telle colle séchant à froid consiste de préférence en une composition de résine d'acétal polyvinylique et peut être utilisée pour lier les couches de la dite matière en feuille flexible les unes aux autres ou . à des couches d'autres matières dans la fabrication
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de réservoirs à combustible suivant la présente invention.
EXEMPLE
La matière en feuille flexible comprend:deux couches de tissu de coton égyptien mercérisé, ayant chacune un poids de 6 onces par yard carré (170,10 gr/0, 836 m2) et une résis- tance à la traction de 120 livres anglaises par pouce (54,36 kg/2, 54 cm ) aussi bien dans la direction de la chaîne que dans celle de la trame; une couche intermédiaire d'une com- position comprenant le polymère de polysulfure organique connu sous le nom commercial Thiokol F ; et sur chacune des faces un revêtement continu constitué par une composition de résine de formai polyvinylique plastifié; cette matière en feuille étant préparée de a façon suivante.
Deux pans de longueurs égales du tissu de coton sont, chacun revêtus de 1 once/yard carré (28,35 gr/0,836 m2) (poids secj d'une composition préparée en dispersant le mélange suivant dans du dichloréthylene jusqu'à obtention d'une consistance convenable : -
EMI4.1
<tb>
<tb> Thiokol <SEP> F <SEP> .........................100 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 10 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> Noir <SEP> de <SEP> charbon <SEP> tendre <SEP> ............... <SEP> 35 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> Acide <SEP> stéarique <SEP> 0.5 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> Disulfure <SEP> de <SEP> mercaptobenzothiazole... <SEP> 0.35" <SEP> " <SEP> "
<tb> Diphénylguanidine <SEP> 0.
<SEP> 1 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb>
La composition est appliquée en en étendant deux couches sur une face de chaque pan de tissu et le solvant est éliminé d'entre les couches de la façon ordinaire. Sur la face revêtue de l'un des deux pans de tissu on applique par caledrage de la façon connue (8 onces/yard carré (28,35 gr/0, 836mê) (poids sec) de la même composition. Les deux pans de tissu sont alors réunis en les faisant passer entre des rouleaux compres- seurs, les faces revêtues étant appliquées l'une contre l'autre, la face revêtue de la feuille calendrée ayant été rendue collan- te en la mouillant avec du dichloréthylène appliqué au moyen d'un rouleau toucheur, directement avant l'opération de pressage.
Le tissu composé est passé à travers une boîte chauffée,, pour chasser le solvant, et la composition de polymère de polysulfure est ensuite cuite en chauffant à une température de 129,440C pendant trois heures.
Le tissu composé est finalement revêtu de chaque côté de 2 onces/yard carré (56,70 gr/0,836 m ) (poids sec) de la composition suivante : -
EMI4.2
<tb>
<tb> Résine <SEP> de <SEP> formal <SEP> polyvinylique <SEP> connu <SEP> sous <SEP> le
<tb> nom <SEP> commercial <SEP> "Formvar <SEP> 15/95" <SEP> ..... <SEP> 100 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> Adipate <SEP> de <SEP> glycéryle <SEP> 67 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> Benzène <SEP> 450 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> Alcool <SEP> méthylique <SEP> industriel <SEP> ....... <SEP> 150 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> Acétone <SEP> 50 <SEP> " <SEP> "
<tb>
La composition est appliquée en l'étendant en plusieurs couches, le solvant étant éliminé de la façon ordinaire après l'application de chaque couche.
Le tissu composé ainsi traité est ensuite amené à la forme d'un réservoir à combustible, par façonnage et assemblage, par exemple en découpant les pièces de la matière à
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la forme voulue et en assemblant les parties composantes du réservoir sur une forme ou un gabarit convenable construit d'un certain nombre de parties de façon à pouvoir le démonter facilement et le réassembler à l'intérieur du réservoir.
Les pièces de tissu composé sont liées les unes aux autres par des joints à recouvrement et au moyen d'une composition de collage comprenant la résine de formal polyvinylique partiellement hydrolysée, qui peut être convenablement la même que celle qui a servi à revêtir la matière en feuille à plusieurs couchesde tissu, ces joints étant solidement collés, alors que la forme ou le gabarit est maintenu en position pendant cette opération. Le réservoir assemblé est muni d'un trou dans l'un de ses côtés, ce trou possédant une grandeur suffisante pour permettre à la forme d'être enlevée de l'intérieur du réservoir ; trou forme de préférence une ou- verture pour un couvercle de remplissage.
Si on le désire la forme peut être enlevée et les parties constituant les joints peu- vent être renforcées par couture ; ce cas les rangées de points de couture sont subséquemment rendues étanches au combustible en les recouvrant de colle.
Ensuite le réservoir peut être rendu auto-cicatrisant de toute façon convenable connue. Ainsi par exemple, trois couches successives de caoutchouc spongieux peuvent être collées à la paroi extérieure du réservoir, ces couches étant jointes en about et les joints de couches voisines étant de préférence décalés les uns par rapport aux autres. La première de ces couches peut être fixée à la paroi en tissu composé du réservoir au moyen d'une composition de collage de résine de formal polyvinylique, l'adhésion étant facilitée par le revêtement en formal polyvinylique recouvrant déjà la face extérieure de la paroi du réservoir.
Les autres couches de l'enveloppe auto-cicatrisante peuvent ensuite être mises en place au moyen d'une colle auto-séchante, ou bien l'enveloppe auto-cicatrisante peut être appliquée en premier lieu sous forme d'une matière composée. Une couche simple de fort tissu de coton est ensuite collée à la couche extérieure de caoutchouc spongieux de manière à former un revêtement extérieur et, après la fabrication, ce revêtement est recouvert de préférence au moyen de la composition de résine de formal polyvinylique ou d'un autre enduit résistant à l'essence, dans le but de protéger le caoutchouc spongieux de toute essence accidentellepent répandue sur la face extérieure du réservoir.
Ou d'autres systèmes auto-cicatrisants peuvent être employés, comme par exemple des combinaisons d'autres matières de caoutchouc susceptibles de gonfler, ou de telles matières avec du feutre ou des produits analogues.
Quoique l'invention ait été plus spécialement décrite relativement à une matière composée de deux couches de tissu et contenant une couche intermédiaire de "Thiokol", il est bien entendu que l'invention n'y est pas limitée. En outre, pour la fermeture des joints du réservoir, il n'est pas essentiel que la colle servant à cette fin soit constituée par de l'acétal polyvinylique, bien que l'on ait constaté qu'on obtient des résultats particulièrement favorables avec ce composé. D'autres colles imperméables ou pouvant être rendues imperméables aux hydrocarbures liquides peuvent être utilisées.
Des réservoirs à combustible fabriqués suivant la présente invention présentent aussi certains avantages importants, à savoir ils évitent les fuites par action capillaire et empêchent la transpiration de vapeurs de combustible, grâce à la grande imperméabilité du revêtement d'acétal polyvinylique aux vapeurs de combustible. En outre la présence du revêtement d'acétal
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polyvinylique sur les deux faces de la matière de tissu composée permet de former un joint de solidité accrue au moyen d'une colle séchant à froid et facilite la réparation dans le cas d'endommagement du système pendant l'usage.
De plus, on a observé que des compositions de résine d'actal polyvinylique utilisées dans la fabrication de réservoirs à combustible, tendent à s'étendre et à subir un durcissement permanent dans les conditions d'essai du réservoir, ce qui a pour résultat que, dans le cas où le plastifiant utilisé dans ces compositions est extrayable par le combustible, il peut se produire une formation de piqûres dans la matière. Cette possibilité peut être évitée par l'emploi de la matière en feuille composée, flexible, faisant l'objet de la présente invention, puisque l'on peut employer, dans cette matière en feuille, comme couche intermédiaire une matière présentant une élasticité suffisante pour surmonter cette tendance de la pellicule d'acétal.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Matière en feuille flexible propre à constituer la paroi retenant le combustible dans un réservoir à combustible hydrocarboné liquide, caractérisée en ce qu'elle comprend deux ou plusieurs couches dé tissu, ou d'une autre matière en feuille poreuse, liées les unes aux autres par une ou plusieurs couches intermédiaires d'une composition résistant au pétrole, comme décrite dans ce qui précède, les deux côtés de cette matière en feuille flexible étant revêtus d'une composition plastifiée contenant une résine d'acétal polyvinylique.
2. - Matière en feuille flexible suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la composition de revêtement est une composition résineuse comme décrite dans la demande de tre- vet anglais n 2778/43.
3.- Réservoirs à combustibles hydrocarbonés liquides, convenant pour l'emploi dans des aéronefs et autres véhicules, carac' térisés en ce que la paroi retenant le combustible est constituée par une matière en feuille flexible suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes.