Brevet FR2088456A1 — publié le 19720107

La présente invention concerne une feuille métallique recouverte d'une pellicule de plastique stratifiée qui constitue un matériau protecteur excellent utilisables en particulier pour les câbles de télécommunications, comme blindage électrostatique 5 ou comme couche imperméable à l'humidité, et un procédé de fabrication de ladite pelliculeo On a tendance depuis peu à imposer des conditions de plus en plus sévères aux câbles de télécommunicationso On exige par exemple une résistance à l^eau adaptée à l'environnement pour 10 des câbles de distribution souterrains ou pour réaliser un blindage protégeant contre les coups de foudre, les phénomènes d8induction électrostatique^été» On a utilisé dans ce but des bandes de métal stratifié constituées par une bande de polyéthylène collée au préalable sur une feuille d'aluminiumc Cependant, étant donné que 15 l'adhérence entre la feuille d'aluminium et la couche de polyéthylène est médiocre, il se produit une séparation entre les deux couches lorsqu'on plie le câble, rompant ainsi la feuille d'aluminium et réduisant son action protectrice et, de plus, on observe le même inconvénient qu'e ci-dessus par le seul fait de 20 l'adhérence médiocre entre la feuille d'aluminium et le polyéthylène extérieure, La présente invention a pour objets une feuille métallique recouverte d'une pellicule de plastique stratifiée avec une excellente adhérence entre la matière plastique et la 25 feuille de métal, et d'excellentes caractéristiques de résistance au choc.et à la flexion et un procédé de fabrication de la pellicule stratifiée susmentionnée, La demanderesse a trouvé, après diverses recherches, qu'on obtient un résultat favorable avec une pellicule complexe 30 constituée par deux couches de matière plastique collées ensemble à la place de la couche unique extérieure de polyéthylène® Jfeis, lorsqu'on colle ensemble des matières plastiques de nature différente, cela entraîne diverses difficultés telles que la diminution de la résistance aux chocs à basse température, etc0 ^5 et on se heurte à des difficultés pour le développement technique de ladite pellicule„ Cependant, on a observe qu'on obtient une bande complexe satisfaisante grâce à la présente invention, comme L 70 43950 2 2088456 expliqué ci-aprèso La présente invention concerne notamment une feuille métallique recouverte d'une pellicule de plastique stratifié, qui est obtenue par pressage à chaud d'une pellicule complexe, elle-même obtenue par soudage à chaud d'une couche de polyéthylène 5 ou d'un copolymère d'éthylène et acétate de vinyle contenant &fo au plus d'acétate de vinyle (couche supérieure) et d'une couche d'un copolymère d^éthylène et acétate de vinyle contenant 10 à 45% en poids d'acétate de vinyle (couche inférieure) sur au moins une face d'une feuille métallique en mettant en contact le second 10 copolymère avec ladite feuille„ Dans la présente description, les proportions parties et pourcentages sont en poids sauf indication contraire» Si la teneur en acétate de vinyle du copolymère de la couche supérieure dépasse 8fo} l'adhérence avec le polyéthylène 15 diminue, et si la teneur en acétate de vinyle de la couche inférieure est de moins de 10%, l'adhérence à la feuille métallique est diminuée et lorsqu'elle dépasse 45%, les caractéristiques de moulage deviennent mauvaises. L'invention est décrite brièvement ci-après en se 20 référant aux dessins annexés dans lesquels : les figures 1 et 2 sont des vues en coupe représentant des pellicules stratifiées selon la présente invention, où la pellicule de matière plastique est collée sur une seule face d'une feuille métallique ; 25 la figure 3 est une vue semblable dans laquelle la pellicule de matière plastique est collée sur les deux faces d'une feuille métallique., la figure 1+ est une coupe représentant la pellicule stratifiée selon l'invention utilisée comme blindage pour un câble 30 de télécommunications. Les métaux utilisables dans la présente invention sont l'aluminium, le cuivre, le fer, l'acier, l'argent, l'or, l'étain, etc<>s mais -en pratique- on utilise le plus souvent l'aluminium et le cuivre„■ Tr - " 35 Le procédé de fabrication d'une pellicule étràtifiée selon l'invention est décrit ci-après. La pellicule plastique complexe employée dans la présente invention est obtenue par les opérations ci-après : production d'une pellicule double par 70 43950 3 2088456 gonflage, c'est-à-dire en faisant communiquer les buses de deux extrudeuses avec une filière à soufflage et par soudage à chaud de l'ensemble de deux couches de matière plastique juste à l'avant ou juste à l'arrière de la sortie de la filière, de manière à 5 obtenir un tube à paroi en deux couches, et ouverture du tube sur toute sa longueur; on peut aussi raccorder les extrémités de deux extrudeuses à une filière en T et obtenir ainsi une pellicule en deux couches par le même procédé que ci-dessus<> De plus quand, selon la présente invention, une seule face ou 10 les deux sont traitées en vue du soudage par un procédé chimique connu ou, plus spécialement, par une décharge par effluves, l'adhérence avec le manchon extérieur de polyéthylène devient plus forte que celle prévue quand il est réalisé en une feuille de métal ou en d'autres matériaux de revêtement comme ceux d'un 15 câble pour télécommunications» La pellicule complexe ainsi obtenue est pressée à chaud sur une feuille métallique. Ce pressage à chaud est réalisé en chauffant la pellicule jusqu'.à ce qu'elle se ramollisse et une fois ramollie elle est appliquée sur une feuille métallique chauffée entre environ 80 et 250°C, par une 20 pression comprise entre 0,1 et 10 kg/cm2o L'épaisseur de la feuille métallique recouverte d'une pellicule de plastique stratifiéeselon la présente invention peut être modifiée en fonction de son utilisation, par exemple quand elle est employée pour un câble de.télécommunications, une 25 épaisseur de la feuille métallique comprise entre 10 et 800 microns, une épaisseur de la couche de matière plastique entre 10 et 600 microns et une épaisseur de l'ensemble feuille de métal plus pellicule stratifiée de matière plastique entre 20 et 1400 microns conviennent « 30 Le procédé de fabrication de la pellicule est décrit ci-après en se référant aux dessins ci-annexéso La figure 1 est une vue en coupe d'une feuille métallique recouverte d'une pellicule de plastique stratifié obtenue par pressage à chaud d'une seule face 4 traitée par 35 décharge par effluves, d'une pellicule complexe de matière plastique constituée par un copolymère 2 d'éthylène et acétate de vinyle contenant &fo d'acétate de vinyle et un copolymère 3 d'éthylène et acétate de vinyle contenant 10 à 40% d'acétate de 70 43950 4 2088456 vinyle sur une face d'une feuille métallique 1o La figure 2 est une vue en coupe dans laquelle la pellicule complexe de matière plastique est pressée à chaud sur la feuille métallique sans la couche 4 traitée par décharge par 5 effluves représentée sur la figure 1» La figure 4 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation dans lequel la pellicule selon l8invention est utilisée comme couche résistant à l'eau et comme blindage pour un câble de télécommunications, et, sur cette figure la référence 5 désigne 10 l'ensemble des conducteurs, 6 représente les bandes de guipage en polyester, polyéthylene etc0, 7 désigne la pellicule selon 1*invention, la feuille de métal 8 étant placée contre la surface des bandes de guipage 6 et un manchon extérieur 10 en polyéthylène est placé sur la face extérieure de la pellicule 9 en matière 15 plastique selon 1*invention» La feuille métallique recouverte d'une pellicule de plastique stratifiée selon l'invention est caractérisée par une excellente adhérence entre les deux espèces de polymère ainsi qu'entre la pellicule de matière plastique et la feuille métallique» 20 Etant donné que le polymère de la couche supérieure adhère bien au polyéthylène, la feuille stratifiée selon l'invention est utilisée comme couche protectrice et/ou blindage pour un câble de télécommunications et, en formant le manchon de polyéthylène sur la face extérieure, on obtient un câble pour télécommunications 25 très satisfaisant. Puisque cette pellicule résiste très bien au froid et à un nombre de flexions dépassant les prévisions, on peut l'utiliser non seulement pour ledit câble de télécommunications, mais aussi comme enveloppe extérieure pour des condensateurs, comme 30 couche isolante résistant à l'eau ou comme matériau d'emballage» EXEMPLE EXPERIMENTAL Avant de donner des exemples de mise en oeuvre de la présente invention, on étudie ci-après l'influence de la teneur 35 en acétate de vinyle. On mesure l'adhérence entre les surfaces en contact d'une pellicule complexe obtenue en superposant une feuille de copolymère d'éthylène et acétate de vinyle de 10 cm de largeur, 50 cm de longueur et 0,05 mm d'épaisseur, contenant de 70 43950 5 2088456 l'acétate de vinyle dans la proportion indiquée sur le tableau I et une feuille souple d'aluminium de 10 cm de largeur, 50 cm de longueur et 0,2 mm d'épaisseur, en utilisant un rouleau appliquant une charge de 5 kg dans un séchoir à air chaud à 180°C (méthode A). 5 Par ailleurs, une feuille de polyéthylène (fabriquée par Nittovnica modèle 0-506), de 2 mm d'épaisseur est superposée à la meme bande et chauffée dans le séchoir à air chaud à 180°G pendant 10 mn et collée par un mouvement de va-et-vient d'un rouleau appliquant une charge de 5 kg, dans le séchoir, ensuite on mesure l'adhérence 10 entre les surfaces collées ( méthode B ). La mesure est réalisée sous la forme d'un essai d'arrachement ou de déchirement avec pliage suivant un arc de 180°, avec une vitesse de traction de 200 mm/mn à 20°C. TABLEAU I 15 Teneur en acétate de vinyle Adhérence Adhérence (en %) du copolymère d'éthylène (méthode A) (méthode B) et acétate de vinyle cm en g/cm 40 3.800 120 3.650 400 3.600 530 3.500 770 3.000 780 2.700 800 2.500 780 2.000 650 - 1.800 0 3 5 20 8 14 19 28 33 45 2xj II est évident d'après le tableau I que le polyéthy lène ou un copolymère d'éthylène et acétate de vinyle contenant 0 à 8% d'acétate de vinyle adhère très bien au polyéthylène, mais adhère médiocrement à la feuille de métal; par ailleurs, un copolymère d'éthylène et acétate de vinyle contenant 14 à 45f° d'acétate de 2q vinyle adhère très bien à la feuille métallique mais adhère médiocrement au polyéthylène. Dans la présente invention, les inconvénients et les avantages des deux constituants sont donc combinés adroitement et, par conséquent, la pellicule complexe de matière plastique est collée à la feuille métallique, la face de ladite pellicule qui est en copolymère d'éthylène et acétate de vinyle 35 et contenant 10 à 45% d'acétate de vinyle adhérant très - - - 70 43950 2088456 à la feuille métallique» Par conséquent, si la matière sur laquelle s''effectue le collage est du polyéthylène, la matière collée dessus est la couche de polyéthylène ou de copolymère dîéthylène et acétate de vinyle contenant moins de 8% d'acétate 5 de vinyle, lequel adhère très bien au polyéthylène, si bien qu'on obtient une adhérence parfaite» De plus, étant donné que l'adhérence entre les deux couches de la pellicule complexe de matière plastique est obtenue par soudage à chaud, il est difficile de les détacher et de les séparer» 10 EXEMPLE 1 On fabrique un matériau plastique indiqué sur le tableau II en utilisant l'extrudeuse susmentionnée et l'on mesure l'adhérence comme indiqué dans 1»exemple ci-dessus» Les résultats 15 obtenus figurent sur le tableau II annexé» La pellicule complexe constituée par deux matières plastiques différentes est préparée par extrusion tout en chauffant chacune des bandes au-dessus et son point de ramollissement et, ensuite, on les chauffe à l'orifice de la filière à des tempéra-20 tures encore supérieures de 10 à 50°C» Les épaisseurs des deux couches sont égales, l'épaisseur de la pellicule complexe est de 50 microns et la quantité de matière extrudée est comprise entre 0,1 et 10 kg/h» En ce qui concerne la feuille d'aluminium et son pressage à chaud, les indications de l'exempie expérimental 25 s'appliquent au présent exemple» Comme indiqué sur le tableau 2, le produit selon la présente invention adhère très bien à la feuille métallique, tout comme*le polyéthylène à la matière à laquelle il est collé» 30 EXEMPLE 2 On a indiqué dans l'exemple 1, non seulement que l'adhérence obtenue grâce à la présente invention est très satisfaisante et que la pellicule selon l'invention a une excellente adhérence, mais aussi que les résistancespar temps froid ou au 35 pliage sont très satisfaisantes et on en a les preuves sur le tableau ci-après» 70 43950 7 2088456 TABLEAU III Résistance à la Adhérence à Résistance au fissuration par la couche de pliage (nombre temps froid polyéthylène de pliages ) ( kg/ cm ) Exemple comparatif n° 1 fissuré 3,0 50 Exemple comparatif n°2 pas de changement 1,5 34 Exemple de mise en oeuvre n° 2 pas de changement 3,8 76 Dans 1'exemple comparatif n° 1, une pellicule de polyéthylène de 0,05 mm d'épaisseur est pressée à chaud contre une seule face d'une feuille souple d'aluminium de 0,2mm d'épaisseur. Dans l'exemple comparatif n° 2, une pellicule de copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle, contenant 2,8°/o d'acétate de vinyle, de 0,05 mm. d'épaisseur est pressée à chaud contre une seule face de ladite feuille d'aluminium. Dans l'exemple de mise en oeuvre n° 2, une pellicule de matière plastique de 0,05 mm d'épaisseur est pressée à chaud contre une seule face de ladite feuille d'aluminium, ladite feuille de matière plastique est constituée par une couche d'un copolymère d'éthylène et acétate de vinyle contenant 5% d'acétate de vinyle (Mitsubishi Yuka Co, marque commerciale UCAL0N 10F) pour une surface et par une couche d'un copolymère d'éthylène et acétate de vinyle contenant 28% d'acétate de vinyle ( Mitsui Polychemical Co, marque commerciale EVAFLEX n° 260) pour l'autre surface, la seconde couche étant mise en contact avec la feuille d'aluminium. La mesure de la résistance à la fissuration par temps froid consiste en la détermination des caractéristiques de fissuration d'un manchon d'un cable ayant un rayon de 15 mm dans lequel on fait rentrer : un groupe de conducteurs, entouré d'une bande gaufrée de polyéthylène servant de guipage, de 0,05 mm d'épaisseur autour de laquelle on place-ladite feuille métallique recouverte d'une pellicule de plastique stratifié en forme de bande, dans le sens de la longueur, ladite feuille métallique (en aluminium) étant orientée vers l'intérieur, ledit manchon -- 70 43950 g 2088456 extérieur de polyéthylène, fabriqué par la firme s Jfî z--n- n° 0506, ayant 3 mm d'épaisseur. Cet essai est mis en oeuvre en faisant tomber d'une hauteur de 91,5 cm un rouleau en fer pesant 450 g sur le câble dans une chambre maintenue à 5 -30°C par un thermostat.. L'adhérence à la feuille d'aluminium est mesurée par le procédé décrit dans l'exemple expérimental,, Dans l'essai de résistance au pliage, on mesure le nombre de pliages réalisables jusqu'à ce que la feuille d'aluminium 10 se rompe, en pliant le .câble autour d'un mandrin métallique ayant un rayon égal à six fois celui du câble» Comme l'indique le tableau II, le manchon extérieur et la feuille d'aluminium de la bande complexe selon l'invention sont parfaitement solidarisés par l'intermédiaire de la pellicule 15 complexe, si bien que l'ensemble a d'excellentes caractéristiques de résistance au pliage et à la fissuration par temps froid® Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limi-20 tatifs, sans sortir du cadre de l'invention.» T COPY 70 43950 9 2088456 REVENDICATIONS 1. Feuille métallique recouverte d'une pellicule de plas tique stratifiée caractérisée en ce qu'une pellicule complexe obtenue par soudage à.chaud d'une feuille de polyéthylène ou d'un copolymère. d'éthylène. et acétate de vinyle contenant moins 5 de 8^ d'acétate de vinyle.et d'une feuille d'un copolymère d'éthylène et acétate de vinyle contenant 10 à 45$ d'acétate de vinyle.est pressée à chaud contre au moins une face d'une feuille métallique en mettant- en contact le second copolymère avec ladite feuille métallique. 10 2. Feuille métallique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le métal de ladite feuille est de l'aluminium, du cuivre, du fer, de l'acier, de l'or.ou de l'étain» 3e Feuille métallique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le métal de la feuille est de l'aluminium. 15 4. Feuille métallique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une surface de ladite pellicule complexe est soumise à un traitement augmentant l'adhérence. 5. Feuille métallique selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit traitement augmentant l'adhérence est un traitement 20 par effluves électriques. 6. Feuille métallique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite feuille a 10 à 800 microns d'épaisseur etïla couche de matière plastique 10 à 600 microns d'épaisseur. 7» Procédé de fabrication d'une feuille métallique recou- 25 verte d'une pellicule de plastique stratifiée comprenant les opérations ci-après : raccordement des buses des extrudeuses à une filière à soufflage, extrusion d'un copolymère d'éthylène et acétate de vinyle contenant moins de 8% d'acétate de vinyle ^et d'un copolymère d'éthylène et acétate de vinyle contenant 10 à 30 45fo d'acétate de vinyle par chacune des deux extrudeuses, soudage à chaud de ces courants de matière plastique juste en amont ou juste en aval de la sortie de la filière de manière à obtenir un tube à paroi en deux couches, l'ouverture dudit tube sur toute sa longueur de manière à obtenir une pellicule complexe et pressage COPV 70 43950 10 2088456 à chaud de ladite pellicule complexe sur ladite feuille métallique en mettant en contact le second copolymère avec ladite feuille métallique„ Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce 5 que la pellicule complexe est chauffée à une température à laquelle elle se ramollit puis est pressée à chaud contre la feuille métallique» 9» Procédé de fabrication d'une feuille métallique recou verte d'une pellicule de plastique stratifiée, caractérisé en ce 10 qu'il comprend les opérations ci-après î raccordement des deux buses de deux extrudeuses à une filière à soufflage, extrusion d'un copolymère d'éthylène et acétate de vinyle contenant moins de â% d'acétate de vinyle et d'unccpolymère d'éthylène et acétate de vinyle contenant 10 à 45% d'acétate de vinyle, respectivement, 15 par les deux extrudeuses, soudage à chaud de ces deux courants de matière plastique juste en amont ou en aval de l'orifice de la filière de manière à obtenir une pellicule complexe et pressage à chaud de ladite pellicule complexe en mettant le second copolymère en contact avec la feuille métallique. 20 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite pellicule complexe est chauffée à une température à ^quelle elle se ramollit et est pressée à chaud contre la feuille métallique0 11. Câble comportant un revêtement placé à l'extérieur de l'ensemble des conducteurs et un manchon en matière plastique 25 sur la surface extérieure dudit revêtement, ce dernier étant constitué par une feuille métallique recouverte d'une pellicule de plastique stratifiée, caractérisé en ce qu'une pellicule complexe, obtenue par soudage à chaud d'une feuille de polyéthylène ou d'un copolymère d'éthylène et acétate de vinyle contenant moins de 30 8% d'acétate de vinyle et d'une feuille d'un copolymère d'éthylène et acétate de vinyle contenant 10 à 40% d'acétate de vinyle est pressée à chaud contre au moins une face d'une feuille métallique en mettant ledit second copolymère au contact de ladite feuille métallique. 35 12o Câble selon la revendication 11, caractérisé en-ce que ledit manchon est en polyéthylène TABLEAU II * VAc % désigne le pourcentage en poids d*acétate de vinyle TTT H & .Q Cffl O 1 î "î nrll nû ri ci "Tn oi «vi ( mn onvi^ no i* T o «viX-4- 1% A C m*ir Pellicule de plastique complexe Adhérence méthode A g/cm Adhérence méthode B g/cm Couche supérieure Couche inférieure (côté en contact avec le métal) Composition VAc %* Composition VAc 1o* Mitsui Polychemical Co. marque commerciale n° 660 IF » 2 8 Beyer, Allemagne, marque commerciale n°450, IF = 1,5 .45 850 3 o300 ti 8 Mitsui Polychemical Co. marque commerciale n°260, IF - 6 28 830 3c500 !t 8 Sumitomo Kagakukogyo Co marque commerciale H 2011 15 795 3o500 Mitsui Polychemical Co. marque commerciale 12 environ n° 560 IF = 3,5 14 790 3o700 Mitsuibishi Yuka Co. marque commerciale 10 F IF - 1,2 5 » 14 770 3=400 Sumitomo Kagakukogyo Co. marque commerciale IF = 2,2 5 tt 14 760 3.500