Brevet FR2121569A1 — publié le 19720825

i 2121569 Les câbles et les lignes, en particulier ceux pour usages électriques, comportent fréquemment plusieurs couches d1enrobage - en général deux - appliquées directement l'une sur l'autre, ces couches d'enrobage étant en un matéria.u 5 extrudable, c'est-à-dire en une matière thermoplastiquè ou thermoélastique, ou en caoutchouc. Ces couches, qui peuvent être de couleurs différentes et/ou de matériaux différents, forment, par exemple, l'une la couche d'isolement proprement dite, et l'autre l'enveloppe du câble, ou bien encore une enveloppe de 10 câble en plusieurs couches» De plus, il est fréquent que de tels câbles ou lignes, par exemple les lignes souples à Tin seul conducteur, doivent satisfaire à une spécification selon laquelle les couches extrudées doivent être mécaniquement séparées l'une de 15 l'autre, ceci afin de pouvoir dégarnir séparément les couches, par exemple, lors du branchement de la ligne sur un appareil électrique. On sait que 11 application de plusieurs couches de matière extrudable peut s'effectuer simultanément au mo-20 yen d'une extrudeuse pourvue d'une tête multiple (brevet E.U.A N° 3 222 721)o En pareil cas, toutefois,la séparation mécanique des couches extrudées simultanément n'est pas assurée sur le câble ou la ligne terminée, en particulier lorsque la matière extrudée est ensuite soumise à une vulcanisation ou à une réti-25 culation* Afin de parvenir à une séparation mécanique des couches, on peut déposer les couches en phases séparées, ou bien en tandem, en recourant à deux extrudeuses ou plus placées à une distance déterminée l'une de l'autre et pourvues chacune 30 d'une tête d'extrusion séparée. Avec ces procédés qui sont également connus, on peut appliquer entre les couches d'enrobage, une couche séparatrice , par exemple en un matériau en feuille ou ruban, ou encore en poudre ; la première de ces deux méthodes est très onéreuse du fait qu'elle comporte des opérations sépa-35 rées, tandis qu'avec la deuxième il faut que le diamètre de la couche d'enrobage inférieure soit tenu dans des limites très é-troites pour éviter un accrochage dans l'outil de la tête d'extrusion suivante. Si l'on donne à ces outils un diamètre trop important, le centrage de la couche d'enrobage supérieure ne 4-0 peut plus être assuré. COP^ 72 00138 2 2121569 Pour surmonter ces difficultés que l'on rencontre lorsqu'il s'agit de déposer deux couches d'enrobage séparées mécaniquement, on connaît déjà une tête d'extrusion comportant deux dispositifs d'injection déposés concentriquement 5 l'un dans l'autre, et dans lequel la couche séparatrice est appliquée pendant l'extrusion simultanée des deux couches d'enro-bageQ Chaque couche séparatrice consiste en Une feuille ou ruban s'étendant longitudinalement , moulé autour de la première couche de façon à former une enveloppe cylindrique» Afin d'in-10 troduire cette couche séparatrice entre les couches extrudées, il est prévu dans la tête, entre les dispositifs d'injection un canal qui débouche dans le trajet suivi par le matériau extrudable et qui présente une section transversale dont la forme varie constamment depuis l'ouverture d'entrée, côté extérieur de 15 la tête extrudeuse, jusqu'à l'embouchure du canal dans ledit trajet de manière à façonner progressivement la couche intercalaire se présentant en forme de film ou de ruban et à la transformer en une gaine cylindrique (brevet allemand 1 260 126)« La mise en oeuvre de cette tête extrudeuse 20 d'un type connu peut s'accompagner de difficultés dues au fait qu!il n'est pas possible de surveiller de l'extérieur la transformation de la feuille ou du ruban défilant dans le sens de sa longueur, en une enveloppe cylindrique et, en particulier dë contrôler le recouvrement indispensable de leurs bords» De plus, 25 il subsiste une certaine incertitude quant à la finition obtenue, attendu qu'une déchirure de la feuille ou du ruban est toujours possible» Dans le cas d'un incident de ce genre, le ruban ou la feuille doit être réenfilé, ce qui peut impliquer un travail supplémentaire important» Par ailleurs, la flexibilité d'un 50 câble ou d'une ligne enrobée ou isolée de cette façon se trouve restreinte du fait que le ruban, ou la feuille, est appliqué en long» La présente invention se rapporte à une extrudeuse à tête multiple pour l'extrusion simultanée d'au moins 35 deux couches de matière plastique sur un produit s'étendant en longueur, par exemple, un conducteur, un câble électrique ou un tub% avec pose également simultanée d'une couche intermédiaire séparant mécaniquement à chaque fois deux couches d'enrobage voisines, et a pour effet de simplifier l'application de cette cou-^•0 che intermédiaire constituée par un agent de séparation» 72 00138 3 2121569 Selon l'invention, ce résultat est atteint en partant d'une extrudeuse dans laquelle l'agent séparateur formant chaque couche intermédiaire est introduit entre, d'une part, des canaux d'amenée internes placés dans la tête multiple 5 et délivrant le matériau à extruder destiné à former la couche interne et, d'autre part, des canaux d'amenée externes délivrant le matériau à extruder destiné à former la couche externe des deux couches à séparer, mécaniquement, cet agent de séparation étant transformé au moyen d'un outil de forme, en une couche 10 intermédiaire,. Selon l'invention, cet outil de forme est constitué par un anneau cylindrique perméable dans le sens radial et, ce qui est essentiel pour l'invention, c'est que cet anneau d'amenee communique par des canaux/ avec un recipient contenant un agent de séparation pulvérulent ou visqueux et que la surface latérale 15 intérieure et/ou extérieure de cet anneau constitue une section longitudinale de la partie interne des canaux d amenee externes et/ou de la partie externe des canaux d'amenée internes. C'est donc un agent de séparation visqueux ou pulvérulent qui, avec une extrudeuse réalisée conformément à l'invention, est amené entre deux couches d'enrobage extrudées 20 simultanément, cet agent de séparation est délivré à partir d'un réservoir sous pression, et par l'intermédiaire de canaux d'alimentation à l'anneau cylindrique qui le dépose, par exemple, sur la face externe de la couche intérieure extrudée. L'agent de séparation peut aussi être déposé sur la face interne de la 25 couche d'enrobage extérieure, ou encore simultanément sur les deux faces précitées» A cette fin, l'anneau cylindrique présente des traversées orientées radialement par lesquelles l'agent de séparation est refoulé sous l'effet de la pression. Ces traversées peuvent être constituées par une pluralité de perçages fins 30 permettant d'obtenir une répartition uniforme de l'agent séparateur sur les couches. L'anneau cylindrique est avantageusement réalisé en un matériau poreux dont les pores constituent de fines traversées naturelles. L'avantage essentiel de 1'extrudeuse selon 35 l'invention réside dans sa haute fiabilité, c'est-à-dire qu'une interruption dans l'amenée de l'agent de séparation ne peut pas se produire ou ne pourrait se reproduire que si la pression servant à délivrer cet agent venait à manquer. Une surveillance appropriée de cette pression ne présente, toutefois, aucune dif-40 ficulté particulière. 72 00138 4 2121569 La mise en oeuvre de cette nouvelle extrudeuse présente aussi des avantages pour les produits s'étendant en longueur, en particulier les câbles et les lignes qu'elle permet de réaliser<> L'emploi d'un agent de séparation pulvé-5 rulent ou visqueux permet en effet d'obtenir, par rapport aux constructions dans lesquelles la couche de séparation est constituée par des rubans ou des feuilles, une amélioration de la flexibilité du câble ou de la ligne. Comme agent de séparation, on peut "uti-.10 liser des matières liquides pâteusespulvérulentes ou en poudre ne dégageant pas de gaz dans la plage de température dans laquelle les couches d'enrobage à séparer sont extrudées, et éventuellement réticulées ou vulcanisées, un dégagement de gaz pouvant- provoquer la formation de cavernes entre les couches 15 d'enrobage consécutives» Les huiles de silicones, les pâtes, le talc et la poudre de mica peuvent, par exemple, constituer des agents de séparation appropriés. Pour l'enrobage d'un conducteur électrique au moyen d'une couche en matériau thermoplastique ou thermo-20 élastique on connaît déjà une extrudeuse à tête d'équerre comportant dans la paroi extérieure du canal d'écoulement de la matière plastique à travailler, un ou plusieurs anneaux poreux, par conséquent perméables en direction radiale, par lequel ou lesquels, un liquide est injecté dans le canal d'écoulement dé-25 bouchant sur la surface externe du matériau en cours de défilement» Un tel liquide a pour but de modifier l'état de surface ou la structure superficielle du matériau extradé. Les anneaux utilisés à cet effet peuvent, par exemple, être réalisés en un métal fritté (brevet français 1 345 761). Par contre, pour ce 3U qui est de l'invention, qui concerne une extrudeuse pour l'injection simultanée de plusieurs couches d'un matériau à extruder, il ne s'agit pas de modifier l'état de surface ni la structure superficielle du matériau injecté, mais de déposer entre deux couches extrudées simultanément un agent assurant la sépa-35 ration mécanique de ces deux couches après leur application et également après traitement de vulcanisation ou de réticulation consécutif éventuel. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de l'exemple non limitatif 40 suivant décrit en se référant à la figure unique qui représente COPY 72 00138 -5 2121569 une extrudeuse réalisée selon 1® invention» La tête d'extrusion dont il s'agit dans le présent exemple est conçue pour l'enrobage en deux couches» Dans l'enveloppe 1 de cette tête sè trouvent les deux pièces 5 intérieures rapportées, 2 et 3» La partie avant appelée ci- après bec et désignée par la référence 4 de la pièce rapportée 2 forme, avec le bec 5 fixé dans l'enveloppe 1 par une bague filetée 6, le canal d'amenée 11 pour la couche d'enrobage externe constituée par une matière thermoplastique. A l'intérieur 10 de la pièce rapportée 3, est placé le mandrin creux 7 servant de guidage au conducteur ou câble à enrober. La pièce rapportée 3 et la partie avant du mandrin creux 7 forment ensemble, avec la paroi intérieure du bec 4, le canal d'amenée 10 pour la couche d'enrobage interne» 15 Afin d'assurer la séparation mécanique des deux couches extrudées simultanément, un outil, 13 ou 14, réalisé sous la forme d'un anneau cylindrique, est prévu dans la pièce rapportée 2» Cet outil est perméable dans le sens radial. On a représenté sur la figure deux agencements différents 20 de l'outil annulaire» Dans la partie inférieure de la tête d'extrusion, l'outil 13 se trouve sur la périphérie extérieure de la pièce rapportée 2, tandis que, dans la partie supérieure de la tête d'extrusion représentée, l'outil annulaire est représenté monté sur la périphérie intérieure de cette même pièce 25 rapportée» Il est d'ailleurs possible, le cas échéant, de placer plusieurs de ces outils annulaires les uns à la suite des autres, ou bien de disposer deux de ces outils annulaires con-centriquement l'ion à l'autre de telle façon que l'outil intérieur constitue une section longitudinale de la périphérie in-30 térieure de la pièce rapportée 2, et par conséquent du canal d'amenée 10, tandis -que la bague extérieure constitue une section longitudinale de la périphérie extérieure de la pièce rapportée 2, et, par conséquent, de la partie interne du canal d'amenée 11» 35 Les outils 13 ou 14 transforment un a- gent de séparation visqueux ou pulvérulent en une couche intermédiaire séparant mécaniquement les deux couches d'enrobage à extruder» Cet agent de séparation est envoyé sous pression aux outils, soit dans le sens axial, via le canal d'amenée 171 40 soit dans un sens d'abord radial, via le canal d'amenée 19* COP^ 72 00138 6 2121569 puis axial via le canal d'amenée 18» Lorsque l'amenée de l'agent de séparation à l'outil 13 est à la fois axiale et radiale, il est avantageux^ pour améliorer l1étanchéité, de prévoir une pièce rapportée 20 qui, en cas de démontage de la tête d'extru-5 sion, peut également être démontée» De plus, il peut être avantageux de prévoir une gorge annulaire, 15 ou 16, au point où le canal d'alimentation 17 ou 18 débouche dans l'outil 14 ou 13» ceci afin d'assurer l'uniformité de la répartition de l'agent de sépara-10 tion sur toute la périphérie de l'outil annulaire 13 ou 14 „ Cette gorge annulaire peut présenter line section transversale constante ou non, adaptée à la fluidité de l'agent de séparation utilisé dans chaque cas. Pour ce qui concerne l'outil 13 ou 14, en forme d'anneau cylindrique, il peut, dans le cas le 15 plus simple, être constitué par une pluralité de perçages fins pratiqués dans la pièce rapportée 2. Il est, toutefois, préférable de recourir à unanneau cylindrique en matériau poreux,par exemple, en céramique poreuse ou en matière plastique résistant à la chaleur, tel que le polytétrafluoréthylène, ou bien encore 20 en un métal fritté, tel que le bronze fritté» La largeur des pores de ces matériaux doit être adaptée à chaque agent de séparation utilisé. 72 5 10 15 20 25 30 35 40 OU i 38 7 2 12IS6V BEVESI1ICAH0IS 1„ Extrudeuse à tête multiple pour l'extrusion simultanée d'au moins deux couches de matière plas tique sur un produit s'étendant en longueur , par exemple un conducteur, un cable électrique ou un tube avec pose simultanée d'une couche intermédiaire séparant mécaniquement à chaque fois deux couches d'enrobage voisines, l'agent séparateur formant chaque couche intermédiaire étant introduit entre, d'une part des canaux d'amenée internes placés dans la tête multiple et délivrant le matériau à extruder destiné à former la couche interne et, d'autre part, des canaux d'arrivée externes délivrant le matériau à extruder destiné à former la couche externe des deux couches à séparer mécaniquement. Cet agent séparateur étant transformé au moyen d'un outil de forme, en une couche intermédiaire, cette extrudeuse étant caractérisée par le fait que l'outil de forme est constitué par au moins un anneau cylindrique perméable dans le sens radial et communiquant, par l'intermédiaire de canaux d'alimentation, avec un récipient contenant un agent séparateur visqueux ou pulvérulent, la surface périphérique intérieure et/ou extérieure de cet outil formant une section longitudinale de la partie inter ne des canaux d'amenée externes et/ou de la partie supérieure des canaux d'amenée internes» 2» Extrudeuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'anneau cylindrique est en matériau poreux, en particulier en matière frittée» 3- Extrudeuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que les canaux d'amenée de l'agent séparateur sont orientés axialement dans la tête multiple. 4. Extrudeuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que les canaux d'amenée de l'agent séparateur sont orientés d'abord radialement puis, axialement à proximité de l'anneau cylindrique» 5° Procédé de mise en oeuvre d'une extrudeuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel on introduit l'agent visqueux ou pulvérulent servant à la séparation des couches à extruder, par des canaux d'amenée percés dans la tête multiple, caractérisé par le fait que l'agent de séparation , visqueux ou pulvérulent, est introduit sous pression dans 1'extrudeuse»