Brevet FR2108171A1 — publié le 19720519

La présente invention se rapporte à un câble isolé ayant une couche extérieure semi-conductrice et, plus particulièrement, elle se rapporte à la structure d'un cible isolé se composant principalement de polyéthylène réticulé ou d'un copolymère de poîyéthy- lène réticulé, ayant une couche extérieure semi-conductrice. Dans la technique classique, lorsqu'on recouvre la couche isolante d'un cabale isolé par du polyéthylène réticulé avec une couche semi-conductrice extrudée, où du polyéthylène basse densité, un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle ou un polymère se composant principalement de ces substances est utilisé comme base, à laquelle on ajoute encore du talc, de llargile, du carbonate de calcium et d'autres produits de charge minéraux semblables, ainsi que divers produits de résistance au vieillissement, des produits aidant le traitement et analogues tel qu'exigé, la pratique courante est d'utiliser une composition telle qu'un mélange d'un copolymère d'éthylène et d'acrylate d'éthyle, de peroxyde de dicumyle et d'agents de réticulation semblables et de noir de carbone électroconducteur, et un mélange d'un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle, de peroxyde de dicumyle et d'autres agents de réticulation semblables, et de noir de carbone électroconducteur. Lorsqu'on réalise un épissage et qu'on traite ltextrémité d'un câble isolé par du polyéthylène réticulé ayant une couche extérieure semi-conductrice, il est nécessaire de retirer la couche semi-conductrice du cAable sur une certaine longueur à partir de I'extrémité, et l'enlèvement de la couche semi-conductrice doit être complète dans ce cas; en outre, en enlevant la couche semiconductrice, la couche isolante doit être maintenue intacte. Durant ces dernières années, par le développement de la technique, on a eu à sa disposition des parties et des accessoires, prémoulés suivant la forme du joint et des terminaisons de cable, pour llé- pissage et la terminaison de câb-les isolés par du polyéthylène réticulé, ayant une couche semi-conductrice extérieure.Ce procédé donne une qualité plus stable et facilite le traitement plus rapide par rapport aux procédés de traitement classiques consistant à envelopper avec une bande, à mouler thermiquement et d'autres moyens semblables; le procédé indiqué ci-dessus est maintenant largement utilisé. Cependant, dans ce procédé, on exige que les accessoires prémoulés utilisés soient montés sur le contour du câble sans permettre de défauts électriques, si bien qu'on exige de plus en plus un procédé pour dénuder facilement la couche semi-conductrioe sans endommager la couche isolante, pendant un temps plua court qu'auparavant. Lorsque des compositions classiques telles que mentionnées ci-dessus sont extrudées pour retirer la couche isolée, il est difficile et cela prend beaucoup de temps de dénuder le revêtement, la couche isolante sera facilement dégradée et, ainsi, aucune de ces compositions ne satisfera aux exigences mentionnées ci-dessus. Cependant, la présente invention est destinée à fournir @ câble isclé par du polyéthylène réticulé, ayant une couche semiconductrice tii peut être facilement dénudée sans laisser une fraction de la @@@che semi-conductrice à la surface de la couche isolante et sans dégrader cette couche isolante. La présente invention se rapporte à un câble isolé par du polyéthylènc réticulé, ayant une couche semi-conductrice, qui est extrudé a@-dessus de la couche isolante, et fournit au câble une couche semi-conductrice qui peut être dénudée facilement, cette couche semi-conductrice étant formée en extrudant une composition obtenue er mélangeant un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle, coteant 25-55 % en poids d'acétate de vinyle et, d'une manière sounaitable, une gamme, dépassant 0,2 partie en poids mais infériee à 6 parties en poids, de 2,5-diméthyl-2',5'-di(t-butyl peroxy)@@xyne-3 pour 100 parties en poids du polymère, et une substance électriquement conductrice. Si on l'exige, on peut encore ajouter, selon les conditicns opérato res, des produits de résistance au vieillissement, des produits aidant le traitement et analogues. Par suite de recherches réalisées par la demanderesse, on a confirmé que la quantité de noir de carbone (25-70 parties en poids, en se basant sur 100 parties en poids de copolymère), de produits de résistance au vieillissement à base de phénol ou d'amine et de stéarate de zinc et d'autres agents de traitement semblables, n'affectaient pas la racilité avec laquelle on dénude la couche semi-conductrice. Un exemple du câble isolé ayant la couche semi-conductrice extérieure de la présente invention est représenté sur la figure unique, où le câble se compose du conducteur 1 > de la couche semiconductrice intérieure 2, de la couche isolante 3 et de la couche semi-conductrice extérieure 4. On donnera ci-après des exemples de la présente invention, des exemples de référence et des exemples de comparaison, où l'on utilise les matières,tel que mentionné ci-dessous. Un conducteur toronné, ayant une aire en coupe de 100 mm , a été recouvert par une couche semi-conductrice extrudée ordinaire sur laquelle on.a extrudé successivement, pour recouvrir le câble, la couche isolante et la couche semi-conductrice,tel que présenté dans le tableau 1, et le produit a été complètement réticulé dans de la vapeur d'eau saturée sous une pression de 15 atmosphères. On a réalisé dans la couche semi-conductrice extérieure, recouvrant la surface du câble, des incisions de 10 mm de largeur allant dans la direction axiale du câble, et le câble a été soumis à un test de pelage par un dispositif d'expérimentation de tension, dont les résultats sont également présentés dans le tableau. Les couches semi-conductrices du tableau contenaient respectivement 50 parties en poids de noir de carbone formé à partir d'acétylène, 1 partie en poids de produit de résistance au vieillissement, 1 partie en poids de stéarate de zinc, tous ces pourcenta-ges étant basés sur 100 parties en poids du polymère de base, mais le type et la quantité d'agents de réticulation et l'épaisseur de la couche semi-conductrice ont été modifiés. Tableau Couche semi-conductrice Résistance au pelage (sur la couche isolante) N Couche islante Polymère Agent de Epaisseur (kg/10 mm) de base réticulation (mm) Référence 1 Polyéthylène #-1 EVA #-2 0,5 plus de 5, et conservée Pds.spéc. = 0,92 g/cm3 sur la couche isolante VA = 15% X 1 % #-3 IF = 2 IF = 6 #-4 DCP = 2,0 % #-6 PRV = 0,2 % Exemple 1 Comme dans la EVA référence 1 VA = 25 % X 1 % 0,5 3,9 IF = 6 Exemple 2 Comme dans la EVA référence 1 VA = 35 % X 1 % 0,5 3,5 IF = 6 Exemple 3 Comme dans la EVA référence 1 VA = 50 % X 1 % 0,5 2 IF = 6 Référence 2 Comme dans la Comme dans couche semi-conductrice nul 0,5 référence 1 l'exemple 2 déchirée, donc pas dénudée Référence 3 Comme dans la Comme dans X 0,2 % 0,5 comme ci-dessus référence 1 l'exemple 2 Exemple 4 Comme dans la Comme dans X 0,3 % 0,5 3,5 référence 1 l'exemple 2 Exemple 5 Comme dans la Comme dans X 0,5 % 0,5 3,5 référence 1 l'exemple 2 Tableau (suite) Exemple 6 Comme dans la Comme dans X 1,0 % 0,5 3,5 référence 1 l'exemple 2 Exemple 7 Comme dans la Comme dans X 5,0 % 0,5 3,0 référence 1 l'exemple 2 Référence 4 Comme dans la Comme dans X 6,0 % 0,5 0,3 référence 1 l'exemple 2 Référence 5 Comme dans la Comme dans couche semi-conductrice X 1,5 % 0,1 référence 1 l'exemple 2 déchirée donc pas dénudée Exemple 8 Comme dans la Comme dans X 1,5 % 0,2 3,3 référence 1 l'exemple 2 Exemple 9 Comme dans la Comme dans X 1,5 % 0,5 3,4 référence 1 l'exemple 2 Exemple 10 Comme dans la Comme dans X 1,5 % 1,0 3,3 référence 1 l'exemple 2 Exemple 11 Polyéthylène Comme dans Pds spéc. = 0,92 g/cm3 l'exmeple 2 IF = 4 X 2,0 % 0,7 3,5 DCP = 2,0 % PRV = 0,2 % Exemple 12 Composition de Comme dans l'exemple 11 : l'exemple 2 X 2,0 % 0,7 3,0 100 parties en poids + talc : 30 part.en poids Exemple 13 Composition de Comme dans l'exemple 12 : l'exemple 2 100 parties en poids + X 2,0 % 0,7 3,1 argile : 30 parties en poids Tableau (suite) Exemple 14 EVA Comme dans VA = 15 % @'exemple 2 IF = 3 X 1,5 % 1,0 4,3 DCP = 2 % PRV = 0,2 % Exemple 15 Composition de Comme dans l'exemple 14 : l'exemle 2 100 parties en poids + X 1,5 % 1,0 3,9 talc : 30 part.en poids Comparaison 1 Comme dans la Comme dans plus de 5, et conservée référence 1 l'exemple 2 DCP 1,0 % 0,5 sur la couche isolante Comparaison 2 Comme ci-dessus Comme ci DCP 5,0 % 0,5 comme ci-dessus dessus Comparaison 3 Comme ci-dessus Comme dans l'exemple 2 sauf que X 1,0 % 0,5 comme ci-dessus l'EVA a été remplacé par DPD-6169 #-5 Exemple 16 Comme ci-dessus EVA VA = 35 % X 1 % 0,5 3,5 IF = 1 Exemple 17 Comme ci-dessus EVA VA = 50 % X 1 % 0,5 3,5 IF = 20 Exemple 18 Comme ci-dessus EVA VA = 50% X 1 % 0,5 2 IF = 60 s-l EVA = v-opolymere éthylène-acétate de vinyle VA = Quantité d'acétate de vinyle dans le copolymère #-2 X = 2,5-diméthyl-2',5'-di(t-butylperoxy)hexyne-3 #-3 IF = indice d'écculement de masse fondue (g/10 mn) (ASTM-D-1238) #-4 DCP = Peroxyde de di - &alpha; - cumyle @-5 DPD-6169 = Copolymère éthylène-acrylate d'éthyle,de la société dite UCC, Etats-Unis d'Amérique #-6 PRV = Produit de reistance au vieillissement Comme cela est évident d'après les exemples, ce n'est que lorsqu'un copolymère éthylène-acétate de vinyle contenant 25-55 ss en poids d'acétate de vinyle et du 2,5-diméthyl-2',5'-di(t-butyl peroxy)hexyne-3 sont combinés qu: on peut obtenir la couche semiconductrice désirée, qui peut être facilement dénudée. Si la teneur en acétate de vinyle est inférieure à 25 % en poids par rapport au copolymère éthylène-acétate de vinyle, la couche ne sera pas dénudée facilement et, Si elle dépasse 55 % en poids, son adhérence sur la couche isolante sera dégradée, en rendant le câble inadaptable à l'utilisation. Lorsque la teneur en acétate de vinyle du copolymère éthylène-acétate de vinyle est 25-55 % en poids, la couche peut être dénudée très facilement. quand la teneur en 2,5-diméthyl-2',5'-di(t-butylperoxy)hexyne-3 est inférieure à 0,2 partie en poids, en se basant sur 100 parties en poids de copolymère, la résistance au pelage de la couche semiconductrice est relativement faible et, si elle dépasse 6 parties en poids, l'adhérence de la couche semi-conductrice sur la matière isolante est dégradée, en réduisant ainsi la facilité d'application en tant que câble. Une gamme dépassant 0,2 partie en poids mais inférieure à 6 parties en poids présente les meilleurs résultats. En ce qui concerne l'épaisseur de la couche, si l'épais- seur de la couche semi-conductrice extrudée sur la couche isolante est inférieure à 0,1 mm, la couche, une fois dénudée, se déchirera facilement et l'épaisseur doit, de manière souhaitable, être supérieure à O,l mm. Ainsi, ce n est que lorsque le copolymère éthylène-acétate de vinyle contenant 25-55 % en poids d'acétate de vinyle et une gamme de 0,2 partie en poids mais inférieure à 6 parties en poids le 2,5-diméthyl-2',5'-di(t-butylperoxy)hexyne-3, en se basant sur 100 parties en poids du copolymère, composentlacouche semi-conductrice qu'on peut obtenir la couche semi-conductrice de la présente invention qui peut être dénudée complètement très facilement. Lors- qu'on emploie des agents de réticulation autres que ceux mentionnés ci-dessus, on ne peut pas obtenir un excellent effet d'arracb ment, comme on l'a expliqué ci-dessus et tel que prouvé par les ex périences de la demanderesse. On a également confirmé que lorsque l'agent de réticulé tion, le 2,5-diméthyl-2',5'-di(t-butylperoxy)hexyne-3, est ajouté à un polymère à poids moléculaire élevé autre que le copolymère éthylène-acétate de vinyle, on ne peut pas s'attendre aux excellents effets. Ce n'est qu'en utilisant la composition de la présente invention quton peut obtenir la couche semi-conductrice qui peut être efficacement dénudée.La quantité de noir de carbone n'est pas particulièrement limitée mais, si elle est inférieure à 25 , la conductibilité électrique, telle qu'exigée dans la presser te invention, ne peut pas être obtenue, alors qu'une quantité dépassant 70 ffi dégradera les propriétés mécaniques de la couche cong ductrice elle-même en dégradant son aptitude au travail, si bien qu'une gamme de 25-70 % est souhaitable. La présente invention peut entre, bien sur, appliquée à des câbles électriques ayant une couche isolante dont la composante principale est du polyéthylène réticulé ou un copolymère de polyéthylène réticulé, indépendamment de la dimension et de l'utilisation du câble. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire s- ceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Câble électrique isolé ayant une couche extérieure semi-conductrice extrudée sur sa couche isolante, caractérisé en ce que le câble est isolé principalement avec du polyéthylène réticulé ou un copolymère de polyéthylène réticulé, et la couche extérieure semi-conductrice se compose d'un copolymère éthylène-acétate de vinyle contenant 25-55 ffi en poids d'acétate de vinyle et du 2,5 diméthyl-2',5'-di(t-butylperoxy)hexyne-) et on lui ajoute une substance électriquement conductrice telle que du noir de carbone. 2 - Câble isolé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche isolante est constituée par du polyéthylène réticulé. 3 - Câble isolé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la couche isolante est constituée par une polyoléfine réticulée se composant d'un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle. 4 - Câble isolé selon l'une dess revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'à la couche isolante, on aJoute des produits de charge minéraux tels que du talc, de l'argile, etc. 5 - Câble isolé selon l'une des revendications 1 à 4, caréctérisé en ce qu'on met dans la couche semi-conductrice une gamme dépassant 0,2 % en poids mais inférieure à 6 % en poids de 2,5 diméthyl-2',5'-di(t-butylperoxy)hexyne-3, en se basant sur 100 parties en poids de copolymère. 6 - Câble isolé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche semi-conductrice extérieure est supérieure à 0,1 mm. 7 - Câble isolé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que 25 à 70 parties en poids de noir de carbone, pour 100 parties en poids de copolymère, sont contenues dans la, couche semi-conductrice extérieure.