Brevet FR2132267A1 — publié le 19721117

i 2132267 Il est bien connu que certaines substances? surtout les liquides organiques;, sont absorbés librement par de nombreuses matières plastiques et que le •volume de la matière plastique augmente, souvent de façon très importante, à la suite d'une telle absorption. 5 La présente inventic-n est relative au traitement de matières plastiques avec de tels agents gonflants* et plus particulièrement avec des agents gonflants que ces matières rencontreront ultérieurement en service. Une application importante de l'invention est la fabri— 10 cation de câbles pour la transmission de l'énergie électrique, du type comprenant un diélectrique formé de rubans constitués de matière plastique ou comprenant une matière plastique (habituellement du polypropylène ou du polyéthylène haute densité) et imprégné avec un liquide isolant (habituellement une huile minérale ou 15 une huile hydrocarbonée synthétique). Les rubans utilisés dans les câbles de ce type peuvent être prégonflés par immersion dans un agent gonflant liquide mais dans ee cas, ils portent inévitablement un revêtement superficiel de liquide gonflant, qui tend à interférer avec l'enroulement des rubans en perturbant les dispositifs de 20 commande de la tension; la présente invention a pour objet d'élimi-ner ou du moins de réduire cette difficulté. Conformément à la présente invention, un procédé de traitement d'une matière plastique pour la préparer à être en contact au cours de son utilisation avec un agent gonflant, consiste 25 à l'exposer à la vapeur du même agent gonflant ou d'un autre agent gonflant compatible, jusqu'à ce qu'elle ait absorbé une quantité notable de l'agent gonflant. L'invention est d'une importance particulière dans son application au prégonflement de rubans utilisés dans la fabrication 30 des câbles, et plus particulièrement des rubans qui sont constitués d'une couche de matière plastique intercalée entre deux couches fibreuses et liée à elles. Comme on l'a déjà indiqué, la couche polymère eët de préférence du polypropylène ou du polyéthylène, dans ce dernier cas de préférence du type haute densité. Cependant, on peut 35 employer d'autres matières polymères ayant des propriétés électriques appropriées, par exemple des ptrlycarfconates, des polysulfones, des polyesters linéaires saturés, par exemple du polyéthylène téréphtalate, de l'oxyde de polyphénylène, du poly-(4-méthylpentène-1), du polytétraflucroéthylène, des copolymères éthylène«propylène 40 non caoutchouteux, des copolymères éthylène-propylène fluorés, du 72 11304 2 2132267 polyfluorostyrène ou du polyvinylcarbazole. La couche polymère est de préférence non fibreuse et non perforée. Les couches fibreuses sont constituées de préférence d'une matière qui n'est pas gonflée par l'agent gonflant concerné; on préfère employer 5 le papier de cellulose; pour obtenir un prégonflement rapide, il est préférable que le papier ait une imperméabilité Gurley sensiblement inférieure à 10.000 secondes. Le stratifié est de préférence formé par une technique d'extrusion-stratification dans laquelle une nappe extrudée de la matière polymère, sortant 10 de l'extrudeuse et encore chaude, est disposée entre les deux couches de papier ou d'une autre matière fibreuse et liée à elles, de manière à obtenir un stratifié "précontraint". Appliquée à des stratifiés ayant deux couches superficielles d'une matière fibreuse non susceptible de gonfler au contact de l'agent gon-15 fiant utilisé, l'invention permet la formation de rubans prégonflés dans lesquels non seulement les surfaces effectives mais également le corps des couches fibreuses sont sensiblement exempts d'agent gonflant; ils peuvent, par conséquent, être traités sans difficulté par une machine rubaneuse conçue pour utiliser des 20 rubans de papier. La vapeur peut être mélangée avec de l'air, de sorte que le prégonflement a lieu à la pression atmosphérique, mais on a constaté que le prégonflement est plus rapide s'il est effectué à pression réduite en l'absence d'air ou d'un autre gaz diluant. 25 Selon les circonstances, il peut ou non être préférable de prolonger l'exposition jusqu'à ce que la matière plastique soit sensiblement saturée d'agent gonflant, c'est-à-dire jusqu'à ce que le gonflement ultérieur résultant de l'exposition à l'agent gonflant liquide soit négligeable. La durée de l'exposition requise 30 est généralement de l'ordre de quelques semaines à température ambiante; elle peut Être réduite par chauffage, ce qui a généralement l'avantage supplémentaire d'augmenter la proportion d'agent gonflant dans la matière plastique à l'équilibre. Les exemples suivants illustrent l'invention. 35 Exemple I Une feuille de polypropylène ayant une épaisseur de 10 micromètres est maintenue à l'état non enroulé et exposée pendant 4 semaines dans l'air à 28°C à la vapeur saturée de l'huile minérale pour câbles, raffinée, de faible viscosité, vendue 40 par Dussek Brothers Ltd., Crayford, Kent, Angleterre sous la 72 11304 3 2132267 désignation "C6A:'. Le poids de la feuille augmente de 7,5 fo, mais ses surfaces restent sèches et non collantes. Exemple II On utilise une feuille de polypropylène gaufrée et 5 deux stratifiés différents polypropylène/papier liés par extrusionj l'épaisseur totale dans chaque cas est 100 micromètres et chaque stratifié est constitué de deux couches de papier formant ses surfaces d'exposition, ayant une épaisseur de 25 micromètres. Le stratifié A est obtenu avec un papier kraft non calandre, de quali-10 té électrique, du type recommandé pour les enroulements de bobines^ ayant une imperméabilité G-urley d'environ 10.000 secondes; le stra-tifié B est obtenu avec un papier kraft "éleetrolytique" ayant une imperméabilité beaucoup plus faible. On enroule chaque ruban avec une tension très faible et on sèche les enroulements par applica-15 tion de chaleur et de vide. La température étant encore de 100°C, de l'air saturé de vapeur d'huile pour câbles vendue par Dussek Bros Ltd. sous la désignation "Cl0:i est admis dans l'enceinte, On prélève des échantillons périodiquement et on obtient les mesures suivantes. 72 11304 4 2132267 Augmentation. Temps d1 exposition Epaisseur ($) Poids Ho) (heures) Feuille go,uf rée Stratifié A Stratifié B Peuille gaufrée Stratifié A Stratifié B 1 \ 10 0 5 12 1 5,5 1 2 16 0 7,5 14 1 6,5 4 18 0 8,5 16 1 8 6 20 1 9,5 20 1,5 9,5 ! 8 18 0 7 18 1 9 12 20 1 10 20 2 10 16 18 4 9 22 4,5 11 24 ... i «..M 20 4,5 10 24 6,5 12,5 72 11304 5 2132267 Exemple III On traite un autre échantillon de stratifié B comme dans l'exemple II, sauf qu'on utilise pour effectuer le prégonflement ( à une pression d'environ 1 mm de mercure ) de la vapeur d'huile sensiblement exempte d'air. Dans ce cas, un prégonflement correspondant à une augmentation d'environ 8$ de l'épaisseur et du poids du stratifié est obtenu en 1 heure# Dans les deux casj les surfaces des rubans et les couches de papier des stratifiés restent sensiblement exemptes d'huile. Après traitement, les rubans prégonflés peuvent être enroulés sur un conducteur de câble pour 1'isoler, en opérant avec les rubans stratifiés pratiquement comme s'ils étaient des rubans de papier ordinaires. Le conducteur isolé peut être ensuite séché sous vide ( à chaud si nécessaire ), après quoi il peut être imprégné d'huile et gainé; l'imprégnation peut aussi avoir lieu après le gainage. Dans un autre cas, l'imprégnation peut être effectuée à température ambiante, et une durée de l'ordre de 48 heures est nécessaire pour atteindre la stabilité. 72 11304 6 2132267 REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'une matière plastique destiné à la préparer à être utilisée en contact avec un agent gonflant, en particulier d*un ruban, destiné à être utilisé en contact avec un 5 liquide isolant dans un câble électrique, consistant à l'exposer au même agent gonflant ou à un autre agent gonflant compatible jusqu'à ce qu'elle ait absorbé une quantité notable d'agent gonflant, ce procédé étant caractérisé par le fait que ledit agent gonflant est utilisé à l'état de vapeur. 10 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite matière plastique est un ruban constitué d'une couche non fibreuse et non perforée d'une matière plastique intercalée entre deux couches fibreuses et liée à elles. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel lesdites couches fibreuses sont constituées d'une matière non susceptible de gonfler au contact dudit agent gonflant, caractérisé par le fait que la couche fibreuse reste exempte d'agent gonflant. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la vapeur de l'agent gonflant 20 eg-fc pratiquement exenqrfce de gaz diluant. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ladite matière plastique est du polyéthylène ou du polypropylène, que ladite matière fibreuse est du papier et que ladite vapeur est celle d'une huile hydrocarbonée. 25 6. Procédé de fabrication d'un ruban destiné à être uti lisé pour la formation du diélectrique imprégné d'huile d'un câble électrique, comprenant l'extrusion d'une nappe de polypropylène ou du polyéthylène et sa disposition, alors qu'elle est encore chaude, entre deux couches de papier ainsi que sa liaison à ces 30 couches, de manière à former un stratifié précontraint, ce procédé étant caractérisé par le fait que le stratifié est exposé selon la revendication 5 à la vapeur d'une huile isolante hydrocarbonée jusqu'à ce qu'il ait absorbé une quantité notable de cette huile. 7. Procédé de fabrication d'un câble électrique compre— 35 nant la préparation de rubans stratifiés, l'enroulement de ces rubans sur un conducteur pour former une âme de câble et l'imprégnation de l'âme avec ledit liquiâ^OIj|Solant, ce procédé étant caractérisé par le fait que les rubans/ prétraités par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 40 72 11304 7 2132267 8. Câble caractérisé par le fait qu'il a été obtenu par le procédé selon la revendication 7. 9. Procédé de fabrication d'un câble électrique comprenant la préparation de rubans stratifiés, l'enroulement de ces rubans 5 sur un conducteur pour former une âme de câble et l'imprégnation de l'âme avec ledit liquide isolant, ce procédé étant caractérisé par le fait que les rubans sont obtenus par le procédé selon la revendication 6. 10. Câble caractérisé par le fait qu'il a été obtenu par 10 le procédé selon la revendication 9»