Brevet FR2336239A1 — publié le 19770722

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication d'enveloppes, en particulier à paroi mince, pour matière en forme de cordon, par extrusion de matériaux réticulables sous l'action de l'humidité, en particulier à base d élastomères ou caoutchoucs thermoplastiques. Dans la fabrication d'enveloppes pour matière de forme allongée, par exemple pour câbles électriques, canalisations, tuyaux, etc. en matieres pouvant etre extrudées, on applique en général l'injection dénommée en tuyau flexible, dans laquelle la matière sortant de la fente annulaire d'un outil d'injection est étirée à partir de son épaisseur de paroi d'origine Jusqu'à une cote finale qui ne correspond encore qutà une fraction de ltépaisseur de parois tii serait â attendre en raison des dimensions de la fente annulaire.Le fort étirage de la matière injectée et le taux élevé d'allongement lié à celui-ci ont pour conséquence que les molécules sont forcément orientées dans un sens déterminé, à savoir le sens d'injection, et restent dans cette position si, immédiatement après l'injection, comme il est de règle, l'enveloppe rapportée par exemple sur un conducteur est refroidie. Cette congélation dgun état contraint des molécules est la cause de la production de tensions dites d'orientation. Si maintenant, au cours du fonctionnement du câble ou d'une canalisation par exemple, ces tensions congelées dans l'enveloppe sont débloquées par le fait qu'aux températures élevées, par exemple au-dessus du point de fusion des cristaux, il se produit une réorientation des molécules, cela conduit dans une enveloppe à un retrait axial de la matière et s'il se trouve sous l'enveloppe un conducteur électrique à sa mise à nu.Ce retrait dans le sens axial peut, dans les matières qui sont réticulables sous l'action de l'humidité, se présenter dans une plus grande mesure, parce que par l'exemple l'implantation des molécules de silanesur les macromolécules de polyéthylène et quelques points de préréticulation genants conduit a une viscosité de fusion modifiée avec une partie élastique accrue. L'invention a pour but, en particulier pour les enveloppes à paroi mince dans lesquelles cet effet de retrait se remarque particulièrement, de créer un procédé qui permet d'extruder la matière dans une grande mesure sans tension de retrait. Suivant 11invention, pour la fabrication d'enveloppes pour matière en forme de cordon, par extrusion de matériaux réticulables sous l'action de l'humidité, ce problème est résolu par le fait que la matière en fusion est façonnée en une enveloppe avec une épaisseur de paroi qui est au maximum de 50 #, notamment de 5 à 35 % supérieure à 19 épaisseur du courant de matière immédiatement à la sortie de l'outil d'injection. Un tel façonnage dans lequel l'épaisseur de paroi voulue est dans chaque cas plus grande que l'épaisseur du courant de matière à l'endroit de sortie de l'outil dtinjection, ne permet pas la production de tensions d'orientation. Le retrait des enveloppes en particulier à paroi mince fabriquées de cette façon est ainsi limité à un minimum. Suivant l'invention, l'enveloppe n'atteint l'épaisseur de paroi se trouvant au-dessus de l'épaisseur du courant de matière immédiatement à la sortie de l'outil d'injection qutaprès un gonflement et un étirage ultérieurs. Avec les valeurs indiquées pour l'épaisseur du courant de matière ou l'épaisseur de paroi façonnée, il n'y a également besoin après le gonflement de la matière quand elle quitte l'outil d'injection que de procéder encore à un allongement insignifiant ou à une orientation des macromolécules. La matière peut etre injectée uniformément et par le procédé d'injection en tuyau flexible être rapportée à fond sur le conducteur ou le tuyau sans qu'il y ait ensuite à s'attendre à des retraits importants. Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, celle-ci prévoit un dispositif dans lequel la largeur a de la fente annulaire entre l'embouchure et le raccord dans l'outil d'injection correspond a 65 à 95 #, notamment 75 % de l'épaisseur de paroi (a + x) de l'enveloppe. Ce rapport entre la largeur de la fente annulaire et l'enveloppe injectée crée, même dans les matériaux réticulables sous l'action de l'humidité, un produit extrudé uniforme, dans une grande mesure exempt de tension de retrait, d'une grande qualité de surface. Suivant l'invention, il s'est révélé parti culièrement avantageux que le canal d'écoulement se terminant dans la fente annulaire, entre l'embouchure et le raccord, contienne des étages d'arrêt pour la matière en fusion. Ces étages d'arrêt font que l'allure d'écoulement de la matière en fusion avant la sortie de la fente annulaire est régularisée, c'est-à-dire que sont évités des manques d'homogénéité dans le flux de matière. Cette régularisation de l'allure de l'écoulement et le fait d'éviter les manques d'homogénéité dans le flux de matière ont pour conséquence un produit extrudé particulièrement homogène. Suivant l'invention, les étages de retenue mentionnés peuvent être constitués sous forme de paliers dans le cours du canal d'écoulement. Mais de la. même façon, il est également possible de prévoir des bourrelets qui provoquent une détente graduelle et une régularisation par tourbillonnement de la matière sur le trajet allant à la fente annulaire. Comme matière de base pour des enveloppes réticulables à l'humidité, on peut employer des combinaisons dans lesquelles le silane ou des combinaisons de silane peuvent être. implantés sur les molécules de base des thermoplastiques, en élastomères ou en caoutchoucs. La fabrication de ces mélanges peut alors se faire de telle façon que dans un processus de mélange préalable la solution des produits chimiques de réticulation soit introduite par voie de diffusion dans la matière de base, ou aussi par le fait que la solution contenant les produits de réticulation soit dosée directement dans le dispositif de traitement et/ou de façonnage. On peut cependant renoncer à l'implantation de combinaisons appropriées si on emploie des matériaux déjà proposés qui peuvent être réticulés par fixation de combinaisons qui contiennent les groupes d'hydrures de silicium Si-H ou plusieurs fois par molécule.Toutes ces combinaisons peuvent alors être encore munies d'additions pour former par des réactions chimiques à l'intérieur de la matière de l'eau qui immédiatement après l'extrusion amorce la réticulation. Pour cela, par exemple, de ltétain ou des oxydes d'étain sont appropriés. Mais on peut aussi appliquer avantageusement d'autres additions, par exemples celles qui réduisent la combustibilité du mélange. Egalement, avant le façonnage de la matière, on peut procéder à un dégazage qui enlève du courant de la masse le silane en excès, ou aussi les produits de fission des péroxydes légèrement fluides ou aussi l'air inclus, de sorte que sont évitées des formations de bulles qui peuvent conduire à la perturbation de la qualité du produit injecté. L'invention est expliquée ci-après en détail a' l'aide de dispositifs représentés dans les figures 1 et 2 à titre d'exemples d'exécution. Comme on peut le voir dans la figure 1, le repère 1 désigne le porte-embouchure dans l'alésage duquel est disposée l'embouchure 2. Dans l'embouchure 2 ou dans le porteembouchure 1 pénètre un raccord 4. La fente annulaire 5 prévue pour le courant de la masse entre le porte-embouchure 1 ou l'embouchure 2 et le raccord 4 est réduite vers son extrémité et, ce qui est essentiel pour la mise en oeuvre de l'invention, munie des étages de retenue 6, 7 et 8. Ces étages de retenue ont pour effet que la matière thermoplastique ou élastomère chassée par compression est régularisée dans son allure d'écoulement avant qu'elle n'arrive à l'étage de retenue suivant ou soit poussée vers l'extérieur hors de la fente annulaire 5 avec la largeur a au point 9. Cette exécution du canal d'écoulement 5 conduit à une amélioration sensible de la qualité de la matière extrudée. A travers l'alésage 9 du raccord 4 est amenée la matière en forme de cordon 10, par exemple les brins d'un câble à basse tension qui doit être muni d'une isolation en une matière réticulable à l'humidité. La matière en fusion 11 sortant de la fente annulaire 5 au point 9 se gonfle comme représenté dans la figure la, d'abord jusqu'à une valeur qui, par exemple, est en général exprimée par ( a + x + y). Ensuite, par suite de l'écou- lement continu, la matière 11 est abaissée à une épaisseur de paroi (a + x), mais qui dans chaque cas est plus grande que la largeur a de la fente annulaire 5.' Avec une largeur a de la fente annulaire par exemple de 1 mm choisie dans l'exemple d'exécution, l'épaisseur de paroi injectée de l'isolation serait d'environ 1,3 mm. Avec un tel procédé, l'isolant injecté est dans une grande mesure exempt de tensions de retrait, de sorte que, même lors d'un échauffement ultérieur du câble, soit pour le contrôle des propriétés de retrait de l'isolant, soit en fonctionnement, il ne se produit que des retraits insignifiants. La matière extrudée présente donc une haute qualité et convient même pour des câbles, canalisations ou tuyaux qui, au cours du fonctionnement, font présumer des températures élevées. En variante de l'exemple d'exécution suivant la figure 1, la figure 2 représente en partie un canal d'écoulement 12 qui, dans son parcours vers la fente annulaire 13, présente des bourrelets annulaires 14 qui servent d'étages de retenue pour la matière en fusion traversant dans le sens de la flèche. Bien entendu, il est également possible d'obtenir une régularisation de l'allure d'écoulement par le fait qu'en variante on peut prendre des mesures appropriées pour assurer une certaine retenue dans le canal d'écoulement. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, a' partir desq#uels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R EV E N DI C AT IONS 10) Procédé pour la fabrication d'enveloppes à paroi mince pour matière en forme de cordon, par extrusion de matériaux extrudables sous l'action de l'humidité en particulier à base d'élastomères ou de caoutchoucs thermoplastiques, procédé caractérisé en ce que la matière en fusion est façonnée en une enveloppe avec une épaisseur de paroi qui se trouve supérieure au maximum de 50 %, et notamment de 5 à 35 % à l'épaisseur du courant de matière extrudée immédiatement à la sortie de l'outil d'injection. 20) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe atteint son épaisseur supérieure à l'épaisseur du courant de matière immédiatement à la sortie de l'outil d'injection après un gonflement suivi d'un étirage. 30) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la largeur a de la fente annulaire entre l'embouchure et le raccord dans l'outil d'injection est égale à 65 à 95 #, notamment 75 % de l'épaisseur de paroi (a + x) de l'enveloppe. 40) Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le canal d'écoulement, se terminant dans la fente annulaire entre l'embouchure et le raccord, contient des étages de retenue pour la matière en fusion. 50) Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les étages de retenue sont constitués sous forme de gradins dans le raccord ou dans l'embouchure ou le porte-embouchure. 60) Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les étages de retenue sont constitués sous la forme de bourrelets annulaires sur le raccord ou sur le porte-embouchure ou l'embouchure.