Brevet FR2466085A1 — publié le 19810327

La présente invention concerne des cibles électriques à combustion retardée et plus particulièrement de tels cables comportant un ou plusieurs conducteurs isolés individuellement pour le transport de signaux de commande ou de l'énergie. Le brevet britannique nO 1 480 090 décrit un câble à combustion retardée qui ne produit pas de fumées denses ou toxiques ni d'acides gazeux irritants lorsqu'il brûle et qui, pour cette raison est particulièrement utile dans des tunnels et d'autres espaces clos. Un tel cible est constitué d'un ou plusieurs conducteurs isolés individuellement dans une gaine faite d'un matériau isolant retardateur de flamme avec un matériau de remplissage isolant à l'intérieur de la gaine et autour du ou des conducteurs isolés individuellement. La gaine, l'isolant de chaque conducteur individuel et le matériau de remplissage ont une composition telle que, lors de la combustion du cabale, il n'y ait pas d'émission de gaz acides toxiques ou irritants ni de fumées denses et le matériau de remplissage contient un retardateur de flamme. Le matériau de remplissage est de préférence constitué principalement d'ingrédients minéraux formant des cendres avec une petite quantité d'un caoutchouc (tel qu'un caoutchouc d'éthylène-propylène et/ou un butyl-caoutchouc) qui rend ce matériau extrudable et cohérent. La demanderesse a découvert que bien que les câbles qui viennent entre décrits aient une combustion retardée de façon satis faisante, le matériau de remplissage tend à couler au feu et à exsuder du cssble. Par exemple lorsque le matériau de remplissage est entouré d'une couche protectrice, telle qu'une couche d'un ruban enroulé (par exemple un ruban de verre revetu de caoutchouc au silicone comme décrit dans le brevet précité) présente entre le matériau de remplissage et la gaine, le matériau de remplissage tend à se ramollir au feu et à exsuder à travers les spires adjacentes du ruban.On a constaté que cette exsudation contribue à la formation de fumées en particulier lorsque la source d'inflammation a été éloignée (c'est-à-dire lorsque le câble bruire sans flamme). La demanderesse a mis au point un matériau de remplissage amélioré pour un tel cible. L'invention concerne un cable électrique à combustion retardée qui est constitué d'au moins un conducteur isolé individuellement dans une gaine faite d'un matériau isolant retardateur de flamme et d'un matériau de remplissage isolant situé dans la gaine et entourant le conducteur isolé individuellement ou chacun des conducteurs isolés individuellement, la gaine, l'isolant du ou des conducteurs et le matériau de remplissage ayant des compositions telles que, lors de la combustion du cabale, il ne se dégage pas de gaz acides toxiques ou irritants et il ne se forme pas de fumées denses, le matériau de remplissage étant constitué d'une quantité prépondérante d'ingrédients minéraux formant des cendres et d'une petite quantité (par exemple jusqu'à 25% en poids) d'au moins un élastomère constitué d'un copolymère d'éthylène réticulé, le matériau de remplissage ayant une résistance au déchirement ne dépassant pas 5 N/mm et de préférence 3 N/mm (cette valeur étant mesurée selon la norme britannique BS 6899 Appendice J). L'emploi d'un matériau de remplissage ayant la résistance au déchirement précédemment indiquée permet de séparer à la main le ou les conducteurs du matériau de remplissage et de la gaine lorsqu'on prépare les extrémités du câble lors de son installation ; si la résistance au déchirement est supérieure à la valeur précitiez la prépara- tion des extrémités devient trop difficile et pénible. Des élastomères constitués de copolymères d'éthylène appropries sont par exemple des copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), des copolymères d'éthylène et d'acrylate, des caoutchoucsd'éthylène-propylène (EPR) ou des caoutchoucs d'éthylène, de propylène et de diène monomère (EPDN) > ou des mélanges de deux ou plus d'entre eux. L'élastomère peut titre réticulé par un rayonnement ou un agent de réticulation chimique tel qu'un peroxyde. L'emploi d'un agent de réticulation chimique est particulièrement avantageux car on peut ainsi réticuler une épaisseur de matériau de remplissage supérieure à celle que l'on peut réticuler de façon économique avec un rayonnement. Un élastomère particulièrement préféré est un mélange d'EPDM ou d'EPR et d'un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle. L'élastomère peut contenir des additifs classiques tels que par exemple des lubrifiants, des adjuvants de mise en oeuvre, des ramollissants et des anti-oxydants. Les ingrédients minéraux formant des cendres sont de préférence constitués d'une charge telle que le blan d'Espagne et d'un retardateur de flamme tel que l'alumine hydratée. par exemple, le matériau de remplissage peut avoir une composition comprise dans les gammes indiquées ci-dessous Parties en poids EPDM ou EPR 33-66 EVA 66-33 blanc d'Espagne 50-150 alumine hydratée 150-250 ramollissants, lubrifiants, aides de 4-10 mise en oeuvre agent de réticulation de type peroxyde 3-9 (å 40% d'activité) Un exemple d'une telle composition est le suivant Parties en poids Levapren 400 (copolymère d'EVA) 70,83 Dutral C0054 (caoutchouc d'EPDbt) 29,17 blanc d'Espagne 100,00 alumine hydratee 218,75 Afflux 42 (mélange de cires agissant comme lubrifiant et aide de mise en 5,20 oeuvre) éthylèneglycol (aide de mise en oeuvre) 2,23 Flectol H (anti-oxydant de type hydroxy- 0 > 52 quinoléine) ' peroxyde de dicumyle (40%) 5,83 oxyde de zinc 2,60 Dans cette composition, les deux derniers ingrédients consistuent le système de réticulation. L'isolant du ou des conducteurs peut par exemple etre un caoutchouc tel qu'un caoutchouc d'éthylène-propylène non vulcanisé au soufre, un polyéthylène réticulé chimiquement ou par rayonnement, un butyl-caoutchouc non vulcanisé au soufre et des caoutchoucs thermoplastiques. On peut par exemple utiliser un polyéthylène thermoplas tique lorsque la gaine extérieure est constitué de polyéthylène thermoplastique à combustion retardée ce qui rend inutile la vulcanisation du matériau de la gaine qui nécessiterait la réticulation par rayonnement du matériau de remplissage. Les caoutchoucs thermoplastiques sont connus dans l'art. Ces caoutchoucs qui sont commercialisés sont synthétiques et très faciles à extruder. Aux températures d'extrusion, habituellement 2000C, ils sont thermoplastiques mais à la température ordinaire leurs caractéristiques sont celles d'un caoutchouc classique. Entre -400C et 1000C, ils ont généralement des propriétés élastiques mais,au-dessus de 1000C, ils commencent à se ramollir et à devenir thermoplastiques. Si on désire utiliser,pour isoler ce ou ces conducteurs, un matériau retardateur de flamme, des matériaux appropriés sont un caoutchouc de silicone retardateur de flamme, un polyéthylène réticulé retardateur de flamme et un polyéthylène thermoplastique contenant un retardateur de flamme minéral. Parmi les matériaux de la gaine que l'on préfère figurent un caoutchouc de silicone retardateur de flamme, un polyéthylène réticule retardateur de flamme, des compositions à effet retardateur de flamme contenant de 1'EVA et/ou del'EPDM ou un polybthylène thermoplastique contenant un retardateur de flamme minéral. I1 est parfois avantageux d'entourer la gaine d'une couche protectrice d'un ruban de verre revetu d'un caoutchouc de silicone. Cette couche protège le cable pendant l'installation et dans le cas d'une combustion, contribue à retenir 1'enveloppe.de cendres autour du cable. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit faite en regard de la figure unique annexée qui représente une coupe transversale d'une forme de câble selon l'invention. Comme le montre la figure, un cable de transport d'énergie est constitué de trois conducteurs 10, 11, 12 munis chacun de couches isolantes extrudées individuelles 14, 15, 16, les trois conducteurs isolés étant réunis en hélice. Chaque conducteur peut etre rond comme représente ou avoir une section de forme appropriée quelconque. Un matériau de remplissage isolant 18 > comme décrit ci-dessus, remplit les espaces entre les conducteurs isolés adjacents et donne à la structure à trois conducteurs une surface extérieure circulaire. On applique le matériau de remplissage par extrusion. Un ruban 20 peut être enroulé en hélice autour des conducteurs après l'application du matériau de revêtement comme représenté. On extrude une gaine 22 sur l'ensemble et on peut, pour terminer le cable, appliquer des couches d'armure (non représentées) autour de la gaine 22. Il est nécessaire que la gaine 22 soit à combustion retardée et on peut choisir le matériau dont elle est faite parmi un caoutchouc de silicone retardateur de flamme tel que par exemple le Midland Silicone Mu 1603 du commerce, un polyéthylène réticulé retardateur de flamme tel que par exemple l'Union Carbide HFDC 4770 du commerce, une composition à effet retardateur de flamme contenant de l'EVA et de l'EPDM ou un polyéthyîène thermoplastique retardateur de flamme (sous réserve que,dans ce dernier cas, les constituants retardateurs de flamme soient uniquement des composés minéraux). En plus de leur caractère retardateur de flamme, ces matériaux ne produisent que des quantites faibles de fumees dépourvues d'acides toxiques ou irritants.La gaine fournit un support mécanique au cable lui permettant de resister aux efforts auxquels il est soumis lors de la manipulation ou de l'installation. Bien qu'un cable de transport d'énergie vienne d'entre décrits l'invention s'applique à un cable de transport de signaux de régulation (par exemple pour le transport d'un courant de signalisation dans un système ferroviaire souterrain) et à des cibles de télécommunication. Dans ce cas le cable est constitué d'un grand nombre de conducteurs isolés individuellement, enfermés dans une gaine extrudée, les espaces à l'intérieur de la gaine étant remplis de la composition de remplissage. Bien entendu diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'entre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Cable électrique à combustion retardée, caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins un conducteur (10) isolé individuellement dans une gaine (22) d'un matériau isolant retardateur de flamme avec un matériau de remplissage isolant (18) placé à l'intérieur de la gaine (22) et entourant chaque conducteur isolé individuellement, la gaine, l'isolant de chaque conducteur et le matériau de remplissage ayant une composition telle que, lors de la combustion du cable, il ne se forme pas de gaz acides toxiques ou irritants ni de fumées denses et en ce que le matériau de remplissage est constitué d'une quantité prépondérante d'ingrédients minéraux formant des cendres et d'une petite quantité d'au moins un élastomère de type copolymère d'éthylène réticulé,ce ce matériau de remplissage ayant une résistance au déchirement (selon la norme britannique BS 6899 appendice J) ne dépassant pas 5 N/mm. 2. Câble électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élastomère de type copolymère d'éthylène est un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle, un copolymère d'éthylene et d'acry late, un caoutchouc d'éthylène-propylène > un caoutchouc d'éthylènes de propylène et de diène monomère ou un mélange de deux ou plus de ces élastomères. 3. Cible électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élastomère est un mélange d'un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle et soit d'un caoutchouc d'éthylène > de propylène et de diène monomère, soit d'un caoutchouc d'éthylène et de propylène. 4. Câble électrique selon la revendication 3 > caractérisé en ce que le matériau de remplissage est constitué des matériaux suivants (en parties en poids) caoutchouc d'éthylène, de propylène et de diène monomère ou caoutchouc d'éthylène et de propylène 33-66 copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle 66-33 blanc d'Espagne 50-150 alumine hydratée 150-250 5. Cabale électrique selon l'une quelconque des revendications l 4, caractérisé en ce que l'élastomère de type copolymère d'éthylène a été réticulé par un agent de réticulation chimique.