Brevet FR2461340A1 — publié le 19810130

La présente invention concerne un câble électrique pour basse ou moyenne tension, à isolant cellulaire formant en même temps gaine d'étanchéité. On connait déjà des câbles électriques à isolant cellulaire en polyé- thylène. Celui-ci est cependant un matériau de densité relativement élevée et assez coûteux. On a déjà utilisé des câbles à isolant plein en poly-chlorure de vinyle compact, matériau moins dense et moins coûteux que le polyéthylène. Mais on n'avait pas réussi jusqu'ici à obtenir des isolants en polychlorure de vinyle cellulaire, car celui-ci doit être additionné de plastifiants et de charges pour permettre son usage en câblerie, et les essais effectués jusqu'ici de revêtement de conducteurs par du polychlorure de vinyle cellulaire ne donnaient que des câbles d'épaisseur très irrégulière, non satisfaisants pour un usage industriel. La présente invention a pour but de procurer un câble électrique à isolant cellulaire, formant en même temps gaine d'étanchéité, en poly- chlorure de vinyle, qui présente une épaisseur uniforme, une expansion de l'isolant qui ne soit pas excessive, une structure fine et un aspect superficiel assez lisse, permettant son application en fabrication industrielle. Le câble électrique selon l'invention est caractérisé en ce que son isolant est constitué par du poly-chlorure de vinyle expansé jusqu'à un pourcentage de pores fermés de 20 à 40% environ, par addition de grains très fins d'un agent d'expansion chimique de point de décomposition compris entre 1800 et 2000C environ. Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes: - L'agent d'expansion chimique est l'azodicarbonamide. - L'agent d'expansion chimique est en grains de dimension moyenne environ 10 microns. - L'agent d'expansion chimique est en proportion pondérale de 0,05 à 0,5 % en poids. - Le poly-chlorure de vinyle est également additionné d'un agent de nucléation. - L'agent de nucléation est du talc en grains fins. - Le talc en grains fins est en proportion d'environ 0,5 % en poids. L'invention porte aussi sur un procédé de fabrication d'un câble électrique tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'on fait passer dans une extrudeuse dont la température de la tête est maintenue entre 1600 et 1800C, d'une part par le poinçon un conducteur électrique, d'autre part par la matrice périphérique du poly-chlorure de vinyle additionné de grains très fins d'un agent d'expansion chimique de point de décomposition d'environ 1800 à 2000C. 2 2 62461340 Il est décrit ci-après à titre d'exemple la fabrication de câbles électriques à basse tension à isolant en poly-chlorure de vinyle selon l'invention et leurs propriétés en fonction des matériaux utilisés et des conditions opératoires. On a utilisé un fil de cuivre de 0,9 mm de diamètre que l'on a gainé de poly-chlorure de vinyle plastifié vendu sous la désignation commerciale "Benvic KI 80/100", additionné d'un agent gonflant formé d'azodicarbonamide, et dans certains cas de talc jouant le rôle d'agent de nucléation. L'agent gonflant était ajouté au poly-chlorure de vinyle par enrobage au pétrin (avec addition d'environ 0,5% en poids d'agent mouillant). On a utilisé soit le produit vendu sous la désignation commerciale "Celogen AZ" par la Société Chevassus, soit celui vendu sous la désignation commerciale "AZB" par la Société Française d'Organo-Synthèse. La tête d'application du poly-chlorure de vinyle était à vis de refoulement de la matière plastique d'un type classique, utilisée notamment pour le polyéthylène, avec un filtre formé par un tamis 30/60/120/60, un poinçon de diamètre 0,92 mm et une filière de diamètre 2,2 mm. La vitesse de la vis de refoulement était de 68 tours/minute, et la vitesse de tirage de 50 m/min. Pour certains des essais, le fil de cuivre était préchauffé. Le tableau ci-dessous résume les résultats des essais. GAINAGE DE CABLES ELECTRIQUES PAR DU POLYCHIILORURE DE VINYLE CELLULAIRE Préch.du fil du fil (d C) Temp.de l'extrudeuse (d C) entrée crds sortie hafif 192 Température câble à la sortie d C Distance de filière au bac de refroidis. (mm) Résultats diamltredensite il I taux - dtexpan- sion _...,..... AGENT GONFLANT "CELOGEN AZ" n 1200 I il ll l l, sr If n n n 192 n II tl il n IV l7 jl I, Il n il il il lt il n Il n il nI Ir 2,2 3,07 2,735 2,625 2,53 2,575 2,28 2,28 1,38 0, 7 0,83 0,85 0,93 0,9 1,14 1,07 O Observations Expansion trop forte refroidissement trop brutal Expansion trop forte isolant très décollé assez bon résultat, fumées très importantes Forte expansionrefroidis- sement trop brutal Expansion trop forte- aspect rugueux Aspect un peu meilleur aue dans l'essai 6 Bon résultat, structure assez fine/aspeet un peu rugueux t Très bon résultat, structure assez fine. Aspect lisse et brillant comme essai 10. Mais structure un peu moins fine..b 0- o> N essai Teneur en agent gonflant (% poids) o o 0, 5 I 0,3 0,1 0, 1%+0,5% talc n Il il AGENT GONFLANT AZB le te It II II fi Il II 1500 i 160 (ventilation) 1500 j 1600 (ventilation) ti ventil. te te n II t' If I, t, fi 2,63 2,63 2,69 2, 32 2,47 2,4 0;86 0,85 0,82 1,18 1,1 1,0 1,02 Bon résultat, structure très fine, expansion un peu forte id id Excellent résultat,struc- ture très fine. Aspect lisse et brillant id mais structure plus expansée près du conducteur Structure très fine. Aspect très lisse malgré expansion assez élevée Excellent résultats struc- ture très fine. Aspect très lisse 0,1% il te 0,o6% i, Il - 2 4613 40 Bien que le câble électrique et le procédé de préparation qui ont été décrits en référence aux exemples paraissent les formes de réalisation préférables de l'invention, on comprendra que diverses modifications peuvent leur être apportées sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, certains additifs non nuisibles à l'expansion contr8lée du polychlorure de vinyle peuvent être ajoutés, et les conditions d'extrusion peuvent être modifiées dans une certaine mesure sous la même réserve. L'invention s'applique en particulier à l'isolation de câbles et conducteurs électriques pour basse tension. 6 2461340 REVENDICATIONS 1/ Câble électrique pour basse ou moyenne tension, à isolant cellulaire formant en même temps gaine d'étanchéité, caractérisé en ce que ledit isolant est constitué par du poly-chlorure de vinyle expansé jusqu'à un pourcentage en volume de pores fermés de 20 à 40% environ, par addition de grains très fins d'un agent d'expansion chimique de point de décomposition compris entre 1800 et 2000C environ. 2/ Câble électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent d'expansion chimique est l'azodicarbonamide. 3/ Câble électrique selon-les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'agent d'expansion chimique est en grains de dimension moyenne environ 10 microns. 4/ Câble électrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'agent d'expansion chimique est en proportion pondérale de 0,05 à 0,5 % en poids. / Câble électrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le poly-chlorure de vinyle est également additionné d'un agent de nucléation. 6/ Câble électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'agent de nucléation est du talc en grains fins. 7/ Câble électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le talc en grains fins est en proportion d'environ 0,5 % en poids. 8/ Procédé de fabrication d'un câble électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait passer dans une extrudeuse dont la température de la tête est maintenue entre 1600 et 1801C, d'une part par le poinçon un conducteur électrique, d'autre part par la matrice périphérique du poly- chlorure de vinyle additionné de grains très fins d'un agent d'expansion chimique de point de décomposition d'environ 1800 à 2000C.