Brevet FR2581346A1 — publié le 19861107

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un renfort composite non métallique utilisable en particulier dans les câbles et plus particulièrement pour les câbles à fibres optiques. On sait que l'on renforce les propriétés n#écani- ques notamment la résistance à la traction des câbles fabriqués en grande longueur par l'introduction d'un toron à forte résistance mécanique réalisé par exemple en acier. Depuis quelques temps déjà, on a fait appel à des renforts non métalliques en remplacement dudit toron d'acier. Ce renfort est constitué par un profilé composite de préférence de section circulaire réalisé à partir de filaments continus d'un matériau présentant un module d'élasticité élevé et liés entre eux par une résine durcie par la chaleur. La résine est alors durcie par la chaleur.On fait passer les filaments continus imprégnés dans une filière chauffée, de grande longueur qui assurait ce durcissement tout en donnant au profilé la section désirée. Un tel procédé présente un certain nombre d'inconvénients : pour que la résine imprégnée ait le temps matériel de se polymériser, il est nécessaire de maintenir dans la filière une température élevée.D'autre part, le durcissement n'étant pas instantané, la filière doit présenter une certaine longueur,de sorte que la force de freinage exercée sur l'ensemble des filaments risque de dépasser la charge de rupture de ces filaments surtout si l'on cherche à augmenter la vitesse de fabrication. En résumé le procédé connu présente les deux inconvénients suivants a) il est lent; b) le durcissement de la résine ne peut être obtenu que par la voie thermique. Un premier but de l'invention est de définir un procédé nettement plus rapide. Un deuxième but de l'invention est de rendre possible le durcissement par un traitement thermique ou par l'action d'un rayonnement pénétrant. L'objet de l'invention est donc un procédé de fabrication rapide d'un renfort composite non métallique pour tout type de profilé, constitué de filaments continus imprégnés d'une résine polymérisable caractérisé en ce que le profilé ainsi formé est maintenu en forme au moyen d'une gaine mince thermoplastique pendant l'opération suivante de durcissement de la résine. Selon une autre caractéristique du procédé de fabrication selon l'invention, le durcissement de la résine polymérisable s'obtient par un rayonnement pénétrant. Selon encore une autre caractéristique du procédé de fabrication selon l'invention le durcissement de la résine polymérisable s'obtient également par un moyen de chauffage. Avantageusement la forme du profilé, formé de filaments continus imprégnés de résine polymérisable est définie par passage dans une filière - non chauffée avant l'enrobage avec la gaine thermoplastique. La couche thermoplastique déposée à la surface du profilé doit être suffisamment rigide pour ne pas permettre la déformation du profilé pendant l'opération de durcissement. Cette gaine thermoplastique est donc avantageusement extrudée à la surface du profilé. Enfin,ce matériau thermoplastique doit répondre à certaines exigences physiques. Dans le cas de la polymérisation par irradiation, il doit être transparent aux rayonnements mis en oeuvre; il ne doit pas être détruit par leur emploi. Si le durcissement de la résine s'obtient par l'élévation de la température, il est nécessaire que le point de ramollissement du matériau thermoplastique soit supérieur à la température de polymérisation de la résine. La portée de l'invention sera encore mieux comprise en se référant à l'exemple de réalisation décrit cidessous en référence à la figure unique ci-annexée. En 1 on a schématisé la formation d'un toron à partir de filaments continus prélevés au fur et à mesure sur les bobines 7. Ces divers filaments sont rassemblés et imprégnés dans le bac d'imprégnation 2. Après imprégnation, ces filaments sont dirigés vers la filière 3 non chauffée, de courte longueur à la sortie du bac. Au passage, à travers cette filière, les filaments rassemblés donnent naissance à un profilé dont la section a été imposée par la forme de la filière 3. Il s'agit maintenant de maintenir la forme du profilé avant et pendant la polymérisation de la résine. Selon l'invention, ce résultat est obtenu en habillant le profilé d'une mince gaine de matériau thermoplastique posée à la surface du profilé par l'extrudeuse 4. Ainsi "enveloppé" dans la gaine thermoplastique, le profilé est en mesure de recevoir le traitement de durcissement schématisé en 5,sans subir de déformation. On utilise avantageusement une matière thermoplastique, mais on pourrait aussi utiliser une matière réticulable qui serait réticulée en même temps que le profilé qu'elle renferme. Les filaments continus utilisés seront sélectionnés dans les matériaux présentant un module d'élasticité élevé.Ce peut être des fibres de verre, de polyamides aromatiques, de bore, de carbone, etc. La résine polymérisable utilisée sera fréquemment un polyester insaturé, époxyde, formophénolique polyuréthane et acrylique. La résine époxyde utilisée sera par exemple une résine époxyde cyclo-aliphatique, complétée par un durcisseur anhydride d'acide et un accélérateur. Le thermoplastique de la gaine sera sélectionné en vue de faciliter le traitement-de la résine à polymériser. C'est-à-dire que si le traitement appliqué à la résine est un traitement thermique : chauffage, étuvage en rayonnement infra-rouge; on choisira un thermoplastique dont le point de ramollissement sera supérieur à la température de traitement de la résine polymérisable, par exemple polyamide, polyester et polyoléfines.En outre, si l'on applique un traitement à l'infra-rouge, on choisira de préférence une matière thermoplastique perméable aux rayons infra-rouges utilisés.Si le traitement appliqué est constitué par un rayonnement pénétrant tel que les rayons U.V., le bombardement par des électrons accélérés, le rayonnement X ou gamma il est préférable que la matière thermoplastique ne soit pas altérée par ce rayonnement; en outre il devra être suffisamment transparent à ces rayonnements (polyamide), la résine à polymériser devra recevoir les additifs appropriés. Lorsque le profilé a été traité, il est dirigé vers la bobine de réception 6 sur laquelle il est enroulé. Il peut arriver que l'on souhaite une certaine souplesse du profilé. Dans ce cas, on fait tourner la bobine de réception autour d'un axe parallèle à celui du profilé. Cette opération a pour effet de câbler entre eux les filaments dans le bac 2 d'imprégnation de la résine. On illustre la description de ce procédé par l'exemple ci-dessous: un renfort mécanique conforme à l'invention est obtenu avec un profilé formé de 32 fils 66 tex composé de filaments continus de verre de 9 microns de diamètre tordus entre eux avec une torsion de 40 tours par mètre, imprégné d'une résine époxyde de composition suivante Résine époxyde cycloaliphatique 100 Durcisseur anhydride d'acide 120 Accélérateur 2,75 L'ensemble des fibres est mis en forme dans une filière circulaire de 1,3 mm de diamètre. Une gaine de polyamide 12 est ensuite extrudée sur l'ensemble des fils imprégnés avec une épaisseur de 0,2 min. La résine époxyde est polymérisée par passage à 1500C dans un four électrique. Le profilé ainsi obtenu possède un module 2 d'élasticité en traction de 3500 daN au min . Sa résistan- ce à la flexion entre deux points distants de 50 mm est de 2,2 daN pour une flèche de 10 min. En outre, la vitesse de fabrication est grandement améliorée. On peut obtenir des vitesses supérieures à 10 m/mn. La gaine peut être laissée sur le profilé, ou dépouillée si on le désire. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits,elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'un renfort composite non métallique formé de tout type de profilé constitué de filaments continus imprégnés d'une résine polymérisable, caractérisé en ce que le profilé ainsi formé est maintenu en forme au moyen d'une gaine thermoplastique pendant l'opération de durcissement de la résine. 2 - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le durcissement de la résine polymérisable s'obtient par un rayonnement pénétrant. 3 - Procédé de fabrication selon la reve.dica- tion 1, caractérisé en ce que le durcissement de la résine polymérisable s'obtient par chauffage. 4 - Procédé de fabrication selon la revendication 2,caractérisé en ce que le matériau thermoplastique sera choisi en fonction de sa transparence aux rayons U.V., bêta et gamma et de sa résistance à ces rayons. 5 - procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fibre est choisie dans le groupe comportant les fibres de verre de polyamides aromatiques, de bore,de carbone. 6 - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine est choisie dans le groupe comportant les polyesters, les époxy, les polyuréthanes, les formophénoliques et les acryliques. 7 - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau thermoplastique de la gaine est choisi dans le groupe comportant les polyoléfines, telles que polyéthylène et polypropylène, les polyamides, les polyesters. 8 - Câble de télécommunication renforcé par un composite obtenu par le procédé selon l'une des revendications précédentes.