Brevet FR2653701A1 — publié le 19910503

L'invention se rapporte a un Drocede d'application d'une couche en matière plastique sur un conducteur métallique, ladite couche s'associant solidement audit conducteur metallique, le proceae consistant a appliquer la matiere plastique sous forme de poudre sur le conducteur chauffe ou elle est simultanement fondue et repartie sur la surface. Les cables haute frequence connus a l'heure actuelle se composent d'un dielectrique entourant le conducteur metalllque interieur et d'un conducteur exterieur. La mousse s'est averee etre un materiau particulièrement avantageux en tant que diélectrique de cables haute fréquence. En effet, elle est d'une stabilite suffisante pour éviter l'emploi de séparateurs coûteux entre les conducteurs intérieur et exterieur et présente en outre, compte tenu de sa teneur en air supérieure a 50 pour-cent volumetriques, des valeurs dielectriques seulement très legerement inférieures à celles de l'air. Pour obtenir l'importante expansion souhaitée, le collage entre la mousse en cours de formation et le conducteur intérieur est indispensable. Etant donné l'impossibilité d'un collage durable entre la mousse de polyéthylène et le conducteur métallique, l'utilisation d'une colle est donc nécessaire. A cet égard, un copolymere de polyéthylène s'est révele particulièrement approprié. Etant donne que les propriétés diélectriques du copolymére utilise en l'état non expansé sont nettement moins bonnes que celles du polyethylene expanse, la couche de colle doit être aussi mince que possible. Un autre effet secondaire positif résultant du collage entre la couche de mousse de polythylène et le conducteur est l'étancheite à l'eau dans le sens longitudinal, empêchant la progression d'éventuelles infiltrations d'eau entre le conducteur intérieur et la couche diélectrique. Pour la fabrication de câbles haute fréquence, on connait actuellement un procedé consistant a appliquer le copolymére sous forme de poudre sur le conducteur intérieur chauffe o ledit copolymère est fondu et ensuite passé a travers un moule en forme d'entonnoir pour former autour du conducteur intérieur un bourrelet en matière plastique fondue assurant son recouvrement intégral. Kalgre l'affirmation qu'il est possible d'obtenir des épaisseurs de couche entre 5 et 500 pa, il s'est avérét qu'il est impossible d'appliquer des épaisseurs de couche inférieures a 250 im suffisamment homogènes pour permettre un collage uniforme avec la mousse de polyetayiene sur toute la circonférence du conducteur intérieur. La formation du bourrelet en copolymere fondu nécessite le chauffage du moule et ce, comme le montre l'experience, a une température supérieure au point de fusion du copolymere. Par conséquent, on ne peut exclure ni la formation d'un copolymere carbonise integré dans la couche de colle et provocant dans se cable des claquages en tension, ni la presence dans le cone, pendant une duree plus ou moins longue, de particules carbonisees qui empèchent la formation d'une couche de colle uniforme. Par conséquent, la presente invention a pour objectif d'améliorer le procédé décrit ci-dessus de manière à empêcher la formation de particules carbonisées, d'améliorer ainsi la rigidite diélectrique du cable, de permettre la realisation d'une couche nettement moins epaisset a savoir de moins de 500 Mm, et d'améliorer ainsi les proprietes dielectriques du cable. Un objectif supplémentaire est l'obtention d'un procedé particulièrement approprie pour recouvrir d'une pellicule plastique fine et uni orme, les conducteurs métalliques à surface irrégulière, qui seront avantageusement des tubes ondules. De plus, le procede doit permettre la modification de l'adhérence de la couche plastique au conducteur. Selon l'invention, ce probleme est résolu par la charge électrostatique de la poudre plastique et le dépôt de ladite poudre sur le conducteur. Outre les avantages decoulant du problème posé en tant que tel, un avantage supplémentaire réside dans le fait que, selon l'invention, l'application de la couche est effectuée "sans contact". En effet, tout outillage de formage pour le traitement de la couche est inutile. L'épaisseur de la couche se forme d'elle-même de façon uniforme et peut être influencée par la grosseur de grain de la poudre plastique et la température du conducteur. Le seul but de la charge électrostatique est de diriger les particules en matière plastique vers la surface du conducteur. Pour assurer l'adhérence des particules a la surface, elles sont fondues sur le conducteur par la température élevée de ce dernier. Un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention consiste a utiliser une poudre provenant d'un copolymére de polyethylene et a préchauffer le conducteur à une température entre 150 C et 200 C. L'utilisation d'un copoiymere de polyethylene s'est revelee avantageuse en raison de la bonne adherence de ce matériau aux metaux - notamment au cuivre, utilise de preference lors de la realisation de conducteurs - et au polyethyiene, meme expanse. Selon la section au conducteur, le préchauffage de ce dernier à une temperature entre 150UC et -00'C est suffisante pour provoquer l'adherence des particules de copolymere a la surface du conducteur. Apres l'application ae la couche, le conducteur ainsi recouvert est avantageusement passe a travers un dispositif de chauffage, ou la temperature du conducteur métallique augmentée par un autre moyen, afin d'obtenir la fusion ie La poudre de copolymère adhérant au conducteur en une couche plus uniforme recouvrant l'ensemble de la surface. Le procéde selon l'invention consiste ensuite en l'application d'une matière plastique expansible sur la couche de copolymere tondue, suivie de l'application d'une couche metallique sur la couche expansee. Ce mode de realisation avantageux permet la fabrication en continu d'un cable coaxial haute fréquence ayant d'excellentes proprietés de transmission. Le conducteur intérieur est de préférence un tube métallique ondulé, ce mode de réalisation étant particulièrement avantageux lorsqu'il s'agit de cables à importante section de conducteur que l'on souhaite souples. Pour de tels cables, le recouvrement du conducteur avec une poudre plastique en vue de l'amélioration de l'adhérence entre la mousse de polyéthylène et le conducteur du tube ondule n'est pas encore connu. De tels cables se composent d'un conducteur intérieur ondulé, d'un conducteur exterieur ondule disposé coaxialement par rapport audit conducteur intérieur et d'une couche de polyethylene expansé disposée entre ces deux conducteurs. Il est également possible d'appliquer sur la couche en matiere plastique expansée une bande métallique introduite dans le sens longitudinal, qui est ensuite soudée et abaissée sur la couche de mousse. L'invention apparaîtra plus clairement à la lumière des exemples de réalisation qui vont suivre, donnés schématiquement en référence aux figures 1 à 6: Un conducteur métallique 2, par exemple un fil de cuivre ou un tube de cuivre ondulé, est dévidé en continu d'une bobine d'alimentation I et amene vers un dispositif de nettoyage 3. Au cas ou l'on souhaiterait, dans le cadre de l'invention, utiliser un til métallique en qualité de conducteur metallique 2, ledit fil métallique est utilement dressé dans un disoositif dresseur 4 pour être ensuite étiré dans une matrice 5, afin de réduire sa section. La surface du conducteur métallique 2 est ensuite nettoyée dans le dispositif de nettoyage 3 pour obtenir un brillant métallique. Il est imperatif qu'aucune trace de graisse ne subsiste a la surface du conducteur 2. Le conducteur 2 est ensuite passé a travers un dispositif de chauffage 6 composé d'un filament et porte dans ledit dispositif de chauliage 6 a une température de l80 C. Cette température est réglable et peut etre augmentée ou reduite en fonction de l'adhésivité souhaitee pour la couche. Après le réchauffement, le conducteur 2 est acheminé dans une chambre 7 dans laquelle il est revêtu d'une couche en matiere plastique au moyen d'un pistolet (non représenté) alimenté par air comprime en poudre plastique provenant d'un réservoir. A cet effet, la poudre plastique est soumise a une charge électrostatique a l'interieur dudit pistolet. Les particules de plastique ainsi chargees sont attirees par le conducteur 2 et se repartissent de façon uniforme sur sa surface. Lorsque ces particules entrent en contact avec le conducteur 2, elles fondent et adhérent à sa surface. Selon l'invention, la poudre plastique est de préférence un copolymêre d'éthylène d'une grosseur de grain entre 200 pm et 300 nm. La charge électrostatique des particules permet la formation d'une pellicule monocouche sur le conducteur 2, ladite pellicule monocouche étant ensuite chauffée dans un deuxième dispositif de chauffage 8 composé également d'un filament, de manière a obtenir sur le conducteur 2 la formation d'une mince couche en plastique d'épaisseur quasi homogène. Une couche en plastique expansé, de préférence de la mousse de polyéthylène, est formée au moyen d'une extrudeuse 9 sur le conducteur 2 revêtu de la couche de copolymère. La couche de mousse de polyéthylene s'associe solidement à la couche de copolymére, permettant ainsi la formation d'une couche de mousse de polyéthyléne d'épaisseur homogène. Après le durcissement de la mousse, le conducteur isole 10 est enroulé sur une bobine il. L'adhérence de la couche de mousse peut être déterminée au moyen de la température à laquelle le conducteur 2 est introduit dans la chambre 7. Plus la temperature est elevee, plus l'adhérence est forte. L'enaisseur de la couche de copolymère peut être déterminée par la grosseur cu Srain de la poudre de copolymère. Au cours de l'operation suivante (figure 2), le conducteur 1U isolé par la mousse est entouré a la façon d'un tube par une bande métallique 12 en aluminium ou en cuivre, ladite bande, provenant d'un dévidoir, étant introduite dans le sens de la longueur et le tube étant soude longitudinalement au moyen d'une installation de soudure a l'arc 14. Un dispositif d'évacuation 15 transporte le tube 16 a travers l'installation de fabrication et l'amene vers un dispositif d'ondulation 17? dans lequel il reçoit une ondulation hélicoïdale ou toroidale, les creux de l'ondulation du tube 16 - realise avec un diamètre supérieur au diamètre de l'isolation en mousse - étant formés de manière & maintenir le conducteur isolé 10. Au moyen d'une extrudeuse 18, le tube ondule 16 est muni d'un revêtement plastique, de preference en polyethylene. Le câble 19 ainsi réalisé est enroule sur une bobine 20. Le câble obtenu constitue un câble coaxial haute frequence, composé du conducteur intérieur 2, du conducteur extérieur 16, d'une couche d'isolation disposée entre ledit conducteur intérieur 2 et ledit conducteur extérieur 16, ainsi que d'une gaine en plastique. Les figures 3 et 4 sont des vues en coupe du conducteur 2 immédiatement apres son recouvrement par les particules de copolymère qui, comme le montre la figure 3, adhèrent étroitement et sous forme de monocouche & la surface du conducteur 2. Lorsque l'on réchauffe cette couche une deuxième fois, par exemple dans le dispositif de chauffage 8, les particules fondent et forment sur le conducteur 2 une couche de copolymère 21 homogène et d'épaisseur quasi uniforme (figure 4). Le postchauffage des particules appliquées électrostatiquement est presque touJours nécessaire. Ce postchauffage peut être supprimé si la masse, c'est-à-dire la section, du conducteur 2 est importante et permet donc la génération de la chaleur nécessaire a la fusion des particules sans entraîner un échauffement plus important du conducteur 2, qui serait néfaste pour la matière plastique. Les figures 5 et 6 sont des vues en perspective de deux exemples de réalisation de câbles haute fréquence pouvant être réalisés au moyen du procédé selon l'invention. o La figure 5 montre un conducteur interieur 2 sous forme de tube ondulé en cuivre auquel adhere la couche de copolymere 2l, elle-même solidement associée à une couche de polyéthylene expansé 22. Le conducteur extérieur 16 est un tube ondule en cuivre ou en aluminium dont le diamétre intérieur est efal ou intérieur au diamètre extérieur de la couche de mousse de polyethylene 22. Il est possible de prévoir sur le conducteur 16 une gaine plastique (non représentée). La figure 6 montre un cable haute fréquence avec un conducteur intérieur massif 2 en cuivre, ledit conducteur intérieur 2 portant la couche de copolymére 21 et étant isolé par la couche en mousse de polyethylene 22. Le conducteur extérieur 16 se présente sous forme d'un tube en aluminium soudé longitudinalement et abaissé sur la couche en mousse de polyethyléne 22, ledit tube en aluminium étant revêtu à l'extérieur d'une gaine de polyéthylene. De tels cables sont utilisés pour la réception collective d'antenne de télévision ("CATV"). Pour tester l'adhérence de la couche en mousse de polyethyléne 22 au conducteur intérieur 2, on effectue une coupe circulaire de la couche isolante 22 sur une longueur d'environ 40 mm. L'adherence de la couche 22 au conducteur intérieur 2 doit être assez solide pour qu'une traction axiale longitudinale seule ne permette pas le détachement de la couche 22. Ce n'est qu'après une rotation de la couche 22 mise a longueur par la coupe circulaire que ladite couche 22 peut être détachée entièrement du conducteur 2. L'adhérence optimale empêche l'extraction du conducteur 2 de la couche isolante 22 et le passage longitudinal de l'eau et permet à la fois la structuration optimale de la couche de mousse 22 et une dénudation facile. -7- REVENDICATIONS 1/ Procédé d'application d'une couche en matière plastique sur un conducteur métallique, ladite couche en matière plastique s'associant solidement audit conducteur, ledit procédé consistant à appliquer ladite matière plastique sous forme de poudre sur ledit conducteur chauffé, à l'y faire fondre et à la répartir uniformément sur la surface dudit conducteur, caractérisé en ce que la poudre en matière plastique est chargée électrostatiquement et déposée sur ledit conducteur. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite poudre est un copolymère de polyéthylène et en ce que ledit conducteur est porté à une température de 150 C à 200 C. 3/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ledit conducteur, après avoir été muni d'une couche, est passé à travers un dispositif de chauffage et en ce que la couche en matière plastique est ensuite entièrement fondue. 4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche en matière plastique fondue est recouverte d'une couche en matière plastique expansible et en ce que ladite couche en matière plastique expansée est recouverte d'une couche métallique. 5/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conducteur métallique est un tube métallique ondulé. 6/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche métallique est un tube réalisé à partir d'une bande métallique et soudé longitudinalement. 7/ Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tube soudé longitudinalement est ondulé.