BE1001311A3

BE1001311A3 - Procede et dispositif pour la fabrication de corps profiles poreux etires et produits ainsi obtenus.

Info

Publication number: BE1001311A3
Application number: BE8700119A
Authority: BE
Inventors: Heinz Eilentropp; Kurt Aeschbach; Hans Reinmann
Original assignee: Reinmann & Cie Lara
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1987-02-13
Publication date: 1989-09-26
Also published as: GB8704045D0; FR2594744B1; CH672094A5; SE8700684D0; CN87100900A; GB2187460B; JPS62205136A; AU6910087A; GB2187460A; IT8719195A0; IT1202444B; CA1316312C; BR8700796A; AU6659690A; NL8700379A; SE8700684L; FR2594744A1

Abstract

Des corps profilés fabriqués en extrusion pateuse sont, en passage continu, dans un premier temps, débarrassés de leurs produits de graissage ou de lubrification et dans un deuxième temps étirés, le matériau étant fritté simultanément.

Description


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  PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA FABRICATION DE CORPS PROFILES POREUX ETIRES ET PRODUITS AINSI OBTENUS. 



   La présente inyention concerne un procede pour la fabrication de corps profilés étires en particulier de bandes, de feuilles, de profilés pleins ou creux en polymeres fluorés tels que des polytétrafluoréthylènes, lors duquel le polymère en poudre ne pouvant etre travaille venant de couplée, est compacte seul ou en tant que copolymère, avec l'aide d'un produit de graissage et de lubrification et façonné en corps profiles (extrusion pâteuse), le produit de graissage ou de lubrification étant ensuite enlevé et le corps profile subissant alors un étirage et le polymère, un frittage. 



   Pour la fabrication de corps profilés poreux à partir d'un polymere   tétrafluoré,   on sait   déj    (DEPS 24 17 901) que le corps profilé realise en extrusion päteuse peut, après enlèvement du lubrifiant, etre étire ou étendu ä une vitesse de 2000% par seconde, le corps profilé étant ainsi étiré, dans le sens de l'extension, de plus de 50 fois sa longueur ä l'état non étendu. 



  L'extension ou   l'retirage   du corps profilé doit être réalisée dans une zone de températures située entre 350 et   327OC,   le but étant d'augmenter sensiblement la reistance ä la traction avec diminution simultanee de l'épaisseur. Pour atteindre ce resultat, la vitesse d'extension en combinaison avec une zone de températures déterminée, est considérée comme décisive. 

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   Indépendamment du fait que le   procédé   connu pose des problemes de production   ä   cause des valeurs   élevées     d'retirage   par seconde, les corps profiles fabriqués suivant le   procede   connu ont un domaine d'utilisation limité. Ainsi par exemple, des bandes ou des feuilles qui sont soumises ä une vitesse d'etirage de plus de 2000% par seconde, sont peu adaptées pour être mises en oeuvre dans une construction par couches d'un cäble   electrique   flexible ou de condui-tes, en tant que feuille de glissement ou de séparation enrouldes.

   Car pour cela, des bandes ou des feuilles bien adaptées doivent être souples de façon ä suivre les mouvements du cäble ou de la canalisation, elles ne doivent pas non plus nuire d'une façon significative ä la flexibilité du cäble ou de la canalisation, ä l'etat enroulé, et par exemple donner naissance ä ce qu'on appelle des faux plis au moment où le cable ou la canalisation suit un trajet comportant de faibles rayons de cintrage. 



   On connalt   déjà   des bandes souples destinées specialement   ä     l'etancheisation   de raccords filetes ou similaires (DE-OS 2028393). Ces bandes ou aussi feuilles sont composées de polymères du tétrafluoréthylène, elles ne sont pas frittées et sont tendues ou allongees dans le sens de la longueur, de façon ä ce que de faibles quantités de matériau polymere suffisent, sans que la capacite   d'etancheisation   de la bande en souffre. Ces bandes sont moins   adaptdes   ä des utilisations electriques, elles ne présentent entre autres pas non plus la résistance ä la traction nécessaire pour enroulement sans déformation de la bande, par exemple sur un câble ou une conduite, un câble en faisceau tubulaire ou une conduite tubulaire. 

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   A partir de   l'etat   actuel de la technique, le but de l'invention est de   trouver une possibilite   de fabriquer des corps profilés poreux ä l'aide de moyens de production simples et qui donnent au polymere fl-uore d'autres domaines d'utilisation avantageux. 



   Ce but est atteint   conformement   ä l'invention en ce que dans un premier temps, le corps profile est   debarrass   en passage continu, par sechage, du produit de graissage ou de lubrification, et ensuite dans un deuxieme temps, dans une zone de temperatures atteignant au moins la temperature de fusion des cristallites des polymeres respectifs, est étiré, le polymère étant en   meme   temps fritté par l'étirage du corps profilé. 



   L'invention part de la notion comme quoi, également pour de faibles degres d'étirage ou d'extension, on peut atteindre des résistances   A   la traction élevées pour des corps profilés   ä   base de polymeres fluorés, pour autant que les opérations   d'étirage,   respectivement d'extension du corps profile et le frittage du matériau polymere, se passent pratiquement   si-multanement.   Grace ä cela, on a également la possibilité de donner au corps profile, par exemple sous forme de bandes ou de feuilles, gräce au traitement   mecanique   pendant l'operation de frittage, des   propriétés   différentes dans le sens de passage du corps profile et transversalement par rapport ä celui-ci. 



   A cet egard, il est particulièrement avantageux, lors de la mise en oeuvre de l'invention, de réaliser un étirage ou une extension dans la direction du passage, pendant le frittage du corps profil6. Des feuilles ou bandes fabriquées de cette façon sont avant tout bien adaptees, notamment comme enroulement sur des produits étirés flexibles tels que des cables électriques et con- 

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 duites, étant donné qu'elles s'adaptent sans probleme aux couches de base respectives et que si elles genent la flexibilité du produit fini, ce ne sera pas d'une façon 
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 significative, gräce ä la stabilite transversale-compen- sée. Les dégâts occasionnés par les   aretes   de bandes déformées ou par des faux plis sont ainsi évités. 



   Si, contrairement   A   cet exemple d'application, il slagit surtout de la stabilité latérale de la bande, et si   la resistance ä   la traction dans le sens axial du corps profilé n'a pas un rôle preponderant, il peut etre avantageux, par exemple pour-une bande en polymere fluoré, pendant le chauffage à une température supérieure à la température de fusion des cristallites de   cettejmatiere. de   procéder ä un étirage transversal par rapport au sens de passage et mëme suivant un autre objet de l'invention, de proceder   un étirage, respectivement ä une extension, bi-axiale, c'est-ä-dire dans le sens axial et transversalement par rapport à celui-ci.

   L'invention permet ainsi de realiser de façon simple et egalement pour de faibles degrés d'étirage ou d'extension, des corps profiles, de haute valeur qualitative mécanique et électrique, qui suffisent amplement ä répondre aux exigences posées dans les domaines d'utilisation les plus variés. 



   Contrairement aux conditions connues d'un   echauf-   fement de detente (DE-OS 2028393) ä des temperatures en dessous de 342 C,   c'est-à-dire   toujours en dessous du point de fusion du matériau polymère non fritté, une opération de frittage est indispensable pour cette invention. 



  Pour la   realisation   de l'objet de l'invention, la zone de   temperatures   se situera donc au-dessus de 342 C, de 
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 preference entre 3800 et OOO C. 



   Le séchage du corps profilE fabriqué en extrusion päteuse est   réalisé   en continu suivant l'invention, 

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 et de toute façon, separe de l'étape suivante   d'etirage   et de frittage simultanes. Le sechage est realise en execution de l'invention, ä des températures entre   150 C   et 320 C, de préférence entre 2000C et 300 C. 



  De cette façon, on a la garantie d'un   ecart   suffisant par rapport au point d'inflammation spontané des produits de lubrification ou de graissage courants actuels, qui se situe entre   3500C   et 400 C. 



   En particulier, quand il s'agit pour le corps profile suivant l'invention, d'un produit sous forme de bandes ou de feuilles, on procèdera suivant un autre objet de l'invention ä un etirage du corps profile dans le sens du passage, jusqu'à 2000%, de préférence entre 100 et 1000%. 



   On obtient par exemple ainsi une qualité de bandes qui est particulierement indiquee pour la mise en oeuvre dans des produits'étirés flexibles. De telles bandes ou feuilles présentent ä l'état étiré et fritte un poids spécifique de   0, 2 ä 1, 3   g/cm3. Des valeurs correspondantes d'etirage sont également valables pour le traitement mécanique du corps profile, pendant l'opération de frittage, transversalement par rapport au sens axial ou de passage, lorsque les propriétés exigees pour le produit le rendent nécessaire. 



   Comme explique ci-avant, il importe pour certains produits, par exemple, un produit étiré flexible, que, dans le cas d'un enroulement ä l'aide d'un   materiau   sous forme de bande, pour quelque but que ce soit, la bande ou la feuille ne présente pas les mêmes valeurs de résistance dans le sens axial et transversalement par rapport   ä   celui-ci. Etant donné que le rapport des resistances ä la traction dans le sens de l'étirage de 

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 de la bande ou de la feuille et dans le sens transversal, peut s'élever, suivant   l'invention,   par exemple ä 10 ä 50 : 1, ces bandes ou ces feuilles sont supérieures ä toutes les executions connues pour les cas d'utilisation spéciaux ou des cas similaires.

   Par executions connues, il faut comprendre dans ce contexte, non seulement les feuilles   étirdes     ä   base de   polymbres   fluorés, connues, mais aussi d'autres bandes et feuilles ä base de polymères, également mises en oeuvre. Ainsi par exemple on utilise depuis longtemps dans l'industrie   electrique,   dans les buts les plus divers, par exemple également comme diélectrique, des feuilles sous forme de bandes ä base de polyester linéaire connues également sous le nom commercial de"HOSTAPHAN".

   Ces feuilles servent cependant aussi dans la technique des câbles ou canalisations, pour la separation des couches respectives, que ce soit pour empecher la migration des composants volatils (plastifiants), que ce soit pour garantir-un glissement mécanique des différentes couches de la contruction du câble ou de la canalisation, l'une par rapport ä l'autre, quand, lors de l'enroulement ou du déroulement du cäble ou de la canalisation, les efforts de traction ou d'écrasement produisent en toute logique ce mouvement. L'inconvénient de ces feuilles connues est la souplesse limitée lors de l'opération d'enroulement et le préjudice porté ä la flexibilité du c ble enroulé ä l'aide d'une feuille de ce genre, du fait de la rigidité relativement élevée du matériau de la feuille. 



   Spécialement lors de la mise en oeuvre en tant que feuille de glissement dans des produits étirés par-   ticulièrement   flexibles, il   s'est revele avantageux,   en continuation de l'invention, que la bande ou la feuille présente une perforation. On peut ainsi, par exemple, 

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 pratiquer au moyen d'un rouleau   ä   couteaux, dans la bande ou la feuille, des fentes disposées ä distance dans le sens de la longueur, plusieurs rangées de fentes pouvant aussi être disposées l'une ä   catie   de l'autre.

   Lors d'une sollicitation alternee severe   ä   la flexion, par exemple, la bande enroulée en une ou plusieurs couches ou la feuille peut alors se dechirer en elements separes, la flexibilite du produit continuant ä   subsistsr et la foncticn de la bande ou de la feuille   en tant que moyen de glissement etant maintenue. 



   Un produit flexible étiré, qui est construit en plusieurs couches séparées l'une de l'autre, mais qui, l'une par rapport à l'autre, doivent pouvoir glisser sans problème, par exemple, en cas de flexion, peut être représenté par le câble ou la conduite   déjà men-   tionnee, qui servent au transport d'énergie ou ä la transmission des informations. Cela peut etre egalement un cäble en faisceau tubulaire qui sert ä la transmis-sion de valeurs de-mesure ou de commande par des-moyens pneumatiques ou hydrauliques et qui est fabrique ä partir de petits tubes séparés, assembles en un faisceau. 



  Les domaines d'utilisations de l'invention sont aussi constitués par les canalisations tubulaires ou les flexibles qui sont mis en oeuvre, par exemple, pour la transmission de média liquides ou gazeux, cas dans lequel on n'utilise pas seulement des bandes ou des feuilles mais, oü aussi, par exemple, un ou plusieurs des petits tubes mentionnés peuvent être constitués en piece profilee poreuse. De tels petits tubes poreux, qui peuvent également être posés   separement,   sont utilisés comme   "tuyau renifleuru ainsi appe1é,   par exemple, pour la surveillance de gaz-volatil. 

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   Pour la mise en oeuvre des cäbles electriques ou conduites, les bandes ou feuilles conformes ä l'invention peuvent constituer la couche de glissement ou de separation ; l'isolation peut être constituee par ces bandes et feuilles, de meme également le diélectrique d'un câble haute fréquence co-axial peut etre fabrique   ä   l'aide des feuilles ou bandes poreuses   étirées   et simultanément frittées, conformément ä l'invention. La grande proportion d'air dans le materiau poreux, liee ä la grande résistance longitudinale et ä la résistance transversale relativement faible, satisfait particulièrement bien aux exigences posées dans ce domaine. 



   Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, un dispositif s'est   révélé   efficace, qui consiste en une installation de séchage à température réglable disposée dans le sens du passage du corps profilé constitue par une extrusion pâteuse, ainsi qu'en un four ä réchauffer en continu, disposé séparément, pourvu   ä   sa sortie d'un dispositif d'enroulement, et 
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 face ä l'entree de celui-ci, de rouleaux de guidage et/ou de poussée à vitesse de rotation augmentée. La séparation voulue du séchage du corps profilé dans une premiere étape, et le groupement de l'étirage et du frittage pratiquement simultane, dans une deuxième etape, tous deux cependant disposés sur le passage du corps profilé, conduisent ä une réalisation rationnelle et ä un fonctionnement fiable. 



   L'invention est expliquée plus en detail au vu de l'exemple de réalisation représenté sur la figure. 



   Un corps profilé fabrique par extrusion   päteuse,   sous forme de la   bände-l en polytetrafluorethylene,   est déroulée d'une bobine de stockage 2 et est amenée au four de sechage 4, par le renvoi 3. Pendant le passage au tra- 

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 vers de ce four de séchage, qui présente par exemple une température d'environ   280 C,   la bande 1 est débarrassée du produit de graissage ou de lubrification necessaire pour l'extrusion päteuse.

   La bande   1,   dès lors, séchée, non étirée et non frittee, entre ensuite dans le four de frittage 5, la température du four s'élevant par exemple ä   430 C.   Le rouleau de guidage 6 dispose ä la sortie du four de frittage 5, est moteur, et cela de telle façon que la vitesse de rotation soit plus grande que la vitesse de rotation du renvoi 3. De cette façon, la bande 1 amenee ä la température de frittage lors de son passage dans le four de frittage 5, subit-un étirage. La bande etiree et frittée pratiquement simultanement, est ensuite enroulee en tant que corps profilµ poreux via la poulie de renvoi 7 sur le tambour ou la bobine de stockage   8.   



     La matibre de départ pour   la bande 1 enroulée sur la bobine de stockage 2 est une poudre de polymere qui est mélangée a des produits de graissage connus et est ensuite compactée sous pression en une ébauche. 



  Cette ébauche est ensuite, dans l'exemple present et comme cela est connu, extrudée sous forme d'un cordon circulaire, dans une presse ä filer et ensuite laminee sous forme de bande. 



   Si le coefficient de réduction s'eleve par exemple   ä   40 : J (ébauche : cordon circulaire), et, après laminage pour obtenir la bande, si le coefficient 
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 d'étirage s'élève ä 1 : 5, on obtient alors une résis- tance ä la traction de la bande poreuse frittée et   étai-     ree   fabriquée suivant l'invention, qui est de 360 Kp/cm2 (3600 N/cm2) dans le sens longitudinal de 30 Kp/cm2   (300   N/cm2) dans le sens transversal. 

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   Si on   choisit un coefficent   de réduction de 50 : 1, toutes autres conditions de travail egales, on obtient alors des resistances ä la traction qui   s'ele-   vent ä 280   Kp/cm2     (2800     N/cm2)   dans le sens longitudinal et ä 20 Kp/cm2 (200 N/cm2) dans le sens transversal. 



  11 est essentiel dans chaque cas, que les resistances ä la traction longitudinales, de la bande et aussi de tout autre profil, soient   ä   chaque fois un multiple de la résistance   ä   la traction laterale. Un corps profilµ fabriquä de cette façon se distingue avant tout, de ce fait, ä côté de sa resistance aux hautes températures et de son insensibilité aux milieux corrosifs, par un bon comportement ä la flexion. 



   A partir de là, il est   evidemment   également possible en continuation de l'invention, de soumettre le corps profil6, par exemple-une bande ou une feuille, simultanément par rapport au frittage du. materiau polymère, à un étirage ou à une extension, transversalement par rapport   ä   la direction de passage. Des dispositifs bien adaptes pour cela, comportent des elements de traction se déplaçant simultanement dans le sens du passage, qui saisissent les bords des feuilles ou des bandes et qui, en s'ecartant vers une position finale souhaitee,   ä   l'interieur du four de frittage 5, realisent le degre d'etirage ou d'allongement exige, avec elevation simultanee de la temperature des feuilles au-dessus de la température de fusion des cristallites du   materiau   de la feuille. 



   Dans d'autres cas cependant, par exemple dans le domaine des filtres industriels ou dans celui de la chirurgie, il n'importe souvent pas, contrairement par exemple au cas de la technique des câbles, de realiser des resistances ä la traction   differentes   dans le sens 

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 longitudinal et dans le sens lateral. 



   Dans ce cas, on procedera par exemple, conformément à l'invention, de telle façon que, comme représent6 sur la figure, la bande 1 séchée, encore non tendue et non frittée, entre dans le four de frittage 5 et soit amenée alors ä la température de frittage, la température du four s'elevant par exemple   ä   500 C. Pendant le frittage, on obtiendra ä nouveau au moyen du rouleau de guidage 6 et du renvoi 3, et   ä   cause de la vitesse de rotation différente de ces deux éléments, un étirage 
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 ou une extension dans le sens axial, par exemple gräce ä un coëfficient d'etirage de 200 ä 600%.

   Toutefois, au meme moment, cela n'etant pas represent6 mais etant connu par le EP-PS 0075 306, des éléments de traction saisis- sent les deux côtes de la bande pendant le passage de la bande, ces elements s'écartant perpendiculairement au sens de passage gräce ä des rails de guidage, et   reali-   sant également ainsi l'etirage de la bande dans cette direction. Ceci amene ä une bande étirée suivant les deux axes et frittée pendant   l'étirage,   présentant des resistances ä la traction   elevees   dans les deux directions.

   Les resistances   ä   la traction qu'on peut atteindre suivant l'invention sur des corps profiles étendus ou étires dans une ou dans les deux directions, correspondent en outre ä celles qu'on peut atteindre par les procédés connus gräce   ä   des coefficients d'extension ou d'etirage extrêmement élevés.

Claims

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REVENDICATIONS . I 1. Procédé pour la fabrication de corps profiles poreux retirés, en particulier de bandes, de feuilles, de profilés pleins ou creux, en polymeres fluorés tels que des po1ytétrafluoréthylènes, lors duquel le polymere en poudre ne pouvant pas etre travaillé venant de coulee, est compacté seul ou en tant que copolymère, ä l'aide d'un produit de graissage ou de lubrification ct formé en corps profile (extrusion pâteuse), la graisse ou le lubrifiant etant ensuite enlevé et le corps profilé subissant alors un etirage, et le polymere, un frittage, caractérisé en ce que dans un premier temps, le corps profilé est débarrassé en passage continu, par séchage, du produit de graissage ou de lubrification, et, dans un deuxième temps,

dans une zone de temperatures atteignant au moins la température de fusion des cristallites des polymères respectifs, est ensuite étiré, le polymere etant en mêrne temps fritte, du fait de l'étirage du corps profilé.
2. procédé suivant la revendication 1, caracte- risé en ce que le corps profi1é est étiré dans le sens de passage.
3. procédé suivant la revendication 1, caractérise en ce que le corps profilé est étiré transversalement par rapport ä la direction de passage.
4. Procédé suivant la revendication 1, caracterisé en ce que le corps profile est étiré successivement ou simultanement axialement et transversalement, l'ope- ration d'étirage ayant lieu dans chaque cas dans une zone de temperatures qui se situe au-dessus de la temperature de fusion des cristallites des polymères employes pour le corps profile. <Desc/Clms Page number 13>
5. procédé suivant la revendication 1 ou une des suivantes, caractérisé en ce que la zone de températures se situe au-dessus de 342 C et de préférence entre 380 et 1000 C.
6. Procédé suivant la revendication l ou une des suivantes, caractérisé en ce que le séchage du corps profilé, dans une premiere étape, est effectue ä des températures entre 150 C et 320 C, de préférence entre 200 et 300 C.
7. procédé suivant la revendication-l ou une des suivantes, caractérise en ce que le corps profile subit un etirage dans le sens de passage, allant jusqu'ä EMI13.1 2000%, de preference entre JOO et 1000%.
8. Bande fabriquée ou feuille fabriquée suivant le procede suivant la revendication l ou une des suivan- tes, caractérisée en çe que 1e poids spécifique de la bande ou de la feuille ä l'état etire et fritte, s'eleve ä 0, 2 ä 1, 3 g/cm3.
9. Bande ou feuille suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le rapport des résistances ä la EMI13.2 traction dans le sens d'etirage de la bande ou de la feuille et dans le sens transversal, s'élève ä 10 - 50 : J.
10. Bande ou feuille suivant la revendication 8 ou 9, caractérisée par Tine Perforation.
11. Utilisation d'une bande ou d'une feuille suivant la revendication 9 ou 10, dans la construction en couches de produits étirés, tels que des cäbles électriques ou des conduites, des conduites tubulaires ou des cäbles en faisceau tubulaire.
12. Produit étiré sous forme d'un ca. ble dec- trique ou d'une conduite électrique suivant la revendication 11, caractérisé en ce que l'isolation du câble <Desc/Clms Page number 14> ou de la conduite est constituée par la bande ou la feuille étirée et simultanement frittee.
13. Produit étire sous forme d'un câble electrique ou d'une conduite electrique comportant une ou plusieurs feuilles de glissement ou de séparation dis- posees en construction par couches suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la feuille de glissement ou de sqéparation est constituee par la bande ou la feuille etiree et simultanément frittée.
14. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1 ou une des suivantes, caracté- risé par une installation de séchage ä température réglable disposee dans le sens de passage du corps profile constitué par une extrusion päteuse, ainsi que par un four ä réchauffer en continu, disposé séparément, pourvu ä sa sortie d'un dispositif d'enroulement et face ä l'entree de celui-ci, de rouleaux de guidage et/ou de poussee, ä vitesse de rotation augmentée, et/ou par des éléments de tension/respectivement de traction, disposes des deux côtés du corps profilé, accompagnant celui-ci dans le sens de passage et pouvant s'ecarter l'un de l'autre dans la zone du four ä rechauffer en continu.