EP3204953A1 - Protection anti-uv d'une gaine de câble colorée - Google Patents

Protection anti-uv d'une gaine de câble colorée

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Publication number
EP3204953A1
EP3204953A1 EP15778375.4A EP15778375A EP3204953A1 EP 3204953 A1 EP3204953 A1 EP 3204953A1 EP 15778375 A EP15778375 A EP 15778375A EP 3204953 A1 EP3204953 A1 EP 3204953A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrical
optical cable
transparent layer
electrically insulating
cable according
Prior art date
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Pending
Application number
EP15778375.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-François LARCHE
Guillaume GALLOT
Linda BOUDIAF-LOMRI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nexans SA
Original Assignee
Nexans SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nexans SA filed Critical Nexans SA
Publication of EP3204953A1 publication Critical patent/EP3204953A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/28—Protection against damage caused by moisture, corrosion, chemical attack or weather
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/005—Power cables including optical transmission elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/295—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to flame

Definitions

  • the present invention relates to an optical and / or UV-resistant optical cable comprising at least one colored electrically insulating sheath and at least one transparent layer surrounding said electrically insulating sheath.
  • the electrical and / or optical cables generally comprise one or more elongated conductive element (s) of the electrical and / or optical type, and an electrically insulating outer sheath surrounding the conductive element (s) elongated (s) of the electric and / or optical type.
  • the electrically insulating outer sheath can be colored so as to indicate to the user and / or the repairer what type of cable is involved.
  • UV radiation When these cables are located outside, they are subjected to high levels of UV radiation which, coupled with atmospheric oxygen and other stresses (eg water, high temperature, ozone, etc.), induce premature aging of the electrically insulating outer sheath.
  • the polymeric materials generally used in electrically insulating outer sheaths eg polyolefins, polyvinyl chloride
  • UV radiation is responsible for the photodegradation of colored additives (eg organic dyes) which are generally used to color the electrically insulating outer sheath of a cable.
  • the colored materials are capable of absorbing UV rays leading to specific photochemical reactions such as chain breakage; the formation of double or triple bonds, ions, electrons ejected or most often free radicals; the elimination of small molecules; or crosslinking.
  • photochemical reactions such as chain breakage; the formation of double or triple bonds, ions, electrons ejected or most often free radicals; the elimination of small molecules; or crosslinking.
  • These reactions result in undesirable and irreversible changes in properties such as: discoloration (ie, low durability of the initial color appearance of the electrically insulating outer sheath), deformation and surface cracks, change in tensile strength and elongation, etc., and ultimately lead to deterioration functional properties (physical, mechanical, aesthetic, etc.) of electrically insulating outer sheaths and the reduction of their service life.
  • a first solution is to incorporate in the composition of the outer electrically insulating sheath of a cable one or more stabilizers such as a UV absorber, whose role is to capture the UV radiation instead of the polymer material and / or materials. and convert it to heat, which is then distributed over the surface of the electrically insulating sheath.
  • a UV absorber is carbon black.
  • the electrically insulating outer sheath thus obtained is black, and the carbon particles within said sheath completely absorb the UV rays and transform them into thermal energy.
  • color registration strips are added to the black outer electrically insulating sheath.
  • this solution does not allow to manufacture electrically insulating outer sheaths having a color other than black, or having color marking strips on a color other than black.
  • US5355427 proposes the use of an electrically insulating outer sheath based on polyethylene having an orange color resistant to UV rays. However, the composition of the sheath is not described.
  • UV stabilizers can also be used in an electrically insulating outer sheath of a cable. They do not absorb UV rays like UV absorbers; on the other hand, they protect the materials contained in the electrically insulating sheath from the detrimental effects of the free radicals produced by photochemical reaction. by neutralizing them, thus curbing any chemical degradation.
  • stabilizers UV absorbers, UV stabilizers
  • a colored electrically insulating sheath does not make it possible to avoid the gradual disappearance of the initial color or the change of coloration on the surface of said sheath, especially when the free radicals are produced on the surface of the sheath where these stabilizers are not very effective.
  • the object of the present invention is to overcome the drawbacks of the prior art techniques by providing an electric cable and / or optical color for energy transport and / or data transmission, which can be used for outside, especially in places where the level of UV radiation is high, while ensuring good color fastness as well as good mechanical and electrical properties.
  • the present invention relates to an electrical and / or optical cable comprising at least one elongate conductive element and a colored electrically insulating sheath surrounding said elongated conductive element, said cable being characterized in that it further comprises a transparent layer surrounding the sheath electrically insulating colored, said transparent layer being in direct physical contact with the electrically insulating sheath colored and comprising at least one polymer and at least one UV absorber. Thanks to this transparent layer surrounding the colored electrically insulating sheath of the electrical and / or optical cable of the invention, said cable has improved resistance to UV radiation and can be used outside buildings while avoiding discoloration and / or attenuation of the color of the sheath, as well as a degradation of its mechanical and electrical properties.
  • the term "colored sheath” means that the sheath has a color that can be visually identified by the user, the installer or the repairer of the cable comprising said sheath.
  • the color of the sheath of a cable generally depends on the type of cable used (e.g., safety cables, medium voltage cables, etc.) and / or the supplier of said cable.
  • the term "transparent layer” means that the layer passes the electromagnetic waves whose wavelength corresponds to the visible spectrum, or between the wavelengths 380 and 780 nm approximately.
  • the user, the installer or the repairer of a cable must be able to visually identify the color of the sheath of said cable through the transparent layer.
  • the transparent layer is UV-resistant and protects the cable's electrically insulating sheath from UV rays. It makes it possible to avoid the use of UV absorbers directly in the colored electrical insulating sheath of the cable which does not protect the external surface of the cable, and thus its premature deterioration.
  • the UV absorber is preferably chosen from compounds comprising a benzophenone (BP), benzotriazole (BTZ), hydroxyphenyl-s-triazine (HPT) and cyanoacrylate (CA) backbone.
  • BP benzophenone
  • BTZ benzotriazole
  • HPT hydroxyphenyl-s-triazine
  • CA cyanoacrylate
  • Examples of compounds having a benzotriazole skeleton include 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -4,6-bis (l-methyl-l- phenylethyl) phenol (Tinuvin ® 234 ), 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -p-cresol (Tinuvin ® P), 2- (2'-hydroxy-3'-ter £ --butyl-5'-methylphenyl) -5- chlorobenzotriazole (Tinuvin ® 326), 2- (2'-hydroxy-3 ', 5'-di- £ "er £" - butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole (Tinuvin ® 327), 2- (2H-benzotriazol 2-yl) -4,6-ditertpentylphénol (Tinuvin ® 328), 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -4- (l, l, 3,3-te
  • CA cyanoacrylate
  • 2-propenoic acid 2-cyano-3,3-diphenyl-, 2,2-bis (2-cyano-1-oxo -3,3-diphenyl-2-propenyl) oxymethyl-l, 3-propanediyl ester (Uvinul ® 3030), ethyl 2-cyano-3,3-diphenylacrylate (Uvinul ® 3035), or 2-ethylhexyl 2- cyano-3,3-diphenylacrylate (Uvinul ® 3039).
  • the clear layer may comprise combinations of two or more of the UV absorbers described above.
  • the transparent layer may comprise at most about 10% by weight of UV absorber, preferably about 0.01 to 10% by weight of UV absorber, and more preferably about 0.05 to 2% by weight of UV absorber. UV absorber, relative to the total mass of the transparent layer.
  • the polymer of the transparent layer of the cable of the invention may be chosen from crosslinked and non-crosslinked polymers, polymers of the inorganic type and of the organic type.
  • the polymer of the transparent layer may be a homo- or co-polymer having thermoplastic and / or elastomeric properties, or thermosetting properties.
  • the polymer (s) of the inorganic type may be polyorganosiloxanes.
  • the polymer (s) of the organic type may be polyolefins, polyamides, polyurethanes, polyesters, polyvinyls or halogenated polymers such as fluorinated polymers.
  • the polyolefins may be chosen from ethylene and propylene polymers.
  • ethylene polymers such as linear low density polyethylene (LLDPE), low density polyethylene (LDPE), medium density polyethylene (MDPE), high density polyethylene (HDPE), copolymers of d ethylene and vinyl acetate (EVA), copolymers of ethylene and butyl acrylate (EBA), methyl acrylate (EMA), 2-hexylethyl acrylate (2HEA), ethylene copolymers and alpha-olefins such as polyethylene octene (PEO), ethylene-propylene copolymers (EPR), ethylene-ethyl acrylate copolymers (EEA), or terpolymers of ethylene and propylene (EPT) such as, for example, terpolymers of ethylene propylene diene monomer (EPDM).
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • LDPE low density polyethylene
  • MDPE medium density polyethylene
  • the preferred polymers of the transparent layer are chosen from crosslinked ethylene copolymers and fluorinated polymers and, more preferably, from crosslinked ethylene copolymers.
  • the transparent layer may comprise at least about 70% by weight of polymer (s), preferably at least about 90% by weight of polymer (s), and more preferably at least about 95% by weight of polymer (s), relative to the total mass of the transparent layer.
  • Other additives well known to those skilled in the art may also be added to the transparent layer of the cable of the invention such as plasticizers, lubricants, waxes, antistatic agents, or crosslinking agents (eg peroxides, silanes).
  • the transparent layer may thus comprise at most about 10% by weight of crosslinking agent (s), preferably from about 0.01 to 10% by weight of crosslinking agent (s), and more preferably from 0, Approximately 5 to 5% by weight of crosslinking agent (s), based on the total mass of the transparent layer.
  • low density polyethylene means a polyethylene having a density of from about 0.91 to about 0.925.
  • high density polyethylene means a polyethylene having a density ranging from about 0.94 to about 0.965.
  • the polymer preferably has a refractive index ranging from
  • the polymer (s) of the transparent layer of the cable of the invention are transparent, especially in all the thickness considered of said layer.
  • the transparent layer is an electrically insulating layer.
  • the transparent layer is preferably applied to the colored electrically insulating sheath of the cable of the invention by extrusion.
  • the transparent layer may further comprise a hindered amine UV stabilizer (well known under the Anglicism "hindered amine light stabilizer” or HALS).
  • a hindered amine UV stabilizer well known under the Anglicism "hindered amine light stabilizer” or HALS.
  • the UV stabilizer of the HALS type can be chosen from the amino and aminoether derivatives of 2,2,6,6-tetramethylpiperidine.
  • preferred UV stabilizers of the HALS type mention may be made of bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) [[3,5-bis (1,1-dimethylethyl) - 4-hydroxyphenyl] methyl] butylmalonate (Tinuvin ® 144), bis- (l-octyloxy- 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) sebacate (Tinuvin ® 5100), 2,4-bis [N - Butyl-N- (l-cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) amino] -6- (2-hydroxyethylamine) -l, 3,5-triazine (Tinuvin 152 ®), poly (4-hydroxy-2, 2,6,6-tetramethyl-l-piperidyl
  • the transparent layer may comprise at most about 10% by weight of hindered amine UV stabilizer, preferably from about 0.01 to about 10% by weight of hindered amine UV stabilizer, and more preferably from about 0.05 to about 3 about 70% by weight of hindered amine type UV stabilizer, based on the total mass of the transparent layer.
  • the transparent layer may further comprise at least one antioxidant.
  • antioxidants are not limiting and these are well known to those skilled in the art.
  • the antioxidant may for example be a thioester type compound, phosphite type, or hindered phenol type.
  • hindered phenol compound examples include pentaerythritol tetrakis (3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate) (Irganox ® 1010), octadecyl 3- ( 3,5-di- £ "er £" -butyl-4-hydroxyphenyl) propionate (Irganox ® 1076), the l, 3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-tert butyl-4-hydroxybenzyl) benzene (Irganox ® 1330), 4,6-bis (octylthiomethyl) -o-cresol (Irgastab ® KV10) or 2- [2- [3- (3,5-di-te ⁇ butyl-4-hydroxyphenyl) propanoyloxy] ethylsulfanyl] ethyl 3- (3,5-di- £ "er £" -buty
  • phosphite compound there may be mentioned tris (2,4-di- £ £ --butylphényl -er) phosphite (Irgafos ® 168) and Bis (2,4-di-tert-butylphenyl pentaerythritol diphosphite (Ultranox® 626).
  • thioester compound include the didodecyl-3,3'-thiodipropionate (Irganox ® PS800) and distearyl thiodipropionate (Irganox PS802).
  • the transparent layer may comprise at most 10% by weight of antioxidant, preferably from 0.01 to 10% by weight of antioxidant, and more preferably from 0.05 to 3% by weight of antioxidant, relative to the total mass of the transparent layer.
  • the transparent layer may have a thickness of from about 0.01 to 1 mm, preferably from about 50 to 250 ⁇ m, and more preferably from about 150 to 250 ⁇ m.
  • the transparent layer has a thickness of less than 0.01 mm, it does not sufficiently protect the colored sheath of the cable of the invention from UV radiation.
  • the transparent layer has a thickness greater than 1 mm, its cost of production is high and its transparency may not be optimal depending on the type of polymer (s) (eg crystalline polymer) present in said layer, inducing a limitation as to the choice of the polymer (s) used in said layer.
  • the colored electrically insulating sheath of a conventional cable constitutes an outer protective sheath forming an integral part of the cable and represents the outermost layer of said cable.
  • the transparent layer is applied directly around the colored electrically insulating sheath and therefore constitutes the outermost layer of said cable.
  • the electrically insulating sheath of the cable of the invention being colored, it comprises at least one pigment or dye, said pigment or dye for giving the desired color to said sheath.
  • the dye or the pigment may be chosen from dyes or pigments giving a blue, green, yellow, red, white, orange or brown color to said sheath.
  • the colored electrically insulating sheath may comprise at most 10% by weight of pigment or dye, preferably from 1 to 10% by weight of pigment or dye, and more preferably from 1 to 2% by weight of pigment or dye, relative to the total mass of the sheath.
  • the pigment or dye may be organic or inorganic.
  • organic dye or pigment
  • inorganic dyes or pigments mention may be made of metal oxides (e.g., titanium oxide, zinc oxide or iron oxide), metal sulphides or carbon blacks.
  • metal oxides e.g., titanium oxide, zinc oxide or iron oxide
  • metal sulphides or carbon blacks examples of inorganic dyes or pigments.
  • the colored electrically insulating sheath comprises at least one polymer chosen from crosslinked and non-crosslinked polymers, polymers of the inorganic type and of the organic type.
  • the polymer of the colored electrically insulating sheath may be a homo- or co-polymer having thermoplastic and / or elastomeric properties.
  • the polymer (s) of the inorganic type may be polyorganosiloxanes.
  • the polymer (s) of the organic type may be polyolefins, polyurethanes, polyvinyls (e.g. polyvinyl chloride (PVC)) or halogenated polymers.
  • PVC polyvinyl chloride
  • the polyolefins may be chosen from ethylene and propylene polymers.
  • ethylene polymers mention may be made of linear low density polyethylene (LLDPE), low density polyethylene (LDPE), medium density polyethylene (MDPE) and high polyethylene.
  • HDPE high density
  • EVA copolymers of ethylene and vinyl acetate
  • EBA butyl acrylate
  • EMA methyl acrylate
  • 2HEA 2-hexylethyl acrylate
  • copolymers of ethylene and alpha-olefins such as for example polyethylene-octene (PEO), copolymers of ethylene and propylene (EPR), copolymers of ethylene / ethyl acrylate (EEA), or terpolymers of ethylene and propylene (EPT) such as, for example, terpolymers of ethylene propylene diene monomer (EPDM).
  • Preferred polymers of the electrically insulating sheath are selected from ethylene copolymers and polyvinyl chloride (PVC).
  • the colored electrically insulating sheath may comprise at least about 10% by weight, and preferably at least about 30% by weight of polymer (s), based on the total weight of the sheath.
  • the colored electrically insulating sheath may further comprise a hydrated flame retardant mineral filler.
  • This hydrated flame retardant mineral filler acts primarily physically by decomposing endothermically (e.g. water release), which results in lowering the sheath temperature and limiting the spread of flame along the cable.
  • endothermically e.g. water release
  • flame retardancy properties well known under the Anglicism "flame retardant”.
  • the sheath may comprise from about 20% to about 70% by weight of hydrated flame retardant mineral filler relative to the total weight of the sheath.
  • the hydrated flame retardant inorganic filler may be a metal hydroxide such as magnesium hydroxide or aluminum trihydroxide.
  • the electrically insulating sheath preferably does not include halogenated compounds.
  • halogenated compounds may be of any kind, such as, for example, fluorinated polymers or chlorinated polymers such as polyvinyl chloride (PVC), halogenated plasticizers, halogenated mineral fillers, etc.
  • the colored electrically insulating sheath may further comprise at least one inert filler.
  • the inert filler may be chalk, talc, or clay (eg kaolin).
  • the sheath may comprise from about 5% to about 50% by weight of inert filler relative to the total weight of the sheath.
  • the colored electrically insulating sheath of the cable of the invention preferably does not include stabilizers such as UV absorbers and / or UV stabilizers in order to prevent premature aging.
  • the colored electrically insulating sheath of the cable of the invention may comprise other additives well known to those skilled in the art such as plasticizers, reinforcing agents, etc.
  • the colored electrically insulating sheath may have a thickness of at most about 3 mm, and preferably at most about 2 mm.
  • the colored electrically insulating sheath may surround one or more elongate conductive elements (s), isolated or not, along the cable.
  • the elongate conductive member is preferably in the center position (in cross-section of the cable) in the cable.
  • the cable of the invention is an electrical cable comprising one or more elongated electrically conductive elements.
  • the electrical cable further comprises between the elongated electrically conductive element and the colored electrically insulating sheath, an electrically insulating layer surrounding the elongated electrically conductive element and being in direct physical contact with said elongated electrically conductive element.
  • the colored electrically insulating sheath surrounds the electrically insulating layer and may be in direct physical contact therewith.
  • the electric cable further comprises between the elongate electrically conductive element and the colored electrically insulating sheath:
  • the colored electrically insulating sheath surrounds the second semiconductor layer, and may be in direct physical contact therewith.
  • the elongated electrically conductive element may be a single-body conductor such as, for example, a metal wire, or a multi-body conductor such as a plurality of twisted or un-twisted metal wires.
  • the elongate electrically conductive element may be made from a metallic material chosen in particular from aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, and one of their combinations.
  • semiconductor layer means a layer whose electrical conductivity can be at least 1.10 -9 S / m (Siemens per meter), preferably at least 1.10 -3 S / m, and preferably below 1.10 3 S / m (at 25 ° C).
  • the first semiconductor layer, the electrically insulating layer and the second semiconductor layer constitute a three-layer insulation.
  • the electrically insulating layer is in direct physical contact with the first semiconductor layer
  • the second semiconductor layer is in direct physical contact with the electrically insulating layer.
  • the electrical cable may further comprise a metal screen surrounding the second semiconductor layer. In this case, the colored electrically insulating sheath surrounds said metal screen.
  • This metal screen may be a "wired" screen composed of a set of copper or aluminum conductors arranged around and along the second semiconductor layer, a so-called “ribbon” screen composed of one or more ribbons conductive metallic copper or aluminum placed (s) optionally helically around the second semiconductor layer, or a so-called “sealed” type screen metal tube optionally composed of lead or lead alloy and surrounding the second semiconductor layer.
  • This last type of screen makes it possible in particular to provide a moisture barrier that tends to penetrate the electrical cable radially.
  • the metal screen of the electric cable of the invention may comprise a so-called “wired” screen and a so-called “waterproof” screen or a so-called “wired” screen and a “ribbon” screen.
  • All types of metal screens can play the role of grounding the electric cable and can thus carry fault currents, for example in the event of a short circuit in the network concerned.
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
  • silane crosslinking agent Silfin 59
  • LLCPE linear low density polyethylene
  • EMA methyl acrylate
  • PVdF polyvinylidene fluoride
  • UV absorber comprising a benzophenone backbone, Chimassorb 81;
  • a cross-linked ethylene-vinyl acetate copolymer (XL EVA) is obtained by using a mixture of ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA, Escorene UL00328) with a silane crosslinking agent (Silfin 59); and a crosslinked polyethylene (XLPE) is obtained using a mixture of linear low density polyethylene (LLDPE, LL1004) with a silane crosslinking agent (Silfin 59).
  • FIG. 1 shows an electric cable (1) according to the invention comprising at least one elongate electrically conductive element (2) and a colored electrically insulating sheath (3) surrounding said elongate electrically conductive element (2), said cable being characterized in it further comprises a transparent layer (4) surrounding the colored electrically insulating sheath (3), said transparent layer (4) being in direct physical contact with the colored electrically insulating sheath (3) and comprising at least one polymer and at least one UV absorber.
  • compositions A to I were prepared.
  • the table below shows the mass content of each of the elements
  • compositions A to I BOARD
  • compositions A to I were then extruded and deposited around a colored electrically insulating sheath marketed by Nexans under the reference HS2408T Ly to form a transparent layer.
  • the colored electrically insulating sheath included 2% by weight of a green organic dye sold under the reference 2001-GN-50 B25 by Polyone.
  • 9 electrical cables according to the invention comprising a colored electrically insulating sheath and a transparent layer surrounding said electrically insulating sheath.
  • the transparent layers had a thickness of about 150 to 250 ⁇ m. Thanks to this transparent layer, the cables of the invention exhibited an improved resistance to UV aging.

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Communication Cables (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un câble électrique et/ou optique résistant aux UV comprenant au moins une gaine électriquement isolante colorée et au moins une couche transparente entourant ladite gaine électriquement isolante.

Description

PROTECTION ANTI-UV D'UNE GAINE DE CÂBLE COLORÉE
La présente invention concerne un câble électrique et/ou optique résistant aux UV comprenant au moins une gaine électriquement isolante colorée et au moins une couche transparente entourant ladite gaine électriquement isolante.
Elle s'applique typiquement mais non exclusivement aux câbles électriques et/ou optiques destinés au transport d'énergie et/ou à la transmission de données, notamment aux câbles électriques et/ou optiques utilisés en extérieur, par exemple dans des endroits où le niveau des rayonnements ultraviolet (UV) est élevé (e.g. zones côtières, déserts, océans, hautes montagnes, régions proches de l'équateur). Les câbles électriques et/ou optiques comprennent généralement un ou plusieurs élément(s) conducteur(s) allongé(s) du type électrique et/ou optique, et une gaine externe électriquement isolante entourant le ou les élément(s) conducteur(s) allongé(s) du type électrique et/ou optique. La gaine externe électriquement isolante peut être colorée de manière à indiquer à l'utilisateur et/ou au réparateur de quel type de câble il s'agit. Lorsque ces câbles sont situés à l'extérieur, ils sont soumis à des niveaux de rayonnement UV élevés qui, couplés à l'oxygène atmosphérique et à d'autres contraintes (e.g . eau, température élevée, ozone, etc.), induisent un vieillissement prématuré de la gaine externe électriquement isolante. En effet, les matériaux polymères généralement utilisés dans les gaines externes électriquement isolantes (e.g . polyoléfines, polychlorure de vinyle) sont sensibles à l'oxydation et au rayonnement UV. En outre, le rayonnement UV est responsable de la photodégradation d'additifs colorés (e.g . colorants organiques) qui sont généralement utilisés pour colorer la gaine externe électriquement isolante d'un câble. En particulier, les matériaux colorés sont capables d'absorber les rayons UV conduisant à des réactions photochimiques spécifiques telles que la rupture des chaînes ; la formation de liaisons doubles ou triples, d'ions, d'électrons éjectés ou le plus souvent de radicaux libres ; l'élimination de petites molécules ; ou la réticulation. Ces réactions entraînent des changements indésirables et irréversibles dans les propriétés telles que : la décoloration (i.e. faible pérennité de l'aspect coloré initial de la gaine externe électriquement isolante), la déformation et les fissures de surface, le changement dans la résistance à la rupture et à l'allongement, etc., et conduisent ultimement à la détérioration des propriétés fonctionnelles (physiques, mécaniques, esthétiques, etc..) des gaines externes électriquement isolantes et à la réduction de leur durée de vie.
Plusieurs solutions sont actuellement disponibles pour protéger des rayons UV une gaine externe électriquement isolante colorée d'un câble.
Une première solution consiste à incorporer dans la composition de la gaine externe électriquement isolante d'un câble un ou plusieurs stabilisants tel qu'un absorbeur UV, dont le rôle est de capter le rayonnement UV à la place du matériau polymère et/ou des matériaux colorés et de le convertir en chaleur, celle-ci étant ensuite répartie sur la surface de la gaine électriquement isolante. L'absorbeur UV le plus utilisé actuellement est le noir de carbone. La gaine externe électriquement isolante ainsi obtenue est de couleur noire, et les particules de carbone au sein de ladite gaine absorbent complètement les rayons UV et les transforment en énergie thermique. Parfois, des bandes de repérage de couleurs sont ajoutées sur la gaine électriquement isolante externe de couleur noire.
Cependant, cette solution ne permet pas de fabriquer des gaines externes électriquement isolantes ayant une autre couleur que le noir, ou présentant des bandes de repérage de couleurs sur une autre couleur que le noir.
US5355427 propose l'utilisation d'une gaine externe électriquement isolante à base de polyéthylène présentant une couleur orange résistante aux rayons UV. Toutefois, la composition de la gaine n'est pas décrite.
Des stabilisants à la lumière (i.e. stabilisants UV) peuvent être également utilisés dans une gaine externe électriquement isolante d'un câble. Ils n'absorbent pas les rayons UV comme les absorbeurs UV ; en revanche, ils protègent les matériaux contenus dans la gaine électriquement isolante des effets préjudiciables des radicaux libres produits par réaction photochimique en les neutralisant, freinant ainsi toute dégradation chimique.
Cependant, d'une manière générale, l'utilisation de stabilisants (absorbeurs UV, stabilisants UV) dans une gaine électriquement isolante colorée ne permet pas d'éviter la disparition progressive de la couleur initiale ou le changement de coloration en surface de ladite gaine, notamment lorsque les radicaux libres sont produits à la surface de la gaine où ces stabilisants sont peu efficaces.
Une autre solution consiste à fabriquer des protections rigides sous forme de gouttière ou de tuyau (e.g. conduits d'installation de câbles) comprenant des matériaux polymères de type polycarbonate, acrylonitrile butadiène styrène, etc., et qui entourent au moins la partie du câble qui est susceptible d'être exposée aux rayons UV. Ces protections ne font pas partie intégrante du câble. En outre, l'utilisation de ce type de protection représente un coût de fabrication et d'installation supplémentaire puisque la protection doit être ajoutée autour du câble. En outre, il est nécessaire de pouvoir ôter la protection afin de visualiser la couleur du câble.
Ainsi, le but de la présente invention est de pallier les inconvénients des techniques de l'art antérieur en proposant un câble électrique et/ou optique coloré destiné au transport d'énergie et/ou à la transmission de données, pouvant être utilisé à l'extérieur, en particulier dans des endroits où le niveau des rayonnements UV est élevé, tout en garantissant une bonne tenue de sa couleur ainsi que de bonnes propriétés mécaniques et électriques.
La présente invention a pour objet un câble électrique et/ou optique comprenant au moins un élément conducteur allongé et une gaine électriquement isolante colorée entourant ledit élément conducteur allongé, ledit câble étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche transparente entourant la gaine électriquement isolante colorée, ladite couche transparente étant en contact physique direct avec la gaine électriquement isolante colorée et comprenant au moins un polymère et au moins un absorbeur UV. Grâce à cette couche transparente entourant la gaine électriquement isolante colorée du câble électrique et/ou optique de l'invention, ledit câble présente une résistance au rayonnement UV améliorée et peut être utilisé à l'extérieur des bâtiments tout en évitant une décoloration et/ou une atténuation de la couleur de la gaine, ainsi qu'une dégradation de ses propriétés mécaniques et électriques.
Dans la présente invention, l'expression « gaine colorée » signifie que la gaine présente une couleur pouvant être visuellement identifiée par l'utilisateur, l'installateur ou le réparateur du câble comprenant ladite gaine. La couleur de la gaine d'un câble dépend généralement du type de câble utilisé (e.g . câbles de sécurité, câbles moyenne tension, etc..) et/ou du fournisseur dudit câble.
Dans la présente invention, l'expression « couche transparente » signifie que la couche laisse passer les ondes électromagnétiques dont la longueur d'onde correspond au spectre visible, soit entre les longueurs d'onde 380 et 780 nm environ.
En effet, l'utilisateur, l'installateur ou le réparateur d'un câble doit pouvoir identifier visuellement la couleur de la gaine dudit câble à travers la couche transparente.
Grâce à la présence de l'absorbeur UV, la couche transparente résiste aux UV et protège la gaine électriquement isolante colorée du câble des rayons UV. Elle permet d'éviter l'utilisation d'absorbeurs UV directement dans la gaine électriquement isolante colorée du câble qui ne protègent pas la surface externe du câble, et ainsi sa détérioration prématurée.
L'absorbeur UV est de préférence choisi parmi les composés comprenant un squelette benzophénone (BP), benzotriazole (BTZ), hydroxyphényl-s-triazine (HPT) et cyanoacrylate (CA)
A titre d'exemples de composés comprenant un squelette benzophénone (BP), on peut citer la méthanone, [2-hydroxy-4- (octyloxy)phényl]phényl (Chimassorb® 81) ou la 2-Hydroxy-4- méthoxybenzophénone (Chimassorb® 90). A titre d'exemples de composés comprenant un squelette benzotriazole (BTZ), on peut citer le 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4,6-bis(l-méthyl-l- phényléthyl)phénol (Tinuvin® 234), le 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-p-crésol (Tinuvin® P), le 2-(2'-hydroxy-3'-ter£--butyl-5'-méthylphenyl)-5- chlorobenzotriazole (Tinuvin® 326), le 2-(2'-hydroxy-3', 5'-di-£"er£"- butylphényl)-5-chlorobenzotriazole (Tinuvin® 327), le 2-(2H-benzotriazol-2- yl)-4,6-ditertpentylphénol (Tinuvin® 328), le 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-4- (l, l,3,3-tetraméthylbutyl)phénol (Tinuvin® 329), ou le 2,2'-méthylènebis(6- (2H-benzotriazol-2-yl)-4-(l,l,3,3-tétraméthylbutyl)phénol) (Tinuvin® 360).
A titre d'exemples de composés comprenant un squelette hydroxyphényl-s-triazine (HPT), on peut citer le 2-(4,6-Diphényl-l,3,5- triazin-2-yl-)-5-((hexyl)oxyl-phénol (Tinuvin® 1577), l'acide propanoïque,2-[4- [4,6-bis([l, l'-biphényl]-4-yl)-l,3,5-triazin-2-yl]-3-hydroxyphénoxy]-,isooctyl ester (Tinuvin® 479), la 2-[4-[2-Hydroxy-3-tridécyloxypropyl]oxy]-2- hydroxyphényl]-4,6-bis(2,4-diméthylphényl)-l,3,5-triazine (Tinuvin® 400), la 2-[2-Hydroxy-4-[3-(2-éthylhexyl-l-oxy)-2-hydroxypropyloxy]phényl]-4,6- bis(2,4-diméthylphényl)-l,3,5-triazine (Tinuvin® 405), ou la 2,2'-[6-(2,4- Dibutoxyphényl)-l,3,5-triazine-2,4-diyl]bis[5-butoxyphénol] (Tinuvin® 460).
A titre d'exemples de composés comprenant un squelette cyanoacrylate (CA), on peut citer l'acide 2-propénoïque, le 2-cyano-3,3- diphényl-, 2,2-bis(2-cyano-l-oxo-3,3-diphényl-2-propènyl)oxyméthyl-l,3- propanediyl ester (Uvinul® 3030), l'éthyl 2-cyano-3,3-diphénylacrylate (Uvinul® 3035), ou le 2-éthylhexyl 2-cyano-3,3-diphénylacrylate (Uvinul® 3039).
La couche transparente peut comprendre des combinaisons de deux ou plus des absorbeurs UV décrits ci-dessus.
La couche transparente peut comprendre au plus 10% en masse environ d'absorbeur UV, de préférence de 0,01 à 10% en masse environ d'absorbeur UV, et de préférence encore de 0,05 à 2% en masse environ d'absorbeur UV, par rapport à la masse totale de la couche transparente. Le polymère de la couche transparente du câble de l'invention peut être choisi parmi les polymères réticulés et non réticulés, les polymères du type inorganique et du type organique.
Le polymère de la couche transparente peut être un homo- ou un co- polymère ayant des propriétés thermoplastiques et/ou élastomères, ou des propriétés thermodurcissables.
Le ou les polymère(s) du type inorganique peuvent être des polyorganosiloxanes.
Le ou les polymère(s) du type organique peuvent être des polyoléfines, des polyamides, des polyuréthanes, des polyesters, des polyvinyliques ou des polymères halogénés tels que des polymères fluorés.
Les polyoléfines peuvent être choisies parmi les polymères d'éthylène et de propylène. A titre d'exemple de polymères d'éthylène, on peut citer le polyéthylène linéaire basse densité (LLDPE), le polyéthylène basse densité (LDPE), le polyéthylène moyenne densité (MDPE), le polyéthylène haute densité (HDPE), les copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), les copolymères d'éthylène et d'acrylate de butyle (EBA), d'acrylate de méthyle (EMA), de 2-hexyléthyl acrylate (2HEA), les copolymères d'éthylène et d'alpha-oléfines tels que par exemple les polyéthylène-octène (PEO), les copolymères d'éthylène et de propylène (EPR), les copolymères d'éthylène/éthyle acrylate (EEA), ou les terpolymères d'éthylène et de propylène (EPT) tels que par exemple les terpolymères d'éthylène propylène diène monomère (EPDM).
Les polymères préférés de la couche transparente sont choisis parmi les copolymères d'éthylène réticulés et les polymères fluorés et de préférence encore, parmi les copolymères d'éthylène réticulés.
La couche transparente peut comprendre au moins 70% en masse environ de polymère(s), de préférence au moins 90% en masse environ de polymère(s), et de préférence encore au moins 95% en masse environ de polymère(s), par rapport à la masse totale de la couche transparente. D'autres additifs bien connus de l'homme du métier peuvent également être ajoutés à la couche transparente du câble de l'invention tels que des plastifiants, des lubrifiants, des cires, des agents antistatiques, ou des agents de réticulation (e.g. peroxydes, silanes).
La couche transparente peut ainsi comprendre au plus 10% en masse environ d'agent(s) de réticulation, de préférence de 0,01 à 10% en masse environ d'agent(s) de réticulation, et de préférence encore de 0,05 à 5% en masse environ d'agent(s) de réticulation, par rapport à la masse totale de la couche transparente.
Dans la présente invention, l'expression « polyéthylène basse densité » signifie un polyéthylène ayant une densité allant de 0,91 à 0,925 environ.
Dans la présente invention, l'expression « polyéthylène haute densité » signifie un polyéthylène ayant une densité allant de 0,94 à 0,965 environ.
Le polymère présente de préférence un indice de réfraction allant de
1,3 à 1,7 environ.
Il va de soi que le ou les polymères de la couche transparente du câble de l'invention sont transparents, notamment dans toute l'épaisseur considérée de ladite couche.
La couche transparente est une couche électriquement isolante.
La couche transparente est de préférence appliquée sur la gaine électriquement isolante colorée du câble de l'invention par extrusion.
Il convient de noter que les techniques d'application(s) de ladite couche transparente sur la gaine électriquement isolante colorée du câble de l'invention ne doivent pas altérer ses propriétés de transparence.
La couche transparente peut comprendre en outre un stabilisant UV de type aminé encombrée (bien connue sous l'anglicisme « hindered aminé light stabilizer » ou HALS).
Le stabilisant UV de type HALS peut être choisi parmi les dérivés aminés et aminoéthers de la 2,2,6,6-tétraméthylpipéridine. A titre d'exemples de stabilisants UV de type HALS préférés, on peut citer le Bis(l,2,2,6,6-pentaméthyl-4-pipéridyl) [[3,5-bis(l,l-diméthyléthyl)-4- hydroxyphényl]méthyl]butylmalonate (Tinuvin® 144), le Bis-(l-octyloxy- 2,2,6,6-tétraméthyl-4-pipéridinyl) sébacate (Tinuvin® 5100), le 2,4-bis[N- Butyl-N-(l-cyclohexyloxy-2,2,6,6-tétraméthylpipéridin-4-yl)amino]-6-(2- hydroxyéthylamine)-l,3,5-triazine (Tinuvin® 152), le poly(4-hydroxy-2, 2,6,6- tétraméthyl-l-pipéridine éthanol-alt-l,4-acide butane dioïque) (Tinuvin® 622), le poly[[6-[(l, l,3,3-tétraméthylbutyl)amino]-s-triazine-2,4-diyl]-[(2,2,6,6- tétraméthyl-4-pipéridyl)imino]-hexa méthylène- [(2,2, 6,6-tétraméthyl-4- pipéridyl)imino] (Chimassorb® 944), le [1,6-hexanediamine, N,N'-bis(2, 2,6,6- tétraméthyl-4-pipéridinyl), polymère avec la 2,4,6-trichloro-l,3,5-triazine, produits de réaction avec la N-butyl-l-butamine et la N-butyl-2, 2,6,6- tétraméthyl-4-pipéridinamine] (Chimassorb® 2020), ou le polymère/oligomère de la 2,2,6,6-tétraméthyl-4-pipéridinamine avec l'anhydride maléique et des alpha-alcènes en C20-C24 (Uvinul® 5050).
La couche transparente peut comprendre au plus 10% en masse environ de stabilisant UV de type aminé encombrée, de préférence de 0,01 à 10% en masse environ de stabilisant UV de type aminé encombrée, et de préférence encore de 0,05 à 3% en masse environ de stabilisant UV de type aminé encombrée, par rapport à la masse totale de la couche transparente.
La couche transparente peut comprendre en outre au moins un antioxydant.
Le choix des antioxydants n'est pas limitatif et ceux-ci sont bien connus de l'homme du métier.
L'antioxydant peut par exemple être un composé de type thioester, de type phosphite, ou de type phénol encombré.
A titre d'exemples de composé de type phénol encombré, on peut citer le Pentaérythritol tétrakis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphényl)propionate) (Irganox® 1010), l'octadécyl 3-(3,5-di-£"er£"-butyl-4-hydroxyphényl)propionate (Irganox® 1076), le l,3,5-Triméthyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl-4- hydroxybenzyl)benzène (Irganox® 1330), le 4,6-bis (octylthiométhyl)-o-crésol (Irgastab® KV10) ou le 2-[2-[3-(3,5-di-te†-butyl-4- hydroxyphényl)propanoyloxy]éthylsulfanyl]éthyl 3-(3,5-di-£"er£"-butyl-4- hydroxyphényl)propanoate (Irganox® 1035).
A titre d'exemple de composé de type phosphite, on peut citer le Tris(2,4-di-£-er£--butylphényl) phosphite (Irgafos® 168) et le Bis(2,4-di-tert- butylphényl)pentaérythritol diphosphite (Ultranox® 626).
A titre d'exemple de composé de type thioester, on peut citer le Didodécyl-3,3'-thiodipropionate (Irganox® PS800) et le distéaryl thiodipropionate (Irganox® PS802).
La couche transparente peut comprendre au plus 10% en masse environ d'antioxydant, de préférence de 0,01 à 10% en masse environ d'antioxydant, et de préférence encore de 0,05 à 3% en masse environ d'antioxydant, par rapport à la masse totale de la couche transparente.
La couche transparente peut avoir une épaisseur allant de 0,01 à 1 mm environ, de préférence allant de 50 à 250 pm environ, et de préférence encore allant de 150 à 250 pm environ. Lorsque la couche transparente a une épaisseur inférieure à 0,01 mm, elle ne protège pas suffisamment la gaine colorée du câble de l'invention du rayonnement UV. Lorsque la couche transparente a une épaisseur supérieure à 1 mm, son coût de production est élevé et sa transparence peut ne pas être optimale selon le type de polymère(s) (e.g. polymère cristallin) présent(s) dans ladite couche, induisant une limitation quant au choix du ou des polymères utilisés dans ladite couche.
Généralement, la gaine électriquement isolante colorée d'un câble conventionnel constitue une gaine extérieure de protection faisant partie intégrante du câble et elle représente la couche la plus externe dudit câble. Dans le câble de l'invention, la couche transparente est appliquée directement autour de la gaine électriquement isolante colorée et constitue par conséquent la couche la plus externe dudit câble.
La gaine électriquement isolante du câble de l'invention étant colorée, elle comprend au moins un pigment ou un colorant, ledit pigment ou colorant permettant de donner la couleur désirée à ladite gaine. Le colorant ou le pigment peut être choisi parmi les colorants ou les pigments donnant une couleur bleue, verte, jaune, rouge, blanche, orange ou marron à ladite gaine.
La gaine électriquement isolante colorée peut comprendre au plus 10% en masse environ de pigment ou de colorant, de préférence de 1 à 10% en masse environ de pigment ou de colorant, et de préférence encore de 1 à 2% en masse environ de pigment ou de colorant, par rapport à la masse totale de la gaine.
Le pigment ou colorant peut être organique ou inorganique.
A titre d'exemples de colorant (ou pigment) organiques, on peut citer les molécules ayant une structure chimique de type pérylène, quinacridone, phthalocyanine, anthraquine, indolinone ou azoïque.
A titre d'exemples de colorant ou pigment inorganiques, on peut citer les oxydes métalliques (e.g . oxyde de titane, de zinc ou de fer), les sulfures métalliques ou les noirs de carbones.
La gaine électriquement isolante colorée comprend au moins un polymère choisi parmi les polymères réticulés et non réticulés, les polymères du type inorganique et du type organique.
Le polymère de la gaine électriquement isolante colorée peut être un homo- ou un co-polymère ayant des propriétés thermoplastiques et/ou élastomères.
Le ou les polymère(s) du type inorganique peuvent être des polyorganosiloxanes.
Le ou les polymère(s) du type organique peuvent être des polyoléfines, des polyuréthanes, des polyvinyliques (e.g . polychlorure de vinyle (PVC)) ou des polymères halogénés.
Les polyoléfines peuvent être choisies parmi les polymères d'éthylène et de propylène. A titre d'exemple de polymères d'éthylène, on peut citer le polyéthylène linéaire basse densité (LLDPE), le polyéthylène basse densité (LDPE), le polyéthylène moyenne densité (MDPE), le polyéthylène haute densité (HDPE), les copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), les copolymères d'éthylène et d'acrylate de butyle (EBA), d'acrylate de méthyle (EMA), de 2-hexyléthyl acrylate (2HEA), les copolymères d'éthylène et d'alpha-oléfines tels que par exemple les polyéthylène-octène (PEO), les copolymères d'éthylène et de propylène (EPR), les copolymères d'éthylène/éthyle acrylate (EEA), ou les terpolymères d'éthylène et de propylène (EPT) tels que par exemple les terpolymères d'éthylène propylène diène monomère (EPDM).
Les polymères préférés de la gaine électriquement isolante sont choisis parmi les copolymères d'éthylène et le polychlorure de vinyle (PVC).
La gaine électriquement isolante colorée peut comprendre au moins 10% en masse environ, et de préférence au moins 30% en masse environ de polymère(s), par rapport à la masse totale de la gaine.
La gaine électriquement isolante colorée peut comprendre en outre une charge minérale ignifugeante hydratée. Cette charge minérale ignifugeante hydratée agit principalement par voie physique en se décomposant de manière endothermique (e.g. libération d'eau), ce qui a pour conséquence d'abaisser la température de la gaine et de limiter la propagation des flammes le long du câble. On parle notamment de propriétés de retard à la flamme, bien connues sous l'anglicisme « flame retardant ».
La gaine peut comprendre de 20% à 70% en masse environ de charge minérale ignifugeante hydratée par rapport à la masse totale de la gaine.
La charge minérale ignifugeante hydratée peut être un hydroxyde métallique tel que l'hydroxyde de magnésium ou le trihydroxyde d'aluminium.
Afin de garantir un câble dit HFFR pour l'anglicisme « Halogen-Free
Flame Retardant », la gaine électriquement isolante ne comprend pas de préférence de composés halogénés. Ces composés halogénés peuvent être de toutes natures, tels que par exemple des polymères fluorés ou des polymères chlorés comme le polychlorure de vinyle (PVC), des plastifiants halogénés, des charges minérales halogénées, ...etc. La gaine électriquement isolante colorée peut comprendre en outre au moins une charge inerte.
La charge inerte peut être de la craie, du talc, ou de l'argile (e.g . kaolin). La gaine peut comprendre de 5% à 50% en masse environ de charge inerte par rapport à la masse totale de la gaine.
La gaine électriquement isolante colorée du câble de l'invention ne comprend pas de préférence de stabilisants tels que des absorbeurs UV et/ou des stabilisants UV afin d'éviter son vieillissement prématuré.
La gaine électriquement isolante colorée du câble de l'invention peut comprendre d'autres additifs bien connus de l'homme du métier tels que des plastifiants, des agents de renforts, etc..
La gaine électriquement isolante colorée peut avoir une épaisseur d'au plus 3 mm environ, et de préférence d'au plus 2 mm environ.
Dans la présente invention, la gaine électriquement isolante colorée peut entourer un ou plusieurs élément(s) conducteur(s) allongé(s), isolé(s) ou non, le long du câble.
L'élément conducteur allongé est de préférence en position centrale (en coupe transversale du câble) dans le câble.
Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, le câble de l'invention est un câble électrique comprenant un ou plusieurs éléments électriquement conducteurs allongés.
Selon une première variante, le câble électrique comprend en outre entre l'élément électriquement conducteur allongé et la gaine électriquement isolante colorée, une couche électriquement isolante entourant l'élément électriquement conducteur allongé et étant en contact physique direct avec ledit élément électriquement conducteur allongé. Dans ce cas, la gaine électriquement isolante colorée entoure la couche électriquement isolante et peut être en contact physique direct avec celle-ci.
On parle dans cette première variante de câble basse tension. Selon une deuxième variante, le câble électrique comprend en outre entre l'élément électriquement conducteur allongé et la gaine électriquement isolante colorée :
une première couche semi-conductrice entourant l'élément électriquement conducteur allongé,
- une couche électriquement isolante entourant la première couche semi-conductrice, et
- une deuxième couche semi-conductrice entourant la couche électriquement isolante.
Dans ce cas, la gaine électriquement isolante colorée entoure la deuxième couche semi-conductrice, et peut être en contact physique direct avec celle-ci.
On parle dans cette deuxième variante de câble moyenne ou haute tension.
L'élément électriquement conducteur allongé peut être un conducteur monocorps tel que par exemple un fil métallique, ou un conducteur multicorps tel qu'une pluralité de fils métalliques torsadés ou non.
L'élément électriquement conducteur allongé peut être réalisé à partir d'un matériau métallique notamment choisi parmi l'aluminium, un alliage d'aluminium, du cuivre, un alliage de cuivre, et une de leurs combinaisons.
Plus particulièrement, on entend par « couche semi-conductrice » une couche dont la conductivité électrique peut être d'au moins 1.10"9 S/m (Siemens par mètre), de préférence d'au moins 1.10"3 S/m, et de préférence inférieure à 1.103 S/m (à 25°C).
Dans un mode de réalisation particulier, la première couche semi-conductrice, la couche électriquement isolante et la deuxième couche semi-conductrice constituent une isolation tricouche. En d'autres termes, la couche électriquement isolante est en contact physique direct avec la première couche semi-conductrice, et la deuxième couche semi-conductrice est en contact physique direct avec la couche électriquement isolante. Le câble électrique peut comprendre en outre un écran métallique entourant la deuxième couche semi-conductrice. Dans ce cas, la gaine électriquement isolante colorée entoure ledit écran métallique.
Cet écran métallique peut être un écran dit « filaire » composé d'un ensemble de conducteurs en cuivre ou en aluminium arrangé autour et le long de la deuxième couche semi-conductrice, un écran dit « rubané » composé d'un ou de plusieurs rubans métalliques conducteurs en cuivre ou en aluminium posé(s) éventuellement en hélice autour de la deuxième couche semi-conductrice, ou d'un écran dit « étanche » de type tube métallique composé éventuellement de plomb ou d'alliage de plomb et entourant la deuxième couche semi-conductrice. Ce dernier type d'écran permet notamment de faire barrière à l'humidité ayant tendance à pénétrer le câble électrique en direction radiale.
L'écran métallique du câble électrique de l'invention peut comprendre un écran dit « filaire » et un écran dit « étanche » ou un écran dit « filaire » et un écran dit « rubané ».
Tous les types d'écrans métalliques peuvent jouer le rôle de mise à la terre du câble électrique et peuvent ainsi transporter des courants de défaut, par exemple en cas de court-circuit dans le réseau concerné.
D'autres couches, telles que des couches gonflantes en présence d'humidité peuvent être ajoutées entre la deuxième couche semi-conductrice et l'écran métallique entre l'écran métallique et la gaine électriquement isolante colorée lorsqu'ils existent, ces couches permettant d'assurer l'étanchéité longitudinale du câble électrique à l'eau.
EXEMPLE
Les matières premières utilisées dans les exemples sont listées ci-après :
- copolymère d'éthylène et acétate de vinyle (EVA), Escorène UL00328 ;
- agent de réticulation silane, Silfin 59 ;
- polyéthylène linéaire de faible densité (LLDPE), LL1004 ; - copolymère d'éthylène et d'acrylate de méthyle (EMA), Lotryl 24MA005 ;
- polyfluorure de vinylidène (PVdF), Kynar 710 ;
- polyuréthane (PU), Elastolan 1185 A10M ;
- absorbeur UV comprenant un squelette benzophénone, Chimassorb 81 ;
- stabilisant UV de type HALS, Chimassorb 944 ; et
- antioxydant de type phénol encombré, Irganox 1010.
Sauf indications contraires, toutes ces matières premières ont été utilisées telles que reçues des fabricants.
En particulier, un copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle réticulé (XL EVA) est obtenu en utilisant un mélange de copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA, Escorène UL00328) avec un agent de réticulation silane (Silfin 59) ; et un polyéthylène réticulé (XLPE) est obtenu en utilisant un mélange de polyéthylène linéaire faible densité (LLDPE, LL1004) avec un agent de réticulation silane (Silfin 59).
EXAMPLE 1 : PREPARATION D'UN CÂBLE CONFORME A L'INVENTION
La figure 1 montre un câble électrique (1) conforme à l'invention comprenant au moins un élément électriquement conducteur allongé (2) et une gaine électriquement isolante colorée (3) entourant ledit élément électriquement conducteur allongé (2), ledit câble étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche transparente (4) entourant la gaine électriquement isolante colorée (3), ladite couche transparente (4) étant en contact physique direct avec la gaine électriquement isolante colorée (3) et comprenant au moins un polymère et au moins un absorbeur UV.
Tout d'abord, on a préparé les compositions A à I. Le tableau ci-dessous présente la teneur en masse de chacun des éléments
(polymères(s), absorbeur UV, stabilisant UV, antioxydant) présents dans lesdites compositions A à I : TABLEAU
Chacune des compositions A à I a ensuite été extrudée et déposée autour d'une gaine électriquement isolante colorée commercialisée par Nexans sous la référence HS2408T Ly pour former une couche transparente. Il convient de noter que la gaine électriquement isolante colorée comprenait 2% en masse d'un colorant organique vert commercialisé sous la référence 2001-GN-50 B25 par Polyone.
Ainsi, on a obtenu 9 câbles électriques conformes à l'invention comprenant une gaine électriquement isolante colorée et une couche transparente entourant ladite gaine électriquement isolante.
Les couches transparentes avaient une épaisseur allant de 150 à 250 pm environ. Grâce à cette couche transparente, les câbles de l'invention présentaient une tenue au vieillissement aux UV améliorée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Câble électrique et/ou optique comprenant au moins un élément conducteur allongé et une gaine électriquement isolante colorée entourant ledit élément conducteur allongé, ledit câble étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche transparente entourant la gaine électriquement isolante colorée, ladite couche transparente étant en contact physique direct avec la gaine électriquement isolante colorée et comprenant au moins un polymère et au moins un absorbeur UV.
2. Câble électrique et/ou optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'absorbeur UV est choisi parmi les composés comprenant un squelette benzophénone, benzotriazole, hydroxyphényl-s-triazine et cyanoacrylate.
3. Câble électrique et/ou optique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la couche transparente comprend au plus 10% en masse d'absorbeur UV par rapport à la masse totale de la couche transparente.
4. Câble électrique et/ou optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère est choisi parmi les polymères réticulés et non réticulés, les polymères du type inorganique et du type organique.
5. Câble électrique et/ou optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère présente un indice de réfraction allant de 1,3 à 1,7.
6. Câble électrique et/ou optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche transparente comprend au moins 70% en masse de polymère(s) par rapport à la masse totale de la couche transparente.
7. Câble électrique et/ou optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche transparente comprend en outre un stabilisant UV de type aminé encombrée.
8. Câble électrique et/ou optique selon la revendication 7, caractérisé en ce que la couche transparente comprend au plus 10% en masse de stabilisant UV de type aminé encombrée par rapport à la masse totale de la couche transparente.
9. Câble électrique et/ou optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche transparente comprend en outre au moins un antioxydant.
10. Câble électrique et/ou optique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couche transparente comprend au plus 10% en masse d'antioxydant par rapport à la masse totale de la couche transparente.
11. Câble électrique et/ou optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche transparente a une épaisseur allant de 0,01 à 1 mm.
12. Câble électrique et/ou optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine électriquement isolante colorée comprend au moins un pigment ou un colorant, ledit pigment ou colorant permettant de donner la couleur désirée à ladite gaine.
13. Câble électrique et/ou optique selon la revendication 12, caractérisé en ce que la gaine électriquement isolante colorée comprend au plus 10% en masse de pigment ou de colorant par rapport à la masse totale de la gaine.
14. Câble électrique et/ou optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine électriquement isolante colorée comprend au moins un polymère choisi parmi les polymères réticulés et non réticulés, les polymères du type inorganique et du type organique.
15. Câble électrique et/ou optique selon la revendication 14, caractérisé en ce que la gaine électriquement isolante colorée comprend au moins 10% en masse de polymère(s) par rapport à la masse totale de la gaine.
16. Câble électrique et/ou optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine électriquement isolante colorée comprend en outre une charge minérale ignifugeante hydratée.
17. Câble électrique et/ou optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est un câble électrique et comprend un ou plusieurs éléments électriquement conducteurs allongés.
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