EP3338286A1 - Gaine de protection réfléchissante pour câble - Google Patents
Gaine de protection réfléchissante pour câbleInfo
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- EP3338286A1 EP3338286A1 EP16757301.3A EP16757301A EP3338286A1 EP 3338286 A1 EP3338286 A1 EP 3338286A1 EP 16757301 A EP16757301 A EP 16757301A EP 3338286 A1 EP3338286 A1 EP 3338286A1
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- G02B5/12—Reflex reflectors
- G02B5/136—Reflex reflectors plural reflecting elements forming part of a unitary body
Definitions
- the present invention relates to a cable comprising at least one elongate conductive element surrounded by a reflective protective sheath.
- Reflective cables are well known to those skilled in the art.
- this reflective cable is in no way suitable for the mining field, a field in which the cable is subjected to numerous mechanical stresses.
- the manufacturing process is not optimal since it requires many manufacturing steps.
- the object of the present invention is to overcome the drawbacks of the techniques of the prior art by proposing a cable comprising at least one reflective protective sheath having very good mechanical properties, while guaranteeing very good optical reflection properties throughout. of the life of the cable.
- the present invention relates to a cable comprising one or more elongated conductive elements, said elongated conductive element or all of said elongated conductive elements being surrounded by a protective sheath, characterized in that the outer surface and / or the inner surface of the protective sheath comprises at least one longitudinal groove in which is positioned a reflective longitudinal element obtained from a first composition comprising a first polymer material and at least one reflecting charge.
- the invention advantageously has a cable comprising a protective sheath having a high mechanical strength while being easily visible by optical reflection throughout the life of the cable.
- the term "outer surface" of the protective sheath the surface of the protective sheath furthest from the elongated conductor element (s) which it surrounds (in section crosswise cable).
- inner surface of the protective sheath means the surface of the protective sheath least distant from the elongated conductive element (s) surrounding it (in cross-section of the cable).
- the reflective longitudinal element thanks to the reflective load contained in the first composition, makes it possible to reflect an incident light, coming for example from a light source such as a flashlight or a headlight of a motor vehicle, in order to make visible the cable of the invention in a dark environment.
- a light source such as a flashlight or a headlight of a motor vehicle
- the outer surface and / or the inner surface of the protective sheath comprises one or more reflective longitudinal elements. We can talk about reflective protective sheath.
- the reflective longitudinal element is preferably continuous along the cable.
- the reflective longitudinal element can extend helically along the cable
- the reflective element obtained from a first composition comprising a first polymer material and at least one reflective filler, may be crosslinked or not.
- the crosslinking can be carried out by techniques well known to those skilled in the art, such as for example by peroxide crosslinking under the action of heat.
- the first composition may further comprise an organic peroxide.
- crosslinked element means an element that satisfies the "hot set test” according to the standard IEC 60811-507 with a hot creep under load (percentage elongation) of at most 175%.
- the first polymeric material that constitutes the reflective element is a crosslinked material.
- non-crosslinked element means an element that does not meet the IEC 60811-507 standard.
- the first polymeric material may comprise at least one polymer A having a glass transition temperature (Tg) of at most 10 ° C, preferably at most 0 ° C, preferably at most -10 ° C, and preferably at most -20 ° C.
- Tg glass transition temperature
- the glass transition temperature of a polymer can be conventionally measured by differential scanning calorimetry (DSC) with a temperature ramp of 10 ° C / min under a nitrogen atmosphere.
- DSC differential scanning calorimetry
- the polymer A may have a Young's modulus of at most 200 MPa, preferably at most 100 MPa, and particularly preferably at most 60 MPa.
- the Young's modulus is typically determined using a traction machine having a force sensor. During the stretching of the material sample, the force sensor transmits a signal proportional to the force imposed on the sample.
- Polymer A may have an abrasion resistance of at most
- the abrasion resistance can be achieved according to the TABER abrasion test with a Taber 5700 linear abraser with the following conditions: 25 cycles / min; 1000 cycles; load of 1.1 kg; and length of abrasion 7.62 cm.
- the first polymeric material may preferably be a transparent or translucent polymeric material, in order to improve the visualization of the reflective charge within the first polymeric material.
- the term "transparent" an element or a polymer material allowing more or less light flow and through which the objects are clearly visible. More particularly, it is a polymeric element or material through which an image is observed without significant loss of contrast: the interposition of said transparent element or transparent polymeric material between an image and an observer thereof does not significantly reduce the quality of the image.
- the term "translucent" means a polymeric element or material transmitting light diffusely and through which objects appear blurred.
- Said polymer A may be chosen from one or more of the following polymers: polychloroprene, chlorinated polyethylene (CPE), ethylene propylene diene monomer elastomer, ethylene propylene elastomer, chlorosulfonated polyethylene elastomer, copolymer of butadiene and acrylonitrile, copolymer hydrogenated butadiene and acrylonitrile, acrylonitrile elastomer, natural rubber, fluorocarbon elastomer, butadiene elastomer, butyl elastomer, chlorobutyl elastomer, bromobutyl elastomer, styrene-butadiene copolymer, silicone elastomer, polypropylene, polyethylene, copolymer ethylene and vinyl acetate, copolymer of ethylene and butyl acrylate, thermoplastic polyolefin elastomer (TPO), vulcanized
- the polymer A used preferably in the invention may be selected from a thermoplastic polyurethane elastomer (TPU), a chlorinated polyethylene (CPE), and a mixture thereof.
- TPU thermoplastic polyurethane elastomer
- CPE chlorinated polyethylene
- the chlorinated polyethylene may comprise at least 20% by weight of chlorine, and preferably between 30 and 40% by weight of chlorine.
- the first composition may comprise more than 50% by weight of polymer (s) A, preferably more than 70% by weight of polymer (s) A, and particularly preferably more than 90% by weight of polymer (s) A , based on the total weight of polymer material.
- the first polymer material is composed solely of one or more polymer (s) A.
- the first composition may comprise at least 30% by weight of first polymer material, preferably at least 40% by weight of first polymer material, and particularly preferably at least 50% by weight of first polymer material, relative to the total weight of the first composition.
- the reflecting charge included in the first composition advantageously makes it possible to reflect an incident light throughout the thickness of the reflective longitudinal element. Thus, even if the cable protective sheath undergoes surface abrasion in operational configuration, the light reflection properties of the cable remain intact.
- the reflective filler may be selected from metal particles, metallized particles, inorganic particles with a refractive index greater than or equal to 1.5, and a mixture thereof.
- the metal particles may be selected from particles of aluminum, aluminum alloy, silver and silver alloy.
- the metallized particles may be particles composed of a support coated with a metal coating or a metal alloy coating.
- the support may be a polymer such as a polyester.
- the metal or metal alloy coating may be selected from a coating of aluminum, aluminum alloy, silver and silver alloy.
- the metallic or metallized particles may have a form factor strictly greater than 1, preferably at least 10, preferably at least 20, particularly preferably at least 100.
- Said filler is preferably of lamellar type .
- the form factor is typically the ratio between the smallest dimension of the particle (such as, for example, the particle thickness for a lamellar particle) and the largest dimension of said particle (such as for example, the length of the particle for a lamellar particle).
- the inorganic particles may have a refractive index of at least 1.5, and preferably at least 1.8.
- the inorganic particles used as reflective filler may be based on silicon dioxide, and more particularly on glass beads.
- the glass may also advantageously contain other oxides such as oxides of boron, barium, calcium and / or titanium.
- the form factor of these inorganic particles may be preferably equal to 1, or in other words these particles are substantially spherical in shape.
- the reflective load of the invention is a micrometric load.
- Micrometric charges typically have at least one of their micrometer size dimensions (10 -6 meters).
- dimension is meant the number-average size of all the micrometric charges of a given population, this dimension being conventionally determined by methods well known to those skilled in the art.
- the size of the micrometric charges according to the invention may for example be determined by microscopy, in particular by transmission electron microscope (TEM).
- TEM transmission electron microscope
- the average number of micrometric charges may be in particular at most 800 ⁇ m, preferably at most 600 ⁇ m, and more preferably at most 400 ⁇ m.
- the number average size of the micrometric charges is at least 1 ⁇ m and at most 100 ⁇ m, preferably at least 1 ⁇ m, and at most 60 ⁇ m, and particularly preferably at least 5 ⁇ m and at most 30 ⁇ m.
- the number average size of these charges may be at most 400 ⁇ m, and preferably may be go from 1 to 100 pm.
- the number average size of these fillers can range from 10 to 300 ⁇ m, and preferably from 30 to 30 ⁇ m. 80 pm.
- the first composition of the invention may comprise a sufficient amount of reflective filler (s) to obtain the desired properties.
- the first composition may comprise from 0.1 to 100 parts by weight of reflective filler (s), and preferably from 1 to 90 parts by weight of reflective filler (s), per 100 parts by weight of the first polymeric material in the first composition.
- the first composition may comprise from 0.1 to 30 parts by weight of said metallic or metallized particles, and preferably from 1 to 20 parts by weight of said particles metallic or metallized, per 100 parts by weight of the first polymer material in the first composition.
- the first composition may comprise from 20 to 90 parts by weight of said inorganic particles, and preferably from 40 to 60 parts by weight of said inorganic particles, per 100 parts by weight. weight of the first polymeric material in the first composition.
- the first composition of the invention may further comprise an additive D, different from the reflecting charge, said additive D being in particular intended to improve the optical reflection of the reflective charge in the reflective element.
- the first composition may further advantageously comprise said additive D.
- the additive D is preferably of micrometric size, or in other words at least one of its micrometer size dimensions (10 -6 meters).
- the number-average dimension of said additive D (ie at least one of its dimensions) can be at least 1 ⁇ m and at most 100 ⁇ m, preferably at least 1 ⁇ m and at most 50 ⁇ m. and particularly preferably at least 5 pm and at most 20 pm.
- the form factor of this type of additive D may be greater than or equal to 1.
- the additive D may be preferably selected from metal particles, particles derived from a metal, and a mixture thereof.
- the metal particles may be for example particles of aluminum, aluminum alloy, silver or silver alloy.
- Particles derived from a metal may be, for example, metal oxide particles, such as in particular titanium dioxide particles.
- the micrometric metal oxide particles may in particular be pigments.
- the first composition of the invention may comprise a sufficient amount of additive D to obtain the desired properties.
- the first composition may comprise from 0.01 to 10 parts by weight of additive D, and preferably from 0.01 to 5 parts by weight of additive D, per 100 parts by weight of the first material. polymer in the first composition.
- the additive D may be incorporated in the first composition as such, or in the form of a masterbatch to facilitate its incorporation and distribution within the polymer matrix.
- the base of this masterbatch may be a polymer, or a mineral oil such as for example a mixture of saturated hydrocarbons.
- the first composition may be advantageously extruded along the cable, by techniques well known to those skilled in the art.
- the protective sheath extends longitudinally along the cable and surrounds the single elongated conductive member or all of the elongated conductive members.
- the protective sheath is the outermost layer of the cable.
- the protective sheath may comprise:
- one or more longitudinal grooves on its outer surface and one or more longitudinal grooves on its inner surface are one or more longitudinal grooves on its outer surface and one or more longitudinal grooves on its inner surface.
- Each groove may advantageously be of identical shape.
- the longitudinal groove can be obtained from a notch of cross-section in the shape of "V” (ie triangular) or "U” (rectangular), whose central axis is preferably radial on the cable.
- each of the longitudinal grooves is obtained from a notch of cross-section in the form of "V” (i.e. triangular) or "U” (rectangular), whose central axis is preferably radial on the cable.
- Said groove may extend parallel to the longitudinal axis of the cable or helically along the cable.
- the depth of the groove preferably does not exceed three quarters of the maximum thickness of the protective sheath.
- the groove may advantageously have a depth of at least 1/8, preferably at least 1/6, and particularly preferably at least 1/4, with respect to the maximum thickness of the protective sheath. .
- each longitudinal groove is disposed at equal distance from one another or from each other.
- the longitudinal grooves may be parallel to each other.
- the term "on the same surface” means the outer surface of the protective sheath or the inner surface of the protective sheath.
- the longitudinal groove or grooves, positioned on the outer surface and / or inner surface of the protective sheath and in the thickness of the protective sheath, can be easily manufactured using an extrusion head adapted to die exit from an extruder.
- the longitudinal groove or grooves positioned on the outer surface and / or inner surface of the protective sheath and in the thickness of the protective sheath, can easily be generated in the protective sheath material, which is using a die, one or more punch (s) and a suitable extrusion head.
- the protective sheath is preferably a polymeric sheath.
- the protective sheath is a sheath neither transparent nor translucent. It is preferably colored. This first embodiment is particularly applicable when the inner surface of the protective sheath does not comprise a longitudinal groove in which is positioned said longitudinal reflective element.
- the protective sheath is a transparent or translucent sheath. It is preferably not colored.
- This second embodiment applies in particular when the inner surface of the protective sheath comprises at least one longitudinal groove in which is positioned said longitudinal reflective element.
- This second mode allows the reflective element positioned in the longitudinal groove on the inner surface of the protective sheath to be visible outside the protective sheath.
- It can be obtained from a second composition comprising a second polymer material, and optionally fillers and / or additives well known to those skilled in the art.
- fillers inert fillers such as kaolin, chalk
- additives processing agents, protective agents, plasticizers, crosslinking co-agents, crosslinking agents such as organic peroxides.
- the protective sheath may be crosslinked or not.
- the crosslinking can be carried out by techniques well known to those skilled in the art, such as for example by peroxide crosslinking under the action of heat.
- the second composition may further comprise an organic peroxide.
- crosslinked sheath a sheath that satisfies the "hot set test” according to the standard IEC 60811-507 with a hot creep under load (percentage elongation) of at most 175%.
- the second polymer material which constitutes the protective sheath is a crosslinked material.
- non-crosslinked sheath means a sheath that does not meet the IEC 60811-507 standard.
- the protective sheath is an electrically insulating sheath.
- the term "electrically insulating" a layer or sheath whose electrical conductivity can be at most 1.10 "9 S / m (siemens per meter) (at 25 ° C), and preferably of not more than 1.10 "12 S / m (at 25 ° C).
- the second polymeric material may be the same or different to the first polymeric material.
- the second polymeric material is a material that is neither transparent nor translucent. It can be advantageously colored. This first embodiment is particularly applicable when the inner surface of the protective sheath does not comprise a longitudinal groove in which is positioned said longitudinal reflective element.
- the second polymeric material is a transparent or translucent material. It is preferably not colored. This second embodiment applies in particular when the inner surface of the protective sheath comprises at least one longitudinal groove in which is positioned said longitudinal reflective element.
- the second polymer may comprise at least one polymer B having a glass transition temperature (Tg, preferably at most 0.degree. C., preferably at most -10.degree. C., and preferably at most -20.degree. vs.
- Tg glass transition temperature
- the polymer B may have a Young's modulus of at most 200 MPa, preferably at most 100 MPa, and particularly preferably at most 60 MPa.
- Polymer B can have an abrasion resistance of at most 250 mg.
- Said polymer B can be chosen from one or more of the following polymers: polychloroprene, chlorinated polyethylene (CPE), ethylene propylene diene monomer elastomer, ethylene propylene elastomer, chlorosulfonated polyethylene elastomer, copolymer of butadiene and acrylonitrile, copolymer hydrogenated butadiene and acrylonitrile, acrylonitrile elastomer, natural rubber, fluorocarbon elastomer, butadiene elastomer, butyl elastomer, chlorobutyl elastomer, bromobutyl elastomer, styrene-butadiene copolymer, silicone elastomer, polypropylene, polyethylene, copolymer ethylene and vinyl acetate, copolymer of ethylene and butyl acrylate, thermo
- the polymer B used in a preferred manner in the invention may be chosen from a thermoplastic polyurethane elastomer (TPU), a chlorinated polyethylene (CPE), and a mixture thereof.
- TPU thermoplastic polyurethane elastomer
- CPE chlorinated polyethylene
- the second composition may comprise more than 50% by weight of polymer (s) B, preferably more than 70% by weight of polymer (s) B, and particularly preferably more than 90% by weight of polymer (s) B, based on the total weight of polymer material.
- the first polymer material is composed solely of one or more polymer (s) B.
- the second composition may comprise at least 30% by weight of second polymeric material, preferably at least 50% by weight of second polymeric material, and particularly preferably at least 70% by weight of second material. polymer, relative to the total weight of the second composition.
- the second composition may be advantageously extruded along the cable, by techniques well known to those skilled in the art.
- the protective sheath of the invention may be a sheath of the tubular type or the stuffing type.
- tubular sheath means a tube-shaped sheath comprising a substantially identical thickness all along said tube.
- the tubular sheath may be more or less tight around all the insulated conductors so as to immobilize all of said insulated conductors inside said sheath.
- the tubular sheath is very simple and quick to perform since it requires a pressure at the exit of the extruder smaller than that required for the manufacture of a stuffing sheath.
- plying sheath means a sheath that fills the interstices between isolated electrical conductors whose volumes are accessible.
- the cable of the invention may be an electrical and / or optical cable, intended for the transmission of energy and / or the transmission of data.
- this type of cable comprises one or more elongated conductive element (s) of the electrical and / or optical type.
- the set of elongated conductive elements constituting the cable extends inside the protective sheath.
- the cable of the invention may comprise one or more elongated electrical conductors isolated, and optionally one or more elongated electrical conductors uninsulated.
- the isolated electrical conductor or conductors may conventionally be elongated conductors surrounded respectively by at least one electrically insulating layer.
- the elongate electrical conductor may be a single-body conductor such as for example a wire, or a multi-body conductor such as a plurality of metal wires, twisted or not.
- the elongated electrical conductor may be made from a metallic material chosen in particular from aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, and one of their combinations.
- the cable of the invention may have an outer diameter ranging from 20 to 90 mm.
- the protective sheath of the cable of the invention may have a thickness ranging from 1 to 10 mm, and preferably ranging from 2 to 8 mm.
- the cable of the present invention can be advantageously obtained by coextruding the protective sheath together with the reflective longitudinal element.
- first composition and the second composition of the invention can be extruded through a suitable extrusion head, and can thus be deposited at the same time around the elongate conductive member (s).
- the longitudinal groove or grooves positioned on the outer surface and / or on the inner surface of the protective sheath and in its thickness, can be easily generated in the protective sheath material, using a die, one or more punch (s) and a suitable extrusion head.
- Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of a cable according to a first embodiment of the invention.
- Figure 2 shows a schematic cross-sectional view of a cable according to a second embodiment of the invention.
- Figure 3 shows a schematic cross-sectional view of a cable according to a third embodiment of the invention.
- FIG. 1 shows a cross-sectional view of an electric cable 1A according to a first embodiment according to the invention.
- Said electric cable 1 comprises an assembly 10 of three insulated electrical conductors, each insulated electrical conductor comprising an electrical conductor 11 surrounded by an electrically insulating layer 12.
- All 10 of these three insulated electrical conductors is surrounded by a protective sheath 20A according to the invention.
- This protective sheath 20A has on its outer surface six longitudinal grooves 21A shaped "V" in the thickness of said protective sheath.
- These six grooves are positioned substantially equidistant from each other, and more particularly at about 60 ° from each other.
- the inner surface of the protective sheath 20A does not have a longitudinal groove.
- This protective groove 20A grooved schematically in Figure 1 is called tubing. It is obtained by a continuous extrusion process, well known to those skilled in the art.
- This protective sheath 20A is preferably a non-transparent and non-translucent sheath. It can be colored.
- Each of the six grooves is completely filled by a longitudinal reflective element 30 obtained for example from one of compositions C1 to C6 as described in Table 1 below.
- the sheath 20A and the six reflecting elements 30 are obtained by extruding at the same time the composition of the protective sheath (ie second composition) and the composition of the reflecting elements (ie first composition).
- FIG. 2 represents a cross-sectional view of an electric cable 1B according to a second embodiment according to the invention.
- Said electric cable 1B comprises an assembly 10 of three insulated electrical conductors, each insulated electrical conductor comprising an electrical conductor 11 surrounded by an electrically insulating layer 12.
- All 10 of these three insulated electrical conductors is surrounded by a protective sheath 20B according to the invention.
- This protective sheath 20B has on its inner surface three longitudinal grooves 21B in the form of "V" in the thickness of said protective sheath.
- These three grooves are positioned substantially equidistant from each other, and more particularly at about 120 ° from each other.
- the outer surface of the protective sheath 20B does not have a longitudinal groove.
- This protective sheath 20B grooved schematically in Figure 2 is called tubing. It is obtained by a continuous extrusion process, well known to those skilled in the art.
- This protective sheath 20B is preferably a transparent or translucent sheath.
- Each of the three grooves is completely filled by a longitudinal reflective element 30 obtained for example from one of compositions C1 to C6 as described in Table 1 below.
- the sheath 20B and the three reflecting elements 30 are obtained by extruding at the same time the composition of the protective sheath.
- composition of the reflective elements i.e. first composition
- composition of the reflective elements i.e. first composition
- Figure 3 shows a cross-sectional view of an electric cable 1AB according to a third embodiment according to the invention.
- Said electric cable 1AB comprises a set of three conductors insulated electrical conductors, each insulated electrical conductor comprising an electrical conductor 11 surrounded by an electrically insulating layer 12.
- All 10 of these three insulated electrical conductors is surrounded by a protective sheath 20AB according to the invention.
- This protective sheath 20AB has on its outer surface six longitudinal grooves 21A shaped "V" in the thickness of said protective sheath. These six grooves are positioned substantially equidistant from each other, and more particularly at about 60 ° from each other.
- This protective sheath 20AB further comprises on its inner surface three longitudinal grooves 21 B shaped "V" in the thickness of said protective sheath. These three grooves are positioned substantially equidistant from each other, and more particularly at about 120 ° from each other.
- This protective sheath 20AB grooved schematically in Figure 3 is called tubing. It is obtained by a continuous extrusion process, well known to those skilled in the art.
- This protective sheath 20AB is preferably a transparent or translucent sheath.
- Each of the grooves 21A and 21B ie nine grooves in total, is completely filled by a longitudinal reflective element 30 obtained for example from one of the compositions C1 to C6 as described in Table 1 below.
- the sheath 20AB and the nine reflecting elements 30 are obtained by extruding at the same time the composition of the protective sheath (i.e. second composition) and the composition of the reflecting elements (i.e. first composition).
- the cables of the invention retain their reflective properties, even in environments subjected to significant mechanical stress, as in mines.
- Table 1 below collates the compounds used to produce first compositions (C1 to C6) according to the invention.
- polymeric material i.e. first polymeric material
- the polymeric material in Table 1 is composed of either a single chlorinated polyethylene (CPE) or a single thermoplastic polyurethane elastomer (TPU).
- CPE chlorinated polyethylene
- TPU thermoplastic polyurethane elastomer
- CPE 1 is a chlorinated polyethylene marketed by the company BETAQUIMICA under the reference 1462 (Tg of CPE 1 equal to -25 ° C.);
- CPE 2 is a chlorinated polyethylene marketed by DOW under the reference TYRIN 3551 (Tg of CPE 2 equal to -25 ° C.);
- TPU is a thermoplastic polyurethane elastomer marketed by BASF under the reference TPU ELASTOLLAN 1185 A10 U (Tg of TPU equal to -42 ° C);
- Reflective filler 1 corresponds to metallic polyester flakes, of dimensions 400 ⁇ m ⁇ 400 ⁇ m ⁇ 30 ⁇ m, marketed by the company MINERAL COLOR under the reference Glitter.
- Reflective Charge 2 corresponds to glass beads with a diameter of 60 ⁇ m, marketed by POTTERS under the reference Glass Microbeads;
- Additive D corresponds to a paste containing aluminum particles (80% by weight of the paste) dispersed in a mineral oil (20% by weight of the paste), said particles being of micrometric dimensions (at least one of their dimensions is 15 ⁇ m), marketed by ECKART under the reference Aluminum Paste STAPA WM Chromium V / 80.
- films of about 2-3 mm thick are manufactured by compression-molding to perform the TABER abrasion test (with TABER 5700 linear abrasimeter) under the following conditions:
- compositions of Table 1 used for the abrasion test are not crosslinked compositions.
- This abrasion test makes it possible to obtain a weight loss in milligram (mg).
- the weight losses caused by the abrasion remain relatively low, which guarantees good optical reflection properties throughout the life of the cable.
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Abstract
La présente invention concerne un câble (1) comprenant un ou plusieurs éléments conducteurs allongés (11), ledit élément conducteur allongé ou l'ensemble desdits éléments conducteurs allongés (11) étant entouré par une gaine de protection (20), caractérisé en ce que la surface extérieure et/ou la surface intérieure de la gaine de protection comprend au moins une rainure longitudinale (21) dans laquelle est positionné au moins un élément longitudinal réfléchissant (30) obtenu à partir d'une première composition comprenant un premier matériau polymère et au moins une charge réfléchissante.
Description
Gaine de protection réfléchissante pour câble
La présente invention se rapporte à un câble comprenant au moins un élément conducteur allongé entouré par une gaine de protection réfléchissante.
Elle s'applique typiquement, mais non exclusivement, aux domaines des câbles miniers, qui sont principalement utiliser dans des environnements sombres et soumis à de fortes contraintes mécaniques.
Les câbles réfléchissants sont bien connus de l'homme du métier. On peut citer à titre d'exemple le document WO 2007/054457 qui décrit un câble électrique rétro-réfléchissant comprenant des billes positionnées entre une première couche polymérique et une deuxième couche polymérique.
Ceci étant, ce câble réfléchissant n'est nullement adapté pour le domaine minier, domaine dans lequel le câble est soumis à de nombreuses contraintes mécaniques. En outre, le procédé de fabrication n'est pas optimal puisque qu'il nécessite de nombreuses étapes de fabrication.
Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients des techniques de l'art antérieur en proposant un câble comprenant au moins une gaine de protection réfléchissante présentant de très bonnes propriétés mécaniques, tout en garantissant de très bonnes propriétés de réflexion optique tout au long de la vie du câble.
La présente invention a pour objet un câble comprenant un ou plusieurs éléments conducteurs allongés, ledit élément conducteur allongé ou l'ensemble desdits éléments conducteurs allongés étant entouré par une gaine de protection, caractérisé en ce que la surface extérieure et/ou la surface intérieure de la gaine de protection comprend au moins une rainure longitudinale dans laquelle est positionné un élément longitudinal réfléchissant obtenu à partir d'une première composition comprenant un premier matériau polymère et au moins une charge réfléchissante.
L'invention présente avantageusement un câble comprenant une gaine de protection ayant une haute résistance mécanique tout en étant facilement visible par réflexion optique tout au long de la vie du câble.
Dans la présente invention, on entend par « surface extérieure » de la gaine de protection, la surface de la gaine de protection la plus éloignée du ou des élément(s) conducteur(s) allongé(s) qu'elle entoure (en coupe transversale du câble).
On entend par « surface intérieure » de la gaine de protection, la surface de la gaine de protection la moins éloignée du ou des élément(s) conducteur(s) allongé(s) qu'elle entoure (en coupe transversale du câble).
L'élément longitudinal réfléchissant
Dans la présente invention, l'élément longitudinal réfléchissant, grâce à la charge réfléchissante contenue dans la première composition, permet de réfléchir une lumière incidente, provenant par exemple d'une source lumineuse telle qu'une lampe torche ou un phare de véhicule automobile, afin de rendre visible le câble de l'invention dans un environnement sombre.
La surface extérieure et/ou la surface intérieure de la gaine de protection comprend un ou plusieurs éléments longitudinaux réfléchissants. On peut parler de gaine de protection réfléchissante.
L'élément longitudinal réfléchissant est de préférence continu le long du câble. L'élément longitudinal réfléchissant peut s'étendre hélicoïdalement le long du câble
Il remplit au moins en partie, de préférence en totalité, la profondeur d'au moins une rainure longitudinale de la gaine de protection, dans laquelle il est positionné.
L'élément réfléchissant, obtenu à partir d'une première composition comprenant un premier matériau polymère et au moins une charge réfléchissante, peut être réticulé ou non.
La réticulation peut être réalisée par des techniques bien connues de l'homme du métier, telle que par exemple par réticulation peroxyde sous l'action de la chaleur. Dans ce cas, la première composition peut comprendre en outre un peroxyde organique.
Dans le cadre de l'invention, on entend par « élément réticulé » un élément qui satisfait le « Hot set test » selon la selon la norme IEC 60811-507 avec un fluage à chaud sous charge (allongement en pourcentage) d'au plus
175%. En d'autres termes, le premier matériau polymère qui constitue l'élément réfléchissant est un matériau réticulé.
On entend par « élément non réticulé » un élément qui ne satisfait pas la norme IEC 60811-507.
Le premier matériau polymère peut comprendre au moins un polymère A ayant une température de transition vitreuse (Tg) d'au plus 10°C, de préférence d'au plus 0°C, de préférence d'au plus -10°C, et de préférence d'au plus -20°C.
Dans la présente invention, la température de transition vitreuse d'un polymère peut être classiquement mesurée par analyse calorimétrique différentielle (DSC) avec une rampe de température de 10°C/min sous atmosphère d'azote.
Le polymère A peut présenter un module d'Young d'au plus 200 MPa, de préférence d'au plus 100 MPa, et de façon particulièrement préférée d'au plus 60 MPa.
Dans la présente invention, le module d'Young est typiquement déterminé à l'aide d'une machine de traction comportant un capteur de force. Au cours de l'étirement de l'échantillon de matériau, le capteur de force transmet un signal proportionnel à la force imposée à l'échantillon.
Dans le cas des polymères solides, il est rare que la loi de Hooke soit valide sur tout le domaine d'allongement jusqu'à la rupture de l'éprouvette. Pour cette raison, on a coutume de définir le module de Young des polymères en considérant le comportement limite aux faibles allongements.
Le module d'Young est alors calculé à partir de la pente initiale des courbes σ = f (ε) avec E = lim ^<7vra' .
ε→0 de
Le polymère A peut avoir une résistance à l'abrasion d'au plus
250 mg .
Dans la présente invention, la résistance à l'abrasion peut être réalisée selon le test d'abrasion TABER avec un abrasimètre linéaire 5700 de marque Taber avec les conditions suivantes : 25 cycles / min ; 1000 cycles ; charge de 1,1 kg ; et longueur de l'abrasion 7,62 cm.
Le premier matériau polymère peut être de préférence un matériau polymère transparent ou translucide, afin de pouvoir améliorer la visualisation de la charge réfléchissante au sein du premier matériau polymère.
Dans la présente invention, on entend par « transparent », un élément ou un matériau polymère laissant passer plus ou moins le flux lumineux et au travers duquel les objets sont visibles avec netteté. Plus particulièrement, c'est un élément ou un matériau polymère à travers lequel une image est observée sans perte significative de contraste : l'interposition dudit élément transparent ou dudit matériau polymère transparent entre une image et un observateur de celle-ci ne réduit pas significativement la qualité de l'image.
Dans la présente invention, on entend par « translucide » un élément ou un matériau polymère transmettant la lumière de manière diffuse et au travers duquel les objets apparaissent flous.
Ledit polymère A peut être choisi parmi un ou plusieurs des polymères suivants : polychloroprène, polyéthylène chloré (CPE), élastomère d'éthylène propylène diène monomère, élastomère d'éthylène propylène, élastomère de polyéthylène chlorosulfoné, copolymère de butadiène et d'acrylonitrile, copolymère hydrogéné de butadiène et d'acrylonitrile, élastomère d'acrylonitrile, caoutchouc naturel, élastomère fluorocarboné, élastomère de butadiène, élastomère butyle, élastomère chlorobutyle, élastomère bromobutyle, copolymère de styrène et de butadiène, élastomère de silicone, polypropylène, polyéthylène, copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle, copolymère d'éthylène et d'acrylate de butyle, élastomère thermoplastique de polyoléfine (TPO), élastomère thermoplastique vulcanisé (TPV), élastomère thermoplastique de polyuréthane (TPU), élastomère thermoplastique de polyamide (TPA), élastomère thermoplastique de polystyrène (TPS), élastomère thermoplastique de copolyester (TPC).
Le polymère A utilisé de façon préférée dans l'invention peut être choisi parmi un élastomère thermoplastique de polyuréthane (TPU), un polyéthylène chloré (CPE), et un de leurs mélanges.
Plus particulièrement, le polyéthylène chloré peut comprendre au moins 20 % en poids de chlore, et de préférence entre 30 et 40 % en poids de chlore.
La première composition peut comprendre plus de 50% en poids de polymère(s) A, de préférence plus de 70% en poids de polymère(s) A, et de façon particulièrement préférée plus de 90% en poids de polymère(s) A, par rapport au poids total de matériau polymère. De préférence, le premier matériau polymère est uniquement composé d'un ou de plusieurs polymère(s) A.
La première composition peut comprendre au moins 30 % en poids de premier matériau polymère, de préférence au moins 40 % en poids de premier matériau polymère, et de façon particulièrement préférée au moins 50% en poids de premier matériau polymère, par rapport au poids total de la première composition.
La charge réfléchissante comprise dans la première composition permet avantageusement de réfléchir une lumière incidente dans l'ensemble de l'épaisseur de l'élément longitudinal réfléchissant. Ainsi, même si la gaine de protection du câble subit une abrasion de surface en configuration opérationnelle, les propriétés de réflexion lumineuse du câble restent intactes.
La charge réfléchissante peut être choisie parmi des particules métalliques, des particules métallisées, des particules inorganiques avec un indice de réfraction supérieur ou égal à 1,5, et un de leurs mélanges.
Les particules métalliques peuvent être choisies parmi des particules en aluminium, en alliage d'aluminium, en argent et en alliage d'argent.
Les particules métallisées peuvent être des particules composées d'un support recouvert d'un revêtement métallique ou d'un revêtement en alliage de métaux.
A titre d'exemple, le support peut être un polymère tel qu'un polyester. Le revêtement métallique ou en alliage de métaux peut être choisi parmi un revêtement en aluminium, en alliage d'aluminium, en argent et en alliage d'argent.
Les particules métalliques ou métallisées peuvent avoir un facteur de forme strictement supérieur à 1, de préférence d'au moins 10, de préférence d'au moins 20, de façon particulièrement préférée d'au moins 100. Ladite charge est de préférence de type lamellaire.
Dans la présente invention, le facteur de forme est typiquement le rapport entre la plus petite dimension de la particule (telle que par exemple l'épaisseur de la particule pour une particule en forme de lamelle) et la plus grande dimension de ladite particule (telle que par exemple la longueur de la particule pour une particule en forme de lamelle).
Les particules inorganiques peuvent avoir un indice de réfraction d'au moins 1,5, et de préférence d'au moins 1,8.
A titre d'exemple, les particules inorganiques utilisées en tant que charge réfléchissante peuvent être à base de dioxyde de silicium, et plus particulièrement des billes de verre. Le verre peut aussi avantageusement contenir d'autres oxydes tels que des oxydes de bore, de baryum, de calcium et/ou de titane.
Le facteur de forme de ces particules inorganiques peut être préférentiellement égal à 1, ou en d'autres termes ces particules sont de forme sensiblement sphérique.
Dans un mode de réalisation particulier, la charge réfléchissante de l'invention est une charge micrométrique.
Les charges micrométriques ont typiquement au moins l'une de leurs dimensions de taille micrométrique (10"6 mètre).
On entend par le terme « dimension », la dimension moyenne en nombre de l'ensemble des charges micrométriques d'une population donnée, cette dimension étant classiquement déterminée par des méthodes bien connues de l'homme du métier.
La dimension des charges micrométriques selon l'invention peut être par exemple déterminée par microscopie, notamment par microscope électronique en transmission (MET).
La dimension moyenne en nombre des charges micrométriques (i.e. au moins l'une de leurs dimensions) peut être notamment d'au plus 800 pm, de préférence d'au plus 600 pm, et plus préférentiellement d'au plus 400 pm.
Dans un mode de réalisation particulier, la dimension moyenne en nombre des charges micrométriques (i.e. au moins l'une de leurs dimensions) est d'au moins 1 pm et d'au plus 100 pm, de préférence d'au moins 1 pm et
d'au plus 60 pm, et de façon particulièrement préférée d'au moins 5 pm et d'au plus 30 pm.
Lorsque lesdites particules métalliques ou métallisées sont utilisées en tant que charge réfléchissante dans la première composition, la dimension moyenne en nombre de ces charges (i.e. au moins l'une de leurs dimensions) peut être d'au plus 400 pm, et de préférence peut aller de 1 à 100 pm.
Lorsque lesdites particules inorganiques sont utilisées en tant que charge réfléchissante dans la première composition, la dimension moyenne en nombre de ces charges (i.e. au moins l'une de leurs dimensions) peut aller de 10 à 300 pm, et de préférence aller de 30 à 80 pm.
La première composition de l'invention peut comprendre une quantité suffisante de charge(s) réfléchissante(s) pour pouvoir obtenir les propriétés désirées.
A titre d'exemple, la première composition peut comprendre de 0,1 à 100 parties en poids de charge(s) réfléchissante(s), et de préférence de 1 à 90 parties en poids de charge(s) réfléchissante(s), pour 100 parties en poids du premier matériau polymère dans la première composition.
Lorsque lesdites particules métalliques ou métallisées sont utilisées en tant que charge réfléchissante dans la première composition, la première composition peut comprendre de 0,1 à 30 parties en poids desdites particules métalliques ou métallisées, et de préférence de 1 à 20 parties en poids desdites particules métalliques ou métallisées, pour 100 parties en poids du premier matériau polymère dans la première composition .
Lorsque lesdites particules inorganiques sont utilisées en tant que charge réfléchissante dans la première composition, la première composition peut comprendre de 20 à 90 parties en poids desdites particules inorganiques, et de préférence de 40 à 60 parties en poids desdites particules inorganiques, pour 100 parties en poids du premier matériau polymère dans la première composition.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la première composition de l'invention peut comprendre en outre un additif D, différent de la charge réfléchissante, ledit additif D étant notamment destiné à améliorer la réflexion optique de la charge réfléchissante dans l'élément réfléchissant.
De préférence, lorsque la première composition comprend lesdites particules inorganiques (avec un indice de réfraction supérieur ou égal à 1,5) en tant que charge réfléchissante, la première composition peut comprendre en outre avantageusement ledit additif D.
L'additif D est de préférence de taille micrométrique, ou en d'autres termes a au moins l'une de ses dimensions de taille micrométrique (10"6 mètre).
La dimension moyenne en nombre dudit additif D (i.e. au moins l'une de ses dimensions) peut être d'au moins 1 pm et d'au plus 100 pm, de préférence d'au moins 1 pm et d'au plus 50 pm, et de façon particulièrement préférée d'au moins 5 pm et d'au plus 20 pm.
Le facteur de forme de ce type d'additif D peut être supérieur ou égal à 1.
L'additif D peut être choisi de préférence parmi des particules métalliques, des particules dérivées d'un métal, et un de leurs mélanges.
Les particules métalliques peuvent être par exemple des particules en aluminium, en alliage d'aluminium, en argent ou en alliage d'argent.
Les particules dérivées d'un métal peuvent être par exemple des particules d'oxyde métallique, comme notamment des particules de dioxyde de titane. Les particules d'oxyde métallique micrométriques peuvent être notamment des pigments.
La première composition de l'invention peut comprendre une quantité suffisante d'additif D pour pouvoir obtenir les propriétés désirées.
A titre d'exemple, la première composition peut comprendre de 0,01 à 10 parties en poids d'additif D, et de préférence de 0,01 à 5 parties en poids d'additif D, pour 100 parties en poids du premier matériau polymère dans la première composition.
L'additif D peut être incorporé dans la première composition en tant que tel, ou bien sous forme d'un mélange maître pour faciliter son incorporation et sa distribution au sein de la matrice polymère. La base de ce mélange maître peut être un polymère, ou une huile minérale telle que par exemple un mélange d'hydrocarbures saturés.
Dans la présente invention, la première composition peut être avantageusement extrudée le long du câble, par des techniques bien connues de l'homme du métier. La gaine de protection et la ou les rainures lonqitudinale(s)
La gaine de protection s'étend longitudinalement le long du câble et entour l'unique élément conducteur allongé ou l'ensemble des éléments conducteurs allongés.
De préférence, la gaine de protection est la couche la plus à l'extérieure du câble.
Elle comporte sur sa surface extérieure et/ou sur sa surface intérieure une ou plusieurs rainure(s) longitudinale(s) le long du câble, positionnée(s) dans l'épaisseur de la gaine de protection.
Plus particulièrement, la gaine de protection peut comporter :
- une ou plusieurs rainure(s) longitudinale(s) sur sa surface extérieure, ou
- une ou plusieurs rainure(s) longitudinale(s) sur sa surface intérieure, ou
- une ou plusieurs rainure(s) longitudinale(s) sur sa surface extérieure et une ou plusieurs rainure(s) longitudinale(s) sur sa surface intérieure.
Chaque rainure peut être avantageusement de forme identique.
Selon un mode de réalisation, la rainure longitudinale peut être obtenue à partir d'une entaille de section transversale en forme de « V » (i.e. triangulaire) ou de « U » (rectangulaire), dont l'axe médian est de préférence radial sur le câble. De préférence, chacun des rainures longitudinales est obtenue à partir d'une entaille de section transversale en forme de « V » (i.e. triangulaire) ou de « U » (rectangulaire), dont l'axe médian est de préférence radial sur le câble.
Ladite rainure peut s'étendre parallèlement à l'axe longitudinal du câble ou hélicoïdalement le long du câble.
La profondeur de la rainure ne dépasse de préférence pas les trois quarts de l'épaisseur maximale de la gaine de protection.
La rainure peut avoir avantageusement une profondeur d'au moins 1/8, de préférence d'au moins 1/6, et de façon particulièrement préférée d'au moins 1/4, par rapport à l'épaisseur maximale de la gaine de protection.
Lorsque la gaine de protection comprend au moins deux rainures longitudinales sur la même surface, chaque rainure longitudinale est disposée à égale distance l'une de l'autre ou les unes des autres. En outre, les rainures longitudinales peuvent être parallèles les unes avec les autres.
Dans la présente invention, l'expression « sur la même surface » signifie la surface extérieure de la gaine de protection ou la surface intérieure de la gaine de protection.
La ou les rainures longitudinales, positionnées sur la surface extérieure et/ou sur surface intérieure de la gaine de protection et dans l'épaisseur de la gaine de protection, peuvent être facilement fabriquées à l'aide d'une tête d'extrusion adaptée en sortie de filière d'une extrudeuse.
Plus particulièrement, la ou les rainures longitudinales, positionnées sur la surface extérieure et/ou sur surface intérieure de la gaine de protection et dans l'épaisseur de la gaine de protection, peuvent être facilement générées dans le matériau de gaine de protection, à l'aide d'une filière, d'un ou de plusieurs poinçon(s) et d'une tête d'extrusion adaptée.
La gaine de protection est de préférence une gaine polymérique.
Selon un premier mode de réalisation, la gaine de protection est une gaine ni transparente ni translucide. Elle est de préférence colorée. Ce premier mode de réalisation s'applique notamment lorsque la surface intérieure de la gaine de protection ne comprend pas de rainure longitudinale dans laquelle est positionné ledit élément longitudinal réfléchissant.
Selon un deuxième mode de réalisation, la gaine de protection est une gaine transparente ou translucide. Elle est de préférence non colorée. Ce deuxième mode de réalisation s'applique notamment lorsque la surface intérieure de la gaine de protection comprend au moins une rainure longitudinale dans laquelle est positionné ledit élément longitudinal réfléchissant. Ce deuxième mode permet à l'élément réfléchissant positionné dans la rainure longitudinale sur la surface intérieure de la gaine de protection d'être visible à l'extérieure de la gaine de protection.
Elle peut être obtenue à partir d'une deuxième composition comprenant un deuxième matériau polymère, et optionnellement des charges et/ou additifs bien connus de l'homme du métier. A titre d'exemple, on peut citer comme charges, des charges inertes tels que le kaolin, la craie ; et comme additifs, des agents de mise en œuvre, des agents de protections, des plastifiants, des co-agents de réticulation, des agents de réticulation comme les peroxydes organiques.
La gaine de protection peut être réticulée ou non.
La réticulation peut être réalisée par des techniques bien connues de l'homme du métier, telle que par exemple par réticulation peroxyde sous l'action de la chaleur. Dans ce cas, la deuxième composition peut comprendre en outre un peroxyde organique.
Dans le cadre de l'invention, on entend par « gaine réticulée » une gaine qui satisfait le « Hot set test » selon la selon la norme IEC 60811-507 avec un fluage à chaud sous charge (allongement en pourcentage) d'au plus 175%. En d'autres termes, le deuxième matériau polymère qui constitue la gaine de protection est un matériau réticulé.
On entend par « gaine non réticulée » une gaine qui ne satisfait pas la norme IEC 60811-507.
Dans un mode de réalisation particulier, la gaine de protection est une gaine électriquement isolante.
Dans la présente invention, on entend par « électriquement isolante » une couche ou une gaine dont la conductivité électrique peut être d'au plus 1.10"9 S/m (siemens par mètre) (à 25°C), et de préférence d'au plus 1.10"12 S/m (à 25°C).
Le deuxième matériau polymère peut être identique ou différent au premier matériau polymère.
Selon un premier mode de réalisation, le deuxième matériau polymère est un matériau ni transparent ni translucide. Il peut être avantageusement coloré. Ce premier mode de réalisation s'applique notamment lorsque la surface intérieure de la gaine de protection ne comprend pas de rainure longitudinale dans laquelle est positionné ledit élément longitudinal réfléchissant.
Selon un deuxième mode de réalisation, le deuxième matériau polymère est un matériau transparent ou translucide. Il est de préférence non coloré. Ce deuxième mode de réalisation s'applique notamment lorsque la surface intérieure de la gaine de protection comprend au moins une rainure longitudinale dans laquelle est positionné ledit élément longitudinal réfléchissant.
Le deuxième polymère peut comprendre au moins un polymère B ayant une température de transition vitreuse (Tg, de préférence d'au plus 0°C, de préférence d'au plus -10°C, et de préférence d'au plus -20°C.
Le polymère B peut présenter un module d'Young d'au plus 200 MPa, de préférence d'au plus 100 MPa, et de façon particulièrement préférée d'au plus 60 MPa.
Le polymère B peut avoir une résistance à l'abrasion d'au plus 250 mg. Ledit polymère B peut être choisi parmi un ou plusieurs des polymères suivants : polychloroprène, polyéthylène chloré (CPE), élastomère d'éthylène propylène diène monomère, élastomère d'éthylène propylène, élastomère de polyéthylène chlorosulfoné, copolymère de butadiène et d'acrylonitrile, copolymère hydrogéné de butadiène et d'acrylonitrile, élastomère d'acrylonitrile, caoutchouc naturel, élastomère fluorocarboné, élastomère de butadiène, élastomère butyle, élastomère chlorobutyle, élastomère bromobutyle, copolymère de styrène et de butadiène, élastomère de silicone, polypropylène, polyéthylène, copolymère d'éthylène et d'acétate de vinyle, copolymère d'éthylène et d'acrylate de butyle, élastomère thermoplastique de polyoléfine (TPO), élastomère thermoplastique vulcanisé (TPV), élastomère thermoplastique de polyuréthane (TPU), élastomère thermoplastique de polyamide (TPA), élastomère thermoplastique de polystyrène (TPS), élastomère thermoplastique de copolyester (TPC).
Le polymère B utilisé de façon préférée dans l'invention peut être choisi parmi un élastomère thermoplastique de polyuréthane (TPU), un polyéthylène chloré (CPE), et un de leurs mélanges.
Plus particulièrement, la deuxième composition peut comprendre plus de 50% en poids de polymère(s) B, de préférence plus de 70% en poids de polymère(s) B, et de façon particulièrement préférée plus de 90% en poids de
polymère(s) B, par rapport au poids total de matériau polymère. De préférence, le premier matériau polymère est uniquement composé d'un ou de plusieurs polymère(s) B.
Dans un mode de réalisation particulier, la deuxième composition peut comprendre au moins 30 % en poids de deuxième matériau polymère, de préférence au moins 50 % en poids de deuxième matériau polymère, et de façon particulièrement préférée au moins 70% en poids de deuxième matériau polymère, par rapport au poids total de la deuxième composition.
Dans la présente invention, la deuxième composition peut être avantageusement extrudée le long du câble, par des techniques bien connues de l'homme du métier.
La gaine de protection de l'invention peut être une gaine du type tubante ou du type bourrante.
On entend par « gaine tubante » une gaine en forme de tube comprenant une épaisseur sensiblement identique tout le long dudit tube. La gaine tubante peut être plus ou moins serrée autour de l'ensemble des conducteurs isolés de manière notamment à immobiliser l'ensemble desdits conducteurs isolés à l'intérieur de ladite gaine.
La gaine tubante est très simple et rapide à réaliser puisqu'elle nécessite une pression à la sortie de l'extrudeuse moins importante que celle nécessaire à la fabrication d'une gaine bourrante.
On entend par « gaine bourrante » une gaine qui remplit les interstices entre les conducteurs électriques isolés dont les volumes sont accessibles. Le câble
Le câble de l'invention peut être un câble électrique et/ou optique, destiné au transport d'énergie et/ou à la transmission de données.
Plus particulièrement, ce type de câble comprend un ou plusieurs élément(s) conducteur(s) allongé(s) du type électrique et/ou optique.
L'ensemble des éléments conducteurs allongés constitutifs du câble s'étend à l'intérieur de la gaine de protection.
Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, le câble de l'invention peut comprendre un ou plusieurs conducteurs électriques allongés
isolés, et optionnellement un ou plusieurs conducteurs électriques allongés non isolés.
Le ou les conducteurs électriques isolés peuvent être classiquement des conducteurs allongés entourés respectivement par au moins une couche électriquement isolante.
Le conducteur électrique 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.
Le conducteur électrique 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.
Le câble de l'invention peut avoir un diamètre extérieur allant de 20 à 90 mm. En outre, la gaine de protection du câble de l'invention peut avoir une épaisseur allant de 1 à 10 mm, et de préférence allant de 2 à 8 mm.
Procédé de fabrication du câble
Le câble de la présente invention peut être avantageusement obtenu en coextrudant la gaine de protection ensemble avec l'élément longitudinal réfléchissant.
En d'autres termes, la première composition et la deuxième composition de l'invention peuvent être extrudées par l'intermédiaire d'une tête d'extrusion adaptée, et peuvent ainsi être déposées en même temps autour du ou des éléments conducteurs allongés.
En outre, la ou les rainures longitudinales, positionnées sur la surface extérieure et/ou sur la surface intérieure de la gaine de protection et dans son épaisseur, peuvent être facilement générées dans le matériau de gaine de protection, à l'aide d'une filière, d'un ou de plusieurs poinçon(s) et d'une tête d'extrusion adaptée.
Il devient ainsi très simple de fabriquer la gaine de protection réfléchissante de l'invention, en minimisant de façon significative les étapes de fabrication.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description d'exemples non limitatifs, et de figures.
La figure 1 représente une vue schématique en coupe transversale d'un câble selon un premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 2 représente une vue schématique en coupe transversale d'un câble selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
La figure 3 représente une vue schématique en coupe transversale d'un câble selon un troisième mode de réalisation de l'invention.
Pour des raisons de clarté, seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés de manière schématique, et ceci sans respect de l'échelle.
La figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un câble électrique 1A selon un premier mode de réalisation conforme à l'invention. Ledit câble électrique 1 comprend un ensemble 10 de trois conducteurs électriques isolés, chaque conducteur électrique isolé comprenant un conducteur électrique 11 entouré par une couche électriquement isolante 12.
L'ensemble 10 de ces trois conducteurs électriques isolés est entouré par une gaine de protection 20A conforme à l'invention.
Cette gaine de protection 20A comporte sur sa surface extérieure six rainures longitudinales 21A en forme de « V » dans l'épaisseur de ladite gaine de protection.
Ces six rainures sont positionnées sensiblement à égale distance les unes des autres, et plus particulièrement à environ 60° les unes des autres. En outre, la surface intérieure de la gaine de protection 20A ne comporte pas de rainure longitudinale.
Cette gaine de protection 20A rainurée schématisée sur la figure 1 est dite tubante. Elle est obtenue par un procédé d'extrusion continue, bien connu de l'homme du métier. Cette gaine de protection 20A est de préférence une gaine non transparente et non translucide. Elle peut être colorée.
Chacune des six rainures est remplie en totalité par un élément longitudinal réfléchissant 30 obtenu par exemple à partir d'une des compositions Cl à C6 telles que décrites dans le tableau 1 ci-après.
La gaine 20A ainsi que les six éléments réfléchissants 30 sont obtenus en extrudant en même temps la composition de la gaine de protection (i.e. deuxième composition) et la composition des éléments réfléchissants (i.e. première composition).
La figure 2 représente une vue en coupe transversale d'un câble électrique 1B selon un deuxième mode de réalisation conforme à l'invention. Ledit câble électrique 1B comprend un ensemble 10 de trois conducteurs électriques isolés, chaque conducteur électrique isolé comprenant un conducteur électrique 11 entouré par une couche électriquement isolante 12.
L'ensemble 10 de ces trois conducteurs électriques isolés est entouré par une gaine de protection 20B conforme à l'invention.
Cette gaine de protection 20B comporte sur sa surface intérieure trois rainures longitudinales 21B en forme de « V » dans l'épaisseur de ladite gaine de protection.
Ces trois rainures sont positionnées sensiblement à égale distance les unes des autres, et plus particulièrement à environ 120° les unes des autres.
En outre, la surface extérieure de la gaine de protection 20B ne comporte pas de rainure longitudinale.
Cette gaine de protection 20B rainurée schématisée sur la figure 2 est dite tubante. Elle est obtenue par un procédé d'extrusion continue, bien connu de l'homme du métier. Cette gaine de protection 20B est de préférence une gaine transparente ou translucide.
Chacune des trois rainures est remplie en totalité par un élément longitudinal réfléchissant 30 obtenu par exemple à partir d'une des compositions Cl à C6 telles que décrites dans le tableau 1 ci-après.
La gaine 20B ainsi que les trois éléments réfléchissants 30 sont obtenus en extrudant en même temps la composition de la gaine de protection
(i.e. deuxième composition) et la composition des éléments réfléchissants (i.e. première composition).
La figure 3 représente une vue en coupe transversale d'un câble électrique 1AB selon un troisième mode de réalisation conforme à l'invention.
Ledit câble électrique 1AB comprend un ensemble 10 de trois conducteurs
électriques isolés, chaque conducteur électrique isolé comprenant un conducteur électrique 11 entouré par une couche électriquement isolante 12.
L'ensemble 10 de ces trois conducteurs électriques isolés est entouré par une gaine de protection 20AB conforme à l'invention.
Cette gaine de protection 20AB comporte sur sa surface extérieure six rainures longitudinales 21A en forme de « V » dans l'épaisseur de ladite gaine de protection. Ces six rainures sont positionnées sensiblement à égale distance les unes des autres, et plus particulièrement à environ 60° les unes des autres.
Cette gaine de protection 20AB comporte en outre sur sa surface intérieure trois rainures longitudinales 21 B en forme de « V » dans l'épaisseur de ladite gaine de protection. Ces trois rainures sont positionnées sensiblement à égale distance les unes des autres, et plus particulièrement à environ 120° les unes des autres.
Cette gaine de protection 20AB rainurée schématisée sur la figure 3 est dite tubante. Elle est obtenue par un procédé d'extrusion continue, bien connu de l'homme du métier. Cette gaine de protection 20AB est de préférence une gaine transparente ou translucide.
Chacune des rainures 21A et 21 B, soit neuf rainures au total, est remplie en totalité par un élément longitudinal réfléchissant 30 obtenu par exemple à partir d'une des compositions Cl à C6 telles que décrites dans le tableau 1 ci-après.
La gaine 20AB ainsi que les neuf éléments réfléchissants 30 sont obtenus en extrudant en même temps la composition de la gaine de protection (i.e. deuxième composition) et la composition des éléments réfléchissants (i.e. première composition).
Grâce à la structure particulière des câbles de l'invention, ces derniers conservent leurs propriétés réfléchissantes, même dans des milieux soumis à des contraintes mécaniques importantes, comme dans les mines.
Exemples
Les propriétés d'abrasion d'un élément réfléchissant selon l'invention ont été testées.
Le tableau 1 ci-dessous rassemble les composés utilisés pour réaliser des premières compositions (Cl à C6) conformes à l'invention.
Les quantités des composés sont exprimées en parties en poids pour
100 parties en poids de matériau polymère (i.e. premier matériau polymère) dans la première composition.
Le matériau polymère dans le tableau 1 est composé soit d'un unique polyéthylène chloré (CPE), soit d'un unique élastomère thermoplastique de polyuréthane (TPU).
Tableau 1
L'origine des composés du tableau 1 est la suivante :
- CPE 1 est un polyéthylène chloré commercialisé par la société BETAQUIMICA sous la référence 1462 (Tg de CPE 1 égale à -25 °C) ;
- CPE 2 est un polyéthylène chloré commercialisé par la société DOW sous la référence TYRIN 3551 (Tg de CPE 2 égale à -25 °C) ;
- TPU est un élastomère thermoplastique de polyuréthane commercialisé par la société BASF sous la référence TPU ELASTOLLAN 1185 A10 U (Tg de TPU égale à -42 °C) ;
- Charge réfléchissante 1 correspond à des paillettes en polyester métallisé, de dimensions 400 pm x 400 pm x 30 pm, commercialisées par la société MINERAL COLOR sous la référence Glitter.
- Charge réfléchissante 2 correspond à des billes de verre avec un diamètre de 60 pm, commercialisées par la société POTTERS sous la référence Glass Microbeads ;
- Additif D correspond à une pâte contenant des particules d'aluminium (80% en poids de la pâte) dispersées dans une huile minérale (20% en poids de la pâte), lesdites particules étant de dimensions micrométrique (au moins l'une de leurs dimensions est de 15 pm), commercialisée par la société ECKART sous la référence Aluminium Paste STAPA WM Chromai V/80.
A partir des compositions du tableau 1, des films d'environ 2-3 mm d'épaisseur sont fabriqués par compression-moulage pour réaliser le test d'abrasion TABER (avec l'abrasimètre linéaire 5700 de marque TABER) selon les conditions suivantes :
- 25 cycles / min ;
- 1000 cycles ;
- Charge : 1,1 kg ;
- Longueur de l'abrasion : 7,62 cm.
Les compositions du tableau 1 utilisées pour le test d'abrasion ne sont pas des compositions réticulées.
Ce test d'abrasion permet d'obtenir une perte de poids en milligramme (mg).
Les résultats de ce test sont rassemblés dans le tableau 2 ci-dessous :
Tableau 2
Les pertes de poids engendrées par l'abrasion restent relativement faibles, ce qui garantit de bonnes propriétés de réflexion optique tout au long de la vie du câble.
Claims
REVENDICATIONS
Câble (1) comprenant un ou plusieurs éléments conducteurs allongés (11), ledit élément conducteur allongé ou l'ensemble desdits éléments conducteurs allongés (11) étant entouré par une gaine de protection (20), caractérisé en ce que la surface extérieure et/ou la surface intérieure de la gaine de protection comprend au moins une rainure longitudinale (21) dans laquelle est positionné au moins un élément longitudinal réfléchissant (30) obtenu à partir d'une première composition comprenant un premier matériau polymère et au moins une charge réfléchissante.
Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier matériau polymère comprend au moins un polymère A ayant une température de transition vitreuse (Tg) d'au plus 10°C, et de préférence d'au plus 0°C.
Câble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier matériau polymère comprend au moins un polymère A choisi parmi un élastomère thermoplastique de polyuréthane (TPU), un polyéthylène chloré (CPE), et un de leurs mélanges.
Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la charge réfléchissante est de taille micrométrique.
Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la charge réfléchissante est choisie parmi des particules métalliques, des particules métallisées, des particules inorganiques avec un indice de réfraction supérieur ou égal à 1,5, et un de leurs mélanges.
Câble selon la revendication 5, caractérisé en ce que les particules métalliques ou les particules métallisées ont un facteur de forme strictement supérieur à 1.
7. Câble selon la revendication 5, caractérisé en ce que les particules inorganiques peuvent être des particules à base de dioxyde de silicium.
8. Câble selon la revendication 7, caractérisé en ce que les particules à base de dioxyde de silicium sont des billes de verre.
9. Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première composition comprend en outre un additif D destiné à améliorer la réflexion optique de la charge réfléchissante.
10. Câble selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'additif D est de taille micrométrique.
11. Câble selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'additif D est choisi parmi des particules métalliques, des particules dérivées d'un métal, et un de leurs mélanges.
12. Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine de protection est obtenue à partir d'une deuxième composition comprenant un deuxième polymère B ayant une température de transition vitreuse (Tg) d'au plus 10°C, et de préférence d'au plus 0°C.
13. Câble selon la revendication 12, caractérisé en ce que le deuxième polymère B est choisi parmi choisi un élastomère thermoplastique polyuréthane (TPU), un polyéthylène chloré (CPE), et un de leurs mélanges.
14. Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsque la surface intérieure de la gaine de protection comprend au moins une rainure longitudinale dans laquelle est positionné ledit élément longitudinal réfléchissant, la gaine de protection est une gaine transparente ou translucide.
15. Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la profondeur de la rainure (21) ne dépasse pas les trois quarts de l'épaisseur maximale de la gaine de protection.
16. Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine de protection comprend au moins deux rainures longitudinales sur la même surface, chaque rainure longitudinale étant disposée à égale distance l'une de l'autre ou les unes des autres.
17. Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, en ce que la gaine de protection comprend au moins deux rainures longitudinales sur la même surface, chaque rainure longitudinale étant parallèle l'une avec l'autre ou les unes avec les autres.
18. Procédé de fabrication d'un câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comprend l'étape de coextruder la gaine de protection (20) ensemble avec l'élément longitudinal réfléchissant (30).
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