FR2982885A1 - Procede de fabrication d'un cable metallique a deux couches gomme in situ par un elastomere thermoplastique insature - Google Patents

Abstract

Procédé de fabrication d'un câble métallique à deux couches concentriques de fils, de construction M+N, comportant une couche interne ou noyau (Ci) de M fils, M variant de 1 à 4, et une couche externe (Ce) de N fils, du type « gommé in situ » c'est-à-dire gommé de l'intérieur, pendant sa fabrication même, par du caoutchouc ou une composition de caoutchouc, ledit procédé comportant au moins les étapes suivantes : - une étape de gainage de la couche interne (Ci) par ledit caoutchouc ou ladite composition de caoutchouc, par passage à travers une tête d'extrusion ; - une étape d'assemblage des N fils de la couche externe (Ce) autour de la couche interne (Ci), pour formation du câble à deux couches ainsi gommé de l'intérieur, et étant caractérisé en ce que ledit caoutchouc est un élastomère thermoplastique insaturé extrudé à l'état fondu, préférentiellement un élastomère thermoplastique du type styrénique (« TPS ») tel que par exemple un copolymère à blocs SBS ou SIS.

Description

- 1 - La présente invention est relative aux procédés et dispositifs de fabrication de câbles métalliques à deux couches de fils concentriques, utilisables notamment pour le renforcement d'articles en caoutchouc, en particulier de pneumatiques. Elle est plus particulièrement relative aux procédés et dispositifs de fabrication de câbles métalliques du type « gommés in situ », c'est-à-dire gommés de l'intérieur, pendant leur fabrication même, par du caoutchouc ou une composition de caoutchouc, en vue d'améliorer leur résistance à la corrosion et par voie de conséquence leur endurance notamment dans les armatures de carcasses ou de sommet des pneumatiques pour véhicules industriels.

Un pneumatique radial comporte de manière connue une bande de roulement, deux bourrelets inextensibles, deux flancs reliant les bourrelets à la bande de roulement et une ceinture disposée circonférentiellement entre l'armature de carcasse et la bande de roulement. L'armature de carcasse est constituée d'au moins une nappe (ou "couche") de caoutchouc renforcée par des éléments de renforcement (ou "renforts") tels que des câblés ou des monofilaments, généralement du type métalliques dans le cas de pneumatiques pour véhicules industriels porteurs de lourdes charges. La ceinture est constituée de diverses nappes ou couches de caoutchouc renforcées ou non par des renforts tels que des câblés ou des monofilaments, notamment du type métalliques.

Elle comporte généralement au moins deux nappes de ceinture superposées, dites parfois « nappes de travail » ou « nappes croisées », dont les câbles de renforcement métalliques sont disposés parallèles les uns aux autres à l'intérieur d'une nappe, mais croisés d'une nappe à l'autre, c'est-à-dire inclinés, symétriquement ou non, par rapport au plan circonférentiel médian, d'un angle qui est généralement compris entre 10° et 45° selon le type de pneumatique considéré. Ces nappes croisées peuvent être complétées par diverses autres nappes ou couches de caoutchouc auxiliaires, de largeurs variables selon les cas, comportant ou non des renforts ; on citera à titre d'exemple des nappes dites « de protection » chargées de protéger le reste de la ceinture des agressions externes, des perforations, ou encore des nappes dites « de frettage » comportant des renforts orientés sensiblement selon la direction circonférentielle (nappes dites « à zéro degré »). Une ceinture de pneumatique doit satisfaire on le sait à de nombreuses exigences, souvent antinomiques, notamment : P10-2739 - 2 - - être la plus rigide possible à faible déformation, car elle contribue d'une manière substantielle à rigidifier le sommet du pneumatique ; - avoir une hystérèse aussi basse que possible, pour d'une part minimiser l'échauffement en roulage de la zone interne du sommet et d'autre part réduire la résistance au roulement du pneumatique, synonyme d'économie de carburant ; - posséder enfin une endurance élevée, vis-à-vis en particulier du phénomène de séparation, fissuration des extrémités des nappes croisées dans la zone d'épaule du pneumatique, connu sous le terme de "clivage", ce qui exige notamment des câbles métalliques qui renforcent les nappes de ceinture de présenter une résistance élevée à la fatigue en compression, le tout dans une atmosphère plus ou moins corrosive. La troisième exigence est particulièrement forte pour les enveloppes de pneumatiques pour véhicules industriels tels que véhicules poids-lourd, conçues pour pouvoir être rechapées une ou plusieurs fois lorsque les bandes de roulement qu'elles comportent atteignent un degré d'usure critique après un roulage prolongé. La disponibilité en aciers au carbone de plus en plus résistants et endurants fait que les manufacturiers de pneumatiques s'orientent aujourd'hui, autant que possible, vers l'emploi de câbles ayant seulement deux couches, afin notamment de simplifier la fabrication de ces câbles, diminuer l'épaisseur des nappes composites de renforcement et ainsi l'hystérèse des pneumatiques, en fin de compte diminuer les coûts des pneumatiques eux-mêmes et réduire la consommation d'énergie des véhicules équipés de tels pneumatiques. On sait bien par ailleurs que l'endurance en fatigue-fretting-corrosion des câbles à couches, en particulier dans les armatures de sommet ou de carcasse des pneumatiques, est améliorée de manière notable par la présence de caoutchouc à l'intérieur même de ces câbles s'opposant à la circulation d'agents corrosifs tels que eau ou oxygène le long de canaux vides formés par les fils constitutifs de ces câbles, que ce caoutchouc : - et c'est le cas le plus courant aujourd'hui, soit apporté ultérieurement à l'intérieur du câble, lors de la cuisson finale du pneumatique que le câble est destiné à renforcer, à la condition que l'architecture de ce câble, terminé de fabrication, soit suffisamment aérée et donc pénétrable par du caoutchouc ; - voire même, ce qui est encore mieux, soit déjà incorporé in situ dans le câble lors de sa fabrication-même, ce qui autorise du même coup l'utilisation de câbles à compacité plus élevée (moins aérés) par ailleurs préférable si l'on souhaite notamment continuer à pouvoir réduire notablement l'épaisseur des nappes de caoutchouc et leur hystérèse. Les demandes WO 2006/013077, WO 2007/090603, WO 2009/083212, WO 2009/083213, WO 2010/012411, déposées par les Demanderesses, ont décrit de tels câbles à deux couches P10-2739 - 3 - du type gommés in situ, ainsi que leurs procédés de fabrication. Ces câbles ont pour caractéristique commune d'être gommés de l'intérieur, pendant leur fabrication même, par une gomme dite de remplissage consistant en une composition à l'état cru (c'est-à-dire non vulcanisée) d'un caoutchouc diénique tel que du caoutchouc naturel.

Toutefois, les procédés de gommage in situ décrits pour la fabrication de ces câbles, ainsi que les câbles qui en sont issus, ne sont pas dépourvus d'inconvénients. Si l'on veut pouvoir garantir un taux de pénétration élevé par le caoutchouc à l'intérieur du câble pour l'obtention d'une perméabilité à l'air du câble, selon son axe, qui soit aussi faible que possible, il est nécessaire, selon les types de câbles et les procédés utilisés, d'utiliser des quantités plus ou moins importantes de caoutchouc lors du gainage, ce qui peut conduire dans certains cas à un risque de débordement parasite du caoutchouc cru à la périphérie du câble terminé de fabrication.

Or, en raison du fort pouvoir collant (ici, parasite) que possèdent à l'état cru (non vulcanisé) ces compositions de caoutchoucs diéniques, un débordement accidentel, même très faible, à la périphérie des câbles lors de la fabrication de ces derniers, peut générer des inconvénients notables lors de la manipulation ultérieure des câbles, en particulier lors des opérations qui vont suivre pour l'incorporation du câble à une bande de caoutchouc diénique (elle-même à l'état cru), avant les opérations ultimes de fabrication du pneumatique et de cuisson (réticulation) finale. De tels inconvénients ont été notamment décrits dans les demandes précitées WO 2009/083212, WO 2009/083213 et WO 2010/012411. Ils ralentissent bien entendu, in fine, les cadences industrielles et pénalisent le coût final des câbles et des pneumatiques qu'ils renforcent. Or, poursuivant leurs recherches, les Demanderesses ont découvert un procédé de fabrication amélioré, utilisant un caoutchouc de gainage spécifique, qui permet de pallier les inconvénients précités. En conséquence, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un câble métallique à deux couches concentriques de fils (Ci, Ce), de construction M+N, comportant une couche interne ou noyau (Ci) de M fils, M variant de 1 à 4, et une couche externe (Ce) de N fils, du type « gommé in situ » c'est-à-dire gommé de l'intérieur, pendant sa fabrication même, par du caoutchouc ou une composition de caoutchouc, ledit procédé comportant au moins les étapes suivantes : P10-2739 - 4 - - une étape de gainage de la couche interne (Ci) par le caoutchouc ou la composition de caoutchouc, par passage à travers une tête d'extrusion ; - une étape d'assemblage des N fils de la couche externe (Ce) autour de la couche interne (Ci), pour formation du câble à deux couches ainsi gommé de l'intérieur, et étant caractérisé en ce que ce caoutchouc est un élastomère thermoplastique insaturé extrudé à l'état fondu. Ce procédé de l'invention permet de fabriquer, en ligne et en continu, un câble à deux couches concentriques qui, comparé aux câbles multicouches gommés in situ de l'art antérieur, a pour avantage notable que le caoutchouc utilisé comme gomme de remplissage est un élastomère du type thermoplastique et non plus diénique, par définition thermofusible et donc plus facile à mettre en oeuvre, dont la quantité peut être aisément contrôlée ; il est ainsi possible, en jouant sur la température de mise en oeuvre de l'élastomère thermoplastique, de répartir uniformément ce dernier à l'intérieur de chacun des interstices du câble, conférant à ce dernier une imperméabilité optimale selon son axe longitudinal. En outre, l'élastomère thermoplastique ci-dessus ne pose pas de problème de collant parasite en cas d'un léger débordement à l'extérieur du câble après sa fabrication. Enfin, le caractère insaturé et donc (co)vulcanisable de cet élastomère thermoplastique insaturé offre au câble une excellente compatibilité avec les matrices de caoutchoucs diéniques insaturés tels que du caoutchouc naturel, utilisées habituellement comme gomme de calandrage dans les tissus métalliques destinés au renforcement des pneumatiques.

L'invention ainsi que ses avantages seront aisément compris à la lumière de la description et des exemples de réalisation qui suivent, ainsi que des figures 1 à 3 relatives à ces exemples qui schématisent, respectivement : - un exemple de dispositif de retordage et gommage in situ utilisable pour la fabrication 30 d'un câble à deux couches selon un procédé conforme à l'invention (Fig. 1) ; - en coupe transversale, un exemple de câble de construction 3+9 du type à couches cylindriques, gommé in situ, susceptible d'être fabriqué par le procédé de l'invention (Fig. 2) ; - en coupe transversale, un câble de construction 3+9 conventionnel, également du type 35 à couches cylindriques, non gommé in situ (Fig. 3). I. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION P10-2739 - 5 - Dans la présente description, sauf indication expresse différente, tous les pourcentages (%) indiqués sont des pourcentages massiques. D'autre part, tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "entre a et b" représente le domaine de valeurs allant de plus de a à moins de b (c'est-à-dire bornes a et b exclues) tandis que tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "de a à b" signifie le domaine de valeurs allant de a jusqu'à b (c'est-à-dire incluant les bornes strictes a et b). Le procédé de l'invention est donc destiné à la fabrication d'un câble métallique à deux couches concentriques de fils, comportant une couche interne ou noyau (Ci) de M fils (M variant de 1 à 4) et une couche externe (Ce) de N fils, du type « gommé in situ » c'est-à-dire gommé de l'intérieur, pendant sa fabrication même, par du caoutchouc ou une composition de caoutchouc (dite « gomme de remplissage »), ledit procédé comportant au moins les étapes suivantes : - au moins une étape de gainage de la couche interne (Ci) par ledit caoutchouc ou ladite composition de caoutchouc, par passage à travers une tête d'extrusion ; - une étape d'assemblage des N fils de la couche externe (Ce) autour de la couche interne (Ci), pour formation du câble multicouches ainsi gommé de l'intérieur, et étant caractérisé en ce que ledit caoutchouc est un élastomère thermoplastique insaturé extrudé à l'état fondu. Bien entendu, lorsque la couche interne comporte plusieurs (2, 3 ou 4) fils, il faut comprendre que ce procédé comporte en amont une étape préalable d'assemblage (par exemple par retordage ou câblage, direction S ou Z) de ces fils pour formation de la couche interne (Ci) avant son étape de gainage. Dans le procédé de l'invention, la gomme dite de remplissage est donc introduite in situ dans le câble en cours de fabrication, par gainage de la couche interne, ledit gainage en soi étant opéré de manière connue par exemple par passage à travers une tête d'extrusion délivrant la gomme de remplissage à l'état fondu. On rappellera ici qu'il existe deux techniques possibles d'assemblage de fils métalliques : - soit par câblage : dans un tel cas, les fils ne subissent pas de torsion autour de leur propre axe, en raison d'une rotation synchrone avant et après le point d'assemblage ; - soit par retordage : dans un tel cas, les fils subissent à la fois une torsion collective et une torsion individuelle autour de leur propre axe, ce qui génère un couple de détorsion sur chacun des fils et sur le câble lui-même. P10-2739 - 6 - Les deux techniques ci-dessus sont applicables, bien que l'on utilise préférentiellement une étape de retordage pour chaque étape d'assemblage ci-dessus.

Selon un autre mode de réalisation préférentiel, lorsque la couche interne comporte plusieurs fils (M différent de 1), chaque étape d'assemblage des fils de la couche interne d'une part, de la couche externe d'autre part, est réalisée par retordage. Lorsque M est différent de 1 (c'est-à-dire égal à 2, 3 ou 4), selon un autre mode de réalisation plus préférentiel, les N fils de la couche externe (Ce) sont enroulés en hélice au même pas et dans le même sens de torsion que les M fils de la couche interne (Ci), de manière à fabriquer un câble à deux couches du type compact (c'est-à-dire à couches compactes). Selon un autre mode de réalisation plus préférentiel, toujours lorsque M est différent de 1, les M fils de la couche interne et les N fils de la couche externe sont enroulés en hélice : - soit à un pas différent ; - soit selon un sens de torsion opposé ; - soit à un pas différent et selon un sens de torsion opposé, de manière à fabriquer un câble à deux couches du type cylindrique (c'est-à-dire à couches cylindriques). La tête d'extrusion est portée à une température appropriée, ajustable aisément en fonction de la nature spécifique de l'élastomère TPE utilisé et de ses propriétés thermiques. De préférence, la température d'extrusion de l'élastomère TPE insaturé est comprise entre 100°C et 250°C, plus préférentiellement entre 150°C et 200°C. Typiquement, la tête d'extrusion définit une zone de gainage ayant par exemple la forme d'un cylindre de révolution dont le diamètre est compris de préférence entre 0,15 mm et 1,2 mm, plus préférentiellement entre 0,20 et 1,0 mm, et dont la longueur est de préférence comprise entre 1 et 10 mm. La quantité de gomme de remplissage délivrée par la tête d'extrusion est ajustée dans un domaine préférentiel compris entre 5 et 40 mg par gramme de câble final (i.e., terminé de fabrication, gommé in situ). En dessous du minimum indiqué, il est plus difficile de garantir que la gomme de remplissage soit bien présente, au moins en partie, dans chacun des interstices ou capillaires du câble, tandis qu'au-delà du maximum indiqué, on s'expose à un risque de débordement excessif de la gomme de remplissage à la périphérie du câble. Pour toutes ces raisons, on préfère que la quantité de gomme de remplissage délivrée soit comprise entre 5 et 35 mg, notamment entre 5 et 30 mg par gramme de câble.

P10-2739 - 7 - L'élastomère thermoplastique insaturé à l'état fondu recouvre ainsi la couche interne (Ci) par le biais de la tête de gainage, à une vitesse de défilement typiquement de quelques mètres à quelques dizaines de m/min, pour un débit de pompe d'extrusion typiquement de plusieurs cm3/min à plusieurs dizaines de cm3/min. Le ou les fils de la couche interne, selon le cas applicable, sont avantageusement préchauffés avant passage dans la tête d'extrusion, par exemple par passage à travers un générateur HF ou à travers un tunnel chauffant. Le couche interne ou noyau une fois ainsi gainé(e) est recouvert(e) de préférence d'une épaisseur minimale d'élastomère TPE insaturé qui est supérieure à 5 i.tm, typiquement comprise entre 5 et 30 1.1.m. Puis les N fils de la couche externe sont câblés ou retordus ensemble (direction S ou Z) autour de la couche interne pour formation du câble à deux couches ainsi gommé de l'intérieur. Au cours de cet assemblage final, les fils de la couche externe viennent s'appuyer sur la gomme de remplissage à l'état fondu, s'incruster dans cette dernière. La gomme de remplissage, en se déplaçant sous la pression exercée par ces fils externes, a alors naturellement tendance à pénétrer dans chacun des interstices ou cavités laissés vides par les fils entre la couche externe et le couche interne qui lui est adjacente.

Préférentiellement, toutes les étapes du procédé de l'invention sont opérées en ligne et en continu, quel que soit le type de câble fabriqué (câble compact comme câble à couches cylindriques), tout ceci à haute vitesse. Le procédé ci-dessus peut être mis en oeuvre à une vitesse (vitesse de défilement du câble sur la ligne de fabrication) supérieure à 50 m/min, préférentiellement supérieure à 70 m/min, notamment supérieure à 100 m/min.

Mais il est bien entendu également possible de fabriquer le câble selon l'invention en discontinu, par exemple, dans le cas par gainage préalable de la couche interne (Ci), puis solidification de la gomme de remplissage, enfin bobinage et stockage de ce dernier avant l'opération finale d'assemblage de la couche externe (Ce) ; la solidification de la gaine élastomère est aisée, elle peut être conduite par tout moyen de refroidissement approprié, par exemple par un refroidissement à l'air ou à l'eau, suivi dans ce dernier cas d'une opération de séchage. A ce stade, la fabrication du câble selon l'invention est terminée. Toutefois, lorsque, conformément à un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les deux couches du câble sont assemblées par retordage, on préfère alors ajouter une étape d'équilibrage de torsion pour obtention d'un câble dit équilibré (ou stabilisé) en torsion ; par "équilibrage de torsion", on entend ici de manière connue l'annulation des couples de torsion résiduels (ou du retour élastique de détorsion) s'exerçant sur le câble. Les outils d'équilibrage de la torsion sont bien connus de l'homme du métier du retordage ; ils peuvent consister par exemple en des P10-2739 - 8 - dresseurs et/ou des retordeurs et/ou des retordeurs-dresseurs constitués soit de poulies pour les retordeurs, soit de galets de petit diamètre pour les dresseurs, poulies et/ou galets à travers lesquels circule le câble.

Préférentiellement, dans ce câble terminé, l'épaisseur de gomme de remplissage entre deux fils adjacents du câble, quels qu'ils soient, varie de 1 à 10 um. Ce câble peut être enroulé sur une bobine de réception, pour stockage, avant d'être traité par exemple à travers une installation de calandrage, pour préparation d'un tissu composite métal-caoutchouc diénique utilisable par exemple comme armature de carcasse, ou encore comme armature de sommet d'un pneumatique. Le câble métallique multicouches obtenu selon le procédé de l'invention peut être qualifié de câble gommé in situ, c'est-à-dire qu'il est gommé de l'intérieur, pendant sa fabrication même, par du caoutchouc ou une composition de caoutchouc dénommé(e) gomme de remplissage.

En d'autres termes, à l'état brut de fabrication, ses "capillaires" ou "interstices" (les deux termes, interchangeables, désignant les espaces vides , libres, formés par des fils adjacents, en l'absence de gomme de remplissage), pour une partie ou préférentiellement la totalité d'entre eux, comportent déjà un caoutchouc spécifique à titre de gomme de remplissage qui remplit au moins en partie lesdits interstices, de manière continue ou non selon l'axe du câble. Par câble à l'état brut de fabrication, on entend bien entendu un câble qui n'a pas encore été mis au contact d'une matrice de caoutchouc diénique (e.g. caoutchouc naturel) d'un produit semi-fini ou d'un article fini en caoutchouc tel qu'un pneumatique, que ledit câble serait destiné à renforcer ultérieurement.

Ce caoutchouc spécifique est un élastomère thermoplastique insaturé, utilisé seul ou avec d'éventuels additifs (c'est-à-dire dans ce cas sous forme d'une composition d'élastomère thermoplastique insaturé) pour constituer la gomme de remplissage.

On rappellera tout d'abord ici que les élastomères thermoplastiques (en abrégé "TPE") sont des élastomères thermoplastiques se présentant sous la forme de copolymères blocs à base de blocs thermoplastiques. De structure intermédiaire entre polymères thermoplastiques et élastomères, ils sont constitués de manière connue de séquences rigides thermoplastiques, notamment polystyrène reliées par des séquences souples élastomère, par exemple polybutadiène ou polyisoprène pour des TPE insaturés ou poly(éthylène/butylène) pour des TPE saturés. C'est la raison pour laquelle, de manière connue, les copolymères blocs TPE ci-dessus se caractérisent généralement par la présence de deux pics de transition vitreuse, le premier pic (température la plus basse, généralement négative) étant relatif à la séquence élastomère du P10-2739 - 9 - copolymère TPE, le second pic (température la plus haute, positive, typiquement supérieure à 80°C pour des élastomères préférentiels du type TPS) étant relatif à la partie thermoplastique (par exemple blocs styrène) du copolymère TPE.

Ces élastomères TPE sont souvent des élastomères triblocs avec deux segments rigides reliés par un segment souple. Les segments rigides et souples peuvent être disposés linéairement, en étoile ou branchés. Ces élastomères TPE peuvent être aussi des élastomères diblocs avec un seul segment rigide relié à un segment souple. Typiquement, chacun de ces segments ou blocs contient au minimum plus de 5, généralement plus de 10 unités de base (par exemple unités styrène et unités isoprène pour un copolymère blocs styrène/ isoprène/ styrène). Ceci étant rappelé, une caractéristique essentielle de l'élastomère TPE utilisé dans le procédé de l'invention est qu'il est insaturé. Par élastomère TPE insaturé, on entend par définition et de manière bien connue un élastomère TPE qui est pourvu d'insaturations éthyléniques, c'est- à-dire qui comporte des doubles liaisons carbone-carbone (conjuguées ou non) ; réciproquement, un élastomère TPE dit saturé est bien entendu un élastomère TPE qui est dépourvu de telles doubles liaisons. Le caractère insaturé de l'élastomère TPE insaturé fait que ce dernier est (co)réticulable, (co)vulcanisable au soufre, ce qui le rend avantageusement compatible avec les matrices de caoutchoucs diéniques insaturés, telles que celles à base de caoutchouc naturel, utilisées habituellement comme gomme de calandrage dans les tissus métalliques destinés au renforcement des pneumatiques. Ainsi, un éventuel débordement de la gomme de remplissage à l'extérieur du câble, lors de la fabrication de ce dernier, ne sera pas préjudiciable à son adhésion ultérieure à la gomme de calandrage dudit tissu métallique, ce défaut étant en effet susceptible d'être corrigé lors de la cuisson finale du pneumatique par la co-réticulation possible entre l'élastomère TPE insaturé et l'élastomère diénique de la gomme de calandrage.

De préférence, l'élastomère TPE insaturé est un élastomère thermoplastique styrénique (en abrégé "TPS") c'est-à-dire comportant, à titre de blocs thermoplastiques, des blocs styrène (polystyrène). Plus préférentiellement, l'élastomère TPS insaturé est un copolymère comportant des blocs polystyrène (c'est-à-dire formés de monomère styrénique polymérisé) et des blocs polydiène (c'est-à-dire formés de monomère diénique polymérisé), préférentiellement parmi ces derniers des blocs polyisoprène et/ou des blocs polybutadiène. Par blocs polydiène, notamment polyisoprène et blocs polybutadiène, on entend également par extension, dans la présente demande, des blocs de copolymère diène statistique, P10-2739 -10- notamment d'isoprène ou de butadiène comme par exemple des blocs de copolymère statistique styrène/ isoprène (SI) ou styrène-butadiène (SB), ces blocs polydiène étant particulièrement associés à des blocs thermoplastiques polystyrène pour constituer les élastomères TPS insaturés qui ont été décrits précédemment.

Par monomère styrénique doit être entendu tout monomère à base de styrène, non substitué comme substitué ; parmi les styrènes substitués peuvent être cités par exemple les méthylstyrènes (par exemple l'o-méthylstyrène, le m-méthylstyrène ou le p-méthylstyrène, l'alpha-méthylstyrène, l'alpha-2-diméthylstyrène, l'alpha-4-diméthylstyrène ou le diphényléthylène), le para-tertio-butylstyrène, les chlorostyrènes (par exemple l'ochlorostyrène, le m-chlorostyrène, le p-chlorostyrène, le 2,4-dichlorostyrène, le 2,6- dichlorostyrène ou le 2,4,6-trichlorostyrène), les bromostyrènes (par exemple l'obromostyrène, le m-bromostyrène, le p-bromostyrène, le 2,4-dibromostyrène, le 2,6- dibromostyrène ou les 2,4,6-tribromostyrène), les fluorostyrènes (par exemple l' o- fluorostyrène, le m-fluorostyrène, le p-fluorostyrène, le 2,4-difluorostyrène, le 2,6- difluorostyrène ou les 2,4,6-trifluorostyrène), le para-hydroxy-styrène, et les mélanges de tels monomères. Par monomère diénique doit être entendu tout monomère porteur de deux doubles liaisons carbone-carbone, conjuguées ou non, en particulier tout monomère diène conjugué ayant de 4 à 12 atomes de carbone choisi notamment dans le groupe constitué par l'isoprène, le butadiène, le 1-méthylbutadiène, le 2- méthylbutadiène, le 2,3-diméthyl-1,3-butadiène, le 2,4- diméthyl- 1,3 -butadiène, le 1,3 -pentadiène, le 2 -méthyl- 1,3 -pentadiène, le 3 -méthyl- 1,3 - pentadiène, le 4-méthy1-1,3-pentadiène, le 2,3-diméthy1-1,3-pentadiène, le 2,5-diméthy1-1,3- pentadiène, le 1,3-hexadiène, le 2-méthyl-1,3-hexadiène, le 3-méthyl-1,3-hexadiène, le 4- méthyl- 1,3 -hexadiène, le 5 -méthyl- 1,3 -hexadiène, le 2, 5 -diméthyl- 1,3 -hexadiène, le 2 - néopentylbutadiène, le 1,3-cyclopentadiène, le 1,3-cyclohexadiène, 1-viny1-1,3- cyclohexadiène, et les mélanges de tels monomères.

Un tel élastomère TPS insaturé est choisi en particulier dans le groupe constitué par les copolymères blocs styrène/ butadiène (SB), styrène/ isoprène (SI), styrène/ butadiène/ butylène (SBB), styrène/ butadiène/ isoprène (SBI), styrène/ butadiène/ styrène (SBS), styrène/ butadiène/ butylène/ styrène (SBBS), styrène/ isoprène/ styrène (SIS), styrène/ butadiène/ isoprène/ styrène (SBIS) et les mélanges de ces copolymères.

Plus préférentiellement encore, cet élastomère TPS insaturé est un copolymère comportant au moins trois blocs, ce copolymère étant plus particulièrement choisi dans le groupe constitué par les copolymères blocs styrène/ butadiène/ styrène (SBS), styrène/ butadiène/ butylène/ styrène (SBBS), styrène/ isoprène/ styrène (SIS), styrène/ butadiène/ isoprène/ styrène (SBIS) et les mélanges de ces copolymères. P10-2739 Selon un mode de réalisation particulier et préférentiel de l'invention, le taux de styrène, dans l'élastomère TPS insaturé ci-dessus est compris entre 5 et 50%, pour un compromis optimal vis-à-vis des propriétés thermoplastiques d'une part et du caractère (co)réticulable de cet élastomère d'autre part. Selon un autre mode de réalisation particulier et préférentiel de l'invention, la masse moléculaire moyenne en nombre (notée Mn) de l'élastomère TPE (notamment TPS) est préférentiellement comprise entre 5 000 et 500 000 g/mol, plus préférentiellement comprise entre 7 000 et 450 000. La masse moléculaire moyenne en nombre (Mn) des élastomères TPS est déterminée de manière connue, par chromatographie d'exclusion stérique (SEC). L'échantillon est préalablement solubilisé dans du tétrahydrofuranne à une concentration d'environ 1 g/1 ; puis la solution est filtrée sur filtre de porosité 0,45 iam avant injection. L'appareillage utilisé est une chaîne chromatographique "WATERS alliance". Le solvant d'élution est le tétrahydrofuranne, le débit de 0,7 ml/min, la température du système de 35°C et la durée d'analyse de 90 min. On utilise un jeu de quatre colonnes WATERS en série, de dénominations commerciales "STYRAGEL" ("HMW7", "HMW6E" et deux "HT6E"). Le volume injecté de la solution de l'échantillon de polymère est de 100 pl. Le détecteur est un réfractomètre différentiel "WATERS 2410" et son logiciel associé d'exploitation des données chromatographiques est le système "WATERS MILLENIUM". Les masses molaires moyennes calculées sont relatives à une courbe d'étalonnage réalisée avec des étalons de polystyrène. Selon un autre mode de réalisation particulier et préférentiel de l'invention, la Tg de l'élastomère TPE (notamment TPS) insaturé (pour rappel, première Tg relative à la séquence élastomère) est inférieure à 0°C, plus particulièrement inférieure à -15°C, cette grandeur étant mesurée de manière connue par DSC (Differential Scanning Calorimetry), par exemple selon la norme ASTM D3418-82.

Selon un autre mode de réalisation particulier et préférentiel de l'invention, la dureté Shore A (mesurée selon ASTM D2240-86) de l'élastomère TPE (notamment TPS) insaturé est comprise entre 10 et 100, plus particulièrement comprise dans un domaine de 20 à 90. Des élastomères TPS insaturés tels que par exemple SB, SI, SBS, SIS, SBBS ou SBIS sont bien connus et disponibles commercialement, par exemple auprès de la société Kraton sous la dénomination "Kraton D" (e.g., produits D1161, D1118, D1116, D1163), auprès de la société Dynasol sous la dénomination "Calprene" (e.g., produits C405, C411, C412), auprès de la société Polimeri Europa sous la dénomination "Europrene" (e.g., produit SOLT166), auprès de la société BASF sous dénomination "Styroflex" (e.g., produit 2G66), ou encore auprès de la société Asahi sous la dénomination "Tuftec" (e.g., produit P1500). P10-2739 -12- L'élastomère thermoplastique insaturé précédemment décrit est suffisant à lui seul pour que la gomme de remplissage remplisse totalement sa fonction d'obturation des capillaires ou interstices du câble selon l'invention. Toutefois, divers autres additifs peuvent être ajoutés, typiquement en faible quantité (préférentiellement à des taux pondéraux inférieurs à 20 parties, plus préférentiellement inférieurs à 10 parties pour 100 parties d'élastomère thermoplastique insaturé), comme par exemple des plastifiants, des charges renforçantes tels que du noir de carbone ou de la silice, des charges non renforçantes ou inertes, des charges lamellaires, des agents de protection tels que des anti-oxydants ou anti-ozonants, divers autres stabilisants, des agents colorants destinés par exemple à colorer la gomme de remplissage. La gomme de remplissage pourrait aussi comporter, selon une fraction pondérale minoritaire par rapport à la fraction d'élastomère thermoplastique insaturé, des polymères ou élastomères autres que des élastomères thermoplastiques insaturés.

Grâce au procédé de l'invention, il est possible de fabriquer des câbles tels que, sur toute portion de câble de longueur égale à 2 cm, chaque interstice ou capillaire du câble comporte au moins un bouchon de gomme qui obstrue ce capillaire ou interstice de telle manière que, au test de perméabilité à l'air selon le paragraphe II-1, ce câble présente un débit d'air moyen inférieur à 2 cm3/min, plus préférentiellement inférieur à 0,2 cm3/min ou au plus égal à 0,2 cm3/min. Son taux de gomme de remplissage est de préférence compris entre 5 et 40 mg de gomme par g de câble, plus préférentiellement compris entre 5 et 35 mg, notamment entre 5 et 30 mg. Par câble métallique, on entend par définition dans la présente demande un câble formé de fils constitués majoritairement (c'est-à-dire pour plus de 50% en nombre de ces fils) ou intégralement (pour 100% des fils) d'un matériau métallique. Indépendamment les uns des autres et d'une couche à l'autre, le ou les fils du noyau (Ci) et les fils de la couche externe (Ce) sont de préférence en acier, plus préférentiellement en acier au carbone. Mais il est bien entendu possible d'utiliser d'autres aciers, par exemple un acier inoxydable, ou d'autres alliages. Lorsqu'un acier au carbone est utilisé, sa teneur en carbone (% en poids d'acier) est de préférence comprise entre 0,2% et 1,2%, notamment entre 0,5% et 1,1% ; ces teneurs représentent un bon compromis entre les propriétés mécaniques requises pour le pneumatique et la faisabilité des fils. Il est à noter qu'une teneur en carbone comprise entre 0,5% et 0,6% rend de tels aciers finalement moins coûteux car plus faciles à tréfiler. Un autre mode avantageux de réalisation de l'invention peut consister aussi, selon les applications visées, à utiliser des aciers à faible teneur en carbone, comprise par exemple entre 0,2% et 0,5%, en raison notamment d'un coût plus bas et d'une plus grande facilité de tréfilage. P10-2739 -13- Le métal ou l'acier utilisé, qu'il s'agisse en particulier d'un acier au carbone ou d'un acier inoxydable, peut être lui-même revêtu d'une couche métallique améliorant par exemple les propriétés de mise en oeuvre du câble métallique et/ou de ses éléments constitutifs, ou les propriétés d'usage du câble et/ou du pneumatique eux-mêmes, telles que les propriétés d'adhésion, de résistance à la corrosion ou encore de résistance au vieillissement. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'acier utilisé est recouvert d'une couche de laiton (alliage Zn-Cu) ou de zinc ; on rappelle que lors du procédé de fabrication des fils, le revêtement de laiton ou de zinc facilite le tréfilage du fil, ainsi que le collage du fil avec le caoutchouc. Mais les fils pourraient être recouverts d'une fine couche métallique autre que du laiton ou du zinc, ayant par exemple pour fonction d'améliorer la résistance à la corrosion de ces fils et/ou leur adhésion au caoutchouc, par exemple une fine couche de Co, Ni, Al, d'un alliage de deux ou plus des composés Cu, Zn, Al, Ni, Co, Sn.

Les câbles obtenus selon le procédé de l'invention sont préférentiellement en acier au carbone et possèdent une résistance en traction (Rm) de préférence supérieure à 2500 MPa. L'allongement total à la rupture (At) du câble, somme de ses allongements structural, élastique et plastique, est de préférence supérieur à 2,0%.

Pour illustrer plus en détail la mise en oeuvre de l'invention par exemple dans le cas d'un câble à deux couches concentriques (Ci, Ce) de construction M+N avec M différent de 1, comportant une couche interne ou noyau (Ci) constitué de M (par exemple 2 ou 3) fil(s) de diamètre d1 enroulés ensemble en hélice selon un pas pi, couche autour de laquelle sont entourés ensemble en hélice selon un pas p2, en une couche externe (Ce), N fils de diamètre d2, le procédé de l'invention comporte alors au moins les étapes suivantes : - tout d'abord, une étape d'assemblage (par câblage ou retordage) des M fils noyau pour formation en un point, dit « point d'assemblage », de la couche interne (Ci) ; - en aval dudit point d'assemblage, une étape de gainage du noyau par l'élastomère thermoplastique insaturé qui est extrudé à l'état fondu par passage à travers une tête d'extrusion ; - puis une étape d'assemblage (par câblage ou retordage) des N fils de la couche externe (Ce) autour de la couche interne (Ci) pour formation du câble ainsi gommé de l'intérieur.

Bien entendu, lorsque M est égal à 1, l'étape de gainage est conduite directement sur le fil noyau unique. Les M et N fils sont délivrés par des moyens d'alimentation tels que des bobines, grilles de répartition, couplées ou non à des grains d'assemblage, tous destinés à faire converger les M P10-2739 -14- fils d'une part, les N fils d'autre part, vers leurs points de torsion (ou points d'assemblage) communs. M varie de 1 à 4, mais le nombre N de fils peut varier quant à lui dans une très large mesure selon le mode de réalisation particulier de l'invention, étant entendu que le nombre maximal de fils N sera augmenté si leur diamètre d2 est réduit comparativement au diamètre d1 des fils de la couche, afin de conserver préférentiellement la couche externe dans un état saturé. Préférentiellement, N est compris dans un domaine de 5 à 15. Plus préférentiellement, les câbles fabriqués selon l'invention ont pour constructions préférentielles 1+6, 2+7, 2+8, 3+8, 3+9, 4+9 et 4+10. Parmi ces câbles sont particulièrement choisis ceux constitués de fils ayant le même diamètre d'une couche à l'autre (soit d1= d2). Le noyau (Ci) du câble selon l'invention est préférentiellement constitué d'un seul fil unitaire ou au plus de 2 ou 3 fils, ces derniers pouvant être par exemple parallèles ou au contraire et de préférence retordus ensemble. Plus préférentiellement encore, lorsque M est égal à 1, N est compris dans un domaine de 5 à 7, et lorsque M est égal à 2 ou 3, N est compris dans un domaine de 6 à 11 ; Lorsque M est égal à 4, N est compris de préférence dans un domaine de 8 à 12.

Pour un compromis optimisé entre résistance, faisabilité, rigidité et endurance en flexion du câble, on préfère que les diamètres (d1 et d2) des fils des couches (Ci, Ce), identiques ou différents, soient compris dans un domaine de 0,08 à 0,50 mm, plus préférentiellement dans un domaine de 0,10 à 0,35 mm. On utilise de préférence des fils de même diamètre d'une couche à l'autre (soit d1 = d2), ce qui simplifie notamment la fabrication et réduit le coût des câbles. On rappelle ici que de manière connue le pas « p » représente la longueur, mesurée parallèlement à l'axe du câble, au bout de laquelle un fil ayant ce pas effectue un tour complet autour dudit axe du câble. Lorsque le noyau (Ci) est constitué de plus d'un fil (M supérieur à 1), les M fils sont de préférence assemblés, notamment retordus, selon un pas pi qui est plus préférentiellement compris dans un domaine de 3 à 30 mm, en particulier dans un domaine de 3 à 20 mm.

Selon un autre mode de réalisation préférentiel, les pas pi et p2 sont égaux. C'est notamment le cas pour des câbles à couches du type compacts dans lesquels les deux couches Ci et Ce ont pour autre caractéristique d'être enroulées dans le même sens de torsion (S/S ou Z/Z). Dans de tels câbles à couches dits compacts, la compacité est très élevée, telle que la section transversale de ces câbles a un contour qui est polygonal et non cylindrique. P10-2739 -15- Selon un autre mode de réalisation préférentiel, les pas pl et p2 sont différents. C'est notamment le cas pour des câbles à couches du type cylindriques dans lesquels les deux couches Ci et Ce peuvent être enroulées dans le même sens de torsion (S/S ou Z/Z) ou dans un sens opposé (S/Z ou Z/S). Dans de tels câbles à couches dits cylindriques, la compacité est telle que la section transversale de ces câbles a un contour qui est cylindrique, comme illustré à titre d'exemple à la figure 2 (câble cylindrique 3+9 préparé selon l'invention). Dans le câble préparé selon l'invention, la couche externe Ce est préférentiellement une couche saturée, c'est-à-dire que, par définition, il n'existe pas suffisamment de place dans cette couche pour y ajouter un fil supplémentaire de diamètre d2, en d'autres termes au moins un (N.+1)ème fil de diamètre d2, N. représentant le nombre maximal de fils enroulables en une couche autour de la couche centrale (Ci). Cette construction a pour avantage notable d'offrir, pour un diamètre donné du câble, une résistance plus élevée.

Comme déjà indiqué précédemment, le câble selon l'invention, comme tout autre câble à couches, peut être de deux types, à savoir du type à couches compactes ou du type à couches cylindriques.

Préférentiellement, la couche Ci - dans le cas où M est supérieur à 1 - et la couche Ce sont enroulées dans le même sens de torsion, c'est-à-dire soit dans la direction S (disposition "S/S"), soit dans la direction Z (disposition "Z/Z"). L'enroulement dans le même sens de ces couches permet avantageusement de minimiser les frottements entre ces deux couches et donc l'usure des fils qui les constituent.

Selon un premier mode de réalisation plus préférentiel, les deux couches sont enroulées dans le même sens de torsion et au même pas (soit pl = p2), pour l'obtention d'un câble du type compact. Selon un autre mode de réalisation plus préférentiel, les deux couches sont enroulées dans le même sens de torsion et à un pas différent (soit pl p2), pour l'obtention d'un câble du type cylindrique tel que représenté par exemple à la figure 2. Le procédé de l'invention rend possible la fabrication de câbles qui peuvent être, selon un mode de réalisation particulièrement préférentiel, dépourvus ou quasiment dépourvus de gomme de remplissage à leur périphérie ; par une telle expression, on entend qu'aucune particule de gomme de remplissage n'est visible, à l'oeil nu, à la périphérie du câble, c'est-à- dire que l'homme du métier ne fait pas de différence en sortie de fabrication, à l'oeil nu et à une distance de trois mètres ou plus, entre une bobine de câble préparé selon l'invention et une bobine de câble conventionnel non gommé in situ. P10-2739 -16- Toutefois, comme indiqué précédemment, un éventuel débordement de la gomme de remplissage à la périphérie du câble ne sera pas préjudiciable à son adhésion ultérieure à une gomme de calandrage de tissu métallique, grâce au caractère co-réticulable de l'élastomère thermoplastique insaturé et de l'élastomère diénique de ladite gomme de calandrage.

Le procédé de l'invention s'applique bien entendu à la fabrication de câbles du type compacts (pour rappel et par définition, ceux dont les couches sont enroulées au même pas et dans le même sens) comme à la fabrication de câbles du type à couches cylindriques (pour rappel et par définition, ceux dont les couches sont enroulées soit à des pas différents (quels que soient leurs sens de torsion, identiques ou pas), soit dans des sens opposés (quels que soient leurs pas, identiques ou différents)). Un dispositif d'assemblage et gommage utilisable pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention précédemment décrit, appliqué à titre d'exemple à la fabrication d'un câble à deux couches de construction 3+N, est un dispositif comportant d'amont en aval, selon la direction d'avancement d'un câble en cours de formation : - des moyens d'alimentation d'une part des 3 fils noyau, d'autre part des N fils de la couche externe (Ce) ; - des premiers moyens d'assemblage des 3 fils pour fabrication de la couche interne (Ci) en un point dit « premier point d'assemblage » (disposés entre les moyens d'alimentation des 3 fils et les moyens d'extrusion qui suivent) ; - des moyens d'extrusion délivrant l'élastomère thermoplastique à l'état fondu, disposés en aval du premier point d'assemblage, pour gainage du noyau ; - des seconds moyens d'assemblage des N fils autour de la couche interne (Ce) ainsi gainée, pour mise en place de la couche externe (Ce) en un point dit « second point d'assemblage ». On voit sur la figure 1 annexée un exemple de dispositif (10) d'assemblage par retordage, du type à alimentation tournante et à réception tournante (symbolisées par deux flèches de même sens F1 et F2), utilisable pour la fabrication d'un câble à couches cylindriques dans lequel les pas pi et p2 sont différents et les sens de torsion des deux couches identiques. Dans ce dispositif (10), des moyens d'alimentation (110) délivrent 3 fils (11) à travers une grille (12) de répartition (répartiteur axisymétrique), couplée ou non à un grain d'assemblage (13), grille au-delà de laquelle convergent les 3 fils en un point d'assemblage (14), pour formation du noyau (Ci). L'âme (Ci), une fois formée, traverse ensuite une zone de gainage consistant par exemple en une tête d'extrusion unique (15) constituée par exemple par une extrudeuse bi-vis (alimentée P10-2739 -17- par une trémie contenant l'élastomère TPE sous forme de granules) alimentant une filière de calibrage par l'intermédiaire d'une pompe. La distance entre le point de convergence (14) et le point de gainage (15) est par exemple comprise entre 50 cm et 1 m. Autour de l''âme ainsi gommée (16) et progressant dans le sens de la flèche, sont ensuite assemblés par retordage les N fils (17) de la couche externe (Ce), par exemple au nombre de neuf, délivrés par des moyens d'alimentation (170). Le câble final (Ci+Ce) ainsi formé est finalement collecté sur la réception tournante (19), après traversée des moyens d'équilibrage de torsion (18) consistant par exemple en un dresseur et/ou un retordeur-dresseur.

On rappelle ici que, de manière bien connue de l'homme du métier, pour la fabrication d'un câble du type à couches compactes (pas pi et p2 égaux et sens de torsion identiques des deux couches), on aurait utilisé un dispositif comportant un seul organe (alimentation ou réception) tournant, et non deux comme décrits ci-dessus (Fig. 1) à titre d'exemple.

La figure 2 schématise, en coupe perpendiculaire à l'axe du câble (supposé rectiligne et au repos), un exemple d'un câble préférentiel 3+9 gommé in situ, susceptible d'être obtenu à l'aide du procédé conforme à l'invention précédemment décrit. Ce câble 3+N (noté C-1) est du type à couches cylindriques ; dans cet exemple, ses deux couches sont enroulées dans le même sens (S/S ou Z/Z selon une nomenclature reconnue) mais à un pas différent (pl p2). Ce type de construction a pour conséquence que ses fils constitutifs (20, 21) forment deux couches sensiblement concentriques qui ont chacune un contour (E) (représenté en pointillés) qui est sensiblement cylindrique et non polygonal comme dans le cas de câbles à couches dits compacts.

Ce câble C-1 peut être qualifié de câble gommé in situ : chacun des capillaires ou interstices (espaces vides en l'absence de gomme de remplissage) formés par les fils adjacents, pris trois par trois, de ses deux couches Ci, Ce est rempli, au moins en partie (de manière continue ou non selon l'axe du câble), par la gomme de remplissage de telle manière que pour toute longueur de câble de 2 cm, chaque capillaire comporte au moins un bouchon de gomme. Plus précisément, la gomme de remplissage (23) remplit chaque capillaire, notamment le capillaire central (24) (symbolisé par un triangle) formé par les fils adjacents. Selon un mode de réalisation préférentiel, la gomme de remplissage s'étend d'une manière continue autour de la couche interne (Ci) qu'elle recouvre. Ainsi préparé, le câble M+N peut être qualifié d'étanche à l'air : au test de perméabilité à l'air décrit au paragraphe II-1-B qui suit, il se caractérise par un débit d'air moyen qui est préférentiellement inférieur à 2 cm3/min, plus préférentiellement inférieur ou au plus égal à 0,2 cm3/min. P10-2739 -18- Pour comparaison, la figure 3 rappelle la coupe d'un câble 3+9 (noté C-2) conventionnel (i.e., non gommé in situ), également du type à deux couches cylindriques. L'absence de gomme de remplissage fait que les trois fils (30) de la couche interne (Ci) sont pratiquement au contact l'un de l'autre, ce qui conduit à un capillaire central (33) vide et fermé, impénétrable de l'extérieur par du caoutchouc et donc propice à la propagation de milieux corrosifs. II. EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION II-1. Mesures et tests utilisés II-1-A. Mesures dynamométriques Pour ce qui concerne les fils et câbles métalliques, les mesures de force à la rupture notée Fm (charge maximale en N), de résistance à la rupture notée Rm (en MPa) et d'allongement à la rupture noté At (allongement total en %) sont effectuées en traction selon la norme ISO 6892 de 1984.

Concernant les compositions de caoutchouc diénique, les mesures de module sont effectuées en traction, sauf indication différente selon la norme ASTM D 412 de 1998 (éprouvette "C") : on mesure en seconde élongation (c'est-à-dire après un cycle d'accommodation) le module sécant "vrai" (c'est-à-dire ramené à la section réelle de l'éprouvette) à 10% d'allongement, noté El0 et exprimé en MPa (conditions normales de température et d'hygrométrie selon la norme ASTM D 1349 de 1999). II-1-B. Test de perméabilité à l'air Ce test permet de déterminer la perméabilité longitudinale à l'air des câbles testés, par mesure du volume d'air traversant une éprouvette sous pression constante pendant un temps donné. Le principe d'un tel test, bien connu de l'homme du métier, est de démontrer l'efficacité du traitement d'un câble pour le rendre imperméable à l'air ; il a été décrit par exemple dans la norme ASTM D2692-98.

Le test est ici réalisé soit sur des câbles extraits des pneumatiques ou des nappes de caoutchouc qu'ils renforcent, donc déjà enrobés de l'extérieur par du caoutchouc à l'état cuit, soit sur des câbles bruts de fabrication. Dans le second cas, les câbles bruts doivent être préalablement noyés, enrobés de l'extérieur par une gomme dite d'enrobage. Pour cela, une série de 10 câbles disposés parallèlement P10-2739 -19- (distance inter-câble : 20 mm) est placée entre deux « skims » ou couches (deux rectangles de 80 x 200 mm) d'une composition de caoutchouc diénique à l'état cru, chaque skim ayant une épaisseur de 3,5 mm ; le tout est alors bloqué dans un moule, chacun des câbles étant maintenu sous une tension suffisante (par exemple 2 daN) pour garantir sa rectitude lors de la mise en place dans le moule, à l'aide de modules de serrage ; puis on procède à la vulcanisation (cuisson) pendant 40 min à une température de 140°C et sous une pression de 15 bar (piston rectangulaire de 80 x 200 mm). Après quoi, on démoule l'ensemble et on découpe 10 éprouvettes de câbles ainsi enrobés, sous forme de parallélépipèdes de dimensions 7x7x20 mm, pour caractérisation.

On utilise comme gomme d'enrobage une composition de caoutchouc conventionnelle pour pneumatique, à base de caoutchouc naturel (peptisé) et de noir de carbone N330 (65 pce), comportant en outre les additifs usuels suivants: soufre (7 pce), accélérateur sulfénamide (1 pce), ZnO (8 pce), acide stéarique (0,7 pce), antioxydant (1,5 pce), naphténate de cobalt (1,5 pce) ; le module El0 de la gomme d'enrobage est de 10 MPa environ. Le test est réalisé sur 2 cm de longueur de câble, enrobé donc par sa composition de caoutchouc (ou gomme d'enrobage) environnante à l'état cuit, de la manière suivante : on envoie de l'air à l'entrée du câble, sous une pression de 1 bar, et on mesure le volume d'air à la sortie, à l'aide d'un débitmètre (calibré par exemple de 0 à 500 cm3/min). Pendant la mesure, l'échantillon de câble est bloqué dans un joint étanche comprimé (par exemple un joint en mousse dense ou en caoutchouc) de telle manière que seule la quantité d'air traversant le câble d'une extrémité à l'autre, selon son axe longitudinal, est prise en compte par la mesure ; un contrôle d'étanchéité préalable du joint étanche est fait à l'aide d'une éprouvette de caoutchouc pleine, i.e., sans câble. Le débit mesuré est d'autant plus faible que l'imperméabilité longitudinale du câble est élevée. La mesure étant faite avec une précision de ± 0,2 cm3/min, les valeurs mesurées égales ou inférieures à 0,2 cm3/min sont considérées comme nulles ; elles correspondent à un câble qui peut être qualifié d'étanche à l'air selon son axe (i.e., selon sa direction longitudinale). II-1-C. Taux de gomme de remplissage La quantité de gomme de remplissage est mesurée par différence entre le poids du câble initial (donc gommé in situ) et le poids du câble (donc celui de ses fils) dont la gomme de remplissage a été éliminée par un traitement dans un solvant d'extraction approprié. On procède par exemple comme suit. Un échantillon de câble de longueur donnée (par 40 exemple un mètre), bobiné sur lui-même pour réduire son encombrement, est placé dans un P10-2739 - 20 - flacon étanche contenant un litre de toluène. Puis le flacon est agité (125 aller-retour par min) pendant 24 heures à température ambiante (20°C), à l'aide d'un agitateur "va-et-vient" ("PingPong 400" de la société Fischer Scientific) ; après élimination du solvant, l'opération est répétée une fois. Le câble ainsi traité est récupéré et le solvant résiduel évaporé sous vide pendant 1 heure à 60°C. Puis le câble ainsi débarrassé de sa gomme de remplissage est pesé. On en déduit par le calcul le taux de gomme de remplissage dans le câble, exprimé en mg (milligramme) de gomme de remplissage par g (gramme) de câble initial, et moyenné sur 10 mesures (c'est-à-dire sur 10 mètres de câble au total).

II-2. Fabrication des câbles et tests On fabrique dans les essais qui suivent des câbles à deux couches de construction 3+9, constitués de fils fins en acier au carbone revêtus de laiton.

Les fils en acier au carbone sont préparés de manière connue, en partant par exemple de fils machine (diamètre 5 à 6 mm) que l'on écrouit tout d'abord, par laminage et/ou tréfilage, jusqu'à un diamètre intermédiaire voisin de 1 mm. L'acier utilisé est un acier au carbone du standard (du type NT pour "Normal Tensile ") dont la teneur en carbone est de 0,7% environ, le reste étant constitué de fer et des impuretés inévitables habituelles liées au procédé de fabrication de l'acier. Les fils de diamètre intermédiaire subissent un traitement de dégraissage et/ou décapage, avant leur transformation ultérieure. Après dépôt d'un revêtement de laiton sur ces fils intermédiaires, on effectue sur chaque fil un écrouissage dit "final" (i.e., après le dernier traitement thermique de patentage), par tréfilage à froid en milieu humide avec un lubrifiant de tréfilage qui se présente par exemple sous forme d'une émulsion ou d'une dispersion aqueuses. Les fils en acier ainsi tréfilés ont le diamètre et les propriétés mécaniques suivantes : Tableau 1 Acier (I) (mm) Fm (N) Rm (MPa) NT 0,23 114 2800 Ces fils sont ensuite assemblés sous forme de câbles à deux couches 3+9 et dont les propriétés mécaniques sont données dans le tableau 2. Tableau 2 Câble pi p2 Fm At (mm) (mm) (daN) (%) C-1 6.3 12.6 131 2.2 35 P10-2739 - 21 - Le câble selon l'invention 3+9 (C-1) tel que schématisé à la Fig. 2, est formé de 12 fils au total, tous de diamètre 0,23 mm, qui ont été enroulés à deux pas différents (pl pz) et dans la même direction de torsion (S) pour l'obtention d'un câble du type à couches cylindriques. Le taux de gomme de remplissage (22), mesuré selon la méthode indiquée précédemment au paragraphe I-3, est de 23 mg par g de câble. Cette gomme de remplissage remplit le canal ou capillaire central (23) formé par les trois fils d'âme (20) en les écartant légèrement, tout en recouvrant totalement la couche interne Ci formée par les trois fils. Elle remplit aussi, au moins en partie sinon préférentiellement de manière totale, chacun des autres interstices ou capillaires formés par les fils des deux couches (Ci, Ce).

Pour la fabrication de ce câble, on a utilisé un dispositif tel que décrit précédemment et schématisé à la figure 1. La gomme de remplissage était constituée d'un élastomère TPS insaturé (en l'occurrence un élastomère SBS de dureté Shore A égale à environ 70) qui a été extrudé à une température de 180°C environ, au moyen d'une extrudeuse bi-vis (longueur 960 mm, L/D = 40) alimentant une filière de calibrage de diamètre 0,515 mm par l'intermédiaire d'une pompe ; la couche interne Ci se déplaçait pendant son gainage perpendiculairement à la direction d'extrusion et de façon rectiligne. Puis les câbles C-1 ainsi fabriqués ont été soumis au test de perméabilité à l'air décrit au paragraphe II-1, en mesurant le volume d'air (en cm3) traversant les câbles en 1 minute (moyenne de 10 mesures pour chaque câble testé). Pour chaque câble C-1 testé et pour 100% des mesures (soit dix éprouvettes sur dix), on a mesuré un débit nul ou inférieur à 0,2 cm3/min ; en d'autres termes, les câbles préparés selon le procédé de l'invention peuvent être qualifiés d'étanches à l'air selon leur axe longitudinal. En conclusion, les câbles préparés selon le procédé conforme à l'invention présentent donc un taux de pénétration optimal par l'élastomère thermoplastique insaturé, avec une quantité de gomme de remplissage maîtrisée, qui garantit la présence de cloisons internes (continues ou discontinues dans l'axe du câble) ou bouchons de gomme dans les capillaires ou interstices en un nombre suffisant ; ainsi, le câble devient étanche à la propagation, le long du câble, de tout fluide corrosif tel que l'eau ou l'oxygène de l'air, supprimant ainsi l'effet de mèche décrit en introduction du présent mémoire.

En outre, l'élastomère thermoplastique utilisé ne pose pas de problème de collant parasite en cas d'un léger débordement à l'extérieur du câble après sa fabrication grâce à son caractère insaturé et donc (co)vulcanisable avec une matrice de caoutchouc diénique insaturé tel que du caoutchouc naturel.

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Claims (1)

1. REVENDICATIONS1. 15 2. 20 3. 25 4. 5. 30 6. 35 7. 40 Procédé de fabrication d'un câble métallique à deux couches (Ci, Ce) concentriques de fils, de construction M+N, comportant une couche interne ou noyau (Ci) de M fils, M variant de 1 à 4, et une couche externe (Ce) de N fils, du type « gommé in situ » c'est-à-dire gommé de l'intérieur, pendant sa fabrication même, par du caoutchouc ou une composition de caoutchouc, ledit procédé comportant au moins les étapes suivantes : - une étape de gainage de la couche interne (Ci) par ledit caoutchouc ou ladite composition de caoutchouc, par passage à travers une tête d'extrusion ; - une étape d'assemblage des N fils de la couche externe (Ce) autour de la couche interne (Ci), pour formation du câble à deux couches ainsi gommé de l'intérieur, caractérisé en ce que ledit caoutchouc est un élastomère thermoplastique insaturé extrudé à l'état fondu. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'élastomère thermoplastique insaturé est un élastomère thermoplastique styrénique (en abrégé « TPS »). Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'élastomère TPS insaturé comporte des blocs polystyrène et des blocs polydiène. Procédé selon la revendication 3, dans lequel les blocs polydiène sont choisis dans le groupe constitué par les blocs polyisoprène, les blocs polybutadiène et les mélanges de tels blocs. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'élastomère TPS est un copolymère choisi dans le groupe constitué par les copolymères blocs styrène/ butadiène/ styrène (SBS), styrène/ butadiène/ butylène/ styrène (SBBS), styrène/ isoprène/ styrène (SIS), styrène/ butadiène/ isoprène/ styrène (SBIS) et les mélanges de ces copolymères. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la quantité d'élastomère TPS délivrée lors du gainage est comprise entre 5 et 40 mg par gramme de câble final. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la température d'extrusion de l'élastomère thermoplastique est comprise entre 100°C et 250°C. P10-2739- 23 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le noyau, après gainage, est recouvert d'une épaisseur minimale d'élastomère thermoplastique insaturé qui est supérieure à 5 nm. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la couche interne (Ci) contient plus d'un fil (M supérieur à1), et dans lequel les fils de la couche externe (Ce) sont enroulés en hélice au même pas et dans le même sens de torsion que les fils de la couche interne (Ci) de manière à fabriquer un câble à couches compactes. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la couche interne (Ci) contient plus d'un fil (M supérieur à 1), et dans lequel les M fils de la couche interne (Ci) et les N fils de la couche externe (Ce) sont enroulés en hélice à un pas différent et/ou selon un sens de torsion opposé, de manière à fabriquer un câble à deux couches cylindriques. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la couche externe est une couche saturée. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel chaque étape d'assemblage des fils de la couche externe (Ce) d'une part, de la couche interne (Ci) d'autre part lorsque M est supérieur à 1, est réalisée par retordage. Procédé selon la revendication 12, dans lequel l'étape d'assemblage par retordage des N fils de la couche externe (Ce) est suivie d'une étape finale d'équilibrage des torsions par 25 passage du câble à travers des moyens d'équilibrage de torsion. 8. 9. 10. 11. 12. 13. P10-2739