La présente invention concerne un procède de raboutage de deux feuillards successifs d'un métal revêtu sur au moins l'une de ses faces d'un film de polymère thermoplastique, au cours de la fabrication d'un produit composite comportant 5 l'approvisionnement en continu d'une bande dudit métal recouvert du film de polymère thermoplastique. Le problème du raboutage de deux feuillards de ce genre se pose en particulier lors de la fabrication de câbles électriques comportant un conducteur axial, un .isolant électrique extrudé sur ledit conducteur 10 sous forte épaisseur, et un conducteur ou écran métallique extérieur appliqué sur l'isolant électrique, et lui-même recouvert d'une gaine extérieure en polymère thermoplastique, notamment des câbles sous-marins de télécommunications. Elle concerne en outre un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, ₁ 5 permettant une reconstitution rapide du film de polymère thermo¬ plastique après son enlèvement aux extrémités des feuillards.

De tels câbles à âme porteuse en fils d'acier, recou¬ verte d'un tube de cuivre constituant le conducteur axial, entouré d'un isolant en polyéthylène, puis d'un conducteur 2o extérieur ou écran constitué par une feuille d'aluminium ou autre métal bon conducteur repliée, préalablement revêtue sur une face au moins d'un film de polymère thermopl s ique, et enfin d'une gaine extérieure en polymère thermoplastique, les films intérieur et/ou extérieur du conducteur extérieur 25 ou de l'écran étant liés adhésivement respectivement à l'isolant et à la gaine extérieure, ont fait l'objet des brevets français n°1599919 de la Compagnie Générale d'Electricité et n°2219498 de la demanderesse.

Dans ce type de câble, généralement appelé dans 30 la technique "câble compact", on recherche une forte adhésion du conducteur externe ou de l'écran sur l'isolant et/ou sur

la gaine, tandis que l'on profite des excellentes propriétés mécaniques de ce genre de câble pour diminuer d'une part les épaisseurs du conducteur extérieur ou de l'écran jusqu'à la limite tolérable pour ne pas entraîner une atténuation trop forte par unité de longueur, d'autre part celle de la gaine. La fabrication continue en grandes longueurs d'un câble coaxial implique l'emploi d'un dispositif accumulateur de feuillard pour le conducteur extérieur ou l'écran. En effet, on procède généralement au formage en tube du conducteur ou de l'écran et au boudinage de la gaine en une opération simul¬ tanée. Or la longueur de feuillard, généralement livré en bobines, est plus courte que la longueur unitaire de fabrication du câble, ce qui conduit à effectuer un assemblage bout à bout, en pleine marche, de la fin d'une galette de feuillard (stockée sur une bobine) épuisée avec le début d'une galette suivante. Cette opération est généralement dénommée "raboutage" dans la technique. Ce raboutage doit effectivement être effectué en pleine marche, car on ne sait pas arrêter, puis reprendre le boudinage d'un câble sans créer de discontinuité incompatible avec la bonne qualité du câble.

Par un dispositif formé d'une série de mouflages du feuillard, dénommé "accumulateur", on crée une réserve de feuillard, située entre la bobine d'approvisionnement et l'appareil de formage en tube, qui est donc disponible pour laisser avancer l'ensemble de la machine, tandis que l'émission est interrompue pendant le temps du raboutage. En générale, l'accumulateur procure une réserve de quelques centaines de mètres de feuillard, tandis que le formage du tube et le boudi¬ nage s'effectuent à une dizaine de mètres par minute. On voit que le temps disponible pour le raboutage est donc de quelques dizaines de minutes.

En ce qui concerne les câbles compacts, et si l'on ne veut pas perdre localement l'excellente tenue mécanique du conducteur, il convient de rabouter le feuillard sans détruire ses qualités adhésives et bien entendu sans interrompre la

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continuité électrique. Ce dernier point impose que le raboutage du métal proprement dit se fasse, soit par soudure à chaud, soit par soudure par pression à froid, soit par brasure, soit éventuellement par collage avec adhésif conducteur.

Aucune de ces opérations de soudage n'est compatible avec la présence du film de matière plastique adhérente qui doit donc être retiré au voisinage de la zone de soudage. Les méthodes connues d'élimination de ce film sont très longues et conduiraient à augmenter encore la capacité de l'accumulateur, ce qui est techniquement très difficile, car on ne peut en pratique l'obtenir que par augmentation du nombre des mouflages, multipliant de ce fait les problèmes de guidage, à chaque cylindre de renvoi, d'une bande métallique en l'occurrence très ince, souvent cambrée (une rive étant soumise à une contrainte interne plus grande que l'autre rive), et déjà soumise dans un accumulateur habituel à une force d'étirage très proche de sa limite de résistance à la traction.

Un problème analogue se pose d'ailleurs chaque fois que l'on veut rabouter les extrémités dé deux feuillards métal- liques revêtus sur au moins l'une de leurs faces d'un film de polymère thermoplastique, quel que soit l'usage ultérieur de la bande métallique ainsi formée, du moment que l'on veut conserver les propriétés des feuillards que l'on assemble. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte les opérations suivantes : a) On cisaille selon un angle déterminé par rapport à l'axe d'avance les extrémités des deux feuillards ; b) on décolle la pellicule de polymère thermoplastique sur une certaine longueur de l'extrémité de chaque feuillard par immersion dans un solvant maintenu à sa température d'ébul- lition, pendant un temps juste suffisant pour permettre le décollement ; c) on enlève la pellicule de polymère thermoplastique décollée sur ladite longueur ;

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d) on soude les extrémités des deux feuillards l'une à l'autre ; e) on dispose sur au moins la partie dénudée des extrémités des deux feuillards une pellicule mixte de polyethylene à haute densité et de polymère ionomere, puis on les enserre entre deux plaques métalliques munies au moins sur la face en regard de la pellicule de matériau thermoplastique, d'une feuille d'un matériau non adhérent sur ladite pellicule et résistant à la chaleur ; f) on enserre lesdites plaques métalliques entre deux plateaux chauffants, et on soumet lesdites plaques à la chaleur et à une forte pression ;

.g) on refroidit rapidement lesdits plateaux, puis on les écarte et retire les plaques métalliques. 5 II comporte en outre de préférence au moins l'une des caractéristiques suivantes :

- L'angle de cisaillement des extrémités des deux feuillards est de 45° à 60° par rapport à l'axe d'avance.

- Pour un feuillard revêtu d'un film mixte de polymère o ionomere d'accrochage sur le métal et de polyethylene à haute densité, on utilise un solvant de décollement du groupe cons¬ titué par le tétrahydronaphtalène, le décahydro-naphtalène, le cyclohexane, la cyclohexanone et le trichloréthylène:

- on utilise comme solvant de décollement la cyclohe- 5 xanone, et on effectue deux immersions successives des extré¬ mités des feuillards pendant environ 25 secondes, puis 35 secondes, séparées de préférence par un essuyage ;

- on utilise comme solvant de décollement le décahydro- naphtalène, et on effectue trois immersions successives des 0 extrémités des feuillards pendant 15 secondes environ,

- on enlève la pellicule de polymère thermoplastique de façon que le bord de la pellicule subsistante fasse un angle compris entre 45° et 90° environ avec l'axe d'avance, de préférence en limitant la surface enlevée à l'aide d'une

barrette serrée sur le feuillard disposée suivant cet angle ;

- Pour un feuillard revêtu d'un film de polyethylene à basse densité collé sur le métal, on utilise un solvant de décollement du groupe constitué par la diméthylformamide et la 2-butanone, dans lequel on immerge de préférence les extrémités des feuillards pendant environ 5 secondes ;

- Le matériau non adhérent sur la pellicule de polymère thermoplastique disposée entre la pellicule mixte de polyethylene à haute densité et de polymère ionomere et la plaque métallique est du polytétrafluoréthylène ;

- La longueur du plateau chauffant s'appliquant sur la pellicule mixte et les extrémités des feuillards soudées est voisine de la longueur totale dénudée des feuillards, et elle est suivie de chaque côté d'une longueur chauffante écartée de la feuille de matériau non adhérent sur la pelli¬ cule d'une épaisseur voisine de 1/5 de l'épaisseur de la pellicule mixte ;

- Les plateaux sont pressés l'un contre l'autre avec une force de quelques tonnes, et leur température est maintenue à 150°C environ pendant une à deux minutes, avant le refroidissement rapide ;

- Pour reconstituer une pellicule de polymère adhésif sur la partie dénudée de la bande métallique, on utilise de préférence un dispositif comprenant au moins une plaque métal- lique mince et flexible munie sur sa face en regard de la pellicule de polymère adhésif d'un revêtement antiadhésif, deux plateaux métalliques de part et d'autre de la bande métal¬ lique, de longueur voisine de celle de ladite zone dénudée, munis de moyen de chauffage et de moyens de refroidissement rapide, et une presse. ermettant d'appliquer sous une forte pression le film de polyethylene contre la zone dénudée de la bande métallique.

De préférence, les plateaux métalliques se prolongent de part et d'autre de la zone dénudée sur quelques centimètres,

mais avec une surface en retrait par rapport à celle de leur zone centrale d'une épaisseur d'environ 1/5 de celle de la pellicule de polymère adhésif.

Il est-décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, un procédé de raboutage, en vue de la fabrication d'un câble coaxial, de deux feuillards de cuivre ou d'aluminium recouverts sur au moins une face d'un film (ou pellicule) de polyethylene y adhérant, soit par la présence d'une colle, ^' soit par le traitement du polyé- thylène, soit par le traitement du métal, avec reconstitution, après soudages des extrémités des deux feuillards, du film de polyethylene adhérent, de façon que l'intégrité et la continuité, de l'adhérence soient assurées aussi bien côté isolant que côté gaine. La figure 1 représente l'opération de cisaillement des extrémités des feuillards.

La figure 2 représente l'opération de décollement du film de polyethylene par immersion dans un solvant à sa températu e d'ébullition. La figure 3 représente le serrage de l'extrémité d'un feuillard au bord de la zone dans laquelle on veut retirer le film de polyethylene.

La figure 4 représente une barrette en coupe et une vis de serrage. La figure 5 représente en perspective le détachement du film de polyethylene, après l'immersion de l'extrémité de feuillard dans le solvant.

La figure 6 représente la bande métallique après le soudage en bout des extrémités des deux feuillards. La figure 7 représente en perspective éclatée la bande métallique, les feuilles de polyethylene à haute densité et les plaques métalliques recouvertes de polytétrafluoréthylène destinées à les enserrer lors de l'opération de ^' reconstitution du film plastique sur la bande métallique.

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La figure 8 représente en coupe la bande métallique et le film de polyethylene.

La figure 9 représente en élévation la bande métallique, le film de poly thylene, la plaque métallique de serrage et le plateau de chauffage sur le côté supérieur de la bande métallique.

L'opération de raboutage des deux feuillards et de reconstitution du film de polyethylene adhérent se déroule comme suit. Après avoir, comme pour un feuillard de métal nu, cisaillé les extrémités des deux feuillards 1A,1B selon l'angle de soudage 2 (figure 1), de 60° par exemple, les extrémités à souder, ensemble sont plongées pendant une minute ou une minute et demi, selon la. nature du film adhérent, dans un solvant de décollement. Ce dernier est maintenu à sa température d'ebullition dans un récipient à température régulée 3 (figure 2) par une résistance de chauffage 4, comportant un serpentin 5 de condensation des vapeurs nocives de solvant ou bien une hotte aspirante 6 d'évacuation de ces vapeurs à l'aide d'un ventilateur 7. La zone à décaper pour éliminer le film thermo¬ plastique est délimitée par une barrette 8.

Le solvant de décollement dépend du film plastique à éliminer. Un premier film thermoplastique utilisé pour assurer l'adhésion du conducteur externe sur l'isolant ou sur la gaine est constitué par un film mixte coextrudé de polyethylene à haute densité et de résine ionomere, telle que celui vendu sous la marque "Surlyn" par la société Dupont de Nemours. Un autre film thermoplastique qui convient également est un film de polyethylene à basse densité fixé sur la surface métal- lique par une colle constituée par un polyisocyanate ou une résine époxy.

Dans le premier cas, et compte tenu de la nature de la couche intermédiaire en résine ionomere, on utilise l'un des solvants déjà indiqués ci-dessus, le tetrahydronaphtalène,

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le décahydronaphtalêne, le cyclohexane, le cyclohexanone et le trichloréthylène. Ces solvants ont pour effet de gonfler le film thermoplastique, que l'on peut alors décoller facilement. La cyclohexanone et le décahydronaphtalène permettent d'obtenir plus particulièrement un décollement satisfaisant du polyethylene. Lorsque l'on utilise le premier solvant, on procède de préférence en deux immersions successives de 25 et 35 secondes environ. Le second solvant donne un décolle- ment très satisfaisant avec trois immersions de 15 secondes environ. Dans chaque cas il est préférable de parfaire, entre chaque immersion, le nettoyage de la bande métallique à l'aide d'un rapide essuyage au chiffon sec.

Lorsque le film thermoplastique est du polyethylene à basse densité avec produit d'accrochage formé par une colle au polyisocyanate ou une colle époxy, on prend comme solvant la diméthylformamide ou la 2-butanone. Ces produits agissent par gonflement et dissolution de la colle d'accrochage après au moins 5 secondes d'immersion à* la température d'ebullition. Le film de polyethylene se détache alors totalement de son support métallique.

Dans le cas d'un film adhérent sans colle (polyethylene à haute densité et résine ionomere), le décollement du film est franc et libère une surface métallique parfaitement propre. Dans le cas d'un film adhérent avec une colle (polyethylene à basse densité), la colle, bien que ramollie et peu adhérente, a tendance à rester sur le métal et doit être enlevée avec un chiffon.

Dans les deux cas, si on a pris soin de limiter avec des barrettes 8 serrées sur la bande (figure 2 et 3) par des vis de blocage 9 la longueur de mouillage du produit de décollement, puis de poser à plat sur la bande une lame d'arrêt, ou si l'on munit les barrettes 8 d'une arête tran¬ chante 10 (figure 4) , on obtient un arrêt net et franc du décollement, comme représenté schématiquement sur la figure 5 pour le film 11.

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Il peut être nécessaire de procéder à une deuxième et rapide immersion avant de retirer le deuxième film de polye¬ thylene dans le cas d'un feuillard contrecouché sur ses deux faces. Le soudage des extrémités des deux feuillards ainsi dénudées s'effectue de la façon habituelle, de préférence bout à bout, à l'arc sous gaz inerte. Mais il peut se faire également avec superposition des bords. La jonction peut aussi être effectuée par brasage ou par soudage à froid par pression, éventuellement par collage avec adhésif conducteur. On obtient ainsi une bande métallique comportant un cordon de soudure 12 et de part et d'autre de celui-ci deux zones 13A,13B dans lesquelles le métal est à nu, limitées par des bords 14A,14B (figure 6) . La reconstitution du film de polyethylene adhérent sur la partie dénudée de la bande de part et d'autre du cordon de soudure des deux feuillards s'effectue comme suit.

On introduit entre deux plaques métalliques 15, 16 (figure 7) de faible épaisseur, relativement flexibles et recouvertes de polytétrafluoréthylène, matériau antiadhérent (ces deux plaques étant destinées à constituer une sorte de moule), en premier lieu un film 17 de polymère adhérant sous l'effet de la chaleur. Dans le cas envisagé de la fabrication de câbles électriques à conducteur ou écran métallique extérieur appliqué sur l'isolant électrique, les meilleurs résultats sont obtenus avec un film de polyethylene à haute densité coextrudé avec un film de résine ionomere. Ce film est disposé face adhérente vers le haut, (son épaisseur sera désignée par e) ; puis on applique par-dessus la bande soudée 1A, 1B, la zone dénudée étant bien centrée sur le film, et enfin un deuxième film 18 de polyéthylène-résine ionomere identique au premier, face adhérente vers le bas. Les films 17, 18 doivent déborder de quelques centimètres de part et d'autre des bords 14A, 14B de la zone dénudée, par exemple de 15 mm de

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chaque côté. L'un des deux films est facultatif si le feuillard n'est contrecouché que sur une face.

La figure 8 représente en coupe l'ensemble de la bande métallique, des films thermoplastiques et des plaques formant moule, avec les zones de recouvrement 19, 20 du film de polyethylene 18 sur les films plastiques déjà existants.

Le moule est alors placé entre deux plateaux chauf¬ fants, dont un seul 21 a été représenté en figure 9. Ces pla¬ teaux sont munis de résistances de chauffage insérées dans les canaux 26, et de canaux de refroidissement 22 à circulation d'eau. Ces plateaux sont évidés à leurs extrémités et à l'inté¬ rieur, sur une longueur 23 et une profondeur 24 de l'ordre de e/5, de sorte que la longueur 25 soit sensiblement égale à celle de la zone dénudée de la bande métallique. Les plateaux préchauffés sont alors pressés par une presse avec une force de quelques tonnes, cependant que leur chauffage est mis en fonctionnement de façon à les porter pendant une à deux minutes à une température d'environ 150°C. Puis le chauffage est coupé et les plateaux sont rapidement refroidis par une circulation d'eau, la bande métal¬ lique est démoulée et le film de polyethylene est ébavuré. Enfin, en vue du formage de la bande métallique en tube non soudé pour constituer le conducteur extérieur, il couvient de procéder à un grugeage de ses rives. Bien que le procédé et le dispositif qui viennent d'être décrits en référence aux figures du dessin paraissent préférables, on comprendra que diverses modifications peuvent leur être apportées sans sortir du cadre de l'invention, cer¬ taines opérations du procédé ou certains organes du dispo- sitif pouvant être remplacés par d'autres qui joueraient un rôle technique analogue. En particulier, le décollement du film thermoplastique par le solvant peut être effectué à tempé¬ rature inférieure à la température d'ebullition, en prolongeant la durée, ou au contraire dans un récipient sous pression pour en relever la température. Pour d'autres applications

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que la fabrication de câbles électriques sous-marins, un. film de polyethylene greffé pourrait convenir pour la reconstitution du film de polyethylene adhérent.

Le chauffage du film de polyethylene destiné à s'ap¬ pliquer sur la partie dénudée de la bande métallique peut être effectué à l'aide de toute autre source de chaleur que des résistances électriques.