FR2906639A1

FR2906639A1 - Flat electrical cable fabricating method for automobile industry, involves extruding protector film having layer with respective synthetic material, laminating bands against each other, and arranging parallel conductors between bands

Info

Publication number: FR2906639A1
Application number: FR0654040A
Authority: FR
Inventors: Gerard Biscaras; Jean Baptiste Girardot; Loic Didier
Original assignee: Axon Cable SA
Current assignee: Axon Cable SA
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2008-04-04
Anticipated expiration: 2026-10-02
Also published as: EP1909296B1; FR2906639B1; EP1909296A3; EP1909296A2

Abstract

The method involves extruding a protector film having layer with synthetic material (20) e.g. polyamide, and another layer with a synthetic material (21) e.g. polyolefin, where materials are chosen for mechanical resistance and dielectric performance of respective layers. Two bands of a film are laminated against each other and parallel conductors (11) are arranged between the bands. A binder (22) is interposed between the layers during extrusion for cohesion of the layers.

Description

L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un câble électriqueThe invention relates to a method of manufacturing an electric cable

plat dans lequel plusieurs conducteurs sont maintenus parallèles et isolés les uns des autres dans un enrobage de matériau synthétique. Elle concerne plus particulièrement un perfectionnement permettant d'améliorer les performances diélectriques et mécaniques de l'isolant. Les câbles plats sont de plus en plus demandés dans l'industrie. En effet, avec une telle technique où les conducteurs sont placés à des distances rigoureusement identiques, on peut envisager un certain niveau d'automatisation du câblage. Un tel câble plat est constitué de conducteurs plats parallèles enrobés dans un matériau isolant, l'ensemble formant une bande souple. Ils sont généralement obtenus soit à partir de fils ronds qui sont ensuite écrasés par laminage, soit à partir de bandes de cuivre qui sont ensuite découpées à la largeur des conducteurs désirés. Les procédés connus pour fabriquer un tel câble électrique plat sont le laminage et l'extrusion. Dans le cas du laminage, on fait défiler les conducteurs parallèlement selon leur propre direction longitudinale et on recouvre les deux faces de la nappe de conducteurs par deux films sur lesquels on a déposé une couche de colle réactivable à chaud. La colle est réactivée au moment du laminage en sorte que les fils se trouvent maintenus espacés les uns des autres et emprisonnés entre les deux films. En variante, on peut utiliser un seul fil que l'on replie sur lui-même en emprisonnant les conducteurs. L'extrusion consiste à faire circuler une nappe de conducteurs parallèles et espacés les uns des autres et à extruder un matériau isolant de part et d'autre de cette nappe, afin d'enrober les conducteurs. En variante, on peut extruder deux films qui sont ensuite pressés puis refroidis entre deux rouleaux. Les caractéristiques de tels câbles plats sont désormais définies par des normes imposées par les conditions, de plus en plus sévères, dans lesquelles ils sont utilisés, notamment dans le domaine de l'automobile. Les caractéristiques qui sont prises en compte sont notamment la résistance mécanique, la résistance à l'étirement et les caractéristiques diélectriques. On prend également en compte la résistance à la flamme, à l'humidité, à l'hydrolyse, aux chocs thermiques, à la tenue diélectrique avec des rayons de pliage extrêmement faibles, etc.... flat in which several conductors are kept parallel and isolated from each other in a coating of synthetic material. It relates more particularly to improvement to improve the dielectric and mechanical performance of the insulation. Flat cables are more and more in demand in the industry. Indeed, with such a technique where drivers are placed at exactly identical distances, we can consider a certain level of automation of the wiring. Such a flat cable consists of parallel flat conductors embedded in an insulating material, the assembly forming a flexible band. They are generally obtained either from round wires which are then crushed by rolling or from copper strips which are then cut to the width of the desired conductors. Known methods for making such a flat electrical cable are rolling and extruding. In the case of rolling, the conductors are scrolled parallel in their own longitudinal direction and the two faces of the sheet of conductors are covered by two films on which a layer of heat-reactive adhesive has been deposited. The glue is reactivated at the time of rolling so that the threads are kept spaced from each other and trapped between the two films. Alternatively, a single wire can be used that is folded on itself by trapping the conductors. The extrusion consists of circulating a sheet of parallel conductors spaced from each other and extruding an insulating material on either side of this sheet, in order to coat the conductors. Alternatively, two films can be extruded which are then pressed and then cooled between two rolls. The characteristics of such flat cables are now defined by standards imposed by the conditions, increasingly severe, in which they are used, particularly in the automotive field. Features that are taken into account include mechanical strength, stretch resistance and dielectric characteristics. It also takes into account the resistance to flame, moisture, hydrolysis, thermal shock, dielectric strength with extremely small folding radii, etc ....

2906639 2 Actuellement, la réalisation de tels câbles nécessite plusieurs étapes qui ne peuvent se dérouler que les unes après les autres. On est obligé de faire appel à des demi-produits, sous forme de films, fabriqués par des spécialistes et commercialisés à la largeur désirée.Currently, the production of such cables requires several steps that can take place only one after the other. It is necessary to use half-products, in the form of films, made by specialists and marketed to the desired width.

5 L'invention a pour but d'atteindre le niveau de qualité requis par les normes en vigueur tout en réalisant l'ensemble des étapes de fabrication en continu. A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un câble électrique plat à conducteurs parallèles, caractérisé en ce qu'on 10 coextrude un film protecteur comprenant au moins une couche d'un premier matériau synthétique choisi pour sa résistance mécanique et au moins une couche d'un second matériau synthétique choisi pour ses performances diélectriques et en ce qu'on lamine l'un contre l'autre deux bandes d'un tel film tout en disposant entre elles lesdits conducteurs 15 parallèles. Avantageusement, on interpose un liant entre lesdites première et seconde couches pendant la coextrusion. Ce liant est choisi pour renforcer les forces de cohésion entre ces deux couches. De préférence, on lamine lesdites deux bandes en appliquant 20 l'une contre l'autre les faces du même matériau synthétique. Il s'agit de préférence dudit second matériau synthétique choisi pour ses performances diélectriques. Selon une possibilité, on coextrude simultanément et en continu deux bandes dudit film protecteur, on les fait converger de part et d'autre 25 desdits conducteurs parallèles défilant en continu suivant leur propre direction longitudinale et on procède à l'opération de laminage précitée. Selon une variante possible, on coextrude en continu une seule bande dudit film protecteur, on la replie longitudinalement sur elle-même tout en la faisant converger de part et d'autre desdits conducteurs 30 parallèles défilant en continu suivant leur propre direction longitudinale et on procède à l'opération de laminage précitée. A titre d'exemple, ledit premier matériau synthétique pourra être choisi dans la famille des polyamides, par exemple les polyamides 11 ou 12.The object of the invention is to achieve the level of quality required by the standards in force while performing all the steps of continuous manufacture. To this end, the invention relates to a method of manufacturing a flat electrical cable with parallel conductors, characterized in that a protective film is coextruded comprising at least one layer of a first synthetic material chosen for its mechanical strength and at least one layer of a second synthetic material chosen for its dielectric performance and in that two strips of such a film are laminated against each other while placing said parallel conductors therebetween. Advantageously, a binder is interposed between said first and second layers during coextrusion. This binder is chosen to reinforce the cohesive forces between these two layers. Preferably, said two strips are laminated by applying the faces of the same synthetic material against each other. It is preferably said second synthetic material chosen for its dielectric performance. According to one possibility, two strips of said protective film are coextruded simultaneously and continuously, they are converged on either side of said parallel conductors running continuously in their own longitudinal direction and the above-mentioned rolling operation is carried out. According to one possible variant, a single strip of said protective film is continuously coextruded, it is folded longitudinally on itself while making it converge on either side of said parallel conductors running continuously in their own longitudinal direction and the procedure is followed. to the above-mentioned rolling operation. By way of example, said first synthetic material may be chosen from the family of polyamides, for example polyamides 11 or 12.

35 Cependant, en fonction des performances demandées, on pourra avoir recours à des produits polysulfonés, des polymères fluorés, 2906639 3 des polyarylates, des polyétherimides, des polymères à base de cétone, etc.... Avantageusement, ledit second matériau synthétique pourra être choisi dans le groupe des polyoléfines. On utilisera couramment le 5 polypropylène. En fonction des performances demandées, on pourra aussi utiliser certaines polyamides, notamment les polyamides 6, par exemple 7, certains élastomères thermoplastiques, des polyoxyphénylènes ou d'autres alliages de polymères comme un alliage de polyamide et de polypropylène ou un alliage de polyuréthane et de PVC.However, depending on the performance requirements, polysulfonated products, fluorinated polymers, polyarylates, polyetherimides, ketone-based polymers, etc. may be used. Advantageously, said second synthetic material may be used. selected from the group of polyolefins. Polypropylene will commonly be used. Depending on the performance requirements, it is also possible to use certain polyamides, in particular polyamides 6, for example 7, certain thermoplastic elastomers, polyoxyphenylenes or other alloys of polymers such as a polyamide and polypropylene alloy or a polyurethane and polyurethane alloy. PVC.

10 En tant que liant, on pourra utiliser un polymère greffé anhydride maléique ou un autre modifiant de polymères polaires. Une autre caractéristique avantageuse de l'invention est qu'elle permet d'obtenir un câble plat au cours d'un processus n'utilisant aucun solvant.As a binder, a maleic anhydride graft polymer or other polar polymer modifier may be used. Another advantageous feature of the invention is that it makes it possible to obtain a flat cable during a process using no solvent.

15 Avantageusement, l'un ou les deux matériaux synthétiques précités peuvent être chargés en produit retardateur de flamme. Avantageusement, la ou chaque bande précitée est refroidie pour sa calibration entre la coextrusion et le laminage. Les bandes peuvent être réchauffées à travers les rouleaux de laminage. En variante, 20 les deux bandes coextrudées sont réunies et refroidies par le passage entre deux rouleaux de laminage à froid. Avantageusement, la couche externe est choisie pour résister aux températures des rouleaux de laminage tandis que la couche interne est choisie pour avoir un point de ramollissement inférieure à celui de la 25 couche externe et permettre en conséquence un assemblage autour des conducteurs par interpénétration des couches internes entre elles au moment du passage entre les rouleaux de laminage. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre 30 de plusieurs exemples de mise en oeuvre d'un procédé conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma illustrant le procédé de fabrication en continu d'un câble plat à plusieurs conducteurs parallèles ; 35 - la figure 2 est une section II-II de la figure 1 ; 2906639 4 - la figure 3 est une section III-III de la figure 1, illustrant plus particulièrement le laminage ; - la figure 4 est une section illustrant schématiquement une variante où les conducteurs sont enveloppés dans une même couche 5 résultant d'une opération de coextrusion ; et - la figure 5 est une section illustrant le laminage dans la variante de la figure 4. En se référant plus particulièrement aux figures 1 à 3, on a illustré un exemple de procédé de fabrication d'un câble électrique plat 10 comportant ici cinq conducteurs 11 parallèles espacés les uns des autres dans un même plan. Ces conducteurs sont déroulés d'un ensemble de bobines 13. Ils ont ici une section rectangulaire. L'installation mettant en oeuvre le procédé est illustrée à la figure 1. Elle comporte deux extrudeuses 15A, 15B et un poste de laminage 17 situé en aval desdites 15 extrudeuses. Chaque extrudeuse, connue en soi, est agencée pour réaliser la coextrusion en continu de trois matériaux, à savoir un premier matériau synthétique 20 choisi pour sa résistance mécanique, un second matériau synthétique 21 choisi pour ses performances diélectriques et un liant 22.Advantageously, one or both of the abovementioned synthetic materials may be loaded with flame retardant product. Advantageously, the or each aforementioned band is cooled for calibration between coextrusion and rolling. The strips can be reheated through the rollers. Alternatively, the two coextruded strips are joined and cooled by the passage between two cold rolling rolls. Advantageously, the outer layer is chosen to withstand the temperatures of the rolling rolls while the inner layer is chosen to have a lower softening point than that of the outer layer and thus allow assembly around the conductors by interpenetration of the inner layers. between them when passing between the rollers. The invention will be better understood and other advantages thereof will appear more clearly in the light of the following description of several examples of implementation of a method according to its principle, given solely as a example and with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a diagram illustrating the continuous manufacturing process of a flat cable with several parallel conductors; Figure 2 is a section II-II of Figure 1; Figure 3 is a section III-III of Figure 1, illustrating more particularly the rolling; FIG. 4 is a section schematically illustrating a variant in which the conductors are wrapped in the same layer resulting from a coextrusion operation; and FIG. 5 is a section illustrating the rolling in the variant of FIG. 4. Referring more particularly to FIGS. 1 to 3, an example of a method of manufacturing a flat electrical cable comprising here five conductors is illustrated. 11 parallels spaced from each other in the same plane. These conductors are unwound from a set of coils 13. They have a rectangular section here. The installation implementing the method is illustrated in FIG. 1. It comprises two extruders 15A, 15B and a rolling station 17 located downstream of said extruders. Each extruder, known per se, is designed to carry out the continuous coextrusion of three materials, namely a first synthetic material 20 chosen for its mechanical strength, a second synthetic material 21 chosen for its dielectric performance and a binder 22.

20 La tête d'extrusion 25 est agencée pour former un film protecteur 27 comprenant une couche 20a du premier matériau synthétique 20 et une couche 21a du second matériau synthétique 21 appliquées l'une contre l'autre et réunies grâce notamment au liant 22 qui est interposé entre ces deux couches pendant la coextrusion. Ce liant est choisi notamment pour 25 renforcer la cohésion entre les deux couches. A l'issue de la coextrusion, on obtient donc un film en forme de bande 27 dont les deux faces apparentes sont matérialisées par des matériaux différents. Dans l'exemple de la figure 1, où l'on a prévu deux extrudeuses 15A, 15B, les matériaux et le liant sont acheminés dans la filière 30 d'extrusion de façon que les deux couches 21a d'un même matériau 21 se retrouvent face à face de part et d'autre des conducteurs parallèles 11 maintenus de façon à former une nappe en défilement. De préférence, les faces en regard sont celles qui comportent ledit second matériau synthétique 21 choisi pour ses performances diélectriques, par exemple 35 une polyoléfine. Les faces des deux bandes 27 situées à l'extérieur sont 2906639 donc celles dudit premier matériau synthétique, qui peut être un polyamide, par exemple un polyamide 11 ou 12. Après la double coextrusion des deux bandes, des moyens d'entraînement les font converger, ainsi que la nappe de conducteurs 11, 5 vers un poste de laminage à chaud. La figure 2 montre les positions relatives des deux bandes 27 et de la nappe de conducteurs en aval des deux extrudeuses tandis que la figure 3 montre le résultat obtenu en aval du poste de laminage 17. Le laminage à chaud permet de réunir les deux couches dudit second 10 matériau synthétique 21, en une seule épaisseur enrobant l'ensemble des conducteurs, comme cela est visible sur la figure 3. Le câble électrique plat 18 est alors formé. Dans chaque bande issue du processus de coextrusion, le polyamide choisi permet d'améliorer la résistance mécanique tandis que la polyoléfine choisie permet d'améliorer les 15 performances diélectriques ainsi que la résistance à l'humidité et à l'hydrolyse. Ce second matériau peut être, par exemple, le polypropylène. L'enrobage de la nappe de conducteurs s'obtient donc par refusion du polypropylène au moment du laminage. Le liant peut être un produit connu sous le nom "OREVAC".The extrusion head 25 is arranged to form a protective film 27 comprising a layer 20a of the first synthetic material 20 and a layer 21a of the second synthetic material 21 applied against each other and joined in particular thanks to the binder 22 which is interposed between these two layers during coextrusion. This binder is chosen in particular to enhance the cohesion between the two layers. At the end of the coextrusion, a film in the form of a strip 27 is thus obtained, the two visible faces of which are materialized by different materials. In the example of FIG. 1, where two extruders 15A, 15B have been provided, the materials and the binder are conveyed in the extrusion die 30 so that the two layers 21a of the same material 21 meet again. face to face on either side of the parallel conductors 11 held so as to form a moving sheet. Preferably, the opposite faces are those which comprise said second synthetic material 21 chosen for its dielectric performance, for example a polyolefin. The faces of the two strips 27 located outside are therefore those of said first synthetic material, which may be a polyamide, for example a polyamide 11 or 12. After the double coextrusion of the two strips, drive means converge them. as well as the conductor web 11, 5 to a hot rolling station. FIG. 2 shows the relative positions of the two strips 27 and the layer of conductors downstream of the two extruders while FIG. 3 shows the result obtained downstream of the rolling station 17. The hot rolling makes it possible to join the two layers of said second synthetic material 21, in a single thickness covering all the conductors, as can be seen in Figure 3. The flat electrical cable 18 is then formed. In each strip resulting from the coextrusion process, the polyamide selected makes it possible to improve the mechanical strength while the polyolefin chosen makes it possible to improve the dielectric performance as well as the resistance to moisture and to hydrolysis. This second material may be, for example, polypropylene. The coating of the layer of conductors is thus obtained by remelting the polypropylene at the time of rolling. The binder may be a product known as "OREVAC".

20 Au moins l'un des matériaux synthétiques précités peut être chargé en produit retardateur de flamme. Dans l'exemple des figures 4 et 5, on procède à l'extrusion en continu d'une seule bande 27A de film protecteur et on replie longitudinalement sur elle-même cette bande, grâce à un guide 30 à profil 25 évolutif (figure 4) tout en la faisant converger de part et d'autre de la nappe de conducteurs 11, parallèles. A l'entrée du poste de laminage, la bande 27A est entièrement repliée sur elle-même longitudinalement en enserrant les conducteurs 11. Le résultat en aval du poste de laminage est illustré à la figure 5. On voit que le câble plat 18A est structurellement 30 semblable à celui qui est obtenu par l'installation décrite en référence aux figures 1 à 3.At least one of the abovementioned synthetic materials may be loaded with flame retardant. In the example of FIGS. 4 and 5, the continuous extrusion of a single strip 27A of protective film is carried out and this strip is folded longitudinally on itself, thanks to a guide 30 with a progressive profile (FIG. ) while making it converge on both sides of the sheet of conductors 11, parallel. At the entrance to the rolling station, the strip 27A is entirely folded on itself longitudinally by enclosing the conductors 11. The result downstream of the rolling station is shown in Figure 5. It can be seen that the flat cable 18A is structurally 30 similar to that obtained by the installation described with reference to Figures 1 to 3.

Claims

1. A method of manufacturing a flat electrical cable with parallel conductors (11), characterized in that a protective film is coextruded comprising at least one layer (20a) of a first synthetic material (20) chosen for its mechanical strength. and at least one layer (21a) of a second synthetic material (21) selected for its dielectric performance and in which two strips (27) of such a film are laminated against each other (17). by arranging between them said parallel conductors.

2. Method according to claim 1, characterized in that interpose a binder (22) between said first and second layers during coextrusion, said binder being selected to at least enhance the cohesion of these two layers.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that laminated said two strips (27) by applying against each other their faces made of the same synthetic material.

4. Method according to claim 3, characterized in that said same synthetic material is said second synthetic material chosen for its dielectric performance.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that two strips (27) of said protective film are coextruded simultaneously and continuously, in that they are converged on either side of said conductors (11). ) parallel running continuously in their own longitudinal direction and in that one carries out the rolling operation (17) above.

6. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that continuous coextude a single strip (27A) of said protective film, in that folds longitudinally on itself while converging it on either side of said parallel conductors (11) running continuously in their own longitudinal direction and in that the above-mentioned rolling operation (17) is carried out.

7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that said first synthetic material is a polyamide. 2906639 7

8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that said second synthetic material is a polyolefin.

9. Method according to one of claims 2 to 8, characterized in that said binder is a graft polymer maleic anhydride.

10. Method according to one of the preceding claims, characterized in that said first and / or second synthetic material is previously loaded flame retardant product.

11. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the or each strip is cooled for calibration between coextrusion and rolling.