CA1287133C - Cable electrique marquable par laser - Google Patents
Cable electrique marquable par laserInfo
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Abstract
Câble électrique marquable par laser comprenant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage, dans lequel cette couche extérieure est de couleur claire par rapport à la couleur d'une sous-couche absorbante à la longueur d'onde du rayonnement laser. Cette couche extérieure est une couche mince qui comprend des pigments blancs et qui, lors du marquage, est détruite dans toute son épaisseur par le rayon laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, qui est réalisé en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprend des pigments foncés. Un tel câble trouve une application notamment dans le domaine aéronautique.
Description
1~8~33 Câble électrique marquable par laser L'invention concerne un câble électrique marquable par laser.
Pour réaliser un tel marquage de câble par laser, un brevet allemand no. 3147230 décrit un câble dont la surface externe reçoit d'abord par pistolage un revêtement coloré, qui est cuit par ondes HF ou infrarouges avant d'être brûlé par un rayonnement laser. Mais ce document ne se préoccupe que du brûlage superficiel obtenu par le rayonnement laser.
Un brevet US 4 370 5~2 revendique le marquage d'un câble par laser, mais il ne concerne en fait ~ue le positionnement relatif de ce câble et de la source laser.
Il existe d'autres documents de l'art antérieur qui concernent le marquage de différents types de surfaces, par exemple plastiques dans des buts d'identification, ou bien de préparation de stencils ou de plaques lithographiques. Certains de ces documents, notamment le brevet européen EP 159529 et le brevet francais FR 2520902 mettent en jeu deux couches superficielles, dont l'une est absorbante pour un rayonnement laser, mais l'autre, externe, est transparente.
Un document américain US-3505916 propose de distinguer deux conducteurs isolés par deux couches successives d'isolant de couleurs différentes. ~1 décrit, en effet, le repérage de conducteurs isolés par découpe mécanique d'une helice dans la couche externe de chaque conducteur; ladite découpe laissant apparaître la sous-couche contrastée par rapport à la couche externe. Mais un tel procédé ne permet pas d'établir de véritables inscriptions sur un conducteur.
Par contre la présente invention a pour objet une disposition particulière de la couche externe d'un câble électrique permettant un marquage par rayon laser.
:ILZ1~33 - la -Selon la présente invention, il est prévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche mince par rapport à
cette sous-couche et étant réalisée en un matériau comprenant des pigments blancs, qui n'absorbe d'un rayon-nement laser que ce qui est nécessaire pour entraîner sa propre pyrolyse, et - la sous-couche est réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser, contenant des pigments foncés et d'une épaisseur suffisante pour que l'énergie du rayonnement laser soit totalement dissipée dans cette sous-couche sans pour autant la pénétrer et la détruire, de façon que lors du marquage, la couche extérieure mince soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche.
Selon la présente invention, il est également prévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire et comprend des pigments blancs, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, - la couche extérieure ayant une épaisseur comprise entre 5 et 50 micromètres et la sous-couche une épaisseur minimale prise entre 15 et 30 micromètres, cette sous-couche étant réalisée en un matériau très absorbant du :~2~33 - lb -rayonnement laser et comprenant des pigments Eoncés.
Selon la présente invention, il est également prévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire et comprend des pigments blancs, ce~te couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche exterieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière ~ laisser apparaître la sous-couche, et - la sous-couche est réalisée en polytétra-fluoréthylène à partir de dispersion aqueuse et comprend 5 à
15% de pigments foncés.
Selon la présente invention, il est également prévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportan`t une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire et comprend des piyments blancs, cette couche exterieure étan-t une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière a laisser apparaitre la sous-couche, et - la sous-couche est réalisée en polyamide aromatique et comprend 30 à 35% de pigments foncés.
Selon la présente invention, il est également prévu un cable électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est d'une couleur claire, 12~ 3 -- lc --cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaitre la sous-couche, - la couche exterieure est réalisée en dispersion aqueuse de polytétrafluoréthylène et comprend 5 à 15% de pigments blancs, et - la sous-couche est réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprend des pigments foncéS-Selon la présente invention, il est également prévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche suffisammen-t mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, - la couche extérieure étant réalisée en vernis polyuréthane et comprend 30 à 100% de pigments blancs, - la sous-couche est réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprend des pigments foncéS-Selon la présente invention, il est égalementprévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation dlun tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire et comprends des pigments blancs, cette couche extérieure é-tant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche exterieure soit détruite dans tou-te son ,, ~
128~133 - ld -épaisseur par le rayonnement lasex de manière à laisser apparaître la sous-couche, la sous-couche étant réalisée en un matériau très absorbant du rayonnemen-t laser et comprenant des pigments foncés, le câble comprenant successivement, - un conducteur central, - une première et une deuxième couche d'isolation ~ui sont rubanées, contre-couchées d'adhésif et solidarisées par traitement thermique, ces couches rubanées étant disposées autour dudit conducteur central, ladite deuxième couche étant enroubée d'une troisième couche constituée de trois vernis successifs, un ve.rnis polyimide de couleur noire, puis un vernis polyamide aromatique de couleur noire, puis un vernis polyurethane de couleur blanche, ce dernie vernis formant la couche extérieure.
Selon la présente invention, il est également prévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immediatement sous-jacente, - la couche extérieure étant de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de facon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, cette sous-couche étant réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprenant des pigments foncés, le câble comprenant successivement:
- un conducteur central, - une première couche d'isolation rubanée, puis une deuxième couche d'isolation rubanée ou extrudée de température de fusion supérieure ou égale à 150C, ces première et deuxième couches d'isolation étant disposées autour dudit conducteur central, - le -- ladite deuxième couche étnat entouree d'une troisième couche constituée de `deux vernis successifs; un vernis polytétrafluoréthylène de couleur noire, puis un vernis polytétrafluoréthylène de couleur blanche, ce dernier vernis formant ladite couche extérieure.
~L21S~L33 Une telle disposition conduit à un marquage plus fin et plus précis que celui obtenu par le seul effet de brûlage plus ou moins superficiel d'un matériau épais.
Avantageusement l'invention propose un câble électrique dan~
lequel la couche extérieure est de couleur claire et la ~ous-couche de couleur so~3re,et dans lequ~l la couche extérieure a une épaisseur comprise entre 5 et 50 micromètres.
Les caractéristiques et avantages de l'invention reqsortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limita-tif, en réPérence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre un câble électrique marquable par laser selon l'in~ention, - les figures 2 et 3 illustrent deux exemples de réalisatlon de câbles marquables par laser selon l'illvention.
La figure 1 illustre le marquage par rayon laser~ selon l'inven-tion. Un rayon 10 i~su d'une source laqer 11 eqt dirigé vers la surface d'un câble éleotrique 12. Ce câble comprend une couche extérieure 13 mince, par exemple comprise entre 5 et 50 micromètres, qui entoure une sous-couche 14. Cette couche extérieure est détruite dans toute son 20 épaisseur au point d'impact 15 du rayon la~ser sur celle-ci, en laissant apparaitre ainsi la sous-couohe 14 qui absorbe ledit rayon laser-Cette couche extérieure 13 étant de couleur contrastée, par exemple claire, par rapport à la sous-couche, par exemple sombre, l'invention permet d'obtenir un marquage de qualité.
A titre d'exemple non limitatif la sous-couche 14, qui doit être ab~orbante à la longueur d~onde du laser utilisé par exemple YAG ( ~ = 1,06~U ~) où C02 ( ~ = 10,6,U ~), peut avoir les caractéris-ti~ues suivantes :
- La souq-oouche 14 peut être réalisée en polytétrafluoréthYlène, par 30 exemple en "Téflon*30N" de du Pont de Nemours, en dispersion aqueuse, ou cn polyamide aromatique, tel que l~ ~Imitec*302" de la Société Imitec en phase solvant (N - méthyl-pyrrolidone).
Cette sous-couche 14 peut etre pigmentée en marron foncé ou en noir de fa~on à favoriser l'absorption du rayon laser et permettre le 35 contraste a~ec la couche extérieure 13. Les pigments utilisé~ peuvent * Téflon et Imitec sont des marques de commerce.
.s.d~ ,~f être des pigments marrons foncés ~Marron Sicopal*K 2795lt de la Société
BASF ou des pigments noirs ~'FA 2306~*de la Société FERR0~ ou une combi-naison de pigments, par exemple à base des deux pigments cités~
L'épai~seur minimale d'une telle sous-couche 14 est telle qu'elle permette d'arrêter la pénétration du rayon laAer 10. Ainsi avec une sous-couche en polytétrafluoréthylène cette épai~seur radiale est de l'ordre de 25 micromètres. Avec une sous-couche en polyamide aromatique cette épaisseur est de l'ordre de 15 micromètres.
La concentration en pigment doit être comprise, avec le premier type de sou3-couche, entre 5 et 15% et, avec le ~econd type de sous-couche, entre 30 et 35~, de manière à préserver une bonne tenue mécanique de cette sous-couche et à obtenir une coloration sufPisante.
La couche extérieure 13 doit être telle qu'elle permette une ab~orption ~uste nécessaire du rayon laser pour entraîner sa propre pyrolyse. Elle doit en effet être le moins absorbante possible tout en restant brûlable par le rayon laser.
Elle peut être réal1sé, par exemple, par une dispersion aqueuse en polytétrafluoréthylè~e (PTFE) de même type que la scus-couche 14, ou par un vernis polyuréthane~ par exemple un produit de la Société BAYER
composé de "Desmophen* F951" qui est un polyol et de "De3modur*CT" qui est un polyisocyanate, en solution par exemple dans un mélarge de crésol ei de xylène.
La pigmentation de cette couche 13 peut être obtenue à l'aide d'un pigment blanc de bioxyde de titane sous toutes ses formes, rutile ou anatase par exemple, tel que le ~Krono~*RN59~ de la Société NL
Chemicals.
Ce pigment blanc peut être utilisé seul ou mélangé à des pigments colorés en faible quantité pour obtenir ainsi des teintes claires ou pastels.
Avec une dispersion aqueuse de PTFE la concentration de pigment doit être comprise entre 10 et 15%, par contre avec un vernis polyuréthane elle doit être comprise entre 30 et 100%.
L'épaisseur d~une telle couche a une valeur maximale fonction du type de laser utilisé et de sa puissance d'émission. En effet ce laser doit pouvoir volatiliser cette couche pour faire apparaitre la *Marron Sicopal, Desmophen, Desmodur, et Kronos sont des mar-ques de commerce et FA 2306 est une désignation commerciale.
..
~2~7133 -- 4 _ sous-couche foncée 14.
Ainsi ~i l'on utiliqe, par exemple, un laser YAG pulsé à 5KHz d'une puissance de 5,6 watts, l'épaisseur de cette couche doit être de préfé-rence compriqe entre 5 et 20 micromètres avec une couche extérieure 13 du premier type considéré, et entre 5 et 25 micromètres avec une couche extérieure 13 du deuxièm~ type considéré.
On pourrait, bien entendu, utiliser aussi un laser C02.
Pour obtenir une honne tenue thermique du câble on peut disposer sous cette couche extérieure 13 et sous cette sous-couche 1~, d'autres qous-couches, par exemple polyimides telles que le "Liquid H" de la Société du Pont de Nemours ou le vernis "Imitec*201" de la Société
Imitec.
Cette sous-couche est alors pi~mentée de la même façon que la sous-couche 14, de façon que l'ensemble des ~ouq-couches polyimide et ~polyamide ait une epaisseur minimale de l'ordre de 15 micromètres.
Les vernis utilisés sont cuits suivant les procédés traditionnels employés dans l'industrie des fils émaillés, par exemple par enduction multipasses avec cuisson dynamique au four " à la défilée " obtenue par le procédé dit "en filière", ou le procédé dit "au trempé". On peut aussi utiliser d'autreq techniques de dépôt de vernis telles que par exemple l'électrophorèse, le poudrage électrostatique et/ou an bain fluidisé.
Le marquage la~er sslon l'invention peut être réalisé sur une machine du type de celle décrite dans le brevet U~ 4370542 qui permet un positionnement relatif d'un câble et d'une source laser.
Un tel marquage peut aussi être réalisé en déplaçant un masque devant un faisceau laser large, par exemple obtenu à partir d'un laser C02 (procédé "dit au masque"), le faisceau laser étant focali,é
après avoir traversé ledit masque.
Le marquage ~elon l'invention peut être appliqué à des câbles électriques à usage notamment aérospatial. Ainsi les ~igures 2 et 3 représentent deux exemples de réalisation de tels câbles marquable~ par laser selon l'invention.
Le câble illustré à la figure 2, est constitué :
- d'un conducteur central 16 en cuivre, ou alliage de cuivre, ou aluminium, ou alliage d'aluminum, protége ou non par un revêtement ~ * Liquid H est une marque de co~merce.
,~ "
7~3;3 métallique (étain, nickel, argent, etc...) - d'une isolation tri-couche comprenant :
. deux couche~ rubanées 17 et 18 réalisées en polyimide contre-couchée d'adhé~if ou thermodurci~sable, solidarisées par traitement thermique ("Kapton*F", "Kap~on* HFE" marque~ dépo~ées de Du Pont de Nemour~, "Upilex*F" marque déposee par U.B.E Induqtriels, "Apica AF*" marque déposée par KANEGAFUCHI).
. une troisiène couche externe con~tituée de l'ensemble des 3 vernis 20, 21, 19 déposés succes~ivement : couche 20 en polyimide de couleur noire, couche 21 en polyamide aromatique de couleur noire, couche 19 en polyuréthane de couleur blanche ; ces 3 vernis ont une température de service supérieure à 150C.
Le oable illustré à la figure 3 est constitué :
- d'un conducteur central 16 ;
- d'une isolation tri-couche comprenant :
. une première couche rubanée 1~ réalisée en polyimide tel que décrit dans l'exemple précédent.
. une seconde couche rubanée ou extrudée 22, en matériau thermoplastique de température de fusion supérieure ou égale à 150C, solidarisée par traitement thermique : polytétrafluoréthylène ("Téflon PTFE", marque déposée Du Pont de Nemours), perfluoroalkoxy - polytétra~luoréthylène ("Téflon*PFA", marque déposée Du Pont de Nemours, "Hosta~lor.*TFA" marque déposée Hoechst), polytétrafluoréthylène-propylène ("Téflon FEP", marque déposée Du Pont de Nemours), polyéthylène-tétrafluor~thYlène ("Tefzel*!~, marque dépo3ée Du Pont de Nemours), poly~luorure de vinylidène ("Rynar~", marque déposée Pennwalt), polyéther éther-cétone ("PEER*",marque déposée I.C.I).
- une troisième couche externe, constituée de l'ensemble des deux vernis 24 et 23 déposés successivement : couche 24 en PTFE de couleur noire, couche 23 en PTFE de couleur blanche. Ces deux vernis ont une température de service supérieure ou égale à 260C.
Le marquage selon l'invention peut également être appliqué aux construction3 de câbles électriques, notamment pour usage aérospatial, à
caractéristiques électriques améliorées, décrites dans le brevet français n 2 555 ~99.
* Kapton, Upilex, Apica AF, Hostaflon, Tefzel, Kynar et Peek sont des marques de co~merce.
~287~33 Le câble selon l'invention permet donc un marquage qui consiste à
brûler une couche externe mince, existante ou rapportée pour la circons-tance, les manques ainsi crées dans cette couche dévoilant l'isolation sous-jacente. Celle-ci doit satis~aire aux clauses électriques, mécani-ques, eto...imposées au câble, et en outre doit être capable de rési3terau rayonnement laQer, dont la puissance est réglée au niveau juste néces-saire à braler la couche mince externe.
Il e~t bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra remplacer 9e8 éléments constitutifs par des éléments équivalents sans, pour autant, ~ortir du cadre de l'invention.
Pour réaliser un tel marquage de câble par laser, un brevet allemand no. 3147230 décrit un câble dont la surface externe reçoit d'abord par pistolage un revêtement coloré, qui est cuit par ondes HF ou infrarouges avant d'être brûlé par un rayonnement laser. Mais ce document ne se préoccupe que du brûlage superficiel obtenu par le rayonnement laser.
Un brevet US 4 370 5~2 revendique le marquage d'un câble par laser, mais il ne concerne en fait ~ue le positionnement relatif de ce câble et de la source laser.
Il existe d'autres documents de l'art antérieur qui concernent le marquage de différents types de surfaces, par exemple plastiques dans des buts d'identification, ou bien de préparation de stencils ou de plaques lithographiques. Certains de ces documents, notamment le brevet européen EP 159529 et le brevet francais FR 2520902 mettent en jeu deux couches superficielles, dont l'une est absorbante pour un rayonnement laser, mais l'autre, externe, est transparente.
Un document américain US-3505916 propose de distinguer deux conducteurs isolés par deux couches successives d'isolant de couleurs différentes. ~1 décrit, en effet, le repérage de conducteurs isolés par découpe mécanique d'une helice dans la couche externe de chaque conducteur; ladite découpe laissant apparaître la sous-couche contrastée par rapport à la couche externe. Mais un tel procédé ne permet pas d'établir de véritables inscriptions sur un conducteur.
Par contre la présente invention a pour objet une disposition particulière de la couche externe d'un câble électrique permettant un marquage par rayon laser.
:ILZ1~33 - la -Selon la présente invention, il est prévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche mince par rapport à
cette sous-couche et étant réalisée en un matériau comprenant des pigments blancs, qui n'absorbe d'un rayon-nement laser que ce qui est nécessaire pour entraîner sa propre pyrolyse, et - la sous-couche est réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser, contenant des pigments foncés et d'une épaisseur suffisante pour que l'énergie du rayonnement laser soit totalement dissipée dans cette sous-couche sans pour autant la pénétrer et la détruire, de façon que lors du marquage, la couche extérieure mince soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche.
Selon la présente invention, il est également prévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire et comprend des pigments blancs, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, - la couche extérieure ayant une épaisseur comprise entre 5 et 50 micromètres et la sous-couche une épaisseur minimale prise entre 15 et 30 micromètres, cette sous-couche étant réalisée en un matériau très absorbant du :~2~33 - lb -rayonnement laser et comprenant des pigments Eoncés.
Selon la présente invention, il est également prévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire et comprend des pigments blancs, ce~te couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche exterieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière ~ laisser apparaître la sous-couche, et - la sous-couche est réalisée en polytétra-fluoréthylène à partir de dispersion aqueuse et comprend 5 à
15% de pigments foncés.
Selon la présente invention, il est également prévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportan`t une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire et comprend des piyments blancs, cette couche exterieure étan-t une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière a laisser apparaitre la sous-couche, et - la sous-couche est réalisée en polyamide aromatique et comprend 30 à 35% de pigments foncés.
Selon la présente invention, il est également prévu un cable électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est d'une couleur claire, 12~ 3 -- lc --cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaitre la sous-couche, - la couche exterieure est réalisée en dispersion aqueuse de polytétrafluoréthylène et comprend 5 à 15% de pigments blancs, et - la sous-couche est réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprend des pigments foncéS-Selon la présente invention, il est également prévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche suffisammen-t mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, - la couche extérieure étant réalisée en vernis polyuréthane et comprend 30 à 100% de pigments blancs, - la sous-couche est réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprend des pigments foncéS-Selon la présente invention, il est égalementprévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation dlun tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire et comprends des pigments blancs, cette couche extérieure é-tant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche exterieure soit détruite dans tou-te son ,, ~
128~133 - ld -épaisseur par le rayonnement lasex de manière à laisser apparaître la sous-couche, la sous-couche étant réalisée en un matériau très absorbant du rayonnemen-t laser et comprenant des pigments foncés, le câble comprenant successivement, - un conducteur central, - une première et une deuxième couche d'isolation ~ui sont rubanées, contre-couchées d'adhésif et solidarisées par traitement thermique, ces couches rubanées étant disposées autour dudit conducteur central, ladite deuxième couche étant enroubée d'une troisième couche constituée de trois vernis successifs, un ve.rnis polyimide de couleur noire, puis un vernis polyamide aromatique de couleur noire, puis un vernis polyurethane de couleur blanche, ce dernie vernis formant la couche extérieure.
Selon la présente invention, il est également prévu un câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immediatement sous-jacente, - la couche extérieure étant de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de facon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, cette sous-couche étant réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprenant des pigments foncés, le câble comprenant successivement:
- un conducteur central, - une première couche d'isolation rubanée, puis une deuxième couche d'isolation rubanée ou extrudée de température de fusion supérieure ou égale à 150C, ces première et deuxième couches d'isolation étant disposées autour dudit conducteur central, - le -- ladite deuxième couche étnat entouree d'une troisième couche constituée de `deux vernis successifs; un vernis polytétrafluoréthylène de couleur noire, puis un vernis polytétrafluoréthylène de couleur blanche, ce dernier vernis formant ladite couche extérieure.
~L21S~L33 Une telle disposition conduit à un marquage plus fin et plus précis que celui obtenu par le seul effet de brûlage plus ou moins superficiel d'un matériau épais.
Avantageusement l'invention propose un câble électrique dan~
lequel la couche extérieure est de couleur claire et la ~ous-couche de couleur so~3re,et dans lequ~l la couche extérieure a une épaisseur comprise entre 5 et 50 micromètres.
Les caractéristiques et avantages de l'invention reqsortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limita-tif, en réPérence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre un câble électrique marquable par laser selon l'in~ention, - les figures 2 et 3 illustrent deux exemples de réalisatlon de câbles marquables par laser selon l'illvention.
La figure 1 illustre le marquage par rayon laser~ selon l'inven-tion. Un rayon 10 i~su d'une source laqer 11 eqt dirigé vers la surface d'un câble éleotrique 12. Ce câble comprend une couche extérieure 13 mince, par exemple comprise entre 5 et 50 micromètres, qui entoure une sous-couche 14. Cette couche extérieure est détruite dans toute son 20 épaisseur au point d'impact 15 du rayon la~ser sur celle-ci, en laissant apparaitre ainsi la sous-couohe 14 qui absorbe ledit rayon laser-Cette couche extérieure 13 étant de couleur contrastée, par exemple claire, par rapport à la sous-couche, par exemple sombre, l'invention permet d'obtenir un marquage de qualité.
A titre d'exemple non limitatif la sous-couche 14, qui doit être ab~orbante à la longueur d~onde du laser utilisé par exemple YAG ( ~ = 1,06~U ~) où C02 ( ~ = 10,6,U ~), peut avoir les caractéris-ti~ues suivantes :
- La souq-oouche 14 peut être réalisée en polytétrafluoréthYlène, par 30 exemple en "Téflon*30N" de du Pont de Nemours, en dispersion aqueuse, ou cn polyamide aromatique, tel que l~ ~Imitec*302" de la Société Imitec en phase solvant (N - méthyl-pyrrolidone).
Cette sous-couche 14 peut etre pigmentée en marron foncé ou en noir de fa~on à favoriser l'absorption du rayon laser et permettre le 35 contraste a~ec la couche extérieure 13. Les pigments utilisé~ peuvent * Téflon et Imitec sont des marques de commerce.
.s.d~ ,~f être des pigments marrons foncés ~Marron Sicopal*K 2795lt de la Société
BASF ou des pigments noirs ~'FA 2306~*de la Société FERR0~ ou une combi-naison de pigments, par exemple à base des deux pigments cités~
L'épai~seur minimale d'une telle sous-couche 14 est telle qu'elle permette d'arrêter la pénétration du rayon laAer 10. Ainsi avec une sous-couche en polytétrafluoréthylène cette épai~seur radiale est de l'ordre de 25 micromètres. Avec une sous-couche en polyamide aromatique cette épaisseur est de l'ordre de 15 micromètres.
La concentration en pigment doit être comprise, avec le premier type de sou3-couche, entre 5 et 15% et, avec le ~econd type de sous-couche, entre 30 et 35~, de manière à préserver une bonne tenue mécanique de cette sous-couche et à obtenir une coloration sufPisante.
La couche extérieure 13 doit être telle qu'elle permette une ab~orption ~uste nécessaire du rayon laser pour entraîner sa propre pyrolyse. Elle doit en effet être le moins absorbante possible tout en restant brûlable par le rayon laser.
Elle peut être réal1sé, par exemple, par une dispersion aqueuse en polytétrafluoréthylè~e (PTFE) de même type que la scus-couche 14, ou par un vernis polyuréthane~ par exemple un produit de la Société BAYER
composé de "Desmophen* F951" qui est un polyol et de "De3modur*CT" qui est un polyisocyanate, en solution par exemple dans un mélarge de crésol ei de xylène.
La pigmentation de cette couche 13 peut être obtenue à l'aide d'un pigment blanc de bioxyde de titane sous toutes ses formes, rutile ou anatase par exemple, tel que le ~Krono~*RN59~ de la Société NL
Chemicals.
Ce pigment blanc peut être utilisé seul ou mélangé à des pigments colorés en faible quantité pour obtenir ainsi des teintes claires ou pastels.
Avec une dispersion aqueuse de PTFE la concentration de pigment doit être comprise entre 10 et 15%, par contre avec un vernis polyuréthane elle doit être comprise entre 30 et 100%.
L'épaisseur d~une telle couche a une valeur maximale fonction du type de laser utilisé et de sa puissance d'émission. En effet ce laser doit pouvoir volatiliser cette couche pour faire apparaitre la *Marron Sicopal, Desmophen, Desmodur, et Kronos sont des mar-ques de commerce et FA 2306 est une désignation commerciale.
..
~2~7133 -- 4 _ sous-couche foncée 14.
Ainsi ~i l'on utiliqe, par exemple, un laser YAG pulsé à 5KHz d'une puissance de 5,6 watts, l'épaisseur de cette couche doit être de préfé-rence compriqe entre 5 et 20 micromètres avec une couche extérieure 13 du premier type considéré, et entre 5 et 25 micromètres avec une couche extérieure 13 du deuxièm~ type considéré.
On pourrait, bien entendu, utiliser aussi un laser C02.
Pour obtenir une honne tenue thermique du câble on peut disposer sous cette couche extérieure 13 et sous cette sous-couche 1~, d'autres qous-couches, par exemple polyimides telles que le "Liquid H" de la Société du Pont de Nemours ou le vernis "Imitec*201" de la Société
Imitec.
Cette sous-couche est alors pi~mentée de la même façon que la sous-couche 14, de façon que l'ensemble des ~ouq-couches polyimide et ~polyamide ait une epaisseur minimale de l'ordre de 15 micromètres.
Les vernis utilisés sont cuits suivant les procédés traditionnels employés dans l'industrie des fils émaillés, par exemple par enduction multipasses avec cuisson dynamique au four " à la défilée " obtenue par le procédé dit "en filière", ou le procédé dit "au trempé". On peut aussi utiliser d'autreq techniques de dépôt de vernis telles que par exemple l'électrophorèse, le poudrage électrostatique et/ou an bain fluidisé.
Le marquage la~er sslon l'invention peut être réalisé sur une machine du type de celle décrite dans le brevet U~ 4370542 qui permet un positionnement relatif d'un câble et d'une source laser.
Un tel marquage peut aussi être réalisé en déplaçant un masque devant un faisceau laser large, par exemple obtenu à partir d'un laser C02 (procédé "dit au masque"), le faisceau laser étant focali,é
après avoir traversé ledit masque.
Le marquage ~elon l'invention peut être appliqué à des câbles électriques à usage notamment aérospatial. Ainsi les ~igures 2 et 3 représentent deux exemples de réalisation de tels câbles marquable~ par laser selon l'invention.
Le câble illustré à la figure 2, est constitué :
- d'un conducteur central 16 en cuivre, ou alliage de cuivre, ou aluminium, ou alliage d'aluminum, protége ou non par un revêtement ~ * Liquid H est une marque de co~merce.
,~ "
7~3;3 métallique (étain, nickel, argent, etc...) - d'une isolation tri-couche comprenant :
. deux couche~ rubanées 17 et 18 réalisées en polyimide contre-couchée d'adhé~if ou thermodurci~sable, solidarisées par traitement thermique ("Kapton*F", "Kap~on* HFE" marque~ dépo~ées de Du Pont de Nemour~, "Upilex*F" marque déposee par U.B.E Induqtriels, "Apica AF*" marque déposée par KANEGAFUCHI).
. une troisiène couche externe con~tituée de l'ensemble des 3 vernis 20, 21, 19 déposés succes~ivement : couche 20 en polyimide de couleur noire, couche 21 en polyamide aromatique de couleur noire, couche 19 en polyuréthane de couleur blanche ; ces 3 vernis ont une température de service supérieure à 150C.
Le oable illustré à la figure 3 est constitué :
- d'un conducteur central 16 ;
- d'une isolation tri-couche comprenant :
. une première couche rubanée 1~ réalisée en polyimide tel que décrit dans l'exemple précédent.
. une seconde couche rubanée ou extrudée 22, en matériau thermoplastique de température de fusion supérieure ou égale à 150C, solidarisée par traitement thermique : polytétrafluoréthylène ("Téflon PTFE", marque déposée Du Pont de Nemours), perfluoroalkoxy - polytétra~luoréthylène ("Téflon*PFA", marque déposée Du Pont de Nemours, "Hosta~lor.*TFA" marque déposée Hoechst), polytétrafluoréthylène-propylène ("Téflon FEP", marque déposée Du Pont de Nemours), polyéthylène-tétrafluor~thYlène ("Tefzel*!~, marque dépo3ée Du Pont de Nemours), poly~luorure de vinylidène ("Rynar~", marque déposée Pennwalt), polyéther éther-cétone ("PEER*",marque déposée I.C.I).
- une troisième couche externe, constituée de l'ensemble des deux vernis 24 et 23 déposés successivement : couche 24 en PTFE de couleur noire, couche 23 en PTFE de couleur blanche. Ces deux vernis ont une température de service supérieure ou égale à 260C.
Le marquage selon l'invention peut également être appliqué aux construction3 de câbles électriques, notamment pour usage aérospatial, à
caractéristiques électriques améliorées, décrites dans le brevet français n 2 555 ~99.
* Kapton, Upilex, Apica AF, Hostaflon, Tefzel, Kynar et Peek sont des marques de co~merce.
~287~33 Le câble selon l'invention permet donc un marquage qui consiste à
brûler une couche externe mince, existante ou rapportée pour la circons-tance, les manques ainsi crées dans cette couche dévoilant l'isolation sous-jacente. Celle-ci doit satis~aire aux clauses électriques, mécani-ques, eto...imposées au câble, et en outre doit être capable de rési3terau rayonnement laQer, dont la puissance est réglée au niveau juste néces-saire à braler la couche mince externe.
Il e~t bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra remplacer 9e8 éléments constitutifs par des éléments équivalents sans, pour autant, ~ortir du cadre de l'invention.
Claims (13)
1. Câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédia-tement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche mince par rapport à
cette sous-couche et étant réalisée en un matériau comprenant des pigments blancs, qui n'absorbe d'un rayon laser que ce qui est nécessaire pour entraîner sa propre pyrolyse, et - la sous-couche est réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser, contenant des pigments foncés et d'une épaisseur suffisante pour que l'énergie du rayonnement laser soit totalement dissipée dans cette sous-couche sans pour autant la pénétrer et la détruire, de façon que lors du marquage, la couche extérieure mince soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche.
- la couche extérieure est de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche mince par rapport à
cette sous-couche et étant réalisée en un matériau comprenant des pigments blancs, qui n'absorbe d'un rayon laser que ce qui est nécessaire pour entraîner sa propre pyrolyse, et - la sous-couche est réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser, contenant des pigments foncés et d'une épaisseur suffisante pour que l'énergie du rayonnement laser soit totalement dissipée dans cette sous-couche sans pour autant la pénétrer et la détruire, de façon que lors du marquage, la couche extérieure mince soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche.
2. Câble électrique selon la revendication 1, d a n s l e q u e l l a s o u s - c o u c h e e s t d e c o u l e u r sombre.
3. Câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire, et comprend des pigments blancs, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, - la couche extérieure ayant une épaisseur comprise entre 5 et 50 micromètre et la sous-couche une épaisseur minimale prise entre 15 et 30 micromètres, ladite sous-couche étant réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprenant des pigments foncés.
- la couche extérieure est de couleur claire, et comprend des pigments blancs, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, - la couche extérieure ayant une épaisseur comprise entre 5 et 50 micromètre et la sous-couche une épaisseur minimale prise entre 15 et 30 micromètres, ladite sous-couche étant réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprenant des pigments foncés.
4. Câble électrique selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la sous-couche est réalisée en polytétrafluoréthylène à partir de dispersion aqueuse.
5. Câble électrique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire et comprend des pigments blancs, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, et - la sous-couche est réalisée en polytétrafluoréthylène à partir de dispersion aqueuse et comprend 5 à 15% de pigments foncés.
- la couche extérieure est de couleur claire et comprend des pigments blancs, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, et - la sous-couche est réalisée en polytétrafluoréthylène à partir de dispersion aqueuse et comprend 5 à 15% de pigments foncés.
6. Câble électrique selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel la sous-couche est réalisée en polyamide aromatique.
7. Câble électronique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire et comprend des pigments blancs, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, - la sous-couche étant réalisée en polyamide aromatique et comprend 30 à 35% de pigments foncés.
- la couche extérieure est de couleur claire et comprend des pigments blancs, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, - la sous-couche étant réalisée en polyamide aromatique et comprend 30 à 35% de pigments foncés.
8. Câble électrique selon la revendication 1, 2, 3, 5 ou 7, dans lequel la couche extérieure est réalisée en une dispersion aqueuse de polytétrafluoréthylène.
9. Câble électronique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, - la couche extérieure est réalisée en dispersion aqueuse de polytétrafluoréthylène et comprend 5 à 15% de pigments blancs, et - la sous-couche est réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprend des pigments foncés.
- la couche extérieure est de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, - la couche extérieure est réalisée en dispersion aqueuse de polytétrafluoréthylène et comprend 5 à 15% de pigments blancs, et - la sous-couche est réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprend des pigments foncés.
10. Câble électrique selon la revendication 3, 5 ou 7, dans lequel la couche extérieure est réalisée en vernis polyuréthane.
11. Câble électronique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, - la couche extérieure étant réalisée en vernis polyuréthane et comprend 30 à 100% de pigments blancs, et - la sous-couche est réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprend des pigments foncés.
- la couche extérieure est de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, - la couche extérieure étant réalisée en vernis polyuréthane et comprend 30 à 100% de pigments blancs, et - la sous-couche est réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprend des pigments foncés.
12. Câble électronique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire et comprend des pigments blancs, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, la sous-couche étant réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprenant des pigments foncés, le câble comprenant successivement, - un conducteur central, - une première et une deuxième couche d'isolation qui sont rubanées, contre-couchées d'adhésif et solidarisées par traitement thermique, ces couches rubanées étant disposées autour dudit conducteur central, ladite deuxième couche étant enrobée d'une troisième couche constituée de trois vernis successifs: un vernis polyimide de couleur noire, puis un vernis polyamide aromatique de couleur noire, puis un vernis polyurétahne de couleur blanche, ce dernier vernis formant la couche extérieure.
- la couche extérieure est de couleur claire et comprend des pigments blancs, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manière à laisser apparaître la sous-couche, la sous-couche étant réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprenant des pigments foncés, le câble comprenant successivement, - un conducteur central, - une première et une deuxième couche d'isolation qui sont rubanées, contre-couchées d'adhésif et solidarisées par traitement thermique, ces couches rubanées étant disposées autour dudit conducteur central, ladite deuxième couche étant enrobée d'une troisième couche constituée de trois vernis successifs: un vernis polyimide de couleur noire, puis un vernis polyamide aromatique de couleur noire, puis un vernis polyurétahne de couleur blanche, ce dernier vernis formant la couche extérieure.
13. Câble électronique marquable par un rayonnement laser et comportant une couche extérieure permettant la réalisation d'un tel marquage et une sous-couche immédiatement sous-jacente, câble dans lequel:
- la couche extérieure est de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manièr à laisser apparaître la sous-couche, la sous-couche étant réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprenant des pigments fonces, le câble comprenant successivement, - un conducteur central, - une première couche d'isolation rubanée, puis une deuxième couche d'isolation rubanée ou extrudée de température de fusion supérieure ou égale à 150°C, ces première et deuxième couches d'isolation étant disposées autour dudit conducteur central, - ladite deuxième couche étant entourée d'une troisième couche constituée de deux vernis successifs: un vernis polytétrafluoréthylène de couleur noire, puis un vernis polytétrafluoréthylène de couleur blanche, ce dernier vernis formant ladite couche extérieure.
- la couche extérieure est de couleur claire, cette couche extérieure étant une couche suffisamment mince de façon à ce que lors du marquage la couche extérieure soit détruite dans toute son épaisseur par le rayonnement laser de manièr à laisser apparaître la sous-couche, la sous-couche étant réalisée en un matériau très absorbant du rayonnement laser et comprenant des pigments fonces, le câble comprenant successivement, - un conducteur central, - une première couche d'isolation rubanée, puis une deuxième couche d'isolation rubanée ou extrudée de température de fusion supérieure ou égale à 150°C, ces première et deuxième couches d'isolation étant disposées autour dudit conducteur central, - ladite deuxième couche étant entourée d'une troisième couche constituée de deux vernis successifs: un vernis polytétrafluoréthylène de couleur noire, puis un vernis polytétrafluoréthylène de couleur blanche, ce dernier vernis formant ladite couche extérieure.
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