<Desc/Clms Page number 1>
MATIERES SORTANT A L'ISOLEMENT ELECTRIQUE
ET PROCEDES DE FABRICATION.
Cette invention fait l'objet de deux demandes de brevets dé- posées en Grande Bretagne respectivement le 7 Janvier 1935 et le 28 Juin 1935 aux noms de la Société STANDARD TELEPHONAS AND CABLES LTD et de Mr. Archibald Alan NEW.
-----------------
L'invention se rapporte à des natières isolantes pouvant être utilisées dans les installations électriques, ainsi qu'aux procédés permettant de les obtenir par le traitement de substances fibreuses textiles animales qui améliorent leurs propriétés d'isolement.
Les substances fibreuses textiles animales (par opposition aux substances végétales) les plus employées comme isolants électriques
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
sont évidemment la soie et la laine, nais on sait ;ue la résistan- ce d'isolement de ces substances diminue fortement dans des condi- tions de fortes humidités, probablement par suite de leur absorption
EMI2.2
d'eau. La nature de cette absorption d'eau n'est pas bien dter-n4e.
.es précautions consistant à sécher les fibres et a remplir les in -tervalles existant entre-elles d'une matière offrant peu de pri- se à l'humidité, comme par exem-le des huiles ou des cires hydrocar -burées, retardent la réabsorption de l'humidité mais n'ont qu'un faible effet permanent en réduisant le contenu d'humidité,quand la substance utilisée reste exposée dans une atmosphère offrant un de- gré d'humidité relativement élevé pendant un temps appréciable.
Les substances basiques de soie et de laine peuvent être clas-
EMI2.3
sées comme protéines. >xa soie naturelle consiste principalement de fibroines et la laine naturelle de kératine. On sait que le degré d'isolement de la laine ou de la soie dépend largement de la quan-
EMI2.4
tits- d'humidité et de matière ionisable associées avec les mie elles de kératine ou de fibroine, et par suite de:; 8ais ont Jt3 1"#1.ts pour réduire la quantité de matière ionisable probante p,-.i- un pro- cédé soigneux de lavage. uel.ues améliorations ont été obtenues dans le cas de la laine, et dans le cas de la soie il en est résulta une résistance d'isolement de 20 à 30 fois celle obtenue avec ce la
EMI2.5
soie non préalablement lavée,cour des essais faits dans ces conditi- ons d'humidité relativement importantes.
Suivant la présente invention, on a trouvé :¯ue si la composi- tion chimique cas fibres de scie ou de laine est codifiée, ou si un dérivé chimique des fibres est obtenu, la 1'jsistnce d'isolement de la substance dans des conditions d'humidité relativement ,¯-",¯1Le est dans beaucoup de cas accrue comparativement aux soies eu iìnEi non traitées. Toutefois dans la plupart des cas uns réduction ;e la ré- sistance mécanique de la substance a lieu. n a cerendsnt ob3':rv, que certains réactifs permettent d'obtenir des fibres des prod'its chi- ,i-1.U';s .¯ui ont une résistance d'isol:..:rt -!us .:nn.e :1'- L.r ;'= ===,>=
<Desc/Clms Page number 3>
non traitées ou lavées, tout en assurant une résistance mécanique égale.
Ni la nature chimique exacte, ni les détails précis des ré- actions ne sont connus avec certitude, et beaucoup, sinon toutes les réactions ne sont pas absolument neuves en elles-mêmes, mais on ne
EMI3.1
savait pas antarieurer.ieiit que la résistance d'isolement des fibres pouvaitêtre améliorée par ces procédés.
Donc un des faits caractéristiques de l'invention se rappor -te à des procédés de traitement de fibres de nature protéine,comme par exemple la soie naturelle ou la laine, dans le but d'améliorer :Leurs propriétés d'isolement,ces procédés consistant à traiter les
EMI3.2
fibres <J.r un réactif ou mélanges de réactifs qui ont pour effet de mociîier la composition chimique ou de produire un dérivatif chimi- que des fibres (y compris la formation de composés d'absorption non <:àc*.ii,o;#4s v;,r l!GGU froide.).
On obtient alors un dewgré (te r5sis- tan-:e d'isolement, sous des conditions d'humidité relativement im- pOrtdûtes, plus haut qu'avec les fibres lavées, et cela sans que 1' on note une réduction pratique de la résistance mécanique.
EMI3.3
Dems le cas de certains réactifs, une amélioration de la résis -tance d'isolement des fibres sans réduction de la résistance méca- nique peut être obtenue en effectuant la réaction pendant un cer-
EMI3.4
tain ternes, bien ,,utune cétérioration des fibres puisse avoir lieu si cette réaction est prolongée pendant un temps trop long.
Four tous les l' JoceLls il y a une durée --.a=,1;.ùu:;i pendant laquelle les réactions peuvent avoir lieu, car, même si une réduction dans la résistance
EMI3.5
méoaniuue de la substance ne se produit pas, aucun accroissement appréciable de la résistance d'isolement, ou un accroissement seu- lement très minime de cette résistance, ne peut résulter d'une pro- longation de cette durée. Cette durée maximum peut être déterminée par des essais démontrant les changements produits dans la résistan- ce d'isolement et dans la résistance mécanique des fibres.
Un autre fait caractéristique de l'invention se rapporte à un procédé pour le traitement des fibres d'une nature protéine,telles
<Desc/Clms Page number 4>
que la soie naturelle ou de la laine,avecun réactif ou un mélange de réactifs qui modifie la composition chimique ou produit un déri- vé chimique (comprenait un composé d'absorption non décomposa par l'eau froide) des fibres pour un temps suffisant à donner au pro-
EMI4.1
duit fini une résistance d'isolement plus grande s us des oont-e-1-i- ons d'humilité re1-ati:erû:nt forte, Que celle qu' offriraient ces ici -bras ayant été seulement soumises à un lavage soigna, et cela sans altérer la résistance mécanique de ces fibres.
Une telle curée ré- sulte d'essais de résistance d'isolement et de résistance mécanique effectues sur les produits de la réaction.
Les réactifs qui ont été trouves cornue donnant les meilleurs
EMI4.2
.)SllltµÎS dans le traitement ce la laine comprennent les aci2s tan- niques, les acides naphtanoles sulfuriues, les anhydrides des acides
EMI4.3
carboxyliques aliphatiques contenant de deux à cinq atomes ce C::'l'- bcne, les sels ou oxydes de métaux donnan t des oxydes acides ou a11- photères, des aldéhydes for.ilues ou paraformaldéhydes, et'les -la- tières qui sont utilisées avec succès pour le tannage du cuir.
Les mêmes substances, à l'exception de l'aldéhyde fornique et du paraformaldéhyde, ont été trouvées convenables pour le traite-
EMI4.4
ment de la soie naturelle, conforcénent a l'invention.
Des acides .'.minéraux, tels -ue l::s acides ohlorhydri"¯ues et sulfuriques, et les acides carboxyliques plus simples, tels que les acides formiques, acétiques, propioniques, ou benzoiques ne convien -non pas car pendant le traitement avec l'eau le coz;.os pst dé- truit, et l'acide combiné préc'âàe':;!lent est complètement enlevé par le procédé de lavage nécessaire pour enlever l'acide en excès après le traitement.
Les alcalis ne conviennent pas cause de leurs actions délaie -res sur les fibres.
EMI4.5
Les phénols et les naphtols n'ont pas été trouvés jusqu'à pré -sent convenables, car ils produisent une tension des fibres,bien que leur présence accroisse la résistance d'isolement.
<Desc/Clms Page number 5>
Les sels ou oxydes de métaux donnant l'oxyde acide ou l'oxy- de amphotère possèdent un avantage particulier puisque en plus du fait qu'ils provoquent une résistance d'isolement plus grande des substances traitées, ils accroissent leurs propriétés ininflammables.
On a aussi cherché à réaliser des matières isolantes électri -,lues comprenant ce la soie ou de la laine, ou des fibres mélangées renfermant de la soie et/ou de la laine, traitées de manière que la résistance d'isolement soit plus grande que 20 grammes megohms quand elle est mesurée sur une longueur d'essai de 16 mms avec une humidi -té relative de 95% à 25 centigrades et sous un voltage appliqué de 500 volts.
L'invention concerne aussi des conducteurs électriques isolés avec de la soie ou de la laine,ou avec des fibres mélangées conte- nant de la soie et/ou de la laine, ces conducteurs étant traités de manière ,ue la rsibtance d'isolement soit plus grande que 20 gram -mes megohms quand elle est mesurée sur une longueur d'essai de 16 mms avecune humicité re l'lti ve de 95% à 25 centigrades et sous un voltage appliqué de 500 volts.
L'invention ne doit pas cependant être considérée comme limi- tée au traitement de la soie ou de la laine, puisqu'elle est ap- çlicable au traitement de n'importe quelle fibre de nature protéine.
Elle peut au.-.si s'appliquer au traitement de fibres mélangées de cette nature comme par exemple un mélange de laine et de soie. Enfin les traitements décrias ici peuvent être employés dans le cas de fi -bres mélangées parmi lesquelles une seule espèce est de nature pro- téine. On peut par exemple avoir recours à ces traitements dans le cas d'un mélange de laine et de coton ou de soie et de coton.
Les exemples suivants font mieux comprendre la nature de l'in- vention et la manière suivant laquelle est est appliquée.
Premi@r exemple :
100 pounds (45 Kgs 400) de laine nettoyée, en pelotons,sont traitJs avec de l'eau chaude et transférés dans un bain contenant gallons (908 litres) d'une solution d'aldéhyde formique à 40%.
<Desc/Clms Page number 6>
La laine est maintenue dans ce bain pendant 24 heures à 80 centi- grades, puis en est retirée, soumise à l'action de la force centri- fuge, lavée et séchée pendant au moins 3 heures à 110 centigrades.
Cela permet d'obtenir un produit renfermant 3% d'aldéhyde fornique et ayant une résistance d'isolement d'environ 60 fois cele @e la laine naturelle.
Deuxième exemple:
100 pounds (45 Kgs 400) de laine nettoyée, en pelotons,sont traités avec de l'eau chaude et places dans une cuve contenant un liquide formé de 200 gallons (908 litres) d'eau et 100 pounds (45 Kgs 400) d'acide tannique. La laine est placée froide dans le bain et portée à l'ébullition au bout d'environ une demi-heure. La température est maintenue de 95 à 100 centigrades pendant 0 heures avec une bonne circulation du liquide. La laine est alors enlevée de la cuve, lavée pour éliminer l'excès d'acide tannique, soumise à faction de la force centrifuge, et séchée, le séchage final durant au moins 3 heures à la température de 110 centigrades.
On obtient ainsi un produit offrant une résistance d'isolement d'environ 500 fois celle de la laine naturelle quand ces deux substances sont essayées à une humidité relative de 95% et à 25 centigrades.
Troisième exemple:
De la soie naturelle en pelotons est traitée de la même ..:aniè -re et avec les mêmes réactifs. On obtient ainsi un produit renfer- mant environ 23% d'acide tannique et offrant une résistance d'isole- ment de près de 4000 fois celle Ce la soie naturelle, et de près de 150 fois celle de la meilleure soie commerciale lavée, les essais étant faits avec une humidité relative de 95% et à 25 centigrades.
Un autre accroissement d'acide tannique peut être obtenu en effectuant la réaction dans les deux cas pendant :=ne plus longue p :- riode, nais il en résulte seulement un faible accroissement cans la résistance d'isolement. quatrième exemple :
<Desc/Clms Page number 7>
100 pounds (45 Kgs 400) de laine nettoyée, en pelotons,sont traités avec de l'eau chaude et amenés dans un bain contenant 200 gallons (908 litres) d'eau et 100 pounds (45 Kgs 400) de sulfate d'aluminium. La laine est placée dans le bain froid et amenée à l'ébullition au bout d'une cemi-heure. La température est maintenue de 95 à 100 centigrades pendant 3 heures avec une bonne circulation du liquide.
La laine est ensuite enlevée du bain et lave pour éli- miner l'excès de sulfate d'aluminium, puis elle est soumise à l'ac- tion de 'La force centrifuge et séchée pendant au moins3 heures à 110 centigrades, @n obtient ainsi un produit renfermant 1.6% d'a- lumine combinée et offrant une résistance d'isolement d'environ 60 fois la laine naturelle, ces deux substances étant essayées avec une humidité relative de 95% et à une température de 25 centigrades.
Cinquième exemple:
De la soie naturelle en pelotons est traitée de la même raani- ère et avec les mêmes réactifs. Cela permet d'obtenir un produit ren -fermant environ 3% d'alumine combinée et offrant une résistance d' isolement d'environ 50 fois celle ae la soie naturelle et d'environ le double de celle de la meilleure soie lavée commerciale, les essais de ces substances se faisant à une humidité relative de 95% et à 25 centigrades.
Aucun accroissement appréciable de l'alumine combinée n'est obtenu dans ces deux deniers exemples si on augmente la dure de la réaction.
Sixième exemple : 100 pounds ( 45 Kgs 400) de laine nettoyée, en pelotons,sont séchas pendant 24 heures à 110 centigrades puis vivement amenés dans un bain comprenant 60 gallons (272. 40 litres) d'acide acétique gla- cial; 40 gallons (181.60 litres) d'anhydride acétique ; et100 pounds (45 Kgs 400) de chlorure de zinc fondu. Le mélange est maintenu en mouvement pendant 3 jours à une température de 40 centigrades, le vase étant soignement fermé pour empêcher l'entrée d'air humide. A la
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
fin de cette période de temps, la laine est rapidement 80:,:1i8e à l'action de la force centrifuge, puis s8igneuse::lsnt lave ::t sE- chée, ce séchage final ayant lieu pendant au .TIoins 0 heures ?; la température de 11C eentiranes.
L.n obtient ainsi .¯n ;r2d Lt pré- sentant ,¯ne résistance cTisolar:;:nt d'environ 150 fois celle .3 la laine naturelle, ces ceux substances =t3nt .^-.Sûc;û.. avec i'-'? c =;r5 d'huiaicitë de S51 et à une: te"ip3raturj de =l5 centigrades.
2eptièw8 eX8ple : 100 pounds (45 Kgs 4jC) âe laine nettoyée, en pelota :, 2o't s5chjs ;Enâa: :4 heures à I1,< centiyï :ces, ¯ .-is r3.=L'.e":;:r::.".: t::':.u:::f3 -r=s dans un bain contenant luC gallons (454 litr;s) d'anhydride ac : -tiiue. e liquide est maintenu er !:l-JUV8::J.-:l1t )e;:}r'l1t 2J heures '1 '..à te.,0'att..re de GUO centigrades, le vase cont8:::..:nt le ii=#1=e Jtant f;;;.ig::euse.-.3nt fer::é arin d'empêcher l'entrée ue l'air -:':,1iv. ...a suite du aroccé :.st la .:@.::.e -¯ue pjur 1e sixième e==e -!; ie. On 00- tient ainsi un produit t ,Çr4SGnt6Í:t 'ne r :ì:::tS.:-,;}8 c;tiele:lenc c'en- viron 14":'0 fois celle de la laine naturel-e, Les è:.::.l;: sub<taiicei t:nt ess<:l;:r ;t:. 'vec un cîe'Jr d':¯;z.:.ic:it de L-'5,... et s-.is uns t:; :- ;j::;:- ture àe É5 centigrades.
; Lü ti -:ïe h8'#'141 e: ll1J rounds (45 Egs 4=-il ) de soie #att=rEZ -e, en l1s1oto¯:s, sent SGt3.. penàsnt 15 heures à 11-.,0 centigrades, yuîs #'a=ii±1.i#:=il =d:: i3: dans un bain contenant 1CC gallois (454 litres; d'anhydrice ae ti us.
Le liquide est naintenu en Elouvonient pendant 3C helxrcs 1# une t::::":..:;j- rature de aeo centigrades, le %-ase contenant le liquide étant sJÍ6neu -sèment ferrl6 afin d'eapêcher l'entrée de l'air h..i.ce. ':""" suite du procédé est semblable é# celle du sixicrue exemple. ue prodjit r hui- tant contient environ 5% d'acide acétique combina et pr3ente une résistance d'isolement d'environ seo fois celle de la sois primitive et environ 3J fois celle axe la meilleure soie cO3rciale lavée, ces deux substances '3tant essayées avec une humidité relative de ':1:' et à la température de 25 centigrades.
<Desc/Clms Page number 9>
Dans le cas des exemples 6 et 7 un accroissement des durées ou des températures cans les réactions amène une résistance d'isole- ment plus grande, mais cela est contrebalance par la tension des fibres - Neuvième exemple:
De la laine traitée comme dans l'exemple 2 peut être ensuite traitée, après séchage, comme dans l'exemple 7. On obtient alors un produit présentant une résistance d'isolement d'environ 5000 fois celle de la laine naturelle, les deux substances étant essayées avec une humidité relative de 95% et à une température de 25 centigrades.
Dixième exemple:
De la soie naturelle, traitée comme dans l'exemple 3, peut être ensuite traitée, après séchage, comme dans l'exemple 8. On ob- tient alors un produit présentant une résistance d'isolement d'en- viron 1000 fois celle de la soie naturelle, et d'environ fois celle de la meilleure soie lavée que l'on trouve dans le commerce, les essais ayant été faits sous un degré d'humidité relative de 95% et à la température de 25 centigrades.
Les chiffres obtenus pour la laine sont réunis dans le tableau suivant
EMI9.1
<tb> Humidité <SEP> Résistance <SEP> d'isolement <SEP> de <SEP> textiles
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> regagnée <SEP> en <SEP> megohms,utilisant <SEP> une <SEP> longueur
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> pour <SEP> une <SEP> d'essai <SEP> de <SEP> 15.9 <SEP> mms, <SEP> un <SEP> voltage <SEP> d'
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> humidité <SEP> essai <SEP> de <SEP> 500 <SEP> volts <SEP> et <SEP> une <SEP> tempéra-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> relative <SEP> ture <SEP> de <SEP> 25 <SEP> centigrades.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> 80% <SEP> Humidité <SEP> relative <SEP> Humidité <SEP> relati-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 80% <SEP> va <SEP> 95%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Laine <SEP> non <SEP> traitée <SEP> 16.0 <SEP> % <SEP> 185 <SEP> 1.6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Laine <SEP> lavée.
<SEP> 16.0 <SEP> % <SEP> 687 <SEP> 8.7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> troduit <SEP> obtenu <SEP> suivant
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> l'exemple <SEP> 1 <SEP> 14.6% <SEP> 2500 <SEP> 110
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> produit <SEP> obtenu <SEP> suivant
<tb>
EMI9.2
11:::ule 4 14.7% 2300 105
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
<tb> Produit <SEP> obtenu <SEP> suivant
<tb>
<tb> L'exemple <SEP> 6. <SEP> 12.7% <SEP> 9720 <SEP> 256
<tb>
<tb> Produit <SEP> obtenu <SEP> suivant
<tb>
EMI10.2
l'8..e[''1.:;:le 2. 12. % 17ÛCO 5'64 1.rod#it ebtenu suivant l' 9xem..:-le 7. le . 4 17CGOO 82CO
EMI10.3
<tb> Produit <SEP> obtenu <SEP> suivant
<tb>
<tb> l'exemple <SEP> 9. <SEP> 9.8% <SEP> 250000 <SEP> 7900
<tb>
EMI10.4
.es chiffres obtenus zour la suie naturelle sont iT'¯C'¯ ..;a.; dans le tableau suivant :
EMI10.5
<tb> Humidité <SEP> Résistance <SEP> d'isolement <SEP> de <SEP> futiles
<tb>
EMI10.6
re ja cn F e en T':3.:r,:8S IL. t une
EMI10.7
<tb> pour <SEP> une <SEP> longueur <SEP> d'essai <SEP> de <SEP> 15.9 <SEP> mms, <SEP> un
<tb>
<tb> humidité <SEP> voltage <SEP> d'essai <SEP> de <SEP> 500 <SEP> volts,une
<tb>
EMI10.8
relative température de 250 centiiraàes st de 95%. 95% d'hum cita relative.
EMI10.9
<tb> Soie <SEP> naturelle <SEP> non <SEP> traitée <SEP> 17.8% <SEP> 0.3
<tb>
<tb> Meilleure <SEP> soie <SEP> naturelle
<tb>
<tb> lavée. <SEP> 17.7% <SEP> 9. <SEP> 0
<tb>
<tb> Produit <SEP> obtenu <SEP> suivant
<tb>
EMI10.10
l'exemple 3 11 . 1µ lgu.0 produit obtenu suivant lte%èmple 4 17.1% 17
EMI10.11
<tb> Produit <SEP> obtenu <SEP> suivant
<tb>
EMI10.12
L'exemple 8 l3.1;
250-
EMI10.13
<tb> Traduit <SEP> obtenu <SEP> suivant
<tb>
<tb> l'exemple <SEP> 10 <SEP> 13.1% <SEP> 3000
<tb>
EMI10.14
Tous les procds rientior¯;:.:w ai-dessus sint apjlioa'jl s à 0 substances teintes aussi lien qu'± des substances non maintes :¯srvu que les réactifs utilises n'aient pas une action préjudiciable sur la teinture utilisée.
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
Tous les exemples précédemment mentionnés et relatifs à la soie concernent la soie cultivée ou végétale dégommée en forme
EMI11.2
de trame ou fil, mais le procédé est également applicable à la
EMI11.3
soie naturelle ou soie tussah.
EMI11.4
Les procédés décrits ne sont pas limités à la :Cum:e ce pela -tons mais auvent être ap- liqués à des substances e-- i:rre c.e iai- ne ou soie déliée, rubannée, tissée, ou autres dans des ¯3c?ines
EMI11.5
communément utilisées pour la teinture des substances de ce genre,
EMI11.6
convenablement modifiées, quand cela est requis, pour résisterez l'emploi de matières corrosives entr-.nt dans le procédé, ou i,yant subi ,,uelc.ues 3utr',s ad-3,,-ations jugées n ces3'Ürt;S 1>àr c--e1',le dans les cas 6, 7 et cl afin d'éviter l'entrée d'air humide.
Dans le cas de soie non dégorxnée ou partie ¯.::.:nt è. ;301",:136 il peut se produire certaines actions des réactifs s,,-r les miccllcs de séricine aussi bien que sur les r:1Ícells de fibrine. Cette ac- tion peut cependant t @t,[,6 évitée en choisissant convcnablèvent les réactifs u'il ±;-,ut utiliser.
Ii ,]1,1¯ 1:flù .
L'invention consiste en un procédé pour traiter lES fibres textiles animales telles que la s ie ou la laine, ou enc; -s das mélanges contenait ces fibres, de naniere r¯;.:e la résistance d'iso -lement,sous conoition de forte h,:nidit:.e,soit âecrue..ti;lv: nt n consiste aus,i dans la 1>1b.ti8re isolante électrique obt-jn'ie .or ce j:roo 3dé.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.