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MATIERE ISOLANTE UTILISEE EN ELECTRICITE.
L'invention oonoerne des perfectionnements apportés aux matiè -res isolantes utilisées en électricité, ainsi qu'à leur fabrication, et son but principal est de réaliser un procédé perfectionné pour le traitement, au moyen de styrène, des matières fibreuses tellesque papier, ruban, toile, soie naturelle ou artificielle, matières tissées ou filées, etc, afin de les rendre propre à être utilisées oom -me isolant électrique, et particulièrement pour servir dans la fabrication des condensateurs et des câbles.
L'invention prévoit la formation d'une nouvelle matière servant
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d'isolant électrique et oomprenant comme base une substance fibreu -se telle que celles indiquées ci-dessus, imprégnée de styrène liquide qui est polymérisé.
Suivant un des faits caractéristiques de l'invention, le nouveau prodécé de fabrication pour matière isolante électrique, oomprend l'imprégnation de matière fibreuse basique, telle que du papier, au moyen de styrène ou d'un mélange de styrène, de façon à remplir les pores ou interstices de oette matière, puis la conver -sion du styrène en polystyrène sans aucune perte par volatilisation. Dans ce but, la polymérisation peut être réalisée dans un bain de styrène liquide, ou de mélange liquide de styrène. De préférence ce mélange comprend le styrène et une substance rendant l'ensemble plastique, comme par exemple le diphényl ou ses dérivés.
Un point important du procédé consiste dans le traitement de la surface de la matière imprégnée, après polymérisation, afin d'enlever le surplus de polystyrène et de rendre la texture fibreuse à cette surface. Des substances convenant particulièrement bien dans ce but sont les dissolvants du polystyrène, comme par exemple le styrène liquide, le diphényl ohlorinaté, ou le benzène.
Une difficulté rencontrée dans la fabrication sous forme de rou -leaux de matières isolantes du genre envisagé, consiste en ce que la polymérisation du styrène imprégnant le rouleau constitue une masse polymérisée solide qui ne peut être enroulée. Dans la présente invention, cette difficulté est éliminée du fait que le procédé décrit comprend: l'imprégnation de la matière par un mélange de styrène et de substance plastique (par exemple 60% de styrène et 40% de diphényl ou de ses dérivés); la polymérisation du mélange dans un vase olos; le déroulage de la matière pendant que le mélange polymérisé est mou, soit à la température de polymérisation, soit à une température plus élevée ;le traitement de la matière pour enlever le surplus de styrène et rétablir la texture fibreuse de la surface ; laminage ;
etle ré- enroulement de la matière, de préférence avec un lubrifiant oonvenable de telle sorte qu'elle puisse être facilement déroulée par la suite.
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L'invention est mieux oomprise de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, dans laquelle on a supposé que le papier, ou la substance fibreuse, a d'abord été éthérisée, par exemple partiel -lement aoétylisée, afin d'être rendue moins hygrosoopique. On doit aussi observer que le mot "styrène" veut désigner du styrène proprement dit, ou un mélange de styrène et de substance rendant l'ensemble plastique, introduit pour accroître la flexibilité.
Le rouleau de papier ou de matière fibreuse est imprégné d'une manière convenable quelconque, comme par exemple au moyen d'un prooédé d'imprégnation par le vide, d'un mélange satisfaisant de styrène et d'une substance rendant l'ensemble plastique (par exemple 60% de styrène et 40% de diphényl ohlorinaté), lequel est polymérisé sous excès du mélange dans un vase clos. Le rouleau se présente sous la forme d'une masse solide, mais si la polymérisation a été portée graduellement à 120 centigrades, le styrène plastique devient suffisam- ment mou et visqueux à cette température pour permettre le déroulage.
Après le déroulement, le ruban ou la feuille obtenue peut être redressée en la faisant passer à travers des rouleaux qui peuvent être ohauf -rés. Si on le désire, la matière peut être alors enroulée pendant qu' elle est encore visqueuse pour lui donner directement la forme qu'elle doit présenter cornue isolant. Si au contraire elle doit être emmagasinée pour être arrangée sur place ou sur une maohine, elle doit être re -froidie et traitée afin d'enlever le surplus de styrène et lui rendre sa nature fibreuse. Cela peut être réalisé en faisant passer la matière dans un bain de lubrifiant, lequel peut consister en styrène liquide ,en diphényl ohlorinaté, en benzène, ou en général en dissolvants de polystyrol.
Le choix du liquide lubrifiant dépend de l'emploi auquel est destiné le ruban ou la feuille obtenue. Après que cette feuille ou ce ruban a subi l'action du lubrifiant, il peut être enroulé de nouveau.
Il est alors dans un état tel qu'il peut être déroulé et de nouveau enroulé sans qu'il doive subir d'autres traitements. En réalité,il peut être manipulé comme du papier ou autre matière fibreuses ordinaire, imprégné ou non imprégné.
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Une feuille métallique peut être fixée au papier ou autre mati- ère fibreuse après que le styrène a été polymérisé, et pendant qu'il est chaud et visqueux, c'est à dire avant que la matière ne passe à travers des rouleaux redresseurs.
L'invention n'est pas limitée à la fabrication d'isolant sous forme de rouleaux, car elle peut s'appliquer à des feuilles ou panneaux isolants, et dans ce cas l'emploi d'une substance rendant la ma -tière plastique, n'est pas nécessaire. La matière basique faite de papier, carton, toile, bois ou autres, est imprégnée de styrène,puis polymérisée dans un moule bien clos. Pour faciliter l'enlèvememt après la polymérisation, le moule doit être refroidi, de manière que la contraction soit suffisante pour rompre le contact entre la matière traitée et le moule. De plus il est recommandable de polymériser à une température pour laquelle le produit résultant est mou, et par suite en état d'être immédiatement déroulé ou séparé.
A titre d'exem -ple, la matière imprégnée de styrène doit être polymérisée à 135 centigrades, puis déroulée ou séparée immédiatement à cette température sans autre traitement à chaud.
La température d'amollissement du styrène pur, après polymérisation, est de l'ordre de 1000 centigrades. Cette température est un point de départ, et il est probable qu'il faut atteindre 130 à 140 centigrades pour réaliser un enroulement efficace. L'ajoute de substance rendant l'ensemble plastique réduit cette température.
Le principal emploi du papier ou de la toile styrénisée et polymérisée conformément à l'invention, concerne les joints ou les ter -minaisons de câbles, la matière décrite remplaçant le papier imprégné de styrène qui était ensuite polymérisé sur place. Il y a cependant, ainsi que cela a déjà été mentionné, d'autres applications spé -ciales de cette nouvelle matière. Elle peut par exemple servir dans la construction des joints du type à imprégnation d'huile ordinaire, dans les bobines isolantes des transformateurs remplis d'huile, ou dans des appareils électriques analogues. Dans ces applications, la
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matière offre une plus grande sécurité oontre les ruptures éleotriques, comparativement aveo les rubans ou toiles ordinaires imprégnées d'huile en usage jusqu'à présent.
Elle offre aussi, dans une certaine mesure, l'imperméabilité à1huile ou au composé utilisé, et elle peut réduire le mouvement de ce fluide isolant. Cet effet d'im -perméabilité peut être accru d'une manière très simple, Si la matière est chauffée pendant ou après son application sur l'appareil envisagé, elle peut être rendue visqueuse et adhérente. Donc si elle est appliquée aveo soin, un recouvrement perfeotionné peut être obtenu.
Une application de ce genre est l'emploi de papier ou toile styrénisé et prépolymérisé comme revêtement d'un câble recouvert de plomb, et cela afin d'empêcher le passage de l'humidité ou de fluides corrosifs, la nouvelle matière agissant comme- les revêtements de papier ou toile au bitume, ou comme les revêtements de matières oaout- choutées à auto-vuloanisation. Une autre applioation est l'isolation des câbles à basse tension dans une manière semblable à celle réalisée par l'application de bandes vernissées de oambrio.
Dans l'isolation au moyen de papier laminé, imprégné d'un flui -de (ou avec un fluide qui par la suite est solidifié soit par refroidissement ou par polymérisation),la principale faiblesse diélectrique réside 'dans les films de milieu d'imprégnation libre existant entre les oouohes consécutives de papier. Il y aurait avantage si de tels films pouvaient être libérés d'une partie de l'effort électrique qui leur est imposé pendant le service. Le papier imprégné peut facilement résister à des forces électriques plus grandes.
On sait que l'effort électrique peut être transféré des files aux feuilles de papier imprégné si la capacité induotive spécifique ou la perte diélectrique des films peut être aocrue. Cependant si ces films sont fluides pendant une par -tie considérable de leur durée de service, le fluide se diffuse et s'infiltre dans les feuilles, et par suite les effets de répartition disparaissent.
Cependant si les feuilles sont faites de papier ou de toile styrénisé et polymérisé de capacité inductive spéoifiée et de
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pertes diélectriques faibles et si après bobinage ou reoouvrement l' appareil est imprégné d'un mélange contenant des composantes de capa -cité inductive spécifique et de pertes diélectriques élevées, alors les feuilles solides de capacité inductive spécifique et de pertes faibles sont séparées par de minces films de matière à capacité inductive et à pertes élevées.ce qui fait que la résistanoe totale aux ruptures électriques est fortement accrue. Ce mélange peut être à base de styrène et être ensuite polymérisé sur place.
Dans le cas de condensateurs, la capacité inductive spécifique élevée est toujours de grande importance puisque des valeurs données de capacité peuvent être obtenues avec des dimensions fortement réduites. Dans ce cas le procédé suivant peut être adopté. Le papier ou la toile styrénisé et prépolymérisé peut avoir une capacité inductive spécifique accrue en incorporant dans le mélange à base de styrène des composantes à haute capacité inductive spécifique. Le composé d'imprégnation, qui peut être polymérisé sur place, peut même avoir une capacité inductive spécifique plus grande,de sorte que la oapaoité in -ductive spéoifique totale est accrue et la répartition voulue de l' effet électrique est simultanément obtenue.
Une matière convenable à ajouter au composé d'imprégnation pour élever la capacité induotive spécifique, est le nitrobenzène,tandis qu'une matière convenable à ajouter au dit composé pour élever la per -te diélectrique est un aloool tel que l'alcool éthyl phényl ss.
Dans la formation de papier ou de toile styrénisée et polymérisée , la première étape est l'évacuation et l'imprégnation de styrène liquide non polymérisé. Puisque le styrène a une pression de vapeur très élevée, des arrangements doivent être faits par lesquels, après le sèchage initial et l'évacuation, le papier ou la toile passe dans le bain d'imprégnation à travers une atmosphère de vapeur de styrène qui est pompée continuellement et condensée. Dans cette étape, l'imprégna -tion de vapeur a lieu et les pores des fibres sont imprégnés. Par suite de la basse viscosité du styrène liquide,l'imprégnation sera
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rapidement effectuée, même à basse température.
Le papier peut donc être entièrement imprégné pendant son passage vers un bain d'imprégna -tion à une vitesse en concordance aveo celle du déplacement initial capillaire dans le papier. Le papier peut alors être enroulé dans la forme voulue sous le styrène, puis polymérisé.
Les méthodes décrites ci-dessus sont applicables à la formation de fils de oaret ou de cordons styrénisés et polymériésqui peuvent servir pour divers buts en connexion avec les câbles ou fils téléphoniques, mais il est évident que l'invention n'est pas limitée à ces cas particuliers mentionnés. Par exemple l'invention peut s'appliquer à des fils textiles isolés qui peuvent être imprégnés de styrène et polymérisésde la manière décrite pour les rubans de papier. Ces fils peuvent servir par exemple pour fabriquer des bobines en enroulant la dite bobine à chaud puis en la refroidissant pour l'amener à l'état solide, et elle n'a pas besoin d'être rubanée ou mécaniquement supportée pendant son emploi.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour la fabrication de matière isolante utilisée en électricité,comprenant une matière fibreuse basique, telle que du pa -pier, caractérisé en ce que la matière fibreuse est imprégnée de sty -rêne, ou d'un mélange à base de styrène, de manière à remplir les pores ou interstices de la dite matière, le styrène étant ensuite converti en polystyrène sans aucune perte par volatilisation.