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J>E'R1!'II:m'tf)1M A. tpÇ ET Pli± tolu. P01lR T.CTOT".
La présente invention est relative à des conducteurs électri- ques isolés au moyen de compositions analogues au caoutchouc synthétique. Ces isolants sont flexibles et résilients comme le caoutchouc naturel, mais contrai- rement à ce dernier, ils ne sont pas attaqués par les réactifs qui attaquent et détériorent normalement le caoutchouc* Les conducteurs conformes à 1'Invention sont Métalliques et leur isolement peut comporter en outre des substances orga-
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niques ou atinérales, le tout étant réparti suivant une seule ou plusieurs coti ches superposées. De cette faqon, on peut réaliser tous les caractères voulus pottr l'isolement.
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L'invention peut être, de plus, caractérisée par le recouvre- ment extérieur du câble. et de son Isolant au moyen d'une couche dont la résis- tance mécanique et la ténacité sont suffisantes, tout en évitant le recouvrement par une couche de plomb ou de métal analogue, comme on le fait dans certaine types de câbles,
L'invention comporte aussi des méthodes d'isolement qui permet- tent d'atteindre le résultat mentionné.
Les avantages de l'isolement des câbles par le caoutchouc sont la résilience, la ténacité et le grand pouvoir diélectrique de ce produit. Par contre, le caoutchouc peut être attaqué ou dissous par un grand nombre d'agents tels des solvants (gazoline, huiles minérales, acides etc,,) ou des gaz et no- tamment les produits oxydants. Enfin, il peut être dégradé sous l'influence des hautes tensions et de l'effet "corona".
L'invention permet de conserver les avantages du caoutchouc, tout en évitant ses inconvénients. A cet effet, on utilise des isolants synthé- tiques, analogues au caoutchouc artificiel, dont les propriétés mécaniques et le pouvoir diélectrique sont satisfaisants, et qui, suivant certaines modalités de l'invention, résistent à la flamme et aux divers réactifs attaquant le caout- ohouc naturel
EXEMPLE I. Dans ce cas, on emploie un dérivé polymérisé d'un halogène vinylique, par exemple un polymère du chlorure de vinyle.
La fabrica- tion de ces produits est aujourd'hui bien connue dans la technique et elle peut être réalisée, par exemple, au moyen des halogénures de vinyle sous l'action de la lumière solaire intense ou d'un rayonnement ultra-violet et en présence d'un catalyseur tel que le peroxyde de bensoyle, Le produit complètement poly- mérisé se présente sous forme d'une poudre blanche que l'on peut plastifier dans des conditions convenables.
Pour l'exécution de l'invention, on peut utiliser un grand nombre de plastifiants, mais lesmeilleur paraît tire le tricrésylphosphate, 'D'ailleurs, suivant le degré de polymérisation et les proportions de plastifiant et de charge utilisées, on peut obtenir de nombreux produits qui se distinguent les uns des autres par leur flexibilité, leur élasticité, leur résilience, leur ténacité, leur résistance aux défoirnations mécaniques ou à la déformation aux températures élevées.
Pour réaliser pratiquement le câble conforme à l'invention,
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il est préférable d'employer une pression à extrusion, qui permet de faire sortir par une filière les Ingrédients plastiques Isolants, tout en lea ap- pliquant sur le conducteur, Avant d'alimenter la machine à extrusion, on peut préalablement associer ou mélanger de diverses manières les halogénures polykinyliques, le plastifiant et la charge.
Par contre, dans bien des cas, il est préférable de recouvrir d'abord le conducteur avec un isolant organique, de préférence cellulosique, tel que le papier, le coton, des rubans textiles, le cellophane, des esters cellulosiques oomme l'acétate de cellulose, ou enfin certains émaux à base
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de résine synthétique, tels que ceux obtenus avec les résines aDtyd du type simple ou modifie, les résines phénoliques modifiées ou non, ou des associa- tions de résines synthétiques de natures différentes; enfin au moyen de ca-
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outchonc, de gntta-pereha, etcb Dans certains cas, on peut utiliser une seule couche et d'autres fois plusieurs couches d'un isolant minéral.
Ainsi, on peut employer des oxydes minéraux tels que l'alumine, à même le conduc-
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teur; ou encore une ou plusieurs eouehes d'amiante préalablement à l'enroba@ au moyen de la couche de polyvinyle halogéné et plastifiée On peut employer des combinaisons d'isolants organiques et minéraux.
On peut enfin revêtir directement le conducteur avec une couche de résine vinylique halogénée, puis revêtir l'ensemble avec une ou plusieurs couches d'isolants organiques ou
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minéraux tels que ceux indiqués ci-dessual et finalement revêtir le tout avec une couche externe de résine vinylique halogénée et plastifié..On voit donc que, suivant l'invention, il est possible de varier, dans des limites extrêmement larges, les propriétés de l'isolant composite et de l'adapter aux conducteurs pour tous les emplois connus*
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La P'ig,5 jointe indique la section droite d'un conducteur réalisé conformément à l'Invention. On donnera, à titre d'exemple non limi- tatif,
la description de cette fabrication particulière.
On part de 60 parties en poids d'un halogénure polyvinylique,
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par exemple le polyvinyle chloré, et on lui ajoute 40 parties en poids daun plastifiant tel que le trierésylphoaphate. Cette addition se fait progressi- vemant et de manière À homogénéiser parfaitement la masse. Le mélange reste pulvérulent, mais peut être aggloméré 1 la main sous tome friable. La pou dxe est alors disposée dans une presse à extrusion qu'on chauffe 8. une tem- pirature de l'ordre de 100 k 180. 04, environ et, de préférence, autour de
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150 C. L'extrusion permet de filer cette matière sur le cible qui peut être un ou de préférence déjà revêtu de l'un quelconque des isolants mentionnés plus haut.
La température de l'extrusion est réglée de façon que la couche polyvinylique plastifiée soit denae et possède une résistance mécanique con- venable après refroidissement,
Suivant un processus un peu différent, on associe d'abord en mélange intime le dérivé polyvinylique, le plastifiant et la charge, ce qui s'obtient aisément en calendrant les ingrédients mélangea entre des rouleaux différentiels, chauffes ou non, suivant la composition choisie. la matière qui en sort est ensuite laminée en feuilles qui peuvent être introduites telles quelles dans la presse à extrusion, au lieu de la poudre du cas pré- cédent.
Bans certain* cas, par exemple qtzand le conducteur a déjà reçu une couche isolante préalable en caoutchouc, l'isolant polyvinylique mis en 'feuilles peut être enroula sous forme de raban au moyen d'une machine du ty- pe connut Cette méthode devient nécessaire si la nature dn revêtement pria- lable à l'enduit polyvinylique est susceptible de se détériorer à la tempé- rature nécessaire pour l'extrusion :
c'est le cas lorsqu'on veut superposer la résine polyvinylique à un revgtement préalable de caoutchouc, Après appll cation de la composition polyvinylique par recouvrement sous forme de raban, on peut compléter au moyen d'une gaine de plomb à la manière commet
Sur la Fig. 5, on a représenté en 13 le revêtement polyvinylique et en 14 la couche intermédiaire qui protège le conducteur métallique 15.
Comme indiqué précédemment, on peut utiliser différentes charges associées aux halogénures polyvinyliques Comme exemple de charges, on cite- ra les oxydes de zinc, de fer, de magnésium, la silice, la terre d'infusoi- res, le carbonate de magnésie, le noir de fumée, le stéarate de zinc ainsi que des dérivée polyvinyliques différents tels que l'acétate ou le chlore- acétate. On peut également ajouter un inhibiteur tel que la phénylaphant- phtylamine ou la phénylbétanaphtylamine, la monoamylamine, etc.
On peut auai incorporer des colorants, des pigments on des teintures, de façon à varier l'apparence de l'isolent. Comme on l'a dit plus haut, on peut emplo- yer différents plastifiants en addition au tricrésylphosphate déjà mentionné par exemple, des produits tels que le diphényle, le diphényloxyde, le phtala te dibutylique, etc.,
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EXEMPLE II. -
L'invention décrite ci-dessus peut être également utilisée dans la fabrication des câbles ou des fila émaillés. On sait que de tels fils sont constituas par une âme métallique que l'on oblige à traverser un bain d'un émail convenable, par exemple un vernis gras siccatif.
Une fois le conducteur ainsi mouillé, on le fait traverser dans un four ou une étuve à température convenable pour durcir le revêtement. Fréquemment il est nécessaire d'exécuter plusieurs couches successives sur le même fil en al- ternant l'immersion dans le bain et l'étuvage jusqu'à ce qu'on ait atteint l'isolement voulu.
Dans le cas d'appareils électriques de grandes dimensions, par exemple les bobines des moteurs, l'enroulement du fil déjà émaillé est ef- fectué sans précautions spéciales sur une âme ou une pièce convenable.
D'autres fois, le fil est enroulé en bobine et le tout assemblé dans une machine. Dans tous les cas, la bobine terminée est filament imprégnée d'un vernis isolant que l'on durcit à des températures de l'ordre de 150 C.
Les isolants utilisés sont satisfaisants s'ils sont 1 la fois durs et résistants à l'abrasion telle qu'il peut s'en reoontrer dans les machines de fabrication* Il faut aussi que cet Isolant résiste aux solvants utilisés couramment dans l'imprégnation finale. Le film doit également avoir une excellente adhérence au métal et pouvoir subir des déformations importantes sans fissurer, ni se détacher du fil.
Ces dernières propriétés sont particulièrement importantes lorsqu'il s'agit de fils courbée pour les bobines et que celles-ci subissent le choc thermique lorsqu'on les place dans l'étuve pour le durcissement*
Dans la pratique les fils émaillés utilisés aouramsnent réali- sent*un compromis plus ou moins satisfaisant entre ces propriétés* La va leur technique de ce compromis est contrôlée par des essais de laboratoire, suivant lesquels on observe séparément les différentes propriétés, Ainsi, l'extensibilité est mesurée en émaillant un fil, puis ltallageant de 10 % par traction et en l'enroulement après cette opération sur un mandrin dont le diamètre est trois fois celui du fil.
Si l'émail ne se fissure pas, le fil isolé est considéré comme satisfaisant à ce point de vue et il peut être utilisé dans des bobines. La dureté est mesurée de façon analogue, mais l'allongement choisi atteint alors 20%, tandis que l'enroulement est fait
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comme ci-dessus. Dans ces conditions, l'émail du fil doit craquer, ce qui montre que le durcissement par étuvage est suffisant et lui permettra de résister à la pression et à l'attaque par les solvants au cours du vernis- sage final.
D'après ce qui a été dit plus haut, l'emploi des résines poly- vinyliques permet de satisfaire aux exigences courantes de dureté et d'ex- tensibilité, mais on peut en améliorer en outre t'adhérence, la ténacité, la flexibilité, la rigidité diélectrique, et obtenir une remarquable résistanae à l'abrasion. Ces produits résistent également aux attaques par les huiles minérales et les solvants et maintiennent un facteur de puissance suffis@ne ment bas.
Sur les fig, 1 à 4 jointes, on trouvera des coupes de fils émaillés préparés conformément à l'invention et comportant des couches suc- cessives Isolantes réalisées conne on va maintenant le décrire.
D'une façon générale, les résines vinyliques convenant le mieux à remaillage, sont obtenues par réaction d'esters vinyliques poly- merises qu'on a ensuite hydrolisés partiellement ou totalement et qu'on con- dense avec un aldéhyde. On indiquera d'abord un procédé pratique de fabri- cation de cette matière première.
On dissout 100 parties en poids d'acétate de vinyle polymérisé dans 185 parties d'acide acétique cristallisable. On ajoute alors 83 par- ties de solution de tormol et 6,8 d'acide sulfurique concentrée On effectue l'hydrolyse à 70 C, ce dans un récipient émaillé pourvu d'un agitateur, pen- dent 20 à 25 heures. Pour régler la durée de l'hydrolyse, on prélevé un échantillon entre la seizième et la dix-huitième heure, ce qui permet de se renseigner sur le degré d'avancement de cette hydrolyse.
On ajoute alors 13 parties de solution d'ammoniaque, de manière à neutraliser, et le pro- duit de réaction est précipité dans l'eau sous forme de filaments; on le lave et on le sèche dans un courant d'air aux environs de 60 C Ce
Le produit filamenteux obtenu est alors dissous dans un liquide organique convenable, par exemple le dioxane, le dichlorure d'éthylène, le chloroforme, le furfural ou dans un milange de plusieurs liquides, par exem- ple 35% de chlorobenzène et 15% d'alcool ordinaire. On peut d'ailleurs uti- liser les solutions à des concentrations variées, et cette dissolution peut être effectuée à la température ambiante ou à des températures plus élevées.
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Ces solutions sont alors employées pour ltémaillage des fils.
Par exemple une solution dans le dioxane, au titre de 6 à 8%, s'applique directement au fil avec les appareils classiques pour remaillage et permet d'obtenir par étuvage un revêtement Isolant à même le fil. Sous une é- paisseur de 0,0065 mm, sur du fil, la rigidité diélectrique atteint 40 à 52 Toits par millième de millimètre, Berne sous une faible épaisseur et avec une couche unique, on a constaté que la continuité du film isolant est presque parfaite.
Sous une longueur de 20 nôtres, le fil isolé ne présentait aucune fissure et sa résistance d'isolement était au moins de 200.000 ohms par décimètre en tout point de sa longueur. On sait cependant qu'il est pratiquement Impossible de préparer des fils dont l'isolement soit absolument continu après une seule im- mersion lorsqu'on emploie les émaux courants et qu'on doit prendre les plus grands soins pour nettoyer le fil avant l'application de l'émail.
Pour perfectionner l'isolement ainsi obtenu, on peut utiliser une solution à 10% dans le dioxane et deux revêtements, ce qui donne un film d'épaisseur 0,0012 mm. La continuité de ce revêtement est excellente et sa rigi- dité diélectrique moyenne atteint 44 volts par millième de millimètre. Avec quatre couches, on obtient une épaisseur de 0,033 mm. et une rigidité diélectri- que de 52 à 68 volts par millième de millimètre,
Il est également possible de réaliser des films épais en pro- duits vinyliques pour isolement des conducteurs. Dans ce cas, on utilisera de préférence la méthode par enroulement d'une bande indéfinie en résine synthéti- que, mais on peut aussi employer des immersions successives dans une solution.
Avec cette seconde méthode, un fil de cuivre de 0,98 mm. a été revêtu d'une couche de 0,032 à 0,038 mm., en utilisant comme solvant le mélange de 85% de chlo- robenzène et de 15% d'alcool éthylique. La résistance diélectrique moyenne at- teint 2,6 K. V. entre le conducteur et du mercure où l'on avait immergé la bobine de fil pour l'essai.
Le revêtement obtenu est extrêmement tenace et flexible. Quand on étire le fil métallique jusqu'à rupture, l'isolement ne présente aucune fis- sure, saut juste au point de rupture. Les fils recouverts de cet isolant présen- tent une résistance étonnante à l'abrasion, à la déformation, à la pliure et au martelage. On peut ainsi allonger jusqu'au voisinage de son'point de rupture du fil isolé conformément à l'invention, puis l'enrouler sur lui-même comme man-
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drin, sans faire fissurer l'enduit.
Le fil isolé peut être allonge par traction de toutes les façons requises pour la fabrication pratique de l'appareillage, puis être traité par les vernis, ou bien placé immédiatement dans une étuve de 150 C. sans qu'il y ait de craquelure ou de dégradation du film. Le fil isola peut être frappé avec un marteau sur une enclume d'acier jusqu'à ce que son diamètre soit réduit d'au moins 50%50% sans qu'il y ait rupture du revêtement.
Bans aucune circonstance, l'isolant obtenu n'est attaqué par les solvants et les vernis utilisés généralement, que ces solvants proviennent du goudron de houille ou des pétroles* On peut immerger pendant 48 heures le fil émaillé dans du toluène, sans troubler les propriétés du fila.
Au contraire, les revêtements des émaux organiques usuels ne supportent pas cette action chi- mique intense sans gonfler ou se peler,
On peut enrouler sur eux-mêmes deux éléments de fil isolé con- formément à l'invention, puis déformer l'ensemble jusquà ce que la section droite soit altérée de manière très visible et sans que l'isolement entre les fils soit tombé au-dessous de 1015 ohms; on observe généralement une valeur su- périeure. Cela montre que l'isolement n'a pas été altéré par ce traitement, La résistance à l'abrasion, que l'on constate avec des fils isolés émaillés, est une propriété remarquable au point de vue pratique.
D'a- près les essais, cette résistance serait au moins quatre fois meilleure que celle des meilleurs émaux commerciaux à double couche avec lesquels on les a comparés. Pour cette propriété, les fils isolés obtenus sont supérieurs à tous les fils émaillés recouverts de coton ou de papier. Par conséquent, on peut isoler des fils uniquement avec cette matière et sans qu'il soit nécessaire de la protéger ensuite par du coton, du papier ou autre revêtement à utilité pure- ment mécanique.
Les propriétés diélectriques de ces revêtements sont bonnes, aussi bien pour la rigidité diélectrique que pour les pertes. Il est ainsi .,possible de réduire sensiblement l'épaisseur de l'isolant par comparaison arec ce qui a été fait jusqu'ici. Il en résulte aussi qu'on peut introduire davan- tage de cuivre dans les rainures d'un moteur ou d'une génératrice, et par consé- quent élever le rendement et la puissance de cette machine. Cela reste vrai évidemment pour les transformateurs, les régulateurs d'induction et autres ap- pareils électriques dans lesquels le fil isolé est employé nous lorme de bobine.
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Inversement, pour une puissance constante de la machine, il devient possible de réduire les quantités de métaux utilisés.
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The present invention relates to electric conductors insulated by means of compositions similar to synthetic rubber. These insulators are flexible and resilient like natural rubber, but unlike natural rubber, they are not attacked by the reagents which normally attack and deteriorate rubber. The conductors according to the invention are metallic and their insulation may include besides organic substances
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nical or atineral, the whole being distributed according to one or more superimposed coti ches. In this way, all the desired characters can be achieved in isolation.
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The invention can be further characterized by the outer covering of the cable. and its Insulation by means of a layer of sufficient mechanical strength and tenacity, while avoiding covering with a layer of lead or similar metal, as is done in certain types of cables,
The invention also includes isolation methods which achieve the mentioned result.
The advantages of rubber insulation of cables are the resilience, toughness and high dielectric strength of this product. On the other hand, rubber can be attacked or dissolved by a large number of agents such as solvents (gasoline, mineral oils, acids, etc.) or gases and in particular oxidizing products. Finally, it can be degraded under the influence of high voltages and the "corona" effect.
The invention makes it possible to retain the advantages of rubber while avoiding its drawbacks. For this purpose, synthetic insulators are used, analogous to artificial rubber, whose mechanical properties and dielectric power are satisfactory, and which, according to certain methods of the invention, are resistant to flame and to the various reagents attacking rubber. - natural ohouc
EXAMPLE I. In this case, a polymerized derivative of a vinyl halogen, for example a polymer of vinyl chloride, is employed.
The manufacture of these products is now well known in the art and can be carried out, for example, by means of vinyl halides under the action of intense sunlight or ultraviolet radiation and in the presence of a catalyst such as bensoyl peroxide. The completely polymerized product is in the form of a white powder which can be plasticized under suitable conditions.
For carrying out the invention, a large number of plasticizers can be used, but the best effect appears to be tricresylphosphate. Moreover, depending on the degree of polymerization and the proportions of plasticizer and filler used, many can be obtained. products which are distinguished from one another by their flexibility, elasticity, resilience, toughness, resistance to mechanical deformation or deformation at high temperatures.
To make the cable according to the invention in practice,
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it is preferable to use extrusion pressure, which allows the Insulating plastic ingredients to come out through a die, while applying them to the conductor. Before feeding the extrusion machine, it is possible to associate or mix previously various ways the polykinyl halides, the plasticizer and the filler.
On the other hand, in many cases, it is preferable to first cover the conductor with an organic insulation, preferably cellulose, such as paper, cotton, textile tapes, cellophane, cellulose esters such as acetate. cellulose, or finally certain enamels based
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of synthetic resin, such as those obtained with aDtyd resins of the simple or modified type, modified or unmodified phenolic resins, or combinations of synthetic resins of different natures; finally by means of ca-
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outchonc, de gntta-pereha, etcb In some cases one can use a single layer and other times several layers of a mineral insulator.
Thus, one can use mineral oxides such as alumina, even the conduc-
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tor; or one or more asbestos eouehes prior to enroba @ by means of the layer of halogenated and plasticized polyvinyl. Combinations of organic and inorganic insulators can be used.
Finally, the conductor can be coated directly with a layer of halogenated vinyl resin, then the assembly can be coated with one or more layers of organic insulation or
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minerals such as those indicated above and finally coat the whole with an outer layer of halogenated and plasticized vinyl resin. It is therefore seen that, according to the invention, it is possible to vary, within extremely wide limits, the properties of composite insulation and adapt it to conductors for all known uses *
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The attached P'ig, 5 indicates the cross section of a conductor produced in accordance with the invention. We will give, by way of nonlimiting example,
the description of this particular manufacture.
The starting point is 60 parts by weight of a polyvinyl halide,
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for example chlorinated polyvinyl, and 40 parts by weight of a plasticizer such as triresylphoaphate are added thereto. This addition takes place gradually and in such a way as to perfectly homogenize the mass. The mixture remains powdery, but can be agglomerated by hand in a crumbly volume. The axis is then placed in an extrusion press which is heated to a temperature of the order of 100 k 180. 04, approximately and, preferably, around.
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150 C. Extrusion allows this material to be spun onto the target which may be one or preferably already coated with any of the insulators mentioned above.
The temperature of the extrusion is regulated so that the plasticized polyvinyl layer is solid and has a suitable mechanical resistance after cooling,
Following a slightly different process, the polyvinyl derivative, the plasticizer and the filler are first combined in an intimate mixture, which is easily obtained by calendering the ingredients mixed between differential rollers, heated or not, depending on the composition chosen. the material which emerges from it is then rolled into sheets which can be fed as they are into the extrusion press, instead of the powder of the previous case.
In certain cases, for example when the conductor has already received a preliminary insulating layer of rubber, the polyvinyl insulation put in sheets can be wound up in the form of a strip by means of a machine of the known type. This method becomes necessary if the nature of the coating suitable for the polyvinyl coating is liable to deteriorate at the temperature necessary for the extrusion:
this is the case when it is desired to superimpose the polyvinyl resin on a prior rubber coating, After application of the polyvinyl composition by covering in the form of a raban, it is possible to complete by means of a lead sheath as
In Fig. 5, 13 shows the polyvinyl coating and 14 the intermediate layer which protects the metal conductor 15.
As indicated above, different fillers associated with polyvinyl halides can be used. Examples of fillers include oxides of zinc, iron, magnesium, silica, diatomaceous earth, magnesia carbonate, magnesium oxides. carbon black, zinc stearate as well as various polyvinyl derivatives such as acetate or chlor-acetate. An inhibitor such as phenylaphantphthylamine or phenylbetanaphthylamine, monoamylamine, etc. can also be added.
Dyes, pigments or dyes can be incorporated to vary the appearance of the isolate. As stated above, different plasticizers can be used in addition to the tricresylphosphate already mentioned, for example, products such as diphenyl, diphenyloxide, dibutyl phthala and etc.,
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EXAMPLE II. -
The invention described above can also be used in the manufacture of cables or enamelled fila. We know that such son are constituted by a metal core which is forced to pass through a bath of a suitable enamel, for example a greasy drying varnish.
Once the conductor is thus wetted, it is passed through an oven or an oven at a suitable temperature to harden the coating. Frequently it is necessary to carry out several successive layers on the same wire, alternating the immersion in the bath and the steaming until the desired isolation has been reached.
In the case of large electrical appliances, for example motor coils, the winding of the already enamelled wire is carried out without special precautions on a suitable core or part.
Other times, the wire is wound into a spool and the whole thing assembled in a machine. In all cases, the finished coil is filament impregnated with an insulating varnish which is hardened at temperatures of the order of 150 C.
The insulators used are satisfactory if they are both hard and resistant to abrasion such as may be encountered in manufacturing machines * This Insulator must also be resistant to the solvents commonly used in the final impregnation . The film must also have excellent adhesion to the metal and be able to undergo significant deformations without cracking or coming off the wire.
These latter properties are particularly important when it comes to bent wires for coils and these undergo thermal shock when placed in the oven for curing *
In practice, the enamelled wires used in aouramsnent achieve * a more or less satisfactory compromise between these properties * The technique of this compromise is controlled by laboratory tests, according to which the different properties are observed separately. Extensibility is measured by enameling a wire, then ltalling it by 10% by pulling and then winding it on a mandrel whose diameter is three times that of the wire.
If the enamel does not crack, the insulated wire is considered satisfactory from this point of view and it can be used in coils. The hardness is measured in a similar way, but the selected elongation then reaches 20%, while the winding is done
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as above. Under these conditions, the enamel of the wire should crack, showing that the steam cure is sufficient and will allow it to withstand the pressure and attack by the solvents during the final varnishing.
From what has been said above, the use of polyvinyl resins makes it possible to satisfy the current requirements of hardness and tensibility, but the adhesion, toughness and flexibility can be further improved. , dielectric strength, and obtain a remarkable resistance to abrasion. These products also resist attack by mineral oils and solvents and maintain a sufficiently low power factor.
In FIGS. 1 to 4 together, there will be found sections of enameled wires prepared in accordance with the invention and comprising successive insulating layers produced as will now be described.
In general, the vinyl resins which are most suitable for remeshing are obtained by reacting polymerized vinyl esters which have then been partially or totally hydrolyzed and which are condensed with an aldehyde. First, a practical method of manufacturing this raw material will be indicated.
100 parts by weight of polymerized vinyl acetate are dissolved in 185 parts of crystallizable acetic acid. 83 parts of tormol solution and 6.8 parts of concentrated sulfuric acid are then added. The hydrolysis is carried out at 70 ° C., in an enamelled vessel fitted with a stirrer, for 20 to 25 hours. To adjust the duration of the hydrolysis, a sample is taken between the sixteenth and eighteenth hour, which makes it possible to learn about the degree of progress of this hydrolysis.
13 parts of ammonia solution are then added, so as to neutralize, and the reaction product is precipitated in water in the form of filaments; it is washed and dried in a current of air at around 60 C Ce
The filamentary product obtained is then dissolved in a suitable organic liquid, for example dioxane, ethylene dichloride, chloroform, furfural or in a mixture of several liquids, for example 35% chlorobenzene and 15% chlorobenzene. regular alcohol. The solutions can, moreover, be used in various concentrations, and this dissolution can be carried out at room temperature or at higher temperatures.
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These solutions are then used for the enameling of the wires.
For example, a solution in dioxane, at a level of 6 to 8%, is applied directly to the wire with conventional devices for remeshing and makes it possible to obtain, by baking, an insulating coating directly on the wire. Under a thickness of 0.0065 mm, on wire, the dielectric strength reaches 40 to 52 Roofs per thousandth of a millimeter, Berne under a small thickness and with a single layer, it was found that the continuity of the insulating film is almost perfect.
Under a length of ours, the insulated wire showed no cracks and its insulation resistance was at least 200,000 ohms per decimeter at any point along its length. We know, however, that it is practically impossible to prepare wires whose insulation is absolutely continuous after a single immersion when ordinary enamels are used and that the greatest care must be taken to clean the wire before enamel application.
To improve the isolation thus obtained, it is possible to use a 10% solution in dioxane and two coatings, which gives a film having a thickness of 0.0012 mm. The continuity of this coating is excellent and its average dielectric strength reaches 44 volts per thousandth of a millimeter. With four layers, a thickness of 0.033 mm is obtained. and a dielectric strength of 52 to 68 volts per thousandth of a millimeter,
It is also possible to produce thick films of vinyl products for conductor insulation. In this case, the method by winding an undefined strip of synthetic resin will preferably be used, but it is also possible to use successive immersions in a solution.
With this second method, a copper wire of 0.98 mm. was coated with a layer of 0.032 to 0.038 mm., using as a solvent the mixture of 85% chlorobenzene and 15% ethyl alcohol. The average dielectric strength reached 2.6 K. V. between the conductor and the mercury where the coil of wire had been immersed for the test.
The resulting coating is extremely tough and flexible. When the wire is stretched until it breaks, the insulation shows no cracks, just hopping at the point of failure. The wires covered with this insulation exhibit an amazing resistance to abrasion, deformation, kinking and hammering. It is thus possible to extend to the vicinity of its breaking point of the insulated wire according to the invention, then to wind it up on itself as a man-
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drin, without cracking the plaster.
The insulated wire can be extended by pulling in any way required for the practical manufacture of the apparatus, then treated with the varnishes, or else placed immediately in a 150 C. oven without cracking or cracking. degradation of the film. The insulated wire can be struck with a hammer on a steel anvil until its diameter is reduced by at least 50% 50% without breaking the coating.
Under no circumstances, the insulation obtained is not attacked by the solvents and varnishes generally used, whether these solvents come from coal tar or oils * The enamelled wire can be immersed for 48 hours in toluene, without disturbing the properties fila.
On the contrary, the coatings of the usual organic enamels do not withstand this intense chemical action without swelling or peeling,
Two elements of insulated wire can be wound on themselves in accordance with the invention, then the assembly can be deformed until the cross section is very visibly altered and without the insulation between the wires having fallen too far. below 1015 ohms; generally a higher value is observed. This shows that the insulation has not been altered by this treatment. The abrasion resistance, which is observed with insulated enamelled wires, is a remarkable property from a practical point of view.
On testing, this resistance would be at least four times better than that of the best commercial double-coated enamels with which they were compared. For this property, the insulated wires obtained are superior to all enamelled wires covered with cotton or paper. Therefore, yarns can be insulated only with this material and without the need to then protect it with cotton, paper or other coating for purely mechanical use.
The dielectric properties of these coatings are good, both for dielectric strength and for losses. It is thus., Possible to significantly reduce the thickness of the insulation by comparison with what has been done so far. It also results from this that more copper can be introduced into the grooves of an engine or generator, and therefore the efficiency and power of that machine can be increased. This obviously remains true for transformers, induction regulators and other electrical devices in which the insulated wire is used as a coil.
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Conversely, for a constant power of the machine, it becomes possible to reduce the quantities of metals used.