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" Procédé pour l'isolement de canalisations électriques ".
On a tentée depuis longtemps déjà, à utiliser les bonnes propriétés électriques de feuilles en corps d'un haut degré de polymérisation pour, des applications d'isolement dans les domaines les plus différents de 1'industrie électrique, et notamment aussi pour la construction de condensateurs éleo-
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triques de tout genre.
On a rencontré certaines difficultés du fait que les' pertes diélectriques - très faibles en elles-mêmes à basse température - de'feuilles en corps d'un haut degré de polymérisation, par exemple de feuilles en chlorure de polyvinyle ou en produits de polymérisation mixtes des corps de polyvinyle ou en polystyrol, subissent une forte augmentation à des températures au-dessus de 60 C., augmentation qui empêche l'application dans un très grand nombre de domaines de l'industrie électrique et de la construction des condensateurs. Cet état de choses sera exposé ci-après en prenant pour exemple le polystyrol.
Le polystyrol,qui est très apprécié dans l'industrie électrique comme matière de coulée par pression, en raison de son excellent pouvoir isolant électrique, possède une si grande résistance au percement et des pertes diélectriques si minimes, que l'application industrielle de ce corps d'un haut degré de polymérisation, sous la forme d'une longue bande de film ou de feuilles très minces, présenterait de très grands avantages, par exemple pour le remplacement du mioa dans la construction des oondensateurs. Toutes les tentatives faites dans ce but n'ont oependant conduit à aucun résultat pleinement satisfaisant, car la dépendance de température des pertes diéleotriques des feuilles fabriquéés d'après l'un des procédés connus est trop haute.
L'avantage du mica consiste, avant tout, dans l'indépendance pratique des pertes diélectriques de la température dans les limites de températures envisagées.
Les feuilles en polystyrol coulées au moyen de solutions de la manière connue et séchées ne montrent pas cette indépendance; à des températures au-dessus de 70 à 80 , les pertes diélectriques augmentent fortement, et la possibilité d'application de tels condensateurs est donc très limitée.
La Demanderesse a trouvé que cet inconvénient peut être
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évitée dans une large mesure,si l'on emploie des feuilles iso- lantes qui ont été rendues exemptes de rétrécissement ou pau- vres en rétrécissement avant leur emploi. Toutes les bandes ou feuilles isolantes, qu'elles aient été fabriquées au moyen de solutions diaprés le procédé de coulée ou au moyen dtéti- rage à l'état fondu, montrent,au chauffage à des températures voisines de leur point d' amollissement,la particularité, de se rétrécir.
Lorsqu'un tel rétrécissement se produit pour des feuilles, qui sont montées dans des corps isolants électriques et dans des condensateurs, ce rétrécissement occasionne une variation du diélectrique, par oonséquent un détriment de la constance de la capacité. Ce rétrécissement des feuilles peut être évité de manière différente. Dans la fabrication des ban- des ou feuilles au moyen de solutions, on peut' avoir soin, par' une coulée très lente et par l'emploi d'un support d'une gran- de élasticité, que des films exempts de tension se forment.
Ou bien, on produit les films et les feuilles à la manière usu- elle au moyen de solutions ou par l'étirage hors de la masse fondue, et on les soumet ensuite à un processus de suppression du rétrécissement, en les exposant pendant un temps très court à une température qui est au-dessus de leur point d'amollisse'- ment, mais, au-dessous de leur point. de coulée. En même temps, on doit veiller à ce que, pendant ce temps, la feuille ne soit maintenue que dans la mesure dans laquelle les tensions internes engendrées du fait de la fabrication peuvent être compen- sées autant que possible. Comme marque caractéristique extéri- eure de l'accomplissement complet de ce processus, l'absence de rétrécissement plus ou moins complète, maintenant réalisée, est à constater.
Tandis que le premier chauffage de la feuille à des températures au-dessus du point d'amollissement est ao- oompagné d'un rétrécissement, dont le degré dépend du mode de fabrication de la feuille, la superficie de'la feuille ne change
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plus par un nouveau chauffage à cette même haute température.
Dans l'application comme armature de condensateur, cette forme ne variera pas non plus à des températures plus élevées.
Le diélectrique et, par suite, la capacité d'un condensateur construit avec une telle feuille montrent donc, dans une large sphère, une constance qui n'a pas encore été réalisée jusqu'à présent. Les conditions sont les mêmes pour des canalisations électriques et des câbles de tout genre qui exigent une haute constance de la capacité, comme des câbles télégraphiques et téléphoniques, des câbles de télévision, etc....
Une feuille de polystyrol appropriée pour des condensateurs à haute fréquence est exposée, par exemple, pendant un temps très court - 200 à 15 secondes suffisent suivant la température appliquée - à une température ( 120 - 180 ) qui est au-dessus du point d'amollissement du film, mais à laquelle la feuille ne coule pas encore. Il se forme une feuille qui, par une nouvelle élévation de la température jusqu'au point d'amollissement, ne change plus sa forme, c'est-à-dire qui, sous l'action d'une chaleur engendrée pendant l'emploi par exemple dans les condensateurs, ne se rétréoit plus et est donc appropriée particulièrement pour le remplacement des feuilles de mica mince qui sont coûteuses. Elle remplit: les conditions de la stabilité à des températures élevées et des très faibles pertes diélectriques.
Pour les bandes ou films sans fin servant au rubanage de conducteurs électriques ou à la construction de câbles avec chambres d'isolement ou vides de condensateurs à enroulement, la suppression du rétrécissement est effectuée, de préférence dtune manière continue. Une forme d'exécution simple du procédé pour des feuilles de ce genre consiste à suspendre, par exemple,une feuille d'une épaisseur de 20 à 40 , en une boucle, et à faire passer celle-ci par une chambre portée à la'tempéra-
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ture voulue, par exemple 140 C pour le polystyrol et 13500 pour les feuilles en chlorure de polyvinyle. A ces températu- res, un séjour de 20 secondes suffit pour supprimer le rétré- cissement de la feuille..
Le processus se manifeste extéri- eurement par un raccourcissement distinct en longueur et en largeur pendant ce traitement. Dès que la bouole s'est raocour- cie au point où sa forme ne change plus, l'effet poursuivi est obtenu. Au lieu d'être suspendues librement, les feuilles peu- vent être transportées aussi sur un support élastique, par ex- emple une mince feuille d'aoétyle. Le degré obtenu de diminu- tion du rétrécissement peut être mesuré par le découpage d'une feuille de grandeur déterminée que l'on pose sur un liquide approprié.chaud à la température par exemple de 100 ou de 120 C.
Après 120 ou 15 à 30 minutes, on mesure à nouveau la surface et on constate, pour la feuille traitée d'après le procédé, un rétrécissement de la surface de 1 à 4 %, tandis qu'une feuille non traitée montre, par exemple, un rétrécissement de surface de 28 %. On peut aussi combiner l'opération de coulée avec la diminution de rétrécissement, en chauffant à une température élevée le film qui se trouve encore sur le support de coulée, par exemple un tambour. Dans cette forme d'exécution, la feuil- le doit être séohée au point qu'elle n'adhère plus trop forte- ment sur le support. Il èst préférable aussi d'adopter pour cette aotion, davantage unilatérale, une température plus éle- vée, par exemple de 200 C.
En ce qui concerne les feuilles tirées de la masse fondue, le degré du rétrécissement est notablement plus grand, et on est obligé, le cas échéant, d'effectuer la diminution de ré- trécissement d'une manière graduée. Suivant qu'il s'agit de feuilles allongées d'un coté et de tous les côtés, l'effet de rétrécissement est particulièrement grand dans un ou dans plu- sieurs sens.
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Suivant les propriétés nécessaires, on adoptera pour la construction de conducteurs électriques, de transformateurs, de condensateurs, etc....., des feuilles exemptes de rétrécissement obtenues au moyen des produits d'un haut degré de polymérisation les plus divers, de produits de polymérisation du vinyle simples et mixtes, de chlorures de polyvinyle, d'acé- tates de polyvinyle, de polystyrol et aussi de polydérivés de l'acide maléique et de leurs produits de polymérisation mixtes. De même, on peut employer des feuilles en dérivés de cellulose de tous genres.
Tandis que les dérivés de la cellulose thermoplastiques, comme par exemple l'éthylecellulose ou la benzylecellulose et leurs éthers-esters, les esters de cellulose aliphatiques avec 4 atomes de C et plus, et leurs esters mixtes, subissent, suivant leur mode de formation à l'état de feuilles, un rétrécissement considérable qui doit être supprimé, suivant lescas, en plusieurs stades, les feuilles de triacétate de cellulose ou de tripropionate de cellulose ou d' acétates de cellulose solubles dans l'acétone et exempts d' agents d'amollissement, montrent fréquemment un moindre rétrécissement, qui n'est souvent que de 5 à 10 %, mais dont la suppression exerce néanmoins une influence notable sur l'angle de perte.
Dans la construction des câbles, transformateurs, oondensateurs à enroulement, etc....., on doit veiller à ce que les feuilles ne soient pas allongées à nouveau, sinon elles recevraient évidemment un nouveau, rétrécissement pendant le chauffage.