CH249725A - Produit fibreux semi-conducteur de l'électricité et procédé de fabrication de ce produit. - Google Patents

Description

  Produit     fibreux    semi-conducteur de l'électricité et procédé de fabrication de ce produit.    La     présente        invention    a pour objet un  produit fibreux semi-conducteur de l'électri  cité,     comportant    des,     fibres,        en    une     matière     minérale, de     préférence    en     verre;

      ce produit  est     destiné    à     toutes    les, applications où la  combinaison des     propriétés    inhérentes 'à ces  fibres     avec    des propriétés semi-conductrices  offre des     possibilités        in'dustridlles        in'téres-          santes.     



  Ce produit     sert        n=otamment    à la     .constitu-          tion        d'isolants        électriques        semi-conducteurs,          particulièrement        utiq-es,    pour     l'isalation    de  bobinages à haute tension dans des     moteurs;

            génératrices    et autres     appareils    électriques,  où se produit notamment, en raison des     fortes          différences    de     tension,    l'effet     "corona",        cause     fréquente de détériorations     rapides.    Cet     effet          "corona"    peut être     fortement    réduit et même  pratiquement éliminé en isolant les     'bobinages     à haute tension au moyen -de     revêtements     fibreux     semi-,conducteurs    appliqués,

       extérieu-          rement    sur les bobinages ou     conducteurs    in  dividuels. ,  On a déjà proposé     de,constituer        des    pro  duits semi-conducteurs avec .des     matériaux     fibreux     isolants    en y     incorporant    des corps       conducteurs    à L'état     solidie,        tels    que graphite,       peinture    métallique, métal à l'état     finement          divisé,

          fils        métalliques    ou     analogues,        figés    au  produit par un     adhésif    ou liant,     tell        le        vernis.          On    ne pouvait     cependant    arriver à de     bons          résultats    avec ces     corps        coi        ducteurs        solides,

            fan        raison        -de    la     difficulté    de     les    incorporer         d'une    façon uniforme à la     matière        isolante     et de fixer     convenablement        ces        corps:    con  ducteurs aux fibres.

   Par exemple,     l'incor-          poration    de     carbone    amorphe à la     matière     fibreuse ne pouvait     conférer        @à        celle-ci        que    des  propriétés     conductrices    tout à fait irrégu  lières.,

       étant    donné les     inégalités    de     répartition     du     graphite    en     partieules    plus ou     moins     grosses     et    disposées au     hasard.     



       Ces        inconvénients,    cause de     variations          très    importantes dans la     conductivité    finale  du     revêtdment,    aggravés par le     manque          d'adhérence    du corps     conducteur    à la matière       isolante    - empêchant de manipuler ou plier  le produit au cours     d'usage        sans    provoquer  de     fréquents        -déplacements    des particules     con-          du:

  ctrices    - ne pouvaient     même    pas être  évités par l'application d'un     vernis    ou autre       adhésif,    car     celui-ci,    revêtant alors; indivi  duellement les     particules    de     corps    :conduc  teur et     séparant    ainsi     ces        particules    les     unes     des autres, ne pouvait que rendre encore plus       défectueux    le     passage        du.    courant.  



  Le     produit        fibreux        semi-condwcteur    de  l'électricité selon la présente     invention    est       caractérisé    en     ce        qu'il    -est     constitué    au moins  en     partie    par     dies    fibres     minérales        recouvertes     sur     toute    leur surface par une matière     orga-          nique        partiellement    carbonisée,

       formant    un       enchut        conducteur    souple -et qui adhère     aux-          dites        fibres.     



       L'invention    comprend également un pro  cédé de     fabrication    du     produit    s:emi-conduc-      Leur en question. Ce procédé est     earactéris,é    en  ce que l'on revêt des fibres minérales avec  une substance     organique    à l'état fluide, dont       la        quantité        est        déterminée        suivant    la valeur  de la     conductivité    à     conférer    au produit, et en       ,

  ce    que l'on soumet les fibres     ainsi    revêtues  à un     chauffage    juste     suffisant    pour produire  une     carbonisation    incomplète de la substance  organique de revêtement.  



       La        matière        organique     car  bonisée,     formant    sur toute la surface des       fibres    une pellicule de     revêtement        d'épaisseur          sensiblement        uniforme,    a l'avantage d<B>e</B> con  férer au produit     fibreux        une        condhuotivité          parfaitement        uniforme    et régulière,

   d'une  valeur bien     déterminée.    Cette matière car  bonée se présente à l'état d'une     matière          "rés'inewse",    c'est-à-dire qui, tout en     ,adhérant     très solidement aux     fibres,    conserve en même       temps    une     flexibilité    et une souplesse     suffi-          sautes    pour     permettre    de     manipuler    et plier  le     produit    fibreux     semi-,

  conducteur    sans     ca-u-          ser    de dommage au     revétement    carboné.  



  Les fibres minérales, en     particulier    en  verre, sont     utilisées    de     préférence        ,sous    la       ftirme    de fils, de tresses, -de rubans ou     tissus.     



  Le produit suivant l'invention est à la       fois    isolant,     grâce    à la.     nature    de ses     fibres,     et     conducteur,    ;grâce à la matière carbonée,  celle-ci présentant     elle-même        une    conducti  vité     relativement    élevée, variable suivant le       degré    auquel a été poussée la     carbonisation     partielle de la     substance    organique dont elle  provient.

   Cette matière carbonée peut ainsi  se rapprocher     relativement    :du     carbone    en     ce     qui     .concerne    ses     propriétés        conductrices,    tout  en présentant     des        caractéristiques        résineuses          suffisantes        pour    constituer     sur    les fibres un       revêtement    flexible et adhérent,

   en     même     temps que cohérent et tout à fait     continu          sans    aucune :division en     particules.     



  Au besoin, le produit fibreux semi-con  ducteur peut être encore revêtu     extérieure-          ment,    soit avant, soit après son     application     sur le conducteur,     babine    ou autre     pièce    à       isoler;    avec une autre matière     isolante,    telle  qu'un vernis. Ce vernis peut servir :à lier sur       place    le produit     semi-conducteur    sur la pièce    et à assurer la     protection    de la     matière    carbo  née à l'extérieur du produit.  



  Lors de la     fabrication    du     produit    fibreux,       l'application    de la su     bstance        organique    aux       fibres    minérales ainsi que le     traitement    :de       cette    substance sont     effectués    et     réglés    de       manière    à assurer la     formation    d'un produit  semi-conducteur     présentant    la     concluctivit.é          limité-,    voulue.  



  On peut assurer le     revêtement        uniforme     de la matière     fibreuse        -en        introduisant    cette  matière dans la substance organique à l'état  liquide, par     exemple    en la     faisant    passer  d'une façon     continue    à travers le bain liquide,  et en     éliminant    ensuite une partie du liquide       afin    de n'en     retenir    que la quantité     voulue     dans la matière     fibreuse;

      ou     'bien    on peut  projeter la quantité     juste    nécessaire de liquide  sur la matière fibreuse.  



  On soumet ensuite la matière     fibreuse    im  prégnée à un chauffage modéré, par exemple  en la faisant passer de façon     continue    à travers  une chambre de chauffage, et en ne     poussant.    ce  chauffage qu'à     une    température juste suffi  sante pour que toute la matière     .cl'imprégna-          tion    subisse une     earbonieation,    mais,     seule-          ment        incomplète.     



  La     substance        organique        à,    utiliser pour le  revêtement des     fibres    minérales peut -consister       avantageusement    en un hydrate de     carbone     et notamment en sucre,     amidon,    glucose,       sorbite,    glycérine ou     analogue,    en solution  aqueuse, aussi bien qu'en une     .cire    minérale,  soit en solution dans un solvant approprié,  soit à l'état fondu,     ou    encore en     une        substance     organique     liquide,

      comme de l'huile :d'hydro  carbure ou de l'huile de ricin. Toutefois, les       hydrates    de     carbone,    tels que le sucre et       l'amidon    en solution aqueuse, donnent ,des  produits     particulièrement        satisifaioants;    la  raison en est probablement que la présence  d'eau retarde la     carbonisation    da la substance,  ce qui donne un     revêtement    souple plus  adhérent.  



  La     température    die     @ohauffa.,ge    .à     observer          peut        va,zer    suivant le degré de     carbonisation     à obtenir, mais reste en général     :dans    un inter  valle     compris        entre    4150 et     6,00     C.

   En parti-           cuber,        dans        le    cas du chauffage -d'un four  où passe la     matière    fibreuse à     traiter,    il y a  lieu de tenir     ,compte    de la     vitesse    de passage  de celle-ci;

   avec les substances     d'imprégmatibn          organiques        du    genre indiqué, on     obtient    de  très bons résultats en     ehauffant    le four à une       température    de     ,l'ordre    de     5010     C, le passage  de la matière     fibreuse    dans le four pouvant  durer, par exemple, de 10 à 30     secondes.     



       L'essentiel    est que le     ohauffa,ge    soit pousse       juste    suffisamment pour assurer la     .carboni-          cation    incomplète de 1a matière organique de       revêtement    qui est ainsi fixée sur les fibres       constitutives    du produit;

   le degré     :de    carbo  nisation à     atteindre,    et par suite la valeur de  la     eonduetivité    à obtenir pour le produit,  peuvent ainsi être réglés suivant     l'usage    au  quel ce     produit    est     destiné.    On peut également       a:

  ssurer    ce réglage en agissant sur la     quantité     de liquide d'imprégnation     retenue    par la ma  tière     fibreuse    avant le     chauffage    ou en  agissant sur la concentration de     l'aglent     d'imprégnation appliqué, par exemple, sur le  degré de     dilution    d'un liquide d'imprégna  tion, tel     qu'une    solution d'amidon,     glucose    ou  analogue.

   Le meilleur moyen, cependant,  pour régler<B>la</B>     eonductivité    à     atteindre,        eon-          siste    à, agir     sur    le degré -de     carbonisation    -et  plus     particulièrement    sur l'intensité du     chauf-          fa.ge    de la matière     fibreuse        imprégnée.     



  Au     .dessin    annexé, qui     représente.    un  exemple non     limitatif    -de     réalisation    de l'in  vention:  La     fi.g.1    est une vine perspective d'un  morceau de tissu de     fibres        après    traitement;

    La     fi,g.    2 est une vue en élévation     sehéma-          tique    d'un     aappareil    servant à ce     traitement.     Le tissu représenté sur la     fig.    1 est     cansti-          tué    par un ruban tissé 15 en fibres -de verre,       entre    et sur     lesquelles    se trouve dispersée une  matière     conductrice    de l'électricité.  



  L'appareil représenté sur     la        fig.    2: permet  une opération continue d'imprégnation et de       séchage.        Cet    appareil comporte une cuve 16,  contenant un bain de     substance    organique  liquide et     susceptible    d'être     chauffée    pour  maintenir ce bain bien fluide pour autant  que     nécessaire.    La matière fibreuse     minérale,            supposée    ici être du verre filé, sous forme  d'un     ruban    tissé,

   vient d'une bobine usuelle  2'0 montée sur une     broche    21 et     est    amenée  dans le bain en passant sur des     rouleaux-          guides    22, 23,     2.1,    25     au-dessous    du niveau  de ce bain dans la     euve    16.  



  A la     sortie    -du bain, le ruban     passe,enrtre     deux rouleaux     compresseurs.   <B>18,</B>     19,,    disposé s  au voisinage et au-dessus de la cuve 16 et  ,coopérant de façon à     exercer    la pression  désirée sur de     ruban,    pour en     éliminer    le  liquide en ,excès qui peut s'y     trouver,    en vue  ,de le     renvoyer    à lu<B>,</B> cuve.

   La quantité de  liquide     restant,        retenue    par le,     ruban,    peut  ainsi     "être    réglée de façon à     okenir    dans le       produit    fini     juste    la     quantité    de     matière,     carbonée     nécessaire    pour     lui    conférer .la con  ductivité désirée.  



  A partir des rouleaux compresseurs<B>18,</B>       1J    le ruban     imprégné        est    amené dans un four  de séchage 27,     couvert    par     une        hotte    28 et  chauffé au moyen d'un brûleur à gaz 29  situé     au-dessous    du four.

   La     température    de  celui-ci est réglée de façon à     carboniser    par  tiellement la     substance        appliquée    sur le  ruban; gomme indiqué     ai-des,sus,        -cette        tem-          pérature    dans le four est     avantagleusement     de 45,0 à     6,00     C.

   Au besoin, le ruban     peut     être     soumis    à     un        ëhaurffage        préalable    avant  son amenée dans le four, de façon à     sé6hem     au moins partiellement le     fluide        uppli:qué    sur  ce ruban et aider ainsi la carbonisation par  tielle     ultérieure.     



  A     son    passage dans le four, où son. séjour  peut durer     pair        exemple    de 11 à     30        swandes          -cette    ,durée variant     suivant    le degré de       carbonisation    à     obtenir    - le     ruban    passe -sur  un rouleau-guide 3,1,     puis    sur     -dies        électrodes     situées à une     certaine        @distanice    l'une die  (autre     3s3;

  ,    34, qui sont     reliées    à un indien,       teurélectrique    de     résistance        (désigné-par         ),     servant à indiquer     constamment    la valeur  de la     résistance        électrique    du     ruban        traité;

       on peut ainsi     exercer    un     contrôle        constant    sur       l'opération.    Le ruban     traité        est    finalement  enroulé sous la forme d'une bobine 37, sur  une broche 36,      Le     déplacement        :

  continu        Uu    ruban     @à    tra  vers le bain et le four est commandé à     partir     d'un moteur électrique<B>318,</B> par     l'intermédiaire     d'une courroie     4'0    et d'un     réducteur    de     vi-          tesse    39.

       L'arbre-conduit    de ce réducteur est  muni d'une poulie 41, reliée par une courroie       42r    à une poulie 431,     figée        elle-même        sur     l'arbre du rouleau     compresseur        l''9,    de façon  <B>à</B>     actionner    ce dernier     dâns    le sens convenable       pour    faire circuler le ruban du bain     vers    le  four.  



  Une     seconde        courroie    45 passe sur la  poulie 41 et sur une poulie folle     46-,    tournant  entre     les        extrémités    de bras 47, montés à  pivot sur     l'arbre-conduit    du     réducteur    de  vitesse<B>M</B>.

   La     courroie    45     est        maintenue    par  gravité eu     contact    . avec la bobine 37 et  actionne     cette        bobine        àla        même    vitesse péri  phérique que le rouleau     compresseur    119.

   On       peut    avantageusement     régler    le réducteur de       vite & e        et/ou    le moteur     électrique    de façon à  faire     varier    la     vitesse    die     déplacement    du       ruban    à travers le bain ou le four, ce qui       permet    de     régler        1.e        degré        :de    carbonisation  du liant.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Produit fibreux semi-conducteur de l'électricité, caractérisé en ce qu'il est jconsti- tué au moins en partie par des fibresi miné rales recouvertes sur toute leur surface paz une matière arganique partiellement carboni- sée,

   formant un enduit conducteur souple et qui adhère auxdites fibres. II. Procédé de falbrication du produit selon la revendication I, -caractéris,é en ce que l'on revêt .des fibres minérales avec une substance organique à V,état;

   fluide, dont 'la quantité est déterminée suivant la valeur de la conductivité à conférer au produit, et en ce que l'on soumet les fibres ainsi revêtues à un chauffage juste suffisant pour produire une carbonisation incomplète de la substance organique :de revêtement. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Produit ,selon la revendication I, ca- rmtérisé en ce que lesdites fibres sont en verre. 2. Produit selon la revendication I, ca- ractéris,é en ce que la matière fibreuse est sous la forme d'un tissu. 3.

   Procédé selon la revendication II, ca- raictéTio:é en ce que la substance organique est un @hydTate,d:e carbone. 4. Procédé selon la revendication II, ca- ractérisé en ce que la substance :organique est un hydrocarbure.

   5.<B>Procédé</B> selon la. revendication II, ca- raetérisé en. ce que la substance organique est une huile.