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P .}RF XT l O:NN13.\NTS AUX C'tBL.aS 1T FILS Ià0 ''S -"00E< LI-MC2RICITE.
La présente invention est relative à des conducteurs électrques revêtus d'isolants des types décrits dans le brevet principa et à des bobines électriques utilisant les mêmes isolants.
L'émaillage des conducteurs au moyen d'une composition résii se préparée par condensation d'un aldéhyde avec le produit d'hydrolyse d'un ester polyvinylique, apporte à ces conducteurs des avantages considérables par rapport à ceux émailles par des prodi antérieurement connus.
Par contre, les nouveaux revêtements sont relativement coûteux et ils exigent des solvants également assez onéreux, de sorte que les conducteurs ainsi isolas ont des débouc
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limités*
Conformément au présent perfectionnement, on emploie des @ positions resineuses solubles dans des solvants relativement @ coûteux ou dans les déluges @e tels solvants, l'isolement des fils gardant pratiquement les mêmes propriétes ou possédant mêm des propriétés un peu meilleures que les isolants à base de r polyvinyliques decrites ci-dessus.
Pour exécuter l'invention, on isole les conducteurs métal] ques au moyen d'une composition préparée por combinaison ou ass ciation de deux produits résineux:
1 - resultant de la condensation d'un aldéhyde avec un ester vinylique partiellement ou complètement hydrolyse;
2 - ràsultant de la condensation d'un phénol et d'un aldéhyde compatible avec le précèdent. Les isolants connus sont durs, te ces et flexibles, ils résistent remarquablement à l'abrasion, à l'humidité et à la désigrégation par les huiles, les vernis et tières analogues. La rigidité diélectrique est élevée et le f@c de puissance assez bas.
On décrira ci'abord l'application de ces nouveaux isolants aux conducteurs métalliques, en se reportant aux figures 1 et 4 représentent respectivement des coures transversales: (fig. 1) d'un conducteur 1 isolé avec les nouveaux produit décrits.
(fig. 2) d'un conducteur 1 protégé extérieurement par une che de ce même produit superposée à un émail organique courant ( fig.3) d'un conducteur 1 isolé de même, mais les deux coi ches sont interverties; ( fig.4) d'un conducteur 1 revêtu d'une couche d'un émail organique usuel disposée en sandwich entre deux couches des nou les résines décritès.
Pour abréger la description, on conviendra d'appeler résin< polyvinylal celles obtenues par condensation d'un aldéhyde avec ester polyvinylique hydrolysé. Voici une préparation des résine: polyvinyal données à titre d'exemple:
Dans 185 parties en poids d'acide acétique cristallisable,
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dissout 100 parties d'acétate polyvinylique, puis on ajoute 83 parties d'une solution aqueuse de formaldehyde à 37,5 % et une petite quantité J'un icide mineral pour l'hydrolyse, par exemple 6,8 parties d'acide sulfurique concentré.
L'hydrolyse est effectuée vers 70 C dans un récipient émaillé. On prélève de ternes autre des échantillons dans lesquels on titre l'aldéhyde prese ,le façon à suivre la conversion de l'ester polyvinylique en pol vinylformal. Une fois atteint le -egré de conversion voulu, on n tralise par une quantité convenable d'une base, p@r exemple 13 p ties d'ammoniaque concentrée. La masse neutre est versée en min filet d'eau, au sein de laquelle elle précipite sous forme de fi ments. On lave ceux-ci à l'eau et les sèche dans l'air vers 60 C Ces filaments sont à peu près incolores.
On peut employer d'autres aldéhydes et obtenir des résines polyvinylal avec les aldéhydes acétique, propionique, butyrique, benzoïque, etc. De façon semblable, on peut utiliser ces ester polyvinyliques autres que l'acétate, p@r exemple les propionates butyrates, etc. polyvinyliques. Les propriétés des résines polyvinylal peuvent être modifiées très largement en agissant sur la viscosité et sur le degré d'hydrolyse de l'ester polyvinylique, quantité et l'espèce d'aldéhyde utilisé, enfin la nature et la qualité du catalyseur 'icide choisi.
On indiquera maintenant la preparation d'une résine du type ci-dessus modifiée par une résine phénolique en vue de l'isoleme des fils.
Exemple 1.- La formule comporte des proportions en poids suivant
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<tb>
<tb> Crsol <SEP> ........................................ <SEP> 750
<tb> Solution <SEP> aqueuse <SEP> de <SEP> formald <SEP> hyde <SEP> à <SEP> environ
<tb> 37,2 <SEP> % <SEP> 448,4
<tb> Triéthanolamine <SEP> commerciale <SEP> 23,9
<tb>
Le crésol utilisé est le produit commercial mtaara incolo renfermant de 50 à 55 % de m-cresol, le reste étant àu p-cresol et des xylénols. La formule indiquée comporte environ 1 molécule de cresol pour 0,8 de formaldehyde.
Tous ces produits sont chargés dans un récipient convenant la condensation sous condenseur à reflux. On agite et on y effec
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1-i réaction ous prssion ,tmosphÓrl.1ue et vers le point d'ébu' tion, soit environ 94-98 C.On poursuit la réaction jusqu'à ce la résine commence à J?rJci1Jiter, ce que l'on constate pr 1' ip, tion d'un trouble dins le liquide. D'habitude, ce point est att @u bout d'environ deux heures. On refroidit alors vers 30 C. l'on déshydrate, de préférence sous pression réduite et par cha
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fage extérieur. La temlJ #lture ill'1ximum de déshydratation ne doi p-s dépasser pratiquement 80 C.
A cette température, le produit déshydraté est transparent, unbré.J1, très visqueux et revient den, solide à la température ordinaire. ajour contrôler la condensation, on ch'luffe un ,;(;1'1 ,:-lti llon 15 gr. de cette résine dans un creuset de 30 cm3 pendant deux h res à 105 C.; on obtient une masse prise en gele et dure à ch Si on prolonge cette chauffe rendant 8 heures, 1'échantillon de
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r0sine devient dur, infusible, de coloration rr.br :e transparent et tenace. La dureté subsiste mené à chaud.
La résine déshydratée est ;lors dissoute ou ais1)<:;l's..:e dans solvant volitil convenable. cet effet, il est préférable d'ut: liser le crésol qu'on ajoute à chaud (80 C) à la résine liquid< et dans le vase même de réaction.
On obtient alors une solution
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renfermant à peu près des poids égaux de la résine cr,aol-ïorma7 hyde et du crésol additionné corme solvant.On peut par exemple utiliser le m-p crésol identique à celui employé à la préparatio
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de la r,:sine.Après forte agitation, on refroidit à la tenperatux ambiante, et la résine peut alors être utilis--,e ,oui-* l'émaillage ,Il cet effet, on part :3'une résine polyvinylal obtenue par réaction du formaldéhyde sur l'acétate polyvinylique hydrolyse, résine vendue commercialement sous le nom de " formvar N 15-95" L'autre constituant résineux st la solution dans le crésol dont vient de décrire la préparation. Enfin, le solvant de toutes ces résines est un mélange de m-p crésol tel que celui indiqua ci-de
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et de solvent-naphtat.
( qualité vendue commercialement pour l'lama lage des fils). Ce produit distille sous pression atmosphérique entre 155 et 290 C. avec une proportion de 75 à 85 % distillée avant 2000 C.
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Le vomis destiné à l'émaillage est constitué par 16 @ en
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poids de résines dont 5,33 de la r.sine crdso1-formaldJhyde et 10,67 de la résine polyvinylal.
Le solvant renferme 25,2 de crésol et 58,8 de solvent
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naahta. Une partie de ce crésol a été ajoutée à la résine deshyJ tée dans le récipient de réaction.
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.Jour effect'ter cette préparation, on place l's qu.ntits re quises de solvent-naphta et de crsol dans un récipient inélangeu pourvu d'un agitateur; on ajoute la solution à 50% je résine cr-- formaldéhyde dans le crésol, on mélange bien et on incorpore fin
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lement avec lenteur la résine polyvinylal solide en agitant jus1t ce que cette dernière soit totalement dissoute. L'émail lui en r.sulte est clair, visqueux et on peut le tcinire si on le i,sire en lui ajoutant une petite <4,mntité d'un colorant convenable et c agitant jusqu'à dissolution de ce color nt.
Il est préférable de filtrer l'émail liquide d ns un filtre à pression prealableen à l'emploi pour remaillage.
Exem,.11e . - On utilise la rnênq formule et le i,iome procédé général que suivant l'exemple 1, mais on remplace le triéthanolamine 2ar 23,9 p::.rti2s en poids de morpholine servant de cat2lyseur. La résine déshydratée est claire, ambr@e et visqueuse. Soumise au contrôle, elle exige 9 heures de chauffage à 105 C. pour donner à cette température un gel rigide; elle durcit complètement arès 100 heures de chauffage à cette même temper ture et se transforme
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alors en résine infusible, transparente, de couleur anrbree et un ,)eu fragile.
L'émail pour fils est fabriqué à partir de la résine déshydra tée exactement comme suivant l'exemple 1.
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Exemple 3. - On prépare coi,j.i-3 suivant l'exemple 1, une resine à partir de 750 orties en poids de phénol, FD43,3 9:,rties de solutic formaldchydique à z2 % et -,5t8 de triéthanolamine commercial. La résine déshydratée est cliire, solide, de coloration @mbrée. u contrôle cette résine devient rigide à 105 C. après une heure trois quarts ; elledevient complètement dure, à peu près infusible, tenace, transparente et de couleur ambrée après 7 heure
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à la même 0L:Jjr3.ture. 4près déshydratation, on s'en sert pour fab
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qucr un 3:..-¯il Jour "ils, de Lanière exactement semblible à ccll ue l'exemple 1.
On notera me la formule ci-dessus comporte le -,hénol et le formald;:hyde en proportions s,3nsible-,..ent l .uimo1écl laires.
On peut f .ire v'lri8l' les yorits :.le la résine lliOJil'icut et p"r conséquent les .)l'o,,#i.1t<.3s de la coc¯pocitioi: résineuse mi. fin.le en 'pissant sur les l' 1).Jorts .le poids entre la matière z. nolique et l'aldéhyde* D'ns le tableau ci-dessous, on trouvera comment varient les proJrL::t:Js des produits le condensation 1<#S± neux lorsqu'on moc3i' ie les l' ports !!lolcu1airs ii 1.,-. a =sol et de la solution aqueuse 'le formaldhycie -an conservant le .1,1,.,e ¯.ou1'centage 'Je triéthanolamine ( d4 ') vz suivant ;r.acte,.ent le procédé décrit;;' @ropos de l'exemple 1 :
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m-p crésol ( mol.): 1
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<tb>
<tb> : <SEP> Durée <SEP> de <SEP> chauffe <SEP> à <SEP> 105 C <SEP> :
<SEP>
<tb> Aspect <SEP> de <SEP> (15 <SEP> gr. <SEP> d <SEP> .ns <SEP> creuset <SEP> 30 <SEP> cm3 <SEP> Aspect <SEP> du <SEP> pro@
<tb>
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HCHO :la résine : pour la prise :gour la rési-:totaleri.2nt rài :(mol.):déshydratée :en gel rigide :nification tofisinfusible
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<tb>
<tb> :(heures) <SEP> :tale(heures) <SEP> :
<SEP> insoluble
<tb>
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solide 3/4 2 Tenaceltranspa
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<tb>
<tb> claire <SEP> rent, <SEP> ambré
<tb> ambrée
<tb> 1 <SEP> semi-solide <SEP> 1 <SEP> 1/4 <SEP> 4 <SEP> 1/2 <SEP> d
<tb> claire
<tb> ambrée
<tb>
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o9 do 1 1/2 5 1/Z do
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<tb>
<tb> 0,7 <SEP> visqueuse <SEP> 3 <SEP> 1/2 <SEP> 16 <SEP> d
<tb> claire
<tb> ambree
<tb> 0,6 <SEP> d <SEP> 6 <SEP> 1/2 <SEP> Non <SEP> durcissable <SEP> sauf <SEP> ,rise <SEP> e
<tb> gelée <SEP> très <SEP> rigide,même <SEP> après
<tb> deux <SEP> semaines <SEP> de <SEP> chauffage
<tb>
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5 d 5u-face prise en pellicule très tenace
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<tb>
<tb> après <SEP> peu <SEP> de <SEP> temps,nuis <SEP> la <SEP> masse <SEP> reste
<tb> visqueuse <SEP> à <SEP> chaud, <SEP> même <SEP> après <SEP> deux <SEP> semain
<tb> de <SEP> chauffage.
<tb>
Comme <SEP> on <SEP> le <SEP> voit <SEP> doms <SEP> le <SEP> tableau, <SEP> les <SEP> résines <SEP> renfermant <SEP> au
<tb>
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au moins 0,7 molécule le formald-hyde peuvent être amenées à l'état infusible et insoluble lorsqu'on les chauffe à des temp
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ratures levées. Les ruines reiii armant s,3tileL.ent 0,5 ou 0,6 moljcule de formaldéhyde restent thermo-p1 stiques. On peut ut scr des r@sines de ce type pour ses emplois particuliers, Biais est préférable, 'une façon générale, d'en.ployer pour l'am@il
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des fils, ases résinas ,hanoliqucs obtenu-s p r r' lction d'une molécule ie matière ph3nolique sur 0,7 gaz 1..ol=Culoes d'un. su tance à groupe méthylène -.ctift coi=n1e le formald-jh/de ou autre :-..ld.;hydes.
Il n'y a pis d'3.vanta,.' à utiliser plus .e deux mol les de formaldéhyde par molécule de p::.:nol c=;1,- 1;;D ,e c .s, 1' de formald3hyde se vaporise pendant le durcissement 'Je 1,1 riiii four émailler les fils, on lcs nettoie, puis on leur fait traverser le bain i'ém-,illage obtenu;;.r incorpor-.tion de la roc ph:nolique Pt de li résine jJolyvinylal d ns le solvant, COf,'l.e c l'a décrit à '''exemple 1. Les proportions des deux résines lir-i être variées, p .r exemple de 5 à 50 parties en poias de r,,sine phénolique contre 95 à 50 parties de résine polyvinylal. On . aussi faire varier la concentration de la ràsine mixte dans 1± solvant, prr exemple entre environ 5 à J5 parties de rainez out environ 95 parties à 75 parties de solvant.
On préfère garder peu près les proportions de l'exemple 1, car cette association
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nit un émail qui s'applique très rapidement et très efficace-mye aux fils de cuivre, et le fil ainsi isolé possède il tssociatior la plus avantageuse entre ses différentes propriétés.
Le solvant peut être à base d'un mélange d'un hydrocarbu convenable ( benzène, toluène, etc.)et d'un composé hydroxylé ompatible avec ces hydrocarbures ,par exemple l'alcool benzyli
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ou les alcools méthylique, éthylique, n-propylique, n-butyliqu n-amylique, hexylique ( 2- éthylbutanol), octylique (2- éthyl-
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hexanol, etc. Le solvant peut aussi comporter un hydro-carbure aromatique ou autre et un mélange de deux ou de plusieurs alcoo ou autres composés hydroxylés compatibles avec l'hydrocarbure choisi. Le pourcentage en poids de l'alcool dins le mélange de
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solvant peut varier par exemple d'environ 20 à 40 %, le complément étant du benzène ou du toluène.
On a par exemple utilisé 25 % d'alcool éthylique et 75 % de toluène. Avec les alcools ci-dessus,le xylène ou l'un quelconque des hydrocarbures aromatiques à point d'ébullition élevé ne peuvent être substitués at benzène ou au toluène dans le mélange. Toutefois,si le composa hydroxylé est phénolique (crésol, xylénol etc..) il est possible d'employer à volonté le benzène,le toluène ou l'un quelconque des solvant-naphtas à point d'éclair élevé. On peut par exempl se servir d'un mélange de 30 % en poids de m-p crésol et de 70 de solvent-naphta lourd,comme décrit à l'exemple 1.
Lorsque le fil est passé dans le bain d'émail à la manière décrite ci-dessus, on le soumet à la chaleur,par exemple en lui faisant traverser une étue ou une chambre chauffée convenable, façon à cuire l'émail à une température appropriée,la températu de l'enceinte étant d'environ 250 à 500 C. La cuisson de l'ém sert en même temps au recuit du cuivre. D'habitude,il est néce saire de faire passer plusieurs fois le fil dans le bain d'émai et d'exercer la cuisson en plusieurs fois en alternant l'immers et le chauffage jusqu'à ce que l'isolement exigé soit réalisé. cuisson accélère la prise du composant phénol-aldéhyde dans le film résineux et améliore ainsi les propriétés du composant pol vinylal.
Ce traitement améliore en particulier la dureté, la ré sistance à l'abrasion,la résistance du film résineux à l'attpqu par les huiles,les solvants,les vernis et autres produits chimi
Pour donner une idée des propriétés atteintes par les fils ainsi isolés,on indiquera comparativement les résultats obtenus se servant de la composition décrite à l'exemple 1 (A) comparât ment avec un enduit à base de résine polyvinylal non modifiée ( et d'un émail à huile d'un type courant (C). Pour abréger la d cription, ces compositions seront désignées sous les noms d'éma A, émail B et émail C.
Flexibilité à 25 - l'essai est exécuté en enroulant un fil sur
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mandrin de diamètre déterminé après qu'on l'a redressé de faço déterminée. On calcule alors la :flexibilité réelle du film. émail A. . . . . . . . . . . au-dessus de 150 % émail B........... au-dessus de 150 % émail C........... 45 à 50 % Résistance au choc thermique.- Un chauffe 15 minutes à 150 une hélice fabriquée avec le fil émaillé, puis on note le pour centage d'extension pour laquelle le revêtement subit dt-s cra- quelures. émail A et émail B. au-dessus ie 150 % émail C........... 35 à 45 %
L'essai a été fait aussi d'une manière différente :
les fi' sont enroulés sur un mandrin ayant trois fois leur diamètre,pu sont chauffés dans une étuve à 105 C. Les émaux A et B restent inaltérés après 4.000 heures de chauffage, tandis que l'émail se craquèle après chauffage d'environ deux heures.
Résistance au vieillissement par la chaleur - Le fil est prit brut, sans l'étirer ni le courber, et on le maintient dans une étuve à 1500 C.,aDrès quoi, on l'enlève et on l'enroule sur un mandrin ayant trois fois son diamètre. La durée de temps néce: saire pour provoquer des craquelures généralisées sur le revêt, ment est prise comme mesure de la propriété en question. émail A et émail B.. pas de rupture après 3000 heures émail C fissuration dangereuse sur le revêt( ment après un chauffage de 48 heures.
Essais d'allongement. - Les échantillons de fils isolés sont allongés de 10, 15 et 20 % au moyen d'une machine spéciale à u@ vitesse de 4,50 mètres par seconde. Le pourcentage d'allonger avant rupture de l'émail est le suivant: émaux A et C........... au-dessus de 20 % émail B de 10 à 20 % Résistance à l'abrasion: Les fils isolés avec l'émail A ont montré une meilleure résistance à l'abrasion que ceux isolés a
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les émaux B et C, tant pour les essais ie laboratoire que pour les fils fabriqués industriellement. La résistance supérieure à l'abrasion, quand on modifie la résine polyvinylal par une résine phénolique, rend les fils ainsi isolés particulièrement aptes à l'emploi dans des machines à bobiner du type Kayser.
Résistance aux solvants:- les fils émaillés avec les revêtements A et B restent inaltérés après immersion prolongée dans le pétro à 25 C., tandis que l'émail C commence à se ramollir après 48 heures d'immersion. Des essais sem lables effectu's dans le tol ne, le xylène et dans un mélange isolant de composés chlor(s du diphényle, ont montré que la résistance décroît dans l'ordre A,B Résistance à l'humidité. - L'isolement à l'émail A résiste mieu que les émaux B et C lors de l'immersion dans l'eau. La rigidit, diélectrique est par conséquent meilleure en atmosphère humide.
Rigidité diélectrique - Celle-ci est tout à fait comparable pour les émaux A,B et C dans toutes les conditions pratiques d'e@ ploi. On a en efet trouvé environ 4.000 à 5. 600 volts par dix me de millimètre. En général, on peut dire que la résine mixte phénolique polyvinylal surclasse la résine polyvinylal pure rela tivement aux propriétés d'abrasion, de résis tance à l'humidité à l'action des solvants tels que toluène,xylène,composés diphény liques chlorés. Les émaux A sont moins sujets au fluage thermoplastique et leur adhérence est meilleure. En ce qui concerne rigidité diélectrique, la résistance au choc thermique et la fle bilité, les propriétés sont les mêmes que celles des résines pol vinylal pures.
Un avantage technique des résines modifiées et qu'elles permettent d'obtenir un revêtement plus épais sur le fi après chaque passe dans le bain d'émaillage. Cela tient à ce qu'on peut utiliser un bain qui titre de 16 à 20 % de résine mix pour l'émail tandis qu'on doit se tenir entre 11 et 13 % dans le cas de la résine polyvinylal pure. On obtient ainsi des bains à viscosité sensiblement la même et aussi faciles à employer.
On doit comprendre que l'invention n'est pas limitée aux re
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vêtement. simples de fila par émaillage 1 directement appl @u conaucteur, comme le montre la fig. 1. On peut également perposer ce nouvel isolement 2 à une couche 3 d'un email usu à la manière représentée fig.. La résine polyvinyal modifié, adhère de façon énergique à la sous-couche @'email courant e protège celle-ci contre l'abrasion et contre la fragilité co@ cutive à une exposition prolongée à la chaleur.
On peut enc@ se servir du dispositif de la fige 3 prévoyant une couche in@ rieure 2 de résine mixte décrite ici, à laquelle sont superpo une ou plusieurs couches 3 d'un émail courant* Jans ce cas on améliore l'adhérence de ce dernier. On peut enf'in intercaler une couche 3 d'un émail courant entre deux couches -: et 2' de résine polyvinylal modifiée comme représenta fig. 4.
On a limité la description à l'emploi du phénol ou @u c@ comme constituants de la résine mixte, mais il est évident qu' peut substituer n'importe quel autre phénol, Nar exemple les xylénols, ou des mélanges de phénol et de crésol ou de l'un dE ces deux phénols avec des produits phénoliques 'cires du gouarc de bois, ou encore des composes phenoliques de constitution ma connue et tirés au pétrole,etc.
On peut également utiliser des phénols synthétiques ou des associations naturelles de phénols comme on en trouve par exemple dans les goudrons, e même, le formaldéhyde en solution aqueuse peut être remplacé par ses polymères solides, la réaction et la déshydratation pouvant -il( être effectuées en récipient ouvert, au lieu des récipients à condenseur sous reflux. On a, de préférence, indiqué des cataly seurs alcalins organiques comme les éthanolamines ou la morphol nuis on peut aussi se servir de catalyseurs alevins minéraux, comme par exemple, les cyanures, les hydroxydes, les carbonates alcalins,etc.
De même, l'emploi des résines phénoliques associ aux résines polyvinyal n'est pas limité à l'émaillage des fils car on ne peut s'en servir comme adhésif pour agglomérer du mic@ en poudre en réalisant des isolants laminaires simples ou comple On peut également utiliser ces résines mixtes sous forme de vernis comme matières collantes s rvant à associer des produits
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fibreux en feuilles, en rubans, en feutre et autre**
On va maintenant décrire l'application des résines polyvinylal à la réilisation des bobines électriques à grande rig té diélectrique, ces bobines étant caractérisées p:ir leur rés tance à l'humidité à l'abrasion, à l'action chimique des huil et des solvants, tout en fournissant des bobines rigides et c pactes.
Au cours de la description suivante, on se reportera aux fig. 5 à 8, qui représentent respectivement:
La fig. 5 une pe/pective schématique des premières oper tions de confection d'une bobine conforme à l'invention.
La fig. 6 une vue analogue à celle de la Fig.5, mais supp sée coupée Jour montrer la construction intérieure.
La fig.7, une coupe partielle montrant comment l'isolant sépare les couches superposées de conducteurs isolés, tout en épousant de près le contour de ces couches.
La fig. 8 indique enfin la vue d'une bobine terminée.
Les bobines ainsi fabriquées possèdent une grande rigidit et résistent aux huiles, aux poussières, aux souillures, à l'humidité, aux solvants,etc... On peut les préparer avec une dépense minime de matière et un faible travail. Leur isolement est assuré, comme on l'a décrit plus loin, au moyen des matièr résineuses du type polyvinylal dont la préparation a été résum au début de la présente description. Pour réaliser les bobines objet de l'invention, on préfère se servir d'une résine polyvi lal obtenue en condensant le formaldéhyde avec un produit d'hy' lyse de l'acétate polyvinylique.
Pour construire de telles bobines, on part d'un conducteur convenable, par exemple un fil de cuivre 11 lue l'on protège par un isolant approprié 12: émail, papier,etc.. Cet isolant p@ être réalisé avec avantage par une couche d'une résine polyvin@ lal.
Le fil isolé est enroulé sur un mandrin convenable, provis ou définitif indiqué en 13 ; par exemple, un tube constitue par des couches de papier Kraft collées ensemble au moyen de gomme laque, ou bien encore un tube en résine phénol-aldéhydique moul
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Les couches en fil formant hélice sont séparées les unes des autres au fur et à mesure que l'enroulement se poursuit au moy d'une mince couche isolante 14 comportant une résine polyvinyla De préférence, cette feuille couvre également la dernière couc des hélices conductrices* De telles couches séparatrices sont constituées de préférence au moyen de minces films de résine polyvinyal ,ayant par exemple de 0,025 à 0,38 mm. d'épaisseur.
fils peuvent être préparés de toute manière convenable, par ex ple à partir d'une solution de résine polyvinylal. Lorsque l'é paisseur doit être de 0,13 à 0,25 mm. ou davantage, le film ré, neux peut être préparé par extrusion de la résine solide, ou e@ re par dépôt de couches de résine sur des cylindres chauffés oi autres. On peut incorporer à la résine polyvinyal des plastifi en quantité et qualité convenables, ptr exemple des phtalates dibutylique, diamylique, ou encore le tartrate de butyle , le phate tricrésylique, le benzoate de benzyle, la triacétine, la tripropionine,etc.
On dispose de préférence les couches de résine préalablem( à l'enroulement @u fil et l'on travaille à chaud, par exemple E tre 60 et 80 C, de façon à réiliser le retrait voulu au coure du traitement thermique ultérieur. Les films possédant le retraj désiré peuvent être aussi obtenus à partir de solutions, partie lièrement lorsque les films coules sont séchés sous tension.
Une fois que la bobine a été revêtue de film mince en rési polyvinylal disposée entre chaque couche hélicoïdale du conducteur, on chauffe la bobine ou on l'étuve par tout moyen convena ble, à une température de l'ordre de 100 à 2250 C. environ ou même au-dessus, pendant une durée de 1 ou deux minutes jusqu'à à 20 minutes d'après le point de ramollissement de la résine polyvinylal employée, et les dimensions de la bobine, mais pend la durée nécessaire à la propagation de la chaleur jusqu'au coe de la bobine. Ce chauffage provoque d'abord le ramollissement d l'isolant et provoque un retrait schématisé sur la fig.6.On a, en effet, séparé l'isolant 14a de la résine polyvinylal pour
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l'éloigner du fil et montrer, de façon plus claire, l'effet du traitement thermique.
Aux températures utilisées, les hélice: du conducteur Isolé se dilatent . Cette dilatation, conjointem@ avec le ramollissement et les retrait des filma résineux,force la couche isolante 14a à épouser le contour des couches conduc trices isolées 16, ainsi qu'on le voit plus nettement sur la fil On obtient donc une structure de bobine plus rigide,dense et compacte. D'autre part, le chauffage entraine l'adhérence des angles de la bobine avec la résine. La cuisson de la bobine a enfin comme eff'et utile de convertir la résine à l' état final dur, tenace, résistant à l'abrasion et à l'humidité.
On peut effectuer tette cuisson par tout moyen connu, par exemple dans une étuve ou enceinte convenable chauffée électriquement, ou encore par l'emplei d'un champ à haute fréquence.
Dans ce dernier cas, on introduit la bobine dans le champ pende une durée très brève, par exemple quelques secondes.
Quand on a terminé le traitement thermique de la bobine, qu'on l'a décrit, on peut recouvrir celle-ci avec une matière flexible,à grande rigidité diélectrique , qui protège l'extéri@ de la bobine contre l'action des poussières, de l'humidité etc Cet enveloppement peut être effectué par exemple au moyen d'un compound électrique, ou d'un ruban verni sous forme de feuille ou de ruban, ou encore au moyen de matières fibreuses: coton, laine, etc.., ces textiles étant imprégnés d'une substance iso@ te sous forme de vernis par exemple à base de résine polyvinyl.
Les bobines électriques conformes à l'invention convienne] à l'emploi sans nécessiter leur imprégnation par immersion dan; une composition isolante convenable. Toutefois, dans certains il peut être utile de recouvrir et d'imprégner partiellement o@ complètement la bobine avec une huile, un vernis ou autre mati. d'imprégnation isolante. L'imprégnation à l'huile conformémei à la pratique courante, s'est montrée tout à fait efficace.
Pour certaines applications, il est avantageux d'utiliser
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entre les couches isolantes, une résine polyvinylal modifiée.
On peut aussi employer cette rétine modifiée sous forme de vern et la bobine est alors traitée en conséquence. La modificatio de la résine polyvinylal peut être effectuée en lui incorporant une proportion appropriée,par exemple de 5 à 40 % et même davan ge, d'une résine durcissable à la chaleur. La modification est exercée préalablement à ou pendant la formation de la feuille mince de résine ou de vernis. Comme exemple de résines modifi trices, on peut citer les résines phénol-aldéhydiquesou anilint aldéhydiques, uréé-aldéhydiques, etc... On préfère se servir d'@ résine phénol-formaldéhydique conforme à ce qui a été décrit cidessus.
Les feuilles isolantes peuvent être constituées non seuleme par une résine polyvinylal modifiée ou non, mais, si on le désirE par une matière laminaire comportant une couche intérieure ou pl sieurs couches d'une matière flexible isolante recouverte, sur chafune de ses faces, avec une couche continue de résine polyvir lal. Cette couche intérieure peut être constituée par exemple par une matière cellulosique telle que des esters ou des éthers celluloses : propionate, butyrate, triacétate, méthylate, éthylat benzylate, etc... On peut aussi utiliser pour la couche cellul sique interne du papier, de la cellulose régénérée, de la soie naturelle ou artificielle, etc..
Semblablement, on peut employer une grande variété de compositions résineuses synthétiques destin es à former la couche intérieure,par exemple les résines alkyd, les halogénures polyvinyliques plastifiés, tels que le chlorure polyvinylique, le caoutchouc chlorée etc.. On doit comprendre que loraque cette couche intérieure est formée dbne matière sensible à la chaleur, il faut prendre bien soin, pendant le traitement thermique de la bobine, de ne pas atteindre une température qui carboniserait ou endommagerait cette couche intérieure.
Quand cette dernière est comprise entre les couches de résine polyviny. lal, l'avantage correspondant est l'adhérence ou la ténacité des films de cette résine qui fournissent alors une matière à grande
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rigidité diélectrique, tenace, résistante 1 l'humidité et à l'abrasion et complètement imperméable à la poussière et autre, matières étrangères, sens en rendre plus difficile l'applicatio
L'emploi des résines polyvinylal dans la fabrication d'une bobine électrique 16 telle que décrite simplifie la technique de fabrication. On peut aussi réduire les dimensions de la bot ne, tout en lui conservant une grande rigidité diélectrique; lE facteur de puissance est alors pratiquement réduit au minimum tant la bobine eat devenue compacte.
Les bobines ainsi réalisées sont solides, rigides et donnent des services de longue du rée. On peut les utiliser comme bobines d'électro-aimants, bobines de conducteurs de relais, d'appareils de mesure, de tra formateurs etc...
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P.} RF XT l O: NN13. \ NTS AUX C'tBL.aS 1T FILS Ià0 '' S - "00E <LI-MC2RICITE.
The present invention relates to electric conductors coated with insulators of the types described in the main patent and to electric coils using the same insulators.
The enameling of the conductors by means of a resin composition prepared by condensation of an aldehyde with the hydrolysis product of a polyvinyl ester provides these conductors with considerable advantages over those enameled by previously known products.
On the other hand, the new coatings are relatively expensive and they also require quite expensive solvents, so that the conductors thus insulated have openings.
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limits*
In accordance with the present improvement, resinous positions which are soluble in relatively expensive solvents or in deluges such solvents are employed, the insulation of the wires retaining practically the same properties or even possessing somewhat better properties than the insulators based. polyvinyl rs described above.
To carry out the invention, the metal conductors are isolated by means of a composition prepared for the combination or association of two resinous products:
1 - resulting from the condensation of an aldehyde with a partially or completely hydrolyzed vinyl ester;
2 - resulting from the condensation of a phenol and an aldehyde compatible with the above. Known insulators are hard, such and flexible, they are remarkably resistant to abrasion, humidity and disintegration by oils, varnishes and the like. The dielectric strength is high and the power f @ c quite low.
The application of these new insulators to metallic conductors will be described here above, with reference to FIGS. 1 and 4 respectively represent transverse runs: (FIG. 1) of a conductor 1 isolated with the new products described.
(Fig. 2) of a conductor 1 protected externally by a plug of the same product superimposed on a current organic enamel (fig.3) of a conductor 1 insulated in the same way, but the two coi ches are inverted; (Fig.4) of a conductor 1 coated with a layer of a usual organic enamel sandwiched between two layers of the resins described above.
To abbreviate the description, those obtained by condensation of an aldehyde with hydrolyzed polyvinyl ester will be referred to as <polyvinylal resin. Here is a preparation of the resin: polyvinyal given as an example:
In 185 parts by weight of crystallizable acetic acid,
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dissolve 100 parts of polyvinyl acetate, then add 83 parts of a 37.5% aqueous formaldehyde solution and a small amount of mineral icide for hydrolysis, for example 6.8 parts of concentrated sulfuric acid .
The hydrolysis is carried out at around 70 ° C. in an enamelled container. Samples in which the aldehyde is titrated are taken from another dye, so as to follow the conversion of the polyvinyl ester to vinyl formal pol. Once the desired degree of conversion has been reached, it is n tralized with a suitable quantity of a base, for example 13 parts of concentrated ammonia. The neutral mass is poured in a stream of water, in which it precipitates in the form of fi ments. These are washed with water and dried in air at around 60 ° C. These filaments are almost colorless.
Other aldehydes can be used and polyvinylal resins can be obtained with acetic, propionic, butyric, benzoic, etc. aldehydes. Likewise, such polyvinyl esters other than acetate can be used, eg propionate butyrates, etc. polyvinyls. The properties of polyvinylal resins can be modified very widely by acting on the viscosity and on the degree of hydrolysis of the polyvinyl ester, quantity and species of aldehyde used, and finally the nature and quality of the chosen icide catalyst.
The preparation of a resin of the above type modified with a phenolic resin will now be indicated for the purpose of insulating the wires.
Example 1.- The formula comprises the following proportions by weight
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<tb>
<tb> Crsol <SEP> ........................................ <SEP> 750
<tb> Aqueous <SEP> solution <SEP> of <SEP> formald <SEP> hyde <SEP> to <SEP> approximately
<tb> 37.2 <SEP>% <SEP> 448.4
<tb> Triethanolamine <SEP> commercial <SEP> 23.9
<tb>
The cresol used is the commercial product mtaara incolo containing 50 to 55% of m-cresol, the remainder being p-cresol and xylenols. The indicated formula contains approximately 1 molecule of cresol per 0.8 of formaldehyde.
All these products are loaded into a container suitable for condensation under a reflux condenser. We shake and we do it
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1-i reaction or prssion, tmosphÓrl.1ue and towards the point of boiling, that is to say approximately 94-98 C. The reaction is continued until the resin begins to j? RJci1Jiter, which is observed pr 1 'ip, tion of a cloudy in the liquid. Usually this point is reached after about two hours. The mixture is then cooled to 30 ° C. and dehydrated, preferably under reduced pressure and
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exterior fage. The maximum dehydration temperature should not exceed almost 80 C.
At this temperature, the dehydrated product is transparent, unbré.J1, very viscous and turns solid at room temperature. ajour control the condensation, we heat a,; (; 1'1,: - lti llon 15 gr. of this resin in a 30 cm3 crucible for two hours at 105 C .; a mass taken in gels is obtained and lasts at ch If we prolong this heating for 8 hours, the sample of
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resin becomes hard, infusible, rr.br: e transparent and tenacious. The hardness remains when hot.
The dehydrated resin is dissolved or easily dissolved in a suitable solvent. For this purpose, it is preferable to use the cresol which is added hot (80 ° C.) to the liquid resin <and to the reaction vessel itself.
We then obtain a solution
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containing approximately equal weights of the resin cr, aol-ïorma7 hyde and cresol added as a solvent. One can for example use the m-p cresol identical to that employed in the preparation.
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After vigorous stirring, it is cooled to ambient temperature, and the resin can then be used -, e, yes - * enamelling, It this effect, we start: 3'a polyvinyl resin obtained by reaction of formaldehyde with hydrolyzed polyvinyl acetate, a resin sold commercially under the name "formvar N 15-95" The other resinous constituent is the solution in cresol which the preparation has just described. Finally, the solvent for all these resins is a mixture of m-p cresol such as that indicated below.
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and solvent-naphtha.
(quality sold commercially for the llama lage of the threads). This product distils under atmospheric pressure between 155 and 290 C. with a proportion of 75 to 85% distilled before 2000 C.
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The vomit intended for enameling consists of 16 @ in
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weight of resins including 5.33 of the crdso1-formaldJhyde resin and 10.67 of the polyvinylal resin.
The solvent contains 25.2 of cresol and 58.8 of solvent
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naahta. Part of this cresol was added to the deshyzed resin in the reaction vessel.
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On the day of this preparation, the required quantities of solvent-naphtha and cresol are placed in an mixed container fitted with a stirrer; we add the 50% solution of cr-- formaldehyde resin in cresol, mix well and incorporate fine
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Slowly remove the solid polyvinylal resin, stirring until the latter is completely dissolved. The resulting enamel is clear, viscous and can be tinned if it is smeared by adding a small amount of <4, amount of a suitable dye and stirring until dissolved.
It is preferable to filter the liquid enamel through a pre-use pressure filter for remeshing.
Exem, .11e. - We use the rnênq formula and the i, iome general process as in Example 1, but the triethanolamine 2ar 23.9 p ::. Rti2s by weight of morpholine serving as cat2lyseur is replaced. The dehydrated resin is clear, amber and viscous. Subject to control, it requires 9 hours of heating at 105 C. to give at this temperature a rigid gel; it completely hardens after 100 hours of heating at the same temperature and transforms
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then in infusible resin, transparent, anrbree color and a,) had fragile.
The enamel for threads is made from the dehydrated resin exactly as in Example 1.
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Example 3. - Coi, j.i-3 is prepared according to Example 1, a resin from 750 nettles by weight of phenol, FD43.39:, rties of formaldchydic solution at z2% and -, 5t8 of commercial triethanolamine. The dehydrated resin is clear, solid, colored @ mber. u control this resin becomes rigid at 105 ° C. after one and three quarters hours; It becomes completely hard, nearly infusible, tenacious, transparent and amber in color after 7 hours
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to the same 0L: Jjr3.ture. 4after dehydration, we use it for fab
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qucr a 3: ..- ¯il Day "they, of Lanyard exactly similar to ccll ue example 1.
Note that the above formula includes -, henol and formald;: hyde in s, 3nsible proportions -, .. ent l .uimo1éclaires.
One can f .ire v'lri8l 'the yorits: .the resin lliOJil'icut and therefore the.) O ,, # i.1t <.3s of the coc¯pocitioi: resinous mid. End. the by 'pissing on the 1) .Jorts .the weight between the z.nolic matter and the aldehyde * From the table below, we will find how the proJrL :: t: Js of the products of the condensation vary 1 <# S ± neux when moc3i 'ie the ports !! lolcu1airs ii 1., -. A = sol and of the aqueous solution' formaldhycie -an retaining the .1,1,., E ¯. or1 'I triethanolamine (d4') vz following; act, .ent the described process ;; ' @about example 1:
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m-p cresol (mol.): 1
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<tb>
<tb>: <SEP> Duration <SEP> of <SEP> heating <SEP> to <SEP> 105 C <SEP>:
<SEP>
<tb> Aspect <SEP> of <SEP> (15 <SEP> gr. <SEP> d <SEP> .ns <SEP> crucible <SEP> 30 <SEP> cm3 <SEP> Aspect <SEP> of <SEP> pro@
<tb>
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HCHO: the resin: for the setting: gour the resi-: totaleri.2nt rài: (mol.): Dehydrated: in rigid gel: tofisinfusible nification
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<tb>
<tb>: (hours) <SEP>: tale (hours) <SEP>:
<SEP> insoluble
<tb>
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solid 3/4 2 Tenaceltranspa
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<tb>
<tb> clear <SEP> rent, <SEP> amber
<tb> amber
<tb> 1 <SEP> semi-solid <SEP> 1 <SEP> 1/4 <SEP> 4 <SEP> 1/2 <SEP> d
<tb> clear
<tb> amber
<tb>
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o9 do 1 1/2 5 1 / Z do
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<tb>
<tb> 0.7 <SEP> viscous <SEP> 3 <SEP> 1/2 <SEP> 16 <SEP> d
<tb> clear
<tb> ambree
<tb> 0.6 <SEP> d <SEP> 6 <SEP> 1/2 <SEP> No <SEP> curable <SEP> except <SEP>, rise <SEP> e
<tb> jelly <SEP> very <SEP> rigid, even <SEP> after
<tb> two <SEP> weeks <SEP> of <SEP> heating
<tb>
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5 d 5u-face taken in very tenacious film
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<tb>
<tb> after <SEP> little <SEP> of <SEP> time, damage <SEP> the <SEP> mass <SEP> remains
<tb> viscous <SEP> to <SEP> hot, <SEP> same <SEP> after <SEP> two <SEP> weeks
<tb> from <SEP> heating.
<tb>
Like <SEP> on <SEP> the <SEP> sees <SEP> doms <SEP> the <SEP> table, <SEP> the <SEP> resins <SEP> containing <SEP> in
<tb>
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at least 0.7 molecules formald-hyde can be made infusible and insoluble when heated to high temperatures.
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erasures lifted. The ruins, which contain 0.5 or 0.6 moljcules of formaldehyde, remain thermopostic. Resins of this type can be used for their particular uses, but it is preferable, in general, to use them for the am @ il
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son, ases resins, hanoliqucs obtained by lction of a molecule ie ph3nolic matter on 0.7 gas 1..ol = Culoes of a. su tance to methylene group -.ctift coi = n1e formald-jh / de or other: - .. ld.; hydes.
There is udder of 3.vanta ,. ' to use more .e two mol les of formaldehyde per molecule of p ::.: nol c =; 1, - 1 ;; D, ec .s, 1 'of formald3hyde vaporizes during curing' I 1.1 riiii oven enamel the wires, they are cleaned, then they are made to pass the bath i'ém-, illage obtained ;;. r incorpor-.tion of the rock ph: nolic Pt of the jJolyvinylal resin in the solvent, COf, 'the It was described in Example 1. The proportions of the two resins can be varied, for example from 5 to 50 parts by weight of phenolic r ,, sine against 95 to 50 parts of polyvinyl resin. We . also vary the concentration of the mixed resin in 1 ± solvent, eg between about 5 to 5 parts of solvent or about 95 parts to 75 parts of solvent.
We prefer to keep approximately the proportions of Example 1, because this association
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It produces an enamel which is applied very quickly and very efficiently to copper wires, and the wire thus insulated has the most advantageous combination of its different properties.
The solvent may be based on a mixture of a suitable hydrocarbon (benzene, toluene, etc.) and a hydroxyl compound ompatible with these hydrocarbons, for example benzyl alcohol.
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or methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-amyl, hexyl (2-ethylbutanol), octyl (2-ethyl-
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hexanol, etc. The solvent can also comprise an aromatic or other hydrocarbon and a mixture of two or more alcohol or other hydroxyl compounds compatible with the chosen hydrocarbon. The percentage by weight of the alcohol in the mixture of
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solvent may vary for example from about 20 to 40%, the remainder being benzene or toluene.
For example, 25% ethyl alcohol and 75% toluene were used. With the above alcohols, xylene or any of the high boiling aromatic hydrocarbons cannot be substituted for benzene or toluene in the mixture. However, if the hydroxy compound is phenolic (cresol, xylenol etc.) it is possible to use at will benzene, toluene or any of the high flash point solvent-naphthas. It is for example possible to use a mixture of 30% by weight of m-p cresol and 70% of heavy solvent-naphtha, as described in Example 1.
When the wire is passed through the enamel bath in the manner described above, it is subjected to heat, for example by passing it through a suitable oven or heated chamber, so as to bake the enamel at a suitable temperature. , the temperature of the enclosure being about 250 to 500 C. The firing of the em serves at the same time for the annealing of the copper. Usually, it is necessary to pass the wire several times through the enamel bath and to carry out the firing in several stages, alternating the immersion and the heating until the required isolation is achieved. baking accelerates the setting of the phenol-aldehyde component in the resinous film and thus improves the properties of the vinylal pol component.
This treatment improves in particular the hardness, abrasion resistance, resistance of the resinous film to attack by oils, solvents, varnishes and other chemicals.
To give an idea of the properties achieved by the wires thus insulated, the results obtained using the composition described in Example 1 (A) will be compared in comparison with a coating based on unmodified polyvinylal resin (and a Oil enamel of a common type (C). To abbreviate the description, these compositions will be designated under the names of scheme A, enamel B and enamel C.
Flexibility at 25 - the test is performed by winding a wire on
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mandrel of determined diameter after it has been straightened in a determined manner. We then calculate the: real flexibility of the film. enamel A.. . . . . . . . . . above 150% enamel B ........... above 150% enamel C ........... 45 to 50% Resistance to thermal shock - One heater 15 minutes at 150 a helix made with the enameled wire, then the percentage of extension for which the coating undergoes cracks is noted. enamel A and enamel B. above ie 150% enamel C ........... 35 to 45%
The test was also done in a different way:
the fi 'are wound on a mandrel having three times their diameter, pu are heated in an oven at 105 C. Enamels A and B remain unchanged after 4,000 hours of heating, while the enamel cracks after heating for approximately two hours.
Resistance to aging by heat - The wire is taken raw, without stretching or bending it, and it is kept in an oven at 1500 C., after which, it is removed and wound up on a mandrel having three times its diameter. The length of time required to cause widespread cracking on the coating is taken as a measure of the property in question. enamel A and enamel B .. no breakage after 3000 hours enamel C dangerous cracking on the coating (after heating for 48 hours.
Elongation tests. - The samples of insulated wires are lengthened by 10, 15 and 20% by means of a special machine at a speed of 4.50 meters per second. The percentage of elongation before breaking of the enamel is as follows: enamel A and C ........... above 20% enamel B from 10 to 20% Resistance to abrasion: wires insulated with enamel A showed better abrasion resistance than those insulated with
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enamels B and C, both for laboratory tests and for industrially manufactured wires. The superior abrasion resistance, when the polyvinyl resin is modified by a phenolic resin, makes the threads thus insulated particularly suitable for use in winding machines of the Kayser type.
Resistance to solvents: - the wires enameled with coatings A and B remain unchanged after prolonged immersion in petro at 25 C., while the enamel C begins to soften after 48 hours of immersion. Similar tests carried out in tol ne, xylene and in an insulating mixture of chlor (s) compounds of diphenyl, showed that the resistance decreases in the order of A, B Resistance to humidity. - Insulation to l Enamel A resists immersion in water better than enamels B and C. The dielectric strength is therefore better in a humid atmosphere.
Dielectric strength - This is quite comparable for enamels A, B and C under all practical conditions of use. We have in fact found about 4,000 to 5,600 volts per ten me of a millimeter. In general, it can be said that the mixed polyvinyl phenolic resin outclasses the pure polyvinyl resin with respect to the properties of abrasion, resistance to humidity to the action of solvents such as toluene, xylene, chlorinated diphenyl compounds. Enamels A are less subject to thermoplastic creep and their adhesion is better. With regard to dielectric strength, thermal shock resistance and flexibility, the properties are the same as those of pure polyvinyl resins.
A technical advantage of modified resins is that they allow a thicker coating to be obtained on the fi after each pass through the enamel bath. This is because we can use a bath which has 16 to 20% resin mix for the enamel while we must keep between 11 and 13% in the case of pure polyvinyl resin. This gives baths of substantially the same viscosity and also easy to use.
It should be understood that the invention is not limited to the re
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clothing. simple fila by enamelling 1 directly applied to the driver, as shown in fig. 1. We can also perpose this new insulation 2 to a layer 3 of an email usu in the manner shown in fig. The modified polyvinyal resin adheres vigorously to the underlayer @ 'current email protects it against abrasion and against co @ cutive fragility to prolonged heat exposure.
It is possible to use the device of fig 3 providing an inner layer 2 of mixed resin described here, on which are superpo one or more layers 3 of a current enamel * In this case the adhesion of this is improved. latest. It is possible to insert a layer 3 of a common enamel between two layers -: and 2 'of polyvinylal resin modified as shown in fig. 4.
The description has been limited to the use of phenol or @ uc @ as constituents of the mixed resin, but it is obvious that any other phenol can be substituted, eg xylenols, or mixtures of phenol and cresol. or one of these two phenols with phenolic products, waxes of wood gouarc, or also phenolic compounds of known constitution and derived from petroleum, etc.
It is also possible to use synthetic phenols or natural combinations of phenols such as are found for example in tars, and even formaldehyde in aqueous solution can be replaced by its solid polymers, the reaction and dehydration being able to be carried out in an open vessel, instead of vessels with a reflux condenser. Preferably, organic alkaline catalysts such as ethanolamines or morphol have been indicated, but it is also possible to use inorganic fry catalysts, such as, for example, cyanides, hydroxides, alkali carbonates, etc.
Likewise, the use of phenolic resins associated with polyvinyal resins is not limited to the enameling of the wires because it cannot be used as an adhesive to agglomerate mic @ powder by producing simple or complete laminar insulation. can also use these mixed resins in the form of varnishes as tacky materials to combine products
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fibrous in sheets, ribbons, felt and others **
We will now describe the application of polyvinylal resins to the re-use of electric coils with high dielectric strength, these coils being characterized by their resistance to humidity, abrasion, and the chemical action of oils and oils. solvents, while providing rigid coils and compacts.
In the following description, reference will be made to FIGS. 5 to 8, which represent respectively:
Fig. 5 a schematic pe / pective of the first operations tions for making a reel according to the invention.
Fig. 6 a view similar to that of Fig. 5, but supp s cut away to show the interior construction.
Fig. 7, a partial section showing how the insulation separates the superimposed layers of insulated conductors, while closely following the contour of these layers.
Fig. 8 finally indicates the view of a finished coil.
The coils thus produced have great rigidity and are resistant to oils, dust, dirt, humidity, solvents, etc. They can be prepared with minimal expenditure of material and low labor. Their isolation is ensured, as was described below, by means of resinous materials of the polyvinylal type, the preparation of which was summarized at the beginning of the present description. To produce the coils which are the subject of the invention, it is preferred to use a polyvinyl resin obtained by condensing formaldehyde with a product of hy lysis of polyvinyl acetate.
To build such coils, we start with a suitable conductor, for example a copper wire 11 read and protected by a suitable insulator 12: enamel, paper, etc. This insulation p @ be produced with advantage by a layer a polyvin @ lal resin.
The insulated wire is wound on a suitable mandrel, temporary or definitive indicated at 13; for example, a tube constituted by layers of Kraft paper glued together by means of shellac, or even a tube made of molded phenol-aldehyde resin.
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The layers of wire forming the helix are separated from each other as the winding continues by means of a thin insulating layer 14 comprising a polyvinyl resin. Preferably, this sheet also covers the last layer of the conductive helices * Such separating layers are preferably formed by means of thin films of polyvinyl resin, for example having from 0.025 to 0.38 mm. thick.
yarns can be prepared in any suitable manner, for example from a polyvinyl resin solution. When the thickness should be 0.13 to 0.25 mm. or further, the resine film can be prepared by extruding the solid resin, or by depositing resin layers on heated rolls or others. Plasticizers can be incorporated into the polyvinyl resin in suitable quantity and quality, for example dibutyl or diamyl phthalates, or else butyl tartrate, tricresyl phate, benzyl benzoate, triacetin, tripropionine, etc.
The layers of resin are preferably placed beforehand (when winding the wire and working hot, for example at 60 and 80 ° C., so as to re-use the desired shrinkage during the subsequent heat treatment. having the desired retraction can also be obtained from solutions, partly when the cast films are dried under tension.
Once the coil has been coated with a thin film of polyvinylal resin disposed between each helical layer of the conductor, the coil is heated or is oven dried by any suitable means, to a temperature of the order of 100 to 2250 C. about or even above, for a period of 1 or two minutes up to 20 minutes depending on the softening point of the polyvinyl resin employed, and the dimensions of the coil, but for the time necessary for the propagation of heat to the core of the coil. This heating first causes the softening of the insulation and causes a shrinkage shown schematically in fig. 6. We have, in fact, separated the insulation 14a from the polyvinyl resin for
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pull it away from the wire and show, more clearly, the effect of the heat treatment.
At the temperatures used, the propellers: of the Insulated conductor expand. This expansion, together with the softening and shrinkage of the resinous films, forces the insulating layer 14a to conform to the contour of the isolated conductive layers 16, as can be seen more clearly on the wire. A more spool structure is therefore obtained. rigid, dense and compact. On the other hand, heating causes the angles of the coil to adhere to the resin. Finally, the coil firing has the useful effect of converting the resin to the final hard, tenacious, abrasion resistant and moisture resistant state.
This cooking can be carried out by any known means, for example in a suitable electrically heated oven or enclosure, or even by the example of a high frequency field.
In the latter case, the coil is introduced into the field for a very short time, for example a few seconds.
When the heat treatment of the coil, as described, has been completed, it can be covered with a flexible material, with high dielectric strength, which protects the exterior of the coil against the action of dust. , humidity, etc. This wrapping can be carried out for example by means of an electric compound, or of a varnished ribbon in the form of a sheet or ribbon, or else by means of fibrous materials: cotton, wool, etc. , these textiles being impregnated with an iso @ te substance in the form of varnish, for example based on polyvinyl resin.
The electrical coils according to the invention are suitable] for use without requiring their impregnation by immersion dan; a suitable insulating composition. However, in some it may be useful to cover and partially or completely saturate the coil with an oil, varnish or other matt. insulating impregnation. Oil impregnation in accordance with common practice has been shown to be quite effective.
For some applications it is advantageous to use
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between the insulating layers, a modified polyvinyl resin.
This modified retina can also be used in the form of vern and the coil is then processed accordingly. The modification of the polyvinyl resin can be effected by incorporating therein an appropriate proportion, for example from 5 to 40% and even more, of a heat-curable resin. The modification is exerted before or during the formation of the thin sheet of resin or varnish. As examples of modifying resins, mention may be made of phenol-aldehyde or anilint aldehyde, urea-aldehyde resins, etc. It is preferred to use a phenol-formaldehyde resin in accordance with what has been described above.
The insulating sheets can be constituted not only by a modified polyvinylal resin or not, but, if desired, by a laminar material comprising an inner layer or several layers of a flexible insulating material covered, on each of its faces, with a continuous layer of polyvir lal resin. This inner layer can be constituted for example by a cellulosic material such as cellulose esters or ethers: propionate, butyrate, triacetate, methylate, benzylate ethylate, etc. It is also possible to use for the internal cellulose layer paper, regenerated cellulose, natural or artificial silk, etc.
Likewise, a wide variety of synthetic resin compositions for forming the inner layer can be employed, for example alkyd resins, plasticized polyvinyl halides, such as polyvinyl chloride, chlorinated rubber etc. It should be understood that this layer is The interior is formed of heat sensitive material, care must be taken during the heat treatment of the coil not to reach a temperature which will carbonize or damage this interior layer.
When the latter is between the layers of polyviny resin. lal, the corresponding advantage is the adhesion or the tenacity of the films of this resin which then provide a material with high
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dielectric strength, tenacious, moisture and abrasion resistant 1 and completely impermeable to dust and the like, foreign matter, meaning making it more difficult to apply
The use of polyvinylal resins in the manufacture of an electric coil 16 as described simplifies the manufacturing technique. It is also possible to reduce the dimensions of the bot, while retaining high dielectric strength; The power factor is then practically reduced to a minimum as the coil has become so compact.
The coils thus produced are solid, rigid and provide long service life. They can be used as coils of electromagnets, coils of conductors for relays, measuring devices, trainers, etc.