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" perfectionnements aux isolants électriques contenant de la gutta-percha oa du balata ".
L'invention est relative à des isolants en gutta-per- cha et à desméthodes de fabrication de ces isolants, et plus partiealièrement aux isolants de cettenature destinés à l'emploi dans les longs câbles de haute mer spécialement prévus pour des fréquences plus élevées que les fréquences usuelles de signalisation des câbles télégraphiques.
Un objet de l'invention est de fournir un isolant com- prenant de la gutta-percha qui a des propriétés électriques meilleures que celles de l'isolement en gutta-percha utili- sé jusqu'à présent dans les longs câbles de haute mer et qui est approprié pour l'emploi dans les longs câbles pré- vus pour les fréquencestéléphoniques ou même pour de fréquences de courant plus élevées.
Un autre objet de l'invention est de fournir une gut-
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ta-percha perfectionnée comme matière composante de l'iso- lant poar les câbles de haute mer, qui ait des propriétés électriques aussi bonnes ou meilleures qae la gatta d'hydro- carbure pratiquement pare.
Un autre objet de l'invention est de fournir une gut- ta-percha perfectionnée de cette espèce qui, outre des pro- priêtés électriques satisfaisanteait des propriétés méca- niques perfectionnées.
Un autre objet encore est de fournir une méthode de traitement de la gutta-percha par laquelle des qualités inférieures peuvent être transformées de façon à satisfai- re aux desiderata normaux, aussi bien au point de vue des propriétés mécaniques qae des caractéristiqaes électriques, ou par laquelle une gutta-percha inférieare de cette nature peat être améliorée de façon à présenter, outre les proprié- tés mécaniques requises, des caractéristiques électriques meilleures qae celles requises habituelleemnt même pour descâbles télégraphiques sous-marins à grande vitesse.
Pour les fins de la présente description, et des re- vendications y annexées, le terme gutta-percha comprend les différentes qualités dbalata.
Suivant l'invention, de la gutta-percha est traitée de manière à être débarrassée de certains de ses consti- tuants résineux qui, on l'a découvert, ont des propriétés électriques peu$ satisfaisantes quand le fond de la mer présente certaines conditions et, d'autres résines, exis- tant naturellement dans la gutta-percha ou obtenueautre- ment d'antres sources, qui, on l'a découvert, ont des pro- priétés électriques satisfaisantes, sont laissées dans la gutta-percha ou y sont ajoutées pour lui communiquer des caractéristiques thermo-plastiques, et autant que possible pour fournir une action protectrice, adssi que pour amélio- rersescaractéristiques électriques.
Les propriétés mécaniques qui, dans la pratique de nos
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jours, sont requises du composé comprenant le corps d'isole- ment principal,dans des câbles de haate mer comprennent la thermo-Plasticité, la capacité d'être façonné par étira-
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ge à chaud d'une façon uniforme autour du condncte ar à . fro id ' la température normale d'étirage, la visu osit-4iirdt ée à la température ambiante et à celle da fond de la mer, la ténacité et la flexibilité à la température ambiante etc;..
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Les propaHtés mécaniques des substances composantes du composé isolant peuvent, natu re lle me nt , différer quelque peu de ces conditions normales attendu due ces substances sont habituellement choisies en tenant compte de leur
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pouvoir de se compléter l'une 1? aatre à ce point de vue.
Une caractéristique électrique importante de l'isolant est le facteur de déperdition par isolement imparfait G/C, qui est le rapport de la déperdition à la capacité d'un
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échantillon de cble. Ce facteur est d'aris1împortançG qui croit avec la fréquence da courent appliqué etil doit être bas et maintenu tel dans les conditions du fond de la mer
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pour assurer queil nry ait qu'une faible atténuation des signaux le long d'an long câble.
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Il était connu que de la gutta-percha, et par consé- qtient aussi da balata, peut être améliorérau point de vue électrique par l'élimination de résines. On en a conclu, par conséquent, que les résines ont des propriétés êleutri- 'lues moins satisfaisantes que celles de l'hydrocarbure de gutta.
Les résines de gutta-percha, comprerant celles du ba-
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lata ont déjà été séparées et certaines de leurs caractérisé- tiques physiques et chimiques ont été déterminées. On a dé- couvert qu'elles pouvaient sa subdiviser en deux groupes principaux, appelés flaavile et albane parfois orthographié alban. La fraction albane est habituellement une matière cristalline blanche et Peut encore être subdivisée en une
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série de fractions ayant des points de fusion diffé- rents. Elle est soluble dans l'alcool chaud et dans le naphte de pétrole, mais est presqu'insoluble dans l'alcool froid.
La fraction flaavile est an produit jaune fondant à de basses températures et solable dans l'alcool froid par exemple, an alcool aliphatique tel que le méthanol, l'étha- nol, l'alcool propulique ou dans l'acétone, ou le méthyl- éthyl-cétone, où un mélange de ceux-ci, ainsi que dans da naphte de pétrole.
Dans ane recherche faite dans le bat de déterminer comment la gutta-percha , et en particulier le balata, peut être améliorée pour l'application à l'isolement des câbles de haute mer, nous avons découvert que les propriétés élec- triquas moins satisfaisantes sont attribuables particulière- ment aax résines comprises dans le groupe fluavile ou. à quelques constituants y contenus oa intimement associes à la flaavile, tandis qu'on a décoavert que les résines du groupe albane ont des caractéristiques électriques pins satisfaisantes.
Nous avons découvert en outre que la fluavile peut être séparée de l'albane aassi bien qae de l'hydrocarbure de gatta d'une masse de gutta-percha, par dissolation,par exemple, dans certains alcools de la série aliphatiqae aux températuresambiantes o rd inaire s .
La réalisation de l'invention peut se faire par diffé- rentes méthodes d'élimination de la fluavile de .la gatta- pe r cha .
Saivant fine méthode, toutes les résines sont pratique- ment complètement séparées de l'hydroearbure de gattapar extraction, la flaavile est ensuite extraite de la résine entière, et le résida albane est restitué à l'hydrocarbure de gatta,
Suivant une autre méthode, seule la fluavile est élimi- née Par extraction, lalbans restant dans la gutta-percha.
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Une autre méthode peut consister en la combinaison de ces de ax méthodes.
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Suivant une méthode préférée, un corps de gratta-percha brute est complètement dissous dans du naphte de pétrole chaud et la solution est filtre à chaud pour enlever les impuretés. Un diss olvant , tel que le méthanol ou l'éthanol dans lequel la fluavile est soluble et l'albane insoluble
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à des températures approxlimâtd.v8ll1ent égales aux températures ambiantes, est ajouté à la solution chaude ou froide, qui en refroidissant précipite lthydrocarbare de olutta et l'al- bane . Le dissolvant, contenant la fluavile en solution est ensuite séparé du précipité par filtration et la putti-
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et l'albane précipitées sont débarrassées des di.ssol- vants par lavage et t desséchage Suivant d'autres iréthodes, les albanes peuvent être enlevées à d9auies masses de gutta-xerch "OOl.1r ren placer la teneur totale en résine de la masse de la gratta-percha qu'ou doit améliorer, ou pour remplacer *si plus ou moins des parties de la teneur en résine qui ont déjà été enle:
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vées ou qui seront enlevées postér0..ellrer#nt r la masse de gatta-percha. Des albanes étrangères dérivées c1.' autres matières résineuses telle que le " chicle "(latex extrait de diverses sapotacées)peavent en outre être incorporés à la
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g0.tta-percha pour la présente fin., Eohantillo.n A.
Dans an exemple spécifique, une certai- ne quantité de balata de qualité moyenne fat lavée à fond dans de l'eau chaude pour l'élimination des impuretés, sé- chée dans le masticateur et façonnée en une feuille d'envi- ron un demi-millimètre d'épaisseur
Le produit résultant avait les teneurs suivantes
Teneur en humidité 0,92% en poids,
Teneur en résine 51,5 % en poids.
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Des essais dleettignes à 0 C fournirent les données suivantes :
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Fréquence applique Fac te u.r de déperdition Constante diélectrique
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<tb> G/C <SEP> K
<tb>
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1000 /6 107 . 3,13 3000) " 341 3#3!1
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<tb> 3000 <SEP> " <SEP> . <SEP> h <SEP> . <SEP> 398 <SEP> - <SEP> 3,09
<tb>
<tb> 10000 <SEP> " <SEP> 1815 <SEP> 3,03
<tb>
Echantillon B. Un morceau de l'échantillon A, d'un poids
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de 400 grammes s f ut s o cam2s à une extraction unique pen- dant 2 heures à 2± 0 dans 25GO cm3 de méthanol. Il fat ensuite lavé pour l'élimination du dissolvant et séché dans le masticateur après quoi il révéla à l'analyse les teneurs suivantes :
Tenear en humidité 0.14 % en poids " en résine 37.9 % en poids.
Des essais électriques à 0 C fournirent les données suivantes :
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<tb> f <SEP> G/C
<tb>
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10CG 0/s 7.5 2.71
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<tb> 2000 <SEP> Il <SEP> 30 <SEP> 2.71
<tb>
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aa00 Il 65 2. 7Q 10000 Il 445 2.7Q Echantillon c Une autre morceau de l'échantillon A, d'un poids de 400 grammes fat soumis à une extraction unique pen- dant 24 heures à 24 C dans 4000 cm3 de méthanol.
Il fat ensuite lavé pour éliminerle dissolvant et sé- ché dans le masticateur,'après quoi il révéla à l'analyse les teneurs suivantes.
Teneur en humidité .75 % en poids.
Tenenr en résine 36.7 % en poids.
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Des essais électriques â 01>Cfoarnirent les données suivantes:
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G/O 3 i¯ '' 0 .
1GOO c/s 14 2.71 3000 " 6:3 2.7Z 10000 Il 400 2*71 ,vI)
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Echantillon D. Un autre morceau de l'échantillon A d'un poids de 300 grammes fut soumis à uns extraction unique pendant 24 heares à 24 C. dans 1800 cm3 de méthanol. Il fat ensuite lavé pour éliminer le dissolvant et séché dans le mastic;a- teur, après quoi il révéla à l'analyse les teneurs suivan- tes:
Teneur en humidité 0.95 ,; en poids .
Teneur en résine 35.1% en poids.
Des essais électriques à 0 C fournirent les données suivantes :
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<tb> f <SEP> G/c <SEP> K
<tb>
<tb> 1000c/s <SEP> 7. <SEP> 8 <SEP> 2.63
<tb>
<tb> 2000 <SEP> " <SEP> 23.5 <SEP> 2.63
<tb>
<tb> 3000 <SEP> " <SEP> 46. <SEP> 2.63
<tb> 10000 <SEP> " <SEP> 430. <SEP> 2.63
<tb>
Echantillon E. Un autre morceau de l'échantillon A, d'un poids de 300 grammes fat soumis une extraction unique pen- dant 24 heures à 24 C. dans 3000/cm3 d'éthanol. Il fat ensui- te lavé pour éliminerle dissolvant et séché dans le mastica- teur, après quoi il révéla à l'analyse les teneurs suivantes:
Teneur en humidité 1.03 % en poids.
Teneur en résine 30.5 % en poids.
Des essais électriques à 0 C fournirent les données sur vantes :
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<tb> f <SEP> G/C <SEP> K
<tb>
<tb> 1000 <SEP> c/s <SEP> 5.3 <SEP> 2.89
<tb>
<tb> 2000 <SEP> " <SEP> 18.7 <SEP> 2.89
<tb>
<tb> 3000 <SEP> Il <SEP> 32 <SEP> 2. <SEP> 89
<tb>
<tb> 10000 <SEP> " <SEP> 240 <SEP> 2.89
<tb>
Les échantillons B à E sont des exemples d'extractions partielles des résines à de basses teupératares par lesquelles on élimine surtout la flaavile . Les données des essais élec- triques montrent que le factear de déperdition G/C et la
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constante diélectrique K ont été grandement amélioras par l'extraction relativement limitée.
On découvrit eux diffé- rents produits des propriétés mécaniques qui les rendent adéquats pour l'isolement des câbles sous-marins à la fois sous le rapport des exigences de fabrication et de place- ments, aussi que sous le rapport des conditions requises pour le fonctionnement. En fait les propriétés mécaniques de ces échantillons étaient grandement améliorées par rap- port à celles du balat'a initial de l'échantillon A.
Echantillon F. Un morceau de l'échantillon A fat soumis à doux extractions successives de 24 heures chacune, dans du naphte de pétrole à 10 C, la naphte de pétrole fut éliminé et le produit fat lavé à, l'eau chaude et séché dans le masticateur, après quoi il révéla à l'analyse les teneurs suivantes :
T eneurùen humidité 1.34 % en poids
Teneur en résine 4.1 % en poids
Des essais électriques à 0 C fournirent les données suivantes :
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<tb> f <SEP> G/C <SEP> K
<tb>
<tb> 1000 <SEP> c/s <SEP> 39 <SEP> 2.75
<tb>
<tb> 3000 <SEP> " <SEP> il± <SEP> 2.74
<tb>
<tb> 10000 <SEP> " <SEP> 360 <SEP> 2.72
<tb>
Echantillon G .
Une résine intégrale extraite da balata fut soumise à des essais électriques à 0 C et fournit les données suivantes.
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<tb> f <SEP> G/C <SEP> K
<tb>
<tb> 1000 <SEP> c/s <SEP> 53.9 <SEP> 3.26
<tb>
<tb> 2000 <SEP> " <SEP> 180. <SEP> 5 <SEP> 3.25
<tb>
<tb> 3000 <SEP> Il <SEP> 367 <SEP> 3.24
<tb>
<tb> 10000 <SEP> Il <SEP> 2540 <SEP> 3.17
<tb>
Echantillon H. 75 grammes d'une résine de 'balata intégrale furent soumis à une extraction pendant 6 heures à la tempé- rature ambiante dans 900 cm3 d'éthanol, après quoi ils
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furent filtrés et le résida fut lavé dans de l'éthanol et l'éthanol fat soigneasement éliminé.
Des essais électriqaes à 0 C fournirent les données suivantes ;
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<tb> f <SEP> G/S <SEP> K
<tb>
<tb>
<tb> 1000 <SEP> c/s <SEP> 11.6 <SEP> 2.2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2000 <SEP> " <SEP> 21.3 <SEP> 2.2
<tb>
<tb>
<tb> 3000 <SEP> " <SEP> 50 <SEP> 2.2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10000 <SEP> Il <SEP> 69.3 <SEP> 2.2
<tb>
L'échantillon H que constituait le résidu non dissous, de l'extraction par l'alcool froid des résines du balata, était une matière cristalline 'blanche ayant les caractéris- tiques des albaneset an point de asion compris entre 165 @ C et 1950 C .
En ajoutant l'échantillon "albane, H à l'échantillon hydrocarbure de gatta F, sensiblement exempt de résire , dans desproportions déterminées par lesconditions requi- seon peut obtenir un isolant quia une combinaison de propriétés électriques meilleures que celles du produit ini- tial représenté par l'échantillon A et à quelques égards meilleures que celles du balata débarrassé de résine de l'échantillon F, et possédant des propriétés mécaniques satisfaisantes pour l'isolement des câbles de haute mer.
Quoiqne les différents échantillons décrits aient tous été pris du balata, on peut faire sabir des traitements similai- res à n'importe quel autre type de gutta-percha, avec obten- tion de résultats correspondants. Il est d'ailleurs possible d'extraira et de séparer les albanes, d'une ou plusieurs va- riétés de gatta-percha et de les employer dans les propor- tions désirées comme agents donnant de la plasticité, pour n'importe quelle variété ou combinaison de variétés de gatta- percha.
De même, d'autres albanes naturelles ou d'autres substances riches en albane peuvent être incorpérées, par des procédés de mélange bien connus, comme agents donnant
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de la plasticité, dans chacun de ces exemples, tels que le "Chicle " (latex extrait des 3 saportilliérs ou d'autres sapo- tacées) oa les albanes du " Chicle, ".
Il est évident que les températures auxquelles l'ex- traction de la fluavile de la gutta-percha est faite ,peu.- vent être quelque ];eu. différentes des températures ambiantes suivant le dissolvant employé, la durée de l'extraction et le degré d'extraction qu'on désire atteindra.
Ainsi une extraction très rapide peut être faite avec du méthanol à des températures aassi élevées que 60-650 C.
Outre les dissolvants préférés, méthanol et éthanol , on peut employer un. certain nombre d'antres dissolvants tels que l'alcool propylique, l'acétone, le méthyl-éthyl-cétone, ains que des mélange s de quelques-uns de ceux-ci par un choix convenable des trois facteurs susmentionnés, il est possible d'extraire plus ou moins du constituant fluavile et aussi certaines des albanes du constituant albane de la gut- ta-percha.
Il est évident que les propriétés mécaniques de n'im- porte quelle masse de gutta-percha qui est adéquate pour l'incorporation dans un isolant pour câble ne sont pas né- cessairement identiques aux propriétés mécaniques requises pour an isolant de cette nature. Par les méthodes qui font partie de la présenteinvention, n'importe quelle qualité de gutta-percha qui, dans la pratique actuelle, est considé- rée comme étant àdéqaate poar l'emploi en mélange avec d'au- tres qualités de gutta-percha ou avec uns autre matière com- posante, peut être améliorée quant à ses propriétés éleetri- ques et en même temps peut conserver ses propriétés mécani- ques oa Peut même être améliorée Quant à ses propriétés méca- niques .
Il est du domaine de l'invention de mélanger à l'hydro- la carbure de gatta et à/composition d'albane'décrits ci-dessas
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des matières telles que: du caoutchouc naturel de tous gen- res traité ou non pour éliminer les constituants nuisibles
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tels que les sels solubles et les protéines; da caontchoao synthétique préparé par polymérisation de n'importe quelles dioltfines conjuguées connues;
des cires qui sont tirées de soarces naturelles ou préparées synthétiquement; des anti- oxydants tels que le phényl-alpha-naphtylamine ou phénylbeta- naphtylamine ou tout autre produit qui peut agir pour modi- fier les propriétés de l'hydrocarbare de gatta et la com- position d'albane dans an sens favorable à l'obtention du produit désiré.