BE524904A - - Google Patents

Description

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   M. D. HEYMAN, résidant à WOODMERE, N.Y. ( E.U.A. ). 



   FEUILLE ISOLANTE A BASE DE MICA ET PROCEDE POUR SA FABRICATION. 



   L'invention est relative à une feuille à base de mica dit "inté- gré" ayant une ossature dure en matière anorganique dans les espaces ou po- res de la dite feuille. L'invention concerne également le procédé de fabri- cation de la feuille. 



   Dans le domaine électronique il existe beaucoup de possibilités pour l'application d'éléments en forme de disque en matière résistante bien que légère, dure et cependant non abrasive et très résistante à la chaleur, fortement di-électrique et sans gaz occlus, ou du moins pouvant être débar- rassée de tous gaz qui y sont contenus. Un exemple d'application de tels é- léments en forme de disques est celui des tubes électroniques utilisés pour supporter et tenir espacés les diverses parties métalliques et fils fins qui y sont contenus. Etant donné que ces tubes sont soumis   à   un vide élevé et qu'ils engendrent une chaleur considérable, il est évident que les pro- priétés mentionnées ci-dessus sont très importantes dans l'utilisation de ces disques, et notamment celle de dégager tous gaz occlus lorsqu'on fait le vide dans le tube.

   Les propriétés de dureté et non-abrasion sont égale- ment importantes car elles permettent à la feuille d'être facilement usinée et permettent la fabrication au moyen de filières sans qu'il y ait usure excessive des filières et évitent aussi l'usure dans les pièces délicates en métal qui sont en contact avec les disques.Les spécialistes dans cette technique comprendront facilement l'utilité de fabriquer une feuille possé- dant les caractéristiques mentionnées ci-dessus et qu'on peut utiliser pour la production des disques pour l'usage spécifié plus haut ainsi que pour d'autres applications. L'un des objets de la présente invention est de four- nir une feuille isolante à base de mica possédant les propriétés indiquées plus haut. 



   Cette feuille possède, en plus des autres propriétés citées, la 

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 propriété de conserver sa forme lorsqu'elle est immergée dans un liquide. 



  La feuille possède également une structure interne cellulaire et est par conséquent hygroscopique.La feuille peut ainsi être utilisée pour en fai- re des mèches, les pores agissant comme des tubes capillaires. Une autre application possible est celle de plaques de séparation dans les accumula- teurs. 



   Un autre objet de l'invention est de prévoir une méthode perfec- tionnée pour la fabrication d'une feuille de mica "intégré" ayant les pores et espaces remplis d'une ossature cellulaire dure de matière anorganique. 



   Un autre objet de l'invention est de prévoir une méthode par la- quelle la matière anorganique est introduite dans les pores de mica intégré par une matière organique avec application de chaleur qui est employée pour évaporer ou brûler tout, sauf l'ossature anorganique. 



   Les objets mentionnés ci-dessus et d'autres objets encore, avan- tages et caractéristiques de l'invention seront clairement expliqués dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré de la feuille et de la méthode de fabrication d'une telle feuille. Il est bien entendu cepen- dant que la description basée sur le dessin ci-joint n'est donnée qu'à ti- tre d'exemple. 



   Dans les dessins, 
La figure représente une section fragmentaire fortement agran- die d'une feuille isolante à base de mica, suivant la présente invention. 



   Le mica intégré consiste en des paillettes de mica extrêmement minces dont les surfaces sont vierges ou activées, les paillettes étant dis- posées au hasard avec leurs surfaces en contact contigu de façon à permettre aux forces de cohésion naturelles dans les paillettes d'intégrer les pail- lettes en une feuille ayant des espaces ou pores entre ces paillettes. Le dessin montre une telle feuille avec des paillettes 5 et montre que certai- nes de ces paillettes se trouvent dans plus d'un plan, et que des espaces ou pores 6 sont formés entre les paillettes. 



   Suivant la présente invention, les espaces ou pores 6 sont rem- plis d'une ossature de matière anorganique qui elle-même présente une mul- tiplicité de trous, cellules ou pores 8. Le problème est de fournir une ossa- ture anorganique à l'exclusion de toute matière qui pourrait se décomposer ou se gaséifier sous l'influence de la chaleur et/ou du vide. Pendant mon travail avec cette matière, j'ai essayé de prévoir une ossature anorganique par l'introduction directe dans les pores 6 de silice sous forme de parti- cules de verre d'une grandeur colloïdale mais j'ai trouvé que la feuille ainsi formée était rugueuse et fortement abrasive, ce qui produirait une usure excessive des filières et une usure des pièces métalliques en contact avec la feuille. 



   Au cours de mes travaux avec cette matière, j'ai trouvé qu'une matière organique-anorganique à l'état liquide capable d'imprégner le mica intégré (sans ou avec emploi de vide), fournit un moyen satisfaisant pour remplir les pores 6 avec la matière anorganique, et qu'une ossature appro- priée en matière anorganique reste dans les pores après que la matière or- ganique en est enlevée. 



   D'une manière générale, les résines silicone comprennent le mé- tal silicium et une matière organique dont un des hydrocarbures est typique. 



  Etant donné que le silicium est anorganique, ces résines sont des composés organiques et de silicium et sont fabriquées sous diverses formes, telles que les hydrures de silicium   (Si2H6   ou Si3Hg) ou des matières connues sous 

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 le nom de "silanes" (SiH4). Ces matières sont des exemples de composés or- ganiques et de silicium et sont fabriquées sous la forme de résines qui peu- vent être maintenues en solution par divers solvants aromatiques dont les plus usuels sont : le benzène, le toluène, le xylène, le naphte, etc. 



   Ci-après, j'utiliserai l'expression "résine silicone", pour dé- signer une matière organique-anorganique telle que envisagée, et dissoute ou en suspension dans un solvant, cette expression étant utilisée comme un terme générique pour l'imprégnant organo-silicium employé de la manière sui- vante pour obtenir une ossature de silice dans une feuille de paillettes de mica. 



   La feuille de mica fabriquée est imprégnée d'une résine silico- ne en plongeant la feuille dans la résine jusqu'à saturation. Pour une sa- turation plus rapide, l'imprégnation sous le vide peut être utilisée. On laisse alors le temps nécessaire pour la vaporisation du solvant dans la ré- sine. Le temps nécessaire pour le séchage dépendra de la proportion de sol- vant dans la solution. De cette manière, le silicium est introduit dans les pores de la feuille, parce que la résine silicone contient du silicium et une matière organique. 



   Le mica ainsi imprégné est alors soumis à une température d'en- viron 1000 F   (538 C).  Comme le mica commence à se déshydrater à des tempé- ratures supérieures à 1000 F, il importe de ne pas dépasser cette températu- re de 1000 F à moins qu'il n'existe pas de possibilité de déshydratation. 



  On peut dire que la température peut être élevée à la température de déshy- dratation, mais sans atteindre celle-ci.Cependant, la température de 1000 F a été trouvée satisfaisante. 



   Dans la pratique, la température ci-dessus n'est pas atteinte immédiatement, mais la feuille imprégnée après avoir été séchée, est soumi- se à la cuisson pendant environ une heure à une température comprise entre 400 F et 500 F (204 à 260 C).A ce stade, l'imprégnant garde toujours des éléments d'humidité emprisonnés, de l'air et des gaz, mais une réaction ca- talytique a eu lieu qui a soumis la résine à une cuisson. Cette réaction fait figer thermiquement la résine dans les pores de la feuille. 



   Après cette période de cuisson, la température peut être élevée à 1000 F et maintenue à cette température pendant une à trois heures ou bien alternativement, la température peut être d'abord élevée à 600 F (315 C) pendant une demi-heure jusqu'à une heure, et ensuite élevée à 1000 F pendant une heure à trois heures. C'est pendant la période des plus hautes tempéra- tures que la matière organique dans la résine ainsi que les gaz libérés sont brûlés, en laissant l'ossature 7 avec une multiplicité de cellules ou pores 8. 



   Par cette méthode, le composant organique ou radical carbone dans l'imprégnant de résine silicone est brûlé et chassé à travers les cel-   lules 8 ; enveloppe ou ossature de silice reste et forme un revêtement des cellules ; feuille est produite qui est dure, rigide et d'une résis-   tance à la rupture de 600 K/cm2; on a aussi une feuille possédant les pro- priétés mentionnées dans le préambule de cette spécification. 



   J'ai trouvé que les silicates peuvent être également utilisés comme imprégnants, mais qu'ils ne possèdent pas l'efficacité des résines silicones. Ces silicates, dont le silicate d'éthyle et le silicate de sodium sont des exemples, peuvent être utilisés en suspension dans un liquide, tel que l'eau pour le silicate d'éthyle et l'alcool pour le silicate de sodium, pour l'imprégnation du mica intégré et pour introduire la silice dans les pores du mica, ainsi que pour former une ossature de silice cellulaire après 

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 évaporation du support liquide et après que la silice a été soumise à la cuisson et a été rigidifiée par la chaleur. 



   Des feuilles de mica intégré comme décrit ci-dessus sont préfé- rables comme base, mais il est évident que toute feuille de mica laminée composée de paillettes et obtenue de n'importe quelle manière peut être u- tilisée en remplacement du mica "intégré". 



   Il est clair de ce qui précède que la matière anorganique est introduite dans les pores de la feuille à base de mica au moyen d'un liquide ou solvant et de matière organique, ou au moyen d'un liquide seulement et qu'une chaleur suffisante est utilisée pour libérer toute matière et gaz sauf la matière anorganique.La présente méthode prévoit par conséquent un support pour la matière anorganique, qui contient l'ossature déposée dans les pores ou espaces de la feuille à base de mica. 



   J'ai décrit un produit et des méthodes alternatives pour la fa- brication de ce produit, mais il est évident que le produit et les méthodes de fabrication peuvent être variés, sans sortir de la portée de l'invention. 



  Je désire donc me réserver la propriété de toutes modifications du produit et de la méthode qui peuvent se trouver comprises dans la portée des reven- dications qui suivent.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS ET RESUME.

   1. Feuille à base de paillettes intégrées de mica disposées au hasard et contenant une multiplicité d'espaces, et une ossature cellulaire anorganique qui remplit les dits espaces.

   2. Feuille à base de paillettes intégrées de mica disposées au hasard et contenant une multiplicité d'espaces, et une ossature cellulaire de silice qui remplit les dits espaces.

   3. Feuille à base de paillettes intégrées de mica disposées au hasard et contenant une multiplicité d'espaces, et une ossature cellulaire anorganique comprenant le composé de silicium de la résine silicone, qui remplit les dits espaces.

   4. Procédé pour la fabrication d'une feuille isolante à base de mica qui consiste à imprégner une feuille intégrée poreuse composée de pail- lettes de mica au moyen d'une solution consistant en un composé de silicium et une substance de support et, par l'application de chaleur à une tempéra- ture en-dessous de celle qui déshydrate les paillettes de mica et au-dessus de la température à laquelle le composé de silicium est déshydraté, éliminer le solvant en laissant une ossature de silice dans les pores de la feuille.

   5. Procédé pour la fabrication d'une feuille isolante à base de mica, qui consiste à imprégner une feuille intégrée et poreuse composée de paillettes de mica au moyen d'une matière organique-anorganique en solution, soumettre la feuille imprégnée à la cuisson pour faire rigidifier à la cha- leur la matière organique-anorganique, et ensuite soumettre la feuille à une température en-dessous de celle qui provoque la déshydratation des paillettes de mica, mais au-dessus de la température à laquelle le composé organique de la dite matière est chassé, en laissant ainsi une ossature cellulaire de matière anorganique dans les pores de la feuille.

   6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la température mentionnée est d'environ 1000 F.

   7. Procédé pour la production d'une feuille isolante à base de mica, qui consiste à imprégner une feuille intégrée et poreuse de paillettes <Desc/Clms Page number 5> de mica au moyen d'une solution contenant de la résine silicone et un sol- vant, évaporer le solvant afin de laisser la résine silicone dans les pores de la feuille, appliquer une chaleur suffisante à la feuille pour la rigidi- fication de la résine, et ensuite élever à la température au-dessus de la température de rigidification par la chaleur mais en-dessous de la tempéra- ture qui produit la déshydratation des paillettes de mica, afin de libérer pratiquement toute matière organique y contenue et déposer ainsi une ossa- ture de silice dans les dits pores.

   8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la température la moins élevée est d'environ 400 F à 500 F.

   9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la température la plus élevée est d'environ 1000 F<, 10. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la températu- re la moins élevée est d'environ 4-00 F à 500 F et la température la plus éle- vée est d'environ 1000 Fo 11. Procédé pour la fabrication d'une feuille comprenant des paillettes de mica intégré avec une ossature cellulaire de silice entre les paillettes, caractérisé en ce que la silice est introduite dans la feuille en même temps qu'un support volatil et non-silicieux et ensuite, le dit sup- port est éliminé en soumettant la feuille à une chaleur suffisante pour l'é- vaporation du solvant.

   12. Procédé pour la fabrication d'une feuille comprenant des paillettes de mica intégré et une ossature cellulaire de silice entre les paillettes, comprenant l'introduction de la silice dans la feuille en même temps qu'un solvant volatil organique et, ensuite l'enlèvement de la matiè- re organique par application de chaleur suffisante pour évaporer le solvant.

   13. Feuille selon la revendication 1, caractérisée par une im- prégnation des cellules d'une ossature anorganique par une résine silicone.

   14. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par une impré- gnation de l'ossature avec la résine après que le solvant a été enlevé de l'ossature.