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La présente invention concerne une modification et un perfectionnement apportés à l'invention décrite dans le brevet principal n 513.611 et le brevet de nerfectionnement n 524.357
L'invention principale faisant l'objet de ces brevets concerne des appareils ou dispositifs électriques de chauffage de surfaces, et elle s'applique spécialement quoique non exclusi- vement, à des parties ou surfaces d'avion. Elle concerne en parti- culier, un appareil de chauffage de surface du type comprenant une couche isolante intérieure en matière plastique appliquée sur la surface à chauffer, une résistance électrique sous forme de couche intermédiaire en une matière conductrice de l'électricité, et une couche protectrice extérieure en une matière plastique isolante.
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Suivant 7'invention principale, dans un procédé de fabri- cation d'un appareil électrique de chauffage de surfaces de ce genre, chacune des couches isolantes consiste en une matière plastique thermodurcissable électriquement isolante, appliquée sous forme liquide et associée intimement à une couche, au moins, de tissu servant à limiter l'épaisseur de la couche liquide et à empêcher la résine de couler exagérément avant la polymérisation ou vulcani- sation de la couche liquide.
L'invention principale concernait plus spécialement l'ap- plication d'appareils ou dispositifs de chauffage de surfaces à une construction métallique comme la surface tôlée d'une aile d'avion, et pour mettre en pratique l'invention principale, il fallait d'abord appliquer une couche électriquement isolante intérieure d'une matière plastique. La présente invention concerne l'appli- cation de la dite invention principale à des surfaces qui sont elles-mêmes électriquement isolantes, la couche plastique intérieure étant inutile dans ce cas.
Cela étant, suivant la présente invention, un procédé de fabrication d'un appareil ou dispositif électrique de chauffage de surfaces du type'précité, est caractérisé en ce qu'on applique une couche de matière conductrice de l'électricité sur la surface isolante de base, par pistolage de métal, de manière à constituer une résistance électrique, et on applique, sur la couche métallique, une couche isolante extérieure, en une matière plastique thermo- durcissable électriquement isolante, sous forme liquide la matière plastique liquide étant intimement associée à, au moins, une couche de toile ou tissu servant à limiter l'épaisseur de la couche liquide et à empêcher celle-ci de couler exagéré;-,ment avant sa polymérisation ou vulcanisation.
Les mêmes considérations et exigences dans le'choix des matériaux et leurs procédés d'utilisation s'appliquent à. la présente invention comme à l'invention principale.
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C'est ainsi oue, dans certains cas, la matière plastique thermodurcissable liquidepeut être appliquée, mélangée à une charge solide finement divisée entrant dans les interstices du tissu et empêchant aussi la matière plastique de couler avant polymérisation, aidant ainsi limiter l'épaisseur totale de la couche isolante.
En. outre, dans la plupart des cas, la couche isolante se composera d'ailleurs d'au moins deux épaisseurs de tissu superposées appliquées l'une après l'autre.
Dans un exemple du procédé suivant la présente invention, la couche de matière plastique thermodurcissable sous forme liquide et la ou les épaisseurs de tissu sont toutes appliquées séparément l'une après l'autre, le-tissu étant appliqué à sec et se laissant imprégner par les couches de matière plastique thermodurcissable. précédente et suivante. Ilpeut cependant être bon et souhaitable, dans d'autres cas, d'imprégner la ou chacune des épaisseurs de tissu de matière plastique thermodurcissable liquide avant appli- cation sur la surface considérée, et on peut, dans ce cas, appli- quer toute la matière plastique thermodurcissable constituant la couche isolante sous forme d'une ou de plusieurs couches de tissu imprégné, ou'bien on peut appliquer successivement des couches de matière plastique et des couches d.e tissu imprégné.
Quand, dans la mis.e en pratique de l'invention, on appli- que successivement deux ou plusieurs couches de tissu associées intimement chacune à une ou plusieurs couches de matière plastique thermodurcissable, chaque revêtement, composé d'unecouche de tissu et de ses couches de matière plastique associées, peut être poly- mérisé ou vulcanisé partiellement ou entièrement avant d'appliquer la couche suivante de matière plastique thermodurcissable et de tis- su. Ou bien, les différentes couches de tissu et de matière plastique thermodurcissable constituant une couche isolante complète, peu- vent être superposées dans l'ordre voulu avant polymérisation ou vulca.nisation, et la couche isolante entière peut ensuite être poly-
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mérisée ou vulcanisée comme un tout.
Le genre de tissu utilisé peut varier, mais une forme intéressante est le tissu de verre fait de filaments de verre tissés. Il èst à remarquer qu'en tous cas, le.tissu doit être en substance exempt de toute matière, formant des gaz ou libérant du liquide à la température de polymérisation. ou vulcanisation de la matière plastique; c'est pourquoi le tissu utilisé sera d'habitude tis- sé de filaments de verre, comme précité, ou de fibres de nylon ou de polyéthylène.
Si, en cours de fabrication, une charge a été ajoutée, ou si une autre matière a été ajoutée pour faciliter lé tissage ou à d'autres fins, il peut être nécessaire de nettoyer ou de chauffer le tissu avant de l'utiliser suivant la présente invention, afin d'empêcher la production de bulles gazeuses sur le tissu pendant la polymérisation ou vulcanisation de la matière plastique.
Le procédé d'application de la couche de matière plas- tique thermodurcissable, ainsi que la forme sous laquelle le métal.est appliqué et son procédé d'application peuvent varier suivant les cas, mais il est, en général, préférable de déposer la couche de métal à l'aide d'un pistolet convenable de pistolage à chaud. @
Il est envisagé d'appliquer la présente invention à toute surface électriquement isolante comme le caoutchouc, le bois, le contreplaqué, ou d'autres stratifiés, mais l'invention est destinée principalement à être appliquée à des surfaces de matières plastiques artificielles. Certaines de ces surfaces ne conviennent pas pour y appliquer directement la couche métallique, mais ceci peut être facilement vérifié par des essais.
En particu- lier, il est supposé que les résines¯thermoplastiques conviennent moins bien que les autres, surtout si on utilise un procédé de pistolage à chaud du métal . Comme exemples de surfaces considérées
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comme convenant pour l'application directe de la présente invention, on peut citer les résines époxy, les résines phénoliques, les résines de furfural, les polyesters de bakélite (phénol formaldéhyde), les polyesters en général et les résines de mélamine Les résines peuvent être à l'état pur ou additionnées de charges, comme du mica ou du tissu de verre y incorporés . Ou bien elles peuvent faire partie de supports imprégnés, comme l'asbeste imprégné de résine phénolique vendu sous la marque Durestos.
D'une façon générale, il est jugé souhaitable, dans la mise en application de la présente invention, d'éviter des plastifiants phényl chlorés dans la surface de la matière plastique de base, parce que ceux-ci peuvent réduire l'adhérence du dispositif ou appareil de chauffage.
Un procédé pour la mise en pratique de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple, dans son application à une sur- face d'aile d'avion en stratiflé de matière plastique.
Dans les dessins annexés, les figures 1, 2 et 3 sont des vues perspectives montrant différentes phases du procédé d'appli- cation du dispositif ou appareil de chauffage sur la surface de l'aile, et la figure 4 est une coupe, à grande échelle, du dispositif ou appareil de chauffage complet, montrant une des bornes.
Des bornes électriques E, ayant la forme de goujons à têtes ou de boulons, sont d'abord montées en des endroits déterminés, au travers de la surface de l'aile A, de façon que les faces supé- rieures des têtes des bornes viennent à ras de la surface supé- rieure, tandis que leurs extrémités inférieures traversent le recouvrement en matière plastique de l'aile et sont connectées à des conducteurs électriques F.
La phase suivante du procédé consiste à appliquer, sur la partie voulue de'-1, surface, un pochoir B, de façon à. masquer certaines parties de la surface de l'aile, y compris des bandes
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étroites R, après quoi le métal par exemple un alliage cuivre - aluminium, est appliqué sur les parties non masquées de la surface, à l'aide d'un pistolet à chaud C, afin que les parties' non masquées se couvrent d'une couche de métal D constituant une résistance chauffante à conductibilité électrique. Il va de soi que, pendant cette opération, la couche métallique D est automatiquement reliée électriquement aux bornes E dont les faces supérieures sont recouvertes de métal.
On enlève ensuite le pochoir B, et on applique une couche de matière plastique thermodurcissable G sur la surface de métal et les parties adjacentes de la surface de base de l'aile.
Cette couche G (par exemple la résine époxy vendue sous la marque "Araldite" commc "Araldite D et relancée à un liquide dur- cisseur convenable) est aussi appliquée au pistolet et, après application mais avent polymérisation ou vulcanisation cette matière seprésente sous la forme d'un liquide un peu collant. On déroule ensuite et on applioue 'car nression, sur lerevêtement G, un lé de tissu de verre H, de façon que le tissu absorbe et s'imprègne au moins partielleement du revêtenent, adhérant ainsi à la paroi extérieure de 1 -aile.
On polymérise ou vulcanise ensuite le re- vêtement avec le tissu de verre en place, soit en l'exposant, pen- dant le temps voulu, à la température de l'atmosphère ou en lui appli quant de la chaleur par rayonnement. Après polymérisation, une seconde couche G' de matière plasticue thermodurcissable est appliquée sur l'autre face du tissu de verre H, et, pendant que ce dernier revêtement est encore 3. l'état liauide, une seconde épaisseur de tissu de verre H' peut être déroulée et appliquée par pression, d'une manière semblable, sur le revêtement, la seconde couche de matière nlastique thermodurcissalbe à laquelle le tissu de verre adhère fortement, étant ensuite polymérisée ou vulcanisée soit à la température atmosphérique., soit par application de chaleur.
Une dernière couche J de matière plastioue thermodurcissa- ble est ensuite anpliquée sur le tissu de verre, comme représenté
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à la fig. 3, et polymérisée ou vulcanisée, cette couche extérieure ayant, si on le désire, un fini plus achevé grâce à une opération mécanique de finissage quelconque connue.
Il est clair que l'ensemble, à l'état fini, com- prend la surface d'aile A en matière pla.stique électriquement isolante, un réseau métallique D constituant résistance chauf- fante à conductibilité électrique reliée électriquement à des bornes E prévues en des endroits déterminés, et une couche exté- rieure isolante et protectrice se composant de deux ou trois cou- ches d'une matière plastique thermodurcissable polymérisée G, G' avec, entre elles une ou deux épaisseurs de tissu de verre H, H'.
Chaque couche de tissu de verre peut, par exemple, avoir une épaisseur de 0,003 pouce (0,075 mm) tandis que, si on utilise la résine époxy "Araldite D" mélangée à une proportion convenable du durcisseur habituel, dit durcisseur N 951, et si on désire uti- liser de la chaleur pour accélérer la polymérisation ou vulcanisation de la matière platique thermodurcissable, cette vulcanisation peut se faire pendant une heure à' une température d'environ 75 C.
En outre, si, dans l'exemple décrit ci-avant, chaque couche de matière plastique thermodurcissable est polymérisée ou vulcanisée séparément après son application, il va de soi que, si on le désire 'on peut appliquer successivement deux ou plusieurs couches de ma tière élastique thermodurcissable sans polymérisation, avec inter-oo- sition des énsisseurs voulues de tissu de verre, la polymérisation se faisant ensuite.
Il va de soi qu'en tous cas, la matière plastique thermodurcissable utilisée doit pouvoir être polymérisée ou vulca- nisée à une température qui n'endormage pas la ratière dont est constituée la partie à laquelle l'invention est appliquée, et qui n'endommage pas la toile de verre ou autre toile incorporée.
Il a été constaté que la présente intention permet, grâce an tissu utiliséd de régler l'épasisseur des couches isolantes d'une manière qui est spécialement non seulement en 'ce
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qui concerne l'obtention de CO,CF.:: .1.::;o'..a,(1 tes ayant des propriétés tl,. ré5i.-t;Y1C(: él e..."'::::ci.ql1c .oi.Cor¯.c L t aussi mirées que possible compte tenu de la sécurité, mais aussi en ce qui concerne les modifications, à réduire au minimum; apportées au contour extérieur d'une partie d'avion par Inapplication du dispositif ou appareil électrique dégivreur, et l'aérodynamisme du dispositif ou appareil électrique dégivreur lui-même.
Quoiqu'on ait utilisé, dans l'exemple décrit ci-avant, du tissu de verre, parce que cette matière convient spécialement à l'invention à cause de sa stabilité et du fait qu'elle ne dégage ni liquide ni gaz quand elle est chauffée aux températures de poly- mérisation ou vulcanisation des matières plastiaues thermodurcissable: normales, il va de soi que d'autres formes de tissus peuvent être utilisées, comme par exemple, du tissu de nylon, à condition que les températures de polymérisation ou vulcanisation n'aient pas un effet préjudiciable sur des matières.
En outre, dans certains cas, la matière plastique thermo- durcissable liquide Deut être appliquée en mélange avec une matière finement divisée, comme le mica, qui est insensible aux températures de polymérisation et joue le rôle de charge.
Enfin, quand on a utilisé l'expression polymérisation ou vulcanisation" d'une couche de matière plastique thermodurcissable avant application d'une couche semblable suivante, il va de soi que cette expression envisage aussi le cas d'une polymérisation ou vulcanisation partielle, celle-ci étant complétée soit par la chaleur utilisée pour polymériser ou vulcaniser une couche suivante, soit par la température atmosphérique dans le cas d'une matière plastique thermodurcissable d'un type se polymérisant ou se vulcanisant à une telle'température.
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The present invention relates to a modification and improvement to the invention described in Main Patent No. 513,611 and Improvement Patent No. 524,357.
The main invention which is the subject of these patents relates to electrical surface heating apparatus or devices, and it applies especially, though not exclusively, to parts or surfaces of aircraft. It relates in particular to a surface heating apparatus of the type comprising an inner insulating layer of plastic material applied to the surface to be heated, an electrical resistance in the form of an intermediate layer of an electrically conductive material, and a layer. outer cover in an insulating plastic material.
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According to the main invention, in a method of manufacturing an electrical apparatus for heating surfaces of this type, each of the insulating layers consists of an electrically insulating thermosetting plastic material, applied in liquid form and intimately associated with a layer, at least, of fabric serving to limit the thickness of the liquid layer and to prevent the resin from leaking excessively before the polymerization or vulcanization of the liquid layer.
The main invention was more particularly concerned with the application of surface heating apparatus or devices to a metallic construction such as the sheet metal surface of an airplane wing, and in order to practice the main invention, it was necessary to First apply an inner electrically insulating layer of a plastic material. The present invention relates to the application of said main invention to surfaces which are themselves electrically insulating, the inner plastic layer being unnecessary in this case.
However, according to the present invention, a method of manufacturing an electrical apparatus or device for heating surfaces of the aforementioned type is characterized in that a layer of electrically conductive material is applied to the insulating surface of base, by spraying metal, so as to constitute an electrical resistance, and an outer insulating layer is applied to the metal layer, made of an electrically insulating thermosetting plastic material, in liquid form, the liquid plastic being intimately associated with , at least one layer of canvas or fabric serving to limit the thickness of the liquid layer and to prevent it from leaking excessively; -, ment before its polymerization or vulcanization.
The same considerations and requirements in the selection of materials and their methods of use apply to. the present invention as to the main invention.
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Thus, in some cases, the liquid thermosetting plastic material may be applied, mixed with a finely divided solid filler entering the interstices of the fabric and also preventing the plastic from flowing prior to polymerization, thus helping to limit the overall thickness of the fabric. the insulating layer.
In. In addition, in most cases, the insulating layer will moreover consist of at least two layers of superimposed fabric applied one after the other.
In an example of the process according to the present invention, the layer of thermosetting plastic material in liquid form and the layer (s) of fabric are all applied separately one after the other, the fabric being applied dry and allowing itself to be impregnated by the fabric. layers of thermosetting plastic. previous and next. It may, however, be good and desirable in other cases to impregnate the or each ply of fabric with liquid thermosetting plastics material before application to the surface under consideration, and in this case the entire thickness may be applied. thermosetting plastic material constituting the insulating layer in the form of one or more layers of impregnated fabric, or can successively apply layers of plastic material and layers of impregnated fabric.
When, in the practice of the invention, two or more layers of fabric are applied successively each intimately associated with one or more layers of thermosetting plastic material, each coating, composed of a layer of fabric and its associated plastic layers, can be partially or fully polymerized or vulcanized before applying the next layer of thermosetting plastic and fabric. Alternatively, the various layers of fabric and thermosetting plastic material constituting a complete insulating layer can be superimposed in the desired order before polymerization or vulcanization, and the entire insulating layer can then be poly-
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merized or vulcanized as a whole.
The kind of fabric used can vary, but an interesting form is glass fabric made from woven glass filaments. It should be noted that in any case the fabric should be substantially free of any material, forming gases or releasing liquid at the polymerization temperature. or vulcanization of the plastic material; therefore, the fabric used will usually be woven of glass filaments, as mentioned above, or nylon or polyethylene fibers.
If during manufacture a filler has been added, or if another material has been added to facilitate weaving or for other purposes, it may be necessary to clean or heat the fabric before use depending on the method. present invention, in order to prevent the production of gas bubbles on the fabric during the polymerization or vulcanization of the plastic material.
The method of applying the thermosetting plastic layer, as well as the form in which the metal is applied and the method of application thereof may vary from case to case, but it is generally preferable to apply the layer. metal with a suitable heat spray gun. @
It is contemplated to apply the present invention to any electrically insulating surface such as rubber, wood, plywood, or other laminates, but the invention is primarily intended for application to surfaces of man-made plastics. Some of these surfaces are not suitable for applying the metal layer directly to them, but this can easily be verified by testing.
In particular, it is believed that thermoplastic resins are less suitable than others, especially if a hot metal spraying process is used. As examples of surfaces considered
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as suitable for the direct application of the present invention, mention may be made of epoxy resins, phenolic resins, furfural resins, bakelite polyesters (phenol formaldehyde), polyesters in general and melamine resins The resins can be in the pure state or with added fillers, such as mica or glass cloth incorporated therein. Or they can be part of impregnated supports, such as asbestos impregnated with phenolic resin sold under the brand Durestos.
In general, it is considered desirable, in practicing the present invention, to avoid chlorinated phenyl plasticizers in the surface of the base plastic material, because these can reduce the adhesion of the device. or heater.
A method for practicing the invention will hereinafter be described, by way of example, in its application to an airplane wing surface of plastic laminate.
In the accompanying drawings, Figures 1, 2 and 3 are perspective views showing different phases of the method of applying the device or heater to the wing surface, and Figure 4 is a sectional view, to large extent. scale, of the complete heating device or appliance, showing one of the terminals.
Electrical terminals E, in the form of studs with heads or bolts, are first mounted in specific places, through the surface of the wing A, so that the upper faces of the heads of the terminals come flush with the upper surface, while their lower ends pass through the plastic cover of the wing and are connected to electrical conductors F.
The next phase of the process consists in applying, on the desired part of '-1, surface, a stencil B, so as to. mask parts of the wing surface, including bands
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narrow R, after which the metal, for example a copper-aluminum alloy, is applied to the unmasked parts of the surface, using a heat gun C, so that the unmasked parts are covered with a layer of metal D constituting an electrically conductive heating resistor. It goes without saying that, during this operation, the metal layer D is automatically electrically connected to the terminals E, the upper faces of which are covered with metal.
The stencil B is then removed, and a layer of thermosetting plastic material G is applied to the metal surface and adjacent parts of the base surface of the wing.
This layer G (for example the epoxy resin sold under the trademark "Araldite" like "Araldite D and relaunched with a suitable hardening liquid) is also applied by spraying and, after application but before polymerization or vulcanization, this material is in the form a slightly sticky liquid, then unwind and apply 'pressure, on the coating G, a sheet of glass fabric H, so that the fabric absorbs and at least partially soaks up the coating, thus adhering to the coating. 1-wing outer wall.
The coating is then polymerized or vulcanized with the glass fabric in place, either by exposing it, for the desired time, to atmospheric temperature or by applying radiant heat to it. After polymerization, a second layer G 'of thermosetting plastic material is applied to the other side of the glass fabric H, and, while the latter coating is still in the wet state, a second layer of glass fabric H'. can be unwound and pressure applied, in a similar manner, to the coating, the second layer of thermosetting plastic to which the glass fabric strongly adheres, then being cured or vulcanized either at atmospheric temperature or by application of heat.
A last layer J of thermosetting plastic material is then anchored to the glass fabric, as shown.
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in fig. 3, and polymerized or vulcanized, this outer layer having, if desired, a more finished finish by virtue of any known mechanical finishing operation.
It is clear that the assembly, in the finished state, comprises the wing surface A in electrically insulating plastic material, a metallic network D constituting a heating resistor with electric conductivity electrically connected to terminals E provided. in specific places, and an insulating and protective outer layer consisting of two or three layers of a polymerized thermosetting plastic material G, G 'with between them one or two layers of glass fabric H, H' .
Each layer of glass cloth can, for example, be 0.003 inch (0.075 mm) thick while, if one uses "Araldite D" epoxy resin mixed with a suitable proportion of the usual hardener, said hardener N 951, and if It is desired to use heat to accelerate the polymerization or vulcanization of the thermosetting plastic material, this vulcanization can be carried out for one hour at a temperature of about 75 ° C.
In addition, if, in the example described above, each layer of thermosetting plastic material is polymerized or vulcanized separately after its application, it goes without saying that, if desired 'one can successively apply two or more layers of ma thermosetting elastic material without polymerization, with the interposition of the desired glass fabric thickeners, the polymerization then taking place.
It goes without saying that in any case, the thermosetting plastic material used must be capable of being polymerized or vulcanized at a temperature which does not put to sleep the dobby of which the part to which the invention is applied consists, and which does not. not damage the glass cloth or other embedded cloth.
It has been found that the present intention allows, thanks to the fabric used, to adjust the thickener of the insulating layers in a manner which is especially not only in 'this
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which concerns the obtaining of CO, CF. :: .1. ::; o '.. a, (1 tes having properties tl ,. ré5i.-t; Y1C (: el e ... "' :: :: ci.ql1c .oi.Cor¯.c L t as mirrored as possible taking into account safety, but also with regard to modifications, to be reduced to a minimum; made to the external contour of an aircraft part by Non-application of the de-icing device or electrical appliance, and the aerodynamics of the de-icing device or electrical appliance itself.
Although, in the example described above, glass fabric was used, because this material is especially suitable for the invention on account of its stability and of the fact that it does not give off either liquid or gas when it is used. heated to the temperatures of polymerization or vulcanization of thermosetting plastics: normal, it goes without saying that other forms of fabric can be used, such as for example, nylon fabric, provided that the temperatures of polymerization or vulcanization do not 'have no detrimental effect on materials.
Further, in some cases, the liquid thermosetting plastic material can be applied in admixture with a finely divided material, such as mica, which is insensitive to polymerization temperatures and acts as a filler.
Finally, when the expression polymerization or vulcanization "of a layer of thermosetting plastic material has been used before application of a subsequent similar layer, it goes without saying that this expression also envisages the case of a partial polymerization or vulcanization, that this being completed either by the heat used to polymerize or vulcanize a subsequent layer, or by atmospheric temperature in the case of a thermosetting plastic material of a type which polymerizes or vulcanizes at such a temperature.