L'invention concerne les structures de fil et/ou de
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particulièrement, une structure perfectionnée de fil et/ou de câble isolés pouvant fonctionner normalement tout en étant soumise à des températures atteignant 954*C pendant une heure.
Le besoin se fait sentir de structure a de fil et/ou câble électriques isolés pouvant résister de façon prolongée
<EMI ID=2.1>
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par des courts-circuits électriques.
On utilise déjà des céramiques et/ou des fibres de verre pour fabriquer des câbles électriques. En outre, on fabrique des étoffes revêtues et des structures céramiques avec une association d'étoffes de fibres de verre et d'oxydes métallique*.
Le brevet US 2 587 916 décrit un câble détecteur de chaleur formé d'une paire de fils électriques séparée par une composition de verre contenant de l'oxyde de baryum et/ou de l'oxyde de bore, non conductrice à la température normale, mais conductrice à haute température. Dans un mode d'exécution, le verre est sous la forme d'une étoffe, dans laquelle sont distribuées des matières réfractaires finement divisées, de manière à accroître l'aptitude à supporter
de hautes températures. Le ruban de fibres de verre contenant de l'oxyde de baryum et/ou de l'oxyde de bore n'isole pas les fils à haute température mais fournit au contraire un parcours conducteur permettant de détecter les hautes
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dans lequel les conducteurs sont enveloppés hélicoldalement
<EMI ID=6.1>
ment d'un caoutchouc synthétique résistant à la flamme ainsi qu'une gaine extrudée de polychlorure de vinyle (PVC) ou une matière similaire couvrant le câble assemblé.
<EMI ID=7.1> <EMI ID=8.1>
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lates et d'hydroxyacrylates ou hydroxyméthacrylates. La toile de verre figure parmi les doublages les plus utiles pour ce ruban.
Le brevet US 3 013 902 décrit des étoffes revêtue" d'alumine colloïdale et portant un revêtement final d'un
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fibres de verre figurent dans la liste des matières qui peuvent former le substrat d'étoffe. Ces produits textiles
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pour ces étoffes dans les rubans , fils ou cibles électriques*
Le brevet US 3 095 336 décrit la préparation de produite céramiques stratifiés avec de l'étoffe de verre par un
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mélange comprenant une résine thermodurcissable et une
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gazéifier la résine, puis à chauffer à une température élevée pour fondre;l'étoffe de verre et la charge céramique,
<EMI ID=14.1>
rigides ayant une grande résistance mécanique* Aucun usage dans les rubans, fils ou cibles électriques n'est décrit,
ni suggéré.
Des compositions plastiques (principalement vinyliques) et diverses compositions élastomères sont largement utilisées comme isolante et gaines pour fila et câblas électriques. Lorsqu'on les expose au feu, la température de la flamme d'allumage étant de 371[deg.]C ou davantage, les; compositions vinyliques et pratiquement tous les autres élastomères constituent un combustible qui propage l'incendie et brûla en dégageant une fumée toxique.
Le danger associé aux Incendie* d'origine électrique atteignant l'isolant et la gaine des fils et cibles est reconnu par l'industrie et on a fait divers efforts pour améliorer les qualités de ces produits* Ainsi, on a fabriqué des isolants électriques retardateur*! de combustion en fibre. d'amiante, qui sont largement utilisés pour former
une partie de l'isolant et du revêtement dans la constitution de fils et câbles électriques résistant au feu. Toutefois,
il est maintenant connu qus les fibres d'amiante sont cancérigènes et on s'efforce d'éliminer leur utilisation.
Pour tenter de répondre à de meilleures normes de résistance à la fumée et au feu des fils ou câbles électriquea dans les applications exigeantes comme la marine
(navires et sous-marins), les installations minières, les derricks de forage pétrolier, les centrales nucléaires etc..., on prescrit normalement des installations en conduites résistant à l'explosion et au feu. Il faut, pour cela, installer un tube d'acier dans lequel on place les fils ou câbles électriques. On refoule sous pression à travers le tube une composition résistant au feu pour isoler
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vinylique. Ce type d'installation limite bien les effets d'auto-propagation et de dégagement de fumée des incendies électriques. Cependant., il est coûteux et, tout en réduisant
<EMI ID=16.1>
conduite d'acier, il a pour effet de confiner la chaleur
<EMI ID=17.1>
et créant un court-circuit électrique et, par suite, une perte de puissance.
C'eat en tenant compte des considérations ci-dessus que l'on a élaboré la structure perfectionnée de fil et/ou câble électriques isolés selon l'invention, afin de fournir un fil et/ou un câble électriques iaoléa, qui résistent
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normes prévues de charge électrique, lorsqu'ils sont exposée au feu ou à d'autres sources de grande chaleur.
A cet effet, l'invention propose un ruban isolant électrique réfractaire, flexible, résistant à la chaleur, comprenant une étoffe poreuse de base, un revêtement réfractaire formé de matières réfractaires et d'un liant et <EMI ID=19.1>
<EMI ID=20.1>
poreuse de base à des températures élevées. Lorsqu'on enroule ce ruban isolant autour d'un conducteur électrique, on obtient une structure de fil ou câble isolés résistant aux hautes températures et à la flamme. L'invention a aussi pour objet un procédé de formation d'un conducteur électrique isolé résistant à la flamme et à la chaleur, qui consiste à appliquer à une étoffe poreuse de base un
<EMI ID=21.1>
<EMI ID=22.1>
électrique l'étoffe de base revêtue de réfractaire et d'adhésif.
Les buts de l'invention, qui apparaîtront ci-après, sont atteints grâce à un ruban réfractaire flexible, résis-
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que, pour former un fil et/ou câble électriques isolé., on enveloppe de ce ruban un conducteur, de préférence en cuivre.
Pour former ce ruban réfractaire flexible résistant
<EMI ID=24.1>
on prend une étoffe poreuse de base résistant à la chaleur, de préférence un tricot de fibres de verre, on la revêt
et on l'imprègne de matières réfractaires résistant aux
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la zircone, en utilisant un liant tel qu'un mélange de latex acrylique et de silice colloïdale ou un latex acrylique seulement. On peut mélanger la matière réfractaire
au liant de façon que les matières réfractaires soient uniformément dispersées dans tout le liant et appliquer
<EMI ID=26.1>
le revêtement réfractaire. On lie ce revêtement réfractaire,
<EMI ID=27.1>
surface aussi bien qu'aux interstices de l'étoffe pore=@
<EMI ID=28.1>
taire l'étoffe de base, on la revêt de préférence sur les deux faces d'un revêtement polymère retardateur de combus-
<EMI ID=29.1>
largeurs désirées pour former le ruban résistant aux.hautes températures.
De préférence, on enroule le ruban autour du fil ou câble en chevauchant de 50 % une spire de ruban précédente, de manière à créer une double couche d'isolant pour chaque tour de ruban. On peut enrouler un deuxième ruban par dessus le premier, de la même façon, pour obtenir une deuxième double couche d'isolant, soit au total quatre couches d'isolant enroulées autour du conducteur. Dans les câbles qui contiennent deux ou plusieurs conducteurs séparée, on enroule de préférence une double couche d'isolant sur chaque conducteur séparément on réunit alors tous les conducteurs enveloppée séparément pour former le câble électrique désiré et on les enveloppe ensemble, en un faisceau, de ruban isolant pour hautes températures, comme décrit plus haut, de manière à former une double couche
<EMI ID=30.1>
En présence de températures extrêmes, le liant contenant les matières réfractaires se décompose, ce qui fait
que les matières réfractaires se fondent à la surface ramollie du tricot de fibres de verre de base, lui permettant de résister à une chaleur intense et à des températures
très supérieures au point de fusion normal de l'étoffe de fibres de verre. La structure obtenue a des qualités céramiques, elle ne.se ramollit pas, ne fond pas, ne coule
<EMI ID=31.1>
Une particularité de l'invention réside dans le fait que les matières réfractaires sont liées dans les interstices aussi bien qu'à la surface de l'étoffe de base, de sorte
que celle-ci carde une part notable de sa flexibilité et
de son extensibilité. 1
Les détails spécifiques du meilleur mode d'exécution envisagé de l'invention, ainsi que le procédé et la façon
de le mettre en oeuvre seront indiqués, en particulier, en <EMI ID=32.1>
<EMI ID=33.1> La figure 1 est une vue en perspective agrandie, avec coupe partielle, d'un segment de câble électrique isolé résistant à la flamme, fabriqué selon l'invention, montrant deux conducteurs en fil de cuivre isolée séparément et enveloppés ensemble La figure 2 est une vue en perspective agrandie, avec coupe partielle, d'un segment d'une structure de câble électrique résistant à la flamme, comportant un conducteur à plusieurs torons, muni d'un isolant extérieur à double enveloppement La figure 3 est une coupe agrandie de l'isolant fabriqué avec un tricot de base, montrant l'application du revêtement de matières réfractaireu sur les deux surfaces du tricot ainsi que dans les interstices de celui-ci La figure 4 est une vue en perspective agrandie de la structure du tricot de base, montrant l'application du <EMI ID=34.1>
les interstices du tricot.
On considérera maintenant plus particulièrement les dessins, sur lesquels les mêmes références désignent partout des parties semblables.
Le câble électrique isolé résistant à la flamme, 10, représenté sur la figure 1, est foncé de deux conducteurs en cuivre 11,enveloppés séparément dans du ruban isolant résistant aux hautes températures 12 et liés ensemble sous
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supplémentaire 13 de ruban isolant résistant aux hautes températures. Dans les deux cas, la ruban est enroulé de manière à chevaucher de 50 % la spire précédente, ce qui donne une double couche d'isolant pour chaque tour de ruban. Immédiatement avant l'enroulement, on applique au ruban
<EMI ID=36.1>
ment ou tout soulèvement de l'isolant quand on coupe le câble.
Alternativement, on peut appliquer préalablement au
<EMI ID=37.1>
d'exécution sont donc possibles. Dans l'un de ceux-ci.. on
<EMI ID=38.1>
contenant le revêtement polymère. Dans un autre, après avoir appliquer le revêtement réfractaire aux deux faces de l'étoffé poreuse de base, on applique le revêtement polymère à l'une des surfaces du revêtement réfractaire et on applique l'adhésif à l'autre. Le choix dépend ici de l'économie globale du câble électrique final et des caractéristiques pratiques que l'usager trouve les plus désirables dans le ruban isolant résistant aux hautes températures.
<EMI ID=39.1>
15, représentée à titre d'exemple par la figure 2, comprend un conducteur central en cuivre à plusieurs torons 16, enveloppé d'une couche intérieure de ruban isolant 17 et d'une couche extérieure de ruban isolant 18. Dans les deux
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de telle sorte qu'il chevauche-de 50 % la spire précédente, formant ainsi une double couche d'isolant pour chaque spire de ruban.
La structure d'étoffe résistant à la flamme 20 (à partir de laquelle est formé le ruban isolant 12), telle qu'elle est représentée à titre d'exemple par la figure 3, est formée d'un tricot de fibres de verre de base 26, comportant des fils tricotés 24 et des fils de remplissage 25.
On obtient des* résultats satisfaisants en utilisant des fils tricotés 24 formés de fibres de verre type DE
<EMI ID=41.1>
Le tricot de fibres de verre de base 26 utilisé dans le mode d'exécution; préférentiel de structure d'étoffe
<EMI ID=42.1>
par exemple du type;des machines Rachel fabriquées par <EMI ID=43.1>
International, U.S.A. et Kidde Textile Machine Company,
<EMI ID=44.1> <EMI ID=45.1>
<EMI ID=46.1> <EMI ID=47.1> insertion de trame, <EMI ID=48.1>
- première barre point de câble de fil tricoté, 7,9 pointe par centimètre de largeur du tricot (fil fibres de verre 'DE-105-1/0-), <EMI ID=49.1> 9,4 points ou range par centimètre de longueur du tricot (fil fibres de
<EMI ID=50.1>
De façon connue de l'homme de l'art,le tricot de base de fibres de verre 26 est de préférence formé entièrement
de fils de fibres de verre, mais il peut aussi comporter d'autres sortes de fils tricotés 24 résistant à la chaleur ou encore le fil d'insertion de trame 25 peut être seul formé de fibres de verre. Le substrat ou l'étoffe poreuse
de base peut aussi être un tissu de fibres de verre ou un mat poreux non tissé de fibres de verre.
On appelle ici -étoffes- des matières qui sont tissées, tricotées, feutrées, fondue", non tissées ou constituées autrement à partir.de fibres. Etant donné que l'étoffe de base doit être douée de porosité, la texture de l'étoffe doit avoir un caractère ouvert, de manière à permettre au revêtement réfractaire d'imprégner la surface de l'étoffe
et de remplir au moins partiellement certains des interstices de l'étoffe poreuse, sinon tous.
Le revêtement réfractaire appliqué aux deux faces de l'étoffe poreuse de base et imprégnant les interstices
de celle-ci comprend des matières réfractaires résistant :
<EMI ID=51.1> oi. Les matières réfractaire@ peuvent être des matières réfr&ctaires usuelles quelconques sous forme finement
divisée pouvant se fondre à l'étoffe poreuse de base
<EMI ID=52.1>
<EMI ID=53.1>
d'aluminium, de calcium, de chrome, de magnésium, de silicium? de titane, de zirconium etc..., par exemple
les oxydes d'aluminium, de calcium, de magnésium, de silicium, de titane et de zirconium, lea silicates d'aluminium, de calcium et de magnésium, les carbures de silicium et de zirconium etc... L'alumine, la zircone, le silicate de calcium et la silice sont préférables, isolément ou en mélange.
<EMI ID=54.1>
réfractaires A l'étoffe poreuse de base. Bien que le liant se décompose A des températures extrêmement élevées, par exemple au-dessus de 954[deg.]C, il faut que ce soit sans former de flamme. A ces températures, les matières réfractaires se fondent à la surface de l'étoffe poreuse en formant
une structure céramique résistant aux hautes températures, ayant des propriétés isolantes, Les liants utiles comprennent les résines de latex acrylique, seules ou en mélange avec la silice colloïdale.
Les exemples ci-après décrivent plusieurs revêtements réfractaires, appelés dans ces exemples 'cimenta réfrac-
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réfractaire" sont ici synonymes. En outre, dans ces même. exemples, les constituante du liant sont appelés -liants-. Le -liant- peut comprendre un ou deux constituante de liant.
Outre le liant et les matières réfractaires, le revêtement réfractaire peut contenir facultativement et contient de préférence un épaississant: Le rôle de l'épaississant est d'augmenter la consistance et la viscosité
du revêtement réfractaire, de manière à simplifier le procédé d'application du revêtement à l'étoffe poreuse
<EMI ID=56.1> <EMI ID=57.1>
d'un copolymère acrylate/vinylpyrrolidone.
Comme l'illustre la figure 3, l'étoffe de base 26 est revêtue sur ses deux faces et imprégnée de matières réfractaires 21 contenues dans un ciment réfractaire
<EMI ID=58.1>
l'une des différentes compositions ci-après.
EXEMPLE 1
Ciment réfractaire résistant aux hautes températures
parties en poids
<EMI ID=59.1>
EXEMPLE 2
<EMI ID=60.1>
<EMI ID=61.1>
EXEMPLE 3 Ciment réfractaire résistant aux hautes températures
Partie* en poids
<EMI ID=62.1>
<EMI ID=63.1>
<EMI ID=64.1>
EXEMPLE 5
<EMI ID=65.1>
<EMI ID=66.1>
EXEMPT 6
Ciment réfractaire résistant aux hautes températures
<EMI ID=67.1>
<EMI ID=68.1>
L'étoffe de base 26 telle qu'elle est représentée à titre d'exemple par les figures 3 et 4 est revêtue des deux côtés et imprégnée d'un revêtement ou ciment réfractaire 21 préparé selon les exemples ci-dessus, à raison d'environ
<EMI ID=69.1>
du poids total de l'étoffé de base imprégnée.
On applique alors par dessus le revêtement réfractaire d'imprégnation un revêtement polymère résistant à la flamme,
<EMI ID=70.1>
améliorer les qualités d'abrasion de la surface de l'étoffe et pour emprisonner et corfiner toutes matières réfractaires
<EMI ID=71.1>
l'étire dans le processus 41 enveloppement de fils et/ou <EMI ID=72.1>
<EMI ID=73.1>
flamme aux deux surfaces du revêtement réfractaire ou, facultativement, à une seule surface,, particulièrement
<EMI ID=74.1>
l'autre surface du revêtement réfractaire.
Le polymère utilisé dans le revêtement ne doit pas
<EMI ID=75.1>
<EMI ID=76.1>
des températures de 954[deg.]C et au-dessus, bien qu'il puisse
se décomposer à ces températures élevées. La résine de polychlorure de vinyle est le polymère préférentiel utilisé dans le revêtement polymère. Il s'agit d'un mélange d'ingrédients choisis qui sont des plastifiants, stabilisants
et modificateurs, résines en dispersion et oxydes. On réunit plusieurs constituants aux résines polyvinyliques pour assurer les propriétés voulues de résistance aux hautes températures et de flexibilité. Le revêtement polymère
<EMI ID=77.1>
<EMI ID=78.1>
<EMI ID=79.1>
<EMI ID=80.1>
payées en poids
<EMI ID=81.1>
La structure du tricot de base de fibres de verre 26 est prévue pour être assez grossière pour que l'épaisseur maximale du tricot, en un point où les fils se croisent,
<EMI ID=82.1>
l'étoffe dans les zones d'épaisseur minimale. La structure prévoit en outre des interstices 22 de grandeur suffisante
<EMI ID=83.1> <EMI ID=84.1>
enrobée dans les interstices de l'étoffe soit suffisante
<EMI ID=85.1>
<EMI ID=86.1>
On fend alors l'étoffe imprégnée 20 en largeurs de ruban désirées permettant d'envelopper des fils et/ou câblée.
<EMI ID=87.1>
câbles on applique de préférence un adhésif polymère résistant à la flamme A la surface intérieure du ruban pour l'empêcher de s'effilocher ou de glisser en quittant sa
<EMI ID=88.1>
<EMI ID=89.1>
fabrication. On peut l'appliquer directement à l'une des surfaces du revêtement réfractaires ou, lorsque le revêtement polymère a été appliqué aux deux surfaces du revêtement réfractaire, à l'une des surfaces du revêtement polymère.
<EMI ID=90.1>
guration A chevauchement de 50 %, de façon similaire A ce qui est décrit plus haut pour le cas où l'adhésif est appliqué pendant le processus d'enveloppement. L'adhésif pour ruban résistant à la flamme peut avoir les différentes compositions suivante*.
<EMI ID=91.1>
<EMI ID=92.1>
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EXEMPLE 8
Adhésif d'enveloppement résistant à la flamme
Parties en poids
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<EMI ID=95.1>
<EMI ID=96.1>
Parties en poids
<EMI ID=97.1>
<EMI ID=98.1>
Parties en poids
<EMI ID=99.1>
Dans la pratique, on forme un fil ou câble isolé de
<EMI ID=100.1>
de base imprégnée de réfractaire, 26, pour former un ruban isolant.
Le revêtement d'imprégnation de matière réfractaire remplit les interstices de l'étoffe de base préférentielle qui est formée d'un tricot de fibres de verre et est liée à la surface des fils de fibres de verre en formant un revêtement discontinu qui permet au fil de fibres de verre
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propriétés initiales de flexion à l'état non revêtu. En outre, la résine d'acrylate molle qui est le principal ingrédient de l'épaississant "Collacral" utilisé dans le ciment réfractaire de revêtement sert de lubrifiant interne en revêtant et en mettant en suspension les très fines particules d'alumine, de silice etc... qui forment le
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ramollit et modifie les caractéristiques de liaison, par ailleurs très dures, du ciment réfractaire, de sorte que l'on obtient une liaison plus flexible à l'étoffe de fibres de verre servant de substrat.
Le revêtement polymère porté par l'étoffe de base imprégnée de matière réfractaire agit de manière à améliorer
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enfermer et à confiner toute matière réfractaire risquant autrement de se détacher ou de tomber en poussière pendant le processus d'enroulement du fil et/ou du câble. Pour former un ruban d'isolation de fils et de câbles, on fend ce tricot revêtu et imprégné à la largeur de ruban désirée.
L'adhésif appliqué à la surface intérieure du ruban
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qu'on l'enroule autour du conducteur, formant un collage qui empêche l'isolant de glisser lorsqu'on coupe le fil ou le câble ou lorsqu'il est soumis à une abrasion super-
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<EMI ID=106.1> chaleur intense d'une flamme, le revêtement polymère résis-
<EMI ID=107.1>
décompose sans s'enflammer. Si l'exposition à la chaleur et/ou à la flamme se poursuit* l'alumine et la silice et les autres oxydes contenus dans le revêtement réfractaire se fondent à la surface de l'étoffe de fibres de verre de
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environ 732[deg.]C), formant une structure d'étoffe qui résiste
<EMI ID=110.1>
ce qui permet au substrat de fibres de verre de résister
à une chaleur intense et à des températures très supérieures à son point de fusion normal (les alumines, silices et autres oxydes minéraux contenus dans le ciment réfractaire ont des températures de service continu de 1 260*C avec
des pointa de fusion supérieurs à 1 816[deg.]C).
Une petite partie seulement des résidus totaux d'oxyde réfractaire se fondent dans la surface de l'étoffe de fibres de verre. Les résidus d'oxyde restants (c'est-à-dire
<EMI ID=111.1>
et dans les interstices 22 du substrat de fibres de verre,. formant une structure composite résistant aux hautes températures, ayant un excellent pouvoir de réflexion de
la chaleur, une excellente résistance à l'abrasion par la flamme et au choc thermique, une excellente efficacité d'isolation et une excellente rigidité diélectrique. Les résidus d'oxydes réfractaires forment en outre un revêtement protecteur pour le fil métallique et/ou les câbles, assurant une protection supplémentaire contre la chaleur et des propriétés diélectriques. En outre, l'alumine" la silice
et les autres oxydés se rassemblent dans les interstices
de l'étoffe de fibres de verre de base et les remplissent, formant avec l'étoffe de fibres de verre fondue une surface à grande réflexion de la chaleur.
On voit donc que l'invention fournit une structure perfectionnée de fil et/ou câble électriques isolés <EMI ID=112.1>
de transmettre l'énergie électrique cane interruption tout en étant soumise à la chaleur d'un feu ou similaire.
REVENDICATIONS
1.- Ruban électriquement isolant, réfractaire, flexible,
<EMI ID=113.1> <EMI ID=114.1>
(b) un revêtement réfractaire comprenant des matières réfractaires et un liant, ledit revêtement étant formé à la surface et dans les interstices de l'étoffe, lesdites matières réfractaires étant capables de se fondre à l'étoffe poreuse de base à température élevée.
The invention relates to wire and / or
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in particular, an improved structure of insulated wire and / or cable capable of operating normally while being subjected to temperatures reaching 954 ° C for one hour.
The need arises for a structure of insulated electric wire and / or cable which can resist for a prolonged period
<EMI ID = 2.1>
<EMI ID = 3.1>
by electrical short circuits.
Ceramics and / or glass fibers are already used to make electrical cables. In addition, coated fabrics and ceramic structures are made with a combination of glass fiber and metal oxide fabrics *.
US Pat. No. 2,587,916 describes a heat detector cable formed of a pair of electric wires separated by a glass composition containing barium oxide and / or boron oxide, which is non-conductive at normal temperature, but conductive at high temperature. In one embodiment, the glass is in the form of a fabric, in which finely divided refractory materials are distributed, so as to increase the ability to support
high temperatures. The glass fiber ribbon containing barium oxide and / or boron oxide does not isolate the wires at high temperature but on the contrary provides a conductive path enabling the detection of high
<EMI ID = 4.1>
<EMI ID = 5.1>
in which the conductors are wrapped helically
<EMI ID = 6.1>
made of flame-resistant synthetic rubber and an extruded polyvinyl chloride (PVC) sheath or similar material covering the assembled cable.
<EMI ID = 7.1> <EMI ID = 8.1>
<EMI ID = 9.1>
lates and hydroxyacrylates or hydroxymethacrylates. Glass cloth is one of the most useful doublings for this ribbon.
US Patent 3,013,902 describes fabrics coated with "colloidal alumina and bearing a final coating of
<EMI ID = 10.1>
glass fibers are included in the list of materials that can form the fabric substrate. These textile products
<EMI ID = 11.1>
for these fabrics in electrical ribbons, threads or targets *
US Patent 3,095,336 describes the preparation of ceramic products laminated with glass fabric by a
<EMI ID = 12.1>
mixture comprising a thermosetting resin and a
<EMI ID = 13.1>
gasify the resin, then heat to a high temperature to melt; the glass cloth and the ceramic filler,
<EMI ID = 14.1>
rigid with great mechanical resistance * No use in electrical tapes, wires or targets is described,
nor suggested.
Plastic compositions (mainly vinyl) and various elastomeric compositions are widely used as insulation and sheaths for fila and electric cables. When exposed to fire, the temperature of the ignition flame being 371 [deg.] C or higher, the; vinyl compositions and practically all other elastomers constitute a fuel which spread the fire and burned giving off toxic smoke.
The danger associated with Fire * of electrical origin reaching the insulation and the sheath of wires and targets is recognized by the industry and various efforts have been made to improve the qualities of these products * Thus, retardant electrical insulations have been manufactured *! fiber combustion. asbestos, which are widely used to form
part of the insulation and coating in the construction of fire resistant electrical wires and cables. However,
it is now known that asbestos fibers are carcinogenic and efforts are being made to eliminate their use.
To try to meet better smoke and fire resistance standards for electric wires or cables in demanding applications such as marine
(ships and submarines), mining installations, oil drilling derricks, nuclear power plants etc ..., we normally prescribe installations in pipes resistant to explosion and fire. For this, a steel tube must be installed in which the electric wires or cables are placed. A fire-resistant composition is pressurized through the tube to isolate
<EMI ID = 15.1>
vinyl. This type of installation greatly limits the self-propagation and smoke generation effects of electric fires. However, it is expensive and, while reducing
<EMI ID = 16.1>
steel pipe, it has the effect of confining the heat
<EMI ID = 17.1>
and creating an electrical short circuit and, as a result, loss of power.
It is taking into account the above considerations that the improved structure of insulated electrical wire and / or cable according to the invention has been developed, in order to provide an electric wire and / or cable iaoléa, which resist
<EMI ID = 18.1>
expected electrical charge standards when exposed to fire or other sources of extreme heat.
To this end, the invention provides a refractory electrical insulating tape, flexible, heat resistant, comprising a basic porous fabric, a refractory lining formed of refractory materials and a binder and <EMI ID = 19.1>
<EMI ID = 20.1>
basic porous at high temperatures. When this insulating tape is wrapped around an electrical conductor, one obtains a structure of insulated wire or cable resistant to high temperatures and to flame. A subject of the invention is also a method of forming an insulated electrical conductor resistant to flame and heat, which consists in applying to a basic porous fabric a
<EMI ID = 21.1>
<EMI ID = 22.1>
electrical base fabric coated with refractory and adhesive.
The objects of the invention, which will appear below, are achieved by means of a flexible, resistant refractory tape.
<EMI ID = 23.1>
that, in order to form an insulated electric wire and / or cable, a conductor, preferably made of copper, is wrapped in this ribbon.
To form this resistant flexible refractory tape
<EMI ID = 24.1>
take a porous, heat-resistant base fabric, preferably a fiberglass knit, and cover it
and impregnated with refractory materials resistant to
<EMI ID = 25.1>
zirconia, using a binder such as a mixture of acrylic latex and colloidal silica or an acrylic latex only. We can mix the refractory material
to the binder so that the refractory materials are uniformly dispersed throughout the binder and apply
<EMI ID = 26.1>
the refractory lining. We bond this refractory lining,
<EMI ID = 27.1>
surface as well as at the interstices of the pore fabric = @
<EMI ID = 28.1>
hide the base fabric, it is preferably coated on both sides with a polymeric retardant coating
<EMI ID = 29.1>
desired widths to form the tape resistant to high temperatures.
Preferably, the ribbon is wrapped around the wire or cable, overlapping a previous turn of ribbon by 50%, so as to create a double layer of insulation for each turn of ribbon. We can wind a second tape over the first, in the same way, to obtain a second double layer of insulation, a total of four layers of insulation wrapped around the conductor. In cables which contain two or more separate conductors, a double layer of insulation is preferably wound on each conductor separately, then all the conductors are wrapped separately to form the desired electrical cable and they are wrapped together, in a bundle, of insulating tape for high temperatures, as described above, so as to form a double layer
<EMI ID = 30.1>
In the presence of extreme temperatures, the binder containing the refractory materials decomposes, which makes
that the refractory materials blend into the softened surface of the base fiberglass knit, allowing it to withstand intense heat and temperatures
well above the normal melting point of the glass fiber cloth. The structure obtained has ceramic qualities, it does not soften, does not melt, does not flow
<EMI ID = 31.1>
A peculiarity of the invention lies in the fact that the refractory materials are bonded in the interstices as well as on the surface of the base fabric, so
that this cardizes a significant part of its flexibility and
of its extensibility. 1
The specific details of the best contemplated embodiment of the invention, as well as the method and the manner
to implement it will be indicated, in particular, in <EMI ID = 32.1>
<EMI ID = 33.1> Figure 1 is an enlarged perspective view, partly in section, of a segment of insulated flame resistant electrical cable, manufactured according to the invention, showing two conductors of copper wire insulated separately and wrapped together Figure 2 is an enlarged perspective view, partly in section, of a segment of a flame-resistant electrical cable structure, comprising a conductor with several strands, provided with a double-wrapped external insulator Figure 3 is an enlarged section of the insulation made with a basic knitted fabric, showing the application of the coating of refractory materials on the two surfaces of the knitted fabric as well as in the interstices thereof. FIG. 4 is an enlarged perspective view of the basic knitting structure, showing the application of <EMI ID = 34.1>
the interstices of knitting.
We will now consider more particularly the drawings, in which the same references designate similar parts everywhere.
The flame resistant insulated electrical cable 10, shown in Figure 1, is darkened by two copper conductors 11, wrapped separately in high temperature resistant electrical tape 12 and tied together under
<EMI ID = 35.1>
additional 13 insulating tape resistant to high temperatures. In both cases, the tape is wound so as to overlap the previous turn by 50%, which gives a double layer of insulation for each turn of tape. Immediately before winding, apply with tape
<EMI ID = 36.1>
or any lifting of the insulation when cutting the cable.
Alternatively, you can apply before
<EMI ID = 37.1>
are therefore possible. In one of these .. we
<EMI ID = 38.1>
containing the polymer coating. In another, after having applied the refractory coating to both sides of the basic porous fabric, the polymeric coating is applied to one of the surfaces of the refractory coating and the adhesive is applied to the other. The choice here depends on the overall economy of the final electrical cable and the practical characteristics that the user finds most desirable in the high temperature resistant insulating tape.
<EMI ID = 39.1>
15, shown by way of example in FIG. 2, comprises a central copper conductor with several strands 16, wrapped with an inner layer of insulating tape 17 and an outer layer of insulating tape 18. In the two
<EMI ID = 40.1>
so that it overlaps the previous turn by 50%, thus forming a double layer of insulation for each turn of tape.
The flame-resistant fabric structure 20 (from which the insulating tape 12 is formed), as shown by way of example in Figure 3, is formed from a knitted glass fiber of base 26, comprising knitted threads 24 and filling threads 25.
* Satisfactory results are obtained using knitted yarns 24 formed of DE type glass fibers
<EMI ID = 41.1>
The basic glass fiber knit 26 used in the embodiment; preferential fabric structure
<EMI ID = 42.1>
for example of the type; Rachel machines manufactured by <EMI ID = 43.1>
International, U.S.A. and Kidde Textile Machine Company,
<EMI ID = 44.1> <EMI ID = 45.1>
<EMI ID = 46.1> <EMI ID = 47.1> frame insertion, <EMI ID = 48.1>
- first knitted yarn cable point bar, 7.9 points per centimeter of knit width (glass fiber yarn 'DE-105-1 / 0-), <EMI ID = 49.1> 9.4 stitches or range per centimeter knit length (yarn fibers
<EMI ID = 50.1>
In a manner known to those skilled in the art, the basic knit of glass fibers 26 is preferably formed entirely
of glass fiber yarns, but it may also include other kinds of knitted yarns 24 resistant to heat or else the weft insertion yarn 25 may be formed only of glass fibers. Substrate or porous fabric
base may also be a glass fiber cloth or a porous non-woven glass fiber mat.
Here, "fabrics" are materials which are woven, knitted, felted, melted, "non-woven or otherwise made from fibers. Since the base fabric must be porous, the texture of the fabric must have an open character, so as to allow the refractory lining to permeate the surface of the fabric
and at least partially filling some, if not all, of the interstices of the porous fabric.
The refractory coating applied to both sides of the basic porous fabric and permeating the interstices
of this includes resistant refractory materials:
<EMI ID = 51.1> oi. The refractory materials @ can be any usual refractory materials in finely form
divided to blend with basic porous fabric
<EMI ID = 52.1>
<EMI ID = 53.1>
aluminum, calcium, chromium, magnesium, silicon? titanium, zirconium etc ..., for example
aluminum, calcium, magnesium, silicon, titanium and zirconium oxides, aluminum, calcium and magnesium silicates, silicon and zirconium carbides, etc. Alumina, zirconia , calcium silicate and silica are preferable, alone or as a mixture.
<EMI ID = 54.1>
refractory to basic porous fabric. Although the binder decomposes at extremely high temperatures, for example above 954 [deg.] C, it must be without forming a flame. At these temperatures, the refractory materials melt on the surface of the porous fabric, forming
a ceramic structure resistant to high temperatures, having insulating properties. Useful binders include acrylic latex resins, alone or in admixture with colloidal silica.
The examples below describe several refractory coatings, called in these examples' refractory cementa-
<EMI ID = 55.1>
refractory "are here synonymous. In addition, in these same examples, the constituent of the binder is called -binder-. The -binder- can comprise one or two constituent of binder.
In addition to the binder and the refractory materials, the refractory lining can optionally contain and preferably contains a thickener: The role of the thickener is to increase the consistency and the viscosity
of the refractory lining, so as to simplify the process of applying the coating to the porous fabric
<EMI ID = 56.1> <EMI ID = 57.1>
of an acrylate / vinylpyrrolidone copolymer.
As illustrated in FIG. 3, the base fabric 26 is coated on both sides and impregnated with refractory materials 21 contained in refractory cement
<EMI ID = 58.1>
one of the different compositions below.
EXAMPLE 1
Refractory cement resistant to high temperatures
parts by weight
<EMI ID = 59.1>
EXAMPLE 2
<EMI ID = 60.1>
<EMI ID = 61.1>
EXAMPLE 3 Refractory cement resistant to high temperatures
Part * by weight
<EMI ID = 62.1>
<EMI ID = 63.1>
<EMI ID = 64.1>
EXAMPLE 5
<EMI ID = 65.1>
<EMI ID = 66.1>
EXEMPT 6
Refractory cement resistant to high temperatures
<EMI ID = 67.1>
<EMI ID = 68.1>
The base fabric 26 as shown by way of example in FIGS. 3 and 4 is coated on both sides and impregnated with a coating or refractory cement 21 prepared according to the examples above, at a rate of about
<EMI ID = 69.1>
of the total weight of the impregnated base fabric.
A refractory polymeric coating is then applied over the refractory impregnation coating,
<EMI ID = 70.1>
improve the abrasion qualities of the surface of the fabric and to trap and refine all refractory materials
<EMI ID = 71.1>
stretches it in process 41 wire wrapping and / or <EMI ID = 72.1>
<EMI ID = 73.1>
flame at both surfaces of the refractory lining or, optionally, at one surface, particularly
<EMI ID = 74.1>
the other surface of the refractory lining.
The polymer used in the coating must not
<EMI ID = 75.1>
<EMI ID = 76.1>
temperatures of 954 [deg.] C and above, although it may
decompose at these high temperatures. Polyvinyl chloride resin is the preferred polymer used in the polymer coating. It is a mixture of selected ingredients which are plasticizers, stabilizers
and modifiers, dispersion resins and oxides. Several constituents are combined with polyvinyl resins to ensure the desired properties of resistance to high temperatures and flexibility. The polymer coating
<EMI ID = 77.1>
<EMI ID = 78.1>
<EMI ID = 79.1>
<EMI ID = 80.1>
paid by weight
<EMI ID = 81.1>
The structure of the basic knitting of glass fibers 26 is intended to be coarse enough so that the maximum thickness of the knitting, at a point where the threads cross,
<EMI ID = 82.1>
the fabric in areas of minimum thickness. The structure also provides interstices 22 of sufficient size
<EMI ID = 83.1> <EMI ID = 84.1>
coated in the interstices of the fabric is sufficient
<EMI ID = 85.1>
<EMI ID = 86.1>
The impregnated fabric 20 is then split into the desired widths of tape making it possible to wrap threads and / or cables.
<EMI ID = 87.1>
cables a flame resistant polymer adhesive is preferably applied to the inner surface of the tape to prevent it from fraying or slipping out of its
<EMI ID = 88.1>
<EMI ID = 89.1>
manufacturing. It can be applied directly to one of the surfaces of the refractory coating or, when the polymeric coating has been applied to both surfaces of the refractory coating, to one of the surfaces of the polymeric coating.
<EMI ID = 90.1>
guration 50% overlap, similar to what is described above for the case of the adhesive being applied during the wrapping process. The flame resistant tape adhesive can have the following different compositions *.
<EMI ID = 91.1>
<EMI ID = 92.1>
<EMI ID = 93.1>
EXAMPLE 8
Flame Resistant Wrap Adhesive
Parts by weight
<EMI ID = 94.1>
<EMI ID = 95.1>
<EMI ID = 96.1>
Parts by weight
<EMI ID = 97.1>
<EMI ID = 98.1>
Parts by weight
<EMI ID = 99.1>
In practice, a wire or cable insulated from
<EMI ID = 100.1>
base impregnated with refractory, 26, to form an insulating tape.
The refractory impregnation coating fills the interstices of the preferred base fabric which is formed from a glass fiber knit and is bonded to the surface of the glass fiber yarns by forming a discontinuous coating which allows the yarn glass fiber
<EMI ID = 101.1>
initial flexural properties in the uncoated state. In addition, the soft acrylate resin which is the main ingredient of the "Collacral" thickener used in the refractory lining cement serves as an internal lubricant by coating and suspending the very fine particles of alumina, silica etc. ... which form the
<EMI ID = 102.1>
softens and modifies the otherwise very hard bonding characteristics of the refractory cement, so that a more flexible bond is obtained with the fiberglass fabric serving as the substrate.
The polymer coating carried by the base fabric impregnated with refractory material acts to improve
<EMI ID = 103.1>
enclose and confine any refractory material that could otherwise come off or fall into dust during the wire and / or cable winding process. To form an insulation tape for wires and cables, this coated and impregnated knitted fabric is split to the desired width of ribbon.
The adhesive applied to the inner surface of the tape
<EMI ID = 104.1>
that it is wrapped around the conductor, forming a bond which prevents the insulation from slipping when cutting the wire or cable or when it is subjected to super abrasion.
<EMI ID = 105.1>
<EMI ID = 106.1> intense heat of a flame, the polymer coating resists
<EMI ID = 107.1>
breaks down without igniting. If exposure to heat and / or flame continues * the alumina and silica and other oxides contained in the refractory lining will melt on the surface of the glass fiber fabric.
<EMI ID = 108.1>
<EMI ID = 109.1>
about 732 [deg.] C), forming a fabric structure that resists
<EMI ID = 110.1>
allowing the glass fiber substrate to resist
at intense heat and at temperatures far above its normal melting point (aluminas, silicas and other mineral oxides contained in refractory cement have continuous service temperatures of 1,260 ° C with
melting points higher than 1,816 [deg.] C).
Only a small part of the total refractory oxide residues melt in the surface of the glass fiber fabric. The remaining oxide residues (i.e.
<EMI ID = 111.1>
and in the interstices 22 of the glass fiber substrate ,. forming a composite structure resistant to high temperatures, having an excellent reflection power of
heat, excellent resistance to abrasion by flame and thermal shock, excellent insulation efficiency and excellent dielectric strength. Residues of refractory oxides also form a protective coating for metal wire and / or cables, providing additional protection against heat and dielectric properties. In addition, alumina "silica
and the other oxidized collect in the interstices
of the basic glass fiber cloth and fill them, forming with the molten glass fiber cloth a surface with great heat reflection.
It can therefore be seen that the invention provides an improved structure of insulated electrical wire and / or cable <EMI ID = 112.1>
to transmit electrical energy cane interruption while being subjected to the heat of a fire or the like.
CLAIMS
1.- Electrically insulating, refractory, flexible tape
<EMI ID = 113.1> <EMI ID = 114.1>
(b) a refractory coating comprising refractory materials and a binder, said coating being formed on the surface and in the interstices of the fabric, said refractory materials being capable of melting with the basic porous fabric at elevated temperature.