CH268295A - Process for producing a flexible insulating material and insulating material obtained by this process. - Google Patents

Process for producing a flexible insulating material and insulating material obtained by this process.

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CH268295A
CH268295A CH268295DA CH268295A CH 268295 A CH268295 A CH 268295A CH 268295D A CH268295D A CH 268295DA CH 268295 A CH268295 A CH 268295A
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mica
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Corporation Westingho Electric
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Westinghouse Electric Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/04Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances mica

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Description

  

  Verfahren zur Herstellung eines biegsamen Isoliermaterials und     naeh    diesem Verfahren  erhaltenes Isoliermaterial.    Die vorliegende Erfindung bezieht sieh     auf     kn  ein Verfahren zur Herstellung eines     bieg-          sainen    Isoliermaterials aus     Glimmerblätteben     und einem Bindemittel und auf das nach  diesem Verfahren erhaltene Isoliermaterial.  



  In der elektrischen Industrie besteht die  Nachfrage nach einem aus     Glimmerblättehen     und einem     hiegsainen,    nicht starr erhärtenden  Bindemittel zusammengesetzten Isoliermate  rial,     welehes    während des     Lagerns    beim<B>Al-</B>  tern und später im Gebrauch praktisch  dauernd     bie-Sam    bleibt und nicht spröde wird.

    Ein biegsames Isoliermaterial ist besonders  für Hüllen     und    Bänder     erwünselit.        Ausserdeni          "erinag    ein mit einem dauernd biegsamen       Bindernittel    zusammengehaltenes     Glimmer-          inaterial,    welches auf Gegenstände aufgetra  gen worden ist, Stösse wirksamer abzufangen  als eine starre Isolation und infolgedessen  physikalischen     Beanspruehungen    besser stand  zuhalten.

   Ausserdem können mit biegsamen       Cliininerisolierungen    (las     Rissigwerden,    das       Welligwerden,        das    Zusammenschrumpfen und  andere unerwünschte Erscheinungen, die ge  wissen starren     Glimmerisolierungen        eig-en    sind,       ZD     vermieden werden.  



  <B>Das</B> erfindungsgemässe Verfahren ist     da-          dureli        #,-ekeiiii7eiehiiet        dass    man     Fiehtenteer          C-   <B>5</B>  zur Vertreibung von Ölen und andern     flüeh-          tigen    Bestandteilen so lange erhitzt, bis eine  Viskosität von<B>10</B> bis<B>100</B>     Poisen    erreicht ist         und    den hitzebehandelten     Fiehtenteer    als  Bindemittel auf     Glimmerblättehen    aufbringt.  



  Dem besseren Verständnis der Erfindung  dient die folgende ausführliche Beschreibung  einiger bevorzugter Ausführungsformen der  Erfindung, die als Beispiele in der beiliegen  den Zeichnung dargestellt sind.  



       Fig.   <B>1</B> stellt einen vergrösserten, vertikalen  Querschnitt durch eine     Glimmerisolation    dar;       Fig.    2 stellt einen vergrösserten, vertikalen  Querschnitt durch eine Modifikation der     Glim-          merisolation    dar;       Fig.   <B>3</B> stellt einen vergrösserten, vertikalen  Querschnitt durch eine andere Modifikation  der     Glimmerisolation    dar, und       Fig.    4 ist eine     perspektiviselie    Darstellung  eines     Nutenfutters.     



  Die Erfindung beruht auf der     Beobaeh-          tung,        dass    es möglich ist, eine praktisch  dauernd     bie,-same        Glimmerisolation    durch  Binden von     Glimmerblättehen    mittels hitze  behandeltem     Fiehtenteer        zu    erhalten. Die  Herstellung des     Fiehtenteers    als solchem er  folgt durch     Troekendestillation    von Fichten  holz, wobei ein Gemisch von verschiedenen       flüehtigen    Materialien aus dem Holz     abdestil-          liert    wird.

   Bei der     darauffolgenden        Fraktio-          nierung    des     Genüsehes    ist Fichtenteer das  letzte     flüehti,-e    Material, welches abgegeben  wird.

   Der     Fiehtenteer    destilliert bei Tempera  turen im Bereich von 200 bis 400'<B>C</B> ab,<B>je</B>  nach dein besonderen angewendeten Verfall-           ren.    Das spezifische Gewicht des Fichtenteers  schwankt beispielsweise zwischen<B>1,03</B> und<B>1,07.</B>  Das Produkt kann als     Rohfichtenteer    bezeich  net werden, da es aus einem veränderlichen  Gemisch von     charakteristisehem        Gerucli    be  steht, welches aus     teerigen    Bestandteilen,  Leichtölen und andern flüchtigen Bestand  teilen zusammengesetzt ist.

   Der im Handel  erhältliche rohe     Fiehtenteer    ist als     Glimmer-          bindemittel    völlig ungeeignet. Die     Glimmer-          blättehen    werden durch dieses nicht zusam  mengeklebt. Mit rohem Fichtenteer behandelte       Glimmerblättehen   <B>f</B>allen auseinander. Wegen  anderer. Eigenschaften, beispielsweise wegen  seiner veränderlichen Zusammensetzung     und     seiner veränderlichen elektrischen Eigenschaf  ten, ist roher Fichtenteer für diesen Verwen  dungszweck ungeeignet.  



  Es -wurde festgestellt,     dass    bei einer Hitze  behandlung des rohen Fichtenteers bei einer  Temperatur von etwa<B>2251 C,</B>     bevorzugter-          weise    des Bereiches von 200 bis<B>250'</B>     C,    wäh  rend<B>3</B> bis<B>8</B> Stunden, öle und andere flüch  tige Bestandteile in einer etwa einem Drittel  seines Gewichtes entsprechenden Menge ent  weichen, wobei ein Körper     zurüÜ:bleibt,    der  die neue Lind überraschende charakteristische  Eigenschaft eines ausgezeichneten Haftvermö  gens gegenüber     Glimmerblättehen    aufweist.  Eine Hitzebehandlung bei erheblich höheren  Temperaturen, wie z.

   B. bei     300'   <B>C,</B>     lässt    den  Fichtenteer jedoch infolge thermischer Zer  setzung für diesen     Verwendungszweek    unge  eignet werden. Die Hitzebehandlung zwischen  200 und<B>2501 C</B> bewirkt eine völlige Umkeh  rung der Eigenschaften des     Fiehtenteers,    so  weit diese die Bindefähigkeit gegenüber Glim  mer und die elektrische Isolation betreffen.  Ausserdem wird durch diese Hitzebehandlung  die Beständigkeit des Fichtenteers stark er  höht, so     dass    dieser beim Altern weder einem  Zerfall noch einer Erhärtung unterworfen  ist und praktisch dauernd biegsam bleibt.

    Ferner ist der hitzebehandelte     Fiehtenteer    in  Ölen, beispielsweise in     Transformatorenöl,     nicht mehr löslich. Im folgenden bezeichnet  der Ausdruck  hitzebehandelter Fichtenteer   das Produkt., welches aus rohem Fichtenteer    erhalten wird, wenn dieser zwecks     Austreibens     der öle und anderer     flüehtiger    Bestandteile  so lange, erhitzt wird, bis eine Viskosität von  <B>10</B> bis<B>100</B>     Poisen    erreicht wird. Die Hitze  behandlung kann bei der oben angegebenen  Temperatur in offener Atmosphäre     durellge-          führt    werden.

   Werden     versehlosseile,    mit einer  Vakuumpumpe verbundene Gefässe verwendet,  so entsteht das gleiche     Prodakt    bei tieferen  Temperaturen oder in kürzerer Zeit.  



  Es wird beispielsweise ein     mittelsehwerer          Retorten-Piehtenteer    während<B>6</B> Stunden bei  <B>225' C</B> hitzebehandelt. In dieser Zeit entwei  chen<B>Öle</B> und andere     flüehtiye    Bestandteile in  einer Menge von etwa<B>ö5</B>     11/o    seines Gewichtes.  Die Viskosität des hitzebehandelten Fichten  teers liegt im Bereich von 40 bis<B>70</B>     Poisen.     Bei der praktischen Anwendung der Erfin  dung kann ein hitzebehandeltes Produkt ver  wendet werden, welches eine im. Bereich von  <B>10</B> bis<B>100</B>     Poisen    liegende Viskosität aufweist.  



  Schwerer     Retorten-Fiehtenteer    erfordert  beispielsweise eine Hitzebehandlung von etwa  4 Stunden bei     225'C,    um ein als     Glimmer-          bindemittel    geeignetes Produkt zu bilden, wo  bei weniger als     3011/G        flüeht.i'-e    Bestandteile  <B>M</B>  entweichen. Leichter     Retorten-Fiehtenteer    ent  hält mehr flüchtige Bestandteile und erfor  dert die längste     Ilitzebehandlang.     



  Der hitzebehandelte     Fiehtenteer    wird  zwecks Herstellung einer,<B>je</B> nach den Erfor  dernissen,<B>15-</B> bis 50prozentigen Lösung in  einem     flüehtixyen        Lösun-smittel        -elöst.    Eine       '05prozentige    Lösung von hitzebehandeltem  Fichtenteer in     Äthylalkohol        lässt    sieh mit sehr  guten Resultaten zur     Behandlun-    von     Glim-          merblättellen    verwenden.

   Andere geeignete  Lösungsmittel sind Aceton,     Toluol    und     Xviol.     Es können auch     Lösungsmittelgemisehe    ver  wendet werden. Für die Behandlung von  auf einer Papier- oder     Stoffunterlagle        aLif-.-e-          tragenen        Glimmerblättehen    haben sieh Lösun  gen eines Gehaltes von 40 bis     501/o    an hitze  behandeltem     Fiehtenteer    als     günsti,-    erwiesen,  da diese Lösungen den Stoff oder das Papier  wirksam imprägnieren,

   wobei die Poren der  selben besser mit hitzebehandeltem Fichten-      teer     ausgef        ällt    werden, als bei Verwendung       eD          verdünnterer        Lösuntz-en.     



  Für die Herstellung eines nur ans     Glim-          inerblättelien        und        hitzebehandelteni        Fichten-          teer-Klebenjittel    bestehenden Blattes hat sieh  das     fol-ende    Verfahren als     zweel#inässi--    erwie  sen.

   Mittels einer Apparatur, die allgemein  verwendet wird und den Fachleuten wohl be  kannt ist, werden     Glimmerblättehen    aus     er-          liöllter    Lage     auf    ein bewegtes Band aufgetra  gen, wobei die     Glinimerblättehen    gleichmässig  über dem<U>bewegten</U> Band zerstreut werden,       urn    eine     'Sehieht    von etwa<B>0,25</B> mm     Dieke    her  zustellen.

   Die     Glinmierblättehen    werden aus  einem Behälter mit einer 35prozentigen     Lö-          sun-    von hitzebehandeltem     Fielitenteer    in  berieselt.<B>Es</B> werden auf diese  Weise etwa<B>15</B>     Gewiehtsteile    des hitzebehan  delten     Fiebtenteers    auf<B>85</B>     Gewiehtsteile        Clim-          inerblättehen        auf-etra-en.    Das Isoliermaterial  wird hierauf in einen Ofen geleitet und wäh  rend     eini--en    Minuten bei einer Temperatur  <B>M</B>  von etwa<B>100' C</B> erhitzt,

   -um den     Äthylalkohol.     zu entfernen. Zwei Lagen des getrockneten       Gliinnierisoliermaterials    werden     übereinander-          gelegt,    worauf das     Sehiehtgebilde    beidseitig  mit einer einzigen Lage trockener, nicht     be-          liandelter        Glimmerblättehen    versehen wird,  um (las Kleben     züi    verhindern.

   Das     Schicht-          gebil(le    wird     Lierauf    während<B>10</B> Minuten in  einer auf 140'<B>C</B> erhitzten Presse bei einem  Druck von etwa<B>0,35</B>     k-Jem#        -epresst.    Es     ent-          e     steht ein<B>0,5</B> mm     diekes    Blatt aus     Glimmer-          isoliermaterial    und Bindemittel. Das Blatt ist,  äusserst biegsam, wird jedoch durch den hitze  behandelten     Fiehtenteer    fest zusammengehal  ten.

   Man     muss    mit     den    Fingern einen     be-          trüAtliehen    Druck ausüben, um in diesem  Blatt eine Verschiebung der     Gliinmerblättehen          m"e(yelleiiian(#ier        zu    bewirken.

       Fio-.   <B>1</B> der     Zeieh-          I    n       nung-    stellt einen vergrösserten, vertikalen  Querschnitt durch, ein     auf    diese Weise     her-          crestelltes        Glimnierisolierblatt   <B>10</B> dar,     welehes     aus den mittels des hitzebehandelten     Fiehten-          teers    14     -ebundenen    Glimmerblättchen 12     zu-          sammen(resetzt    ist.  



  <B>M</B>  Die     foluenden    elektrischen     Ei"ensehaften     <B>C Z,</B>  wurden in der Weise bestimmt,     dass    das Blatt    Standardprüfungen unterworfen wurde:       Kurzzeitice        dielektrische     Festigkeit<B>290</B>     Kilovolt/em     Isolationswiderstand praktisch unendlich       Liehtbogenwiderstand   <B>*</B> 184 Sekunden  <B>*</B> Der     Lichtbogenwiderstand    eines Isoliermate  rials ist die Zeit in Sekunden, während welcher  zwischen auf der Oberfläche des Materials ange  brachten Kontakten ein elektrischer Lichtbogen  aufrechterhalten werden kann,

   ohne     dass    auf der  Oberfläche des Isoliermaterials ein leitender Weg  entsteht.  
EMI0003.0083     
  
    <I>Leistungsfaktor <SEP> iv <SEP> <B>1/a</B></I>
<tb>  <B>250 <SEP> C <SEP> 500 <SEP> C <SEP> 1000 <SEP> C</B>
<tb>  <B>1000</B> <SEP> Volt <SEP> <B>2,53 <SEP> 3,20</B> <SEP> 12,53
<tb>  1500 <SEP> Volt <SEP> 2,20 <SEP> <B>3,10 <SEP> 12,53</B>
<tb>  '2000 <SEP> Volt <SEP> <B>1,93 <SEP> 3,23) <SEP> 13,10</B>       Um ein     (41immerisoliermaterial.    herzustel  len, welches etwas steifer als ein durch Ver  wendung von     hit7ebehandeltem        Fiehtenteer     allein     erhältliehes    Material ist, jedoch keine       starrelsolation    bildet, können     dem,

  hitzebehan-          delten    Fichtenteer, bezogen     auf    dessen     Ge-          wieht,    bis zu<B>10</B> % eines härtenden Mittels,  z. B.     Sehellaek,        Alkydharze        und    der Rück  stand von mit einem Lösungsmittel extrahier  tem     Fiehtenholzpeeh,    zugesetzt werden.

   Bei  spiele geeigneter     Alkydharze    sind     Glyzerin-          phthalat,        Gl-        ykolmaleat        und        Pentaerythrit-,          inaleat-phthalat.    Werden etwa<B>5</B>     II/o    eines der  oben angegebenen härtenden Mittel dem hitze  behandelten     Fiehtenteer    zugesetzt, so ist das  damit hergestellte     Glimmerisoliermaterial    de     at-          lieh    steifer, jedoch immer noch völlig     bie-,

            sam.    Um die     Glimmerblättehen    zwischen den  Fingern zu einer gegenseitigen Verschiebung       züi        zwinuen,        muss    ein     DriLek    aufgewendet wer  den, der, verglichen mit dem Druck, der     er-          forderlieh    ist, -um die mittels des     hitzebehan-    i       delten        Fiehtenteers    allein gebundenen     Glim-          merblättehen    gegeneinander zu verschieben,  doppelt so gross ist.  



  Ein<B>0,5</B> mm dickes Blatt aus     Glimmer-          blättehen,    die mit einem Gemisch von<B>95</B>     Ge-   <B>5</B>       wiehtsprozent    hitzebehandeltem Fichtenteer  und<B>5</B>     1/o    des Rückstandes von mit einem     Lb-          sungsmittel    extrahiertem     Fiehtenholzpech    ge-      banden sind,

   weisen bei den Prüfungen die  folgenden Eigenschaften auf       Karzzeitige        dielektrische     Festigkeit<B>287</B>     Kilovolt/cm     Isolationswiderstand praktisch unendlich       Lichtbogenwiderstand    210 Sekunden  
EMI0004.0005     
  
    <I>Leistungsfaktor</I> <SEP> in <SEP> %
<tb>  <B>250 <SEP> C <SEP> 500 <SEP> C <SEP> 1000 <SEP> C</B>
<tb>  <B>1000</B> <SEP> Volt <SEP> <B>2,30 <SEP> 2,60 <SEP> 8,07</B>
<tb>  <B>1500</B> <SEP> Volt <SEP> <B>1,93 <SEP> 2,60 <SEP> 8,13</B>
<tb>  2000 <SEP> Volt <SEP> <B>-1,83 <SEP> 2,60 <SEP> 8,

  33</B>       Bei der Herstellung von dünnen Bändern  und     Hüllmaterialien    aus mit hitzebehandeltem  F     ichtenteer    gebundenem     Glimmerisoliermate-          rial    ist es zweckmässig, zwecks Erhöhung der       AbnützLings-    und Reibfestigkeit ein faseriges  Trägermaterial zu verwenden, insbesondere  dann, wenn ein äusserst dünnes Material einer  Dicke von etwa<B>0,1</B> mm hergestellt wird.

   Ge  eignete faserige, verstärkende     Trägerinateria-          lien    sind     Tauenpapier,        Zementsaekpapier,          Kambrik,        Glasfasergewebe,    Asbestpapier und  Asbeststoff.     Ein    biegsames     Glimmerband    wird  beispielsweise folgendermassen hergestellt:

    Die Isolation 20 in     Fig.    2 wird derart her  gestellt,     dass        0,025    mm dickes     Tauienpapier     22 mit einer<B>0,05</B> mm dichten Schicht 24 aus       Glimmerblättehen   <B>26</B> bedeckt wird, worauf die       Glimmerblättehen    mit einer 40prozentigen,  nur hitzebehandelten Fichtenteer enthaltenden  Lösung oder mit einer Lösung, die ausser dem  hitzebehandelten Fichtenteer noch eine kleine  Menge eines der oben angegebenen härtenden  Mittel enthält, berieselt. Beim Trocknen bleibt  das Bindemittel<B>28</B> in der Isolation zurück.

    Nachdem das Lösungsmittel abgedampft wor  den ist, wird ein dem Bodenblatt ähnliches  Deckblatt<B>30</B> aus<B>0,025</B> mm dickem     Tauen-          papier    über die Glimmerblättchen gelegt.  Durch Pressen bei einem Druck von etwa  <B>0,35</B>     kg/CM2    und durch     Hitzebehandlung-wäh-          rend    des Pressens bei einer Temperatur von  etwa     125'C,    während einigen Minuten, er  hält man ein äusserst biegsames Material 20.

    Das auf diese Weise hergestellte     Isolierblatt       kann zu Bändern geeigneter Breite     zersehnit-          ten    werden.     Solehe    Bänder wurden<B>1</B> Jahr  lang gelagert, ohne     dass    dabei eine     merkliehe     Veränderung der Biegsamkeit eintrat.  



  In     Fig.   <B>33</B> ist eine andere Form des Iso  liermaterials dargestellt, das aus einer     Sehielit     von     Glimmerblättehen    34,     welehe    mittels des       hit7ebehandelten    Fichtenteers<B>36</B>     -ebunden     sind, und aus zwei     Sehiehten   <B>38</B> und 40 aus       Glasfaserstoff,    von denen die eine über -Lind  die andere unter der     Sehieht    der     Glimmer-          blättehen    angebracht ist, besteht.  



  In     Fig.    4 ist ein     Nutenf        Litter   <B>50</B> dargestellt,  das sich folgendermassen herstellen     lässt.    Ein  äusseres Trägerblatt<B>52</B> aus     Pressspan    wird mit  einer Schicht 54 geeigneter     Diehe    aus     Glim-          merblättehen    vereinigt, worauf die aufgetra  genen     Glimmerblättehen    mit dem hitzebehan  delten Fichtenteer, der     bevorzugterweise    mit  <B>5</B> bis<B>10</B> % eines der oben     ange-ebenen        bär-          tenden    Mittel vermischt ist,

   imprägniert wer  den. Nachdem das     zusammencesetzte    Material  bei einer Temperatur von etwa.<B>100' C</B>     getroeli:-          net    worden ist, werden die     Glimmerblätteben          vur    Erhöhung der     Abnützungsfestigkeit        illit          einem    dünnen     Glasfasergewebe   <B>56</B>     bedeekt.     Das zusammengesetzte Material kann in einer  erhitzten Presse bei einem     Driiek    von etwa  <B>0,

  7</B>     kg/em#    und einer Temperatur von     etwi     <B>1500</B>     C    während einigen Minuten     gepresst    wer  den. Das     gepresste    Material kann     zerelinit-          ten    und zu     Nutenfuttern   <B>50</B>     verformt    werden.

    Das     Pressspanblatt   <B>52</B> liefert einen     verUlt-          nismässig    starren     Auissenbelti_z        weleher    das  Einführen der     Nutenf        Litter    in die Nuten in  Ankern von Motoren und Generatoren er  leichtert.

   Der Glasstoff<B>56</B>     ermöglieht    ein  leichtes Einführen der     Wiehltingen    in     clis          Nutenfutter,    ohne     dass    dabei eine     BesehUdi-          gung    oder eine übermässige     Versehiebung,        cler          Glimmerblättehen    erfolgt.

   Das biegsame,     bitze-          behandelte        Fichtenteerbindemittel        passt    sieh  der während des Betriebes der elektrodyna  mischen Maschine eintretenden Ausdehnung  und     Kontraktion    der Leiter an. Die     Naten-          futter    werden nicht starr, und zwar wegen  der dauernd biegsamen Beschaffenheit     des     hitzebehandelten Fichtenteers.

        Das Pressen der Isolation, welche,     das          Ititzebehandelte        Fiehtenteerbindemittel    ent  hält, bat in erster Linie die Erzielung einer  guten n       Konsolidierun-    zum Zweck. Die Presse  wird erhitzt, um die Viskosität des     Fichten-          teerbindenlittels    herabzusetzen, so     dass    sieh  dieses unter     mässi--en    Drucken von Bruchteilen  eines     K",/eiii:-'        #,leieliiiiät3i--    verteilt.

   Es können       offetisielitlieh    höhere Drucke     angewendetwer-          deii.     



  Das die     Glininierblättehen    und das hier  beschriebene hitzebehandelte     Fielitenteerbinde-          mittel        entbaltende    Isoliermaterial kann in       zahlreicbeii        Ausführun-sformen    hergestellt  werden. Unter Verwendung des     hitzebehan-          (lelten        Fiehteitteerbindenüttels    können Isolier  materialien     lier-estellt    werden, die ausser       Glimmerblättehen    verschiedenartige verstär  kende     Trä-erinaterialien.    aufweisen.  



  <B>C</B>



  Process for the production of a flexible insulating material and insulating material obtained by this process. The present invention relates to a method for the production of a flexible insulating material from mica sheet and a binding agent and to the insulating material obtained by this method.



  In the electrical industry, there is a demand for an insulating material composed of mica sheets and a resilient, non-rigidly hardening binding agent, which remains practically permanently flexible during storage during storage and later in use and not becomes brittle.

    A flexible insulating material is particularly useful for sleeves and tapes. In addition, a mica material held together with a permanently flexible binding agent, which has been applied to objects, is able to absorb impacts more effectively than rigid insulation and, as a result, to withstand physical stresses better.

   In addition, flexible cliner insulation (cracking, curling, shrinking and other undesirable phenomena that are inherent to rigid mica insulation) can be avoided.



  <B> The </B> method according to the invention is there- by heating the tar C- <B> 5 </B> to expel oils and other volatile constituents until a viscosity of <B> is used B> 10 </B> to <B> 100 </B> Poisen is reached and the heat-treated tar out as a binding agent is applied to mica sheets.



  For a better understanding of the invention, the following detailed description of some preferred embodiments of the invention, which are shown as examples in the accompanying drawings, serves.



       FIG. 1 shows an enlarged, vertical cross section through a mica insulation; 2 shows an enlarged, vertical cross section through a modification of the mica insulation; Fig. 3 is an enlarged vertical cross-section through another modification of the mica insulation, and Fig. 4 is a perspective view of a slot liner.



  The invention is based on the observation that it is possible to obtain a practically permanently flexible mica insulation by binding mica sheets by means of heat-treated tar. The tar as such is produced by dry distillation of spruce wood, a mixture of different volatile materials being distilled off from the wood.

   In the subsequent fractionation of the culinary tree, spruce tar is the last flüehti, -e material that is given off.

   The tar tar is distilled at temperatures in the range from 200 to 400 ° C, depending on the particular expiration date used. The specific weight of the spruce tar varies, for example, between <B> 1.03 </B> and <B> 1.07. </B> The product can be referred to as raw spruce tar, as it consists of a variable mixture of characteristic smells consisting of tarry components, light oils and other volatile components share is composed.

   The raw tar made commercially available is completely unsuitable as a mica binder. The mica sheets are not stuck together by this. Mica leaves treated with raw spruce tar <B> f </B> all apart. Because of others. Properties, for example because of its variable composition and its variable electrical properties, raw spruce tar is unsuitable for this use.



  It has been found that when the raw spruce tar is heat treated at a temperature of about 2251 C, preferably in the range from 200 to 250 C, while B> 3 </B> to <B> 8 </B> hours, oils and other volatile constituents in an amount corresponding to about a third of its weight escape, leaving a body that has the new and surprising characteristic has excellent adhesiveness to mica flakes. A heat treatment at significantly higher temperatures, such as.

   B. at 300 ° C, however, due to thermal decomposition, the spruce tar can be suitable for these uses. The heat treatment between 200 and <B> 2501 C </B> causes a complete reversal of the properties of the tar, as far as these relate to the ability to bind to mica and the electrical insulation. In addition, the resistance of the spruce tar is greatly increased by this heat treatment, so that it is neither subject to disintegration nor hardening during aging and remains practically permanently flexible.

    In addition, the heat-treated tar is no longer soluble in oils, for example in transformer oil. In the following, the term heat-treated spruce tar denotes the product that is obtained from raw spruce tar when it is heated to a viscosity of <B> 10 </B> to <B> in order to drive off the oils and other volatile constituents 100 poisen is reached. The heat treatment can be carried out at the temperature specified above in an open atmosphere.

   If accidental ropes and vessels connected to a vacuum pump are used, the same prodact occurs at lower temperatures or in a shorter time.



  For example, a medium-weight retort tar is heat-treated for <B> 6 </B> hours at <B> 225 'C </B>. During this time, <B> oils </B> and other volatile components escape in an amount of about <B> ö5 </B> 11 / o of its weight. The viscosity of the heat-treated spruce tar is in the range from 40 to <B> 70 </B> poises. In the practical application of the inven tion, a heat-treated product can be used which is an im. Has a viscosity ranging from <B> 10 </B> to <B> 100 </B> Poisen.



  Heavy retort tar, for example, requires a heat treatment of about 4 hours at 225.degree. C. in order to form a product suitable as a mica binder, where <B> M </B> components flüeht at less than 3011 / G escape. Light retort tar tar is more volatile and requires the longest ilite treatment.



  For the purpose of producing a <B> 15- </B> to 50 percent solution, <B> depending </B> depending on the requirements, the heat-treated tar tar is dissolved in a flüehtixyen solvent. A 0.5 percent solution of heat-treated spruce tar in ethyl alcohol can be used to treat mica flakes with very good results.

   Other suitable solvents are acetone, toluene and xviol. Solvent mixtures can also be used. For the treatment of mica sheets carried on a paper or fabric backing, see solutions with a content of 40 to 501 / o of heat-treated tar tar have proven to be beneficial, since these solutions effectively impregnate the fabric or paper ,

   the pores of the same are better precipitated with heat-treated spruce tar than when using thinner solutions.



  For the production of a leaf consisting only of glimmer leaves and heat-treated spruce tar glue, the following process has proven to be doubtful.

   By means of an apparatus which is generally used and is well known to those skilled in the art, mica sheets are applied from an oily position to a moving belt, the glinimer sheets being evenly scattered around the moving belt 'Looks from about <B> 0.25 </B> mm to produce a die.

   The Glinmier leaves are sprinkled from a container with a 35 percent solution of heat-treated Fielite tar. In this way, about <B> 15 </B> parts of the heat-treated fiber tar are <B> 85 </B> Weighted parts climber sheets on-etra-en. The insulating material is then fed into an oven and heated for a few minutes at a temperature <B> M </B> of about <B> 100 ° C </B>,

   -to the ethyl alcohol. to remove. Two layers of the dried gleaming insulating material are placed on top of one another, whereupon the visual structure is provided on both sides with a single layer of dry, untreated mica sheets in order to prevent sticking.

   The layered structure is run for <B> 10 </B> minutes in a press heated to 140 '<B> C </B> at a pressure of about <B> 0.35 </B> K- Jem # -pressed. The result is a <B> 0.5 </B> mm thick sheet of mica insulating material and binding agent. The sheet is extremely flexible, but is held tightly together by the heat-treated goat tar.

   One has to exert a great deal of pressure with the fingers in order to cause the gliinmer leaves to be displaced in this leaf m "e (yelleiiian (#ier.

       Fio-. <B> 1 </B> the drawing represents an enlarged, vertical cross section through a glimmering insulating sheet <B> 10 </B> produced in this way, which is made from the tar that has been heat-treated 14 -bound mica flakes 12 together (resets.



  <B> M </B> The following electrical eggs are <B> CZ, </B> determined in such a way that the sheet was subjected to standard tests: Short-term dielectric strength <B> 290 </B> kilovolt / em Insulation resistance practically infinite Arc resistance <B> * </B> 184 seconds <B> * </B> The arc resistance of an insulating material is the time in seconds during which an electrical arc can be maintained between contacts made on the surface of the material ,

   without a conductive path being created on the surface of the insulating material.
EMI0003.0083
  
    <I> Power factor <SEP> iv <SEP> <B>1/a</B> </I>
<tb> <B> 250 <SEP> C <SEP> 500 <SEP> C <SEP> 1000 <SEP> C </B>
<tb> <B> 1000 </B> <SEP> Volt <SEP> <B> 2.53 <SEP> 3.20 </B> <SEP> 12.53
<tb> 1500 <SEP> volts <SEP> 2.20 <SEP> <B> 3.10 <SEP> 12.53 </B>
<tb> '2000 <SEP> Volt <SEP> <B> 1.93 <SEP> 3.23) <SEP> 13.10 </B> In order to produce a (41always insulating material. which is somewhat stiffer than a ver material that has been treated with hit7 is only available, but does not form a rigid insulation, can

  heat-treated spruce tar, based on its weight, up to <B> 10 </B>% of a hardening agent, e.g. B. Sehellaek, alkyd resins and the residue of Fiehtenholzpeeh extracted with a solvent system are added.

   Examples of suitable alkyd resins are glycerol phthalate, glycol maleate and pentaerythritol, inaleate phthalate. If about <B> 5 </B> II / o one of the above-mentioned hardening agents is added to the heat-treated fillet tar, the mica insulating material produced with it is de at least stiffer, but still completely flexible,

            sam. In order to force the mica sheets between the fingers to move one against the other, a DriLek must be used, which, compared to the pressure required, -to the mica sheets bound by the heat-treated tar alone against each other move, is twice as large.



  A <B> 0.5 </B> mm thick sheet of mica leaves coated with a mixture of <B> 95 </B> 5 </B> percent by weight heat-treated spruce tar and <B> 5 </B> 1 / o of the residue of Fiehtenholzpech extracted with a solvent are bound,

   exhibit the following properties in the tests: Dielectric strength <B> 287 </B> Kilovolt / cm insulation resistance practically infinite Arc resistance 210 seconds
EMI0004.0005
  
    <I> Power factor </I> <SEP> in <SEP>%
<tb> <B> 250 <SEP> C <SEP> 500 <SEP> C <SEP> 1000 <SEP> C </B>
<tb> <B> 1000 </B> <SEP> Volt <SEP> <B> 2.30 <SEP> 2.60 <SEP> 8.07 </B>
<tb> <B> 1500 </B> <SEP> Volt <SEP> <B> 1.93 <SEP> 2.60 <SEP> 8.13 </B>
<tb> 2000 <SEP> Volt <SEP> <B> -1.83 <SEP> 2.60 <SEP> 8,

  33 </B> When producing thin tapes and wrapping materials from mica insulating material bonded with heat-treated spruce tar, it is advisable to use a fibrous carrier material in order to increase the wear and tear resistance, especially when an extremely thin material with a thickness of about <B> 0.1 </B> mm is produced.

   Suitable fibrous, reinforcing carrier materials are rope paper, cement sack paper, cambric, glass fiber fabric, asbestos paper and asbestos material. For example, a flexible mica tape is produced as follows:

    The insulation 20 in FIG. 2 is produced in such a way that 0.025 mm thick rope paper 22 is covered with a 0.05 mm thick layer 24 of mica sheets 26, on which the mica sheets stand with a 40 percent solution containing only heat-treated spruce tar or with a solution that contains, in addition to the heat-treated spruce tar, a small amount of one of the hardening agents specified above. The binder <B> 28 </B> remains in the insulation when it dries.

    After the solvent has evaporated, a cover sheet <B> 30 </B> similar to the bottom sheet made of <B> 0.025 </B> mm thick thawing paper is placed over the mica flakes. By pressing at a pressure of about 0.35 kg / cm 2 and by heat treatment during the pressing at a temperature of about 125 ° C. for a few minutes, an extremely flexible material 20 is obtained .

    The insulating sheet produced in this way can be cut into strips of suitable width. Sole strips were stored for <B> 1 </B> year without a noticeable change in flexibility.



  In FIG. 33, another form of the insulating material is shown, which consists of a sehielite of mica sheets 34, which are bound by means of the treated spruce tar, and of two seholes B> 38 </B> and 40 made of fiberglass, one of which is attached over-lind the other under the sight of the mica sheets.



  4 shows a grooved litter 50 that can be produced as follows. An outer carrier sheet 52 made of pressboard is combined with a layer 54 of suitable wire made of mica sheets, whereupon the applied mica sheets are mixed with the heat-treated spruce tar, which is preferably labeled with <B> 5 </B> to < B> 10 </B>% of one of the above-mentioned bearding agents is mixed,

   impregnated. After the assembled material has been dried at a temperature of about. <B> 100 'C </B>, the mica sheets are covered with a thin glass fiber fabric <B> 56 </B> to increase the wear resistance. The composite material can be put in a heated press at a pressure of about <B> 0,

  7 </B> kg / em # and a temperature of about <B> 1500 </B> C for a few minutes. The pressed material can be broken up and formed into slot chucks <B> 50 </B>.

    The pressboard sheet <B> 52 </B> provides a relatively rigid outer belt which makes it easier to insert the grooves into the grooves in the armatures of motors and generators.

   The glass material <B> 56 </B> enables the cradles to be easily inserted into the groove lining without the mica sheets being damaged or excessively distorted.

   The flexible, bitze-treated spruce tar binder adapts to the expansion and contraction of the ladder occurring during operation of the electrodynamic machine. The forage does not become rigid because of the permanently flexible nature of the heat-treated spruce tar.

        The pressing of the insulation, which contains the Ititz-treated goose tar binding agent, was primarily aimed at achieving good consolidation for the purpose. The press is heated in order to reduce the viscosity of the spruce tar binding agent, so that it is distributed under moderate pressure of fractions of a K ", / eiii: - '#, leieliiiiät3i--.

   Officially, higher pressures can be used.



  The insulating material containing the glining sheets and the heat-treated Fielit tar binder described here can be produced in numerous embodiments. Using the heat-treated (coated cloth) insulation materials can be made which, in addition to mica sheets, have various types of reinforcing carrier materials.



  <B> C </B>

 

Claims (1)

PATENTANSPRCICHE: I. Verfahren zur Herstellun- eines bieg samen Isolierinaterials aus Glimmerblüttehen und einem Bindeinittel, dadurch gekennzeich net, dass man Fiehtenteer zur Vertreibung von Ölen und andern flüchtigen Bestandtei len so lange erhitzt, bis eine Viskosität von <B>10</B> bis<B>100</B> Poiset) erreicht ist, PATENT CLAIMS: I. Process for the production of a flexible insulating material from mica bloom and a binding agent, characterized in that the tar to expel oils and other volatile constituents is heated until a viscosity of <B> 10 </B> until <B> 100 </B> Poiset) is reached, und den hitze behandelten Fiehteilteer als Bindemittel auf Gliinwerblättehen aufbringt. <B>11.</B> Nach dem Verfahren gemäss Patent- ansprl-ieh I hergestelltes biegsames Isolier material. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> <B>1.</B> Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeiehnet, dass Fichtenteer wäh rend<B>3</B> bis<B>8</B> Stunden bei einer Temperatur von 200 bis<B>250'C</B> unter Atmosphärendruck erhitzt wird. 2. and applying the heat-treated granulated tar as a binding agent to glue leaves. <B> 11. </B> Flexible insulating material produced according to the method according to patent claim I. <B> SUBClaims: </B> <B> 1. </B> Method according to patent claim I, as it is characterized by the fact that spruce tar during <B> 3 </B> to <B> 8 </B> hours a temperature of 200 to <B> 250'C </B> is heated under atmospheric pressure. 2. Verfahren nach Patentansprueh I und Unteransprueb. <B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Glimmerblättehen und der hitzebe handelte Fichtenteer mit mindestens einer Folie aus Fasermaterial vereinigt werden. Method according to patent claim I and sub-claims. <B> 1 </B> characterized in that the mica leaves and the heat-treated spruce tar are combined with at least one film made of fiber material. <B>3.</B> Verfahren nach Patentanspruch<B>1</B> und Unteransprilehen <B>1</B> und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass dem hitzebehandelten Fichten teer ein Härtungsmittel in einer Menge von bis züi <B>10 1/9,</B> bezogen auf das Gewicht des hitzebehandelten Fiehtenteers, zugesetztwird. 4. <B> 3. </B> Method according to patent claim <B> 1 </B> and sub-claims <B> 1 </B> and 2, characterized in that the heat-treated spruce tar is a hardening agent in an amount of up to züi 10 1/9, based on the weight of the heat treated crust tar, is added. 4th Verfahren nach Patentansprueli I und UnteransprIlehen <B>1</B> bis<B>3,</B> dadurch gekenn zeichnet, dass das Härtungsmittel Schellaek <B>kn</B> enthält. <B>5.</B> Verfahren nach Patentanspr-Lieli I und UnteransprIlehen <B>1</B> bis<B>3,</B> dadurch gekenn zeichnet, dass das Härtungsmittel mindestens <B>en</B> ein, Alkydharz enthält. Method according to patent claims I and sub-claims <B> 1 </B> to <B> 3, </B> characterized in that the hardening agent contains Schellaek <B> kn </B>. <B> 5. </B> Method according to patent claims I and sub-claims <B> 1 </B> to <B> 3, </B> characterized in that the hardening agent is at least <B> en </ B > contains an alkyd resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1257915B (en) * 1961-07-22 1968-01-04 Siemens Ag Insulating material made from mica splits
DE3002273A1 (en) * 1980-01-23 1981-07-30 Kollengode Narayan 5000 Köln Natarajan Fine mica panel prodn. for electrical insulation - from aq. pulp contg. silicone resin powder and carrier impregnated with silicone liquid, emulsion or soln.

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