DE137040C

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Publication number: DE137040C
Application number: DENDAT137040D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCH

in NÜRNBERG.

Bisher wurden als Isolalionsmateriäl für gewisse Zwecke in der Elektrotechnik, im Besonderen bei Stromabgebern, Glimmerplatten oder Prefsspanplatten verwendet. Die ersteren haben aufser dem hohen Preis den Nachtheil, dafs sie sich, als Einlage zwischen den Kupferlamellen des Collectors, nicht immer gleichmä'fsig mit den Kupfertheilen abnutzen, was zu Störungen Anlafs giebt. Die Prefsspanplatten bestehen wesentlich aus organischen Substanzen und sind aus diesem Grunde brennbar, was ebenfalls Störungen zur Folge haben kann.

Die Erfinderin hat nun festgestellt, dafs besonders für den genannten Zweck Asbestplatten verwendet werden können, wenn man dieselben durch geeignete Mittel härtet und ihnen diejenige Festigkeit verleiht, welche zum Bearbeiten sowie zur Erzielung eines in sich festen Stromabgeberkörpers nöthig ist. Dieses Härten geschient am besten durch Erzeugung eines in Wasser unlöslichen anorganischen Niederschlages im Innern der Asbestplatten, so dafs die feinsten Poren ausgefüllt werden.

Von ähnlichen Verfahren, wie beispielsweise den durch die deutschen Patentschriften 105104 und 103866 und die britische Patentschrift 24163/1895 bekannt gewordenen, ist das vorliegende wesentlich verschieden. Die deutsche Patentschrift 105104 bezweckt die Herstellung von säure- und wasserbeständigen Kästen und Behältern. Hierzu wird Wasserglas verwendet, also ein wasserlösliches Silicat, das leicht verwittert und auch nach dem Trocknen wieder von Wasser gelöst wird. Die hiermit imprä'gnirten Asbestplatten sind spröde und brüchig, während für die Eingangs erwähnten Zwecke eine gewisse Biegsamkeit derselben erforderlich ist. Auch zeigen die mit Wasserglas imprä'gnirten Asbestplatten eine sehr geringe Isolirfähigkeit; eine solche, 1 mm starke, mit Wasserglas imprägnirte Platte wird erfahrungsgemäfs bei 70 Volt durchschlagen, während eine nach dem vorliegenden Verfahren mit Bariumsulfat und Zinkoxyd imprägnirte Platte von gleicher Stärke weit über 5000 Volt aushält. Dazu kommt noch, dafs eine Wasserglasimprägnirung nach dem Trocknen beim Liegen an der Luft auswittert. Es bildet sich auf der Oberfläche ein Ueberzug von kohlensaurem Alkali, der auch eine Zerstörung von Lacken zur Folge haben kann. Während in der erwähnten Patentschrift bezweckt wird, dafs Harze den Asbest durchdringen sollen, bezweckt das vorliegende Verfahren genau das Gegentheil; die mit anorganischen, wasserunlöslichen Niederschlagen imprägnirten Asbestplatten werden nur oberflächlich gegen die Aufnahme von Feuchtigkeit geschützt; das Innere derselben soll vollständig anorganisches, die Elektricität nicht leitendes Material enthalten, so dafs sich bei einem etwaigen Funkendurchschlag kein Kohlenstoffkanal bilden kann. Letzterer kommt hingegen zu Stande, wenn die Platten von organischen Stoffen (Harz, Wachs, Lacken) vollständig durchdrungen sind.

Die deutsche Patentschrift 103866 betrifft die Verwendung von Silicaten und Bicarbonaten

der Alkalien und bezweckt die Erzeugung von Kieselsäure. Die Imprägnirung nach diesem letzteren Verfahren erscheint ziemlich umständlich und langwierig, da die Asbestplatten verhältnifsmäfsig wenig Kieselsäure in einer Operation aufnehmen. Zudem müssen die Platten durch Auslaugen von dem ihnen anhaftenden wasserlöslichen Alkali befreit werden.

Nach der britischen Patentschrift 24163/1895 werden in den Platten wasserunlösliche Silicate erzeugt, z. B. Bariumsilicat, durch chemische Umsetzung von Wasserglas und einem Bariumsalz. Ein nachträgliches Auswaschen des Alkalisalzes ist hierbei ebenfalls erforderlich.

Bei dem neuen Verfahren werden zur Imprägnirung der Asbestplatten (mit Ausnahme der Silicate) alle feinpulverigen, in Wasser unlöslichen Niederschläge verwendet, die durch chemische Umsetzung von anorganischen oder auch organischen Salzen erhalten werden. Ebenso können die durch anorganische Säuren (z. B. Schwefelsäure, Phosphorsäure) erhaltenen unlöslichen Niederschläge benutzt werden, sowie die Fällungen mit Oxyden. Solche Oxyde, welche mit Kohlensäure unlösliche Carbonate bilden, können auch mit gasförmiger Kohlensäure oder mit einer wässerigen Lösung von in Wasser leicht löslichen Carbonaten, z. B. Ammoniumcarbonat, behandet werden:

Ba (O H), + C O₂ == Ba C O₃ + H₂ O

Ba (O H), + (NHJ, C O._A = Ba C O₃ + 2 N H_s + 2 H, O Ba (OH)I + NHiHC O₃ — Ba C O₃ + NH₃ +

2H₂ O.

Vor Allem kommen in Betracht die in Wasser unlöslichen Sulfate, Phosphate, Carbonate und Oxyde.

Die Imprägnirung findet zwischen den Asbestfasern statt, indem die betreffenden Räume durch den in ihnen selbst entstehenden Niederschlag verstopft werden. Für die Imprägnirung von fertigen Asbestplatten ist die Verwendung von solchen löslichen Salzen und Oxyden am vortheilhaftesten und am schnellsten zum Ziele führend, welche bei ihrer wechselseitigen Umsetzung ein vollständig unlösliches Produkt ergeben:

Ba (O H)₂ + Zw 5 O₄ =

Ba S O₄ + Zn (O H),
oder

3 Ba (O H)₂ + Al₂ (S OJ₃ =

3 BaS O₄ + Al, (OH)₆.

Arbeitet man in der Weise, dafs das Bariumhydroxyd im Ueberschufs vorhanden ist, so braucht man die Platten nach der Imprägnirung nicht auszuwaschen, sondern man kann das überschüssige Oxyd durch Kohlensäure oder kohlensäurehaltige Luft in Carbonat überführen.

Bariumaluminat eignet sich wegen seiner Löslichkeit in Wasser ebenfalls für den gekennzeichneten Zweck, da mit Hülfe desselben wasserunlösliche Niederschläge erzeugt werden können, wie ein Beispiel zeigt:

Ba Al₂ O₄ + Zn S¹ O₄ + 4 H₂ O =

Zn (O H)₂ + BaS O₄ + Al, (O H)₆.

Man erhält hierbei nach dem Trocknen Zinkoxyd, Bariumsulfat und Thonerde, drei in Wasser unlösliche Niederschläge. Da Bariumaluminat in wässeriger Lösung auch durch Kohlensäure vollständig zersetzt wird, so können die mit seiner Lösung befeuchteten Platten auch mit Kohlensäure behandelt werden, um in Wasser unlösliche Niederschläge zu erzielen, wie z. B.

Ba Al, O₄ + C O₀ + 3 H₂ O —

"Ba CO₃ + Al₂ (O H)₆.

Bei der Imprägnirung der Asbestplatten verfährt man in folgender Weise:-

Die Platten werden mit kalter oder warmer wässeriger Lösung von Bariumhydroxyd getränkt und hernach getrocknet. Dieses Verfahren kann man wiederholen. Nun werden die Platten mit einer Lösung von Zinksulfat, Aluminiumsulfat oder anderen Salzen in Wasser behandelt und wieder getrocknet. Das Verfahren kann in der angegebenen oder in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt und wiederholt werden. Am besten werden die Platten zuletzt nochmals mit Bariumhydroxyd behandelt.

Zwischen den einzelnen Operationen oder erst nach erfolgter abwechselnder Imprägnirung werden die Platten in feuchtem Zustand, kalt oder warm, geprefst oder gewalzt und dann getrocknet.

Für manche Zwecke können die Platten nach dieser Imprägnirung direct Verwendung finden.

Für andere Fälle dürfte eine nachträgliche Behandlung mit solchen Substanzen, welche die Feuchtigkeit abhalten, zu empfehlen sein. Hierzu eignen sich OeI- und Spritlacke aller Art, trocknende OeIe, Kautschuk, Guttapercha, Balata, Wachse, Harze, Asphalte; Verbindungen der trocknenden OeIe, Wachse, Harze mit anorganischen Basen (harzsaures und leinölsaures Mangan, Kalkseifen von Bienenwachs und Karnaubawachs), palmitinsaure Salze, wässerige ammoniakalische Harzlösungen, sowie Leimsubstanzen und Eiweifsstoffe (Albumin), welche in Wasser unlöslich gemacht werden können.

Anstatt nach obigem Verfahren können die Asbestplatten auch mit Schwefel für sich oder in Lösung (z. B. in Schwefelkohlenstoff) imprägnirt werden.

Claims

Patent-An spruch:

Verfahren zur Herstellung von Isolirmaterial für elektrotechnische Zwecke, gekennzeichnet durch die Imprägnirung von Asbestplatten mit anorganischen, in Wasser unlöslichen Niederschlägen, die sich zwischen den Fasern durch chemische Umsetzung hierzu geeigneter Salze oder solcher Oxyde bilden, welche bei der Umsetzung keine in Wasser löslichen Salze erzeugen, z. B. Barythydrat und Zinksulfat, oder Barythydrat und Aluminiumsulfat oder Bariumaluminat und Zinksulfat oder Kohlensäure, wodurch ein nachträgliches Auswaschen mit Wasser vermieden wird.