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RÉSUMÉ
Cet article concerne exclusivement les fils émaillés, c'est-à-dire les émaux isolants appliqués sur conducteurs en cuivre (ou en aluminium). Une première partie est consacrée à la présentation des fils émaillés guipés existant sur le marché. L'aspect verni d'imprégnation est évoqué mais les vernis non mentionnés. Le mot émail, primitivement réservé à la désignation des matières cristallines vitrifiées, est employé ici par extension à la désignation de produits d'isolation de structure moins régulière, édifiés en couches minces à haute température.
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Alain ANTON : Ingénieur de l'Institut national supérieur de chimie industrielle de Rouen (INSCIR) - Docteur en Chimie macromoléculaire - Conseiller technique – Expert Isolation électrique et Matériaux
INTRODUCTION
Cet exposé concerne exclusivement les fils émaillés, c'est-à-dire les émaux isolants appliqués sur conducteurs en cuivre (ou en aluminium).
Le sens du mot émail, primitivement réservé à la désignation des matières cristallines vitrifiées, est employé ici, par extension, à la désignation de produits d'isolation, de structure moins régulière, édifiés en couches minces, à haute température, sur le conducteur à recouvrir.
Le lecteur trouvera dans la partie « Pour en savoir plus » [Doc. D 2 330] les principaux essais normalisés.
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Principaux types d'émaux isolants
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3. Vernis d'émaillage
Le vernis d'émaillage est une formulation complexe comportant un mélange solvant, un prépolymère (collodion) un système de réticulation (polymérisation) et de multiples additifs devant améliorer les propriétés d'application et les caractéristiques finales du film (émail) polymérisé.
Il est caractérisé par la nature chimique du prépolymère, le rapport massique entre le prépolymère et le solvant (extrait sec) et la viscosité du mélange. Selon la nature chimique de l'émail, le type de machine à émailler utilisé et le diamètre des fils, le vernis d'émaillage contient entre 18 et 40 % d'extrait sec (partie utile) ; le reste est constitué par les solvants qui sont brûlés dans le four à émailler.
Néanmoins, la formulation solvante joue un rôle important dans la qualité du fil obtenue. Elle est composée en général de deux parties :
-
le solvant vrai qui dissout le polymère ;
-
le diluant.
Elle intervient directement dans la formation du film d'émail lors du passage dans le four à émailler. Pour un polymère de base donné, elle doit être en général adaptée à une gamme de diamètres de fils et aux caractéristiques du four de la machine à émailler (vertical, horizontal, gamme de température etc…) et de l'applicateur (feutre, filière).
-
Solvant vrai
Pour la plupart des vernis d'émaillage, le solvant vrai est constitué d'un mélange de phénol et d'acide crésylique adapté au polymère à dissoudre.
Pour les polyamides imides et les polyimides, le solvant est la N-méthyl pyrrolidone.
La partie solvant vrai représente de 60 à 80 % en masse de la formule solvante et constitue une part non négligeable du prix du vernis d'émaillage. Son prix est sujet à des fluctuations importantes liées à leur disponibilité au niveau mondial. Ils interviennent comme matière première dans de nombreux secteurs de l'industrie chimique.
-
Diluant
Le diluant est constitué d'un mélange de solvants aromatiques et aliphatiques (naphta, xylène, toluène, oxyde de propylène, etc.). Leur composition, associée au solvant vrai, permet de régler la viscosité du vernis pour un extrait sec donné, et d'ajuster la courbe de distillation en fonction de la température....
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Vernis d'émaillage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DERIEMONT (Y.) - Émaillage des métaux. - [M 1 514] dans Matériaux métalliques.
-
(2) - Caractéristiques électriques des matériaux isolants. - [K 712] dans Constantes physico-chimiques.
-
(3) - BRUTSAERT (P.), LALOY (D.), VERBEKE (D.) - Construction des machines tournantes. - Machines à courant alternatif. [D 3 572] dans Convertisseurs et machines électriques.
-
(4) - BERNOT (F.) - Machines à courant continu – Construction. - [D 3 556] dans Convertisseurs et machines électriques.
-
(5) - NOGAREDE (B.) - Machines tournantes : principes et constitution. - [D 3 411] dans Convertisseurs et machines électriques.
-
(6) - ANTON (A.) - Matériaux isolants solides – Caractéristiques électriques. - [D 2 315]...
ANNEXES
Wire enamels : an application for high performance polymers unknown to chemist. - Macromolecular Material and Engineering, edition WILLEY-VCH, p. 331-339, mai 2008.
Polyester wire enamels-Reliable coating in the wire industry form the beginning to nowadays. - Macromolecular Material and Engineering, edition WILLEY-VCH, p. 340-349, mai 2008.
Poly(amide-imide) : wire enamels with excellent thermal and chemical properties. - Macromolecular Material and Engineering, edition WILLEY-VCH, p. 350-360, mai 2008.
Poly(esterimide) wire enamels : Coating with the right combination of thermal and mechanical properties for many applications. - Macromolecular Material and Engineering, edition WILLEY-VCH, p. 361-372, mai 2008.
Coating for solderable wires for the modern electric industry. - Macromolecular Material and Engineering, edition WILLEY-VCH, p. 373-386, mai 2008.
HAUT DE PAGE
La majorité des normes françaises répertoriées est issue des travaux effectués au sein des commissions correspondantes de la CEI. Elles sont constituées des la copie de la version française de la norme internationale. Étant donné que ces documents sont en constante évolution, il y a cependant lieu de s'assurer, en consultant les catalogues de normes, que de nouvelles mises à jour n'ont pas été publiées...
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