DD300736A7 - Überzugslack für elektrische Leiter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ueberzugslack fuer isolierte elektrische Leiter zu Herstellung einer thermischen verklebbaren Schicht, mit der kernlose, freitragende Spule in sich verklebt werden. Zur Verbesserung der sicheren und dauerhaften Verklebung der Wicklungen werden den Lacken auf der Basis von Phenoxyharzen 0,5 bis 5,0 Masseanteile in % hochmolekulare Epoxidharze mit einer mittleren Molmasse zwischen 1000 und 4000, bezogen auf den Phenoxyharzanteil, zugesetzt. Die so erzeugten Schichten fuehren zu einer gleichmaessigeren Verklebung in einem groesseren Temperaturbereich.

Description

Überraschenderweise bewirkt der Zusatz eines oder mehrerer hochmolekularer Epoxidharze innerhalb der angegebenen Konzentrationsgrenzen, daß die resultierenden Zweischichtlackdrähte sich in einem größeren Temperaturbereich gleichmäßiger verkleben lassen. Höhere Konzentrationen an Epoxidharzen führen dagegen zu einer Verringerung der Verbackungskraft und Herabsetzung der Schichtolastizität. Andererseits ergibt der Zusatz von niedermolekularen Epoxidharzen mit Molmasson unter 1000 eine Versprödung der Klebeschichten und ebenfalls eine Verschlechterung der Verklebungseigenschaften.

Bei der thermischen Verklebung der Zweischichtlackdrähte, die untei Vorwendung des erfindungsgemäßen Überzugslackes hergestellt wurden, werden gleichmäßig gute Verbackungskräfte über einen breiten Temperaturbereich erhalten. Die Verbackungskraft läßt sich an speziellen Prüfkörpern, sogenannten Wickellocken, einfach ermitteln. Zur Herstellung der Prüfkörper wird ein Zweischichtlackdraht mit einem Cu-Leiterdurchmesser von 0,5mm derart über einen 5-mm-Dorn gewickelt, daß einu Wickellocke mit 10 eng aneinanderliegenden Windungen entsteht. Diese Prüfkörper werden dann durch Lagerung in einem Wärmeschrank bei erhöhter Temperatur innerhalb von 10 Minuten verklebt und anschließend in einer Zugprüfmaschine auseinandergezogen. Als Verbackungskraft gilt der Zugwiderstand der Wickellocke, der sich aus dem Mittelwert der /' icjwiderstände im Moment des Lösens der 5. bis 7. Windung ergibt.

Dk; an den Prüfkörpern ermittelten Verbackungskräfte stimmen mit den Ergebnissen der Wickelerprobung, z. B. an Fernsehablenkspulen, gut überein. Eine gleichmäßig gute Verbackungskraft über einen weiten Temperaturbereich bewirkt eine Herabsetzung der Ausfallrate bei verbackenen Femsehablenkspulen.

Der erfindungsgemäße Überzugslack läßt sich bei den für Phenoxyharzlacke üblichen Einbrenntemperaturen und Lackierungsgeschwindigkeiten verarbeiten. Damit hergestellte Klebolackdrähte zeigen unvermindert gute Lackdrahteigenschaften, wie z. B. Schichtelastizität und Abriebbeständigkeit. Sie lassen sich ausgezeichnet auf modernen Wickelautomaten verarbeiten und ergeben fehlerfrei verbackene Spulen.

Ausführungsbelspiele Die Erfindung soll an nachfolgenden Beispielen näher erläutert werden. Beispiel 1

In einer Mischung aus 100g Kresol und 200g Xylen worden 163g Epikote CL 53 L-32 (Fa. Shell Chemicals) und 0,5 j Epikote 1006 (Fa. Shell Chemicals) unter intensivem Rühren zu einer klaren Lösung gelöst. Man erhält einen Lack mit einer Auslaufdauer von 58s und einem Einbrennrückstand von 11,5%. Auf einer Drahtlackieraiilage mit einer Ofenlänge von 2,5m und katalytischer Abgasverbrennung wurde der Überzugslack mittels Filzauftrag bei einer Lackiergeschwindigkeit von 12 m/min und einer Einbrenntemperatur von 36O⁰C auf einen Polyesterimid-Lackdraht (Cu-Leiterdurchmesser 0,5mm) aufgebracht und eingebrannt. Die erhaltenen Lackdrähte wurden nach den üblichen „statischen" Kriterien abgeprüft sowie einer „dynamischen" Wickelerprobung auf einem Produktionswickelautomaten für Fernsohablenkspulen unterworfen. Die Prüfergebnisse sind in der Tabelle enthalten.

Beispiel 2 In einer Mischung aus 166g Kresol und 532g Xylen werden 152g Epikote OL 53 L-32 (Fa. Shell Chemicals), 120g Epikote OL 55 L-32

(Fa. Shell Chemicals), 2,3g Epikote 1006 (Fa. Shell Chemicals) und 2,4g Epikote 1009 (Fa. Shell Chemicals) unter intensivem

Rühren gelöst. Man erhält einen Lack mit einer Auslaufdauer von 81 s und einem Einbrennrückstand von 11,9%. Der Lack wurde unter den gleichen Bedingungen, wie im Beispiel 1 beschrieben, zu einem Zweischichtiackdraht verarbeitet. Die Prüfergebnisse sind in der Tabelle enthalten. Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel) Einem Gemisch aus 108g Kresol und 216g Xylen werden unter intensivem Rühren 176g Epikote OL 53 L-32 (Fa. Shell Chemicals)

(32%ige Phenoxyharzlösung in Ethylglycolacetat) zugesetzt. Man erhiilt einen Lack mit einer Auslaufdauer von 63s (TGL

RGW 1443,4-mm-Düse) und einem Einbrennrückstand von 11,6% (TGL 14303/02,1 h/180°C). Der Lack wurde unter den gleichen Bedingungen, wie im Beispiel 1 beschrieben, zu einem Zweischichtiackdraht verarbeitet. Die Prüfergebnisse sind in der Tabelle enthalten. Tabelle

Ergebnisse der Prüfung der thermisch verklebbaren Zweischichtlackdrähte

Kennwert	Bsp.1	Bsp. 2	Bsp. 3
Statische Prüfung
- Leiterdurchmesser (mm)	0,ü	0,5	0,5
- Durchmesserzunahme Basecoat (μηι)	40	40	40
- Durchmesserzunahme Overcoat (pm)	23	21	22
- Haftfestigkeit beim Wickeln
0,5 mm Dorndurchmesser (TGL43759)	i.O.	i.O.	i.O.
- Beständigkeit gegen Abrieb
In einer Schaberichtung
(TGL 43759) (N)	13,2	12.7	12,3
- Verbackungskraftnach
10 min Lagerung
bei 1700C (N)	3,2	3,3	3,0
bei 2000C (N)	5,6	5,3	4,4
bei 22O0C (N)	5,5	5,4	4,3
be! 25O0C (N)	5,7	5,3	3,0
bei 27O0C (N)	5,2	5,1	2,1
Dynamische Prüfung
- Wickelerprobung
an 200 FS-Ablenkspulen
Ausfall (Spulen)	1	2	12

Claims (1)

1. Überzugslack für isolierte elektrische Leiter auf Basis von Phenoxyharzen, gekennzeichnet dadurch, daß der Lack, bezogen auf den Phenoxyharzgehalt, 0,5 bis 5,0 Masseanteile in % eines oder mehrerer Epoxidharza mit mittleren Molmassen zwischen 1000 und 4000 enthält.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft einen Überzugslack für isolierte elektrische Leiter zur Herstellung einer thermisch verklebbaren Außonschicht.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Stromdurchflossene Lackdrahtwicklungen in elektrotechnischen und elektronischen Erzeugnissen sind als Folge der auftretenden elektromagnetischen Wirkungen und der entstehenden Wärme vielfachen mechanischen und thermischen Beanspruchungen ausgesetzt. Es ist üblich, die einzelnen Drähte miteinander zu einem kompakten Gebilde zu verkleben, um die Wicklungen vor Deformation oder möglicher mechanischer Zerstörung zu schützen. Üblicherweise werden hierzu die Drahtwicklungen mit Spulentränklacken oder mit Tränkharzen imprägniert und anschließend bei höheren Temperaturen über einen längeren Zeitraum ausgehärtet.

   In den letzten 30 Jahren hat sich für einen speziellen Einsatzzweck, für die Herstellung kernloser, freitragender Spulen, wie sie z. B. in Mikromotoren, Mikrofonen und Ablenkeinheiten für Fernsehbildröhren Verwendung finden, eine hochproduktive Technologie durchgesetzt, die in der Verarbeitung von thermisch selbstverklebenden Lackdrähten besteht. Diese selbstverklebenden Lackdrähte tragen im allgemeinen zwei verschiedene Polymerschichten, von denen die innere die Aufgabe der elektrischen Isolation zu erfüllen hat und die äußere Schicht durch Hitzeeinwirkung zur Verklebung und damit zur Verfestigung der Drähte untereinander führen soll. Die für die Verklebung erforderliche Temperatur wird vorteilhaft durch einen Stromstoß innerhalb weniger Sekunden in der Wicklung selbst erzeugt. Für solche Anwendungsfälle kommen deshalb bevorzugt thermoplastische Materialien zum Einsatz.

   Zweckmäßigerweise wird die thermoplastische Außenschicht von selbstverklebenden Lackdrähten durch Lackieren von bereits mit einer Grundisolation versehenen Kupferdrähten mit einem sogenannten Klebelack oder Backlack erzeugt. Als Bindemittel haben sich hierbei Polyvinylbutyral (US-PS 3516858), aliphatische Polyamide (US-PS 4163826) und auch Phenoxyharze (US-PS 3917 892) bewährt. Für die Herstellung von freitragenden Spulen mit komplizierter geometrischer Form, von denen eine besondere Maßgenauigkeit verlangt wird, haben sich Phenoxyharz6 als Klebelackbindemittel auf Grund ihrer hoher·. Formstabilität und geringen Wasseraufnahme durchgesetzt. Werden Lackdrähte mit einor Phenoxyharzklebeschicht auf besonders hochproduktiven Wickelautomuten zu kompliziert geformten, freitragenden Spulen, wie beispielsweise Fernsehablcnkspulen, verarbeitet, so ist es erforderlich, die Bedingungen der Stromstoßvorklebung sehr genau einzustellen, um die Ausschußproduktion möglichst gering zu halten. Während des thermischen Verklebungsprozesses, der auf der metallischen Wickelform erfolgt, treten innerhalb der Spule, bedingt durch unterschiedlich große Wärmeableitung, sehr stark differierende Temperaturen auf. Diese Temperaturunterschiede, die bis zu 150 K betragen können, sind häufig der Anlaß für mangelhaft verklebte Spulen. So kann an einlagigen Wicklungssteilen infolge der hohen Wärmeableitung häufig kein ausreichendes Fließen der Klebeschicht stattfinden. Innerhalb viellagiger Wicklungsbereiche kann dagegen auf Grund der geringen Wärmeabführung ein mehr oder weniger starkes Wegfließen der Klebeschicht erfolgen. In beiden Fällen können schlechte Verklebungen der Drähte resultieren, die zu erhöhtem Produktionsausschuß führen.

   Ziel der Erfindung

   Es ist das Ziel der Erfindung, einen Überzugslack für isolierte elektrische Leiter zur Verfügung zu stellen, mit dem Schichten herstellbar sind, die eine sichere Verklebung der Leiter über einen weiten Temperaturbereich gestatten.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch geeignete Zusatzstoffe einen Phenoxyharzlack so zu modifizieren, daß daraus herstellbare Außenschichten auf elektrischen Leitern über einen breiten Temperaturbereich zu einer sicheren Verklebung der einzelnen Leiter bei der Stromstoßverklebung führen.

   Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Modifizierungsmittel dem Phenoxyharzüberzugslack 0,5 bis 5,0 Masseanteile in % hochmolekulare Epoxidharze mit mittleren Molmassen zwischen 1000 und 4000, bezogen auf den Phenoxyharzgehalt, zugesetzt werden. Dabei kann die Modifizierung durch den Zusatz eines Epoxidharzes oder eines Gemisches mehrerer Epoxidharze unterschiedlicher Molmasse im Molmassenbereich von 1000 bis 4000 erfolgen. Als Phenoxyharze können Produkte mit Molmassen von mindestens 20000 verwendet werden. Gegebenenfalls ist es auch möglich, mehrere Phenoxyharze mit unterschiedlichen Molmassen als Hauptbindemittel einzusetzen. Als Lösungsmittel lassen sich übliche Mischungen auf der Basis von Kresol und aromatischen Kohlenwasserstoffen sowie gegebenenfalls Zusätze von Diolmonoethern und/oder Dioletheracetaten verwenden. Erforderlichenfalls können die Lacklösungen durch Zusatz von Farbstoffen auch angefärbt werden.