DE2324715A1 - HEAT SEALABLE FILMS - Google Patents

HEAT SEALABLE FILMS

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Description

Bayer Aktiengeseüscteift 2324715Bayer Aktiengeseüscteift 2324715

Zentralbereich Patente, Marken und LizenzenCentral area of patents, trademarks and licenses

G/Br ^® Leverkusen, BayerwerkG / Br ^ ® Leverkusen, Bayerwerk

1 5. MAI 19731 May 5, 1973

Heißsiegelfähige FolienHeat sealable films

Es ist bekannt, hochtemperaturbeständige Kunststoffolien, beispielsweise Polyimidfolien, mit bei Zimmertemperatur festen fluorierten Kohlenwasserstoffen zu beschichten, um sie heißsiegelfähig zu machen. Die Schicht aus fluorierten Kohlenwasserstoffen wird im allgemeinen erzeugt, indem man auf die temperaturbeständige Folie eine Folie aus dem fluorierten Kohlenwasserstoff bei einer Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des Fluorkohlenwasserstoffs aufkaschiert. Man kann den Fluorkohlenwasserstoff auch in Pulverform auf die temperaturbeständige Folie bringen und dann aufsintern. Man hat auch versucht, den Fluorkohlenwasserstoff in hochsiedenden Lösungsmitteln aufzulösen, die Lösung auf die temperaturbeständige Folie zu bringen und das Lösungsmittel dann zu verdampfen. Hier muß man hohe Trocknungstemperaturen und lange Trocknungszeiten in Kauf nehmen, schließlich die fertige Folie bei Temperaturen über 2000C tempern und der Fluorkohlenwasserstofflösung weitere Zusätze zufügen, die die Filmbildung verbessern. Auch diese Zusatzstoffe müssen mit dem Lösungsmittel oder bei der Temperung wieder restlos entfernt werden. Die Bildung einer einwandfreien Beschichtung ist hier nur schwierig und mit großem Aufwand möglich.It is known to coat high-temperature-resistant plastic films, for example polyimide films, with fluorinated hydrocarbons which are solid at room temperature in order to make them heat-sealable. The layer of fluorinated hydrocarbons is generally produced by laminating a film of the fluorinated hydrocarbon to the temperature-resistant film at a temperature above the softening point of the fluorocarbon. The fluorocarbon can also be applied to the temperature-resistant film in powder form and then sintered on. Attempts have also been made to dissolve the fluorocarbon in high-boiling solvents, apply the solution to the temperature-resistant film and then evaporate the solvent. Here one high drying temperatures and long drying times in the purchase must take, finally, the finished film annealing at temperatures above 200 0 C and the fluorocarbon solution further additions add that improve the film formation. These additives must also be completely removed again with the solvent or during tempering. The formation of a perfect coating is only possible here with difficulty and with great effort.

Le A 15 062 - 1 - Le A 15 062 - 1 -

409850/0975409850/0975

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein neues Verfahren zur Herstellung heißsiegelfähiger, temperaturbeständiger Folien mit einer Beschichtung aus fluorierten Kohlenwasserstoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf eine temperaturbeständige Kunststoffolie eine Lösung eines bei Zimmertemperatur festen, partiell fluorierten, hochmolekularen, aliphatischen Kohlenwasserstoffs vom Molekulargewicht 1000 bis 500.000 in einer flüssigen Mischung aus 10 bis 60 Volumenprozent eines chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffs mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen mit einem Siedepunkt von 30 - 1500C und 40 - 90 Volumenprozent eines Alkylesters einer mehrbasischen aromatischen Carbonsäure oder hochsiedender Ketone aufbringt und die Lösungsmittel entfernt.The present invention relates to a new process for the production of heat-sealable, temperature-resistant films with a coating of fluorinated hydrocarbons, which is characterized in that a solution of a partially fluorinated, high-molecular, aliphatic hydrocarbon with a molecular weight of 1000 to, which is solid at room temperature, is applied to a temperature-resistant plastic film 500,000 in a liquid mixture of 10 to 60 percent by volume of a chlorinated aliphatic hydrocarbon with 1 to 6 carbon atoms with a boiling point of 30-150 0 C and 40-90 percent by volume of an alkyl ester of a polybasic aromatic carboxylic acid or high-boiling ketones and removes the solvent.

Das Lösungsmittelgemisch wird dabei so ausgewählt, daß es mindestens bei seinem Siedepunkt die temperaturbeständige Folie anquillt und dadurch eine besonders gute Verbindung von temperaturbeständiger Folie und Fluorkohlenwasserstoffschicht schafft.The solvent mixture is selected so that it is at least The temperature-resistant film swells at its boiling point and thus a particularly good connection of temperature-resistant Foil and fluorocarbon layer creates.

Für die Beschichtung besonders geeignete fluorierte Kohlenwasserstoffe sind hochmolekulare Aliphaten mit Molekulargewichten von etwa 1000 bis etwa 500.000. Bevorzugt sind 25 75 % der vorhandenen Wasserstoffatome durch Fluor ersetzt. Bis zu 10 % der substituierbaren Wasserstoff atome können auch durch andere Substituenten substituiert sein, die bei Reaktionstemperatur stabil sind, wie beispielsweise Chlor. Die Fluorkohlenwasserstoffe müssen bei Raumtemperatur fest sein.Fluorinated hydrocarbons particularly suitable for the coating are high molecular weight aliphatics with molecular weights of about 1000 to about 500,000. Preferably, 25-75 % of the hydrogen atoms present have been replaced by fluorine. Up to 10% of the substitutable hydrogen atoms can also be substituted by other substituents that are stable at the reaction temperature, such as chlorine. The fluorocarbons must be solid at room temperature.

Besonders geeignete Fluorkohlenwasserstoffe sind fluorierte Äthylen-Propylen-Copolymerisate aus etwa 80 bis 20 Gew.-% Äthylen-und 20 bis 80 Ge\f.-% Propylen-Einheiten vom Molekulargewicht etwa 1000 bis etwa 500.000,in denen 25 bis 75 % der substituierbaren Wasserstoffatome durch Fluor ersetzt sind. Weiter besonders geeignet sind Polyvinylidenfluoride vom MoIe-Particularly suitable fluorocarbons are fluorinated ethylene-propylene copolymers of about 80 to 20% by weight of ethylene and 20 to 80 % by weight of propylene units with a molecular weight of about 1000 to about 500,000, in which 25 to 75 % of the substitutable units Hydrogen atoms are replaced by fluorine. Polyvinylidene fluorides from the MoIe-

Le A 15 062 - 2 - Le A 15 062 - 2 -

A0985G/0975A0985G / 0975

kulargewicht etwa 1000 bis etwa 10.000.Cell weight about 1000 to about 10,000.

Die zum Lösen der Fluorkohlenwasserstoffe benutzten Lösungsmittelgemische bestehen im allgemeinen aus 10 bis 60 Volumenprozent eines niedrig siedenden Chlorkohlenwasserstoffs mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und 40 bis 90 Volumenprozent eines Alkylesters einer mehrbasischen aromatischen Carbonsäure oder hochsiedender Ketone.The mixed solvents used to dissolve the fluorocarbons generally consist of 10 to 60 percent by volume of a low-boiling chlorinated hydrocarbon 1 to 6 carbon atoms and 40 to 90 volume percent of an alkyl ester of a polybasic aromatic carboxylic acid or high-boiling ketones.

Beispiel für niedrig siedende Chlorkohlenwasserstoffe, deren Siedepunkte bevor:
chloräthan-1,1,1.Example of low-boiling chlorinated hydrocarbons whose boiling points are before:
chloroethane-1,1,1.

Siedepunkte bevorzugt zwischen 30 und 1500C liegen, ist Tri-Boiling points are preferably between 30 and 150 0 C, is tri-

Geeigente Alkylester von mehrbasischen aromatischen Carbonsäuren sind z.B. die C,. - C^8 Alkylester von Phthalsäure, Trimellithsäure und Benzoltetracarbonsäure. Besonders geeignet sind Dimethylphthalat, Dioctylphthalat und Phoron. Die Lösung der Fluorkohlenwasserstoffe in solchen Lösungsmittelgemischen enthält im allgemeinen 10 bis 25 % Fluorkohlenwasserstoff. Suitable alkyl esters of polybasic aromatic carboxylic acids are, for example, the C 1. - C ^ 8 alkyl esters of phthalic acid, trimellitic acid and benzene tetracarboxylic acid. Dimethyl phthalate, dioctyl phthalate and Phoron are particularly suitable. The solution of the fluorocarbons in such solvent mixtures generally contains 10 to 25 % fluorocarbon.

Als Basismaterial kann im Prinzip jede hochtemperaturbeständige Kunststoffolie benutzt werden. Besonders geeignet sind Folien aus Polyhydantoinen. Polyhydantoine sind bekannt. Sie können beispielsweise hergestellt werden durch Umsetzung aromatischer Diglycinester mit Diisocyanates Ein typisches Beispiel ist die Umsetzung von N,N!-bis-carbäthoxy-methyl-4,4f-diaminodiphenyl-methan mit 4,4l-Diisocyanato-diphenylmethan. Polyhydantoine und Einzelheiten ihrer Herstellung sind z.B. in der US-Patentschrift 3,397,253 beschrieben.In principle, any high-temperature-resistant plastic film can be used as the base material. Films made from polyhydantoins are particularly suitable. Polyhydantoins are known. They can be prepared, for example, by reacting aromatic diglycine esters with diisocyanates. A typical example is the reaction of N, N ! -bis-carbäthoxy-methyl-4,4 f -diaminodiphenyl-methane with 4,4 l -diisocyanato-diphenylmethane. Polyhydantoins and details of their preparation are described, for example, in US Pat. No. 3,397,253.

Zur Durchführung des Verfahrens stellt man aus einem temperaturbeständigen Kunststoff, bevorzugt aus einem Polyhydantoin, eine Folie her. Die Dicke der Folie wird im allgemeinen etwa 5 bis etwa 200 /u sein. Auf diese Folie wird die LösungTo carry out the process, one makes a temperature-resistant Plastic, preferably made from a polyhydantoin, produces a film. The thickness of the film is generally about 5 to about 200 / u. The solution is placed on this slide

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des Fluorkohlenwasserstoffs in dem beschriebenen Lösungsmittelgemisch aufgebracht und die Lösungsmittel verdampft. Die Menge der Lösung wird so bemessen, daß eine Beschichtung von bevorzugt 2 bis 30/U Dicke entsteht. Die Lösung der Fluorkohlenwasserstoffe kann mit allen bekannten Methoden aufgebracht werden, bevorzugt verwendet man einen Rollcoater oder eine Rakel. Zum Verdampfen der Lösungsmittel sind meist Temperaturen von etwa 120 - 2000C erforderlich.applied the fluorocarbon in the solvent mixture described and evaporated the solvent. The amount of the solution is such that a coating of preferably 2 to 30 / U thickness is formed. The solution of the fluorocarbons can be applied by all known methods; preference is given to using a roll coater or a doctor blade. Temperatures of about 120-200 ° C. are usually required to evaporate the solvents.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Polyhydantoinfolie von etwa 5 bis etwa 200/U Dicke, die eine mit der Folie fest verbundene Beschichtung aus einem partiell fluorierten hochmolekularen, aliphatischen Kohlenwasserstoff vom Molekulargewicht 1000 bis 500.000 und einer Dicke von etwa 2 bis etwa 30 /u trägt. Diese Folie ist insbesondere als Elektroisolierfolie geeignet. Auch beschichtete Folien aus anderen hochtemperaturfesten Kunststoffen sind für diesen Zweck geeignet, jedoch sind beschichtete Polyhydantoinfolien bevorzugt, weil sie besonders hohes Isolationsvermögen und besonders hohe Durchschlagfestigkeit besitzen. Zusätzlich ist ihre mechanische Festigkeit besonders hoch. Die mit Fluorkohlenwasserstoffen beschichteten Polyhydantoinfolien der Erfindung werden speziell zur Isolierung von Kupferflachleitern angewendet. Sie werden spiralisch um solche Leitern gewickelt und dann durch Wärmeeinwirkung gesiegelt. Solche Kupferflachleitern werden gebraucht für die Feldwicklung von Elektromotoren mit hohen Leistungen, z.B. Leistungen über 100 Kilowatt.Another object of the present invention is a polyhydantoin film of about 5 to about 200 / U thickness, which has a firmly bonded coating of a partially fluorinated high molecular weight, aliphatic hydrocarbon with a molecular weight of 1000 to 500,000 and a thickness of about 2 to about 30 / u wears. This film is particularly suitable as an electrical insulating film. Coated films made of other high-temperature-resistant plastics are also suitable for this purpose, but coated polyhydantoin films are preferred because they have a particularly high insulation capacity and particularly high dielectric strength. In addition, their mechanical strength is particularly high. The polyhydantoin films of the invention coated with fluorocarbons are used specifically for insulating flat copper conductors. They are spirally wrapped around such conductors and then sealed by the action of heat. Such flat copper conductors are used for the field winding of electric motors with high outputs, e.g. outputs over 100 kilowatts.

Le A 15 062Le A 15 062 LL.

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Beispiel 1 *% Example 1 * %

Ein Äthylen-Propylen-Copolymerisat aus 50 % Äthylen- und 50 % Propylen-Einheiten mit einem Molekulargewicht von ca. 50.000, in dem die Hälfte der substituierbaren Wasserstoffatome durch Fluoratome ersetzt sind, wird in einer Mischung aus 50 VoI.-Teilen Trichloräthan-1,1,1 und 50 Volr-Teilen Dimethylphthalat bei Temperaturen von 50 - 600C zu einer 10 Gew.-96igen Lösung gelöst. Die filtrierte Lösung wird auf eine 20 - 30/U dicke Polyhydantoinfolie in einer Schichtdicke von etwa 100/U aufgeräkelt. Die beschichtete Folie wird mit heißer Luft von etwa 150°C getrocknet,An ethylene-propylene copolymer of 50 % ethylene and 50 % propylene units with a molecular weight of about 50,000, in which half of the substitutable hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms, is in a mixture of 50 parts by volume of trichloroethane-1 , 1,1 and 50 VOLr parts dimethyl phthalate at temperatures of 50 - dissolved 96igen weight 60 0 C to a 10 solution. The filtered solution is applied to a 20-30 / U thick polyhydantoin film in a layer thickness of about 100 / U. The coated film is dried with hot air at about 150 ° C,

Die erhaltene beschichtete Polyhydantoinfolie trägt eine 10/U dicke Fluorkohlenwasserstoffschicht, deren Haftfestigkeit auf der Polyhydantoinfolie größer ist als die Reißfestigkeit der Fluorkohlenwasserstoffschicht selbst.The coated polyhydantoin film obtained has a 10 / U thick fluorocarbon layer, its adhesive strength on the polyhydantoin film is greater than the tear strength of the fluorocarbon layer itself.

Die beschichtete Folie wird spiralig um einen Kupferflachleiter gewickelt und durch Erhitzen auf 250 - 3000C versiegelt. Der so isolierte Flachleiter kann spiralig verdrillt werden ohne daß sich die Isolierschicht ablöst.The coated film is spirally wound around a copper flat conductor and by heating at 250 - 300 0 C sealed. The flat conductor insulated in this way can be twisted in a spiral without the insulating layer peeling off.

Beispiel 2Example 2

Beispiel 1 wird wiederholt, nur wird anstelle des fluorierten Äthylen-Propylen-Copolymerisats ein Polyvinylidenfluorid vom Molekulargewicht etwa 1000 benutzt. Auch hler wird ein Kupferflachleiter erhalten, dessen Isolierung sich beim Verdrillen nicht löst.Example 1 is repeated, except that instead of the fluorinated ethylene-propylene copolymer, a polyvinylidene fluoride is used Molecular weight about 1000 used. A copper flat conductor is also obtained here, the insulation of which changes when it is twisted does not solve.

Le A 15 062Le A 15 062

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Claims (2)

Patentansprüche; . ζ*Claims; . ζ * 1. Verfahren zur Herstellung heißsiegelfähiger, temperaturbeständiger Folien mit einer Beschichtung aus fluorierten Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man auf eine temperaturbeständige Kunststoffolie eine Lösung eines bei Zimmertemperatur festen, partiell fluorierten, hochmolekularen, aliphatischen Kohlenwasserstoffs vom Molekulargewicht 1000 bis 500.000 in einer flüssigen Mischung aus 10 - 60 Vol.-% eines chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffs mit 1-6 Kohlenstoffatomen mit einem Siedepunkt von 30 - 1500C und 40 - 90 V0I.-96 eines Alkylesters einer mehrbasischen aromatischen Carbonsäure oder eines hochsiedenden Ketons aufbringt und die Lösungsmittel entfernt.1. A process for the production of heat-sealable, temperature-resistant films with a coating of fluorinated hydrocarbons, characterized in that a solution of a partially fluorinated, high-molecular, high molecular weight, aliphatic hydrocarbon with a molecular weight of 1000 to 500,000 in a liquid mixture of 10 is applied to a temperature-resistant plastic film - 60 Vol .-% of a chlorinated aliphatic hydrocarbon having 1-6 carbon atoms with a boiling point of 30 - 90 applies V0I.-96 an alkyl ester of a polybasic aromatic carboxylic acid or of a high boiling ketone and the solvents removed - 150 0 C and 40th 2. Polyhydantoinfolie von etwa 5 bis etwa 200/U Dicke, die eine mit der Folie fest verbundene Beschichtung aus einem partiell fluorierten hochmolekularen, aliphatischen Kohlenwasserstoff vom Molekulargewicht 1000 bis 500.000 und einer Dicke von etwa 2 bis etwa 30/U trägt.2. Polyhydantoin film from about 5 to about 200 / U thickness, the a coating made of a partially fluorinated, high molecular weight, aliphatic hydrocarbon that is firmly bonded to the film from a molecular weight of 1000 to 500,000 and a thickness of about 2 to about 30 / U. Le A 15 062 _ g _ Le A 15 062 _ g _ 409850/0975409850/0975
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