DE2415060A1

DE2415060A1 - INSULATED COPPER FLAT CONDUCTORS

Info

Publication number: DE2415060A1
Application number: DE2415060A
Authority: DE
Inventors: Eckart Dr Reese; Joachim Wank
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1974-03-28
Filing date: 1974-03-28
Publication date: 1975-10-16
Also published as: AT340526B; BE827188A; FR2266267B1; ATA230775A; ES436062A1; JPS50129980A; NL7503570A; FR2266267A1; SE7503547L; GB1495028A

Description

Bayer Aktiengesellschaft 2415060Bayer Aktiengesellschaft 2415060

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

509 Leverkusen, Bayerwerk509 Leverkusen, Bayerwerk

str/Ra 2 7. März 1974str / ra 2 March 7th 1974

Isolierte KupferflachleiterInsulated copper flat conductors

Es ist bekannt, Kupferflachleiter, die in Transformatoren und Elektromaschinen verwendet werden, durch Lackierung zu isolieren. Dieses Verfahren.hat den Nachteil, daß selbst bei mehrmaligem Lackieren keine absolute Porendichte erzielt wird, so daß es leicht zu Kurzschlüssen zwischen den Leitern kommen kann. Deshalb wurde versucht, die Kupferflachleiter mit hochtemperaturbeständigen, heißsiegelfahigen Folien zu umwickeln, auf die Erweichungstemperatur der heißsiegelfahigen Schicht zu erwärmen und anschließend durch Verpressen mit dem Kupferflachleiter eine ausreichende Verbundhaftung zu erzielen. Üblicherweise werden für dieses Verfahren Laminate aus PoIyimidfilmen und Polyfluorkohlenwasserstoff-Filmen verwendet (vgl. DAS 1 24o 269 und britisches Patent 1 126 ol2), die ohne Druckanwendung bei der Erwärmung nur eine punktförmige Verbindung mit den zu isolierenden Kupferflachleitern ergeben. Es sind daher zur Durchführung dieses Verfahrens sehr aufwendige Apparaturen zum Aufheizen und Pressen notwendig, die eine geringe Produktionsgeschwindigkeit ergeben.It is known copper flat conductors used in transformers and electrical machines are used to insulate by painting. This method has the disadvantage that even with Repeated painting no absolute pore density is achieved, so that short circuits between the conductors can easily occur can. Therefore an attempt was made to use the copper flat conductors with high temperature resistant, To wrap heat-sealable films to the softening temperature of the heat-sealable layer to be heated and then to achieve sufficient bonding by pressing with the copper flat conductor. Laminates of polyimide films are usually used for this process and polyfluorocarbon films are used (cf. DAS 1 24o 269 and British patent 1 126 ol2), which only creates a point-like connection without the use of pressure during heating with the copper flat conductors to be insulated. It Therefore, very expensive equipment for heating and pressing is necessary to carry out this process, which is a small one Production speed.

Es wurde nun gefunden, daß durch Verwendung einer schrumpffähigen, hochtemperaturbeständigen Folie, die mit einem heißsiegelfahigen Material beschichtet ist, alle die genannten Nachteile vermieden werden, insbesondere, daß ohne Druckanwendung eine ausgezeichnete Verbundhaftung mit den zu isolierenden Kupfer-It has now been found that by using a shrinkable, high-temperature-resistant film which is coated with a heat-sealable material, all of the disadvantages mentioned be avoided, in particular that without the application of pressure an excellent bond with the copper to be isolated

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flachleltern erreicht wird.Flat parents is achieved.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von isolierten Kupferflachleitern, indem man den Leiter mit einem Laminat aus einer hochtemperaturbeständigen Folie und einer heißsiegelfähigen Schicht spiralförmig umwickelt und anschließend auf die Erweichungstemperatur der heißsiegelfähigen Schicht erwärmt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine schrumpffähige, hochtemperaturbeständige Folie Bestandteil des Laminates ist.The invention relates to a method for production of insulated copper flat conductors by covering the conductor with a laminate of a high-temperature-resistant foil and a heat-sealable layer wrapped spirally and then to the softening temperature of the heat-sealable Heated layer, which is characterized in that a shrinkable, high-temperature-resistant film is part of the Laminates is.

Da zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens keine Druckanwendung notwendig ist, kann das Erhitzen des umwickelten Kupferflachleiters in einfacher Weise in Trockenkammern oder Trockenschächten durchgeführt werden.Since to carry out the method according to the invention no If pressure is required, the wrapped copper flat conductor can be heated in a simple manner in drying chambers or drying shafts.

Schrumpffähige, hochtemperaturbeständige Folien, deren Dicke im allgemeinen etwa 5 bis etwa 2oo /u beträgt, und die im Verhältnis 1:1,2 bis 1:3 monoaxial verstreckt werden, eignen sich zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Laminate. Besonders geeignet sind Polyhydantoinfolien. Polyhydantoine sind bekannt. Sie können beispielsweise hergestellt werden durch Umsetzung aromatischer Diglyoinester mit Diisocyanaten. Ein typisches Beispiel ist die Umsetzung von NjN'-di-bis-carbäthoxy-methyl-^V-diaminodiphenyl-methan mit 4,4' -Diisocyanatodimethylmethan. Polyhydantoine und Einzelheiten ihrer Herstellung sind z.B. in der US-Patentschrift 3 397 253 beschrieben. Auch hochtemperaturbeständige, d.h. aromatische Polyimidfolien eignen sich als Basismaterial. Die schrumpffähigen Folien werden in bekannter Weise mit einer heißsiegelfähigen Schicht aus z.B. einem Polyurethankleber auf Basis Adipinsäure, Diäthylenglykol und 4,4¹-Diisocyanato-diphenylmethan, der mit einem aminhaltigen Epoxidharz ausgehärtet wird^ oder mit fluorierten Kohlenwasserstoffen beschichtet. Für die Beschichtung besonders geeignete fluorierte Kohlenwasserstoffe sind hochmolekulare Aliphaten mit Molekulargewichten von etwa looo bis etwa 5ooooo. BevorzugtShrinkable, high-temperature-resistant films, the thickness of which is generally about 5 to about 2oo / u, and which are stretched monoaxially in a ratio of 1: 1.2 to 1: 3, are suitable for producing the laminates used according to the invention. Polyhydantoin films are particularly suitable. Polyhydantoins are known. They can be prepared, for example, by reacting aromatic diglyoin esters with diisocyanates. A typical example is the reaction of NjN'-di-bis-carbethoxy-methyl- ^ V-diaminodiphenyl methane with 4,4'-diisocyanatodimethyl methane. Polyhydantoins and details of their preparation are described, for example, in US Pat. No. 3,397,253. High temperature resistant, ie aromatic polyimide films are also suitable as base material. The shrinkable films are coated in a known manner with a heat-sealable layer of, for example, a polyurethane adhesive based on adipic acid, diethylene glycol and 4,4 ^1- diisocyanato-diphenylmethane, which is cured with an amine-containing epoxy resin or coated with fluorinated hydrocarbons. Fluorinated hydrocarbons particularly suitable for the coating are high molecular weight aliphatics with molecular weights of about 1,000 to about 5,000. Preferred

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sind 25 - 75 % der vorhandenen Wasserstoffatome durch Fluor ersetzt. Besonders geeignete Pluorkohlenwasserstoffe sind fluorierte Kthylen-Propylen-Copolymerisate aus etwa 80 - 2o Gewichtsprozenten Äthylen und 2o - 80 Gewichtsprozenten Propyleneinheiten vom Molekulargewicht etwa looo bis 50000, in denen 25 bis 75 % der substituierbaren Wasserstoffatome durch Fluor ersetzt sind. Weiter besonders-geeignet sind Polyvinylidenfluoride vom Molekulargewicht etwa looo bis etwa loooo.25 - 75 % of the existing hydrogen atoms are replaced by fluorine. Particularly suitable fluorinated hydrocarbons are fluorinated ethylene-propylene copolymers of about 80-2o percent by weight of ethylene and 20-80 percent by weight of propylene units with a molecular weight of about 1,000 to 50,000, in which 25 to 75 % of the substitutable hydrogen atoms are replaced by fluorine. Polyvinylidene fluorides with a molecular weight of about 1,000 to about 1,000 are also particularly suitable.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Kupferflachleiter mit der schrumpffähigen, hochtemperaturbeständigen Folie, die mit einem heißsiegelfähigen Material beschichtet wurde, spiralförmig mit einer bis zu 50 ^igen Überlappung umwickelt und anschließend auf die Erweichungstemperatur der heißsiegelfähigen Schicht erhitzt. Diese liegt im allgemeinen im Bereich von l4o - 2oo°C.To carry out the method according to the invention, the Copper flat conductor with the shrinkable, high temperature resistant Foil that has been coated with a heat-sealable material, in a spiral shape with an overlap of up to 50 ^ wrapped and then heated to the softening temperature of the heat-sealable layer. This lies in general in the range of 14o - 2oo ° C.

Wegen der einfachen Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Produktionsgeschwindigkeit erheblieh gesteigert werden. Die erfindungsgemäß isolierten Kupferflachleiter zeigen eine ausgezeichnete Schälfestigkeit, die beträchtlich über dan bisher erreichten Werten liegt.Because of the ease with which the method according to the invention can be carried out the production speed can be increased considerably. The copper flat conductors insulated according to the invention show an excellent peel strength, which is considerably higher than the values achieved so far.

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example 1

a)Eine Ιβ mm breite und 0,02 mm dicke im Verhältnis 1:3 monoaxial verstreckte Folie aus Polyhydantoin, die eine Schrumpfspannung von 2,5 MPa bei 2oo°C aufweist, wird mit' einem heißsiegelfähigen Polyurethankleber in einer Dicke von ca, 12 /U beschichtet. Das so erhaltene Laminat wird spiralförmig um einen Kupferflachleiter' mit einem Querschnitt von 8 χ 12 mm mit einer Überlappung von ca. 5o % gewickelt. Das so umwickelte Kupferflachleiter wird in einem Durchlaufofen auf 25o°C erwärmt. Die Schälfestigkeit der so aufgebrachten Isolierung beträgt 3 - 4 kp/inch Folienbreite und die Durchschlagspannung des so isolierten Kupferflachleiters beträgt 8 KW. a) A Ιβ mm wide and 0.02 mm thick in a ratio of 1: 3 monoaxially stretched film made of polyhydantoin, which has a shrinkage stress of 2.5 MPa at 200 ° C, is applied with a heat-sealable polyurethane adhesive in a thickness of approx / U coated. The laminate obtained in this way is wound in a spiral around a copper flat conductor with a cross section of 8 × 12 mm with an overlap of approx. 50 %. The copper flat conductor wrapped in this way is heated to 25o ° C in a continuous furnace. The peel strength of the insulation applied in this way is 3 - 4 kp / inch of foil width and the breakdown voltage of the copper flat conductor insulated in this way is 8 KW.

b)Wird, der gleiche Kupferflachleiter, wie unter a) ausgeführt, mit einem Laminat, das aus einer nichtschrumpffähigen Polyhydantoinfolie aus Basismaterial 'besteht, isoliert, so beträgt die Schälfestigkeit der so hergestellten Isolierung Io kp/ inch Folienbreite und die Durchschlagfestigkeit des isolierten Kupferflachleiters nur 3 KV.b) If the same copper flat conductor as described under a) is used with a laminate made of a non-shrinkable polyhydantoin film consists of base material ', then the peel strength of the insulation produced in this way is Io kp / inch foil width and the dielectric strength of the insulated copper flat conductor only 3 KV.

Example 2

Eine 9 mm breite und 0,03 ram dicke im Verhältnis 1:2 monoaxial verstreckte Folie aus Polyhydantoin₅ die eine Schrumpfspannung von 1,6 MPa bei 25o°C besitzt, wird mit einem heißsiegelfähigen Polyvinylidenfluorid mit einem Molekulargewicht von etwa looo in einer Schichtdicke von 2o ,u beschichtet. Das so erhaltene Laminat wird spiralförmig mit einer bis zu 5o #igen Überlappung um einen Kupferflächleiter mit einem Querschnitt von 3 χ 9 mm gewickelt und in einem Durchlaufofen auf 25o°C erwärmt. Die Schälfestigkeit der so aufgebrachten Isolierung beträgt 3o kp/ inch Folienbreite und die Durchschlagspannung des so isolierten Kupferflachleiters liegt bei 8 KV.A 9 mm wide and 0.03 ram thick in a ratio of 1: 2 monoaxially stretched film made of polyhydantoin _5, which has a shrinkage stress of 1.6 MPa at 25o ° C., is coated with a heat-sealable polyvinylidene fluoride with a molecular weight of about 1,000 in a layer thickness of 2o , u coated. The laminate obtained in this way is wound in a spiral shape with an overlap of up to 50 degrees around a copper surface conductor with a cross section of 3 × 9 mm and heated to 25 ° C. in a continuous oven. The peel strength of the insulation applied in this way is 30 kp / inch of foil width and the breakdown voltage of the copper flat conductor insulated in this way is 8 KV.

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Claims

Patent claims:

Process for the production of insulated copper flat conductors by covering the conductor with a laminate of a high temperature resistant Polie and a heat-sealable layer wrapped spirally and then to the softening temperature the heat-sealable layer is heated, characterized in that a shrinkable, high-temperature-resistant Polie is part of the laminate.

2. The method according to claim 2, characterized in that a shrinkable polyhydantoin film is used.

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