DE9314818U1 - Selbsthaftende Heißklebefolie - Google Patents
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Description
Selbsthaftende Heißklebefolie
Beschreibung
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5
Die Erfindung betrifft eine selbsthaftende Heißklebefolie bestehend aus einem Trägermaterial und mindestens einer
Klebeschicht, die aus einem organischen Polymeren mit darin feinverteilten Festkörperpartikeln besteht und insbesondere ein
Isoliermaterial für elektrische Leiter.
Mehrschicht-Klebefolien sind für die verschiedensten Anwendungen bereits bekannt.
So finden z. B. Mehrschicht-Klebefolien, bestehend aus einer Trägerfolie, Magnetschicht und einer separaten Klebeschicht
dazwischen, Anwendung als Magnetstreifen zur Herstellung von
Fahrkarten, Ausweisen, Bank- und Kreditkarten. Die Klebeschicht ist sehr oft durch eine Deckschicht oder Folie abgedeckt und wird
erst bei der Verwendung freigelegt.
Es ist allerdings auch bekannt, die separate Klebeschicht erst bei höheren Temperaturen zu reaktivieren. So werden beispielsweise
Polyacrylat-Kleber mit einem Nichtkleber, wie z. B. Polystyrol soweit vermischt, daß die Schicht bis 80 0C keine
Klebeneigung aufweist. Erst nach Erhitzen über 100 0C wird die
Schicht wieder reaktiviert. So kann das Produkt bei tieferen Temperaturen hergestellt, verarbeitet, gelagert und transportiert
werden. Bei Temperaturen über 100 0C werden dann die Verklebungen
mit Trägern durchgeführt. In diesem Fall sind die Klebeeigenschaften reversibel.
Weiterhin ist es nicht immer möglich, besonders bei sehr guten Klebern, die Klebeneigung soweit zu unterdrücken, daß keine Verklebung
bei Verarbeitung oder Lagerung stattfindet. Besonders bei unterlagen wie dimensionsstabile Polyester- und Polycarbonatkarten
ist es der Fall.
Es war bekannt, Elektroisoliermittel, wie z. B. Polyesterimide, Polyester, Polyamidimide und Polyimide als Lacke für die
Drahtisolierung einzusetzen. Sie führen zu hohen Härten, Hitzebeständigkeit,
Hitzeschockbeständigkeit und Durchschlagsspannung (DT-AS 1 445 263, DT-AS 1 645 435). Diese Produkte sind jedoch
für viele Anwendungsfälle noch nicht ausreichend, so daß man zu
anderen Isoliermitteln und anderen Isoliertechniken greifen muß. Diese Mittel und Techniken zur Erreichung höherer Wärmeklassen
bedeuten durchweg einen höheren Fertigungsaufwand, höheres
Fertigungsrisiko und höhere Kosten. Für Hochleistungselektromotoren
werden nicht mehr runde Kupferdrähte, sondern die sogenannten Flachdrähte eingesetzt. Durch Lackieren können solche
Drähte nicht einwandfrei gefertigt werden. Man hat versucht, solche Materialien durch Umhüllen mit anorganischen Materialien,
z. B. das Umspinnen von Drähten unter Mitverwendung von Glasseidengeweben
oder die Umhüllung aus der Glasschmelze herzustellen. Asbestisolierungen sowie Papier- und VliesIsolierungen sind ebenfalls
bekannt. Diese an sich in der Wärmebeständigkeit und Isolierwirkung hervorragenden Isoliermaterialien sind schwierig
auftragbar und genügen in den mechanischen Eigenschaften in der Regel nicht sehr hohen Ansprüchen, so daß sie auf Spezialanwendungen
beschränkt bleiben.
Man hat in den letzten Jahren auch hochwärmebeständige Folien wie Polysulfone, aromatische Polyimide, Polyamidide, Polyamide oder
Polyätherätherketone entwickelt. Sie sind gut geeignet, um hohe Durchschlagsspannung von isolierten Wicklungen zu erreichen. Das
Anwendungsgebiet ist jedoch wegen mangelnder Coronafestigkeit beschränkt. Man hat daher versucht, diese Materialien mit anorganischen
Füllstoffen zu versehen. Die Anwendung verlangt dann noch eine zusätzliche Klebeschicht, um eine Verbindung mit dem
Kupferdraht zu erreichen. Dadurch erhöht sich die Isolierschichtstärke erheblich, die zu hohem Raumbedarf in den Motoren
führt {EP 0 287 814).
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsthaftende Heißklebefolie bereitzustellen, die in der Klebschicht
Festkörperpartikel enthält und die ein vorbestimmtes temperaturabhängiges Klebverhalten aufweist.
Die Aufgabe wird mit einer selbsthaftenden Heißklebefolie, bestehend aus einem Trägermaterial und mindestens einer
Klebeschicht, die aus einem organischen Polymeren mit darin feinverteilten Festkörperpartikeln besteht, gelöst, wenn die Klebeschicht
aus einem unmodifizierten Epoxidharz auf Basis von Bisphenol A mit einer Viskosität bei 120 0C von größer als
690 mPa-s besteht, wobei die Trennkraft, gemessen zwischen einer gereinigten Kupferfläche und der Heißklebefolie, nach Lagerung
bei 75 0C höchstens etwa 33 N/cm beträgt, so daß die Heißklebefolie
zerstörungsfrei ablösbar ist, und die Trennkraft nach gleich langer Lagerung bei 85 0C mindestens 40 N/cm (jeweils pro
1 cm Folienbreite) beträgt, so daß die Heißklebefolie nicht mehr zerstörungsfrei ablösbar ist.
Dadurch wird erreicht, daß eine Ablösbarkeit in einem definierten Temperaturbereich gerade noch zerstörungsfrei durchführbar ist
und bei Temperaturlagerung oberhalb dieser Temperatur die Klebung irreversibel wird, daß heißt ohne Zerstörung nicht mehr möglich
ist.
In vorteilhafter Ausführung liegt das spezifische Gewicht des
Epoxidharzes bei 25 0C höher als 1,1 g/cm3, insbesondere zwischen
etwa 1,15 und 1,2 5 g/cm3.
In weiterer Ausbildung können die Festkörperpartikel nicht metallisch sein, wie Titandioxid, Aluminiumoxid, Titanschwarz,
Ruß, Chromgrün, Eisenoxid, Silikate oder Ferrite oder auch Mischungen davon.
Die Festkörperpartikel können jedoch auch Metallpigmente sein, wie Aluminium, Magnesium, Nickel usw.
In zweckmäßiger Ausführung kann die Größe der Festkörper-Partikel
über einer BET-Oberfläche von 1 m2/g, insbesondere im Bereich von
etwa 3 bis etwa 600 m2/g, liegen.
Dadurch ist eine ausreichende Feinteiligkeit des Partikel im Hinblick auf das gewünschte Klebverhalten gegeben.
Vorteilhaft ist ein Gewichts-%-Anteil der Festkörper-Partikel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Klebschicht, von zwischen etwa
50 % und 80 %. Damit wird außer dem gewünschten Klebverhalten auch eine ausreichende Durchschlagsfestigkeit und Corona-Entladungs-Festigkeit
erreicht.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Isolierschicht
für elektrische Leiter, gebildet aus einer selbsthaftenden Heißklebefolie gemäß oben beschriebenen Einzelmerkmalen.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heißklebefolie ist
im folgenden beschrieben.
In eine Kugelmühle wurden
8000 g Stahlkugeln mit einem Durchmesser von 4-6 mm,
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2000 g Cr2O3-Pigment mit einer BET-Oberflache von 3 m2/g,
952 g unmodifiz. Bisphenol-A Epoxid-Harz (Araldit B46 mit einer
Viskosität von 700 - 850 mPa-s bei 12O0C)
(70%ige Lösung in Methylgykol)
2 50g Dicyandiamid-Härter-Lösung (= Cyanoguanidin)
(12%ige Lösung in Methylgykol)
4Og Dimethylbenzylamin als Beschleuniger
75 g Methylgylkol
760g Methylethylketon
15
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eingebracht.
Die eingesetzten Mengen betragen: Pigment ca. 75 Gew.% und Epoxidharz ca. 25 Gew.%.
Die Dispersion wurde anschließend 4 Tage lang gemahlen und damit wurden 23 &mgr;&idiagr;&eegr; Polyesterfolien mit je 5 - 6 \m Klebeschicht beschichtet
und getrocknet. Die erhaltende Schicht verhält sich beim Knicken spröde und haftet schlecht auf der Folie.
Die Sprödigkeit läßt sich deutlich verringern und die Haftung erheblich
verbessern, wenn die Folie mehrere Stunden lang oberhalb von 1200C getempert wird. Im Folienwickel ist dies Tempern durch
stufenweise Anhebung der Temperaturen von ca. 600C, über ca. 800C
und ca. 1000C zu erreichen.
Es wurden somit elastische Heißklebefolien erhalten.
Die erhaltene Folie wurde mit 100 N bei einer Fläche von 4,15 cm2
auf eine an der Oberfläche mit Alkohol gereinigte (nicht polierte) Kupferblechplatte aufgerollt, mittels einer belasteten
Glasplatte gepreßt und ca. 18 Stunden bei 75 0C bzw. 85 0C
temperaturgelagert. Nach Abkühlen der Proben wurde die Presse geöffnet, die Band/Kupferblech-Probe entnommen und bei Zimmertemperatur
die Abzugskraft gemessen.
Bei der Messung wird das Kupferblech festgehalten und die Folie parallel zur Ebene der Kupferblechoberfläche abgezogen unter Bestimmung
der Abzugskraft.
45
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Die Breite der Folie betrug 1/2 Zoll oder 12,7 cm.
Die bei 75 0C gelagerte Folie erforderte eine Abzugskraft von etwa
33 N/cm, mit der sie sich zerstörungsfrei abziehen ließ. Die bei 85 0C gelagerte Folie erforderte eine Abzugskraft von größer als
40 N/cm bis die Folie riß, sie wurde somit zerstört. 5
Zum Vergleich wurde bei einem handelsüblichen Klebeband (Scotch 601) nach Aufbringen und gleichlanger Lagerung bei 75 0C
auf dem Kupferblech bei gleichgroßer Fläche die Abzugskraft mit 35 N/cm gemessen, bevor das Band bereits riß und damit zerstört
wurde. Für dasselbe, jedoch bei 85 0C gelagerte, Band wurde die
Messung nicht mehr durchgeführt.
Mit der erfindungsgemäßen Folie wurden Kupferdrähte mit 50 %
Überlappung umwickelt. Nach Lagerung der Drähte bei 85 0C oder
mehr entstand ein Verbund zwischen dem jeweiligen Kupferdraht oder der Mehrzahl von Kupferdrähten und der Heißklebefolie und
letzerer auf sich selbst. Die elektrische Durchschlagsfestigkeit dieses Verbundes wurde mit über 50 kv/rnm als sehr vorteilhaft
bestimmt und nach 1000 Stunden Coronaentladung wurden keine
Schäden am Verbund festgestellt.
in der Zeichnung sind die Gegenstände der Erfindung, in
Figur 1 ein schematischer Querschnitt durch die pigmentierte Heißklebefolie F mit dem Harz H, dem Haftbereich HB und
der Substratfolie S und in
Figur 2 ein teilweise mit der Heißklebefolie F umhüllter Leiter C 0 dargestellt.
Eine selbsthaftende Heißklebefolie besteht aus einer Trägerfolie und mindestens einer Schicht aus Polymeren mit Festkörperpartikeln,
wobei die Polymerschicht eine als Klebeschicht wirkende Epoxidharzschicht ist und wobei die Trennkraft der Folie
von einer Kupferfläche höchstens etwa 33 N/cm zum zerstörungsfreien Abziehen und mindestens etwa 40 N/cm zum nicht zerstörungsfreien
Abziehen der Folie beträgt. Die Folie ist für den Einsatz als hochspannungsfeste und coronaentladungsfeste Isolierfolie,
aber auch für andere Anwendungen, geeignet.
Claims (6)
1. Selbsthaftende Heißklebefolie bestehend aus einem Trägermaterial
und mindestens einer Klebeschicht, die aus einem organischen Polymeren mit darin feinverteilten Festkörperpartikeln
besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschicht aus einem unmodifizierten Epoxidharz auf Basis
von Bisphenol A mit einer Viskosität bei 12 0 0C von größer
als 690 mPa-s besteht, mit der Maßgabe, daß die Trennkraft, gemessen zwischen einer blanken Kupferfläche und der Klebeschicht
bei 75 0C höchstens etwa 33 N/cm beträgt, so daß die Heißklebefolie zerstörungsfrei ablösbar ist und bei 85 0C
mindestens etwa 40 N/cm beträgt, so daß die Heißklebefolie nicht mehr zerstörungsfrei ablösbar ist.
2. Heißklebefolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht des Epoxidharzes bei 2 5 0C größer ist
als 1,1 g/cm3 und insbesondere zwischen 1,15 - 1,25 g/cm3 liegt.
3. Heißklebefolie nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperpartikel Titandioxid, Aluminiumoxid, Ruß,
Chromgrün, Eisenoxid, Titanschwarz, Metallpigment, Chromdioxid, Silikate oder Ferrite oder Mischungen davon sind.
4. Heißklebefolie nach Anspruch 1 oder Ansprüchen 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Festkörper-Partikel
oberhalb einer BET-Oberfläche von 1 m2/g, insbesondere im Bereich
von etwa 3 bis etwa 600 m2/g, liegt.
5. Heißklebefolie nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren der
Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichts-%-Anteil der Festkörper-Partikel, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Klebeschicht, zwischen etwa 50 % und 80 % liegt.
6. Isoliermaterial für elektrische Leiter, dadurch gekennzeichnet,
daß dasselbe aus einer selbsthaftenden Heißklebefolie gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5
besteht.
0078/450/92 De/bw 29.09.1993 Zeichn.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9314818U Expired - Lifetime DE9314818U1 (de) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Selbsthaftende Heißklebefolie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9314818U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5763074A (en) * | 1995-08-25 | 1998-06-09 | Basf Magnetics Gmbh | Heat sealing film |
-
1993
- 1993-09-30 DE DE9314818U patent/DE9314818U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5763074A (en) * | 1995-08-25 | 1998-06-09 | Basf Magnetics Gmbh | Heat sealing film |
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