EP0000047A1 - Flammwidrig ausgerüstete, biaxial orientierte Polyesterfolie und ihre Verwendung - Google Patents

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EP0000047A1
EP0000047A1 EP78100087A EP78100087A EP0000047A1 EP 0000047 A1 EP0000047 A1 EP 0000047A1 EP 78100087 A EP78100087 A EP 78100087A EP 78100087 A EP78100087 A EP 78100087A EP 0000047 A1 EP0000047 A1 EP 0000047A1
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EP78100087A
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Klaus Dr. Hoheisel
Ulrich Dr. Bollert
Siegfried Dr. Janocha
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Hoechst AG
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Hoechst AG
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/42—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes polyesters; polyethers; polyacetals
    • H01B3/421—Polyesters
    • H01B3/422—Linear saturated polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
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    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31786—Of polyester [e.g., alkyd, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a flame-retardant, biaxially oriented polyester film.
  • Biaxially oriented films made of linear polyesters, in particular made of polyethylene, terephthalate, are widely used in industry. These include especially the areas of application in the electrical sector, e.g. for the production of transformers, wire insulation, as ribbon cable, cable and slot insulation or for the production of capacitors.
  • polyester films In the course of increased security, e.g. in radio and television construction or in high-speed engines, it is desirable to bring such polyester films into higher heat classes and to increase their flame resistance.
  • polyesters which contain chain links with structural units of the formula P are preferred have, the proportion being in particular 3 to 10 mole percent acid component of the polyester.
  • Preferred from the range of polyesters are those made from polyethylene or polybutylene terephthalate.
  • the Films according to the invention are preferably heat-set.
  • the known slip agents can be used, Si0 2 being preferred.
  • an SiO 2 that has been produced by hydrolysis of silicon halides has proven particularly useful.
  • the films according to the invention are stretched 2.5 to 4.5 times in the longitudinal and transverse directions, with stretching in the range of 3.5 times being preferred. All common methods of flat and tube stretching for polyester can be used for stretching, including multiple stretching in at least one of the directions or simultaneous stretching.
  • the preferred embodiment has a tensile strength of> 200 N / mm 2 .
  • the elongation at break should be> 100% in the longitudinal and transverse directions.
  • films are required that have low shrinkage at high temperatures.
  • preference is given to films whose shrinkage is ⁇ 5% at 150 ° C. (measured in air, 15 minutes).
  • preference is given to those foils whose dielectric constant (measured at 150 ° C; 1 kHz) is> 3 and whose specific volume resistance is ⁇ 10 18 x cm (measured at 20 ° C).
  • the films according to the invention can in principle be used for all fields of application in which polyester films are used, which should be highly flame-retardant.
  • the main area of application is the use as an insulation film, with the electrical and motor sectors occupying a special position.
  • the film thicknesses e.g. for capacitor manufacture are usually in the range of -2 to 15pm, e.g. for the slot insulation of electric motors are usually in the range from 50 to 350 ⁇ m, although this range information is not intended to mean any restriction.
  • Polyethylene terephthalate the acid component of which is made up of 4.3 mole percent P-containing chain links with the formula were replaced and its SV value was 905, was 0.1 Weight percent SiO 2 added as a slip agent.
  • the product was extruded from a slot die at 275 ° C and cooled on a chill roll at a temperature of 28 ° C.
  • the cooled pre-film was stretched 3.3 times lengthwise at 85 ° C and then stretched 3.5 times at 90 ° C.
  • the biaxially stretched film was heat-set at 200 ° C., maintaining a divergence of 10%.
  • the 75 ⁇ m thick film was used as flame-retardant groove insulation in electric motors.
  • Example 2 The procedure was analogous to Example 1, except that. Difference that the final film was 6 ⁇ m thick.
  • This film was used as a capacitor film after it had been vapor-coated with aluminum.
  • This film was used for cable insulation.
  • the following table shows the property values of the films with and without "phospholane" content.
  • the foils containing "phcspholan are not at all or absolutely inflammable. They do not show any drainer and if they are to be set on fire at all, they extinguish after a short while.

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Abstract

Flammwidrig ausgerüstete, biaxial orientierte Polyesterfolie und ihre Verwendung Flammwidrig ausgerüstete, biaxial orientierte, insbesondere thermofixierte Folie, die in Längs- und Querrichtung vorzugsweise um das 2,5- bis 4,5- fache gestreckt ist, aus einem linearen Polyester aus Dicarbonsäure- und Diolkomponenten sowie P-haltigen Kettengliedern, wobei die P-haltigen Kettenglieder Struktureinheiten der Formel <IMAGE> sind, welche ca. 3 bis 20 Molprozent der Säurekomponente des Polyesters ausmachen, wobei in der Formel R einen gesättigten, offenkettigen oder cyclischen Alkylen-, einen Arylen- oder einen Aralkylenrest und R1 eine Alkylgruppe mit bis zu 6 C-Atomen, eine Aryloder Aralkylgruppe bedeutet. Die flammwidrige Folie ist vorzugsweise für den Einsatz auf dem Elektrosektor geeignet, z.B. zur Nutisolation und Kabelisolation und wird nach Bedampfen mit Aluminium als Kondensatorfolie eingesetzt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine flammwidrig ausgerüstete, biaxial orientierte Polyesterfolie.
  • In der Technik werden biaxial orientierte Folien aus linearen Polyestern, insbesondere aus Polyäthylen- ,terephthalat, in starkem Maße eingesetzt. Hierzu zählen u.a. besonders die Einsatzgebiete auf dem Elektrosektor, z.B. zur.Herstellung von Transformatoren, Drahtisolationen, als Flachbandleiter, Kabel-und Nutisolationen oder zur Herstellung von Kondensatoren.
  • Im Zuge der erhöhten Sicherheit, z.B. im Rundfunk- und Fernsehbau oder bei schnellaufenden Motoren, ist es wünschenswert, solche Polyesterfolien in höhere Wärmeklassen zu bringen und ihre Flammwidrigkeit zu erhöhen.
  • Aus der DE-OS 23 46 787 sind schwerentflammbare lineare Polyester aus Dicarbonsäure- und Diolkomponenten sowie P-haltigen Kettengliedern bekannt, deren kennzeichnendes Merkmal darin besteht, daß die P-haltigen Kettenglieder Struktureinheiten der Formel
    Figure imgb0001
    sind, welche ca. 3 bis 20 Molprozent der Säurekomponente des Polyesters ausmachen, wobei in der Formel.
    • R einen gesättigten, offenkettigen oder cyclische.n Alkylen-, einen-Arylen- oder einen Aralkylenrest und
    • R1 eine Alkylgruppe mit bis zu 6 C-Atomen, eine Aryl-oder Aralkylgruppe

    bedeutet.
  • Die Anmeldung gibt zwar einen Hinweis darauf, aus diesen Polyestern Formkörper, insbesondere in Form von Fasern, herzustellen, jedoch ist hierin keinerlei Anregung zu find.en, biaxial orientierte Folien für den vorzugsweisen Einsatz auf dem Elektrosektor zu schaffen.
  • Es stellte sich somit die Aufgabe, eine flammwidrige, biaxial orientierte Polyesterfolie mit flammwidriger Ausrüstung zu schaffen, wobei die speziellen physikalischen Eigenschaften, insbesondere die elektrischen Eigenschaften, gegenüber denen aus reinen Polyesterfolien nicht verschlechtert sind.
  • Gelöst wird die vorstehend genannte Aufgabe durch eine Folie aus einem linearen Polyester aus Dicarbonsäure- und Diolkomponenten sowie P-haltigen Kettengliedern, wobei die P-haltigen Kettenglieder Struktureinheiten der Formel
    Figure imgb0002
    sind, welche ca. 3 bis 20 Molprozent der Säurekomponente des Polyesters ausmachen, wobei in der Formel
    • R einen gesättigten, offenkettigen oder cyclischen Alkylen-, einen Arylen- oder einen Aralkylenrest und
    • R1 eine Alkylgruppe mit bis zu 6 C-Ato.men, eine Aryl-oder Aralkylgruppe

    bedeutet, deren kennzeichnendes Merkmal darin besteht, daß sie biaxial orientiert ist.
  • Wenn auch grundsätzlich alle in der DE-OS genannten Polyester für die vorliegende Erfindung eingesetzt werden können, so sind doch Polyester bevorzugt, die P-haltige Kettenglieder mit Struktureinheiten der Formel
    Figure imgb0003
    aufweisen, wobei der Anteil insbesondere 3 bis 10 Molprozent Säurekomponente des Polyesters ausmacht. Bevorzugt aus der Reihe der Polyester sind solche aus Polyäthylen- oder Polybutylenterephthalat.
  • Um wenig schrumpfende Folien zu erhalten, werden die Folien nach der Erfindung bevorzugt thermofixiert.
  • Da für viele Anwendungszwecke die Folien einen guten Schlupf besitzen sollen, können die an sich bekannten Schlupfmittel eingesetzt werden, wobei Si02 bevorzugt ist. In der Praxis hat sich ein Si02 besonders bewährt, das durch Hydrolyse von Siliciumhalogeniden hergestellt wurde.
  • Die erfindungsgemäßen Folien sind in Längs- und Querrichtung je um das 2,5- bis 4,5-fache gestreckt, wobei eine Streckung im Bereich um das 3,5-fache bevorzugt ist. Für die Streckung können alle gängigen.Verfahren der Flach- und Schlauchstreckung für Polyester Anwendung finden, wobei auch eine Mehrfachstreckung in wenigstens einer der Richtungen oder eine Simultanstreckung eingeschlossen sind.
  • Damit die Folie.hoher mechanischer Beanspruchung.standhält, weist sie in bevorzugter Ausführung eine Reißfestigkeit von > 200 N/mm2 auf.
  • Die Reißdehnung sollte > 100% in Längs- und Querrichtung sein.
  • Für viele Anwendungszwecke werden Folien benötigt, die einen geringen Schrumpf bei hohen Temperaturen aufweisen. Bevorzugt sind im Rahmen der Erfindung Folien, deren Schrumpf < 5% bei 150°C (gemessen in Luft, 15.min) ist. Für den Einsatz als Elektroisolierfolien, z.B. zur Herstellung von Kondensatoren haben solche Folien den Vorzug, deren Dielektrizitätskonstante (gemessen bei 150°C; 1 kHz) >3 und.deren spezifischer Durchgangswiderstand < 1018 x cm (gemessen bei 20°C) beträgt.
  • Die erfindungsgemäßen Folien sind grundsätzlich für alle Anwendungsgebiete verwendbar, in denen Polyesterfolien eingesetzt werden, die wünsche.nswerterweise hoch flammwidrig sein sollen.
  • Hauptsächliches Anwendungsgebiet ist jedoch der Einsatz als Isolationsfolie, wobei der Elektrosektor und der Motorensektor eine besondere Stellung einnehmen.
  • Die.Folienstärken z.B. für die Kondensatorherstellung liegen üblicherweise im Bereich von-2 bis 15pm, während sie z.B. für die Nutisolation von Elektromotoren üblicherweise im.Bereich von 50 bis 350 um liegen, wobei diese Bereichsangaben jedoch keine Einschränkung bedeuten sollen..
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert, wobei eine Einschränkung auf die Ausführungsformen nicht bestehen soll.
    • Beispiel 1
  • Polyäthylenterephthalat, dessen Säurekomponente durch 4,3 Molprozent P-haltiger Kettenglieder mit der Formel
    Figure imgb0004
    ersetzt waren und dessen SV-Wert 905 betrug, wurde mit 0,1 Gewichtsprozent SiO2 als Schlupfmittel versetzt.
  • Das Produkt wurde bei 275°C aus einer Breitschlitzdüse extrudiert und auf einer Kühlwalze mit einer Temperatur von 28°C abgekühlt. Die abgekühlte Vorfolie wurde bei 85°C um das 3,3-fache längsgestreckt und anschließend bei 90°C um das 3,5-fache quergestreckt. Die biaxial gestreckte Folie wurde bei 200°C-thermofixiert, wobei eine Divergenz von 10% eingehalten-wurde.
  • Die 75 um starke Folie wurde als flammwidrige Nutisolation in Elektromotoren eingesetzt.
    • Beispiel 2
  • Es wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 gearbeitet, nur mit dem Unterschied, daß der "Phospholan"-Gehalt 7,1 Molprozent betrug.
    • Beispiel 3
  • Es wurde analog Beispiel 1 gearbeitet, nur mit dem . Unterschied, daß die Endfolie 6 um stark war.
  • Diese Folie wurde als Kondensatorfolie eingesetzt und zwar nachdem sie mit Aluminium bedampft war.
    • Beispiel 4
  • Es wurde analog Beispiel 3 gearbeitet, nur mit dem Unterschied, daß die Endfolie 12 um stark war.
  • Diese Folie wurde zur Kabelisolation eingesetzt.
    • Beispiel 5
  • Es wurde analog Beispiel 1 gearbeitet, jedoch mit dem Unterschied, daß ein Polyäthylenterephthalat eingesetzt wurde, das kein "Phospholan" enthielt. Diese Folien entsprachen den Folien nach dem Stand der Technik.
  • In der folgenden Tabelle sind die Eigenschaftswerte der Folien mit und ohne "Phospholan"-Gehalt aufgeführt.
    Figure imgb0005
  • Wie die Tabelle ausweist, sind die Folen die "phcspholan enthielten, überhaupt nicht oder num sochwer entalammbar Sie zeigen kein Abtropfer und falls sie oderaupt zur Brennen zu bringen sind, verlöschen sie nach senr , kurzer Zeit.
  • Die mechanischen Werte gegenüber reinen Folyätnylenterephthalatfolien sind unverändert und die elektrischen Werte sind nur unwesentlich geändert.

Claims (11)

1. Folie aus einem linearen Polyester aus Dicarbonsäure- und Diolkomponenten sowie P-haltigen Kettengliedern, wobei die P-haltigen Kettenglieder Struktureinheiten der Formel
Figure imgb0006
sind, welche ca. 3 bis 20 Molprozent der Säurekomponente des Polyesters ausmachen, wobei in der Formel
R einen gesättigten, offenkettigen oder cyclischen Alkylen-, einen Arylen- oder einen Aralkylenrest und
R1 eine Alkylgruppe mit bis zu 6 C-Atomen, eine Aryl-oder Aralkylgruppe

bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß sie biaxial orientiert ist.
2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie thermofixiert ist.
3. Folie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Schlupfmittel enthält.
4. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Schlupfmittel SiO2 enthält.
5. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Längs- und Querrichtung je um das 2,5- bis 4,5-fache gestreckt ist.
6. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Reißfestigkeit in Längs- und .Querrichtung von > 200 N/mm2 aufweist.
7. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Reißdehnung von > 100% in Längs- und Querrichtung aufweist.
8. Folie nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Schrumpf in Quer- und Längsrichtung bei 150°C (gemessen in Luft, 15 min) von < 5% aufweist.
9. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dielektrizitätskonstante (gemessen bei 150°C; 1 kHz) von > 3 aufweist.
10. Folie nach einem der.Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie-einen spezifischen Durchgangswiderstand von < 1018 x cm, gemessen bei 20°C aufweist.
11. Verwendung einer Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Isolationsfolie.
EP78100087A 1977-06-10 1978-06-05 Flammwidrig ausgerüstete, biaxial orientierte Polyesterfolie und ihre Verwendung Ceased EP0000047A1 (de)

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DE19772726189 DE2726189A1 (de) 1977-06-10 1977-06-10 Flammwidrig ausgeruestete, biaxial orientierte polyesterfolie

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