EP0025538B1 - Verfahren zur Herstellung isolierter Wickeldrähte durch Extrusion von Thermoplasten - Google Patents

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EP0025538B1
EP0025538B1 EP80105156A EP80105156A EP0025538B1 EP 0025538 B1 EP0025538 B1 EP 0025538B1 EP 80105156 A EP80105156 A EP 80105156A EP 80105156 A EP80105156 A EP 80105156A EP 0025538 B1 EP0025538 B1 EP 0025538B1
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EP
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extrusion
residues
insulated winding
aromatic
winding wires
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EP80105156A
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EP0025538A2 (de
EP0025538A3 (en
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Harald Dr. Janssen
Eberhard Kertscher
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Beck Dr and Co GmbH
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Beck Dr and Co GmbH
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Publication of EP0025538A3 publication Critical patent/EP0025538A3/de
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    • 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
    • H01B3/427—Polyethers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/14—Insulating conductors or cables by extrusion
    • H01B13/148—Selection of the insulating material therefor
    • 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
    • H01B3/308—Wires with resins

Definitions

  • the present invention relates to an improved method for producing insulated winding wires by extrusion of thermoplastics.
  • Enamel-insulated winding wires so-called “enamelled wires” are precisely characterized in the German standard DIN 46435 from April 1977. They are used on a large scale in electrical engineering, transformer construction and electronics.
  • the supply metal preferably copper or aluminum, is insulated with a thin, but mechanically and thermally extremely resistant synthetic resin lacquer layer.
  • Such enamelled wires are produced on wire enamelling machines by repeatedly applying an enamelled wire enamel to the metal wire.
  • wire enamel dispersions and aqueous solutions of wire enamel resins as well as resin melts are already used for wire enamelling.
  • thermoplastics for thick-walled sheathing of electrical conductor bundles and for the production of conductor wires has long been known from the cable industry.
  • DE-A-26 38 763 describes a process for the production of enamel-insulated winding wires by extrusion of partially crystalline thermoplastic polycondensates with crystallite melting points above 170 ° C., preferably above 250 ° C., in which thin insulating layers, as required by DIN 46435 will be preserved.
  • polymers with chain sulfur atoms e.g. Called polyphenylene sulfide.
  • the examples describe the extrusion conditions for polyethylene terephthalate, 6,6-polyamide and polyphenylene sulfide and the properties of the winding wires obtained therewith.
  • the invention thus relates to the use of aromatic polyether ketones with recurring units of the formula where Ar is aromatic radicals, which may be the same or different, in particular benzene, naphthalene or diphenyl radicals, where n is an integer from 50 to 200, for the production of insulated copper winding wires in the extrusion process, the layer thickness of the insulation meets the requirements of the German standard DIN 46435 (April 1977).
  • thermoplastics In comparison to the values for the other thermoplastics, the thermal shock value of the winding wires insulated with polyether ketone coating is surprisingly greatly improved.
  • Coating material Semi-crystalline aromatic polyetherketone of the summary formula Crystallite melting point 335 ° C.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von isolierten Wickeldrähten durch Extrusion von Thermoplasten.
  • Lackisolierte Wickeldrähte, sogenannte "Lackdrähte" sind in der Deutschen Norm DIN 46435 von April 1977 genau charakterisiert. Sie kommen in großem Umfang im Elektromaschinenbau, Transformatorenbau und in der Elektronik zum Einsatz.
  • Das Lietermetall, vorzugsweise Kupfer oder Aluminium, ist mit einer dünnen, jedoch mechanisch und thermisch äußerst widerstandsfähigen Kunstharzlackschicht isoliert.
  • Die Herstellung derartiger Lackdrähte erfolgt auf Drahtlackiermaschinen durch mehrfaches kontinuierliches Auftragen eines Drahtlackes auf den Metalldraht. Im Hinblick auf die Schädlichkeit der in dem Drahtlack enthaltenen Lösungsmittel und auf die sich daraus ergebenden Umweltprobleme werden zur Drahtlackierung auch schon Drahtlack-Dispersionen und wäßrige Lösungen von Drahtlackharzen sowie auch Harzschmelzen eingesetzt.
  • Alle diese bekannten Verfahren sind durch die damit erreichbaren verhältnismä;ßig niedrigen Absugsgeschwindigkeiten jedoch recht arbeits- und zeitaufwendig.
  • Aus der Kabelindustrie ist seit langem die Extrusion von Thermoplasten zur dickwandigen Ummantelung elektrischer Leiterbündel sowie zur Herstellung von Leitungsdrähten bekannt.
  • So werden in der DE-A-26 35 895, Beispiel 4, ein Reaktionsprodukt aus p-Phenoxybenzoylchlorid und Biphenyl, sowie in der FR-A-1 548 761 Polyätherketone mit substituierten Phenolresten oder Aryläthersulfonpolymere hierfür beschrieben.
  • In der DE-A-26 38 763 wird ein Verfahren zur Herstellung von lackisolierten Wickeldrähten durch Extrusion von teilkristallinen thermoplastischen Polykondensaten mit Kristallitschmelzpunkten oberhalb 170°C, vorzugsweise oberhalb 250°C, beschrieben, bei dem derart dünne Isolierschichten, wie sie laut DIN 46435 gefordert werden, erhalten werden können.
  • Außer den verschiedenen linearen Polyestern und Polyamiden werden im Text Polymere mit kettenständigen Schwefelatomen, wie z.B. Polyphenylensulfid, genannt. In den Beispielen werden die Extrusionsbedingungen für Polyäthylenterephthalat, 6,6-Polyamid sowie Polyphenylensulfid und die Eigenschaften der damit erhaltenen Wickeldrähte beschrieben.
  • Alle diese mit den genannten Thermoplasten beschichteten Wickeldrähte haben den Nachteil, daß ihre Erweichungstemperaturen (nach DIN 46453) weit unter 300°C liegen, also den gestiegenen Anforderungen nicht entsprechen und auch, daß die Wärmeschockwerte teilweise unbefriedigend sind; außerdem wiesen die Lackdrähte eine für die Ansprüche der modernen Motorenwickeltechnik zu niedrige Oberflächenhärte auf.
  • Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß spezielle teilkristalline thermoplastische Polykondensate mit Kristallitschmelzpunkten oberhalb 250°C hier entscheidende Verbesserungen bringen.
  • Gegenstand der Erfindung ist also eine Verwendung von aromatischen Polyätherketonen mit wiederkehrenden Einheiten der Formel
    Figure imgb0001
    wobei Ar für aromatische Reste, die gleich oder verschieden sein können, insbesondere für Benzol-, Naphthalin- oder Diphenylreste steht, worin n eine ganze Zahl von 50 bis 200 bedeutet, zur Herstellung von isolierten Wickeldrähten aus Kupfer im Extrusionsverfahren, wobei die Schichtstärke der Isolation den Erfordernissen des deutschen Normblattes DIN 46435 (April 1977) genügt.
  • Es war in keiner Weise vorauszusehen und ist daher völlig überraschend, daß mit aromatischen Polyätherketonen, d. i. mit Thermoplasten, beschichtete Wickeldrähte eine Erweichungstemperatur von weit über 300°C sowie eine Oberflächenhärte von 2-3 H besitzen, wie sie sonst nur Wickeldrähte mit Duroplastbeschichtungen erreichen.
  • Im Vergleich zu den Werten bei den übrigen Thermoplasten ist außerdem der Wärmeschockwert der mit Poiyätherketonüberzüger isolierten Wickeldrähte überraschenderweise stark verbessert.
    • Beispiel
  • Beschichtungsmaterial: Teilkristallines aromatisches Polyätherketon der summarischen Formel
    Figure imgb0002
    Kristallitschmelzpunkt 335°C.
    • Verarbeitungsbedingungen
  • Extrudertemperaturen vom Einlauf bis zur Düse:
    • 390°C/ 410°C/ 420°C/ 420°C/ 420°C/ 440°C.
    • Abzugsgeschwindigkeit: 200 m/min.
    • Schichtstärke: 50-60 ,um
    • (Durchmesserzunahme) (0,6 mm Kupferblankdraht)
    Eigenschaften der LNickeldrähte:
    • Härte: 2H-3H
    • Resthärte nach Einwirkung
    • (jeweils 30 min/60°C) von
      • Äthanol 2 H
      • Benzol H
      • Wasser 2 H
      • Erweichungstemperatur 340―350°C
    • Haftung beim Reißen in Ordnung
    • Haftung Wickeln um den eiqenen Durchmesser nach Vordehnung von 25%: in Ordnung
    • Wärmeschock (nach Wickeln um den
    • eigenen Durchmesser) bei 300°C in Ordnung

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung von isolierten Wickeldrähten aus Kupfer im Extrusionsverfahren, wobei die Schichtstärke der Isolation den Erfordernissen des deutschen Normblattes DIN 46435 (April 1977) genügt, dadurch gekennzeichnet, daß aromatische Polyetherketone mit wiederkehrenden Einheiten der Formel
Figure imgb0004
wobei Ar für aromatische Reste, die gleich oder verschieden sein können, insbesondere für Benzol-, Naphthalin- oder Diphenylreste steht, worin n eine ganze Zahl von 50 bis 200 bedeutet, verwendet werden.
EP80105156A 1979-09-12 1980-08-29 Verfahren zur Herstellung isolierter Wickeldrähte durch Extrusion von Thermoplasten Expired EP0025538B1 (de)

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EP0025538A3 EP0025538A3 (en) 1981-10-07
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