DE3042863C2

DE3042863C2 - Verfahren zur Herstellung von isolierten elektrischen Drähten

Info

Publication number: DE3042863C2
Application number: DE3042863A
Authority: DE
Inventors: Hisako Tokyo Hori; Nobuyuki Fujisawa Nakamura; Shigeharu Hiratsuka Kanagawa Shioya; Isao Chigasaki Shirahata
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1979-11-14
Filing date: 1980-11-13
Publication date: 1983-11-10
Also published as: IT1134277B; DE3042863A1; JPS5671218A; IT8025988A0; US4469718A; JPS5919607B2; GB2065504A; GB2065504B

Description

Es ist bekannt, elektrische Drähte durch Überziehen der Drähte durch Schmelzextrudieren oder Tauchen mit einem Polyester zu Isolieren (Japanische Patentveröffentlichung 4875/78). Drähte, die mit einem Überzug aus einem kristallinen Polymeren versehen sind, neigen dazu, daß sich beim Dehnen oder Biegen feine Risse ergeben und dadurch eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften erfolgt.

Im allgemeinen werden Lackdrähte auf Ihre Beständigkeit gegenüber Wärme nach verschiedenen Methoden geprüft, wobei man die Flexibilität bzw. Biegsamkeit des Drahtes mißt, nachdem man ihn während einer bestimmten Zelt erwärmt hat (z. B. mißt man die Aufwlckelelgenschaften des mit Polyesterharz ummantelten Drahtes nach 6slündlgem Erhitzen auf 200° C). Messungen nach diesen Methoden ergaben, daß bestimmte Harz-Qberzüge aufgrund der Kristallisation vollständig ihre Biegsamkeit eingebüßt haben.

Wenn man einen Draht extruslonsbeschlchtet, dann Ist es bei einem Polyesterharz erforderlich, unmittelbar nach dem Extrudieren sehr schnell zu kühlen, um ein Brüchigwerden aufgrund der Kristallisation zu vermelden, wobei aber ein so gebildeter Überzug keine ausreichende chemische Beständigkeit hat. wie dies In den nachfolgenden Verglelchsbelsplelen gezeigt wird, und daher außer- ' ordentlich schwere Probleme bei der Anwendung als Isolierdraht auftreten können.

Um die Eigenschaften von mit Polyesterharzen durch Extrusionsbeschichtung erhaltenen isolierten Drähten zu verbessern, hat man schon elektrisch leitende Drähte mit einem Polyesterharz bis zu einer Dicke von 100 mm oder weniger beschichtet und dann auf eine Temperatur von 10 bis 50° C oberhalb des Glasübergangspunktes des Harzes erhitzt (Japanische Patentveröffentlichung 9767/80).

ίο Durch eine solche thermische Behandlung werden die Probleme hinsichHch der thermischen und elektrischen Eigenschaften verkleinert, z. B. der Abbau der Aufwickelelgenschaften nach dem Erhitzen des harzbeschichteten Drahtes, die Verminderung der Wärme- schockelgenschaften und die Verminderung der dielektrischen Eigenschaften, die sich durch eine Verminderung der Anhaftung des Überzugs auf dem Leiter ergibt und die zurückzuführen Ist auf Restspat»,nungen, die in dem Harzüberzug während der Extrusion ausgebildet wurden. Dieses Verfahren kann eine Lösung für die vorerwähnten Probleme sein, jedoch kann es nicht alle Nachteile, die bei linearen Polyesterharzen auftreten, z. B. der Verlust der Biegsamkeit des Überzugs, die Abnahme der Rißbildungsbeständigkeit und der chemi sehen Beständigkeit, die alle auf die Kristallisation zurückzuführen sind, unterbinden. Dieses Verfahren Ist auch problematisch, well eine Reihe von Eigenschaften des Drahtes sich beim Fortschreiten der Kristallisation der Harzbeschichtung unter gewissen Erwärmungsbedin gungen verschlechtern.

Die Isolierung von elektrischen Leitern mit Harzschmelzen eines über freie Hydroxylgruppen härtbaren Polyesterlmldharzes, wird in der DE-OS 24 01027 beschrieben.

Aufgabe der Erfindung Ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Isolierten elektrischen Drähten durch Überziehen der Drähte durch Schmeüzextrudieren oder Eintauchen mit einem Polyester zu zeigen, bei dem man gut haftende, nicht brüchige, feste Überzüge auf den Drähten mit verhälnlsmäßlg niedrigen Kosten erhält. In die Aufgabe eingeschlossen Ist auch, daß man beim Überziehen Lösungsmittel, die abgedampft werden müssen, vermeidet. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß dem

Patentanspruch 1 gelöst.

Wesentlich beim erfindungsgemäßen Verfahren Ist, daß der Leiter eine Kupferschicht aufweist, die zumindest die Oberfläche bedeckt, und daß man den beschichteten Leiter In Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas, bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des linearen Polyesterharzes, vernetzt. Es wird angenommen, daß beim Erwärmen des linearen Polyesterharzes, in Gegenwar von Sauerstoff bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Harzes, Vernetzungsreak- tlonen ausgelöst werden, die aus einer Oxidation des Harzes. Spaltung der Hauptkette, Bildung von freien Radikalen und anschließender Vernetzung zwischen den Molekülen besteht. Besteht die Oberfläche des Leiters aus einem anderen Metall als Kupfer, z. B. Aluminium, so kann die Vernetzungsreaktion nicht ablaufen.

Als lineares Polyesterharz werden hler Polyesterharze verstanden, die hauptsächlich aus einer aromatischen Dlkarbonsäure oder einer Dlkarbonsäure bei der eine allphatische Dikarbonsäure einen Teil der aromatischen Dlkarbonsäure ersetzt, und einem aliphatischen Dlol oder einem aromatischen Dlol aufgebaut sind.

Aromatische Dlkarbonsäuren, die den Säurcantell In dem linearen Polyester ausmachen, sind beispielsweise

Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthallndikarbonsäure, Diphenyldlkarbonsliure, Dlphenylsulfondlkarbonsäure, Diphenoxyethandikarbonsäure, Diphenyletherdikarbonsäure. Methylterephthalat und Methylisophthalat. Terephthalsäure und Naphthallndikarbonsäure werden besonders bevorzugt. Allphatische Dlkarbonsäuren sind beispielsweise Bernsleinsäure, Adipinsäure und Sebacinsäure, die in Mengen von 30 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 20 Mol-% oder weniger, bezogen, auf die Menge der aromatischen Dlkarbonsäure, als Säurekomponente angewendet werden können.

Die aliphatischen Diole in den linearen Polyesterharzen können beispielsweise Ethylenglykoi, Propylenglykol. Butylenglykol, Hexandiol oder Dekandiol sein. Als aromatisches DIoI kommt beispielsweise 4.4'-Dlhydroxydiphenylether. Bls-(4-hydroxyphenyi)-suind. Bis-(4-hydroxyphenyl)-su!lbn. Bis-(4-hydroxyphenyl)-keton, Bis-(4-hydrozyphenyl)-methan, l.l-BM4-hydroxyphenyl)-elhan und 2.2-Bts-(4-hydroxyphenyl)-propan in Frage. Ethylenglykof jnd Butylenglykol werden besondaß als aliphatisch^ tHole bevorzugt und 2.2-Bis-(4-hydroxyphenyD-propan als aromatisches DIoI. Ein Teil des aliphatischen Diols kann durch ein Oxyalkylenglykol, wie Polyethylenglykol oder Polybutylenglykol ersetzt sein. -³

Als lineares Polyester aus den Säurekomponenien und Diolkomponenten der vorher aufgezählten An, wird ein universell verwendbares Harz mit guten physikalischen Eigenschaften, wie Polyethylenterephthalat. Polybutylenterephthalat. Polyethylennaphthalat oder Poly-2.2-bispa- 1» raphenylenpropylidentfcphthalat bevorzugt. Ganz besonders bevorzugt wird Polyethylenterephthalat, well es preiswert ist und überlegene physlkai-.ache Eigenschaften hai.

Verfahren zum Beschichten eines Leiiei, mit den vor- Ji erwähnten linearen Polyesterharzen ohne Verwendung eines Lösungsmittels sind solche, bei denen ein geschmolzenes Harz auf den Leiter als Überzug aufextrudiert wird oder ein Verfahren, bei dem der Leiter in die Schmelze des Überzugsharzes eingetaucht wird. ·»«

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird Sauerstoff zum Oxidieren des Harzes und zur Ausbildung von freien Radikalen, die dann zur Bildung der Vernetzung zwischen den Molekülen beitragen, verwendet. Infolgedessen ist beim erfindungsgemäßen Verfahren die ·»' Gegenwart von Sauerstoff oder eines sauersloffhaltigen Gases ein wesentliches Merkmal. Meistens wird Luft wegen ihrer freien Verfügbarkeit verwendet.

Vorzugsweise wird der Sauerstoffpartialdruck in der sauerstoffhaltlgen Atmosphäre auf ein höheres Niveau '"' eingestellt, als der Sauerstoffparlialdruck von Luft unier Nornialbedlngungen. weil dadurch sowohl die DIfIusionsgeschwindlgkeit des Sauerstoffs in das Harz, als auch die Sauerstoffkonzentration in dem Harz erhöht wird, und dadurch wiederum die Vernetzungsgeschwin- ü digkeit und -dichte verbessert werden. Vorzugswelse beträgt der Sauerstoffpartialdruck 30 660 Pa bis 80 000 Pa.

Verfahren zur Erhöhung des Sauerstoffpartialdrucks in der Atmosphäre sind beispielsweise solche, bei denen man eine vorbestimmte Menge an Sauerstoff in einen w> Heizofen bei Atmosphärendruck einbläst, ein Verfahren, bei dem man eine Atmosphäre dadurch erhält, daß man Sauerstoff und ein Gas, wie Stickstoffgas, das gegenüber der Vernetzungsreaktion Inert Ist. vorvermlscht und dadurch den Sauerstoffpartialdruck auf ein höheres Niveau bringt als bei Luft unter Normalbedingungen, und ein Verfahren, bei dem der Sauerstoffparlialdruck In einem sauerstoffhaltigen Gas gegenüber dem von Luft unter Normalbedingungen erhöht wird, indem man Druck auf das Gas mittels eines Heizofens, in dem Druckbedingungen aufrechterhalten werden können, einwirken läßt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren diffundiert der Sauerstoff in das Harz. Ist der Harzüberzug zu dick, so findet eine merkliche Abnahme der Diffusfonsgeschwindigkeit des Sauerstoffs in das Harz statt und die Vernetzungsreaktion verlangsamt sich. Dadurch werden die physikalischen Eigenschaften durch die Oxidation des Harzes merklich verschlechtert und aus diesem Grund soll der Überzug vorzugsweise nicht dicker als 70 μπι sein.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die Temperatür. auf welche der mit einem Harz überzogene Leiter erwärmt wird, höher als der Schmelzpunkt des Harzes. Der Grund hierfür ist der folgende: Wird das Erwärmen bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Harzes vorgenommen, dann neigt das Harz zum Kristallisieren und der Übergang von Kupferionen in das Harz verlangsamt sich und ebenso auch die Diffusion von Sauerstoff in das Harz, so dall man eine lange Zelt benötigt, um einen bestimmten Vernetzungsgrad zu erzielen und es äußerst schwierig ist, eine hohe Vernetzungsdichte zu bewirken. Allerdings ist auch zu beachten, daß durch eine Temperaturerhöhung beim Erwärmen des überzogenen Leiters die »bermische Zersetzuugsreaktlon anstatt der Vernetzungsgeschwindigkeit erheblich zunehmen kann, und daß dadurch die physikalischen Eigenschäften In dem Überzug verschlechtert werden können. Infolgedessen muß man die Temperatur der Atmosphäre in dem Heizofen unter Berücksichtigung von wirtschaftlichen Überlegungen einstellen und auch im Hinblick auf die physikalischen Eigenschaften und deshalb ist die Temperatur vorzugsweise etwa 50 bis 250° C höher als der Schmelzpunkt des Harzüberzuges.

Als Drahtleiter, der erfindungsgemäß verwendet wird, kann ein Draht verwendet werden, der zumindest mit einer Kupferschicht bedeckt ist, beispielsweise ein Kuplerdraht oder ein mit Kupfer überzogener Draht.

Der Gelgehalt bedeutet das Gewichtsverhältnis von ■jnaufgelösten Materialien zu dem ursprünglichen Harzüberzug und der Gelgehalt wird dadurch bestimmt, daß man den von dem Isolierdraht abgezogenen Harzüberzug In m-Kresol bei 90° C 5 Stunden löst. Dieser Gelgehalt ist ein Maß für den Vernetzungsgrad In dem Harz.

Die Isolierten Drähte haben im allgemeinen eine verbesserte Härte, verbesserte Erweichungseigenschaften, verbesserte Wärme-, Lösdngs- und chemische Beständigke:-t. und zwar Im Verhältnis zu der Dichte der Vernetzung in dem Harz, und die Verneizungsdlchte kann so variiert werden, daß sie den für praktische Anwendungen erforderlichen physikalischen Eigenschaften entspricht.

Ist der Gelgehalt in dem Harzüberzug niedriger als 20%, so kann man bei einem lsollerdraht. der erfindungsgemäß hergestellt wurde, nicht die für einen Magnetdraht erforderlichen Eigenschaften ausbilden, nämlich die Beständigkeit gegen Wärmeabbau, gegen Lösungsmittel und gegen Chemikalien. Deshalb muß der Überzug einen Gelgehalt von 20% oder mehr haben. Erfindungsgemäß hergestellte Isölierdrähte mit einem Poly= esterüberzug mit einem Gelgehalt von 20 bis 50% sind als Isolierdrähte geeignet und sind hinsichtlich Ihrer Lötfählgkelt polyurethanüberzogenen Drähten überlegen. Mit einem Polyester Isolierte Drähte mit einem Überzug, der einen Gelgehalt von mehr als 50% aufweist, sind als Isolierdrähte geeignet, die überlegene Eigenschaften hinsichtlich der Härte, der Wärmebeständigkeit, der Lö-

sungsmittelbeständigkeit, der chemischen Beständigkeit und dergleichen haben, jedoch sind sie nicht zum Verlöten geeignet.

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind Im folgenden näher erläutert.

Beispiel 1

Ein weicher Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,85 mm wurde durch ein 270° C heißes Bad gezogen, das ein geschmolzenes Polyethylenterephthalatharz (Schmelzpunkt 250 bis 260° C, Intrinsikviskosität (In o-Chlorphenol) 0,7, nachfolgend als PET bezeichnet) enthalt. Der Draht wurde durch eine Formdüse am Ausgang des Bades gezogen, so daß ein Überzug mit einer Dicke von 22 μπι erhalten wurde. Dann wurde der Draht durch eine Sauerstoffatmosphäre in einem Ofen mit einer Länge von 5 m, In dem eine Temperatur von 450⁰C gehalten wurde mit einer Geschwindigkeit von 5 m/min gezogen. Man erhielt einen Isolierdraht. Von diesem wurde der Überzug abgenommen und auf den Gelgehalt in der vorerwähnten Welse untersucht. Der Gelgehalt betrug 94.1%.

Vergleichsbeispiel 1

Ein welcher Kupferdraht mit einem Duichmesser von 0,5 mm wurde durch ein Bad geleitet, das das gleiche geschmolzene PET, das In Beispiel 1 verwendet wurde, bei 270° C enthielt. Dann wurde der Draht durch eine Formdüse gezogen, wodurch man einen Überzug in einer Dicke von 22 μΐη erhielt. Der Draht wurde unmitteJbar darauf in Wasser abgekühlt. Wenn man den Überzug von dem Isolierdraht abzog und auf den Gelgehalt untersuchte, so stellte man fest, daß dieser 0% betrug.

Vergleichsbeispiel 2

Ein welcher Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,85 mm wurde mit dem gleichen PET, das In Beispiel 1 beschrieben wurde durch Extrudieren des geschmolzenen PET auf den Draht unter Ausbildung eines Überzugs In einer Dicke von 22 μπι beschichtet. Der Hareüberzug zeigte wiederum einen Gelgehalt von 0%.

Beispiel 2

Der im Vergleichsbeispiel 2 hergestellt Isolierdraht wurde In einer Geschwindigkeit von 5 m/min durch einen Ofen mit einer Länge von 5 m und einer Luftatmosphäre bei einer Temperatur von 450° C geleitet. Der Gelgehalt in dem Überzug bei dem so erhaltenen Isolierdraht betrug 94,7%.

Die Harzüberzüge auf den gemäß Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbetspielen 1 und 2 hergestellten Isolierdrähten wurden einer thermischen Differentialanalyse (TDA) unterworfen. Die Untersuchungen zeigten, daß die In den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhaltenen Harzüberzüge endotherme Peaks bei etwa 255° C aufgrund des Schmelzens hatten, während d«e Überzüge gemäß Beispiel 1 und 2 bei dieser Temperatur kein endothermes Peak zeigten. Dies zeigt, daß eine gewisse Vernetzung in dem Harzüberzug stattgefunden., iiat.

Beispiel 3

Ein Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,85 mm wurde durch ein Bad von geschmolzenem Polyethylenteriphthalatharz mit einer Temperatur von 290° C gezogen. Der Schmelzpunkt des Harzes betrug 255 bis 265° C und die Intrlsikviskosität in o-Chlorpheno! bei 25° C 1,2 bis 1,5. Der Draht wurde in gleicher Welse wie In Beispiel 1 behandelt, wobei man dann einen Isolierdraht erhielt. Der Gelgehalt des Harzüberzuges betrug 97,3%.

Die gemäß den Beispielen 1 bis 3 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhaltenen Isolierdrähte wurden hinsichtlich ihrer Eigenschaften gemäß JIS C 3210 untersucht. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Eigenschaften

Beispiel 1 Beispiel 2 Vergleichs- Vergleichs- Beispiel 3
beispiel 1 beispiel 2

JIS C 3210

Flexibilität (um den Durchmesser
eines Drahtes gewunden)

Beständigkeit gegen Abbau
(gewunden nach 200° C x 6 h)

Wärmeschockbestäridigkeit
(150⁰CX 1 h nach dem Winden)

Chemische Beständigkeit
(Bleistifthärte nach 24stündigem
Eintauchen bei Raumtemperatur)

- Schwefelsäure
(spezifisches Gewicht 1,2)

- Natriumhydroxid (1%)

Kratzbeständigkeit
(Häufigkeit, 440 g)

Durchschlagfestigkeit (KV)

Beständigkeit gegen Rißbildung
(Anzahl der Naiiellöcher
nach 3%iger Dehnung)

gut

4H

gut

3H gut

gut

HB

4H

gut

1 χ	IX	5X	5X	1 X	3X
gut	gut	nicht gut	nicht gut	gut	gut
1 X	1 X	1 x	1 X	1 X	4X
gut	gut	gut	gut	gut	gut

über 2H

3H	3H	H	HB	3H	über 2H
33	34	16	22	44	über 25
4,6	4,7	3,8	4,0	4,9	über 1,6
1	2	viele	viele	0	_

Beispiel 4

Ein weicher kupferdrahi mit einem Durchmesser von 0.85 mm wurde durch ein Bad. das geschmolzenes Polybutylenterephthalat einer Temperatur von 240'" C enthielt, gezogen. Das Harz hatte einen Schmelzpunkt von 230 bis 235' C und wird nachfolgend als PBT bezeichnet. Dann wurde der Draht in gleicher Welse wie In Beispiel I behandelt, wobei man einen Isolierdraht mit einem 25 μηι dicken Überzug erhielt. Dieser Draht wurde In einem backofen einer Hinge von 5 m bei einer Temperatur von 45Ot behandelt, indem man ihn mit einer Geschwindigkeit von 5 m/niln hlndurch/og. Der Gclgchalt des llar/es betrug ^l>2.7",,.

Beispiel 5
und Vergleichsbcispiele 3 und 4

lün welcher kupferdr.iht mit einem Durchmesser von 0.85 mm wurde mit einem 23 μηι dicken Überzug verse-

hen. Der Überzug wurde hergestellt durch Schmelzen von kleinen Stücken von Polyethylennaphthalatfollen (Schmelzpunkt 270 bis 275' C. nachfolgend als PEN bezeichnet) bei 280" C. Der überzogene Draht wurde dann In einer Geschwindigkeit von 4 m/min durch einen 5 m langen Backofen, der eine Temperatur von 450" C hatte, gezogen. Der Gelgehnli des Harzüberzugs auf dem Isollerdraht betrug Wv

Die Isolierdrähte gemilU Beispielen 4 und 5 wurden auf

ίο ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften gemäß JIS C 3210 untersucht. Die Ergebnisse werden In Tabelle 2 gezeigt

Zum Vergleich werden die Ergebnisse von Isolierdrithlen gezeigt, bei denen die Überzüge einfache Beschich-Hingen aus geschmolzenem !'BT (Verglelchsbelsplel 3) und PI N < Verglelchsbeispicl 4) waren

Tabelle 2
Eigenschaften ·)

Durchschlagfestigkeit (KV)
Beständigkeit gegen Abbau

Chemische Beständigkeit

- Schwefelsäure

- Natriumhydroxid
Kxatzbeständigkeit (Häufigkeit)

Rißbesliindigkeit
(Anzahl von Nadellöchern
nach 3'\.iger Dehnung)

Beispiel 4	Vergleiehs- beispiel 3	Beispiel S	Vergleichs beispiel4
4,5	3.2	4.8	3.6
2 X gut	5 x nicht gut	3 X gut	5 x nicht gut
4H 3 H	B H	5 H 4H	H HB
28	15	37	20
4	viele	1	viele

■I »ie in Tabelle I

Beispiele 6 bis 8
und Vergleichsbeispiel 5

D.is \ erfahren gemäll Beispiel 1 wurde wiederholt. jedoch wurden die Drähte einer Wärmebehandlung in einer sauersioffhaliigen Atmosphäre unterschiedlicher Menge, wobei diese Angaben in Tabelle 3 enthalten sind, unterworfen. Das in den Heizofen eineeleitete sauerstoff -

haltige Gas wurde hergestellt durch Vermischen von Sauerstoff mit Stickstoff bis zu einem vorbestimmten Sauerstoffpartlaldruck.

Die Ergebnisse für Vergleichsbeispiel 5. bei dem das Erhitzen in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt wurde, werden gleichfalls in Tabelle 3 gezeigt. Die Diek*- des Harzüberzuges betrug in allen Fallen 22 bis 25 um.

Tabelle 3 - (1)

Beispiel 6 Beispiel 7 Beispiel 8 Vergleichsbeispiel 5

Herstellungsbedingungen

Ofentemperatur (⁰C)	400	400	400	400
Durchlauf geschwindigkeit (m/min)	5	8	10	3
Ofenatmosphäre (Sauerstoff- partialdruck tnitiHg)	230	460	600	Stickstoff
Gelgehalt (%)	94.7	95,3	96,1	24

Tabelle 3 - (2)

Eigenschaften *)

Biegsamkeit
Beständigkeit gegen Abbau

Wärmeschockbeständigkeit

Chemische Beständigkeit

- Schwefelsäure

- Natriumhydroxid

Kratzbeständigkeit (Häufigkeit)
Durchschlagfestigkeit (KV)

Rißbeständigkeit
(Anzahl von Nadellöchern
nach 3%iger Dehnung)

10

Beispiel 6	Beispiel 7	Beispiel 8	Vergleichs
			beispiel 5
gut	gut	gut	gut
I X	1 X	1 X	5 x
gut	gut	gut	nicht gut
1 X	1 X	1 X	I x
gut	gut	gut	gut
4M	5 H	5 H	H
4 H	4 H	4 H	HB
37	40	42	17
4.5	4.4	4.6	4.2
0	1	1	viele

•I »ie in Tabelle I

Aus Tabelle 3 wird ersichtlich, dall die \ ernetzungsgesch»indigkeit mil der Zunahme des Sauersiol!partialdrucks während des l.rwilrniens erhöhl wird

Beispiel ^l> bis Il
und \ erglelchsbeispicl 6

Das in Beispiel ! verwendete geschmol/ene !'!^:T wurde auf einen weichen Kupierdraht mit einem Durchmesser von 0.85 mm in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise aulgetragen. Der erhaltene überzogene Draht wurde d;:nn in einem Backofen einer Länge von 5 m unter den in Tabelle 4 gezeigten Bedingungen behandelt. Die Dicke des Überzugs betrug in allen Fallen 2.' bis um.

Zum Vergleich wurde das Verfahren gemäß Beispiel *> wiederholt mit der Ausnahme, daß die Ofenieniperatur 200 C betrug. Die liigenschaficn des dabei erhaltenen Drahtes (Verglcichsbeispiel (Ί werden in Libelle 4 gezeigt Wurde die Wärmebehandlung bei 550 (. durchgeführt, so ging die Flexibilität des tber/ugs aufgrund der thermischen Zersetzung des llarzüberzugs auf dem Draht \erloren und .nan konnte keinen Draht erhallen, der als Magnetdraht ein befriedigendes \ erhallen halle.

Beispiel 12
und Vergleichsbeispiel

Das \ erlahien gemäß Beispiel ^l) wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß ein mit Kupfer beschichteter Aluminiunulrahi der gleichen GriMJe anstelle des Kupierdrahtes verwendet wurde. Im \ ergleichsbelspiel ~ wurde ein Aluminiumdrahl der gleichen Art verwendet. Die I rgebnisse »erden in labeile 4 gezeigt.

Tabelle 4 -(D

Herstellungs- Beispiel 9 Beispiel U) Beispiel 11 Vergleichs- Beispiel 12 Vergleichsbedingungen beispiel b beisp.el 7

Ofentemperatur (⁰C)	400	400	350	200	400	400
Durchlauf geschwindigkeit (m/min)	3	5	2	3	3	3
Ofenatmosphäre	Luft	Luft	Luft	Luft	Luft	Luft
Gelgehalt (%)	95.9	56.3	97.9	0	96.0	0

	Beispiel 9	30	42 863	Verjleichs-	12	Vergleichs
11				beispiel 6		beispiel 7
Tabelle 4 - (2)	gut			gut	Beispiel 12	gut
Eigenschaften ·)	1 X	Beispiel	10 Beispiel 11	5X		5X
	gut			nicht gut	gut	nicht gut
Biegsamkeit	1 X	gut	gut	1 x	I X	1 x
Beständigkeit	gut	ι χ	1 X	gut	gut	gut
gegen Abbau		gut	gut		1 X
Wärmeschock		1 X	1 X		gut
beständigkeit	4H	gut	gut	HB		HB
Chemische	3H			HB		HB
Beständigkeit	35			14	3H	21
- Schwefelsäure	6,5	2H	4H	3,9	3H	3,5
- Natriumhydroxid		2H	311		39
Kratzbeständigkeit	0	29	38	viele	5,8	viele
Durchschlag		7,5	7,3
festigkeit (KV)					2
Rißbeständigkeit		2	0
(Anzahl von
Nadellöchern nach
3%iger Dehnung)
*) wie in Tabelle 1

Ls lsi ersichtlich, dall keine Verbesserung festgestellt werden konnte, wenn die Erwärmung bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Harzes erfolgte. Wenn die Oberfläche des Drahtes Aluminium und nicht kupfer war. so erhielt man beim Erwärmen unter den gleichen Bedingungen keinerlei Gelgehalt oder irgendeine Verbesserung der Eigenschaften.

Beispiel 13
und Verglelchsbelsplel 8

Dasselbe geschmolzene PtT, das in Beispiel I verwendet worden war. wurde auf einen weichen Kupferdraht mit ei.tem Durchmesser von 0,5 mm in einer Überzugsdicke von 50 μηι aufgetragen. Der Draht wurde dann mit einer Geschwindigkeit von 3 m/mln durch einen 5 m langen, auf 450° C erwärmten Backofen mit einer Luftatmosphäre geleitet. Der auf dem Isolierdraht gebildete Harzüberzug hatte einen Gelgehalt von 65.4%. Als Vergleichsbeispiel 8 wurde das Verfahren gemäß Beispiel 13 •λ lederholt mit der Ausnahme, daß die Beschichtungsdicke 75 μηι betrug und daß der Draht durch den Ofen mit einer Geschwindigkeit von 2 m/mln gezogen wurde. Der Gelgehalt bei dem dabei erhaltenen Übenug betrug 17.5V Die Ergebnisse werden in Tabelle 5 gezeigt.

Tabelle 5

Fortsetzung

*Eigenschaften )**	Beispiel 13	Vergieichs- beispiel 8
Biegsamkeit	gut	gut
Beständigkeit gegen Abbau	IX gut	5 X nicht gut
Wärmeschockbeständigkeit	1 X gut	ix gut

Eigenschaften *)

Chemische Beständigkeit

- Schwefelsäure

- Natriumhydroxid

Kratzbeständigkeit
(Häufigkeit)

Durchschlagfestigkeit (KV)

Rißbeständigkeit

(Anzahl von Nadellöchern
nach 3%iger Dehnung)

Beispiel 13	Vergleich?- beispiel 8
3H	2H
3H	2H
39	12
10,3	13,7
0	viele

·) wie in Tabelle 1

Verglelchsbeisplel 9

Das in Beispiel 1 verwendete PET wurde mittels eines Schmelzextruders auf einen welchen Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm unter Ausbildung eines Überzugs einer Dicke von 18 μπι aufextrudiert. Der Gelgehalt des erhaltenen Harzüberzuges betrug 0%. Beispiel 14 bis 17

Die in Vergleichsbeispiel 9 erhaltenen Drähte wurden jeweils in einer Luftatmosphäre in einem Ofen mit einer Temperatur von 450° C und einer Länge von 5 m behandelt und zwar mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 15 m/min. 20 m/min, 25 m/mln bzw. 30 m/min. Die erhaltenen Isolierdrähte wurden dann hinsichtlich ihrer Eigenschaften gemäß JIS C 3211 (Standard: poSyurethanüberzogene Kupferdrähte) untersucht. Die Ergebnisse werden in Tabelle 6 gezeigt.

Taoelle 6

Eigenschaften Beispiel 14 Beispiel 15 Beispiel 16 Beispiel 17 Vergleichs- JlS C 3211

beispiel 9

Gelgehalt (%)

94,1

Flexibilität (um den Durchmesser gut eines Drahtes gewunden)

Beständigkeit gegen Abbau 1 x

(gewunden nach 170° C x 6 h) gut

Wärmeschockbeständigkeit 1 X

(13O⁰C x 1 hnach dem Winden) gut

Chemische; Beständigkeit
(Bleistifthärte nach 24stündigem Eintauchen bei Raumtemperatur)

- Schwefelsäure 4H

(spezifisches Gewicht i,2)

58,6	46,0	27,0	0	—
gut	gut	gut	gut	gut
IX	2X	3X	5X	3X
gut	gut	gut	nicht gut	gut
1 X	1 X	1 x	1 x	3X
gut	gut	gut	gut	gut

3H 3H

3H

über 2H

- Natrumhydroxid (10%)	2H	3H	3H	2H	HB	über 2H
Durchschlagfestigkeit (KV)	4,3	4,3	4,4	4,1	4,1	über 1,4
Lötfähigkeit bei 380° C (Sekunden)	über 10	5	3	2	1	3

Aus dieser Tabelle geht hervor, daß bei einem Gelgehalt des Harzüberzuges auf lern Isolierdraht Im Bereich von 20 bis 50% eine gute Lötfahlgkelt vorhanden ist.

Beispiel 18 und Verglelchsbelsplel 10

Poly-2,2-blsparaphenylenpropylldenterephthalatharz (spezifisches Gewicht 1,24, nachfolgend als U-Polymer bezeichnet) wurde mittels eines Schmelzextruders mit einer Zylinder- und Formdüsentemneratur ^von 31°° C über einen Kupferdraht von 0,85 mm Durchmesser unter Ausbildung eines Harzüberzugs einer Dicke von 22 bis 25 um extrudlert. Der überzogene Draht wurde mit einer Geschwindigkeit von 5 m/mln durch einen 5 m langen Ofen In einer Luftatmosphäre bei einer Temperatur von 470° C gezogen. Der Gelgehait auf dem Harzüberzug des Isollerdrahtes betrug 84,5%.

Im Verglelchsbelsplel 10 wurde ein Isolierdraht hergestellt, bei dem lediglich das U-Polymer aufextrudlert worden war. Der Gelgehalt des Harzüberzugs betrug 0%.

Die verschiedenen Eigenschaften der gemäß Beispiel 18 und Verglelchsbelsplel 10 erhaltenen Isollerdrähte wurden gemäß JIS C 3210 geprüft und die Ergebnisse werden In TabelK 7 gezeigt.

Tabelle 7	Beispiel 18	Vergleichs beispiel 10
Eigenschaften *)	4,9	4,1
Durchschlagfestigkeit (KV)	1 X gut	1 X gut
Beständigkeit gegen Abbau	4H	H
Chemische Beständigkeit - Schwefelsäure	39	24
Kratzbeständigkeit (Häufigkeit)

Beständigkeit gegen Rißbildung (Anzahl von Nadellöchern nach 3%iger Dehnung) viele

·) wie in Tabelle 1

Aus diesen Beispielen geht hervor, daß man nach dem erflndungsgemäßen Verfahren einen Magnetdraht herstellen kann, der sehr gute Eigenschaften hat und billig ist und bei dem man Rohstoffe spart und keine Luftverschmutzung eintritt. Deshalb ist das Verfahren industriell sehr wertvoll.

Claims

Patentansprache:

1. Verfahren zur Herstellung von isolierten elektrischen Drähten durch Überziehen der Drähte durch Schmelzextrudleren oder Tauchen mit einem Polyester, dadurch gekennzeichnet, daß man ein lineares Polyesterharz auf einen Leiter mit einer Kupferschicht, die zumindest die Oberfläche bedeckt, aufträgt und den beschichteten Leiter In Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des linearen Polyesterharzes vernetzt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltlge Gas einen Sauerstoffpartlaldruck hat. der nicht niedriger als der Sauerstoffpartlaldruck der Luft unter Normalbedingungen ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas Luft ist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauersioffpartiaidrück des sauerstoffhaltlgen Gases im Bereich von 30 660 Pa bis 80 000 Pa Heat.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Erwärmen des mit dem Polyesterharz überzogenen Drahtes in einer Atmosphäre durchführt, die um 50 bis 250^c C höher erhitzt Ist als der Schmelzpunkt des verwendeten Polyesterharzes.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vernetzung bis zu einem restlichen ungelösten Material von 20 bis 50 Gew.-% (gemessen durch Eintauchen des Überzugsharzes In m-Kresol bei 90° C während 5 Stunden) durchführt.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vernetzung bis zu einem restlichen ungelösten Material von mehr als 50 Gew.-% (gemessen durch Eintauchen des Überzugsharzes In m-Kresol bei 90° C während 5 Stunden) durchführt.