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Title:
METHOD FOR MANUFACTURING AN ELECTRIC INSULATING SHEET AND UTILIZATION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1984/000515
Kind Code:
A1
Abstract:
To produce a sheet used as an electric insulation material, a pasty beading (33) is continuously formed from a mixture of hardenable resin and muscovite- or phlogoptit-based mica powder preferably of electric quality. This beading passes into a calender or a band press which, by decreasing the thickness thereof, transforms it into a thin layer. The platelet-shaped mica particles are arranged in parallel to the layer plane. The building (33) may also contain, in addition to mica powder, other thinner and/or reinforcing materials. The formation of the building (33) is preferably carried out by means of an extrusion press wherein the resin, optionally liquid and without solvent, is mixed to the mica powder and a latent hardener (31) is then added to said mixture. Appropriately during the formation of the thin layer between two separation sheets (28), the thin layer may be directly bound to a carrier material band (29). When fabricating insulations for coils of electric machines by using said sheet, the synthetic resin contained in said sheet is allowed to harden.

Inventors:
DEUTSCHMANN GOTTFRIED (AT)
GSELLMANN HELMUT (AT)
Application Number:
PCT/AT1983/000022
Publication Date:
February 16, 1984
Filing Date:
July 22, 1983
Export Citation:
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Assignee:
ISOVOLTA (AT)
International Classes:
B29C43/24; B29C69/02; B32B7/02; B32B27/18; H01B3/04; H01B19/00; B29C48/04; B29C48/08; B29C48/15; B29C48/21; B29K101/10; B29K103/08; B29K105/34; B29L31/34; (IPC1-7): B29F3/00; H01B3/04
Foreign References:
US3392075A1968-07-09
DE1933281A11971-01-14
DE1629421A11971-01-28
DE2006680A11970-09-03
GB2055680A1981-03-11
DE1257915B1968-01-04
GB1286114A1972-08-23
GB991517A1965-05-12
GB935439A1963-08-28
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer als Elektroisoliermate¬ rial geeigneten Folie, die eine zumindest im wesentli¬ chen aus einem aus härtbaren Kunstharzgemisch und Glimmer bestehende, dünne Schicht aufweist, dadurch gekennzeich¬ net, daß man aus dem aushärtbaren Kunstharzgemisch und^ Glimmerpulver kontinuierlich einen pastösen Strang (33) formt, der in einem Kalander oder einer Bandpresse unter Verminderung der Strangdicke in diese dünne Schicht übergeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Glimmerpulver ein Elektroglimmerpulver ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Elektroglimmerpulver eines auf Basis von Muskovit oder Phlogopit ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der pastδse Strang (33) 35 bis 70 Gew.%, vorteilhaft jedoch 45 bis 65 Gew.%,Glimmerpulver enthält,.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der pastöse Strang (33) neben dem Glim¬ merpulver noch bis zu 20 Gew.% weitere Füll und/oder VerstärkungsStoffe enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß der pastδse Strang (33) kontinuierlich in einem Extruder (1) erzeugt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Formung des pastösen Stranges (33) aus dem ein¬ zusetzenden Kunstharz (30) und dem Glimmerpulver und ge gebenenfalls den anderen einzusetzenden Füll und/oder VerstärkungsStoffen zunächst ein Gemisch herstellt, wel¬ ches im Extruder (1) in Richtung auf die Extruderdüse (16) zu gefördert und in das innerhalb des Extruders (1) eine ■5 Härterkomponente (31) beigemischt wird, .
8. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekeππ zeichnet, daß zur Formung des pastösen Stranges (33) das Kunstharz (30) in flüssigem Zustand eingesetzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge 10 kennzeichnet, daß das eingesetzte Kunstharz (30) zumin¬ dest nahezu lösungsmittelfrei ist,.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das eingesetzte aushärtbare Kunstharz¬ gemisch eines auf Basis von Epoxydharz ist, 15 11, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das eingesetzte Kunstharzgemisch eines auf Basis von Polyesterharz ist, 12 Verf hren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das eingesetzte Kunstharzgemisch eines 20 auf Basis von Silikonharz ist, 13 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der pastδse Strang (33) dem Kalander spalt (19) oder dem Spalt der Bandpresse zwischen zwei zu laufenden Bahnen (28) aus flächigem Material zugeführt wir 25 14, Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kalander oder der Bandpresse aus dem pastösen Strang (33) erzeugtebandförmige Schicht mit zumindest einer der zulaufenden Bahnen aus flächigem Material blei¬ bend verbunden wird.
11. 15 Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Kalanderspalt (19) oder dem Spalt der Bandpresse zwischen dem pastösen Strang und einer der Bahnen (28) aus flächigem Material noch zusätzlich eine Fasergewebe bahn (29) zuführt, die mit der im Kalander oder der Bandpresse aus dem pastösen Strang (33) erzeugten band¬ förmigen Schicht bleibend verbunden wird.
12. 16 Als Elektroisoliermaterial geeignete Folie, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß sie nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 hergestellt ist.
13. 17 Verwendung einer Folie gemäß Anspruch 16, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß man die Folie zur elektrischen Iso¬ lierung der Spulen von elektrischen Maschinen einsetzt, wobei das in der Folie enthaltene Kunstharzgemisch aus gehärtet wird. OMPI WWIIPPOO.
Description:
Verfahren zum Herstellen einer als Elektroisoliermaterial ge¬ eigneten Folie, sowie Verwendung der Folie

Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer als Elektroisoliermaterial geeigneten Folie, die eine zumindest im wesentlichen aus einem aushärtbaren Runstharzgemiseh und Glimmer bestehende, dünne Schicht aufweist, sowie die Verwen¬ dung der Folie.

Stand der Technik .. Zur Herstellung der elektrischen Isolationen von Spulen und Leiterstäben von elektrischen Hochleistungsmaschinen ist es bekannt, Flächenisolierstoffe auf Feinglimmerbasis zu verwen¬ den. Diese Flächenisolierstoffe bestehen meist aus einem Trä- germaterial, z.B. einem Glasfasergewebe oder einer temperatur- beständigen Kunststoffolie, welche mit einem mit thermohärten dem Kunstharz imprägnierten Feinglimmerpapier verbunden ist, wobei das Kunstharz als Bindemittel wirkt. Das in dem Flächen¬ isolierstoff enthaltene Kunstharz befindet sich im B-Zustand.

Zur Herstellung der genannten elektrischen Isolationen werden diese Flächenisolierstoffe nun in Bandform oder als Breitware z.B. auf den zu isolierenden Leiterstab aufgebracht und dieser dann in einer beheizten Spulenpresse in seine endgültige Form gebracht und die Isolation dabei ausgehärtet.

Die Herstellung dieser bekannten Flächenisolierstoffe Ist nun relativ aufwendig:

Zunächst wird das Feinglimmerpapier aus ' -.einem in geeigneter Weise aufgeschlossenen Glimmer hergestellt. Danach werden das Trägermaterial und das Feinglimmerpapier mit dem Kunstharz

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beaufschlagt und schließlich durch Kalandrieren miteinander verbunden.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein neues Ver- fahren zur Herstellung einer als Elektroisoliermaterial ge¬ eigneten Folie anzugeben, welche wie die oben genannten be¬ kannten Flächenisolierstoffe ein aushärtbares Kunstharzge¬ misch und Glimmer enthält, wobei das neue Herstellungsver¬ fahren aber wesentlich weniger aufwendig ist als das genann- te bekannte Herstellungsverfahren.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird in dem er¬ findungsgemäßen Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man aus dem aushärtbaren Kunstharzgemisch und Glim- -merpulver, vorteilhaft Elektroglimmerpulver, kontinuierlich einen pastösen Strang formt, der in einem Kalander oder einer Bandpresse unter Verminderung der Strangdicke in diese * dünne Schicht überführt wird. Dabei ist das eingesetzte Elektroglimmerpulver vorteilhaft eines auf Basis von Muskovit oder Phlogopit. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält der pastδse Strang 35 bis 70 Gew.%, vor¬ teilhaft jedoch 45 bis 65 Gew.% Glimmerpulver.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens enthält der pastδse Strang neben dem Gli - merpulver noch bis zu 20 Gew.% weitere Füll- und/oder Ver- stärkungsstoffe.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens stellt man zur Formung des pastösen Strange aus dem Kunstharzgemisch und den Füll- und/oder Verstärkungs- Stoffen zunächst ein Gemisch her, welches im Extruder in Rich¬ tung auf die Extruderdüse gefördert und in das innerhalb des

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Extruders eine Härterkomponente beigemischt wird. Dabei er¬ folgt die Herstellung des Gemisches aus dem Kunstharz und den Füll- und/oder Verstärkungsstoffen vorteilhaft im Ex¬ truder selbst.

■5 In anderen vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens wird bei der Herstellung des pastösen Stranges das Kunstharz in flüssigem und/oder lösungsmittel¬ freien Zustand eingesetzt.

Gemäß weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungs- 0 gemäßen-Verfahrens ist das eingesetzte aushärtbare Kuήstharz- gemisch eines auf Basis von Epoxydharz oder Polyesterharz oder Silikonharz,

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens wird der pastöse Strang dem Kalände spalt ^ oder dem Spalt der Bandpresse zwischen zwei zulaufenden

Bahnen aus flächigem Material zugeführt. Dabei wird die im • Kalander oder der Bandpresse aus dem pastösen Strang erzeugte bandförmige Schicht vorteilhaft mit zumindest einer der zu¬ laufenden Bahnen aus flächigem Material bleibend verbunden 0 ' oder man führt vorteilhaft dem Kalanderspalt oder dem Spalt der Bandpresse zwischen dem pastösen Strang und einer der Bahnen aus flächigem Material noch zusätzlich eine Faserge¬ webebahn zu, die mit der im Kalander oder der Bandpresse aus dem pastösen Strang erzeugten bandförmigen Schicht bleibend 5 verbunden wird.

Die Erfindung umfaßt- ferner die durch das erfindungsgemäße Ver fahren hergestellte Folie selbst. Sie umfaßt außerdem die Ver¬ wendung dieser Folie zur elektrischen Isolierung von Spulen elektrischer Maschinen, wobei das in der Folie enthaltende 0 Kunstharzgemisch ausgehärtet wird.

Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, die in schematischer Darstellung eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, eingehend erläutert. Zentraler Teil der Anlage ist ein beheizbarer Doppelschnek- kenextruder 1 an dem in der Zeichnung nur eine der beiden Extruderschnecken 2 ersichtlich ist. Das Extrudergehäuse weist an einer ersten Einspeisestelle 3 einen Eingabe¬ trichter 4 auf, in welchem aus einem Vorratsbehälter 5 Glimmerpulver 6 mittels einer Dosierspirale 7 eindosiert werden kann. Die Einspeisestelle 3 ist außerdem über eine Rohrleitung 8 und eine Dosierpumpe 9 mit einem beheizbaren Vorratsgefäß 10 für das Kunstharz verbunden. Eine gegenüber der ersten Einspeisestelle 3 in Extruderförderrichtung 11 versetzte zweite Einspeisestelle 12 ist über die Rohrleitung 13 und eine Dosierpumpe 14 an ein Vorratsgefäß 15 für die Härterlösung angeschlossen. Der Extruder 1 weist eine Düse • 16 zur Extrusion eines Rundstranges auf und ist an der Stelle der Düse 16 - wie durch 17 angedeutet - in Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene oszillierend yerschwenkbar.

Dem Extruder ist ein Kalander nachgeschaltet, mit einem Paar beheizbarer Kalanderwalzen 18, die einen Kalanderspalt 19 einschließen, und mit einer Abzugsvorrichtung für das bandförmige Verfahrensprodukt 20 mit zwei Umlenkrollen 21 und 22, einem Abzugswalzenpaar 23 und einer Aufwickelvor¬ richtung 24. Zum Kalander gehören ferner Abrollvorrich¬ tungen 25 bis 27,von-denen dem Kalanderspalt 19 jeweils in Bandform Trennfolien 28 sowie ein Glasfasergewebe 29 zugeführt werden.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung Für die Herstellung eines bandförmigen Flächenisolier¬ stoffes einer Stärke von etwa 0,2 mm, bestehend aus einer ein thermohärtendes Epoxydharz und Glimmerpulver enthal- tenden Schicht, die auf einer Oberflächenseite mit einer Glasfasergewebebahn verbunden ist, werden folgende Aus¬ gangsstoffe eingesetzt.

1. Ein Glimmerpulver auf Muskovitbasis, bei dem etwa 50 Gew eine Korngröße zwischen 0,08 und 0,10 mm und 50 Gew.% eine Korngröße zwischen 1,5 und 1,8 mm aufweisen und das im Vor¬ ratsbehälter 5 bereitgestellt wird.

2. Ein Epoxydharz 30 bestehend aus 7 Gew.Teilen einer Harz¬ komponente mit einem Epoxydäquivalent von 200 und 3 Gew. Teilen einer Komponente mit Epoxydäquivalent von 420, wo- bei das Epoxydharz in dem beheizbaren Vorratsgefäß 10 ge~ schmolzen wird.

3. Einen latenten Aminhärter 31jgelöst in einem sogenannten Reaktiwerdünner, wie Diphenylglycidäther, Butandioldigly- cidäther oder vorzugsweise auch einem niedrigviskosen cycloaliphatischen Epoxydharz, bereitgestellt im Vorrats¬ gefäß 15.

4. Ein 0,04 mm starkes bahnenfδrmiges Glasfasergewebe 29.

5. 0,03 mm starke bandförmige Trennfolien 28 aus Polyäthy- lenterephthalat.

Im Extruder 1 wird ein pastöser Strang, bestehend aus einem - Gemisch aus dem Glimmerpulver, dem Epoxydharz und dem Härter (Feststoffgehalt) im Verhältnis von 58 : 41 : 1 Gew. eilen hergestellt. Dazu wird in der ersten Einspeisestelle 3 das Glimmerpulver 6 und das flüssige Epoxydharz 30 in den vorge-

» sehenen Mengenverhältnissen kontinuierlich und gemeinsam eindosiert und wird in der ersten Mischzone 32 des Extruders in Förderrichtung transportiert und dabei innig vermischt. An der zweiten Einspeisestelle 12 wird dem Epoxydharz-Glim- merpulvergemisch die Härterlösung 31 zudosiert, so daß an der Düse 16 die Extruderschnecken 2 ein gleichförmiges Glimmerpulver-Epoxydharz-Härterlösungsgemisch fördern. Die Temperatur des Gemisches im Extruder wird über die gesamte Förderschneckenlänge auf etwa 100 C gehalten und an der Düse 16 auf etwa 85 bis 90 C abgesenkt. Durch oszillie¬ rendes Verschwenken des Extruders im Bereich der Düse 16 in Richtung senkrecht zur Zeichenebene wird das Material des aus der Düse 16 kontinuierlich austretenden pastösen Stranges 33 dem Kalanderspalt 19 über dessen gesamte Breite gleichmäßig verteilt zugeführt. Die Zuführung des pastösen Stranges 33 in den Kalanderspalt erfolgt zwischen zwei von den Abrollvorrichtungen 25 und 27 zulaufenden Trennfolien 28. Zwischen einer der Trennfolien 28 und der im Kalander in eine bandförmige Schicht überzuführenden pastösen Strang 33 wird von der Abrollvorrichtung 26 die Glasfasergewebe-

4 bahn 29 zugeführt.

Zwischen den beheizten Kalanderwalzen 18, die auf einer Temperatur von 75 C gehalten werden, wird das Material des pastösen Stranges 33 kontinuierlich in eine dünne Schicht übergeführt, die sich mit der zulaufenden Glasfaser¬ gewebebahn 29 bleibend verbindet. Dabei werden in dieser Schicht auf Grund der Wirkung des Kalandrierens die platt- chenförmigen Partikel des Glimmerpulvers in vorteilhafter Weise weitgehend parallel zur Schichtebene ausgerichtet.

Das aus dem Kalanderspalt austretende Verbundmaterial 20 wird nun über die Umlenkrollen 21 und 22 mit Hilfe des Ab-

zugswalzenpaares 23 abgezogen und schließlich bei 24 auf¬ gerollt. Von dem Verbundmaterial 20 wird dann in einer be¬ sonderen Urawickelvorrichtung die an der Glasfasergewebebahn 29 anliegende Trennfolie 28 entfernt, wonach das Material, gegebenenfalls nach Aufschneiden in schmälere Wickelbänder als Flächenisolierstoff gebrauchsfertig ist.

Die Temperaturführung in der Behandlung des Glimmerpulver - Epoxydharz-Hartergemisehes während des beschriebenen Ver¬ fahrens erfolgt so, daß das Kunstharz in den B-Zustand überführt wird, der latente Amirihärter aber noch nicht ak¬ tiviert wird.

Statt mit der Glasgewebebahn 29 kann die aus dem Glimmer¬ pulver - Epoxydharz-Härtergemisch erzeugte dünne Schicht im Kalander auch mit anderen flächigen Materialien, ins- besondere Trägermaterialien, wie Kunststoffollen, Kunstfaser¬ geweben und dgl. verbunden werden.

Dem Glimmerpulver-Harzgemisch können noch andere Füll- und/ oder Verstärkungsstoffe beigemengt werden. Solche Stoffe können z.B. Quarzpulver und/oder Kunststoffasern sein. Das beschriebene Verfahren kann auch ganz allgemein vorteil¬ haft zur Herstellung von Folien eingesetzt werden, die neben einem aushärtbaren Kunstharzgemisch statt des Glimmerpulvers oder eines Teiles davon andere Füll- und/oder Verstärkungs¬ stoffe, wie z.B. Ruß, Eisenpulver, Verstärkungsfasern und dgl. enthalten sollen.

Gewerbliche Verwertbarkeit Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden bei der Herstellung von Flächenisolierstoffen auf Feinglimmerbasis, die insbe¬ sondere zur elektrischen Isolierung von Spulen von elektri- sehen Maschinen dienen, völlig neue Wege beschritten. Dabei wird der hohe Verf hrensaufwand, welcher mit der Herstellung

OMPI

der bisher eingesetzten Glimmerpapiere verbunden ist, ver¬ mieden. Ebenso vermieden werden die mit der Herstellung und der Imprägnierung des Glimmerpapiers verbundenen Ent¬ sorgungsprobleme.Der zur Durchführung des erfindungsgemä¬ ßen Verfahrens erforderliche maschinentechnische Aufwand ist besonders niedrig.

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