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Schichtpreßstoff als Potentiometermaterial Ein bekannter Verwendungszweck
von Phenolharzhartpapier besteht in der vorwiegend einseitigen Beschichtung des
Materials mit Leitlack zur Herstellung von Potentiometerstreifen und dergleichen.
Bei diesen Leitlacken handelt es sich sowohl um rußpigmentierte als auch mit Silberpulver
gefüllte Leitlacke auf Phenolharzbasis. Die Lacke, deren Leitwert zuvor sorgfältig
eingestellt worden sind, werden im Spritzverfahren auf die Oberfläche von Hartpapierstreifen
gebracht und bei Temperaturen um 200°C bis zu 4 Stunden lang eingebrannt und ausgehärtet.
Danach werden die Teile in ihren endgültigen Abmessungen aus den Streifen gestanzt.
Die Stanzung erfolgt heiß nach Vorwärmen bei etwa 100 OC, Es wurde beobachtet, daß
nur bei Vorhandensein eines weichmacherfreien, also unmodifizierten Phenol- bzw.
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Kresolharz in der Deckschicht des Hartpapiers die Oberfläche bei dem
vorgenannten Einbrennvorgang glatt bleibt, während sie bei Verwendung plastifizierter
l'henolharze rauh wird. Durch die Wärmebehandlung jedoch werden die gestanzten tiartpapierteile
auf Phenolharzbasis oftmals so spröde und brüchig, daß sie oft schon bei geringer
mechanischer Beanspruchung durch z.B. Schrauben oder Nieten zerplatzen. Diese Versprödung
ist nur z.T. auf die Zersetzung der Zellulose des Papieranteils im Trä.gerrna teri
al zurückzuführen, vorwiegend wird sie durch die Zerstellung des Phenolharzes verursacht.
Ein wichtiger Grund
für die Versprödung ist auch darin zu suchen,
daß durch das Einbrennen des Leitlackes das bei der Kondensation des Phenolharzes
entstehende Wasser zumindest teilweise aus dem Laminat ausgetrieben wird, wodurch
mikroskopisch feine Hohlräume entstehen.
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Versuche, die genannten Probleme mit Hilfe von Epoxydglasseidenhartgewebe
zu lösen, sind wegen stanztechnischer Schwierigkeiten fehlgeschlagen; das Material
erwies sich außerdem als kostspielig.
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Laminate mit anderen-duromeren Harzen als Bindemittel, wie z.B.
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Polyesterharzen, Melaminharzen oder Silikonharzen, haben sich ebenfalls
nicht bewährt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit einem
Leitlack lackierbares Basismaterial für hohe Temperaturbeanspruchungen zu schaffen,
das beim Einbrennprozeß nicht versprödet und eine einwandfreie Stanzbarkeit gewährleistet.
Ferner ist zu fordern, daß das mit dem Bindemittel imprägnierte Trägermaterial nach
dem Einbrennen des Leitlackes auch bei hohen Temperaturen weitgehend eine Konstanz
seiner elektrischen Widerstandswerte beibehält und dadurch keine nachteilige Beeinflussung
der Leitwerte in der Leitlackschicht auftritt.
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Die Aufgabe wird bei einem mit einem Leitlack versehenen, aus mehreren
harzimprägnierten und mit Bindemittel verbundenen Träger bahnen hergestellten Schichtpreßstoff,
insbesondere zur Herstellung als Potentiometermaterial, erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß als Imprägnier- und Bindemittel ein aromatischer Cyansäureester und
als Trägermaterial eine Wirrfaser verwendet wird.
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Als Bindemittel kann z. B. Cyanatharz auf basis aromatischer Cyansäureester
verwendet werden, die z.B. durch Umsetzung von Phenol-en mit Chlorcyan hergestellt
werden, wie 2,2 Bis (4-Cyanatophenylpropan). Diese Harze sind als -solche bekannt
und auch schon für andere Zwecke verwendet worden. Für den hier beschriebenen Verwendungszwe-ck
ist das Cyanatharz, auch in Veerbindung mit Zellulosefasern, wegen seines ho-hen
Erweihuiigspunktes- von ca. 200 °C hervorragend geeignet. Es -entstehen -außerd-em
bei der- -Ilartung- von Cyanatharz kein Wasser oder andere Kondensationsprodukte,
so daß
das Material, welches mit Cyanatharz als-Bindemit-te-l--herges-tellt
worden ist, beim Tempern auch nicht porös werden kann. Cyanatharz ist ferner ein
relativ zähes Duromeres, das auch bei länger dauernder thermischer -Beansruchung
wenig-zur Versprödung neigt-.
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Mit Hilfe von Cyanatharz au-f- Ba-sis aromatischer Cyansäureester
als Imprägnier- und Bindemittel- lassen sich für den den Rede stehenden Verwendungszweck
in Kombination mit einem Wirrfasserträgermaterial vor allem drei Laminattypen einsetzen.
Als Wirrfasermaterial für die vorliegende Er-findung kommen besonders Papierfasern,
Glasfaservlies und/oder synthetisches Fasermat.erial1 insbesondere auf Basis von
Polyesterfaservlies infrage. In stanztechnischer Hinsicht bietet diese Kombination
besondere Vorteile,'da durch die Verwendung des Wirrfaserträgermaterials die der
Stanzbarkeit des Schichtstoffes entgegenwirkende große Härte des Cyanatharzes etwas
ausgeglichen wird.
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Die Kombination von Cyanatharz mit Papier als Trägermaterialführt
zu einem Cyanatharzhartpapier, das im Vergleich zu Phenolharzhartpapier bessere
mechanische Eigenschaftswerte, insbesondere große Elastizität besitzt. Durch den
Einbrennprozeß des aufgebrachten Leitlackes versprodet das Material nur unwesentlich.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann zur Erzielung einer hohen Lagentrennkraft,
einer niedrigen Wasseraufnahme und guter elektrischer Eigenschaftswerte eine Vor
tränkung des Papieres, z.B. mit einer Kombination aus Epoxydharz und Phenolharz,
durchgeführt werden. Bei dieser Vorimprägnierung sind die beiden Komponenten auf
der Faser weitgehend auszuhärten. Die Nachimprägnierung der voriaprägniorten Papi
erbahnen wird dann erfindungsgemäß mit Cyanatharz durchgeführt, das mit. 0,3 % Diazobenzcyclooctan
und 0,3 - 0,4 % Brenzkatechin als Härtungskatalysatoren versetzt wird.
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Eine Kombination von Cyanatharzbindemitt.l mit Glasfaservlies als
Trägermaterial ergibt einen Schichtpreßstoff, der gegenüber Cyanatharzhartpapier
eine noch weiter verbessert thermische Beständigkeit und noch bessere mechanische
Eigenschaftswerte
erbringt. Durch Verwendung der Glaswirrfaser ist
die Stanzbarkeit dieses Materials gewährleistet, zugleich auch seine Preiswürdigkeit
gegenüber einem Glasseidenhartgewebe.
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Verwendet man anstelle des Glasfaservlieses ein Polyesterfaser vlies,
so erhält man ein noch besser stanzbares Produkt, das zugleich auch noch preiswerter
ist. Eine Schrumpfung dieses Materials während des Einbrennvorganges kann dadurch
vermieden werden, daß vorgeschrumpftes Polyestervlies eingesetzt wird.
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Für die Herstellung eines Potentiometermaterials werden in an sich
bekannter Weise mehrere Lagen aus Wirrfasermaterial, die mit einem Imprägnier und
Bindemittel auf Basis aromatischer Cansäureester versehen sind, zu einem Schichtpreßstoff
unter Druck und Wärme verfestigt. Aus dem auf diese IJeise hergestellten Plattenmaterial
werden z.B. unter Verwendung einer Präzisions schlagschere Streifen gefertigt, die
dann vorzugsweise im Spritzverfahren mit einem an sich bekannten Leitlack, z.B.
auf Phenolharzbasis mit Ruß oder Silberpulver als leitendem Pigment beschichtet
werden. Der Einbrennprozeß wird bei Temperaturen um 200 °C bis zur Konstanz der
Leitwerte durchgeführt, ohne daß hierdurch eine nachteilige Beeinflussung des Basismaterials
erfolgt.
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4 Seiten Beschreibung 4 Patentansprüche