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DE1948483A1 - Elektrisch ueberlegener Polyesterfilm - Google Patents

Elektrisch ueberlegener Polyesterfilm

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Publication number
DE1948483A1
DE1948483A1 DE19691948483 DE1948483A DE1948483A1 DE 1948483 A1 DE1948483 A1 DE 1948483A1 DE 19691948483 DE19691948483 DE 19691948483 DE 1948483 A DE1948483 A DE 1948483A DE 1948483 A1 DE1948483 A1 DE 1948483A1
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DE
Germany
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film
polymer
poly
polystyrene
polyionomer
Prior art date
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Application number
DE19691948483
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English (en)
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DE1948483B2 (de
Inventor
Sevenich Robert John
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minnesota Mining and Manufacturing Co filed Critical Minnesota Mining and Manufacturing Co
Publication of DE1948483A1 publication Critical patent/DE1948483A1/de
Publication of DE1948483B2 publication Critical patent/DE1948483B2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
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    • H05K1/0353—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
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Description

Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul, Minnesota 55101, V.St.A.
Elektrisch überlegener Polyesterfilm
Die Erfindung betrifft einen modifizierten, biaxial orientierten Polyäthylenterephthalatfilü mit überlegenen elektrischen Eigenschaften.
Jedes Isoliermaterial in einem elektrischen Stromkreis zeigt sowohl Widerstands« als auch Kapazitätseigenschaften. Wenn eine sinusförmige Wechselspannung an ein vollständig kapazitives Dielektrikum angelegt wird, dann befindet sich der erhaltene Wechselstrom mit derselben Periodendauer in einer Phasenverschiebung von 90° zur angelegten Spannung. Wenn das Dielektrikum einzig ein Widerstand ist, dann befindet sich der Strom bezüglich der angelegten Spannung in Phase (d.h. 0° ). Praktisch liegt der Dielektrikum-Phasenwinkel θ des erhaltenen Stromes bezüglich der Spannung irgendwo zwischen 0° und 90°. Der Dielektrikum-Verlustwinkel £ ist 90° - θ , Der Dielektrikum-Verlustfaktor D oder Verlusttangens ist der Tangens des Winkels ο , der das Verhältnis von Widerstands- zu kapazitivem Strom wiedergibt. Je niedriger der Wert von D ist, umso geringer ist die Energie, die als Wärme verloren geht, und umso geringer ist die Wirkung auf den Heat äes elektrischen Strom- :i- netzes» Wenn daa Material entweder als elektrischer Isolator
'■'■ : .^. v;O BAD ORIGINAL
00988 5/1878
oder als kapazitives Dielektrikum verwendet wird, sollte D allgemein klein sein. . ' ;
Um die größte Verläßlichkeit des elektrischen Stromnetzes, in dem das Isoliermaterial verwendet wird, zu erreichen, ist es wichtig, daß für das Isoliermaterial mit geringem Verlust die Dielektrizitätskonstante und der Verlustfaktor über die Spanne der Arbeitsbedingungen so konstant wie möglich gehalten wird. Tatsächlich ist die Unabhängigkeit solcher Variablen wie der Frequenz und Umgebungstemperatur äußerst erwünscht, ^ da die Notwendigkeit eines speziellen Zuschnitts der Kapazi^ täten, Kabelumhüllungen und anderer Bestandteile des isolierten elektrischen Stromkreises auf jede einzelne Anwendung vermindert und· die Ausstattung des Stromkreises stark erleichtert wird.
Obwohl ein herkömmlicher biaxial orientierter Polyäthylenterephthalatfilm als Isolier- und dielektrisches Material weit verbreitet angewendet wird, sind seine Dielektrizitätskonstante und der Verlustfaktor viel mehr von Frequenz und Umgebungstemperatur abhängig als erwünscht.
Isolierende Materialien werden allgemein in zwei bestimmten ) Weisen verwendet:
(1) um Bestandteile eines elektrischen Stromnetzes voneinander und von der Erde zu isolieren und zu stützen, und
(2) um als Dielektrikum eines Kondensators zu dienen.
Bei der ersten Anwendung ist es allgemein erwünscht, die Kapazität des Trägers so klein wie möglich zu halten, einhergehend mit annehmbaren mechanischen, chemischen und wärmebeständigen Eigenschaften. Ein niedriger Wert der Dielektrizitätskonstanten ist so erwünscht.
Bei der zweiten Anwendung ist es erwünscht, einen hohen Wert der Dielektrizitätskonstanten zu haben, so daß der Kondensator physikalisch so klein wie möglich sein kann.
Unter der Dielektrizitätskonstanten K eines Materials versteht
0 0988 5/1878 BAOORIGiNAL
man gewöhnlich, das Verhältnis der Kapazität einer festgelegten Elektrodenkonfiguration mit dem Material als Dielektrikum zur Kapazität derselben Elektrodenkonfiguration mit Vakuum (oder bei den meisten praktischen Zwecken Luft) als Dielektrikum-r Zur Veranschaulichung sind die folgenden Werte als typisch für den Bereich von 25° - 1250O anzusehenί
Frequenz, Hz K 3,95 D χ 102
100 3,52 - 3,88 0,11 - 1,0
1.000 3,51 - 3,79 0,15 - 1,3
10.000 3,50- 3,71 0,32 - -1.5
100.000 3,45 - 1,0 - 1,8
Alle Werte für den Bereich der angegebenen Frequenzen und Temperaturen können wie folgt ausgedrückt werden:
K : 3,70 + 0,25 Dx 102s 1,0 + 0,85
Vor dieser Erfindung gab es keinen Weg zur Modifizierung von biaxial orientiertem Polyesterfilm, um die Schwankung in diesen beiden elektrischen Eigenschaften herabzusetzen.
Die vorliegende Erfindung schlägt einen modifizierten biaxial orientierten Film vor, der wie ein nicht-modifizierter Film fest und wärmebeständig ist. Verglichen mit einem bekannten Film besitzen die erfindungsgemäß hergestellten Produkte jedoch eine Dielektrizitätskonstante, die bedeutend weniger abhängig von Frequenz und Umgebungstemperatur ist. Es wurde auch gefunden, daß die Verlustfaktoren niedriger sind. Zum Beispiel können bevorzugte Ausführungsformen &ar Erfindung die folgenden Werte im Bereich.von 25° - 1250C und 0,1 - 100 kHz habeni
K ι 3,00 + 0,07
D χ 102 ϊ 0,60 + 0,50
Die verbesserten Eigenschaften des erfindungegemäß hergestell-
0 Q 9 8 8 5/1878
Ί943483
ten Filmes erweitern stark den potentiellen Markt für Polyesterfilm. Kapazitäten, die mit dem Film dieser Erfindung hergestellt wurden, können für einen breiten Bereich von Arbeitsbedingungen bestimmt werden, während eine ausreichende Genauigkeit aufrecht erhalten bleibt, um einen hohen Preis fordern zu können. Die konstanten elektrischen Eigenschaften des Films bieten Vorteile wie als Basis für fles&ble gedruckte Schaltungen der Art, wie sie In Computern verwendet werden, oder bei der Herstellung von Bandleiterkabeln. Durch die Herabsetzung des Verlustfaktors dieser Filme sollte auch die Verwendung von weniger Kupfer in Transformatoren zulässig sein, wo der Film als Zwischenschicht und Zwischenspul-Isolierung verwendet wird, und er sollte sich besonders wertvoll bei Rückschlag- oder anderen Hochspannungsimpulsüberträgern erweisen.
Erfindungsgemäß werden kleinere Mengen an Polystyrol, PoIyionomerem oder Poly(4-methylpenten) mit dem Polyäthylenterephthalat-Poiymerisat vor dem Auspressen homogen vermengt. Anhängig von dem speziellen zugesetzten Polymerisat haben sich schon 2 fo als wirksam erwiesen j die obere Grenze an Zusatz wird größtenteils durch Überlegungen der Zweckdienlichkeit, Wirtschaftlichkeit und des Verlustes, jeher physikalischen Eigenschaften gesetzt, durch welche Polyäthylenterephthalat ausgezeichnet ist. Allgemein scheint kein besonderer Vorteil darin zu bestehen, mehr als etwa 15 $ fremde Polymerisate zuzugeben, obwohl die durch die Erfindung gebotenen Vorteile sogar mit größeren Mengen, z.B. bis zu 30 $ oder mehr, verwirklicht werden können. Bei Konzentrationen bis zu 30 # ist der homogen-gemischte Film bis auf das 3-fachβ in seiner Längs- und Querrichtung orientierbar. Oberhalb dieser Konzentration wird es zunehmend schwieriger, den Film bis zu diesem Ausmaß zu orientieren, und die physikalischen Eigenschaften beginnen abzufallen.
Obwohl ein Polystyrolfilm gute elektrische Eigenschaften hat, wird durch seine niedrige Zugfestigkeit und Wärmebeständigkeit
009885/1878
dessen Anwendung auf dem elektrischen Markt ernstlich eingeschränkt. Tatsächlich ist der Film bei Temperaturen weit über 10O0C für elektrische Anwendungen unbrauchbar. Glücklicherweise können jedoch Filme, die erfinduhgsgemäß aus Polyester-Polystyrol-Gemischen gebildet werden, bei Temperaturen bis zu 1500G während ausgedehnter Zeitspannen eingesetzt werden.
Die nach der soeben beschriebenen Weise hergestellten homogengemischten Filme behalten überraschenderweise synergistisch die guten Kennzeichen sowohl des Polyesters als auch des· Zusatz-Polymerisats bei und zeigen nicht nur, wie man es normalerweise vermuten würde, solche Eigenschaften, die aus den relativen Prozentgehalten der beiden Polymerisate vorausgesagt werden konnten.
Unter einem Elektronenmikroskop betrachtet, sieht man, daß die aus homogenen Polymerisatgemischen gebildeten Filme aus länglichen Kügelchen des Zusatzpolymerisats bestehen, die im Polyester eingebettet sind. Die Dicke der Kügelchen liegt bei 0,1 bis 0,5/U , und der Bereich für die Breiten- und Längenabmessung liegt bei 0,25 bis 6,5/U oder größer. Es sind keine Leerstellen um die Blättchen herum zu sehen, eine etwas überraschende Tatsache, wenn man die Unverträglichkeit des Polyesters und Zusatzpolymerisats bedenkt, wie sie durch die Tatsache zu Tage tritt, daß, wenn diese in einem Testrohr verschmolzen werden, sie sich in zwei einzelne Sohiohten trennen. Das Polyester-Polymerisat, das zu einem Film verarbeitet werden soll, enthält herkömmlicherweise kleine Teilchen eines anorganischen "Sohlüpf mittels", um das Abwickeln der Holle zu erleichtern, ein Blockieren zu verhindern oder auf andere Weise die Handhabung *zu erleichtern; Diese anorganischen Einschlüsse können kleinere Abweichungen in der Dicke des daraus gebildeten Films verursachen! diese Eigenheit ist besonders bei der Herstellung von Produkten wie Bildaufnahmebändern störend, wo häufig "dropouts" auftreten. Der erfindungsgemäß gebildete biaxial orientierte Film, bei welchem jegliches anorganisches Sohltipfmittel weggelassen ist, ist in der Dioke viel gleioh-
00988571878
mäßiger als -Filme,/die herkömmliche anorganische Schlüpfmittel enthalten. Infolgedessen können magnetische Aufzeichnungsbänder und andere Mimprodukte, die hieraus hergestellt sind, nicht nur einer viel stärkeren Spann- und Biegebelastung unterworfen, sondern auch mit geringerem Abfall hergestellt und mit "wenig oder keinen Kratzern, ohne Pestfahren oder Blockieren verwendet werden. Pur diesen Zweck ist schon 1/4 i° des zugesetzten Polymerisatzusatzes wirksam.
Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen.
Die Erfindung ist besser unter Bezugnahme auf die folgenden veranschaulichenden, jedoch nicht einschränkenden Beispiele zu verstehen, in welchen alle Teile Gewichtsteile bedeuten, wenn nichts anderes vermerkt ist.
In ein Reaktionsgefäß aus rostfreiem Stahl, das mit Destillierkolonne und einem Rührer ausgerüstet ist, werden 62 Teile Dimethylterephthalat mit 44 Teilen Ä'thylenglykol in Gegenwart von 0,018 io Zinkacetat und 0,025 $ Antimontrioxid umgeestert. Hach Entfernen des Methanols, das bei der Reaktion gebildet wird, wird das Reaktionsgemisch auf 25O0G 32Minuten erhitzt, nach dieser Zeit sind 95 $ des theoretischen Überschusses an Äthylenglykol abdestilliert und gesammelt worden. Der Kessel wird dann geöffnet, und es werden 3 Teile an Zusatzpolymerisat-Plätzchen hineingegeben, wonach der Kessel erneut verschlossen und der Inhalt 5 - 10 Minuten gerührt wird, während ein Inertgas durchströmt. Es wird langsam ein Yakuum angelegt, wenn das Vorpolymerisat schnell gerührt und allmählich auf 28O0C erhitzt wird. Das Erhitzen und Rühren wird eine Stunde, nachdem ein Druck von 0,5 mm Hg erreicht wurde, fortgesetzt. Das homogene flüssige Polymerisat wird aus dem Kessel entfernt, abkühlen und verfestigen gelassen und dann zu kleinen Bröckchen zur nachfolgenden Auspressung gebrochen. Das homogene Gemisch wird dann in einem 254-Mikron-Blatt, das biaxial su einer Dicke von 25 Mikron orientiert ist, auegepreßt und einer Reihe von physikalischen Tests und elektrischen Tests der zuvor beschriebenen Art unterworfen.
009885/1878
Wegen seiner Neigung, sich bei den im vorhergehenden Absatz genannten Temperaturen zu verschlechtern, wird Polystyrol im allgemeinen nicht zum Polyester durch Kesselmischen zugegeben.
Die Kesselmischtechnik führt zu größtmöglichem Mischungsgrad für die unähnlichen Polymerisate und kann zudem mit einem kleinstmöglichen Ausrüstungsaufwand durchgeführt werden. Das Aufrechterhalten der zur Abnahme neigenden Variablen in dem Kessel und die langwährenden Nachreinigungszeiten, die zur Entfernung der beiden verschiedenen Polymerisate aus demselben Ausrüstungsteil erforderlich sind, stellen jedoch eindeutige Nachteile dar.
Homogene Polymerisatgemische zur Verwendung bei der Filmherstellung können andererseits dadurch hergestellt werden, daß man Polyäthylenterephthalatpolymerisat zu kleinen Bröckchen vermahlt, hierzu die Plätzchen des zweiten Polymerisats zugibt und das Gemisch rührt, schüttelt oder in anderer Weise bewegt, um eine gleichmäßige Dispersion herzustellen. Das Gemisch wird dann getrocknet, um alles aus der Atmosphäre aufgenommene Wasser zu entfernen, als Film ausgepreßt, und der Film dann biaxial orientiert. Gemische, die verhältnismäßig hohe Prozentgehalte an Zusatzpolymerisat enthalten (z.B. 30 #) können auf diese Weise schneller hergestellt werden als wenn sie direkt zu dem Kessel mit Polyethylenterephthalat gegeben werden, dem das notwendige Fassungsvermögen fehlen könnte.
Beispiele 1 - 5
Eine Reihe aus 125 - 250 Mikron Polyester : Polystyrol-homogen gemischten Filmen wurde ausgepreßt, biaxial zu einer Dioke von 12,5 - 25 Mikron orientiert und bei verschiedenen Temperaturen und Frequenzen elektrischen Teste unterworfen; die Ergebnisse sind unten tabellarieoh wiedergegeben.
009885/1878
■
Hamogengemisch-
zusainmensetzung
Dielektrizitätskonstante K Verlustfaktor D χ 10
Bei Poly PoIy*-
spiel ester styrol
Kon-
trolle 100 O
1 98 2
2 95 5
3 92 8
4 90 10
O 5 70 30
O 100
co
OO
OO
cn		 Kon
"N, trolle 100 0
—I.
OO		 1 98 2
ο» CVf 95 VJl
3 92 8
90 10
5 70 30
O 100
Hz
250C 5O0C 75°C 1050C 125°C 15O0C 75°C 105°C- 125°C 150°C
100
1000
3,58 3,55 3,52 3,74 3,95 3 ,99
3,65 3,64 3,62 3,70 3,85
3,53 3,50 3,50 3,56 3,70
3,39 3,35 3,34 3,39 3,52
2,75 2,72 2,71 2,72 2,82 2 ,85
3,02 3,00 2,96 3,01 3,07 3 ,12
2,72 2,74 2,66
3,57 3,54 3,51 3,66 3,63 3,64 3,65 3,77 3,52 3,49 3,49 3,51 3,38 3,34 3,33 3,35 2,74 2,71 2,71 2,70 3,01 2,99 2,96 2,98 2,72 2,74 2,65
3,88 3,95
3,63 3,45 2,78 3,02
0,20 0,11 0,15 1,5 1,0
0,22 0,13 0,16 0,97 1,2
0,21 0,12 0,17 0,77 1,2
0,21 0,11 0,16 1,0 1,0
0,14 0,08 0,10 0,60 0,84
0,13 0,09 0,10 0,86 0,88 0,01 0,02 0,04
0,49 0,20 0,15 1,2 0,54 0,22 0,18 0,68 0,52 0,51 0,19 0,76 0,52 0,19 0,15 0,72 0,34 0,14 0,11 0,43 0,32 0,15 0,10 0,67 0,01 0,03 0,03
0,83
0,36
1,3 0 ,67
1,3
1,3
1,2
0,93 0 ,42
0,98 0 ,55
Die Pfeile bedeuten, daß diese Zeilen auf der folgenden1 Seite fortgesetzt werden.
«•α ο»
Dielektrische
Durchschlag
festigkeit k
VoItspannung
0?025 mm		 Zug
festig
keit 2
kg/om		 Dehnung
bei
Bruch		 Schmelz
punkt
0O
8,8 2100 100 255-260
2170 110
2310 126
2170 123
7,1 1970 105
1610 95 240-245
25 490-840 20 110
■ ro cn
CO -E-> CO CO
Hoaogengemisch- jire_ zusammensetzung
Dielektrizitätskonstante K
Verlustfaktor D χ 10'
Bei- Poly Poly ■et 0
spiel ester styrol 2
Kon
trolle		 100 0
1 98 2 5
2 ; . 95 5 8
3 92 8 10
■'*■ 90 10 30
ο 100
O 5 70 30
co
CQ 		0 100 .
co
cn
">■
—*■
CD 		Kon
trolle 		100
1 98
O3
2 95
3 92
4 - 90
5 70
0
Hz
250C 5O0C 750C 1050C 1250C 1500C 25(
500C
75
oC 1050C 1250C 15O0C
10.000
100.000
3,52 3,52 3,50 3,60 3,79 3,91 1,0
3,60 3,62 3,61 3,62 3,70 1,1
3,48 3,48 3,48 3,48 3,56 1,1
3,34 3,33 3,32 3,32 3,39 1,1
2,72 2,71 2,70 2,69 2,74 2,81 0,69
2,99 2,97 2,96 2,95 2,98 3,08 0,67 2,72 2,74 2,65 0,01
3,45 3,48 3,48 3,56 3,71
3,52 3,58 3,58 3,59 3,64
5,41 3,44 3,45 3,44 3,49
3,28 3,28 3,30 3,29 3,33
2,69 2,69 2,69 2,68 2,71
2,95 2,96 2,94 2,93 2,94 3,05
2,72 2,74 2,65
3,81 1,7
2,2 1,8 2,1 1,1
1,1
0,01
2,79
0,54 0,32 0,88 1,5 0,94
0,58 0,36 0,55 1,3
0,51 0,32 0,60 i;3
0,49 0,30 0,56 1,2
0,37 0,21 0,32 0,87 0,63
0,37 0,20 0,52 0,93 0,67 0,07 0,05
1,4 1,1 1,0 1,8 1,6
1,6 0,99 0,81 1,3
1,2 0,77 0,81 1,3
1,2 0,80 0,75 1,2 ,
0,81 0,57 0,48 0,85 1,0
0,80 0,53 0,55 0,87 0,98 0,18 0,29
CD OO CO
Beispiel 6
Homogene Gemische aus 70 0Jo Polyäthylenterephthalat und 30 $ Polyionomer (im Handel "bei E.I. DuPont de Nemours unter dem registrierten Handelsnamen "Surlyn A" 1650 erhältlich); -wurden zubereitet, ausgepreßt in einem 254-Mikron-Blatt, biaxial zu einer Dicke von etwa 25 Mikron orientiert und wie in den vorigen Beispielen getestet. Die Ergebnisse sind unten tabellarisch· wiedergegeben:
009885/1878
Dielektrizitätskonstante K
Verlustfaktor D.χ 10'
io ia Fre-PoIy-Zusätze guenz ester Hz
250C 500C 750C 1000C 1250C 1500C 25°C 500C 75°C 1000C 1250C 15O0C
70
100*
100
1.000
10.000
100.000
100
1.000
10.000
100.000
3,11 3,09 3,03 2,90 2,95 2,97
3.10 3,08 3,02 2,87 2,93 2,96
3,08. 3,07 3,02 2,85 2,92 2,94
3,05 3,04 3,00 2,84 2,89 2,92
0,20 0,21 0,1.6 0,62 0,54 0,53
0,32 0,28 0,18 0,51 0,64 0,37
0,57 0,46 0,28 0,41 0,69 0,46
0,84 0,77 0,57 0,47 0,73 0,65
2,56 2,54 2,30 2,54 2,28 schmilzt 0,29 0,37 0,32 0,18 0,12 schmilzt
2,54 2,512,26 2,51 2,28 schmilzt 0,36 0,41 0,44 0,31 0,20 schmilzt
2,53 2,49 2,26 2,49 2,27 schmilzt 0,29 0,46 0,60 0,50 0,36 schmilzt
2,52 2,46 2,25 2,46 2,25 schmilzt 0,36 0,49 0,71 0,75 0,63 schmilzt
* zu. 193 Mikron gepreßter PiIm
-13-
Wi e aus den obigen Werten zu ersehen ist, ist die Dielektrizitätskonstante und der Verlustfaktor für den polyionomeren bis zu 1000C ziemlich konstant, steigt jedoch enorm an,
wenn sich die Umgebungstemperatur 125°C nähert j bei 1500G ist der polyionomere PiIm geschmolzen. Ein biaxial orientierter PiIm, der aus einem 30:70 Polyionomert Polyester-Homogengemisch gebildet v/ird, zeigt jedoch überraschenderweise bei 15O0C elektrische Werte, die mit den bei 125°ö erhaltenen vergleichbar sind. Die elektrischen Eigenschaften dieses homo gen-gemi seht en Films sind auch weit mehr unabhängig von Temperatur und Frequenz als jene des nieht-modifizierten Polyesterfilms.
Beispiel 7
Beispiel 6 "wurde wiederholt, wobei anstelle des Polyionomeren Poly(4-methyl-penten), erhalten von ΙΟΙ, verwendet wurde. Die Testergebnisse der vorher beschriebenen Art sind unten zusammengefaßt : '
009885/1878
$ i> !Fre- Dielektrizitätskonstante K . Verlustfaktor D χ 102
Zu- quenz
estesν Sätze Hz 25°C 500C 750C 10O0G 1250C 1500C 250C 500C 750C 100°C 1250C 1500C
70 30 100 2,25 2,22 2,212,20 2,20 2,16 0,06 0,06 0,05 0,34 0,33 0,36
1.000 2,25 2,22 2,20 2,19 2,19 2,15 0,14 0,08 0,06 0,27 0,36 0,22
o ' 10.000 2,24 2,22 2,20 2,18 2,18 2,14 0,30 0,16 0,-10 0,22 0,37 0,27
S 100.000 2,23 2,21 2,20 2,17 2,16 2,13 0,45 0,33 0,22 0,24 0,37 0,37
co. . ■■ ■ . ' ,
zn ■ , ■'■..; ■ ' ' :
^ 0 100* 100 2,27 2,26 2,26 2,24 2,23 2,22 0,04 0,14 0,08 0,03 0,02 0,01
2 1,000 2,27 2,26 2,24 2,24 2,23 2,22 0,02 0,07 0,12 0,04 0,03 0,02
öö ■ ■■■'■■■.■■ ' · ■ ' .·'■.■
10.000 2,27 2,25 2,25 2,24 2,23 2,22 0,010,04 0,07 0,10 0,04 0,01
100.000 2,27 2,25 2,25 2,23 2,22 2,21 0,01 0,01 0,06 0,09 0,04 0,04 * au 103 Mikron gepreßter Mlin
Ein biaxial orientierter Film, der aus einem homogenen Gemisch von Polyester und einer kleineren Menge Poly(4-methylpenten) gebildet ist, vereinigt die Vorteile der guten elektrischen Eigenschaften des Poly(4-Methyl-pentens) mit der hohen Festigkeit des Polyesters. Als gegossener Film hat Poly(4-methyl-penten) nicht nur sowohl eine geringe Festigkeit als auch eine geringe Dehnung, sondern läßt sich auch nicht schnell orientieren, um diese Eigenschaften zu verbessern.
Es ist anzumerken, daß andere früher Polyethylenterephthalat mit Polystyrol (siehe z.B. USA-Patentschrift 3 359 344^ und britische Patentschrift 1 064 239) und Poly(4-methyl-penten) (siehe USA-Patentschrift 3 361 848) homogen gemischt haben, es ist jedoch davon auszugehen, daß solche homogenen Gemische bisher nicht zu biaxial orientierten Filmen geformt -wurden. Die obigen Patentinhaber waren nicht auf verbesserte elektrische Eigenschaften aus, und tatsächlich liegt die elektrische Nützlichkeit von Polyesterharz als Isolator als solchem im wesentlichen nur in der Form des orientierten Filmes begründet.
Bei Betrachtung der Art des homogenen Mischens, welches in dem gemischten Polymerisatsystem stattfinden muß, zeigt eine Analyse der elektrischen Eigenschaften, daß in den meisten Fällen weder ein Reihen- noch ein Parallelmodell den Werten entspricht. In einigen Fällen tritt ein synergistischer Effekt auf, der eine geringere als die erwartete Dielektrizitätskonstante gibt. Ein Vergleich der vorausgesagten und der eigentlichen Ergebnisse ist unten wiedergegeben:
009885/187Ö
k-Werte für 100 Hz bei 125 C
Film PET vorausgesagt
für Reihen
schaltung		 vorausgesagt eigentlicher
für Parallel- Wert
schaltung		 3,95
100 % Polystyrol — —— Film schmilzt
100 ic Polyionomer -- 2,72
100 i Poly(4-methyl-
penten)		 — — 2,23
100 i» Polystyrol 3,07
. 30 Jb Polyionomer — — 2,95
30 ?b Poly (4-methyl-'
penten)		 3,46 3,58 2,20
30 *■ 3,20 3,44
k-Werte für 100 KHz bei 50 C
Film PET vorausgesagt
für Reihen
schaltung		 vorausgesagt
für Parallel
schaltung		 eigentlicher
Wert
100 % Polystyrol — · — - 3,48
100 $ Polyionomer — — 2,74
100 ji Poly(4-methyl-
p en ten)		 •— — 2,31
100 Ji Polystyrol __ 2,25
30 ic Polyionomer 3,21 3,26 2,96
30 ?b Poly(4-imethyl-
penten)		 3,01 3,13 3,04
30 ji, 258 3,12 2,21
Bei höheren Temperaturen tritt der synergistische Effekt deutlicher hervor, und das erwünschte Flattern der Kurve der Dielektrizitätskonstanten gegen die Temperatur macht den homogen-gemischten PiIa in seiner Ansprechbarkeit sehr abhängig und ihn deshalb sehr viel brauchbarer.
Patentansprüche:
0098 8
/" S 7-S

Claims (6)

Patentanspruch·
1. Biaxial orientierter FiIa, gekennseiohnet durch gute UärmebeatMndlgkelt und Zugfestigkeit neben eines realisierten Verlustfaktor und ungewöhnlich glelohfOmlger und vorhersagbarer Dielektrizitätskonstanten Über einen breiten Frequans- und Temperaturbereich» wobei dieser Film aus eine« sichtbar gleichförmigen Gemenge eines Hauptanteils an Polyäthylenterephthalat-Polymeriaat und einer wirksamen kleineren Menge an Zueat«-Polymerisat wie Polystyrol, Polyionomer und Poly(4-aethyl-penteh) gebildet ist und dss Zussts-Polymerieet durch den gansen Film in Form einseiner mikroskopischer Teilchen verteilt ist. .
2. 711a nach Anspruch 1, worin das Zussts-Polymsrlsst in einer Menge von 2 bis 20 Gew.-jfc vorliegt.
3· Film nsoh Anspruch 2» worin der polymere Zueats Polystyrol
4· Film nach Anspruch 2» worin dss Zusats-Polymerlsat Polyionomer 1st·
5. Film nach Anspruch 2» worin das Zusäts-Polymeriaat Poly(4-methyl-penten) ist.
6. FlIa nach Anspruch 1* 2» 3» 4 oder 5» worin die mlkroskopisohea Teilchen in Fora von Bllttehea vorliegen.
7· Verfahren sur Herstellung eines biaxial orientierten Film· alt den kembinlerten Eigenschaften einer guten Wäraobeständigkelt UAd Zugfestigkeit neben einem niedrigen Verlust-, faktor uad ungewöhnlich gleiohfOraiger dielektrleoher Durchsottlagfestlgkeit über einen breiten Temperatur? und Frequensb«reich, dadurch gekenaseionnet, deS man eine kleinere Menge eines festen» versohmelsbaren Polymerisate wie Polystyrol» Polyioaoaer oder Poly(4-methyl-penten) alt einer grOBeren Menge Polyäthylenterephthalat innig homogen vermengt» aus dem homogenen Gemisch einen Film bildet und den lila biaxial orleatiert,wodurch das sohmelsbare Polyserieat die Ferm vea Mikrobllttohen annimmtv welohe durch den gsnsen Film verteilt
slad.
Dr.Pa/Wr ßAD
0 0 9 8 8 5/1878
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