<Desc/Clms Page number 1>
Elektrischer Widerstand, bei welchem der Leiter oder l. Halbleiter einer gehärteten Kunstharzmasse einverleibt ist und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Widerstände, die aus Leiter-oder Halbleitermasse, z. B. Metall-oder Kohlepulver und einem Nichtleiter, wie einem härtbaren Kunststoff, gewöhnlich vomPhenol-Formaldehyd-Typus, bestehen. Diese, durch die Zugabe eines Leiters oder Halbleiters in bestimmtem Masse leitend gemachten Kunststoffe können in Stäbchenform gepresst und dann in üblicher Weise in der Hitze ausgehärtet werden. Es sind aber auch Widerstände in Verwendung, bei denen die eine bestimmte Leitfähigkeit aufweisende Masse auf einen isolierenden Träger, ebenfalls vorzugsweise in Stäbchenform aufgetragen und sodann diese Auftragung gehärtet wird.
In diesem Falle spricht man von Schichtwiderständen auf Kunstharzbasis, auf die sich die vorliegende Erfindung in erster Linie bezieht.
Schichtwiderstände werden besonders dann verwendet, wenn von dem fertigen Widerstand ein sehr hoher Widerstandswert etwa in der Grössenordnung von 5 bis 10 Megohm und mehr gefordert wird ; in diesem Falle ist es ratsam, als elektrisch leitende Massekomponente einen Halbleiter zu verwenden, als welcher sich Kohlenstoff in seinen verschiedenen bekannten Modifikationen, vorzüglich Russ und Glanzkohle, bewährt hat.
. In neuerer Zeit hat es sich nun als notwendig erwiesen, höchstohmige Widerstände zu entwickeln, die sich durch eine besondere Konstanz des Widerstandswertes und somit auch durch eine hervorragende Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit auszeichnen. Die Schwierigkeiten, die sich der Erfüllung dieser Bedingung entgegen- stellen, sind bekanntlich sehr beträchtliche ; man hat daher für diese Zwecke die bekannten Schicht- widerstände verwendet, bei denen die halb- leitende dünnste Kohlenstoffschichte durch ein thermisches Zersetzungsverfahren, angewendet auf gas-oder dampfförmige Kohlenwasserstoffe, direkt auf einem Stäbchen aus isolierendem, wärmebeständigen Material, z. B. pou niedergeschlagen wird.
Bei den genannten Ohm- werten und den geforderten geringen Toleranzen des Widerstandswertes sind diese Niederschlags- verfahren aber sehr schwierig durchführbar und daher kostspielig und zudem, wegen der nicht vermeidbaren Streuung des schliesslich vor- handenen Widerstandswertes an die Vornahme zeitraubender Abgleicharbeiten gebunden. Dem-
EMI1.1
widerständen auf Kunstharzgrundlage, auch wenn sie die erwähnten höchstohmigen Werte aufweisen, wesentlich einfacher, scheitert aber an der Inkonstanz des Ohmwertes.
Die Erfindung schafft einen Widerstand der letztgenannten Art, der sich durch bedeutende Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit auszeichnet, wodurch der Isolationswert und damit die gewünschte Leitfähigkeit konstant gehalten wird. Dies erfolgt dadurch, dass die Widerstandsmasse einen Zusatz mindestens eines Metallsalzes jener Säuren aufweist, welche sich vom Hexahydrobenzol bzw. Hexamethylen oder Cyclohexan ableiten (Naphtensäuren), insbesondere der Chinasäure ocer auch von Gemengen solcher Salze einverleibt erhält. So hat sich insbesondere ergeben, dass die Unempfindlichkeit der oben genannten, auf Kunstharzbasis aufgebauten Widerstandsmasse gegen Feuchtigkeit ganz wesentlich erhoht wird, wenn die Meiallkomponente des oder der Säureradikale, aus Aluminium besteht.
Als willkommener Nebeneffekt der Verwendung mindestens einiger der vorstehend genannten Stoffe ist die plastifizierende Wirkung des Naphtenatzusatzes auf die Widerstandsschicht hervorzuheben. Als vorteilhaft hat sich ferner die Verwendung von Holzöl enthaltenden Kunstharzlacken erwiesen. Es ist bekannt, dass chemische Stoffe oder Stoff-
EMI1.2
auch schon vorgeschlagen, solche Metallsalze, vorzugsweise Aluminiumsalze von Säuren der vorstehend aufgezählten Gruppen KunstharzIsolierstoffen zuzusetzen, um einen bestimmten Isolationswert konstant zu halten. Es ist aber nicht erkarmt worden, dass der Zusatz dieser bestimmten Mittel zu Hochohmwiderstandsmassen, bei denen also im Gegensatz zu Isolierstoffen ein bestimmter Stromdurchfluss erwünscht ist, vorteilhafte Wir- kungen sichert.
So erschliesst der Zusatz dieser chemischen Stoffe zur Kunstharz-Widerstands-
<Desc/Clms Page number 2>
masse den Widerständen aus dieser Masse vermöge der grösseren Konstanz des Leitwertes Anwendungsgebiete, welchen diese Widerstände bisher trotz diesbezügliche Verbesserungsvorschläge nicht zugänglich waren.
Eine besonders zweckmässige Verarbilungsforn von Metallsalzen der genannten Art-die im folgenden der Kürze halber als Metallnaphtenat (e) bezeichnet seien-besteht darin, dass diese in gelöster Form dem ebenfalls gelöst vorliegenden Kunstharz beigemischt werden ; nach Eintragung des Halbleitermaterials in diese Mischung wird das Produkt nass vermahlen und nach Erreichen des nötigen feinsten Vermahlungsgrades in an sich bekannter Weise auf den Schichtträger aufgebracht, was durch Streichen, Sprühen od. dgl. geschehen kann.
Die Menge des dem Kunstharz zuzusetzenden Metallnaphtenates schwankt je nach Art des Kunstharzes und den Erfordernissen des
EMI2.1
enthält, werden mit 5-15% (= zirka 1000 cm3) von 5% igem Aluminiumnaphtenat, gelöst in einem Lösungsmittel, das zu gleichen Teilen aus Benzol und Alkohol besteht, vermischt.
6000 cm3 dieses Zwischenproduktes werden mit 80 Glanzkohle und 25 Graphit in einer
Porzellankugelmühle vermahlen. Mit dieser Masse werden in an sich bekannter Weise Schicht- widerstände, sogenannte pastierte Widerstände, hergestellt.
Obgleich die Vorteile des Erfindungsgedankens besonders bei Schichtwiderständen für hochste
Ohmwerte in Erscheinung treten, ist die An- wendung der Erfindung auf diese Widerstands- sorten doch nicht beschränkt. Eine Konstanz des Widerstandswertes ist ja grundsätzlich für alle Widerstände erwünscht, wenn auch auf diese
Forderung nicht immer das gleiche Gewicht gelegt zu werden braucht, oder wenn diese For- derung im allgemeinen nicht immer so schwer erfüllbar ist, wie gerade bei höchstohmigen Schichtwiderständen auf Kunstharzbasis. Es kann gesagt werden, dass der Zusatz eines Metallnaphtenates, vorzugsweise des Aluminium-
EMI2.2
von Wert und dies auch dann, wenn der die Stromleitung bewirkende Zusatz nicht ein Halbleiter, sondern ein Leiter erster Klasse, d. h. ein Metallpulver ist.
Von besonderem Wert ist die Erfindung ferner in Anwendung auf Regelwiderstände (Potentiometer), sofern diese, wie heute allerdings fast immer der Fall, Schichtwiderstände auf Kunstharzbasis sind, wenn die in der Hochfrequenztechnik verwendeten Regelwiderstände betrachtet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Widerstand, insbesondere Hochohm-Schichtwiderstand, aus gehärteter Kunststoffmasse, die Leiter oder Halbleiter einverleibt enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunst- stossmasse einen an sich bekannten, den Isolationswert verbessernden Zusatz von Metallsalzen jener Säuren aufweist, welche sich vomHexahydrobenzol bzw. Hexamethylen oder Cyclohexan ableiten (Naphtensäuren), insbesondere der Chinasäure oder auch von Gemengen solcher Salze, wodurch die Empfindlichkeit der den Leitfähigkeitsträger enthaltenden Kunststoffmasse gegen Feuchtigkeitseinflüsse vermindert und dadurch der Leitwert stabilisiert wird.
<Desc / Clms Page number 1>
Electrical resistance at which the conductor or l. Semiconductor incorporated in a hardened synthetic resin composition and method for its production
The invention relates to electrical resistors, which are made of conductor or semiconductor mass, z. Metal or carbon powder and an insulator such as a hardenable plastic, usually of the phenol-formaldehyde type. These plastics, which are made conductive to a certain extent by the addition of a conductor or semiconductor, can be pressed in the form of rods and then cured in the heat in the usual way. However, resistors are also in use in which the mass having a certain conductivity is applied to an insulating support, also preferably in the form of rods, and this application is then cured.
In this case, one speaks of sheet resistors based on synthetic resin, to which the present invention primarily relates.
Sheet resistors are used in particular when a very high resistance value of the order of magnitude of 5 to 10 megohms and more is required of the finished resistor; In this case it is advisable to use a semiconductor as the electrically conductive mass component, as carbon in its various known modifications, especially carbon black and bright carbon, has proven itself.
. In recent times it has now proven necessary to develop high-resistance resistors, which are characterized by a particular constancy of the resistance value and thus also by excellent insensitivity to moisture. The difficulties which are opposed to the fulfillment of this condition are, as is well known, very considerable; The well-known sheet resistors have therefore been used for these purposes, in which the semiconducting thinnest carbon layer is applied directly to a rod made of insulating, heat-resistant material such as carbon dioxide by a thermal decomposition process applied to gaseous or vaporous hydrocarbons. B. pou is dejected.
With the mentioned ohmic values and the required low tolerances of the resistance value, these precipitation methods are very difficult to carry out and therefore costly and, because of the unavoidable scattering of the finally available resistance value, are tied to performing time-consuming calibration work. Dem-
EMI1.1
Resists based on synthetic resin, even if they have the mentioned high ohmic values, are much easier, but fail because of the inconsistency of the ohmic value.
The invention creates a resistor of the last-mentioned type which is distinguished by its considerable insensitivity to moisture, as a result of which the insulation value and thus the desired conductivity are kept constant. This takes place in that the resistor compound has an addition of at least one metal salt of those acids which are derived from hexahydrobenzene or hexamethylene or cyclohexane (naphthenic acids), in particular quinic acid or also obtained from mixtures of such salts. In particular, it has been found that the insensitivity of the above-mentioned synthetic resin-based resistance compound to moisture is increased quite significantly if the metal component of the acid radical (s) consists of aluminum.
As a welcome side effect of using at least some of the substances mentioned above, the plasticizing effect of the naphthenate additive on the resistance layer should be emphasized. The use of synthetic resin paints containing wood oil has also proven advantageous. It is known that chemical substances or substances
EMI1.2
It has also already been proposed to add such metal salts, preferably aluminum salts of acids of the groups listed above, synthetic resin insulating materials, in order to keep a certain insulation value constant. However, it has not been recognized that the addition of these specific agents to high-ohmic resistance masses, in which, in contrast to insulating materials, a specific current flow is desired, ensures advantageous effects.
The addition of these chemical substances to synthetic resin resistance
<Desc / Clms Page number 2>
measure the resistances from this mass by virtue of the greater constancy of the conductance. Areas of application to which these resistors were previously not accessible despite suggestions for improvement in this regard.
A particularly expedient processing form of metal salts of the type mentioned - which are referred to below for the sake of brevity as metal naphtenate (s) - is that these are added in dissolved form to the synthetic resin, which is also dissolved; After the semiconductor material has been added to this mixture, the product is wet-ground and, after the required finest degree of grinding has been achieved, applied to the substrate in a known manner, which can be done by brushing, spraying or the like.
The amount of metal naphthenate to be added to the synthetic resin varies depending on the type of synthetic resin and the requirements of the
EMI2.1
contains, are mixed with 5-15% (= approx. 1000 cm3) of 5% aluminum naphtenate, dissolved in a solvent that consists in equal parts of benzene and alcohol.
6000 cm3 of this intermediate product are combined with 80 charcoal and 25 graphite in one
Grind the porcelain ball mill. With this mass, layer resistors, so-called pasted resistors, are produced in a manner known per se.
Although the advantages of the concept of the invention are particularly important for sheet resistors for the highest
Ohmic values appear, the application of the invention is not restricted to these types of resistance. A constancy of the resistance value is basically desirable for all resistors, even if this is the case
The same weight does not always have to be placed on the requirement, or if this requirement is generally not always so difficult to meet, as is the case with high-resistance sheet resistors based on synthetic resin. It can be said that the addition of a metal naphtenate, preferably the aluminum
EMI2.2
of value and this also when the additive effecting the conduction is not a semiconductor but a first class conductor, i.e. H. is a metal powder.
The invention is also of particular value when applied to variable resistors (potentiometers), provided that these, as is almost always the case today, are film resistors based on synthetic resin if the variable resistors used in high-frequency technology are considered.
PATENT CLAIMS:
1. Electrical resistance, in particular high-ohmic sheet resistor, made of hardened plastic compound which contains conductors or semiconductors incorporated, characterized in that the plastic compound has a known addition of metal salts to improve the insulation value of those acids which differ from hexahydrobenzene or hexamethylene or derive cyclohexane (naphthenic acids), in particular quinic acid or from mixtures of such salts, whereby the sensitivity of the plastic compound containing the conductivity carrier to the effects of moisture is reduced and the conductance is thereby stabilized.