DE1006530B - Verfahren zum Aufbringen hochpolymerer Kunststoffschichten auf eine duenne metallische Traegerfolie fuer elektrische Kondensatoren - Google Patents

Description

• Verfahren zum Aufbringen hochpolymerer Kunststoffschichten auf eine dünne metallische Trägerfolie für elektrische Kondensatoren Es sind bereits metallische Trägerfolien mit ein-oder beidseitig aufgebrachter Lackschicht für elektrische Kondensatoren bekannt. In diesen Kondnsatoren bildet die metallische Trägerfolie eine Belegung des Kondensators, während die I,ackschicht als Dielektrikum dient. Die Gegenbelegung des Kondensators kann dabei dadurch hergestellt werden, daß auf die Lackschicht eine dünne Metallschicht aufgebracht, insbesondere aufgedampft wird. Es ist ferner schon bekannt, derartige Dielektrikumschichten aus dem Kunststoff Polyäthylen dadurch herzustellen, daß das Polyäthylen aus einer Lösung auf die Metallfolie aufgetragen wird, indem die Metallfolie durch die Polyäthylenlösung hindurchgeführt wird. Nach der Benetzung der Oberfläche der Metall folie mit der Polyäthylenlösung wird dann die Folie erhitzt, wobei die Lösungsmittel verdunsten und die Polyäthylenschicht gel)ildet wird die dann im Kondensator als Dielektrikum dient.
• Es hat sich nun gezeigt, daß die auf diese Weise hergestellten Dielektrikumschichten vielfach eine unzureichende Durchschlagsfestigkeit haben, die nicht einmal den theoretisch zu erwartenden Wert erreicht; auch der Verlustwinkel ist im allgemeinen unerwünscht groß.
• Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß in der Dielektrikumschicht verbliebene Lösungsmittel für diese Nachteile mit verantwortlich zu machen sind und daß die Austreibung der Lösungsmittel aus der aufgebrachten Kunststoffschicht praktisch nur unvollständig möglich ist. Selbst bei sorgfältigster Trocknung und auch dann, wenn die Kunststoffschichten mehrmals nacheinander in äußerst dünnen Lagen aufgebraucht und jeweils vor der Aufbringung der nächsten Schicht z. B. durch Ultrarotbestrahlung getrocknet werden, weist die fertige Dielektrikumschicht noch erhebliche Mängel auf. Diese Mängel werden gemäß der Erfindung durch geeignete Wahl des Kunststoffes und dadurch vermieden, daß dieser Kunststoff nicht als Lösung, sondern als Dispersion in einer leicht zu entfernenden Dispersionsflüssigkeit, also insbesondere in Wasser aufgetragen wird. Die Dispersionsflüssigkeit kann dann leicht vollständig ausgetrieben werden. wobei durch geeignete Wahl des Kunststoffes nur noch dafür gesorgt ist. daß die verbleibenden Kunststoffteilchen eine einwandfrei zusammenhängende und auf der Unterlage gut haftende Schicht hilden. Hierzu werden thermoplastische Kunststoffe. wie Polyäthylen oder insbesondere halogenierte Polyäthylene, vorgeschlagen, von denen sich das Polytetrafluoräthylen als besonders geeignet erwiesen hat. Bei Verwendung dieser thermoplastischen Kunststoffe mit teilweise, insbesondere beim Polytetrafluoräthylen sehr hohen Erweichungspunkten entstehen nämlich durch die Er- wärmung einwandfreie, als Kondensatordielektrikum sehr gute geeignete und auf der Unterlage, z. B. auf Aluminiumfolien, sehr gut haftende Dielektrikumschichten.
• Zur Aufbringung der gewünsch Dis ersionen wird bei einem bevorzugten Ausführcngsbeispie r Erfindung eine dünne Aluminiumfolie von etwa 6 Stärke, vorzugsweise im Durchlaufverfahren, in eine Dispersion des aufzulbringendenKunststoffes ein- oder mehrmals getaucht oder damit bestrichen. Danach wird der Überzug getrocknet und dann gesintert, insbesondere in einer Atmosphäre, die frei von Wasserdampf und Sauerstoff ist, und/oder bei Unterdruck. Aus einer solchen, beidseitig mit einer einwandfreien Kunststoffschicht überzogenen Folie werden dann, nachdem gegebenenfalls auch die metallische Trägerfolie an einem oder beiden Längsrändern dieser Folie chemisch und/ oder elektrolytisch zwischen den aufgebrachten Kunststoffschichten herausgeätzt worden ist, Kondensatoren gewickelt oder geschichtet. Zur Verbesserung der Eigenschaften des Kondensators, z. B. zur Erhöhung der Kapazitätskonstanz oder der Spannungsfestigkeit, kann dann das Kondensatorpaket nochmals einer Wärmebehandlung unterworfen (nachgesintert) werden, wobei die aufeinanderl iegenden Kondensatorlagen miteinander verbacken.
• Ein Ausführungsbeispiel einer in dieser Weise hergestellt,en Kondensatorfolie zeigt Fig. 1, in der 1 die metallische Trägerfolie ist, auf die die Kunststoffschichten 2, 3 beidseitig in der angegebenen Weise aufgel)racht sind. Zur Isolation der Längsränder der in Fig. 1 im Querschnitt gezeigten Kondensatorfolie sind dann die beiden I,ängsränder 1' der metallischen Trägerfolie 1 herausgeätzt, so daß die Kunststoffschichten 2, 3 mit ihren Längsrändern das Metall der Trägerfolie 1 weit überragen. Bevor aus dieser Folie der Kondensator gewickelt oder gefaltet wird, wird dann zweckmäßig die Folie mit sehr dünnen regenerierfähigen metallischen Belegungen 4, 5 unter Freilassung eines Mittel streifens 6, 7 auf beiden Seiten bedampft und danach die Folie z. B. aufgewickelt. Durch das Aufwickeln entsteht ein Wickel, wie er in Fig. 2 gezeigt ist. Die inneren Längsränder der aufgedampften Metallbelegungen 4 sind in Fig. 2 durch die gestrichelten Linien 4', 5' angedeutet. Nach Fertigstellung wird dieser Wickel längs der strichpunktierten Linie A-B etwa in der Mitte der metalifrei gelassenen Streifen 6,7 zerschnitten. Die Kontaktierung der von der Metallfoliel und den aufgedampften Metafischichten 4 bzw. 5 gebildeten Belegungen des Kondensators erfolgt dann durch Aufbringen von zusammenhängenden Stirnkontaktschichten, z. B. durch Aufspritzen von Metall. In Fig. 3 ist ein in dieser Weise kontaktierter Wickelkondensator gezeichnet. Der Rand der Metallbelegung 4' dieses Kondensators ist wieder durch die gestrichelte Linie dargestellt. Auf die rechte Stirnseite des Kondensators ist die Stirnkontaktschicht 8 z. B. aufgespritzt, an die die Stromzuführung8' angelötet sein kann. Diese aufgespritzte Metallschicht 8 dient zur Kontaktierung der dünnen Aluminiumträgerfolie 1.
• Auf der linken Stirnseite des in Fig. 3 gezeigten Kondensators ist in gleicher Weise eine Stirnkontaktschicht 9 aufgebracht, an der die Stromzuführung9' angelötet sein kann. Diese Kontaktschicht 9 dient zur Kontaktierung der von der aufgedampften Metall schicht 4 gebildeten zweiten Kondensatorbelegung. Ein Kurzschluß zwischen der verhältnismäßig dicken Stirnkontaktschicht 9 und der ebenfalls verhältnismäßig dicken, mehrere ,u starken Aluminiumfolie 1 ist bei diesem Kondensator durch die oben geschilderte tiefe Herausätzung 1' des Metalls der Trägerfolie vermieden.
• Die genannten Kunststoffe haben neben den geschilderten Vorteilen der Bildung einer dielektrisch einwandfreien Schicht und ihren hohen Erweichungspunkten bei den Kondensatoren der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Art den sehr großen Vorteil, daß sie bei der angegebenen Heraus ätzung der Trägerfolie 1 an den Rändern der Folie von den hierbei verwendeten Elektrolyten nicht angegriffen werden und, wie z. B. das Polytetrafluofäthylen, nicht oder nur wenig quellen. Die Trocknung der Folie nach dem Herausätzen der Ränder 1' geht also verhältnismäßig leicht und schnell vor sich. Außerdem können für die Ätzbäder, in denen der bzw. die Ränder der Metallfoliel herausgeätzt werden, Elektrolytflüssigkeiten verwendet werden, die eine hohe Aggressivität gegenüber dem Metall der Trägerfolie 1, also insbesondere gegenüber dem Aluminium besitzen, ohne daß die elektrischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Lackschichten 2, 3 empfindlich leiden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum ein- oder insbesondere beidseitigen Aufbringen hochpolymerer Kunststoffschichten auf eine dünne metallische Trägerfolie fär elektrische Kondensatoren, in denen die metallische Trägerfolie eine Belegung des Kondensators und die Kunststoffschicht das Dielektrikum bildet, dadurch gekennzeichnet, daß ein thermoplastischer Kunststoff, wie Polyäthylen oder halogeniertes Polyäfflylen, insbesondere Polytetrafluoräthylen, als Dispersion in dünner Schicht auf die Trägerfolie aufgebracht, danach die Dispersionsflüssigkeit z. B. durch Erwärmung und/oder durch Unterdruck entfernt und ein zusammenhängender Kunststoffilm durch Erhitzen (Sintern) der Schicht gebildet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion insbesondere im Durchlaufverfahren auf die Metallfolie gebracht wird.
3. 3. Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren aus einer Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Formierung des Kondensatorpaketes dieses einer Wärmebehandlung unterworfen wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 850 202, 887 003.