DE1241534B

DE1241534B - Verfahren zur Herstellung eines regenerierfaehigen Duennfolienkondensators

Info

Publication number: DE1241534B
Application number: DES88861A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Walter Boeld; Dipl-Ing Manfred Baumann; Dr Rer Nat Hermann Schill; Dr Rer Nat Walter Voelkl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-12-23
Filing date: 1963-12-23
Publication date: 1967-06-01
Also published as: US3410744A; BE657540A; CH439495A; NL6413903A; GB1081230A

Description

Verfahren zur Herstellung eines regenerierfähigen Dünnfolienkondensators Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dünnfolienkondensatoren mit regenerierfähig dünnen Belegungen, bei denen zwischen zwei gleichpoligen Metallisierungen zin die Regenerierfähigkeit unterstützender Stoff angeordnet ist und das Dielektrikum aus einem dielektrisch hochwertigen Stoff besteht. Die Dünnfolien werden hergestellt, indem auf ein später abzulösendes Trägerband eine Lackschicht aufgetragen wird, auf diese Lackschicht eine Metallschicht aufgebracht, vorzugsweise aufgedampft wird und gegebenenfalls weitere Lack- und Metallschichten aufgebracht werden.
Es ist bekannt, dreischichtige Dünnfolien zu verwenden, bei denen die erste Lackschicht aus einem Stoff guten Regeneriervermögens besteht und die ausbrennfähig dünne Metallbelegung trägt, während die zweite, Lackschicht aus einem Stoff mit besonders guten dielektrischen Eigenschaften, aber mit schlechtem Regeneriervermögen besteht. Man kann dann vier derartige Dreischichtfolien so anordnen, daß jeweils gleichartige Lackschichten aufeinanderliegen, und die Metallschichten so miteinander verbinden, daß die Lackschichten mit schlechten diele#ktrischen Eigenschaften, aber gutem Regeneriervermögen im feldfreien Raum liegen, während die Lackschichten mit guten dielektrischen Eigenschaften allein das Dielektrikum des Kondensators bilden. Ein solcher Kondensator besitzt außerordentlich gute elektrische Eigenschaften und eine gegenüber elektrischen K-ondensatoren mit ähnlichen auten dielektrischen Eigenschaften außerordentlich hohe Raumkapazität. Ein weiterer Vorteil derartig aufgebauter Kondensatoren besteht darin, daß die bei der Metallisieruno, entstehenden Spitzen in die im feldfreien Raum liegenden Lackschichten ragen und beim fertig C _,en Kondensator das Dielektrikum spitzenfrei ist, wodurch eine gute Durchschlagsfestigkeit erreicht wird (französische Patentschrift Nr. 1286 559).
Während bei Kondensatoren mit dem soeben beschriebenen Aufbau mindestens zwei Lackschichten, die das Regeneriervermögen unterstützen, im feldfreien Raum zwischen zwei gleichpoligen Belegungen liegen, sind auch Kondensatoren bekannt, bei denen nur eine Lackschicht im feldfreien Raum liegt. Die für den Kondensatoraufbau verwendeten mehrschichtigen Dünnfolien bestehen aus einer ersten Lackschicht, die das Regeneriervermögen unterstützt, einer aufmetallisierten, regenerierfähigen dünnen Belegung, einer zweiten Lackschicht mit guten dielektrischen Eigenschaften und einer darauf aufmetallisierten regeiierierfähig dünnen Belegung. Zwei derartige vierschichtige Dünnfolien werden so miteinander zu einem Kondensator verwickelt, daß beim stirnseitigen Beschoopen des Wickelkörpers die Lackschicht, die das Regeneriervermögen des Kondensators unterstützt, im feldfreien Raum liegt. Dadurch läßt sich zwar eine erhöhte spezifische Volumenkapazität erreichen, man nimmt aber in Kauf, daß in die dielektrisch wirksame Lackschicht einseitig Spitzen ragen (französische Patentschrift 1277 875).
Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, bei Dünnfolienkondensatoren mit regenerierfähig dünnen Belegungen, bei denen zwischen zwei gleichpoligen Metallisierungen ein die Regenerierfähigkeit unterstützender Stoff angeordnet ist und das Dielektrikum aus einem dielektrisch hochwerti-en Stoff besteht, die spezifische Volumkapazität zu erhöhen und gleichzeitig zu vermeiden, daß in die dieelektrisch wirksame Schicht Spitzen der Metallbeläge ragen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß auf einem Hilfsträger eine erste Lackschicht aus einem die Regenerierfähigkeit unterstützenden Stoff, darauf eine regenerierfähig dünne Metallbelegung und auf diese eine zweite Lackschicht aus einem Stoff mit guten dielektrischen Eigenschaften auf ebracht wird, daß auf die zweite Lackschicht ein Hilfsträger aufkaschiert wird und der Hilfsträger von der ersten Lackschicht abgelöst wird, daß dann auf die vorher mit dem Hilfsträger verbundene Oberfläche der ersten Lackschicht ebenfalls eine reaenerierfähidünne Metallschicht und auf diese gegebenenfalls eine dritte Lackschicht aufgebracht wird und daß mindestens zwei derartig hergestellte Dünnfolienbänder von den Hilfsträgerfolien abgelöst und zu einem Kondensator verarbeitet werden, wobei jeweils die beiden von den ersten Lackschichten getra 'genen Metallschichten leitend miteinander verbunden werden.
Man kann z. B. die vor dem Kaschiervoroana auf C ZD die erste auf das Trägerband aufgebrachte Lackschicht aufgebrachte Metallschicht und die nach dem Kaschiervorgang auf die Rückseite dieser ersten Lackschicht aufgebrachte Metallschicht so anordnen, daß beide Metallschichten auf der einen Längsseite des in Wickelbreiten aufgeschnittenen Dünnfolienbandes bis zum Rand reichen. Bei der Kontaktierung der Belegungen des Kondensators durch stirnseitiges Aufspritzen von Metall werden diese beiden Metallschichten leitend miteinander verbunden, so daß die erste Lackschicht im feldfreien Raum liegt.
Eine solche Anordnung ergibt den großen Vorteil, daß die Kondensatoren die gleiche hohe spezifische Raumkapazität aufweisen wie die eingangs beschriebenen bekannten Kondensatoren mit nur einer das Regeneriervermögen unterstützenden Lackschicht im feldfreien Raum, daß sie gleichzeitig aber die gleiche Durchschlagsfestigkeit des wirksamen Dielektrikums besitzen können wie die ebenfalls erwähnten bekannten Kondensatoren mit zwei das Regeneriervermögen unterstützenden Lackschichten im feldfreien Raum. Denn bei den Kondensatoren nach der Erfindung ist das wirksame Dielektrikum ebenfalls frei von Metallspitzen der Belegungen.
Das Unikaschieren der auf einem Trägerband befindlichen Dünnfolie auf ein anderes Trägerband kann z. B. dadurch erfolgen, daß zunächst auf die freie Oberfläche des Dünnfolienbandes, vorzugsweise unter Wärmeeinwirkung, ein neuer Hilfsträger aufkaschiert wird und hiernach der bisher mit dem Dünnfolienband verbundene Träger abgelöst wird. Es ist auch möglich, das Dünnfolienband auf die Rückseite des ursprünglichen Trägers umzukaschieren. Es kann dadurch das bereits vorher verwendete Trägerband weiterverwendet werden. Das Umkaschieren von der einen Seite des Trägerbandes auf dessen andere Seite kann in besonders einfacher Weise auch dadurch erfolgen, daß der Hilfsträger zusammen mit innenliegender Dreischichtanordnung, die sich aus erster und zweiter Lackschicht und dazwischen eingebetteter Metallisierung zusammensetzt, auf eine Vorratsrolle aufgewickelt wird, daß dann der Hilfsträger von der Dreischichtanordnung abgelöst und von der Vorratsrolle abgezogen wird und daß nach Abziehen der ersten Windung des Hilfsträgers dieser mit der nun mit der zweiten Lackschicht auf seiner Rückseite aufliegenden Dreischichtanordnung über eine Kaschierwalze geführt wird.
Eine andere Methode des Umkaschierens besteht darin, daß der Hilfsträger mit außenliegender Dreischichtanordnung, die sich aus erster und zweiter Lackschicht und eingebetteter Metallisierung zusammensetzt, von einer Vorratsrolle z. B. über eine Umlenkrolle weggeführt und auf die obenliegende zweite Lackschicht der Dreischichtanordnunc, ein verlängertes Ende des Hilfsträgers mit seiner Rückseite aufgelegt wird, daß die beidseitig vom Hilfsträger umgebene Dreischichtanordnung über eine Kaschierwalze C, geführt wird und daß der an der ersten Lackschicht der Dreischichtanordnung sich befindende Teil des I-Elfsträgers laufend abgelöst und durch Umleitung über Umlenkrollen an die zweite Lackschicht der Dreischichtanordnung herangeführt wird, während die Dreischichtanordnung zusammen mit dem auf die zweite Lackschicht aufkaschierten Teil des Hilfsträgers auf eine Vorratsrolle aufgewickelt wird.
Als Trägerband sowohl für die Herstellung des Dünnfolienbandes durch Auftragen einer oder mehrerer Lackschichten und Metallisieren derselben als auch für das Hilfsträgerband für den Umkaschiervorgang haben sich mit hochschmelzenden Kohlenwasserstoffen, insbesondere Hartwachs, Polyäthylen oder Paraffine gegebenenfalls unter Zusatz von Klebemitteln wie Polyisobutylen, imprägnierte Papierbänder als zweckmäßig erwiesen; man kann jedoch auch sowohl für den Unikaschiervorgang als auch für die Herstellung des Dünnfolienbandes oder für einen der beiden Zwecke ein Kunststoffträgerband, z. B. ein Cellulosehydratband, verwenden. Beide Arten von Trägerbändern sind bereits bekannt.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung können die Figuren dienen.
An Hand der F i g. 1 bis 3 wird das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
In F i g. 1 ist auf ein Trägerband 1 eine Lackschicht 2 aus einem Stoff mit guten Regeneriereigenschaften, d. h. mit einer Oxydationsbilanz über 10 O/o, z. B. aus Acetyleellulose, Äthyleellulose usw., aufgebracht; hierauf ist eine Metallisierung 3 aufgebracht. über der Metallisierung 3 ist eine weitere Lackschicht aus einem Stoff mit guten dielektrischen Eigenschaften wie Polystyrol aufgetragen.
In F i g. 2 ist der Beginn des Umkaschiervorgangs dargestellt, bei dem ein Hilfsträgerband 5 auf die Lackschicht 4 aufkaschiert wird, worauf dann, wie in F i g. 3 gezeigt, das Trägerband 1 abgelöst wird und die Lackschicht 2 auf ihrer noch unmetallisierten Seite mit einer Metallschicht 6 versehen wird. Die Metallschicht 6 reicht bis zum gleichen Rand wie die Metallschicht 3, so daß bei der stirnseitigen Kontaktierung die Lackschicht 2 im feldfreien Raum liegt.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Reihenfolge des Kaschier-und Ablösevorgangs nicht zwingend notwendig ist; es ist vielmehr auch möglich, das Aufkaschieren des Trägerbandes 5 und das Ablösen des Trägerbandes 1 in umgekehrter Reihenfolge oder gleichzeitig vorzunehmen. Erfolgt das Ablösen des Trägerbandes 1 vor dem Aufkaschieren des Trägerbandes 5, so ist jedoch dafür zu sorgen, daß jede freie Führung des Dünnfolienbandes vermieden wird.
Wie in F i g. 4 dargestellt ist, kann nach dem Aufbringen der Metallschicht 6 auf die Lakschicht 2 darüber eine weitere Lackschicht 7 aus einem Stoff mit guten dielektrischen Eigenschaften aufgetragen werden. Man kann dann aus zwei derartigen Kondensatorbändern, wie sie in F i g. 4 noch zusammen mit dem Trägerband 5 dargestellt sind, einen zweilagigen Kondensator erhalten, wie er in F i g. 6 dargestellt ist, während durch übereinanderanordnen von zwei Bändern der Art, wie sie in F i g. 3 dargestellt sind, ein Kondensator entsteht, von dem in F i g. 5 eine Wickellage dargestellt ist. Hierbei sind durch Aufbringen von Stirnkontaktschichten 8 und 9 jeweils die Metallschichten 3 und 6 leitend miteinander verbunden.
An Hand der F i g. 7 und 8 werden nun noch Mög- lichkeiten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
In F i g. 7 ist 10 eine Vorratsrolle, auf der sich ein Trägerband 12 befindet, das auf seiner Außenseite eine Dreischichtanordnung 11, die sich aus erster und zweiter Lackschicht und dazwischen eingebetteter Metallschicht zusammensetzt, trägt. Die Dreischichtanordnung 11 und das Trägerband 12 werden, nachdem auf die freie Oberseite der Dreischichtanordnung 11 ein verlängertes Ende des Trägerbandes 12 mit seiner Rückseite aufgelegt wurde, über eine Kaschierwalze 13 -eführt. Diese Walze ist auf eine Temperatur von etwa 120' C erhitzt; diese Temperatur reicht bei Verwendung eines mit Kohlenwasserstoffen wie Polyäthylen, Hartwachs, Paraffin usw. imprägnierten Papierbandes und Dünnfolienbändem aus Acetylcellulose, Polystyrol usw. aus, um eine ausreichende Kaschierung herzustellen. Bei Verwendung anders zusammengesetzter Trägerbänder und Dünnfolienbänder muß die Temperatur entsprechend bestimmt werden. Nach dem Kaschiervorgang wird der an der ersten Lackschicht 2 der Dreischichtanordnung 11 sich befindende Teil der Trägerfolie 12 durch die Walze 14 von der Dreischichtanordnung 11 laufend abgezogen und nach Umleitung über die Rollen 15 von der anderen Seite der Dreischichtanordnung 11 wieder zugeführt und mit Hilfe der Kaschierwalze 13 mit der Dreischichtanordnung 11 verbunden. Die nun auf die andere Seite des Trägerbandes 12 aufgebrachte Dreischichtanordnung 11 wird dann zusammen mit diesem Teil des Trägerbandes 12 auf die Vorratsrolle 16 aufgewickelt.
F i g. 8 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei wird die Dreischichtanordnung 11 zusammen mit dem Trägerband 12 auf eine Vorratsrolle 17 aufgewickelt, und zwar mit der Dreischichtanordnung 11 nach innen und dem Trägerband 12 nach außen. Man beginnt dann zunächst, das Trägerband 12 unter Ablösung desselben von der Dreischichtanordnung 11 von der Vorratsrolle 17 abzuziehen, und wickelt es dann nach Abziehen der ersten Wickellage zusammen mit der nun mit der zweiten Lackschicht 4 auf seiner Rückseite aufliegenden Dreischichtanordnung 11 ab und führt es über eine Kaschierwalze, um. wieder eine gute Kaschierverbindung des Trägerbandes 12 mit der nun auf der anderen Seite liegenden Dreischichtanordnung 11 herzustellen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Dünnfolienkondensatoren mit regenerierfähig dünnen Belegungen, bei denen zwischen zwei g gleichpoligen Metallisierungen ein die Regenerierfähigkeit unterstützender Stoff angeordnet ist und das Dielektrikum aus einem dielektrisch hochwertigen Stoff besteht, durch Erzeugen der Dünnfolien auf einem Hilfsträger, dadurch gekennzeichn e t, daß auf einem Hilfsträger (1) eine erste Lackschicht (2) aus einem die Regenerierfähigkeit unterstützenden Stoff, darauf eine regenerierfähig dünne Metallbelegung (3) und auf diese eine zweite Lackschicht (4) aus einem Stoff mit guten dielektrischen Eigenschaften aufgebracht wird, daß auf die zweite Lackschicht (4) ein Hilfsträger (5) aufkaschiert wird und der Hilfsträger (1) von der ersten Lackschicht (2) abgelöst wird, daß dann auf die vorher mit dem Hilfsträger (1) verbundene Oberfläche der ersten Lackschicht (2) ebenfalls eine regenerierfähig dünne Metallschicht (6) und auf diese gegebenenfalls eine dritte Lackschicht (7) aufgebracht wird und daß mindestens zwei derartig hergestellte Dünnfolienbänder von den Hilfsträgerfolien abgelöst und zu einem Kondensator verarbeitet werden, wobei jeweils die beiden von den ersten Lackschichten getragenen Metallschichten leitend miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsträgerfolie (1), auf der die erste Lackschicht aufliegt, und die Hilfsträgerfolie (5), die auf die zweite Lackschicht aufkaschiert wird, ein zusammenhängendes Band bilden. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsträger (12) zusammen mit innenliegender Dreischichtanordnung (11), die sich aus erster und zweiter Lackschicht (2 und 4) und dazwischen eingebetteter MetalUsierung(3) zusammensetzt, auf eine Vorratsrolle(17) aufg "ewickelt wird, daß der Hilfsträger (12) von der Dreischichtanordnung (11) abgelöst und von der Vorratsrolle (17) abgezogen wird und daß nach Abziehen der ersten Windung des Hilfsträ-,clers (12) dieser mit der nun mit der zweiten Lackschicht (4) auf seiner Rückseite aufliegenden Dreischichtanordnung (11) über eine Kaschierwalze geführt (7 wird (F i g. 8). 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsträger (12) mit außenliegender Dreischichtanordnung (11), die sich aus C erster und zweiter Lackschicht (2 und 4) und dazwischen eingebetteter Metallisierung (3) zusammensetzt, von einer Vorratsrolle (10) z. B. über eine Umlenkrolle (15) weggeführt und auf die obenlie-ende zweite Lackschicht (4) der Dreischichtanordnung (11) ein verlängertes Ende des Hilfsträgers (12) mit seiner Rückseite aufgelegt wird, daß die beidseitig vom Hilfsträger (12) um-Clebene Dreischichtanordnung (11) über eine Kaschierwalze (13) geführt wird und daß der an der ersten Lackschicht (2) der Dreischichtanordnung (11) sich befindende Teil des Hilfsträgers, (12) laufend abgelöst und durch Umleitung über Umlenkrollen (15) an die zweite Lackschicht (4) der Dreischichtanordnung herangeführt wird, während die Dreischichtanordnung (11) zusammen mit dem auf die zweite Lackschicht (4) aufkaschierten Teil des Hilfsträgers (12) auf eine Vorratsrolle (16) aufgewickelt wird (F i g. 7). 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsträgerband ein mit Kohlenwasserstoffen, wie Polyäthylen, Hartwachs, Paraffin usw., im- prägniertes Papierband verwendet wird. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaschierwalze auf eine Temperatur von etwa 1201 C erhitzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 1277 875, 1286 559, 1328 678; USA.-Patentschrift Nr. 2 754 230.