DE1283393B

DE1283393B - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Duennfolienkondensators

Info

Publication number: DE1283393B
Application number: DE1964S0090403
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Manfred Baumann; Dipl-Phys Friedrich Gaenge; Dr Wolfgang Kleeberg; Dr Ernst Ney
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-04-07
Filing date: 1964-04-07
Publication date: 1968-11-21
Also published as: NL6503918A; ES311534A1; CH467506A; GB1068839A; AT254352B

Description

Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Dünnfolienkondensators Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Dünnfolienkondensators durch .Auftragen von Lackschichten und Metallschichten auf eine Trägerfolie und Abziehen der hergestellten Dünnfolien von dieser Trägerfolie.
Es ist bekannt (französische Patentschrift 1 286 559), zur Herstellung von Kondensatoren, insbesondere Wickelkondensatoren, mit außerordentlich hoher Raumkapazität auf ein geeignetes Trägerband, z. B. ein mit wachsähnlichen hochschmelzenden Kohlenwasserstoffen imprägniertes Papierband. dessen Oberfläche geglättet ist, Lackschichten aufzutragen und Metallschichten aufzudampfen und aus derartigen Bändern nach Abziehen von den Trägerfolien elektrische Dünnfolienkondensatoren herzustellen. Als besonders geeignet für die Herstellung der Lackschicht hat sich bisher Acetylcellulose erwiesen, da sich dieser Stoff gut lackieren läßt und hieraus sehr dünne Lackschichten hergestellt werden können. Leider sind jedoch Kondensatoren aus Acetylcellulose nur in solchen Fällen anwendbar, in denen der Verlustfaktor keine entscheidende Rolle spielt. Soweit besonders hochwertige Kondensatoren, insbesondere Kondensatoren mit hoher Güte und geringem Verlustfaktor. erforderlich sind, muß man dagegen andere Lackrohstoffe verwenden. Ein Dielektrikum mit äußerst hochwertigen Eigenschaften ist Polystyrol. Es ist daher auch schon bekannt (französische Patentschrift 1 286 559), Dünnfolienkondensatoren unter Verwendung von Polystyrol als Lackrohstoff herzustellen. Man hat hiermit auch tatsächlich Kondensatoren mit sehr guten dielektrischen Eigenschaften herstellen können: es hat sich jedoch als Nachteil erwiesen, daß Polystyrol sich nicht so gut als Lack auftragen läßt und insbesondere die Herstellung von gleichmäßigen Lackschichten einer Stärke unter 3 um nicht möglich ist. Da auch die anderen bekannten Dielektrika, soweit sie mit Polystyrol etwa vergleichbare dielektrische Eigenschaften aufweisen. sich nicht zu dünnen gleichmäßigen Lackschichten verarbeiten lassen, bestand daher auch nicht die Möglichkeit. auf andere Dielektrika auszuweichen.
Zur Herstellung besonders dünner Dielektrikumschichten ist auch schon bekannt (deutsche Patentschrift 829 224), statt die Schichten aufzulackieren diese Schichten aufzudampfen oder aus einem gasförmigen Monomeren durch Polymerisation herzustellen. Die letztgenannten Verfahren erlauben z@@ar die Herstellung sehr dünner Schichten; der notwendige technische Aufwand ist jedoch ungleich höher als bei der Herstellung von Dielektrikumschichten durch Lackauftrag.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß ein Stoff mit ähnlichen dielektrischen Eigenschaften wie Polystyrol sich in dünnen Schichten als Lack auftragen läßt.
Es wird daher bei dem eingangs geschilderten Verfahren vorgeschlagen, erfindungsgemäß das Dielektrikum des Kondensators in Form eines Lackes aus verzweigt polymerisierenden Mischpolymerisaten aus aromatischen Vinylverbindungen und mehrfach ungesättigten Ketonen mit gekreuzt konjugierter Doppelbindungsgruppierung aufzutragen. Als besonders zweckmäßig hat sich die Verwendung eines Mischpolymerisates erwiesen, das als zusätzliche Mischpolymerisationskomponente (i-substituierte aromatische Vinylverbindungen enthält.
Stoffe dieser Art und Verfahren zu ihrer Herstellung sind zum Teil in den deutschen Auslegeschriften 1022 801 und 1 026 531 beschrieben, jedoch nicht ihre Verwendung in Lackform.
Als aromatische Vinvlverbindungen eignen sich vorzugsweise Stvrol. 2-Methvlstyrol. 2.5-Dimeth\lstvrol und Vinylnaphthalin. Die mehrfach ungesättigten Ketone mit gekreuzt konjugierter Doppelbindungsgruppierung können durch folgende Formel beschrieben werden: In dieser Formel können darstellen: R1 und RS -einen aromatischen, heterocyclischen oder aliphatischen .Rest, R2 und R6 sind gleich H oder, falls R1 und RS aliphatisch, ebenfalls aliphatische Reste, gegebenenfalls gleich R1 und R5. In einem bestimmten ungesättigten Keton kann die gekreuzt konjugierte Doppelbindungsgruppierung durch R1, - R5, - R2 und R6 symmetrisch oder unsymmetrisch substituiert sein. R3- und R-1-können gleich H sein oder durch eine Trimethylengruppe gebildet werden, wenn R2 und R6 gleich H sind. Beispiele für solche mehrfach ungesättigten Ketone sind: Dibenzalaceton, Dianisalaceton, Benzalfuralaceton, Benzalmesityloxid, Phoron, Dibenzalcyclohexanon, Benzal - (p - methylbenzal) - cyclohexanon.
Als a-substituierte aromatische Vinylverbindungen kommen vorzugsweise in Betracht: a-Methylstyrol, a-Methylvinylnaphthalin.
Zur Herstellung der geeigneten Mischpolymerisate kann man bekannte Polymerisationsverfahren, wie die Block-, Suspensions- und vorzugsweise die Emulsionspolymerisation heranziehen. Durch Emulsionspolymerisation hergestellte Mischpolymerisate müssen bei der Aufarbeitung gründlich von herstellungsbedingten, die elektrische Leitfähigkeit erhöhenden, insbesondere salzartigen Verunreinigungen durch Waschen mit Wasser einer Eigenleitfähigkeit von höchstens 8 - 10-6 Siemens/cm befreit werden.
Der Verlauf des Auswaschens wird zweckmäßig durch Messen der Leitfähigkeit des ablaufenden Waschwassers kontrolliert. Der Vorgang kann abgebrochen werden, wenn diese den Wert von 5 - 10-5 Siemens/cm unterschreitet.
Der nicht polymerisierte Monomerenanteil kann z. B. durch Sprühtrocknen des gefällten, ausgewaschenen Emulsionspolymerisates und/oder durch Extraktion des getrockneten Polymerisates mit Methanol, Äthanol oder i-Propanol entfernt werden.
Der Gesamtanteil der mehrfach ungesättigten Ketone im Mischpolymerisat sollte 15 Gewichtsprozent nicht übersteigen und vorzugsweise zwischen 5 und 10 Gewichtsprozent, der Gesamtanteil der a-substituierten aromatischen Vinylverbindungen zwischen 15 und 25 Gewichtsprozent liegen.
Die gemäß der Erfindung zu verwendenden Mischpolymeräsate besitzen bei Raumtemperatur einen Elastizitätsmodul von etwa 30 000 kp/cm2, eine dilatometrisch bestimmte Einfriertemperatur, die wenigstens um 15°C über der des reinen Polystyrols (z: B. 76°C für das Polystyrol VI der BASF) liegt, zeigen eine DK von < 3 (vorzugsweise 2,6 bis 2,8) bei < 103 Hz, einen dielektrischen Verlustfaktor bei 103 bis 106 Hz von < 10-3, einen Isolationswiderstand > 1015 S2 - cm und eine Sättigungswasseraufnahme von <0,1%. Sie sind in aromatischen Kohlenwasserstoffen, aliphatischen Ketonen, wie Methylisobutylketon, Methyl-n-propylketon oder Methyläthylketon oder Estern, wie Butylacetat, gut löslich. Ihre Viskositätszahl "(gemessen an 0,2gewichtsprozentigen Lösungen in Toluol bei 25''C) ist größer als 1,1.
Soweit der mit dem Verfahren nach der Erfindung herzustellende Dünnfolienkondensator selbstheilende Eigenschaften aufweisen soll, ist es erforderlich, neben dem erfindungsgemäß zu verwendenden Mischpolymerisat in bekannter Weise einen weiteren Stoff im Kondensator anzuordnen, der gute Ausbrenneigenschaften besitzt, insbesondere in seinem Molekül mehr als 10% des zu seiner vollständigen. Umsetzung zu stabilen Oxydationsprodukten benötigten Oxydationsmittels enthält, und diesen zusätzlichen Stoff in der Umgebung der Kondensatorbelegungen anzuordnen (französische Patentschriften 1274 074, 1277 875, 1286 559).

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Dünnfolienkondensators durch Auftragen von Lackschichten und Metallschichten auf eine Trägerfolie und Abziehen der hergestellten Dünnfolien von dieser Trägerfolie, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Dielektrikum des Kondensators in Form eines Lackes aus verzweigt polymerisierenden Mischpolymerisaten aus aromatischen Vinylverbindungen und mehrfach ungesättigten Ketonen mit gekreuzt konjugierter Doppelbindungsgruppierung aufgetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Mischpolymerisationskomponente a-substituierte aromatische Vinylverbindungen verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als aromatische Vinylverbindung Styrol verwendet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als ungesättigtes Keton Dibenzalaceton verwendet wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als a-substituierte aromatische Vinylverbindung a-Methylstyrol verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1022 801, 1026 531; französische Patentschriften Nr. 1274 074, 1277 875, 1286 559.