DE1949855B2 - Verfahren zur Herstellung von elektrischen Wickelkondensatoren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von elektrischen WickelkondensatorenInfo
- Publication number
- DE1949855B2 DE1949855B2 DE19691949855 DE1949855A DE1949855B2 DE 1949855 B2 DE1949855 B2 DE 1949855B2 DE 19691949855 DE19691949855 DE 19691949855 DE 1949855 A DE1949855 A DE 1949855A DE 1949855 B2 DE1949855 B2 DE 1949855B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- dielectric
- foils
- polyvinylidene fluoride
- metal
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 33
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 29
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 29
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 7
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 4
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N benzaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=CC=C1 HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 Polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 description 1
- QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;methyl 2-methylprop-2-enoate;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.COC(=O)C(C)=C.CCCCOC(=O)C=C QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000012799 electrically-conductive coating Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004850 liquid epoxy resins (LERs) Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N para-ethylbenzaldehyde Natural products CCC1=CC=C(C=O)C=C1 QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/14—Organic dielectrics
- H01G4/18—Organic dielectrics of synthetic material, e.g. derivatives of cellulose
- H01G4/186—Organic dielectrics of synthetic material, e.g. derivatives of cellulose halogenated
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/14—Organic dielectrics
- H01G4/18—Organic dielectrics of synthetic material, e.g. derivatives of cellulose
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Wickelkondensatoren, v>
deren Dielektrikum jeweils aus Kunststoffolien besteht, die gereckt und einer Wärmebehandlung unterzogen
wurden.
Seit kurzem wurden Nachrichtengeräte, wie Radio, Fernseher und Bandgeräte, nach und nach verkleinert w
oder auf Miniaturabmessungen gebracht, indem Transistoren und integrierte Stromkreise oder Schaltungen
od. dgl. verwendet wurden, und demgemäß ist es notwendig, die hierfür verwendeten elektrischen Teile
auf Miniaturabmessungen zu verkleinern. Auch bei >r,
Kondensatoren unter Verwendung von organischen Filmen wurden zahlreiche Bemühungen hinsichtlich der
Verkleinerung auf Miniaturabmessungen ausgeführt, um diese Forderung zu erfüllen, z. B. durch Vereinfachung
der Armierung. Dünnermachen von dielekiri- m
sehen Films oder Entwickeln eines Films mit einer hohen Dielektrizitätskonstante.
Jedoch ist die Verkleinerung auf Miniaturabmessungen
eines elektrischen Kondensators durch Vereinfachung von dessen Armierung zwangsläufig durch die (·'>
Notwendigkeit zur Beibehaltung der Hitzebeständigkeits-
und Feuchtigkeitsbcstandigkci^eigenschaften begrenzt,
und daher kann eine zufriedenstellende Verkleinerung
aiif die gewünschten Miniaturabmessungen kaum erreicht werden.
Aus der deutschen Patentschrift 8 93561 ist ein elektrischer Wickelkondensator mit gerecktem Kunststoffdielektrikum
bekannt, dessen Beläge aus Metallisierungen der versetzt miteinander aufgewickelten, gereckten,
dielektrischen Zwischenlagen aus polymerem
Werkstoff bestehen, die durch eine Wärmeeinwirkung, bei welcher drei aufeinanderliegende Kunststoffteile
miteinander verkleben, erstreckt werden. Dabei ist der
Abstand zwischen je zwei aus einer Wickelstirnseite herausragenden, mindestens auf einer Flächenseite mit
einer Metallschicht bedeckten Isolierstoffwindungen g'ößer als die Dickenzunahme jedes der überstehenden
Isolierfolienteile infolge der Entreckung.
Aus der britischen Patentschrift 9 05 713 ist ein
Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kondensators mit zwei oder mehreren Metallschichten der
Beläge bekannt, die durch ein dielektrisches Material, bestehend aus einer polymerisierten organischen
Verbindung, getrennt sind, wobei man den Dampf des organischen Monomeren in einer evakuierten Kammer
bei einem Druck von ca. 0,1 bis 100 Pa einer elektrischen
Glimmentladung unterwirft und den so behandelten Dampf in Form eines dünnen, festen, kontinuierlichen
Films auf einer leiterden Unterlage abscheidet Dabei kann das dielektrische Material aus üblichen Polyvinylidenfluorid
bestehen. Die Eigenschaften von diesem Polyvinylidenfluoridfilm sind nicht zufriedenstellend
hinsichtlich der praktischen Verwendung für Kondensatoren.
Die deutsche Patentschrift 8 57 985 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kondensatoren,
insbesondere Kleinkondensatoren, mit einem Dielektrikum aus thermoplastischem Kunstharz oder
aus einer solches enthaltenden Masse, wobei die Metallfolien der Beläge mit dem auf die Erweichungstemperatur
erhitzten Dielektrikum der Einwirkung eines Preßdruckes, bis der vorbestimmte Kapazitätswert erreicht ist, unterworfen und die Preßlinge danach
mit oder ohne Druck abgekühlt werden. Hierbei wird z. B. Polystyrol als dielektrische Substanz verwendet.
Aus der FR-PS 15 30 946 ist eine dielektrische Folie
bekannt, die aus einem orientierten Polyvinylidenfluoridfilm besteht, der durch Recken wenigstens in einer
Richtung eines schmelzextrudierten Polyvinylidenfluoridfilms auf über 150% der ursprünglichen Abmessung
bei einer über Raumtemperatur liegenden Temperatur und nachfolgender Wärmebehandlung bei einer Temperatur
von 125 bis 175° C hergestellt wurde.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von elektrischen Wickelkondsnsatoren
kleiner Abmessung, deren Dielektrikum jeweils aus Kunststoffolien besteht, wobei ein Polyvinylidenfluoridfilm
mit einer verbesserten Dielektrizitätskonstante und einem verbesserten dielektrischen
Verlustfaktor Verwendung findet, der — verglichen mit anderen üblichen Filmen, die als Dielektrikum verwendet
wurden — überlegene Eigenschaften besitzt.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Wickelkondensatorcn
geschaffen, deren Dielektrikum jeweils aus Kunststofffolien besteht, die gereckt und einer Wärmebehandlung
unterzogen wurden, das dadurch gekennzeichnet ist. daß dielektrische Folien, die aus orientierten Polyvinylidenfluorirlfilmen
mit einer Dielektrizitätskonstante von 10 bis 18 (60 Hertz bei 25°C), die jeweils durch Recken
oder Dehnen wenigstens in einer Richtung eines
scbmelzextrudierten Polyvinylidenfluoridfilmes auf
etwa das Zwei- oder Mehrfache der ursprünglichen Abmessung bei einer Temperatur von unterhalb J 70° C
und nachfolgender Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 120 bis 175"C hergestellt wurden, bestehen,
verwendet werden, und daß vor dem Wickeln diese Folien mit als Beläge dienenden Metallfolien bzw.
Metallschichten versehen werden, die um so viel schmäler sind als die dielektrischen Folien, daß die
Ränder der dielektrischen Folien auf beiden Seiten um 1,0 bis 4y5 mm Ober die Ränder der Metallfolien bzw.
Metallschichten Überstehen, und daß diese dielektrischen
Folien mit den Metallfolien oder ein Paar dieser dielektrischen Folien, auf die jeweils eine Metallschicht
aufgedampft wurde, abwechselnd aufeinandergeschichtet aufgewickelt werden.
Der vemendete Polyvinylidenfluoridfilm weist neben
den guten dielektrischen Eigenschaften insbesondere eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität auf.
Ein solcher Polyvinylidenfluoridfüm mit einer gewünschten
geringen Stärke wird ohne die Verwendung von Lösungsmitteln hergestellt und weist überlegene
dielektrische Eigenschaften auf.
So besitzt der Polyvinylidenfluoridfüm eine Dielektrizitätskonstante
von 10 bis 18 (60 Hertz bei 25° C), einen dielektrischen Verlust von 0,6 bis 1,0%, einen spezifischen
Durchgangswiderstand von 1 bis 5 χ ΙΟ15 Ohm cm,
eine dielektrische Durchschlagsfestigkeit von 250 bis 350kV/mm und elektrische Fehlstellen (leitfähige
Teilchen oder Nadellöcher) von lediglich 0,2 oder weniger je cm2 und eine Wärmeschrumpfung in
Richtung der maximalen Schrumpfung von lediglich 2% oder darunter bei 100°C und von 7% oder darunter bei
1500C
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nächstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung die Schichtenanordnung bei der Herstellung eines Kondensators,
Fig.2 zeigt anhand einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen der Größe des Überstehens des
Randes der dielektrischen Folie über den der Metallschicht bzw. Metallfolie und der Durchschlagsspannung
der vorstehend beschriebenen Schichtenanordnung,
Fig.3 zeigt eine aufrechte Scknittansicht einer
Anordnung zum Verfestigen von geschichteten Kondensatorkörpern,
Fig.4 zeigl anhand einer graphischen Darstellung
die Änderung der Kapazität mit der Änderung der Temperaiur,
Fig.5 zeigt anhand einer graphischen Darstellung die Änderung des dielektrischen Verlustes mit der
Änderung der Temperatur,
Fig.6 zeigt anhand einer graphischen Darstellung
die Änderung des Isolierwiderstandes mit der Änderung der Temperatur,
Fig.7 zeigt anhand einer graphischen Darstellung die Änderung der Kapazität in Abhängigkeit von der
Spannungsanlegezeit,
Fig.8 zeigt anhand einer graphischen Darstellung
die Änderung des dielektrischen Verlustes in Abhängigkeit von der Spannungsanlegezeit,
Fig. 9 zeigt anhand einer graphischen Darstellung die Änderung des Irolierwiderstandes in Abhängigkeil
von der Spannungsanlegczeit.
Wie aus der Fig. I ers'jhtlich, werden dielektrisciie
Filme aus Polyvinylidcnfluoridfilmen mit den vorstehend beschriebenen elektrischen Eigenschaften und der
vorstehend beschriebenen Dimensionsstabilität 2,2' und die MetaJIfolien 1. Γ aus Aluminium oder Zinn
übereinander gewickelt, während gleichzeitig Ausgangsanschlüsse 3, 3' eingesetzt werden. Die Zugkraft
an den dielektrischen Filmen 2, T während des
Aufwickeins beträgt vorzugsweise etwa 0,3 N je cm Breite oder weniger, was etwa der Hälfte oder weniger
der Zugkraft bei einem bekannten Kondensator aus einem organischen Film während des Aufwickeins
ίο entspricht Der PolyvinylidenfluoridfUm der verhältnismäßig
weich ist trägt zur Verhinderung der Ausbildung von Knittern oder Falten und der Verschlechterung der
Eigenschaften des Kondensators aufgrund von verkratzten Teilen an der Oberfläche der dielektrischen
is Filme 2, 2' infolge der Rauhigkeit einer Rolle oder
Walze einer Wickjungseinrichtung -oder infolge des Anhaftens von 3taub bei. Das Überstehen der Ränder
der dielektrischen Filme 2,2' Ober die der Metallfolien 1,
1' d.h. die Abmessung a in Fig. 1, 'nuß 1,0—43mm
betragen, was 30 bis 70% von derjenigen eines bekannten Kondensators aus einem organischen Film
entspricht Dies dient zur Verhinderung einer Kriechentladung aufgrund der großen Dielektrizitätskonsiante
des Polyvinylidenfluoridfilms und zur Verhinderung eines Kurzschlusses aufgrund der Wärmeschrumpfung.
Wie aus der in F i g. 2 gezeigten Beziehung zwischen der Größe des Überstehens und der Durchschlagsspannung
ersichtlich ist muß beim Verfahren gemäß der Erfindung die Polyvinylidenfluoridfolie (Kurve A) einen
größeren Randüberstand als die Polyesterfolie eines bekannten Kondensators (Kurve ^besitzen.
Eine Überstandsbreite von 1,0 mm oder darüber ist für eine Durchschlagsspannung von 500 V oder darüber
notwendig, wobei jedoch eine Überstandsbreite von
sondern nur die wirksame Metallfolienbreite verringert.
43 mm.
Kontensatorkörper 4 zur Verfestigung auf einer festen
Platte 6 der Einrichtung 5 in mehreren Stufen durch Trennplatten 7, und zwar mehrere in jeder Stufe
gestapelt, und durch eine Deckplatte 8 unter einem Druck von 15 bar bis 35 bar gebracht werden; dabei
Vi werden dann die Kondensatorkörper 4 während 5
Minuten oder darüber einer Heißatmosphäre bei 60 bis 130°C ausgesetzt um auf diese Weise das Dimensionsrückbildungsvermögen
des Körpers zu beseitigen. Wenn der Verfestigungsdruck in diesem Fall kleiner als
>o 15 bar ist, wird die zwischen den Metallfolien 1, 1' und
den dielektrischen Filmen 2, 2' vorhandene Luft nicht vollständig aus dem Kondensatorkörper 4 entfernt, so
dab die Charakteristik der Dielektrizitätskonstante des Polyvinylidenfluoridfilms nicht auf 100% Ausnutzung
v, gebracht wird, und die Kondensatorkörper 4 zur Rückbildung in den ersteren Zustand neigen. Wenn der
Verfestigungsdruck andererseits größer als 35 bar ist, nehmen Kratzer ai. den dielektrischen Filmen 2, 2'
durch die Rippen oder Grate der Ausgangsanschlüsse 3,
w> 3' unter Verschlechterung der Eigenschaften des
Kondensators zu.
Bei einer Erhitzungstemperatur von unterhalb 600C
kann die Rückbildungsneigung der Kondensatorkörper 4 zu einer unvollständigen Ausbildung führen und die
<v) Kondensatorkörper 4 können nicht ausreichend getrocknet
werden. Andererseits findet bei einer Temperatur von oberhalb I3O"C eine Wärmesehrumpfiiny der
dielektrischen Filme 2,2' statt, die zu Schwankungen der
Eigenschaften, ζ. B. der Kapazität, des Isolierwiderstandes
und der Durchschlagsspannung führt.
Die Erhitzungsdauer betragt vorzugsweise 5 min oder mehr unter Berücksichtigung des guten Formungs- und
Trocknungseffektes und außerdem in Abhängigkeit von Größe und Gestalt der Kondensatorkörper 4, der
Druckbedingungen und der Erhitzungstemperatur. Erforderlichenfalls wird der so gebildete Kondensatorkörper
4 in flachem Zustand imprägniert und fertiggestellt. Da der Polyvinylidenfluoridfilm in Berührung mit
bestimmten organischen Lösungsmitteln, z. B. Aminen, Benzolderivaten und Ketonen und insbesondere Äthylamin,
Benzaldehyd und Acetaldehyd, gequollen oder teilweise gelöst wird, wodurch eine Verschlechterung
der Eigenschaften hervorgerufen wird, ist es notwendig, die von den vorstehend angegebenen organischen
Lösungsmitteln freien hochschmelzenden Wachse, flüssigen Polyesterharze, Acrylharze und Poly-p-xylolharze
als Imprägnierungsmaterial auszuwählen. Im Falle der Imprägnierung mit einem flüssigen Epoxidharz, das
üblicherweise als Imprägnierungsmittel für einen organischen Filmkondensator verwendet wird, ist es
zweckmäßig und erwünscht, eine Unterbeschichtung mit dem vorstehend genannten Imprägnierungsmaterial
auszuführen.
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung können, wie vorstehend angegeben, auch Kondensatoren mit
aus aufgedampften Metallschichten bestehende Beläge hergestellt werden, wozu dielektrische Filme einer
Metalldampfabscheidung unterworfen und aufgewickelt werden.
Anhand von Versuchen wurde festgestellt, daß, wenn ein Metall durch Dampfabscheidung auf den Polyvinylidenfluoridfilm
aufgebracht wird, die Dampfabscheidungsstärke verbessert werden kann, indem man vorhergehend den Film einer Oberflächenbehandlung,
beispielsweise durch eine Koronaentladung, unterwirft. Die Überstandsbreite des Polyvinylidenfluoridfilms
über die Beläge ist so groß, daß die vom aufgedampften Metall freie Fläche am Rand des dielektrischen Films
eine Breite von 1,0 bis 4,5 mm aufweist.
Das Verfestigen nach dem Aufwickeln ist nicht immer notwendig. Auch wenn kein Verfestigungsdruck angewendet
wird, kann die Charakteristik der dielektrischen Konstante des Polyvinylidenfluoridfilms im wesentlicher'
ausgenutzt werden. Natürlich wird bei Anwendung eines Verfestigungs-Druckes eine größere Wirkung
erzielt, wobei die gleichen Bedingungen, wie vorstehend bei Metallfolienkondensatoren, zur Anwendung gelangen.
Überdies wird bei einem Kondensator mit aufgedampften Metallschichten ein elektrisch leitfähiger
Überzug oder Anstrich aus Metall, z. B. Aluminium, Zink oder Zinn, auf die beiden Stirnflächen des
aufgewickelten Kondensatorkörpers aufgebracht, wodurch Kontaktierungsflächen geschaffen werden, die
mit Anschlußdrähten verbunden werden. Die Arbeitsgänge für die Schaffung der mit Anschlußdrähten
verbundenen Kontaktierungsflächen müssen bei einer Temperatur von unterhalb 180° C ausgeführt werden, da
die Erweichungstemperatur des Polyvinylidenfluoridfilms bei 1800C liegt und demgemäß verursacht eine
höhere Arbeitstemperatur eine Schrumpfung oder Deformierung der dielektrischen Folie, wodurch ein
Kurzschluß von beiden Belägen und eine unvollständige Verbindung der Anschlüsse hervorgerufen wird. Es ist
daher insbesondere bei Verwendung von aufgedampften Metallschichten als Beläge erforderlich, die thermische
Dimensionsstabilität des Polyvinylidenfluoridfilms zu verbessern, indem man diesen nach der Dehnung
einer Wärmebehandlung unterwirft
In der nachstehenden Tabelle I sind vergleichsweise die Ergebnisse von einem Kondensator, der aus einem
Polyvinylidenfluoridfllm, der keine Wärmebehandlung erhielt, hergestellt wurde, und eines anderen Kondensators,
der aus einem wärmebehandleten Polyvinylidenfluoridfilm hergestellt wurde, aufgeführt
| Filmherstellungsbedingung | Wärmebehandlungs | Film | 150 C | Dielektri | Kondensator | Art mit auf |
| Dehnungs | bedingung | 14 | zitäts | Metalllolienart | gedampften | |
| bedingung | Hitzeschrumpfungs- | 8,5 | konstante | Metallschichten | ||
| Film ohne | ausmaß (%) | **»·' | 13,5 | kurzgeschlossen | ||
| Gedehnt bei 1600C | Wärme | 100 C | Deformiert in | bei dem | ||
| in einem Flächen | behandlung | 4,5*) | Verfestigungs und | Aufdampfen c ir | ||
| modifikations | 2,3**) | Erhitzungsstufe | Metallschichten | |||
| faktor von 15 mal | unter Herab | |||||
| setzung | ||||||
| 2,7 | der statischen | |||||
| 3,7 | Kapazität | |||||
| Wärmebe- | 13,6 | £fc = 7-8 | normal | |||
| I Gedehnt bei 1600C | handelter Film | normal | A) =13,2 | |||
| I in einem Flächen- | 0,8*) | ^)= 12,8 | ||||
| I modifikations- | 0,4**) | |||||
| I fakor von 15 mal | ||||||
*) Längsrichtung. **) Breitenrichtung,
eg Gesamtdielektrizitätskonstante, berechnet aus den gemessenen Kapazitätswerten des Kondensators.
Aus der vorstehenden Tabelle I ist ersichtlich, daß der
Kondensator, der unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen unter Verwendung des in wenigstens einer
Richtung gedehnten oder gereckten Polyvinylidenfluoridfilms, der eine Wärmebehandlung unterworfen
worden war, als dielektrische Folie hergestellt wurde.
nicht den Fehlern oder Nachteilen, z. B. Abnahme der
Kapazität und Kurzschluß, unterworfen ist und geeignet ist, die Charakteris'ik der Dielektrizitätskonstante des
Polyvinylidenfluoridfilmes auf 100% Ausnutzung zu bringen.
In der nachstehenden Tabelle Il werden die Volumina
des Polyvinylidenfluoridfilmkondensators, der gemäß der Erfindung hergestellt wurde, sowie von Kondensatoren
aus anderen organischen Filmen und aus Papier verglichen.
| Art | Dielektrikum | Polyester | Polypropylen | Papier |
| Polyvinyliden | ||||
| fluorid | (cm1) | lern') | (cm·') | |
| (cm1) | 13,0 | 21,0 | 16,8 | |
| Metallfolienkondensator | 3,24 | 7.14 | 11,5 | 5,84 |
| Kondensator mit auf- | 1,7 | |||
| eedamnften Metallschichten | ||||
Die für sämtliche der Kondensatoren verwendeten Dielektiika besitzen eine Dicke von 9 μπι und eine
nominelle statische Kapazität von 0,2 |iF.
Der Kondensator, der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung unter Verwendung des Polyvinylidenfluoridfilmes
als dielektrischer Film, dessen elektrische Eigenschaften und Dimensionsstabilität auf diese Weise
verbessert sind, hergestellt wurde, kann auf eine Miniaturßröße von Vj bis V? derjenigen eines anderen
organischen Filmkondensators oder Papierkondensators
von der gleichen Kapazität verkleinert werden.
In den Fig. 4 bis 9 sind charakteristische Vergleiche
von dem Polyvinylidenfluoridfilmkondcnsaior, der
durch das Verfahren gemäß der Erfindung erhalten wurde (A). mit dem bekannten Polycstcrfilmkondensator
(B) und dem Kondensator mit metallisiertem Papier (MP) (C) gezeigt. In Fig.4 zeigt die Kurve (A) ein
kleineres Andcrungsverhältnis (%) der Kapazität mit
der Änderung der Temperatur, verglichen mit der Kurve (B) υηά der Kurve (C) In Fig.5 zeigt die Kurve
(A) einen im wesentlichen konstanten dielektrischen Verlust (%) über einen großen Temperaturbereich, d. h.
eine geringe Änderung des dielektrischen Verlustes mit einer Temperaturänderung im Vergleich zu den Kurven
(B)unA(C). In F i g. 6 zeigt die Kurve (A)eine geringere
Änderung des Isolierwiderstandes mit der Temperaturänderung, insbesondere einen höheren Isolierwiderstand
bei einer hohen Temperatur (1000C), verglichen
mit den Kurven (B)und (C) In F i g. 7 zeigt die Kurve (A)
ein geringeres Änderungsverhältnis (%) der Kapazität im Verlauf der Zeit beim Anlegen einer zugeordneten
oder bestimmten Spannung bei 80"C, verglichen mit den
Kurven (B) und (C) d. h. eine im wesentlichen konstante Kapazität selbst nach Verlauf von 1000 Stunden. In
F i g. 8 zeigt die Kurve (A) eine allmähliche Abnahmetendenz des dielektrischen Verlustes (%) im Verlauf der
Zeit beim Anlegen einer zugeordneten Spannung bei 8O0C, verglichen mit den Kurven (B)und (C). In Fig.9
zeigt die Kurve (A) eine geringere Änderung des Isolierwiderstandes in Abhängigkeit von der Spannungsanlegedauer
bei 8O0C, verglichen mit den Kurven (B) und (C), d. h. einen im wesentlichen konstanten
Isolierwiderstand, selbst nach Verlauf von 1000 Stunden. Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich,
daß gemäß der Erfindung die Schaffung eines elektrischen Wickelkondensators mit einem wesentlich
verringerten Volumen ermöglicht wird, dessen elektrische Kenneigenschaften durch Verbesserung der
elektrischen Eigenschaften und der Wärmedimensionsstabilität eines Polyvinylidenfluoridfilms und gleichzeitig
durch die Festlegung der Herstellungbedingungen eines Kondensators unter Verwendung dieses Polyvinylidenfluoridfilms
als dielektrischer Film stabilisiert sind
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Wickelkondensatoren, deren Dielektrikum jeweils
aus Kunststoffolien besteht, die gereckt und einer Wärmebehandlung unterzogen wurden, dadurch
gekennzeichnet, daß dielektrische Folien, die aus orientierten PolyvinylidenfluoridfUmen mit einer
Dielektrizitätskonstante von 10 bis 18 (60 Hertz bei 25"C), die jeweils durch Recken oder Dehnen
wenigstens in einer Richtung eines schmelzextrudierten Polyvinylidenfluoridfümes auf etwa das
Zwei- oder Mehrfache der ursprünglichen Abmessung bei einer Temperatur von unterhalb 170° C und
nachfolgender Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 120 bis 175°C hergestellt wurden,
bestehen, verwendet werden, und daß vor dem
Wickeln diese Folien mit als Beläge dienenden Metallfolien bzw. Metallschichten versehen werden,
die um so viel schmäler sind als die dielektrischen Folien, daß die Ränder der dielektrischen Folien auf
beiden Seiten um 1,0 bis 4,5 mm über die Ränder der Metallfolien bzw. Metallschichten überstehen, und
daß diese dielektrischen Folien mit den Metallfolien oder ein Paar dieser elektrischen Folien, auf die
jeweils eine Metallschicht aufgedampft wurde, abwechselnd aufeinandergeschichtet aufgewickelt
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die dielektrischen Folien unter Belastung mit einer Zugkraft ν ^n etwa 03 N pro cm
Breite oder weniger aufgewickelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem Kondensatorkör- )5
per aufgewickelten Folien zur Verfestigung des Körpers unter einem Druck von 15 bar bis 35 bar bei
einer Temperatur zwischen 60 und 130° C mindestens 5 Minuten lang gehalten werden.
40
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180568 | 1968-10-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1949855A1 DE1949855A1 (de) | 1970-05-06 |
| DE1949855B2 true DE1949855B2 (de) | 1980-06-26 |
Family
ID=13471133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19691949855 Withdrawn DE1949855B2 (de) | 1968-10-04 | 1969-10-02 | Verfahren zur Herstellung von elektrischen Wickelkondensatoren |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1949855B2 (de) |
| GB (1) | GB1282783A (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0105750A1 (de) * | 1982-10-01 | 1984-04-18 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Dielektrischer Film und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP0136345A1 (de) * | 1983-02-24 | 1985-04-10 | EASTMAN KODAK COMPANY (a New Jersey corporation) | Poly(vinylidenfluorid)film, dessen verwendung und herstellungsverfahren |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5146919B1 (de) * | 1971-02-09 | 1976-12-11 | ||
| EP0039214B1 (de) * | 1980-04-24 | 1984-06-20 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Dielektrischer Film und Kondensator mit diesem Film |
-
1969
- 1969-10-02 GB GB4858369A patent/GB1282783A/en not_active Expired
- 1969-10-02 DE DE19691949855 patent/DE1949855B2/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0105750A1 (de) * | 1982-10-01 | 1984-04-18 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Dielektrischer Film und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP0136345A1 (de) * | 1983-02-24 | 1985-04-10 | EASTMAN KODAK COMPANY (a New Jersey corporation) | Poly(vinylidenfluorid)film, dessen verwendung und herstellungsverfahren |
| EP0136345A4 (de) * | 1983-02-24 | 1987-01-10 | Eastman Kodak Co | Poly(vinylidenfluorid)film, dessen verwendung und herstellungsverfahren. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1282783A (en) | 1972-07-26 |
| DE1949855A1 (de) | 1970-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69501032T2 (de) | Vielschichtkondensator und sein Herstellungsverfahren | |
| DE1465600B1 (de) | Elektrisches Isolationsmaterial zum Umwickeln von Hochspannungskabeln | |
| DE2044877B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Elektreten | |
| DE2227751A1 (de) | Elektrischer kondensator | |
| DE10060653A1 (de) | Elektrischer Doppelschicht-Kondensator | |
| DE733609C (de) | Verfahren zur Herstellung von elektrischen Wickelkondensatoren | |
| EP0121231B1 (de) | Entladekondensator hoher Energie und hoher Gleichspannung | |
| DE2055713C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer einseitig metallisierten Elektretfolie | |
| DE1949855B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von elektrischen Wickelkondensatoren | |
| DE2619260C2 (de) | Verfahren zum Herstellen von Wickelkörpern selbstheilender Kondensatoren | |
| DE1564792A1 (de) | Impraegnierter elektrischer Kondensator mit Kunststoffolie als Dielektrikum | |
| DE1934612C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer einseitig metallisierten Elektretfolie | |
| DE974911C (de) | Elektrischer Kondensator mit auf mindestens einer Seite einer Belagfolie moeglichst ohne Lufteinschluesse haftend hergestellter duenner Dielektrikumsschicht | |
| CH196456A (de) | Verfahren zur Herstellung von elektrischen Wickelkondensatoren mit einem Dielektrikum aus polymerem Material. | |
| DE1954948C3 (de) | Regenerierfähiger elektrischer Kondensator | |
| AT275690B (de) | Regenerierender elektrischer Kondensator | |
| DE2106833A1 (de) | Elektrischer Kondensator mit metallisierter Folie und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE1764704B2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines selbstheilenden, imprägnierten elektrischen Kondensators | |
| DE3224413C2 (de) | ||
| DE3405348C2 (de) | ||
| DE1564711B2 (de) | Regenerierfaehiger elektrischer kondensator | |
| AT158790B (de) | Verfahren zur Herstellung von elektrischen Wickelkondensatoren mit einem reinen Kunststoff-Dielektrikum. | |
| CH355524A (de) | Verfahren zum Abgleichen der Kapazität von Wickel- oder Schichtkondensatoren | |
| DE1539965C (de) | Verfahren zur Herstellung eines Wik kelkondensators mit festem Elektrolyten | |
| DE1465600C (de) | Elektrisches Isolationsmaterial zum Umwickeln von Hochspannungskabeln |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8228 | New agent |
Free format text: KOHLER, M., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
|
| 8239 | Disposal/non-payment of the annual fee |