DE2430474C2

DE2430474C2 - Verfahren zum Herstellen eines Bandes für elektrische Kondensatoren

Info

Publication number: DE2430474C2
Application number: DE2430474A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Uji Kyoto Narui; Terumi Joyo Kyoto Shinohara
Original assignee: Oike & Co Ltd Kyoto Jp
Current assignee: Oike & Co Ltd Kyoto Jp
Priority date: 1973-06-26
Filing date: 1974-06-25
Publication date: 1984-02-09
Also published as: US3935334A; NL164992B; GB1423952A; NL164992C; NL7408614A; DE2430474A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bandes für elektrische Kondensatoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist aus der FR-PS 11 60 380 bekannt. Ein ähnliches Verfahren ist in der DE-OS 15 71 186 beschrieben. Dort ist aber nicht das Bilden von metallfreien Bereichen angesprochen.

Als Verfahren zur Herstellung von metalllreien Bereichen auf den metallisierten Oberflächen von Dielektrikumsbändern werden unter anderem Band-Maskierungsverfahren, Öl-Maskierungsverfahren und elektrische Entladungsverfahren verwendet. Bei dem Band-Maskierungs- bzw. Band-Abdeckungs-Verfahren wird jeweils ein metallfreier Randbereich gebildet, indem man die Oberfläche der dielektrischen Schicht mit einem Film oder einem Band an dem Teil der Kunststoffschicht, der dem metallfreien Randbereich entspricht, abdeckt. Dann wird Metall auf die gesamte Oberfläche der dielektrischen Schicht, die teilweise mit dem Film oder Band bedeckt ist, aufgetrageil, und dann wird der Abdeckfilm oder das Abdeckband abgezogen. Bei dem Öl-Maskierungs- bzw. Öl-Abdeck-Verfahren wird ein metallfreier Randbereich gebildet, indem man ein öl auf die dielektrische Schichi in dem Teil, der dem gewünschten metallfreien Bereich entspricht, aufträgt, und dann wird ein Metall auf das dielektrische Kunststoffband, das teilweise mit dem Öl beschichtet ist, aufgetragen. Bei dem dielektrischen Entladungsverfahren wird ein metallfreier Randbereich gebildet, indem man ein Metal! auf die gesamte Oberfläche einer dielektrischen Kunststoffschicht aufträgt und das Metall, das an dem Teil, der dem gewünschten metallfreien Randbereich entspricht, aufgetragen ist, mittels elektrischer Entladung entfernt.

Das Band-Maskierungsverfahren und das öl- Maskierungsverfahren besitzen verschiedene Nachteile. Beispielsweise ist es sehr schwierig, die Oberfläche einer

b5 dielektrischen Schicht mit einem Abdeckfilm oder Abdeckband oder einem öl so zu maskieren, daß nur ein Teil der Oberfläche der dielektrischen Schicht, der später ein metallfreier Bereich werden soll, bedeckt

wird und daß andere Teile der Oberfläche der dielektrischen Kunststoffschicht nicht bedeckt werden. Ein weiterer Nachteil der auftritt, ist die Ungleichmäßigkeit der abgeschiedenen Metallschicht an den Grenzen zwischen den metallfreien Randijereichen und -, einem metallbeschichteten Bereich, was ein Abschälen der abgeschiedenen Metallschicht an diesen Grenzen und einen uneinheitlichen Auftrag des Metalls an diesen Grenzen ergibt Das Öl-Maskierungsverfahren besitzt den weiteren Nachteil daß die elektrische Eigenschaft n> des meta''isierten Kunststoffbandes, bedingt durch einen ölrand, verschlechtert wird.

Die bekannten Verfahren zur Herstellung von metallfreien Bereichen besitzen weiterhin den allgemeinen Nachteil, daß nur metallfreie Bereiche in longitudi- ι -, naler Richtung des Bandes verlaufend und nicht in transversaler Richtung verlaufend gebildet werden können. Bei dem Band-Maskierungsverfahren und dem Gi-Maskierungsverfahren wird üblicherweise ein Abdeckband oder öl für die Maskierung kontinuierlich auf die dielektrische Kunststoffschicht aufgebracht, während diese mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird. Wenn man versucht nach bekannten Verfahren ein metallisiertes Kunststoffband herzustellen, das einen in longitudinaler Richtung und einen in transversaler Richtung verlaufenden metallfreien Bereich besitzt, so ist es erforderlich, das Laufen des Bandes in longitudinaler Richtung während des Betriebs zu unterbrechen, wenn man das Band mit einem Abdeckband oder öl in transversaler Richtung davon maskieren will.

Bei dem elektrischen Entladungsverfahren wird andererseits das aufgetragene Metall auf der dielektrischen Schicht durch elektrische Entladung kontinuierlich entfernt, während die metallisierte dielektrische Kunststoffschicht mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird, siehe z. B. die DE-PS 9 25 305 und die FR-PS 9 80414. Durch ein solches Verfahren ist jedoch die Leistungsfähigkeit des Herstellungsverfahrens stark vermindert.

In der DE-PS 6 42 447 wird ein Verfahren zur Partialmetallisierung von Isolierstoffen beschrieben, bei dem zuerst auf die Stellen von vorgesehenen metallfreien Bereichen eine Schicht aus einem Metall niedergeschlagen wird, das in solchen Säuren leicht löslich ist, die das endgültige Überzugsmetall nicht lösen, worauf dann die ganze Fläche durch Kathodenzerstäubung oder Metallaufdampfung mit dem eigentlichen Überzugsmetall versehen wird und schließlich durch Behandlung der so überzogenen Oberflächen mit geeigneten Säuren nur die freiliegende Schicht des zuerst niedergeschlagenen Metalls aufgelöst wird, wobei die auf diesem sitzende Überzugsschicht mit entfernt wird. Nach diesem Verfahren ist somit eine mehrmalige Metallisierung notwendig.

In der GB-PS 11 39 557 wird ein Verfahren zur Herstellung eines metallisierten Kunststoffbandes beschrieben, bei dem man auf einem dielektrischen Band in den beim fertigen Band metallfreien Randbereich eine wasserlösliche Schicht herstellt, den nicht damit t>o bedeckten Teil der Oberfläche des dielektrischen Bandes hinsichtlich einer chemischen Metallabscheidung aktiviert, die wasserlösliche Schicht abwäscht und ein Metall auf den aktivierten Teil des dielektrischen Bandes durch chemische Maßnahmen abscheidet. Die Metallschicht wird nach einem chemischen Plattierungsverfahren gebildet, wodurch es schwierig ist, ein sehr dünnes, metallisiertes Kunststoffband herzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist, das eingangs genannte Verfahren derart weiterzubilden, daß es leicht durchzuführen ist und daß es die Verwendung sehr dünner Bänder ermöglicht, deren metallfreie Bereiche beliebige Muster bilden und scharfe Ränder bzw. Kanten besitzen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 enthaltenen Verfahrensschritte gelöst

V/eiterbildungen des Verfahrens nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen enthalten.

Anhand der Figuren wird im folgenden die Erfindung näher erläutert

Fig. l(A) zeigt eine Draufsicht auf ein metallisiertes Kunststoffband, das einen in longitudinaler Richtung verlaufenden metallfreien Randbereich besitzt

Fig. 1 (B) zeigt eine Schnittansicht längs der Linie A-A von Fig. l(A).

F i g. 2(A) zeigt eine Draufsicht auf ein metallisiertes Kunststoffband, das einen in longitudinaler Richtung verlaufenden metallfreien Randbereich mit darin diskontinuierlich vorgesehenen metallbeschichteten Bereichen besitzt.

F i g. 2(B) zeigt eine Schnittansicht längs der Linie A-A von Fi g. 2(A).

F i g. 3(A) zeigt eine Draufsicht auf ein metallisiertes Kunststoffband mit einem innerhalb einer kontinuierlich aufgebrachten Metallschicht angeordneten metallfreien Bereich.

Fig.3(B) zeigt eine Schnittansicht längs der Linie A-A von Fig.3(A).

F i g. 4(A) zeigt eine Draufsicht auf ein metallisiertes Kunststoffband mit einem in transversaler Richtung verlaufenden metallfreien Bereich.

Fig.4(B) zeigt eine Schnittansicht längs der Linie A-AvonFig.4(A).

F i g. 5(A), 5(B), 5(C), 5(D) und 5(E) zeigen Schnittansichten, mittels denen ein Verfahren zur Herstellung von metallisierten Kunststoffbändern der in den Fig. 1 (A) und l(B) gezeigten Ausbildung erläutert wird.

F i g. 6, F i g. 7, F i g. 8 und F i g. 9 zeigen Ausführungsformen von mit Metallschichten zweier Beläge versehenen Kunststoffbändern.

Fig. 10(A), 10(B), 10(C), 10(D) und 10(E) zeigen Schnittansichten, die zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung des in Fig.8 gezeigten metallisierten Kunststoffbandes dienen.

Fig. H(A), H(B), H(C), ll(D) und H(E) zeigen Schnittansichten, die zur Erläuterung eines weiteren Verfahrens zur Herstellung eines metallisierten Kunst-Stoffbandes der in Fig. l(A) und l(B) dargestellten Art dienen.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden verschiedene Nachteile, die bei bekannten Verfahren zur Herstellung von metallfreien Bereichen auftreten, vermieden, wie die Schwierigkeiten beim Maskieren oder Bedecken der dielektrischen Schicht in dem Teil, der dem metallfreien Bereich entspricht, das Abschälen der aufgebrachten Metallschicht am Rand des metallfreien Bereiches und die Verschlechterung der elektrisehen Eigenschaften des metallisierten Kunststoffbandes, bedingt durch Öldampf.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird der Überschuß an abgeschiedener Metallschicht entfernt, indem man die wasserlösliche Überzugsschicht mit Wasser ablöst. Es besteht daher keine Gefahr, daß Chemikalien bei der metallisierten Kunststoffschicht verwendet werden, so daß keine Nachteile, die durch Chemikalien, die mit dem metallisierten Kunststoffband

in Berührung kommen, auftreten, wenn man die metallisierte Kunststoffschicht in Kondensatoren verwendet. Durch die Behandlung mit Wasser wird das Verfahren auch nicht auf eine besondere Art von Kunststoffbändern, die man verwenden kann, beschränkt. Die Wasserbehandlung ergibt ferner einen metallfreien Bereich mit scharfen Kanten.

Ein weiterer, beachtenswerter Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung liegt darin, daß es möglich ist, das Muster der metallfreien Bereiche beliebig zu variieren. Wie oben beschrieben, ist bei den bekannten Verfahren das Muster des metallfreien Bereichs begrenzt, da er sich nur in longitudinaler Richtung des Bandes erstrecken kann, wie es in den Fig. l(A) und l(B) dargestellt ist. In Fig. l(A) ist eine Draufsicht auf ein metallisiertes Kunststoffband dargestellt, das nach einem bekannten Verfahren hergestellt wurde, und in F i g. l(B) ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A von F i g. l(A) dargestellt. In F i g. 1(A) und l(B) bedeuten t eine dielektrische Kunststoffschicht, 2 eine aufgebrachte Metallschicht und 3 ist ein metallfreier Randbereich, dessen Verlauf so beschränkt ist, daß er nur in longitudinaler Richtung des Bandes verläuft. Beispiele von metallfreien Randbereichen oder anderen metallfreien Bereichen, die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt werden können, sind die folgenden:

1. Metallfreie, in longitudinaler Richtung verlaufende Randbereiche mit darin enthaltenen einzelnen Metallschichtbereichen, die in longitudinaler Richtung des Bandes aufeinanderfolgen und einen gewünschten Abstand voneinander haben.

2. Metallfreie Bereiche in einer zusammenhängenden Metallschicht, die in longitudinaler Richtung des Bandes aufeinanderfolgen und einen gewünschten Abstand voneinander haben.

3. Metallfreie Bereiche, die sich in transversaler Richtung des Bandes erstrecken, die in longitudinaler Richtung des Bandes aufeinanderfolgen und die einen gewünschten Abstand voneinander haben.

In F i g. 2(A) und 2(B) ist eine Ausführungsform eines metallisierten Kunststoffbandes dargestellt, das einen metallfreien, sich in longitudinaler Richtung erstreckenden Randbereich und darin einzelne metallbeschichtete Bereiche aufweist In Fig.2(A) ist eine Draufsicht auf ein Band dargestellt und in Fig.2(B) ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A von Fig.2(A) dargestellt In Fig.2(A) und 2(B) besitzen die Bezugszeichen 1, 2 und 3 die gleiche Bedeutung wie in F i g. 1 (A) und 1 (B), und 4 bedeutet einen metallbeschich-. teten Bereich mit kreisförmiger Form. In F i g. 3(A) und 3(B) ist eine Ausführungsform eines metallisierten Kunststoffbandes mit einzelnen metallfreien Bereichen in der aufgebrachten Metallschicht dargestellt In Fig.3(A) ist eine Draufsicht auf das Band dargestellt und m Fig.3(B) ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A von Fig.3(A) dargestellt In den Fig. 3(A) und 3(B) bedeuten die Bezugszeichen i, 2 und 3 das gleiche wie in Fig. 1(A) und t(B), und 5 bedeutet einen metallfreien Bereich mit kreisförmiger Form. Wenn der Abstand zwischen benachbarten einzelnen metallbeschichteten Bereichen 4 oder zwischen benachbarten einzelnen metallfreien Bereichen 5 der gewünschten Kapazität entsprechend gewählt wird, so kann das metallisierte Kunststoffband !automatisch, nachdem eine gewünschte Länge des Bandes aufgewickelt wurde, geschnitten werden, und man kann die Position des einzelnen metallbeschichteten Bereichs 4 oder des einzelnen metallfreien Bereichs 5 mit einer geeigneten Anzeigevorrichtung wie einer photoelektrischen Vorrichtung bestimmen und die Ablesung der Anzeigevorrichtung in eine geeignete Schneidvorrichtung eingeben.

Als Folge davon kann das Aufwickeln des metallisierten Kunststoffbandes zu einem Kondensator mit extrem

ίο hoher Genauigkeit erfolgen, und die Streuung zwischen den Kapazitäten der Kondensatoren, die man erhält, wird stark vermindert, verglichen mit bekannten Verfahren, bei denen bekannte metallisierte Kunststoffbänder verwendet werden, die nur einen metallfreien

!5 Randbereich in longitudinaler Richtung des Bandes besitzen, wie es in F i g. l(A) und l(B) dargestellt ist, und bei denen das metallisierte Kunststoffband manuell geschnitten wird, indem man die Länge des metallisierten Kunstoffbandes, die aufgewickelt wird, mit einem Metermaß abmißt

Die Form der einzelnen metallbeschichteten Bereiche in dem metallfreien Randbereich oder der einzelnen metallfreien Bereiche innerhalb der durchgehenden Metallschicht ist nicht kritisch und variiert beliebig, solange der einzelne metallbeschichtete Bereich oder der einzelne metallfreie Bereich durch eine geeignete Anzeigevorrichtung angezeigt werden und die Ablesung der Anzeigevorrichtung eine geeignete Schneidevorrichtung betreiben kann. Im allgemeinen werden,

wenn man photoelektrische Vorrichtungen als Anzeigevorrichtung verwendet, Formen wie Punkte, Kreise, Quadrate und Rechtecke bevorzugt verwendet

In F i g. 4(A) und 4(B) ist eine Ausführungsform eines metallisierten Kunststoffbandes mit einem metallfreien Bereich, der in transversaler Richtung zum Band verlaufend gebildet ist, dargestellt In Fig.4(A) ist eine Draufsicht auf das Band gezeigt, und Fig.4(B) ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A von Fig.4(A). In F i g. 4(A) und 4(B) bedeuten die Bezugszeichen 1,2 und

3 das gleiche wie in den Fig. 1(A) und l(B), und 6 bedeutet einen in transversaler Richtung zum Band verlaufenden metallfreien Bereich. Ein solcher in transversaler Richtung zum Band verlaufender Bereich kann wie die oben erwähnten einzelnen metallfreien oder metallbeschichteten Bereiche Anwendung finden und zusätzlich besitzt er einen weiteren, bemerkenswerten Vorteil. Wenn der oben erwähnte, in transversaler Richtung verlaufende, metallfreie Bereich in longitudinaler Richtung des Bandes breit ist und wenn das

metallisierte Kunststoffband innerhalb der Breite dieses metaUfreiien Bereiches geschnitten wird, beispielsweise bei einer Schnittlinie 7,~wie sie in F i g. 4(A) dargestellt ist, verbleibt am äußeren Ende eines nach dem Verfahren erhaltenen und aufgewickelten metallisierten Kunststoffschichtfüms ein Abschnitt, wo die durchgehende Mbitallschicht nicht vorhanden ist, was bewirkt, daß es nicliit erforderlich ist, ein weiteres Isolierband am äußeren Ende von einen Kondensator bildend, aufgewickelten metallisierten Kunststoffschichten zuzugeben, umhäinen Kurzschluß zu vermeiden, d.h. die Endbehandlung, die bei dem bekannten Verfahren, bei dem ein iffibliches metallisiertes Band, wie es in den Fig. 1(A) und l(B) dargestellt ist, verwendet wurde, ist nicht erforderlich. Da das metallisierte Kunststoffband innerhalb der Breite des in transversaler Richtung verlaufenden metallfreien Bereichs geschnitten wird, erhält man immer mit einem derartigen metallisierten Kunststoffband Kondensatoren mit konstanter Kapazi-

tat, und dadurch werden irgendwelche Streuungen in der Kapazität der damit gefertigten Kondensatoren, die durch Abweichungen in der Länge des metallisierten Kunststoffbandes hervorgerufen werden, vermieden. Es ist daher nicht unbedingt erforderlich, irgendeine genaue Länge des metallisierten Bandes mit einer Schneidvorrichtung mit enger Toleranz zu schneiden, wie es bei dem bekannten metallisierten Kunststoffband erforderlich ist Außerdem kann das Schneiden durchgeführt werden, wenn das metallisierte Kunststoffband mit hoher Geschwindigkeit läuft.

Die Breite in iongitudinaler Richtung des Bandes des in transversaler Richtung verlaufenden metallfreien Bereichs ist nicht kritisch und kann willkürlich variiert werden, solange ein Teil verbleibt, wo die abgeschiedene Metallschicht am äußeren Ende des metallisierten Bandes nicht vorhanden ist, wenn das metallisierte Band innerhalb der Breite dieses Bereichs geschnitten wird. Im allgemeinen liegt die Breite bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 5 cm.

Die Art der selbsttragenden Trägerbänder, die verwendet werden können, ist nicht kritisch, solange sie eine ausreichende Wasserbeständigkeit und Selbsttragefähigkeit aufweisen. Im allgemeinen werden wasserbeständige Kunststoffolien mit Dicken von ungefähr 4 bis 50 μπι bevorzugt verwendet Beispiele von Trägerbändern umfassen Kunststoffbänder, hergestellt aus Polyäthylen, Polycarbonat, Polytetrafluoräthylen, Polyamid, Polyvinylchlorid, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyalkylenterephthalat, Polyäthylennaphthalat oder PolystyroL

Die dielektrischen Kunststoffe, die zur Herstellung von dielektrischen Schichten auf den oben erwähnten Trägerbändern verwendet werden können, sind bekannte Kunststoffe, die als Dielektrikum für Kondensatoren geeignet sind. Beispiele umfassen thermoplastische Kunststoff-Cellulosederivate, beispielsweise Äthylcellulose. Celluloseacetat und Celluloseacetatbutyrat, Polycarbonat, Polystyrol, gesättigte Polyesterharze und acrylische Harze, und wärmehärtbare Harze wie Melaminharz, Harnstoffharz, phenolische Harze, ungesättigte Polyesterharze, wärmehärtbare Acrylharze, Alkydharze, Epoxyharze und Urethanharze. Von diesen Kunststoffen werden Äthylcellulose, acrylisches Harz, . Harnstoffharz, Epoxyharz und Urethanharz bevorzugt verwendet, da sie einen Überzug ergeben, der eine überlegene elektrische Eigenschaft und mechanische Festigkeit aufweist Diese Kunststoffe können einzeln verwendet werden, oder man kann zwei oder mehrere davon zusammen verwenden. Üblicherweise werden diese Kunststoffe in Form einer Lösung verwendet, und die Lösung wird «uf ein Trägerband selbst oder auf ein Trägerband aufgebracht, das mit einer Abziehschicht überdeckt ist, die nach einem bekannten Überzugsverfahren wie durch Seidensiebdrucken, Walzendrucken, Tief drucken, Umkehrwälzendrucken aufgebracht wurde, wobei man eine dielektrische Schicht mit der gewünschten Dicke erhält Die Dicke der dielektrischen. Kunststoffschicht liegt bevorzugt im Bereich von ungefähr 0,5 bis ungefähr 4 μπι und mehr, bevorzugt im Bereich von ungefähr 2 bis ungefähr 3 um. Wenn die Dicke der dielektrischen Kunststoffschicht in dem oben erwähnten Bereich liegt, erhalt man eine Schicht, die keine Nadellöcher enthält, und man erhält eine dielektrische Kunststoffschicht, die ausgezeichnete stabile elektrische Eigenschaften aufweist, und die erhaltene metallisierte Kunststoffschicht kann leicht von dem Trägerband abgezogen werden, bedingt durch die Selbsttragefähigkeit der dielektrischen Kunststoffschicht. Wenn die Dicke der Kunststoffschicht höher ist als ungefähr 4 μηι, muß kein Beschichtungsverfahren angewandt werden, da eine vorgebildete dielektrische Kunststoffschicht mit solcher Dicke im Handel erhältlich ist.

Wenn die Dicke der dielektrischen Kunststoffschicht geringer ist als ungefähr 0,5 μπι, besteht die Möglichkeit, daß sich Nadellöcher bilden, die die elektrischen Eigenschaften als Dielektrikum schädigen, und es ist schwierig, die metallisierte Kunststoffschicht, die man erhält, von dem Trägerband abzuschälen und sie zu einem Kondensator aufzuwickeln.

Wasserlösliche Anstrichmittel, die auf die oben erwähnten dielektrischen Kunststoff schichten aufgebracht werden können, um eine wasserlösliche Überzugsschicht zu ergeben, sind bekannte wasserlösliche oder wäßrige Anstrichmittel, die als Hauptbestandteil wasserlösliche Kunststoffe enthalten wie Casein, Stärke, Leim, Gelatine, Polyvinylalkohol, Polyacrylamid, Methylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Hydroxymethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylmethyläther, Copolymere von Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid, Polyacrylester, Polymethacrylester und Carboxymethylcellulose. Von diesen wasserlöslichen Kunststoffen werden Polyvinylalkohol, Stärke, Methylcellulose und Carboxymethylcellulose bevorzugt angewendet, da sie eine hohe Wasserlöslichkeit besitzen und einen Anstrich ergeben, der eine ausgezeichnete Überzugseigenschaft aufweist Das wasserlösliche Anstrichmittel wird auf die dielektrische Kunststoffschicht in dem Teil der Oberfläche aufgetragen, der dem gewünschten metallfreien Bereich entspricht, wobei man ein bekanntes Überzugsverfahren wie Seidensiebdruck, Walzendruck, Tiefdruck und Umkehrwalzendruck verwendet und wobei man nach dem Trocknen eine wasserlösliche Überzugsschicht erhält, die ein Muster oder ein Bild besitzt das dem der metallfreien Bereiche entspricht
Die Dicke der wasserlöslichen Uberzugsschicht liegt bevorzugt im Bereich von ungefähr 0,5 bis ungefähr 3 μπι und mehr, bevorzugt im Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 2 μπι, da die wasserlösliche Überzugsschicht mit einer Dicke im obigen Bereich leicht durch Waschen mit Wasser abgelöst wird, wobei die darauf aufgetrage-

ne Metallschicht vollständig entfernt wird und die Kante am Rand des metallfreien Bereichs scharf wird. Wenn die Dicke der Überzugsschicht höher ist als ungefähr 3 μπι, wird die abgeschiedene Metallschicht auf der wasserlöslichen Überzugsschicht entfernt aber die wasserlösliche Überzugsschicht selbst kann nicht vollständig entfernt werden. Die restliche wasserlösliche Überzugsschicht ergibt eine Blockierung der metallisierten Kunststoffschicht beim Lagern, und dadurch wird die Durchschlagsspannung des aus der metallisierten Kunststoffschicht bestehenden Bandes vermindert Eine wasserlösliche Überzugsschicht mit einer Dicke von mehr als ungefähr 3 μπι ist auch deswegen nicht vorzusehen, da sie im allgemeinen eine große Menge Gas während dem Auftragen des Metalls

erzeugt Wenn die Dicke der wasserlöslichen Überzugsschicht geringer ist als ungefähr 0,5 μηι, wird die aufgebrachte Metallschicht auf der wasserlöslichen Überzugsschicht nicht vollständig entfernt, und das Verfahren kann nicht erfolgreich durchgeführt werden.

Somit wird auf einer dielektrischen Kunststoffschicht, die mit einer wasserlöslichen Oberzugsschicht beschichtet ist, die eine Fiächehform besitzt, die der des gewünschten metallfreien Bereichs entspricht, eine

Metallschicht aufgebracht. Das Aufbringen des Metalls erfolgt nach einem bekannten Vakuum-Metallisierungsverfahren. Beispielsweise wird der Druck in der Vakuumkammer im Bereich von ungefähr 1,3 bis ungefähr 1,3 · 10-⁴ Pa ausgewählt und die Temperatur der Verdampfungsquelle liegt im Bereich von ungefähr 200° bis ungefähr 2000⁰C entsprechend der Art des Metalls.

Die Dicke der aufgebrachten Metallschicht liegt im Bereich von 30 bis 100 nm. Beispiele von Metallen, die abgeschieden werden können, umfassen Zink, Aluminium, Kupfer, Silber, Gold und Zinn. Im allgemeinen werden bevorzugt Zink und Aluminium verwendet. Das so erhaltene Band, das ein Trägerband, eine dielektrische Kunststoffschicht, eine wasserlösliche Überzugsschicht und eine abgeschiedene Metallschicht enthält, wird mit Wasser gewaschen und dabei wird die wasserlösliche Überzugsschicht und die abgeschiedene Metallschicht darauf entfernt, wobei man ein metallisiertes Kunststoffband erhält (gestützt von einem Trägerband), das den gewünschten metallfreien Bereich, z. B. als Randbereich, besitzt. Während des Waschens wird der Staub, der am Band bei den vorhergehenden Stufen haften blieb, ebenfalls beseitigt, und man erhält ein sauberes metallisiertes Kunststoffband. Das so erhaltene metallisierte Band besitzt einen metallfreien Bereich, dessen Kanten scharf sind, und außerdem weist es überlegene elektrische Eigenschaften auf.

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung kann man leicht metallisierte Kunststoffbänder verschiedener Gestaltungen herstellen.

Das metallisierte Kunststoffband, das die in F i g. l(A) und l(B) gezeigte Gestaltung besitzt, wird am häufigsten in Kondensatorelementen verwendet.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 5(A), 5(B), 5(C), 5(D) und 5(E) wird eine Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung des metallisierten Bandes der in Fig. l(A) und l(B) gezeigten Gestaltung erläutert. Eine Lösung aus einem dielektrischen Kunststoff wird auf ein Trägerband 11 mit einer Dicke von ungefähr 4 bis ungefähr 50 μπι aufgebracht, wodurch man eine dielektrische Kunststoffschicht 12 mit einer Dicke von ungefähr 0,5 bis ungefähr 4 μηι auf dem Trägerband 11 erhält, wie es in der Schnittansicht von Fig.5(A) dargestellt ist. Anschließend wird ein wasserlösliches Anstrichmittel auf dem Abschnitt der Kunststoffschicht aufgebracht, der einem metallfreien Bereich entsprechen soll, und dann trocknet man, wobei man eine wasserlösliche Überzugsschicht 9 mit einer Dicke von ungefähr 0,5 bis ungefähr 3 μπι auf der dielektrischen Schicht 12 erhält, wie es in der Schnittansicht von F i g. 5(B) dargestellt ist. Auf der teilweise beschichteten dielektrischen Schicht wird ein Metall so aufgebracht, daß man die Metallschichten 2 und 2' mit einer Dicke von ungefähr 30 bis ungefähr 100 nm erhält, wie es in der Schnittansicht von F i g. 5(C) dargestellt ist. Das so erhaltene Band wird mit Wasser gewaschen und dabei werden die wasserlösliche Überzugsschicht 9 und die darauf aufgetragene Metallschicht 2' entfernt, wobei man ein Band erhält, bei dem eine metallisierte Kunststoffschicht von einem Trägerband 11 gestützt wird, wie es in der Schnittansicht von Fig.5(D) dargestellt ist Das erhaltene Band wird längs der Schnittlinien 10 in Stücke geschnitten, wie es in der Schnittansicht von Fig.5(E) dargestellt ist Das Trägerband 11 wird von dem Stück abgeschält, und man erhält ein metallisiertes Kunststoffband für einen Kondensator, wie es in F i g. 1 (A) und l(B) dargestellt ist.

Durch Modifizierung des oben beschriebenen Verfahrens kann man metallisierte Kunststoffbänder mit verschiedenen Gestaltungen, wie sie in den F i g. 6, F i g. 7, F i g. 8 und F i g. 9 dargestellt sind, ebenfalls leicht herstellen.

In F i g. 6, F i g. 7 und F i g. 8 sind Schnittansichten von Ausführungsformen eines Metallschichten zweier Kondensatorbeläge aufweisenden Kunststoffbandes dargestellt. In Fig.9 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Metallschichten zweier Beläge aufweisenden Kunststoffbandes dargestellt, wobei jeder Belag mehrere Schichten besitzt.

Das metallisierte Kunststoffband, das die in F i g. 7 dargestellte Gestaltung besitzt, wird beispielsweise nach einem Verfahren hergestellt, das in der Reihenfolge der Stufen in Fig. 10(A), 10(B), 10(C), 10(D) und 10(E) erläutert ist. Das Band, das in Fig. 10(A) dargestellt ist, wird auf eine der oben beschriebenen ähnlichen Weise hergestellt.

Weiterhin ist es möglich, auf das Schneiden zu verzichten, indem man eine dielektrische Kunststoffschicht auf einem Trägerband, jeweils einen kunststoffschichtfreien Trennabschnitt 13 freilassend, wie es in Fig. 11 (A) dargestellt ist, bildet und anschließend die folgenden Stufen, wie in Fig. H(B). ll(C), ll(D) und 1 l(E) gezeigt, durchführt.

Die metallisierten Kunststoffbänder, die spezifische Flächenformen von metallfreien Bereichen besitzen, wie sie in den F i g. 2(A) und 2(B), F i g. 3(A) und 3(B) und Fig.4(A) und 4(B) dargestellt sind, werden leicht hergestellt, indem man ein wasserlösliches Anstrichmittel auf eine dielektrische Schicht an den Flächenabschnitten der Schicht aufbringt, die den metallfreien Bereichen entsprechen.

Beispiel 1

Auf die gesamte Oberfläche einer Polypropylenfolie mit einer Breite von 24 cm und einer Dicke von 30 μΐη bringt man eine Lösung aus 15 Gew.-Teilen Äthylcellulose in 30 Gew.-Teilen Methanol und 55 Gew.-Teilen Toluol durch Tiefdrucken auf und trocknet, wobei man eine dielektrische Kunststoffschicht mit einer Dicke von 1,5 μπι, wie sie in F i g. 5(A) dargestellt ist, erhält.

Auf die Teilflächen dieser dielektrischen Kunststoffschicht bringt man eine 20 Gew.-°/oige wäßrige Lösung aus Polyvinylalkohol durch Tiefdrucken auf und trocknet, wobei man eine wasserlösliche Überzugsschicht mit einer Dicke von 2 μίτι, wie in Fig. 5(B) dargestellt, erhält.

Auf die teilweise beschichtete dielektrische Kunststoffschicht wird Aluminium im Vakuum bei i3 ■ 10~² Pa und einer Verdampfungstemperaiür von 1400° C abgeschieden, wobei man eine aufgebrachte Aluminiumschicht mit einer Dicke von 40 nm, wie in Fig.5(C)dargestellt,erhält

Das so erhaltene integrierte Band wird mit Wasser gewaschen, und dabei werden die wasserlösliche Überzugsschicht und die darauf aufgebrachte Metallschicht entfernt und man erhält eine metallisierte Kunststoffschicht, getragen von der Polypropylenfolie, wie in F i g. 5(D) dargestellt

Die metallisierte Kunststoffschicht mit der Polypropylenfolie als Träger wird mit einer Mikrostreifenschneidevorrichtung längs der Schnittlinien tO, wie in Fig.5(D), gezeigt geschnitten, wobei man die in F i g. 5(E) dargestellten Stücke erhält

Das Trägerband wird von dem Stück abgeschält wobei man ein metallisiertes Kunststoffband, wie in

Fig. l(A) und l(B) gezeigt, erhält Selbst wenn das erhaltene metallisierte Kunststoffband extrem dünn ist, kann es leicht hergestellt werden, da es durch das Trägerband gestützt wird, das während aller Verfahrensstufen eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweist.

Beispiel 2

Der Versuch von Beir»piel 1 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß man eine Lösung von 35 Gew.-Teilen Acrylharz in 30 Gew.-Teilen Toluol, 20 Gew.-Teilen Äthylacetat und 15 Gew.-Teilen Methyläthylketon anstelle der Lösung von Äthylcellulose verwendet.

Beispiel 3
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, mit der

Ausnahme, daß eine Lösung aus 25 Gew.-Teilen eines Präkondensats von Hexamethylen-diisocyanat Glycerin (18 : 7, ausgedrückt durch das Gewicht) in 30 Gew.-Teilen Toluol, 20 Gew.-Teilen Äthylacetat und 25 Gew.-Teilen Methyläthylketon anstelle der Lösung aus Äthylcellulose verwendet wird, um eine dielektrische Kunststoffschicht aus Urethan herzustellen.

Beispiel 4

Der Versuch von Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß eine Lösung aus 15 Gew.-Teilen Äthylcellulose in 30 Gew.-Teilen Methanol und 55 Gew.-Teilen Toluol auf eine Polyäthylenfolie aufgebracht wird, wodurch man eine dielektrische Kunststoffschicht mit einer Dicke von 0,75 μπι erhält.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Bandes für elektrische Kondensatoren, das mindestens eine das Kondensatordielektrikum bildende Kunststoffschicht und mindestens eine im Kondensator eine leitende Schicht eines Belags darstellende Metallschicht aufweist, bei dem auf ein selbsttragendes Trägerband mindestens eine dielektrische Schicht aus Kunststoff aufgebracht wird, bei dem mindestens eine vollständig eine Oberfläche einer Kunststoffschicht bedeckende Metallschicht aufgebracht wird, bei dem durch Entfernen von Bereichen der aufgebrachten Metallschicht metallfreie Bereiche gebildet werden und bei dem zuletzt das erhaltene, schichtartig aufgebaute Kondensatorband von dem Trägerband abgelöst wird, dadurch gekennzeichne t, daß die Metallschicht auf eine Oberfläche, die vorher an den Flächen der vorgesehenen metalifreien Bereiche mit einer Schicht aus einem wasserlöslichen Anstrich bedeckt worden ist, einer Kunststoffschicht aufgedampft wird und daß dann durch Auflösen mittels Wasser der wasserlösliche Anstrich und mit ihm die darauf aufgetragene Metallschicht entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kondensatordielektrikum bildende Kunststoffschicht eine Dicke von 0,5 bis ⁴ μσι besitzt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kondensatordielektrikum bildende Kunststoffschicht aus einer oder mehreren der folgenden Verbindungen besteht: Äthylcellulose, Celluloseacetat, Ceihiloseacetatbutyrat. Polycarbonat, Polystyrol, gesättigtem Polyesterharz, Acrylharz, Melaminharz, Harnstoffharz, phenolischem Harz, ungesättigtem Polyesterharz, wärmehärtbarem Acrylharz, Alkydharz, Epoxyharz oder/und Urethanharz.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche \ bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel für den wasserlöslichen Anstrich eine wäßrige Lösung aus mindestens einer der folgenden Verbindungen verwendet wird: Casein, Stärke, Leim, Gelatine, Polyvinylakohol, Polyacrylamid, Methylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Hydroxymethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylmethyläther, Carboxymethylcellulose, ein Copolymer von Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid, Polyacrylester oder/und Polymethacrylester.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der wasserlösliche Anstrich in einer Dicke von 0,5 bis 3 μπι auf eine Oberfläche der als Dielektrikum dienenden Kunststoffschicht aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Metallschicht Aluminium, Zink, Kupfer, Silber, Gold oder/und Zinn aufgedampft wird bzw. werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der metallbedeckten Oberfläche der Kunststoffschicht ein metallfreier Bereich gebildet wird, der aus einem in longitudinaler Richtung des Bandes verlaufenden metallfreien Randstreifen besteht, in dem inselförmige, metallbeschichtete Bereiche vorgesehen sind, die in longitudinaler Richtung des Bandes entsprechend der jeweils für einen Kondensator vorgesehenen Bandlänge konstant voneinander entfernt sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der metallbedeckten Oberfläche der Kunstschicht metallfreie Bereiehe gebildet werden, die aus einem in longitudinaler Richtung des Bandes verlaufenden metallfreien Randstreifen und aus inselförmigen, innerhalb des metallbedeckten Bereichs vorgesehenen metallfreien Bereichen, die in longitudinaler Richtung des

ίο Bandes entsprechend der jeweils für einen Kondensator vorgesehenen Bandlänge konstant voneinander entfernt sind, bestehen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der metallbedeckten Oberfläche der Kunststoffschicht metallfreie Bereiche gebildet werden, die aus einem in longitudinaler Richtung des Bandes verlaufenden metallfreien Randstreifen und aus senkrecht dazu quer über das Band verlaufenden metallfreien Streifen, die in longitudinaler Richtung des Bandes entsprechend der jeweils für einen Kondensator vorgesehenen Bandlänge konstant voneinander entfernt sind_; bestehen.