DE6803766U

DE6803766U - Elektrischer isolierstoff aus mit polymerkunststoff ueberzogenem papier.

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Publication number: DE6803766U
Application number: DE19686803766
Authority: DE
Original assignee: Schoeller und Hoesch GmbH
Current assignee: Schoeller und Hoesch GmbH
Priority date: 1968-10-24
Filing date: 1968-10-24
Publication date: 1969-07-03

Description

2 ί. θ!ΪΤ. 1968

ochoeller δ; Hoesch
Gernsbach, Murgtal

Elektrischer Isolierstoff aus mit PolymerkunGtstof ί' Papier ___________

Dielektrische Medien aus Faserstoff, i ::s b ^s ond .--.;■.? r-.-r.jie:', wore en bekanntlich vor allem für Kondensatoren uno als "r.belu.v'v'llur.^on und generell zur elektrischen Isolation von auf unterschiedlicher. Potential befindlichen Stroa- oder Gnannungsleitern benutzt. Zwecks Verbesserung ihrer dielektrischen Eigenschaften werden sie mit Flüssigkeiten wie Mineralölen, Wachsen, chlorierten L-phenylverbindungen, Polyisobutylenen usv/. getränkt.

Solche Faserstoffdielektrika bestehen im allgemeinen aus mehreren einander berührenden Lagen, die entweder sämtlich aus Papier oder zum Teil aus Papier und zum andern Teil aus Kunststoffen bestehen. Das Papier besteht aus gründlich gereinigten Zelljtoffen mit hohem Alphazellulosegehalt und enthält im allgemeinen geringe Mengen an Metalloxid en, wie NgO, ZnO, PbO, GdO, TiC, Alp 0, oder ähnlichen neutralen Füllstoffen. Seine dielektrischen Eigenschaften sind von der Rohdichte in der Weise abhängig, dass mit abnehmender Rohdichte Durchschlagfestigkeit und Durchschlagsicherheit zunehmend schlechter, der Verlustfaktor aber besser wird und z.B. mit Chlordiphenyl als Tränkungsmittel bis auf I7-I8 . 10~ heruntergehen kann.

Dielektrika aus abwechselnd Papier und Folien besitzen höhere Durchschlagfestigkeit und -sicherheit und sind trotz im allgemeinen niedriger Gesamtdielektrizitätskonstante des roliennaterials dem reinen Papier wegen der günstigeren tg<f-Werte L·. bezug auf dielektrisches Verhalten überlegen.

Da aber Papier und Folie nicht materiell verbunden sind, lassen

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sich Lufteinschlusse zwischen ihnen und damit lokale

praktisch nicht vermeiden. Weitere Nachteile dieser heterogenlagigen Dielektrika bestehen darin, dass die Folien infolge der erforderlichen geringen Dicke von 2 - 5 ax m schwer handhabbar sind, mehr Fehlstellen als normaldicke Folien aufweisen, im häufigen Falle aufgedampfter Metallelektroden den durch die Papierstruktur ermöglichten Selbstheilungseffekt bei Durchschlägen stören und schliesslich die Gesamt-Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums u\ ^ dadurch z.B. bei einem Kondensator die volumetrische Kapazität entsprechend herabsetzen.

Insbesondere die Kcndhabungsschwierigkeiten dünnster Folien haben dazu geführt, drss man sie mit dem Papier als Überzug materiell vereinigte. Hierfür verwendete man im allgemeinen Lacke auf Cellulosebasis, ζ.3. solche aus Celluloseestern und -äthern. Durch die deutsche Patentschrift 9β2 274 sind fernerhin hochmolekulare Polycarbonate als elektrische Isolierstoffe bekannt geworden, die sich durch besonders günstige elektrische Eigenschaften, darunter einen Verlustfaktor von 10 , 10 , auszeichnen. Unter anderem wird auch ihre Verwendung als Überzug für Kondensatorpapiere angegeben. Bei der praktischen Erprobung von polycarbonat,überzogenen Kondensatorpapieren hat sich nun als schwerwiegender Nachteil herausgestellt, dass die Polycarbonate zwar gegen vielp übliche Tränkmittel, wie Mineralöle und Wachse, bis zu etwa 8o° hinauf ausreichend bestän- j

dig sind, aber von den vorwiegend benutzten Tränkmitteln vom Chlordiphenyltyp bereits bei Raumtemperatur so angegriffen werden, <

dass die günstigen elektrischen Ei^enrchafton, insbesondere der i

niedrige Verlustfaktor, verloren gehen. !

Die Neuerung baut auf dieser Erkenntnis auf und lehrt einen elektrischen Isolierstoff aus mit Polymerkunststoff überzogenem Papier, \ insbesondere Kondensatorpapier, dessen Kennzeichen darin uesteht, dass das Überzugsinaterial die chemische Zusammensetzung eines Polypropylens besitzt. ^::.

Dieses überzugsrnaterial weist einen dielektrischen Verlustfaktor (tgcT) vor. höchstens 10 χ 1O~ auf und beh^ält ihn praktisch auch im Kontakt mit Tränkmitteln auf Chlordipheny!basis und ist fernerhin unter fm den Papierträger verträglichen Bedingungen als Über-,·...- -aifbrlnfiöar

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• ·

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Als Papiergrundlage eignen sich alle für diesen Zweck bekannten Papiere, insbesondere solche mit Metalloxidzusätzen eingangs erwähnter Art. Sie können auch zwecks bekannter Verbesserung des Verlustfaktors nach dem Aufbringen des Überzugs und vor Tränkung mit dein Imprägniermittel der bekannten Vakuumvortrocknung unterworfen Vi erden.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand einiger Beispiele näher erläutert.

Das erfindungsgemässe Papier besitzt den für lackierte Isolierpapiere bekannten Grundaufbau gemäss beigefügter Figur >£. Es besteht also aus dem eigentlichen Papierblatt 1 und der oberseitigen Überzugsschicht 2 mit dem Erfindungsmerkmal der vorstehend näher gf-kennzeichnsten Zusammensetzung aus Polyr.ierkunststoff _s Das Überzugsmaterial durchsetzt dabei in der Regel auch noch die angrenzende Papierzone 3 in der jeweils örtlich bestehenden Porosität entsprechend unterschiedlicher Tiefe, wodurch die durch die LacK> deckschicht bereits bewirkte Erhöhung von Durchschlagfestigkeit und -sicherheit weiterhin verbessert wird. Als Faserstoffausgangsmaterial dienten sogenannte Kondensatorzellstoffe mit einem Gehalt an

	%	Zellstoff I	Zellstoff II
Alphazellulose		39,3	92,4
Asche	ppm	0,25	0,33
MgO	ppm	1 200	23
Na	ppm	β	2,1
ZnO		-	2 6 JC
Beispiel 1

Als Überzugssubstanz diente Polyprapylen, wie es von der Firma Farbwerke Höchst geliefert wird, das in bekannter Weise, siehe z.B. Ulimanns Enzyklopädie der technologischen Chemie, Band 4, Absatz 4 von unten, in J> gew.-$iger Lösung in l00°C heisserci Xylol auf 10/..a dickes A-Sacinage-Kondensatorpapier aus Zellstoff II in 1,2/um Trockendichte aufgebracht wurde. Ans aW i es send wurde das so lösungsbofeuchtete Papier einige Sekunden lang mindestens 150°

heiss kalandriert, um das Lösungsmittel zu entfernen und gleichzeitig eine verstärkte Haftung des Polypropylen an den Papierfasern zu erzielen.

Die Vierte für tgcT in Chlordiphenyl als Irnprägniermedium sind aus Tabelle I ' ersichtlich, wobei Papierprobe A die unbeschichtetc Kontrolle und Papierprobe B das polypropylenbeschichtete Papier bedeutet.

Tabelle I

_c -4 Dielektrische Verluste bei Chlordiphenyl-Imprägnierung tgo. 10

bei 13 V Atm ^_

Temperatur ⁰C Papier A Papier B

20 3^,3 2p,4

40 30,1 20,5

60 28,0 19,8

80 28,1 20,0

100 30,2 24,2

Beispiel 2

Auch in diesem Beispiel diente als Überzugssubstanz Polypropylen, und zwar in diesem Fall ein von der Firma Chemische Werke Hüls AG vertriebenes Handelsprodukt. Es wurde als etwa I95 bis 210 C heisre Schmelze etwa S - 6/um stark, z.B. mittels Antragswalze auf eine Bahn aus 11/um dickem M Satinage-Kondensatorpapier aus Zellstoff I aufgebracht, die sofort anschliessend in Sekundenschnelle so stark abgekühlt wurde, dass die Papierfasern praktisch nicht kritische Temperatur annehmen konnten.

Die Werte für tg&^lordiphenyl als Irnprägniermedium sind aus Tabelle II ersichtlich, wobei Papierprobe C die unbeschichtete Kontrolle und Papierprobe D das polypropylenbeschichtete Papier bedeutet.

Tabelle II

Dielektrische Verluste bei Chlordiphcay!-Imprägnierung tg£ . 10 bei 13 v/,um

Temperatur °C

20 40 60 80 100

Aus dem Vergleich aller Werte aus beiden Beispielen sind die überlegene^ Eigenschaften des neuerungsgemassen Verfahrens, sowohl bei Papieren verschiedener Satinagen, als auch bei unterschiedlichen Auftragsarten zu er. ennen.

Papier C	Papier* L>
24,1	8,8
22,3	7,2
21,9	6,5
22,9	8,3
26,1	9,8

Claims

Schoeller & Hoeson Gernsbach /Murgtal

Schutzanspruch

Elektrischer Isolierstoff aus mit Polymerkunststoff überzogenem Papier, insbesondere Kondensatorpapier, dadurch gekennzeichnet, dass das Überzugsmaterial die chemische Zusammensetzung eines Polypropylens besitzt.