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Papier für elektrische Zwecke Für bestimmte Anwendungsgebiete werden
elektrische Papiere benötigt, die neben ihren Isolationseigenschäften gleichzeitig
eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweiSen sollen. Beispielsweise besteht diese
Forderun- bei der Herstellung von Kabeln oder sonstigen elektrischen Leitungen,
die aus eiitst#*)ruii-stechnischen oder anderen Gründen hohe Kapazitäats-,verte
aufweisen sollen.
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Weiterhin besteht der #Vunsch.. elektrische Kondensatoren zu fertigen,
die nur an nieLlrigen Betriebsspannungen liegen. dabei . aber relativ große
Kapazität auf kleinern Raum besitzen. Zur gleichzeitigen Erfüllung dieser Bedingungen
hat man be; den zuletzt erwähnten Erzeu-nissen - bereits einla-i,-e Wickel
herges tellt oder zum Imprägtileren Dielektriken init hoher DielektrizitätSkonstante
verwendet. Auch hat nian daran gedacht, in das Imprägniermittel bzw. auf die Beläge
der Kondensatoren fein pulverisierte Stoffe hoher Dielektrizitätskonstante zu briiigen.
Das letztere Verfahren hat insbesondere den -Nachteil, (laß das unbedingt notwendige
Abstandsinatcrial die Wirksainkeit nahmen stark beeinträchtigt. t2 Es J.st weiterhin
bekanntgeworden, z. B., Titandioxyd als Imprägiiierinitiel zu verwenden,
d. h. das Titandio-xyd wird mit Wachs oder Harz vermengt und das Papier init
diesem Gemisch imprägniert. Wenn auch hierbei das Titandioxyd feinste Korngröße
aufweist, so räßi--s-icii -doch keine wesentliche Verbesserung, des Papiers in Rücksicht
auf die Dielektrizitätskonstante erzielen, da kein genügendes Eindringen des Titandioxyds
in die Poren des Papiers eintritt.
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Man hat für elektrische Zwecke bereits Papiere verwendet, die beschwert
waren. Die Herstellung solcher Papiere erfolgt bekanntz# lich unter Anwendung nachstehenden
Verfahrens.
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Die Ausgangsstoffe (Hanf-, Flachs- oder el Leinenabfälle bzw. Holzzellstoff
nach den bekannten Verfahren aufgeschlossen) werden nach dem Kochprozeß einer Zerkleinerung
und Auflockerung der Faser in inehrstufigen t' Mahlprozessen unterworfen.. wobei
dann ein Papierbrei entsteht, dessen Faser ' gelialt die für die jeweiligren
Zwecke. gün tigste Be-S II schaffenheit aufweist. Dabei 'können z. B. Papierbreie
verschiedenen 2#,fa.lilgracles ge-Nachdem der Malilprozeß iiii wesentlichen abgesolilossen
ist, wird der Stoff einem '\.rereclltiii,-sprozel.i, z. B. Bleichprozeß, unterworfen,
wobei #viederuni dem
Papierbrei die ertAorderlic#Iien Zusätze hinzu-,gefügt
werdei ' i, um_ ihm die gewünschte Be-4;chaffenheit zu "eben. - Der
Papierbrei kann dann einem weiterenMahlprozeß untervorfen werden oder aber sofort
in eine Mischzentrifuge gegeben werden, um im zweckmäßigsten Verteilungsgrad auf
die Papiermaschine ge7, geben zu werden. Auf dem Sieb der Papiermaschine -wird dann
dem Papierbrei immer;, niehr und mehr Wasser entzogen, bis schließlich darauf eine
lose zusammenhängende Bahn entsteht, die dann unter dem Einfluß der Trockenwalzen
entfeuchtet und verfestigt wird, so daß schließlich die Bahn als maschinenglattes
Papier auf der Vorratswalze aufläuft.
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innerhalb dieses Herstellungsverfahrens hat man nun die Papiere meist
für nicht elekirische Zwecke beschwert, und zwar mit Aluminiumoxyd, Kaolin, Gips,
Schwers#)a-t, Mdgnesitirnsulfa7t--iib'w'-.', wobei der Anteil des Beschwerungsmittels
sehr verschieden war und sich mehr nach äußeren JIigenschaften richtete.
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Aber man hat auch schon Papier für elektrische Zwecke durch Hinzufü-uilg
von Beschwerun 'gsstoffen zum Papierbrei beschwert. So liat man z. B. Glimmermehl
dem Papierbrei bis zur Höhe von 2o0/, zugegeben, allerdings in der I#bsicht, damit
ein besonders hoch isolierfähiges Papier zu schaffen. Eine Erhöhung der Dielektrizitätskonstante
lag dabei nicht in der Absicht des Erfinders, züimal da ja auch Isoliermaterialien
tunlich nur eine geringe Dielektrizitätskonstante aufweisen sollen, weil sonst höchst
unerwünschte Ableitungsverluste beim Betrieb i-aitWechselstrom eintreten würden.
Selbst wenn nun aber der Hersteller dieses Papiers auch Messuligin der Dielektrizitätskonstante
vorgenommen hätte, würde er einen Unterschied gegenüber dem nicht beschwerten Papier
nicht festgestellt haben. Rechnet man nämlich nach der bekannten Mischungsformel
9,2 . a -al 3 Eil
den Wert der Dielektrizitätskonstante eines
unbeschwerten und eines mit 2o'/, Glimnierinehlzusatz beschwerten Papiers aus, so
ergibt sich selbst bei Annahme von für die vorliegende Erfindung ungünstigsten Werten
eine Dielektrizitätskonstante des unbeschwerten Papiers von 3,65 und eine
Dielektrizitätskonstante des mit Glimmermehl beschwerten Papiers von 3,76.
Ein praktisch brauchbarer Erfolg ergibt sich also nach diesen, Verfahren nicht,
weil die Dielektrizitätskonstante der Papierfaser, die nach neuesten Messun,glen
mit ungefähr 5,62 e-iII7USetZeil ist, sich von der Dielektrizitätskonstante
des Glininiers, die ungefähr bei 7 liegt, zU wenig unterscheidet.
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J-Erfindungsgemäß -wird nun für elektrische Zwecke, bei welchen die
Schaffung hoher -Kapazitätswerte ist, das Papier bei seiner Herstellung durch Hinzufügunvon
mindestens iol/0 nicht leitender Stoffe mit einer Dielektrizitätskonstante über
:2o zum Papierbrei beschwert. Der Anteil der Beschwerungsmittel ist hierbei auf
das Papiergewicht bezogen. Als besonders wirksa.in hat es sich hierbei herausgestellt,
Beschwerungsmittel extrem hoher Dielektrizitätskonstante zu verwenden, wie Bleistilfat,
Bleicarbonat., Titandioxyd usw., also Stoffe, bei denen die Dielektrizitätskonstante
weit größer als 20 ist.
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Stellt trian nach diesem erfiliduli-,;,#eni#-ißeii Verfahren Papiere
her, so stellt inan beispielsweise an einem Kondensator, der aus diesen Papieren
gewickelt ist und der mit einem Imprägniermittel einer Dielektrizitätskonstante
von 5 imprägniert ist, eine Dielektrizitätskonstante von 7- '54 fest,
was gegenüber dein gleichen Kondensator, mit dein gleichen, aber nicht beschwerten
Papier auf- e baut. der eine Dielektrizitätskonstante von 5,45 zeigt, eine Verbesserung
der Dielektrizitätskonstante und damit der Kapazitätsausbeute von 38,5 lf"
bedeutet.