DE767595C

DE767595C - Verfahren zur Herstellung metallisierter dielektrischer Stoffe, insbesondere Papier, fuer die Herstellung von sogenannten selbst-ausheilenden Kondensatoren, deren Metallbelag durch ein Vakuum-verfahren aufgebracht wird

Info

Publication number: DE767595C
Application number: DEB175287D
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1936-08-25
Filing date: 1936-08-25
Publication date: 1952-11-24
Also published as: BE422810A; FR825846A; DE870430C; BE445750A

Description

Verfahren zur Herstellung metallisierter dielektrischer Stoffe, insbesondere Papier, für die Herstellung von sogenannten selbstausheilenden Kondensatoren, deren Metallbelag durch ein Vakuumverfahren aufgebracht wird Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung metallisierter dielektriscner Stoffe, insbesondere Papier, für die Hers.tellüng von sogenannten selbstaus:heilienden Kondensatoren, deren Metallbelag wach. einem Vakuumverfahren,- z. B. durch Kathodenzenstäubung oder durdh Metallbedampfung, aufgebracht ist. Es. hat siiclh gezeigt, da,ß ein in dieser Weise nretaällisiertes Dielektrikum, insbesondere dann, wenn es sich: um ein mit Poren belhaftebes- Dielektrikum, wie Papier. handelt, nach der Metallisierung einen geringeren Isolationswiderstand besitzt als vor der Metal.lisierung, Urn diese Nachteile zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung auf das für die Herstellung von sogenannten sel!bs:tausheilernden Kondensatoren verwendete Dielektrikum vor der Metaltlisierung ein: dünner isolierender Überzug au£geibrach.t, der die Poren und Vertiefungen des Dielektrikums ausfüllt. Auf diesen Überzug wird dann bei der nachfolgenden Metallisierung im Vakuum die Metallschicht niedergeschlagen, die entsprechend der glatten Oberfläche des Überzugs einen Metallbelag ergibt. der keine sich in da; Dielektrikum hinein erstreckende Vorsp riinge besitzt.
Die Erfindung liest nichts zu tun mit der Bereits bekannten Tatsache, daß beim Aufwalzen. von @leta.llpulver auf Papier d.ie Metallteilzhen in das Papier eindringen und dadurch Spitzen bilden, die zu Störungen Anlaß Sehen können. Sie beruht vielmehr auf der Erkenntnis, daß Störungen bei im Vakuum metallisiertem Papier dadurch entstehen können. daß der 1letalllielag sich auf den nach außen frei liegenden Wandungen der Poren und Vertiefungen des Papiers niederschlägt und dadurch metallische Spitzen bildet. Aucii mit dem bekannten nachträglichen Überlackieren von Metallschichten zur Erzielung eines hohen Glanzes und mit der Verwendung von gepreßtem Papier als Grundstoff zum glichen Zweck hat der Erfindungsgedanke nichts gemein. Durch die l,.-2iden .-nannten Maßnahmen wird die Bildung feinster 'Metallspitzen im Papier nicht verhindert.
Es ist außerdem bereits bekanntgeworden, da?) man zur Erzielung besonderer optischer Wirkungen bei der Meta.llisierung von Papier in der Weise vorgeht. daß man auf das Papier zunächst einen Lacküberzug aufbringt und dann auf diesen Überzug .erst die :lletallscliiciit nach einem Vakuumverfahren niederschlägt. Die besondere Eignung auf derartige Weise hergestellter Papiere als Kondensatorbauteile konnte indessen aus den diese Verfahren beschreibenden Literararste11en nichtentnommen werden, noch konnte die Verwendung der so hergestellten metallisierten Papiere zu Kondensatorzwecken dadurch nahegelegt «-erden. Es sollten mit dem bekannten Verfahren stets nur ein besonders schöner Glanz, schöne Effekte und schöne Wirkungen erreicht werden.
In der Abbildung ist als Ausführungsbeispiel ein nach dem erfindungsgemäßen '"erfahren behandeltes Kondensatorpapier im Schnitt und in sehr starker Vergrößerung dargestellt. 'Mit a- ist das Papier, mit b der Überzug und mit c die aufgedainpft° 'Metallschicht bezeichnet. Die 'C'berzugs.sciiic°nt h ist nur einseitig auf das Papier aufgebracht, damit das Papier bei dem später folgenden Tränkungsprozeß die in ihm enthaltenen Luft-und Wasserreste abgeben kann.
Als Werkstoff für die Überzugsschicht kommen insbesondere Lacke in Frage. Legt man: besonderen. Wert auf die elastischen Eigenschaften der überzugsschicht, so kann man auch für die Überzu-schicht Polvmerisationsprodukte von Acrvlsiitireestern verwenden.
Es ist z@t-eclcmäl'@ig. den Lack in nicht zu diinnflüssigem Zustand aufzubringen, da sollst üher den Vertiefungen und Poren des Papiers durch dieVerdunsttt_i;g des Lack:ösun@smittel; leicht Einsenkungen in der Lacksc?iiclit entst :gen, so daß dann trotzdem die aufgel>raclite 1letalisciiicht in diesen Einsenkungen Vorsprünge bildet. Man Bringt deshalb (.en Lackvorteilhaft in zähflüssigem Zustand auf. Aus dem -leichetl Jande kann man (lern Lack au, h seile fein gemah'-ene Füllstoffe t Pigmente) Ii@imiscllen, z. B. Ouarzitielil «l. d,-l. Hierdurch wird derGelia1t an verdunstendem Lacklöstiitgsmittel von vornherein 'herabgesetzt: Im aihenleinen genugt es, (km Lack durch einfaches Aufstreichen ülxr das Isolierstoffband zu verteilen: unter L-in#tändeti kann es jedoch zweckmäl:@ig sein, die Überzu`gsschicht in sehr feiner Verteiiting aufzustäuben. so <iaß sie sofort in die kleinen Poren eindringt. Eine so feine Zerstäubung kann man beispielsweise dadurch erreichen, daß man den Lberzugsstoff unter Druck setzt und durch eine Düse ausstäubt. Sehr feine Verteilungen erhält man bei Drücken über 5o oder ioo, beispielsweise i5o Atin. und stoß-,veisein Ausstäuben des L'herzugssto$es aus der Düse. Hierbei wird der Überzugsstoff unmittelbar unter Druck gesetzt und durch einen Pumpenkolben aus der Düse ausgestoßen. Die Verwendung von Druckluft für das Aufstäuben hat demgegenüber den Nachteil, daß sich die Luft mit dem Ü lierzugsstott mischt und hierdurch > Tnregelmäßigkeiten in der @'l@erzu@@sschicht erzeugt werden.
Die Lackschic:it wird mö<gliclist dünn in einer Stärke von weniger als 2 # i o--3 mm, insbesondere i - io-3 mm oder weniger aufgebracilt, um eine wesentliche Zunahme der Dicke des Dielel@trikums zu vermeiden. Die angegebenen Sciiichtstärlken verursachen eine Dicl;enztinalime von liöcl-steti: 2o %. insbesondere ioo/o oder weniger.
Versuche. haben gezei-t. daß durch das Verfahren nach der Erfindung der Isolationswert von aus metallisiertem Papier hergestellten Kondensatoren ganz erhehlica gesteigert werden kann. E: ist auf diese Weise möglich, Kondensatoren zu bauen, die außer dem metallisierten Papier keine weiteren Isolationszwisclienlagen besitzen. bei denen also das die 'Metallschicht tragende Papier das einzige Dielektrikum darstellt.
Besonders vorteilhaft ist das angegebene Verfahren auch. bei der Verwendung von Kondensatorpapieren, die in bekannter Weise mit einem Füllmittel zur 'Steigerung der Dielektrizitätskonstante beschwert sind, beispielsweise mit Titanweiß, Calciumcarbona.t, Rutil oder ähnlichen Stoffen. Unter Beschwerung ist ,hiierbei .das Beimischendes, Füllmittels zu den Papierfas:ern bei der Papierherstellung zu verstehen. Die Beschwerung eines Papiers mit derartigen Füllmitteln hat an sich eine semr bemerkliche Verschlechterung der elektrischen: Eigenschaften des Papiers zur Folge. Überzieht m,ani jedoch ein solches Papier nach dem Verfahren gemäß der Erfindün:g, so kann die Durchsclhl-agsfesti.glceit und der Isolationswiderstand wieder ganz erheblich gesteigert werden. Auf diese Weise ist es sogar möglich, Papiere zu verwenden, denen, bis, zu 40°/0 Füllmittel zugesetzt ist und die infolgedessen eine sehr hohe Dielektrizitätsikonstante besitzen.
Es ist besonders vorteilhaft, die Metallschicht auf .der überzugsschich,t in einer Stärke aufzubringen, die o,oo2 oder o,ooi mm nicht überschreitet, beispielsweise in der Stärke von, o,oooi mm. Hierdurch wird bekanntlich erreicht, d@aß bei einem Durchschlag die Metaller!hicht in einem Bereich. verschwindet, der größer ist als das Durchs,chlagsloch im Dielektrikum, wodurch der beim Durchschlag entstehende Kurzschluß selbsttätig unterbrochen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung meta,ll:isierter diefiektrischer Stoffe, insbesondere Papier, für die Herstellung von sogenannten selbstausheilenden Kondensatoren, deren Metallbelag durch ein Vakuumverfahren aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf den dielektrischen Stoff zunächst ein isolierender Überzug aufgebracht wird, der die Poren und Vertiefungen an der Oberfläche desi di,elektriechen Stoffes ausfüllt, und, d:aß dann auf diesen. Überzug die MetalIschicht mach einem Vakuumverfahren niedergeschlagen wird.
2. Verfahren nach An@spruc!h i, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum nur einseitig überzogen und metaglisiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch. i oder 2, dadurch. gekennzeichnet, daß für den überzug ein Lack verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennveichnet, daß für den Überzug ein mit Füllmittelndurchsetzter Lack verwendet wird.
5. Verfahrnen nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug auf das Diegektrikum in bei Raumtemperatur zähflüssigem Zustand aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzugsstoff unter Druck gesetzt und durch. eine Düse in feiner Verteilung auf das Dielektrikum aufgestäubt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet"daß der Überzu.gsstoff zum Aufstäuben unter Anwendung von Drücken über 5o Atm. stoßweise aus einer Düse ausgestäubt wird. B.
Elektrischer Kondensator, zu dessen Aufbau ein! nach dem Verfahren gemäß Anspruch i oder einem der folgenden behandeltes metallisiertes Die lektrikum verwendet wird.
9. Kondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Die:lektrikum aus einem mit Füllmitteln hoher Dielektrizitätskons.tante versehenen Papier besteht. io. Kondensator nach Anspruch8oder9, .dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierung eine Dicke von etwa 0,000i mm besitzt. ZurAbgrenzung,des. Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen; worden: Deutsche Patentschriften Nr. 2o,6 60o, 556 684, 632 305; britische Patentschriften Nr. 340 99i, 5583 v. J. 1914; französische Patentschrift Nr. 7i9 958; Wochenblatt für Papierfabrikation 1936, Nr. 12, S. 222 bis 224; Kolloid-Zeits.chrift 1932, B.d. 61, Heft 2, S. 217 und 218.