Verfahren zur Herstellung einer biegsamen, isolierstoffüberzogenen
Metallfolie, insbesondere für Wickelkondensatoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung einer biegsamen, isolierstoffüberzogenen Metallfolie, insbesondere
für Wickelkondensatoren. Bei den bisher bekannten Kondensatorfolien dieser Art besteht
der Isolierstoff im allgemeinen aus einer dünnen, lackartigen Schicht eines organischen
Stoffes oder Kunststoffes, wie Leinöl, Paraffin, Cellulose, Polystyrol od. dgl.
Aufgabe der Erfindung ist es, an Stelle derartiger stark temperaturempfindlicher
Isolierstoffschichten eine dünne zusammenhängende Email- oder Glasurschicht aufzubringen,
die so dünn ist, daß sie beim Biegen der Metallfolie nicht bricht.Process for the production of a flexible, insulating material-coated
Metal foil, in particular for wound capacitors The invention relates to a method
for the production of a flexible metal foil coated with insulating material, in particular
for wound capacitors. In the case of the previously known capacitor foils of this type, there is
the insulating material generally consists of a thin, lacquer-like layer of an organic material
Substance or plastic, such as linseed oil, paraffin, cellulose, polystyrene or the like.
The object of the invention is, instead of such a highly temperature-sensitive
Apply a thin, continuous layer of enamel or glaze to insulating layers,
which is so thin that it does not break when the metal foil is bent.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Metallfolie zunächst sehr
fein aufgerauht und/oder auf ihrer Oberfläche mit einer genügend dicken, jedoch
sehr dünnen, aus einem Umsetzungsprodukt des Metalls bestehenden Schicht versehen
und danach mit einer sehr dünnen Email- oder Glasurschicht überzogen wird, deren
Schmelz- oder Sintertemperatur unter der des Metalls der Folie liegt. Ohne derartige
Maßnahmen ist nämlich das Aufbringen einer zusammenhängenden, sehr dünnen Email-
oder ,Glasurschicht auf glatte Metallfolien praktisch nicht möglich, weil sich beim
Niederschmelzen der Glasschicht tropfenförmige Inseln auf der Oberfläche der Metallfolie
bilden und ein großer Teil der Oberfläche der Folie unbeglast bleibt. Selbst bei
Verwendung von Aluminiumfolien, die praktisch stets mit einer dünnen natürlichen
Oxydhaut überzogen sind, gelingt es nicht, die gewünschte dünne Glasurschicht aufzubringen.
Geht man statt dessen in der erfindungsgemäßen Weise vor, rauht also die Oberfläche
der zu überziehenden Metallfolie genügend stark, aber fein auf oder bringt auf ihr
eine genügend dicke,
aber sehr dünne Oxydschicht auf, wie dies z.
B. bei Metallfolien für die Anoden von Elektrolytkondensatoren an sich bekannt und
üblich ist, dann entsteht auf der Metallfolie der gewünschte dünne zusammenhängende
Film, der insbesondere auch die bei der Herstellung von Wickelkondensatoren auftretenden
mechanischen Beanspruchungen der Folie aushält, ohne daß Sprünge od. dgl. in der
Email- oder Glasurschicht entstehen, die die Schicht elektrisch unbrauchbar machen.This object is achieved in that the metal foil is initially very
finely roughened and / or on their surface with a sufficiently thick, however
very thin layer consisting of a reaction product of the metal
and then covered with a very thin layer of enamel or glaze, whose
The melting or sintering temperature is below that of the metal of the foil. Without such
Measure is namely the application of a coherent, very thin enamel
or, a glaze layer on smooth metal foils is practically impossible because the
Melting down of the glass layer teardrop-shaped islands on the surface of the metal foil
form and a large part of the surface of the film remains unglazed. Even at
Use of aluminum foils, which are practically always with a thin natural
Oxide skin are covered, it is not possible to apply the desired thin glaze layer.
If one proceeds instead in the manner according to the invention, the surface roughened
the metal foil to be coated is sufficiently strong, but finely applied, or brings on it
a sufficiently thick one
but very thin oxide layer on, as z.
B. with metal foils for the anodes of electrolytic capacitors and known per se
is common, then the desired thin coherent is created on the metal foil
Film, especially those that occur in the manufacture of wound capacitors
The film withstands mechanical stresses without cracks or the like in the
Enamel or glaze layers are created, which make the layer electrically unusable.
Die Vorgänge beim Entstehen einer derart dünnen zusammenhängenden
Glasurschicht auf der Metallfolie sind noch nicht bis in die letzten Einzelheiten
geklärt. Immerhin kann gesagt werden, daß z. B. bei der feinen Aufrauhung der Oberfläche
der. Metallfolie die hierbei entstehenden feinen Vertiefungen kapillarartig den
Glasfluß auf der Metallfolie festhalten und dadurch die obengenannte Inselbildung
verhindern. Bei der Verwendung von an ihrer Oberfläche z. B. oxydierten Metallfolien
spielen sich wahrscheinlich ähnliche Vorgänge ab, jedoch scheint hierbei auch die
Tatsache mitzuwirken, daß der Glasfluß eine chemische Verbindung mit dem Umsetzungsprodukt
auf der Metallfolie eingeht, insbesondere dann, wenn man z. B. auf einer oxydierten
Aluminiumfolie einen borsäurehaltigen Glasfluß ver@vendet.The processes involved in the creation of such a thin, coherent one
The glaze layer on the metal foil is not yet down to the last detail
clarified. At least it can be said that z. B. in the fine roughening of the surface
the. Metal foil the resulting fine depressions like a capillary
Hold the glass flux on the metal foil and thereby the above-mentioned island formation
impede. When using z. B. oxidized metal foils
Similar processes are probably taking place, but here also appears to be the
Contribute to the fact that the glass flux has a chemical bond with the reaction product
is received on the metal foil, especially if you z. B. on an oxidized
Aluminum foil uses a boric acid-containing glass flux.
Die zulässige Dicke des glasigen Films auf. der Folie ist natürlich
von der verwendeten Glassorte abhängig, beträgt aber höchstens nur wenige ,u. Gemäß
der Erfindung muß daher die verwendete Aufrauhung sehr fein gewählt sein. Es empfiehlt
sich deshalb vor allem die sogenannte chemische, insbesondere die elektrochemische
Atzung der Metallfolie, da sie gegenüber der mechanischen Aüfrauhung, z. B. durch
Sandstrahlung, eine besonders feine und trotzdem genügend starke Aufrauhung der
Oberfläche der Metallfolie gestattet. Vorteilhaft ist auch die Verwendung von niedrigschmelzenden
Gläsern, weil bei ihnen schon ein einwandfreier Glasfluß entsteht, bevor das aufgerauhte
Metall der Folie zu schmelzen oder weich zu werden beginnt. Hierfür haben sich borsäurehaltige
Gläser in Versuchen als sehr geeignet erwiesen.The permissible thickness of the glassy film on. the slide is natural
depends on the type of glass used, but is at most only a few, u. According to
According to the invention, the roughening used must therefore be selected very finely. It recommends
therefore above all the so-called chemical, especially the electrochemical
Etching of the metal foil, since it is compared to the mechanical Aüfrauhung, z. B. by
Sandblasting, a particularly fine and nevertheless sufficiently strong roughening of the
Surface of the metal foil permitted. The use of low melting points is also advantageous
Glasses, because they produce a perfect glass flow before the roughened one
Metal of the foil begins to melt or soften. For this purpose, boric acid
Glasses proved to be very suitable in tests.
Bei der Fertigung von Kondensatoren aus in dieser Weise hergestellten
Folien wird zweckmäßig die Metallfolie beidseitig in der erfindungsgemäßen Weise
mit der Glasurschicht versehen. Es empfiehlt sich außerdem, als Gegenbelegung zu
der die eine Belegung des Kondensators bildenden Metallfolie auf die Glasurschicht,
zweckmäßig ebenfalls beidseitig eine dünne Metallschicht insbesondere thermisch
aufzudampfen. Durch Aufwickeln .einer solchen Folie und Kontaktierung der Belegungen
erhält man dann einen billigen, hochtemperaturfesten Kondensator großer Raumkapazität,
der auch die sehr vorteilhaften Eigenschaften des Glasdielektrikums, vor allem den
geringen Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstante besitzt. Die durch
die Erfindung ermöglichten außerordentlich dünnen zusammenhängenden Glasschichten
ermöglichen es auch, verhältnismäßig große Kapazitäten in kleinem Volumen unterzubringen.In the manufacture of capacitors from manufactured in this way
Foils is expediently the metal foil on both sides in the manner according to the invention
provided with the glaze layer. It is also advisable to use as a counter occupancy
the metal foil that forms a layer of the capacitor on the glaze layer,
also expediently a thin metal layer on both sides, in particular thermally
to evaporate. By winding up such a film and making contact with the assignments
you then get a cheap, high-temperature-resistant condenser with a large capacity,
which also the very advantageous properties of the glass dielectric, especially the
has a low temperature coefficient of dielectric constant. By
the invention made extremely thin coherent layers of glass possible
also make it possible to accommodate relatively large capacities in small volumes.
,Ein Ausführungsbeispiel @ einer erfindungsgemäßen für die Herstellung
von Wickelkondensatoren besonders geeigneten Folie, die zudem eine Stirnkontaktierung
des aus ihr hergestellten Wickels in der. bei Wickelkondensatoren üblichen Weise
gestattet, zeigt die Fig. i im Querschnitt. In ihr ist i eine Aluminiumfolie, die
beidseitig mit den beiden Glasur- oder Emailschichten 2 versehen ist. Diese Schichten
verdecken im gezeigten Ausführungsbeispiel die ganze breite Oberfläche der Metallfolie
i. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, vorher bestimmte Teile der Oberfläche, z.
B. den rechten Rand der Aluminiumfolie, von der Glasurschicht freizulassen. Auf
die beiden Dielektrikumschichten 2 werden nun unter Freilassung des rechten Randes
der Dielektrikumschichten zwei Metallbelegungen 3 aufgebracht, z. B. aufgedampft.
Wichtig ist es, hierbei zu beachten, daß die für den Kondensator verwendete Folie
mindestens einen von der Glasurschicht freien Rand besitzt, wie dies z. B. in der
Figur rechts gezeigt ist. Dieser Rand kann dann nämlich nach Herstellung des Wickels
aus der gezeigten Folie in der bei Wickelkondensatoren üblichen Weise stirnkontaktiert
werden (s. Fig.2). Die Kontaktierung der Belegungen 3 auf der anderen Stirnseite
des Wickelkondensators ist nicht ohne weiteres möglich, da beim Aufbringen des Stirnkontaktmetalls
auf den Wickelkondensator dieses nicht nur mit den Belegungen 3, sondern auch mit
der linken Kante der Aluminiumfolie i Kontakt geben und somit den Kondensator kurzschließen
würde. Um trotzdem die Stirnkontaktierung zu ermöglichen, wird gemäß der weiteren
Erfindung vorgeschlagen, den mit 4 bezeichneten Teil der Metallfolie zwischen den
beiden 'Glasurschichten 2 auf chemischem, z. B. elektrolytischem Wege herauszulösen
oder ihn in eine nichtleitende Metallverbindung umzuwandeln. Bringt man jetzt auf
den Wickelkondensator die metallische Stirnkontaktschicht auf, dann kann sie in
die schmalen, durch Herauslösen des Teiles 4 entstandenen Zwischenräume nicht eindringen,
oder sie liegt auf dem nichtleitenden Umsetzungsprodukt 4 der Metallfolie i auf
und ist auf diese :Weise gegen die Folie i- isoliert. In beiden Fällen ist der Kurzschluß
des ,Kondensators vermieden. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Kondensators
zeigt in schematischer Form die Fig. 2, in der der aus Folien gemäß i hergestellte
Wickel niit 6 bezeichnet ist, auf den in an sich bei Wickelkondensatoren bekannter
Weise die beiden Stirnkontaktflächen 7 und 8 aufgebracht sind. Die Stirnkontaktfläche
7 steht also mit den Belegungen 3 der Folie gemäß Fig. i in Verbindung, die Stirnkontaktfläche
8 mit der Folie i. An die Stirnkontaktflächen 7 und 8 werden dann in üblicher Weise
je eine oder mehrere Kontaktzuführungen 9, io angelötet., An embodiment @ an inventive for the production
of wound capacitors particularly suitable film, which also has a front contact
of the winding made from it in the. the usual way for wound capacitors
allowed, Fig. i shows in cross section. In it i is an aluminum foil that
is provided on both sides with the two glaze or enamel layers 2. These layers
cover the entire wide surface of the metal foil in the embodiment shown
i. It is, however, easily possible to use certain parts of the surface beforehand, e.g.
B. the right edge of the aluminum foil to leave free from the glaze layer. on
the two dielectric layers 2 are now leaving the right edge free
the dielectric layers applied two metal coverings 3, z. B. vaporized.
It is important to note that the foil used for the capacitor
has at least one edge free of the glaze layer, as shown, for. B. in the
Figure shown on the right. This edge can then namely after production of the roll
from the foil shown end-to-end contact in the usual way with wound capacitors
(see Fig. 2). The contacting of the assignments 3 on the other end face
of the wound capacitor is not easily possible, since when applying the end contact metal
on the winding capacitor this not only with the assignments 3, but also with
the left edge of the aluminum foil i make contact and thus short-circuit the capacitor
would. In order to still enable the frontal contact, according to the further
Invention proposed the designated 4 part of the metal foil between the
two 'glaze layers 2 on chemical, e.g. B. to dissolve electrolytically
or convert it to a non-conductive metal compound. You bring up now
the wound capacitor on the metallic front contact layer, then it can be in
the narrow spaces created by detaching part 4 do not penetrate,
or it rests on the non-conductive reaction product 4 of the metal foil i
and is in this way i- insulated from the foil. In both cases the short circuit is
of the capacitor avoided. An embodiment of such a capacitor
shows in schematic form FIG. 2, in which the one produced from foils according to i
Winding niit 6 is referred to, on which in itself known in wound capacitors
Way, the two end contact surfaces 7 and 8 are applied. The front contact area
7 is therefore connected to the coverings 3 of the film according to FIG
8 with the foil i. At the end contact surfaces 7 and 8 are then in the usual way
one or more contact leads 9, io soldered on.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die geschilderten Ausführungsbeispiele
beschränkt; insbesondere können z. B. auch nur einseitig emaillierte
Metallfolien
für die Kondensatorherstellung verwendet werden. Auch die Kontaktierung der Kondensatorbelegungen
kann in anderer Weise erfolgen, ohne daß dabei der Erfindungsgedanke verlassen wird.
Wesentlich ist vor allem die eingangs angegebene Vorbehandlung der Metallfolie vor
Aufbringen der Email- oder Glasurschicht, wobei die Schmelz- bzw. Sintertemperatur
des verwendeten Glasmaterials unter der des Metalls der Folie liegt.The invention is of course not limited to the exemplary embodiments described
limited; in particular, z. B. enamelled only on one side
Metal foils
used for capacitor manufacture. Also the contacting of the capacitor assignments
can be done in other ways without departing from the inventive concept.
Above all, the pretreatment of the metal foil specified at the beginning is essential
Application of the enamel or glaze layer, with the melting or sintering temperature
of the glass material used is below that of the metal of the foil.