FR2671659A1 - Metallised polypropylene film for capacitors and capacitors thus formed - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne le domaine des films
métallisés en polypropylène pour la fabrication de condensateurs et les
condensateurs ainsi obtenus.The present invention relates to the field of films
metallized polypropylene for the manufacture of capacitors and
capacitors thus obtained.
De nombreux films métallisés en polypropylène ont déjà été
proposés.Many metallized polypropylene films have already been
proposed.
La présente invention a pour but de proposer un nouveau film
métallisé en polypropylène présentant une régularité d'épaisseur amélio
rée. Elle a aussi pour but de proposer un nouveau film de polypropylène
métallisé qui permette d'améliorer la stabilité de capacité des condensa
teurs formés avec celui-ci.The object of the present invention is to provide a new film
metallized polypropylene with improved thickness regularity
ree. It also aims to offer a new polypropylene film
metallized which improves the capacitance stability of the condensate
teurs trained with it.
On sait en effet que les phénomènes de claquage-autorégéné
ration, qui participent à la perte de capacité des condensateurs sous champ
électrique, dépendent essentiellement de la régularité d'épaisseur des films
diélectriques utilisés.We know in fact that the breakdown-self-regeneration phenomena
ration, which participate in the loss of capacitance of field capacitors
electric, depend essentially on the regularity of thickness of the films
dielectrics used.
Un but auxiliaire de la présente invention est de proposer un
nouveau film métallisé en polypropylène dont la vitesse de fabrication est augmentée.An auxiliary object of the present invention is to provide a
new metallized polypropylene film whose production speed is increased.
Ces buts sont atteints selon la présente invention grâce à un film métallisé réalisé à l'aide d'un polypropylène présentant une complaisance en fluage inférieure à lxl0~4Pa~l(lxl0~5cm2/dyne) dans les conditions de mesures définies ci-après. These goals are achieved according to the present invention thanks to a metallized film produced using a polypropylene having a creep compliance less than lxl0 ~ 4Pa ~ l (lxl0 ~ 5cm2 / dyne) under the measurement conditions defined below .
A la connaissance de la demanderesse, la totalité des films en polypropylène jusqu'ici utilisés pour la fabrication des condensateurs est formée à partir de matières présentant une large répartition des masses moléculaires, ce qui est favorable à l'étirabilité des films minces par le procédé de biétirage. La complaisance en fluage définit cette répartition moléculaire. Elle est habituellement supérieure à lx10 4Pa l(lx10 5cm2/ dyne), typiquement comprise entre 1,2xl0~4Pa~l et 2xl0~4Pa~l(1,2x 10 5cm2/dyne et 2xl0~5cm2/dyne) dans les conditions de mesures définies ci-dessous.Selon l'invention, il a été constaté après de nombreuses études et essais et de façon a priori surprenante que les polypropylènes présentant une complaisance en fluage inférieure à lxl0~4Pa~l(lxl0~5cm2/dyne) permettaient d'améliorer nettement la stabilité en capacité des condensateurs. To the knowledge of the Applicant, all of the polypropylene films hitherto used for the manufacture of capacitors are formed from materials exhibiting a wide distribution of molecular masses, which is favorable to the stretchability of thin films by the process. of bi-stretching. Creep compliance defines this molecular distribution. It is usually greater than lx10 4Pa l (lx10 5cm2 / dyne), typically between 1.2xl0 ~ 4Pa ~ l and 2xl0 ~ 4Pa ~ l (1.2x 10 5cm2 / dyne and 2xl0 ~ 5cm2 / dyne) under the conditions of measures defined below. According to the invention, it was found after numerous studies and tests and a priori surprisingly that the polypropylenes having a creep compliance less than lxl0 ~ 4Pa ~ l (lxl0 ~ 5cm2 / dyne) allowed to significantly improve the capacitance stability of the capacitors.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les polypropylènes utilisés présentent une complaisance en fluage comprise entre 0,1x10 -4 4Pa 1 et 0,99x10 4Pa 1 (0,1x10 5cm2/dyne et 0,99x10-5cm2/dyne). According to another advantageous characteristic of the present invention, the polypropylenes used exhibit a creep compliance of between 0.1x10 -4 4Pa 1 and 0.99x10 4Pa 1 (0.1x10 5cm2 / dyne and 0.99x10-5cm2 / dyne).
La complaisance en fluage des polypropylènes utilisés est très avantageusement de l'ordre de 0,5x10 4Pa 1(0,5x10 5cm2/dyne). The creep compliance of the polypropylenes used is very advantageously of the order of 0.5x10 4Pa 1 (0.5x10 5cm2 / dyne).
D'autres paramètres seront précisés par la suite pour caractériser les films conformes à la présente invention. Other parameters will be specified below in order to characterize the films in accordance with the present invention.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 représente une vue schématique en coupe de deux films en polypropylène métallisés conforme à la présente invention susceptibles de former un condensateur, - la figure 2 représente schématiquement la répartition des masses moléculaires du polypropylène, - la figure 3 représente les variations de capacité de condensateurs obtenues pour diverses résistances de métallisation à l'aide, d'une part de films métallisés en polypropylène conforme à la présente invention et, d'autre part de films métallises en polypropylène classique, - la figure 4 représente des courbes similaires illustrant la variation de capacité de condensateurs, en fonction de diverses résistances de métallisation, obtenues respectivement, à l'aide de films métallisés en polypropylène conforme à la présente invention et de films métallisés en polypropylène classique, dans des conditions de vieillissement différentes de la figure 3. Other characteristics, aims and advantages of the present invention will become apparent on reading the detailed description which follows and with reference to the appended drawings given by way of nonlimiting examples and in which FIG. 1 represents a schematic view in section. of two metallized polypropylene films in accordance with the present invention capable of forming a capacitor, - Figure 2 shows schematically the distribution of the molecular weights of polypropylene, - Figure 3 shows the variations in capacitance of capacitors obtained for various metallization resistors at l 'using, on the one hand, metallized polypropylene films in accordance with the present invention and, on the other hand, metallized films in conventional polypropylene, FIG. 4 represents similar curves illustrating the variation in capacitance of capacitors, as a function of various metallization resistances, obtained respectively, using metallized films of polypropylene c onform to the present invention and metallized films in conventional polypropylene, under aging conditions different from Figure 3.
Sur la figure 1 sont présentés deux films métallisés en polypropylène 10, 20, susceptibles de former un condensateur. In Figure 1 are shown two metallized polypropylene films 10, 20, capable of forming a capacitor.
Plus précisément, chacun des films 10, 20 comprend un film diélectrique en polypropylène 12, 22 recouvert d'une couche métallique 14, 24, sur l'une de ses faces. More precisely, each of the films 10, 20 comprises a dielectric polypropylene film 12, 22 covered with a metal layer 14, 24, on one of its faces.
La présente invention porte essentiellement sur la nature du polypropylène utilisé pour fabriquer les films diélectriques 12, 22. The present invention relates essentially to the nature of the polypropylene used to manufacture the dielectric films 12, 22.
La métallisation 14, 24 utilisée peut quant à elle être formée de tous matériaux connus de l'homme de l'art et selon toute technique connue de celui-ci. The metallization 14, 24 used can for its part be formed from any materials known to those skilled in the art and according to any technique known to the latter.
Il peut s'agir par exemple d'un revêtement en aluminium ou en zinc, ou encore d'un revêtement comprenant plusieurs couches superposées de métaux ou alliages conducteurs électriquement. It may for example be a coating of aluminum or zinc, or else a coating comprising several superimposed layers of electrically conductive metals or alloys.
Toutes ces dispositions concernant la métallisation sont connues de l'homme de l'art et ne seront donc pas décrites plus en détail par la suite. All these arrangements relating to metallization are known to those skilled in the art and will therefore not be described in more detail below.
On notera également que si selon le mode de réalisation représenté sur la figure I, les films diélectriques en polypropylène 12, 22 ne sont métallisés que sur une seule de leurs faces principales, on peut bien entendu envisager pour réaliser les condensateurs, de métalliser les films diélectriques 12, 22 sur leurs deux faces. It will also be noted that if, according to the embodiment shown in FIG. I, the dielectric polypropylene films 12, 22 are metallized only on one of their main faces, it is of course possible to envisage, in order to produce the capacitors, to metallize the films. dielectrics 12, 22 on both sides.
Cette technologie est également bien connue de l'homme de l'art. This technology is also well known to those skilled in the art.
Les condensateurs peuvent être formés par empilement ou enroulement de deux films métallisés 10, 20 de façon connue en soi. The capacitors can be formed by stacking or winding two metallized films 10, 20 in a manner known per se.
Après de nombreuses études et essais, la Demanderesse a déterminé que les propriétés des condensateurs, en particulier leur stabilité en capacité, pouvaient être améliorées en utilisant des polypropylènes non employés jusqu'ici dans le domaine de la fabrication des condensateurs. After numerous studies and tests, the Applicant has determined that the properties of capacitors, in particular their stability in capacitance, could be improved by using polypropylenes not used hitherto in the field of manufacturing capacitors.
Plus précisément, comme indiqué précédemment, la Demanderesse a déterminé que les polypropylènes appropriés pouvaient être caractérisés principalement par la complaisance en fluage. Cependant, la
Demanderesse a également déterminé que des polypropylènes appropriés pouvaient être caractérisés par des paramètres additionnels tels que le taux de cisaillement critique, l'indice de fluidité, la masse moléculaire et la viscosité de la matière.More precisely, as indicated above, the Applicant has determined that the suitable polypropylenes could be characterized mainly by the creep compliance. However, the
Applicant has also determined that suitable polypropylenes can be characterized by additional parameters such as critical shear rate, melt index, molecular weight and viscosity of the material.
On va préciser par la suite ces différents paramètres. These various parameters will be specified later.
COMPLAISANCE EN FLUAGE.COMPLAISANCE IN CREEP.
La complaisance en fluage est bien connue des spécialistes de l'industrie des plastiques. Elle est définie comme suit dans l'ouvrage "Rheometer for molten plastics" de J.M. DEALY - Editions VAN NOSTRAND
REINHOLD COMP - Chapitre 2. Voir aussi : "On line viscoelaslic measurements for polymer melt processes" by Zeichner Hercules and
Mascosko-University of
Minnesota, Society of Plastic Engineers annual technical conference paper 258 - May 1982 S.F. et R. Zeichner and PD Patel, Processing of 2nd World
Congress on Chemical Engineering vol V 333 Montreal 1981.Creep compliance is well known to specialists in the plastics industry. It is defined as follows in the book "Rheometer for molten plastics" by JM DEALY - Editions VAN NOSTRAND
REINHOLD COMP - Chapter 2. See also: "On line viscoelaslic measurements for polymer melt processes" by Zeichner Hercules and
Mascosko-University of
Minnesota, Society of Plastic Engineers annual technical conference paper 258 - May 1982 SF and R. Zeichner and PD Patel, Processing of 2nd World
Congress on Chemical Engineering vol V 333 Montreal 1981.
Les polymères sont des matériaux viscoélastiques ; c'est à dire qu'ils présentent à la fois un caractère visqueux et un caractère élastique. Polymers are viscoelastic materials; that is to say that they present both a viscous character and an elastic character.
L'élasticité en accord avec la loi de Hooke traite des propriétés des solides élastiques (# = k γ ) ; l'hydrodynamique en accord avec la loi de Newton traite des propriétés des fluides visqueux (# = # # ).Elasticity according to Hooke's law deals with the properties of elastic solids (# = k γ); hydrodynamics in accordance with Newton's law deals with the properties of viscous fluids (# = # #).
# : contrainte
γ : déformation
# : vitesse de déformation
k : constante de raideur
9 : viscosité newtonienne.
#: constraint
γ : deformation
#: strain rate
k: stiffness constant
9: Newtonian viscosity.
Les polymères (non réticulés) à l'état fondu sont des fluides viscoélastiques. Après avoir appliqué une contrainte, lorsque celle-ci est brusquement relachée un corps élastique revient à son état initial (recouvrance en fluage). Si la recouvrance n'est pas totale, on est en présence d'un fluide viscoélastique. Polymers (uncrosslinked) in the molten state are viscoelastic fluids. After applying a stress, when it is suddenly released, an elastic body returns to its initial state (creep recovery). If the recovery is not total, we are in the presence of a viscoelastic fluid.
Lorsqu'un corps viscoélastique est soumis à des contraintes sinusoldales, la déformation n'est pas totalement en phase avec la contrainte (solide élastique parfait) ni en déphasage de 90 (liquide visqueux pafait) mais quelque part entre les deux. Pour chaque cycle une partie de l'énergie est stockée puis restituée et l'autre partie est dissipée sous forme de chaleur. When a viscoelastic body is subjected to sinusoidal stresses, the deformation is not totally in phase with the stress (perfect elastic solid) nor in phase shift of 90 (viscous liquid pafait) but somewhere in between. For each cycle, part of the energy is stored and then returned and the other part is dissipated in the form of heat.
Supposons un échantillon soumis à une déformation qui varie sinusoidalement à une fréquence , soit avec une pulsation w = 2 # #. Suppose a sample subjected to a deformation which varies sinusoidally at a frequency, ie with a pulsation w = 2 # #.
Si le comportement viscoélastique est linéaire, on trouve que la contrainte est aussi sinusoidale mais en décalage de phase avec la déformation.If the viscoelastic behavior is linear, one finds that the stress is also sinusoidal but in phase shift with the strain.
γ = γ sin (# t) (1)
# = γ #.cos(#t) (2) # = # sin(# t+ # ) = # cos( # )sin(# t) + # sin( # )cos(# t)
G' = (# /γ ) cos( # ) (3) module de conservation G" = (# / γ ) sin( {i) (4) module de perte angle de déphasage
Chaque mesure en régime dynamique, à une fréquence donnée, donne simultanément deux quantités indépendantes G' et G".Habituellement, on exprime les variables sous forme complexe γ* = γ ei#t (5) #* = # ei(# t + #) (6)
G* = # * = G' + iG" (7) γ *
On définit également une complaisance complexe J* = 1/G* et une viscosité complexe # * = #' - i # ''. γ = γ sin (# t) (1)
# = γ# .cos (#t) (2) # = # sin (# t + #) = # cos (#) sin (# t) + # sin (#) cos (# t)
G '= (# / γ) cos (#) (3) conservation modulus G "= (# / γ) sin ({i) (4) loss modulus phase angle
Each measurement in dynamic regime, at a given frequency, simultaneously gives two independent quantities G 'and G ". Usually, the variables are expressed in complex form γ * = γ ei # t (5) # * = # ei (# t + #) (6)
G * = # * = G '+ iG "(7) γ *
We also define a complex compliance J * = 1 / G * and a complex viscosity # * = # '- i #''.
# ' = G"/# (8) # '' = G'/# (9)
J* = J' - iJ" (10)
La composante réelle r? ' pour un liquide viscoélastique tend vers # lorsque l'on tend vers les basses fréquences.# '= G "/ # (8) #''=G' / # (9)
J * = J '- iJ "(10)
The real component r? 'for a viscoelastic liquid tends towards # when one tends towards the low frequencies.
viscosité limite à vitesse de cisaillement nulle. limiting viscosity at zero shear rate.
Pour un liquide viscoélastique à très basses fréquences, on démontre que
G' = Je # # (11)
G'' = # # (12) avec : : viscosité newtonienne Je : complaisance limite en fluage.For a viscoelastic liquid at very low frequencies, it is shown that
G '= I # # (11)
G '' = # # (12) with:: Newtonian viscosity I: limit creep compliance.
En pratique, la complaisance limite en fluage Je est difficile à calculer à partir des équations (11) et (12). On calcule donc généralement la complaisance en fluage Je = Mo / V)O avec Je équivalent à Je"
# : : viscosité à fréquence nulle, obtenue par la méthode Cole/Cole. In practice, the limit creep compliance Je is difficult to calculate from equations (11) and (12). We therefore generally calculate the creep compliance Je = Mo / V) O with Je equivalent to Je "
#:: viscosity at zero frequency, obtained by the Cole / Cole method.
7b: temps moyen de relaxation obtenu par la méthode Smith, h : paramètre de distribution des temps de relaxation qui caractérise la largeur du spectre de relaxation. 7b: mean relaxation time obtained by the Smith method, h: relaxation time distribution parameter which characterizes the width of the relaxation spectrum.
Ces méthodes de Cole/Cole et Smith sont décrites par exemple dans l'ouvrage "TECHNIQUES DE L'INGENIEUR" - "PLASTIQUES" document A 3617 J.F. MAY. These Cole / Cole and Smith methods are described for example in the work "ENGINEERING TECHNIQUES" - "PLASTICS" document A 3617 J.F. MAY.
La complaisance en fluage est mesurée généralement en plaçant un échantillon de matière dans un spectromètre mécanique. Creep compliance is usually measured by placing a sample of material in a mechanical spectrometer.
L'équipement fréquemment utilisé est un rhéogoniomètre à plateaux parallèles ou de Weissenberg.Frequently used equipment is a parallel plate or Weissenberg rheogoniometer.
L'échantillon est préparé de la manière suivante - moulage sous presse chauffante d'un empilage de films ou de granules de polypropylène, - conditions de moulage
- Température 1900C-2000C
- Préchauffage 10'
- Compression 2' sous 100 bars
- Refroidissement 10' sous 100 bars (presse froide).The sample is prepared as follows - heating press molding of a stack of polypropylene films or granules, - molding conditions
- Temperature 1900C-2000C
- 10 'preheating
- 2 'compression under 100 bars
- 10 'cooling under 100 bars (cold press).
- lors de la mesure, le plan supérieur de l'échantillon est relié à un moteur qui imprime les oscillations voulues à l'échantillon. Le plan inférieur de l'échantillon est relié à un capteur d'effort et de couple.- during the measurement, the upper plane of the sample is connected to a motor which imparts the desired oscillations to the sample. The lower plane of the sample is connected to a force and torque sensor.
Un calculateur connecté au moteur et au capteur permet de calculer la complaisance en fluage Je sur la base des formules précitées. A computer connected to the engine and to the sensor makes it possible to calculate the creep compliance I on the basis of the aforementioned formulas.
Dans le spectromètre mécanique, l'échantillon est soumis à une température régulée à 1 80 C. In the mechanical spectrometer, the sample is subjected to a temperature regulated at 180 C.
Les polypropylènes utilisés jusqu'ici pour former des films métallisés en vue de la fabrication de condensateur présentent une complaisance en fluage Je supérieur à lxl0~4Pa~l(lxl0~5cm2/dyne), typiquement comprise entre 1,2x10-4Pa-1 et 2x10-4pa-1(1,2x10'5cmz/dyne et 2x10-5cm/dyne). La Demanderesse a déterminé que pour améliorer les propriétés des condensateurs, en particulier leur stabilité en capacité, il était préférable d'utiliser des polypropylènes présentant une complaisance en fluage inférieure à 1x10-4Pa-l(1x10-5cm/dyne), très préférentiellement comprise entre 0,1x104Pa1 et 0,99x10-4Pa-1 (0,1xl0~5cm2/dyne et 0,99x10 5cm2/dyne) et très avantageusement de l'ordre de 0,5xlO~4Pa~l(0,5xlO~5cm2/dyne). The polypropylenes used heretofore to form metallized films for the manufacture of capacitors have a creep compliance greater than lxl0 ~ 4Pa ~ l (lxl0 ~ 5cm2 / dyne), typically between 1.2x10-4Pa-1 and 2x10-4pa-1 (1.2x10'5cmz / dyne and 2x10-5cm / dyne). The Applicant has determined that in order to improve the properties of the capacitors, in particular their stability in capacitance, it is preferable to use polypropylenes having a creep compliance of less than 1x10-4Pa-l (1x10-5cm / dyne), very preferably included. between 0.1x104Pa1 and 0.99x10-4Pa-1 (0.1xl0 ~ 5cm2 / dyne and 0.99x10 5cm2 / dyne) and very advantageously of the order of 0.5xlO ~ 4Pa ~ l (0.5xlO ~ 5cm2 / dyne).
TAUX DE CISAILLEMENT
Le polypropylène habituellement utilisé pour la fabrication de films pour condensateurs présente un taux de cisaillement critique de l'ordre de 1500s 1 à 260 C. SHEAR RATE
The polypropylene usually used for the manufacture of films for capacitors exhibits a critical shear rate of the order of 1500s 1 to 260 C.
La Demanderesse a obtenu des caractéristiques améliorées pour les condensateurs en utilisant des films biétirés en polypropylène métallisés présentant un taux de cisaillement critique supérieur à 2500s 1, très préférentiellement de l'ordre de 3000s-1à 260"C. The Applicant has obtained improved characteristics for capacitors by using bi-stretched metallized polypropylene films exhibiting a critical shear rate greater than 2500s 1, very preferably of the order of 3000s-1 to 260 "C.
On définit par taux de cisaillement critique le taux de cisaillement au delà duquel on obtient une rupture de la phase fondue du polypropylène lors de l'extrusion communément appelée melt-fracture. The critical shear rate is defined as the shear rate beyond which a rupture of the molten phase of the polypropylene is obtained during the extrusion commonly called melt-fracture.
Le taux de cisaillement critique élevé proposé dans le cadre de la présente invention permet notamment d'élever la productivité, car il autorise une vitesse d'extrusion supérieure à celle obtenue avec les matières habituelles. The high critical shear rate proposed in the context of the present invention makes it possible in particular to increase the productivity, since it allows an extrusion speed greater than that obtained with the usual materials.
VISCOSITE
Les polypropylènes biétirés et métallisés jusqu'ici employés pour fabriquer des condensateurs présentent généralement une viscosité7
de l'ordre de 0,5xlO5Pa.s. à 1800C. VISCOSITY
The bi-drawn and metallized polypropylenes hitherto used to manufacture capacitors generally exhibit a viscosity7
of the order of 0.5xlO5Pa.s. at 1800C.
A cet égard, la Demanderesse a déterminé qu'il était préférable d'utiliser des polypropylènes présentant une viscosité ~7 de l'ordre de 0,4xlO5Pa.s. à 1800C. In this regard, the Applicant has determined that it is preferable to use polypropylenes having a viscosity ~ 7 of the order of 0.4xlO5Pa.s. at 1800C.
INDICE DE FLUIDITE (MELT INDEX)
La mesure de l'indice de fluidité est un test usuel des polypropylènes.FLUIDITY INDEX (MELT INDEX)
The measurement of the melt index is a usual test for polypropylenes.
L'indice de fluidité d'un polypropylène est défini comme le poids de produit extrudé en lOmn à travers une filière calibrée de 8mm de long et 2,1mu de diamètre à 230"C sous 2,16 kg de charges. The melt index of a polypropylene is defined as the weight of product extruded in lOmn through a calibrated die 8mm long and 2.1mu in diameter at 230 "C under 2.16 kg of loads.
L'indice de fluidité h des polypropylènes retenu dans le cadre de la présente invention est généralement similaire à celui des polypropylènes utilisés de façon classique, soit entre 1 et 5g/lOmn. The melt index h of the polypropylenes used in the context of the present invention is generally similar to that of the polypropylenes used conventionally, ie between 1 and 5 g / lOmn.
Dans le cadre de la présente invention, l'indice de fluidité est mesuré selon la norme ASTM 1238. In the context of the present invention, the melt index is measured according to the ASTM 1238 standard.
MASSE MOLECULAIRE
On utilise généralement trois paramètres pour qualifier la masse moléculaire d'un polymère. Ces trois paramètres sont les suivants Mn = 2 i Ni.Mi (masse moléculaire d'ordre 1 - en nombre)
n
(masse moléculaire d'ordre 2 - en poids) (masse moléculaire d'ordre 3) Avec n = nombre total de molécules, et
Ni représente le nombre total de monomères de masse moléculaire Mi.MOLECULAR WEIGHT
Three parameters are generally used to qualify the molecular mass of a polymer. These three parameters are as follows Mn = 2 i Ni.Mi (molecular mass of order 1 - in number)
not
(molecular mass of order 2 - by weight) (molecular mass of order 3) With n = total number of molecules, and
Ni represents the total number of monomers of molecular mass Mi.
Les paramètres Mn, Mw et Mz apparaissent sur la figure 2. The parameters Mn, Mw and Mz appear in figure 2.
Les films en polypropylène biétirés utilisés de façon classique pour la fabrication de condensateurs présentent généralement les masses moléculaires suivantes
Mn de l'ordre de 50.103g
Mw de l'ordre de 400.103g
Mz de l'ordre de 1,5.106g. The bi-stretched polypropylene films conventionally used for the manufacture of capacitors generally have the following molecular weights
Mn of the order of 50.103g
Mw of the order of 400.103g
Mz of the order of 1.5.106g.
Après étude, la Demanderesse a déterminé que de meilleurs résultats pouvaient être obtenus avec des polypropylènes répondant aux caractéristiques suivantes - Mn de l'ordre de 50.103g, - Mw de l'ordre de 400.103g, et - Mz de l'ordre de 1.106g. After study, the Applicant has determined that better results could be obtained with polypropylenes meeting the following characteristics - Mn of the order of 50.103g, - Mw of the order of 400.103g, and - Mz of the order of 1.106 g.
On notera que la valeur Mz conforme à la présente invention est nettement inférieure à la valeur correspondante de masse moléculaire généralement usitée. En d'autres termes, les polypropylènes utilisés selon la présente invention présente une plus faible dispersion de masses moléculaires, en particulier un nombre plus faible de chaines longues. It will be noted that the Mz value in accordance with the present invention is markedly lower than the corresponding value of molecular weight generally used. In other words, the polypropylenes used according to the present invention exhibit a lower dispersion of molecular masses, in particular a lower number of long chains.
Malgré cette plus faible dispersion, et de façon à priori surprenante, la Demanderesse a constaté que les films en polypropylène conformes à la présente invention pouvaient être biétirés avec la même facilité. Despite this lower dispersion, and a priori surprisingly, the Applicant has observed that the polypropylene films in accordance with the present invention can be bifold with the same ease.
Les paramètres M (masse moléculaire moyenne), Mn et Mw et d'une façon générale la courbe de répartition des masses moléculaires peuvent être obtenus, de façon connue en soi, par chromatographie à perméation de gel (GPC). The parameters M (average molecular mass), Mn and Mw and in general the distribution curve of the molecular masses can be obtained, in a manner known per se, by gel permeation chromatography (GPC).
RESULTATS
D'une façon générale, la Demanderesse a constaté que les condensateurs réalisés avec des films de polypropylène conformes à la présente invention, présentent une meilleure stabilité de capacité dans le temps et peuvent être utilisés à gradient plus élevé que les condensateurs antérieurs.RESULTS
In general, the Applicant has observed that the capacitors produced with polypropylene films in accordance with the present invention exhibit better capacitance stability over time and can be used at a higher gradient than the prior capacitors.
La Demanderesse a tout d'abord analysé les variations d'épaisseur des films de polypropylène, avant métallisation de ceux-ci. Ces mesures ont été effectuées sur une couche de film non métallisé à l'aide d'un micromètre à touche sphérique travaillant avec une force d'appui de 70g. Par variations d'épaisseur, on entend la moyenne des écarts entre valeurs individuelles mesurées selon méthode ci-dessus et la valeur moyenne de l'épaisseur de l'échantillon. The Applicant has first of all analyzed the variations in thickness of the polypropylene films, before metallization thereof. These measurements were carried out on a layer of non-metallized film using a spherical touch micrometer working with a pressing force of 70 g. The term “variations in thickness” is understood to mean the average of the differences between individual values measured according to the above method and the average value of the thickness of the sample.
Les mesures effectuées sur des films classiques d'épaisseur nominale comprise entre 4 et 15 u révèlent des variations d'épaisseur comprises généralement entre 0,06 et 0,12ut. The measurements carried out on conventional films with a nominal thickness between 4 and 15 μm reveal variations in thickness generally between 0.06 and 0.12 μm.
Les mêmes mesures effectuées sur des films en polypropylène conformes à la présente invention révèlent des variations d'épaisseur comprises entre 0,02 et 0,06pu. The same measurements carried out on polypropylene films in accordance with the present invention reveal variations in thickness of between 0.02 and 0.06 pu.
L'amélioration de la régularité d'épaisseur des films en polypropylène manifestement obtenue dans le cadre de la présente invention permet d'espérer une meilleure stabilité en capacité en réduisant le nombre de phénomènes de claquage-autorégénération liés précisément aux variations de films comme indiqué précédemment. Ceci a été démontré par des essais réalisés par la Demanderesse. The improvement in the regularity of thickness of the polypropylene films clearly obtained in the context of the present invention makes it possible to hope for better stability in capacity by reducing the number of breakdown-self-regeneration phenomena linked precisely to the variations of films as indicated above. . This has been demonstrated by tests carried out by the Applicant.
Plus précisément, la Demanderesse a réalisé deux séries d'essais sur des condensateurs classiques et des condensateurs conformes à la présente invention. More precisely, the Applicant has carried out two series of tests on conventional capacitors and capacitors in accordance with the present invention.
Plus précisément encore, les essais ont été réalisés sur des séries de condensateurs de 3,8,ut, protégés par cire microcristalline, comportant des films en polypropylène de 81l d'épaisseur et des métallisations en aluminium de diverses épaisseurs, les essais étant conduits sous tension de 375 Volts alternatif, à 80 C, respectivement pendant 1000 heures pour les résultats illustrés sur la figure 3 et pendant 1500 heures pour les résultats illustrés sur la figure 4. More precisely still, the tests were carried out on series of capacitors of 3.8, ut, protected by microcrystalline wax, comprising polypropylene films 81 l thick and aluminum metallizations of various thicknesses, the tests being carried out under voltage of 375 Volts alternating, at 80 C, respectively for 1000 hours for the results illustrated in figure 3 and for 1500 hours for the results illustrated in figure 4.
La comparaison des deux courbes tracées sur les figures 3 et 4 annexées correspondant respectivement aux films en polypropylène classiques et aux films en polypropylène conformes à la présente invention montre que les caractéristiques de la présente invention permettent de réduire nettement la perte de capacité. The comparison of the two curves drawn in the appended FIGS. 3 and 4 corresponding respectively to conventional polypropylene films and to polypropylene films in accordance with the present invention shows that the characteristics of the present invention make it possible to significantly reduce the loss of capacity.
Cet effet est particulièrement visible pour les métallisations épaisses situées dans la gamme des résistances comprises entre 1 et 2,54/U2 et typiquement 2 à 2,5 lU2. En effet, dans ces conditions, la perte de capacité provoquée par les claquages-régénérations est plus forte que celle provoquée par l'électro-érosion. This effect is particularly visible for thick metallizations located in the resistance range between 1 and 2.54 / U2 and typically 2 to 2.5 lU2. In fact, under these conditions, the loss of capacity caused by breakdown-regenerations is greater than that caused by electro-erosion.
En revanche, l'amélioration de la variation de capacité est moins sensible pour des films à métallisation de faible épaisseur, typiquement de l'ordre de 3 ohms/ a pour lesquels la corrosion électrochimique est prépondérante. On the other hand, the improvement in the variation in capacitance is less appreciable for thin metallization films, typically of the order of 3 ohms / a for which electrochemical corrosion is predominant.
On peut noter en particulier sur la figure 4, pour des films présentant des métallisations de l'ordre de 2 ohms/ a une variation de capacité de l'ordre de -1,5% à l'aide de films conformes à la présente invention, alors que la variation est de l'ordre de -4,5% pour des films standards classiques. It may be noted in particular in FIG. 4, for films exhibiting metallizations of the order of 2 ohms / a, a variation in capacitance of the order of -1.5% using films in accordance with the present invention. , while the variation is of the order of -4.5% for conventional standard films.
Plus précisément encore, les essais dont les résultats sont illustrés sur les figures 3 et 4 correspondent à des polypropylènes répondant aux caractéristiques suivantes - complaisance en fluage Je : de l'ordre de 0,5x10-4Pa 1(0,5x10 5cm2/dyne), - taux de cisaillement critique vp: de l'ordre de 3500s-1 à 260 C, - viscosité fy de l'ordre de 0,4x105Pa.s, - masse moléculaire Mn de l'ordre de 50.10 g, - masse moléculaire Mw de l'ordre de 400.10 g, - masse moléculaire Mz de l'ordre de 1,0.106g. More precisely still, the tests, the results of which are illustrated in FIGS. 3 and 4 correspond to polypropylenes meeting the following characteristics - creep compliance Je: of the order of 0.5x10-4Pa 1 (0.5x10 5cm2 / dyne) , - critical shear rate vp: of the order of 3500s-1 at 260 C, - viscosity fy of the order of 0.4x105Pa.s, - molecular mass Mn of the order of 50.10 g, - molecular mass Mw of the order of 400.10 g, - molecular mass Mz of the order of 1.0.106g.
Le fait d'augmenter le taux de cisaillement critique permet de repousser l'apparition du phénomène de rupture de l'extrudat et se traduit par une aptitude de la résine à accepter des vitesses d'extrusion plus importantes. Avec la matière dont les caractéristiques sont précisées ci-dessus, la vitesse de production des films a pu être améliorée de 15%. The fact of increasing the critical shear rate makes it possible to delay the appearance of the phenomenon of rupture of the extrudate and results in an ability of the resin to accept higher extrusion speeds. With the material whose characteristics are specified above, the production speed of the films could be improved by 15%.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. Of course, the present invention is not limited to the particular embodiment which has just been described but extends to all variants in accordance with its spirit.
En particulier, la présente invention n'est pas limitée à la réalisation de condensateurs imprégnés avec cire comme indiqué dans le cadre de l'exemple précité. La présente invention peut trouver application dans la réalisation de tout type de condensateurs tels que - les condensateurs protégés par enrobage de polyuréthane ou résine epoxy, - les condensateurs faisant l'objet d'un enrobage partiel, - les condensateurs faisant l'objet d'une imprégnation liquide. In particular, the present invention is not limited to the production of capacitors impregnated with wax as indicated in the context of the aforementioned example. The present invention may find application in the production of any type of capacitor such as - capacitors protected by coating of polyurethane or epoxy resin, - capacitors forming the subject of a partial coating, - capacitors forming the subject of a liquid impregnation.
Par ailleurs, la présente invention peut également trouver application dans la fabrication de condensateurs non protégés. Moreover, the present invention can also find application in the manufacture of unprotected capacitors.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9100236A FR2671659B1 (en) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | METALLIC POLYPROPYLENE FILM FOR CAPACITORS, AND CAPACITORS THEREOF. |
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| FR9100236A FR2671659B1 (en) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | METALLIC POLYPROPYLENE FILM FOR CAPACITORS, AND CAPACITORS THEREOF. |
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| FR2671659B1 FR2671659B1 (en) | 1994-06-17 |
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| Country | Link |
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| FR (1) | FR2671659B1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2737339A1 (en) * | 1995-07-28 | 1997-01-31 | Bollore Technologies | POLYPROPYLENE DIELECTRIC CAPACITOR AND METALLIZED FILM FOR PRODUCING SUCH CAPACITOR |
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Also Published As
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|---|---|
| FR2671659B1 (en) | 1994-06-17 |
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