DE866357C

DE866357C - Process for the production of insulating paper, especially for self-healing electrical capacitors

Info

Publication number: DE866357C
Application number: DEB9515D
Authority: DE
Inventors: Hubert Mansfeld; Artur Moehrle; Hermann Dipl-Ing Straeb
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1941-10-26
Filing date: 1941-10-26
Publication date: 1953-02-09

Description

Verfahren zur Herstellung von Isolierpapier, insbesondere für selbstausheilende elektrische Kondensatoren Bei der Herstellung von sogenannten selbstausheilenden Kondensatoren, d. h. von Kondensatoren, deren außerordentlich dünne Metallbeläge auf das Dielektrikum als nichtselbständige Metallschichten aufgebracht sind, ist es bekannt, auf das Dielektrikum zunächst eine die Poren und Vertiefungen der Oberfläche verschließende Lackschicht und erst auf diese die außerordentlich dünne Metallschicht aufzubringen. An Stelle von Lack wurde auch bereits vorgeschlagen, Methylcellulose zu verwenden, die in der gleichen Weise wie Lack auf die Oberfläche des Kondensatorpapiers aufgestrichen werden sollte und auf die dann der. Kondensatorbelag aufzubringen war.Process for the production of insulating paper, especially for self-healing electrical capacitors in the manufacture of so-called self-healing Capacitors, d. H. of capacitors, their extremely thin metal coatings are applied to the dielectric as non-independent metal layers, is it is known to first apply the pores and depressions of the surface to the dielectric sealing lacquer layer and only on top of this the extremely thin metal layer to raise. Instead of lacquer, it has also already been proposed to use methyl cellulose to use that in the same way as varnish on the surface of the capacitor paper should be painted on and then the. Apply capacitor coating was.

Gemäß der Erfindung wird nun ein allgemein, d. h. auch ohne nachträgliche Metallisierung verwendbares elektrisches Isolierpapier dadurch herstellt, daß wenigstens eine Oberfläche des Papiers mit einer wäßrigen Lösung eines einen amorphen Überzug bildenden isolierenden Stoffes. überzogen und darauf das Wasser verdampft wird. Es hat sich nämlich gezeigt, daß durch das Aufbringen solcher Stoffe auf Papier nicht nur die Durchschlags.zahl, also die Anzahl der Durchschläge pro laufenden Meter, herabgesetzt, sondern auch die Durchschlagfestigkeit des Papiers, also die Belastbarkeit in Volt/cm, sehr verbessert wird.According to the invention, a general, i. H. even without subsequent Metallization produces usable electrical insulating paper in that at least a surface of the paper with an aqueous solution of an amorphous coating forming insulating material. coated and then the water is evaporated. It has been shown that by applying such substances to paper not just the number of copies, i.e. the number of copies per running Meters, but also the dielectric strength of the paper, i.e. the Load capacity in volts / cm, is greatly improved.

Die Herabsetzung der Durchschlagszahl bei Verwendung wenigstens einseitig überzogener Papiere beruht zunächst auf einem Abdecken von im Papier vorhandenen leitenden Stellen. Legt man ein beliebiges Papier an Spannung, indem man es beispielsweise zwischen zwei Walzen hindurchzieht, zwischen denen eine bestimmte Spannung herrscht, so ergibt sich eine für die Papiersorte charakteristische Anzahl von Durchschlägen pro laufenden Meter. Es rührt dies einmal von im Papier eingeschlossenen leitenden oder halbleitenden Fremdkörpern, dann auch von mikroskopisch kleinen COffnungen im Papier her, die schon bei außerordentlich geringen Feldstärken zu einem Durchschlag führen. Durch das überziehen mit einer Überzugsschicht wird zunächst einmal eine sehr große Anzahl dieser zu Durchschlägen führenden Stellen unschädlich gemacht, -so daß ein solches Papier eine wesentlich geringere Anzahl von Durchschlägen pro laufenden Meter aufweist.The reduction of the penetration rate when used at least on one side Coated papers are initially based on covering what is present in the paper senior positions. If you put any paper under tension by, for example between pulls two rollers through, between which there is a certain tension, so results There is a number of copies per running that is characteristic of the type of paper Meter. This is due to the conductive or semiconducting elements enclosed in the paper Foreign bodies, then also from microscopic openings in the paper that lead to a breakdown even at extremely low field strengths. By coating with a coating layer will first of all become a very large number these places which lead to breakdowns are rendered harmless, so that such a thing Paper has a significantly lower number of copies per running meter.

Die Herabsetzung der Durchschlagszahl bei Verwendung von in Wasser gelösten Stoffen beruht jedoch nicht nur auf der mit jedem anderen Lack auch erreichbaren Abdeckung der Oberfläche, sondern außerdem auf einer sehr eigenartigen Wirkung des, als Lösungsmittel dienenden Wassers.The reduction in the penetration rate when using in water However, dissolved substances are not only based on that which can also be achieved with any other paint Covering the surface, but also on a very peculiar effect of the, water used as a solvent.

Anscheinend werden durch dieses Wasser Papierbestandteile, die bei der Herstellung rasch erhärtet waren und Wasserteilchen zwischen sich eingekapselt hatten, von außen wieder gelöst, so daß bei der darauf folgenden Trocknung auch diese vorher eingeschlossenen Wasserteilchen entfernt und die vorher von ihnen gebildeten leitenden Stellen beseitigt werden. Aus diesem Grund ist die Verbesserung in, der Durchschlagszahl, die durch solche Stoffe erreicht wird, auch größer als die durch andere Lacke erhaltene, bei denen, nicht Wasser als Lösungsmittel verwendet ist. Die durch diesen Effekt erzielte Verbesserung ist bei bereits satiniertem Papier größer, weil die Wassereinschlüsse insbesondere beim Satinieren eingekapselt werden. Doch tritt sie auch bei maschinenglattem Papier bereits in durchaus beachtlichen Werten auf.Apparently, this water causes paper components to be removed from the were rapidly hardened during manufacture and encapsulated water particles between them had, loosened again from the outside, so that also during the subsequent drying removes these previously trapped water particles and those previously formed by them management positions are eliminated. Because of this, the improvement is in that The penetration rate achieved by such substances is also greater than that achieved by other paints obtained in which water is not used as a solvent. The improvement achieved by this effect is on paper that has already been calendered bigger because the water inclusions are encapsulated, especially during satin finishing. But even with machine-smooth paper, it is already quite considerable Values on.

Für die vorliegende Erfindung spielt allerdings nicht die Verringerung der Durchschlagszahl, sondern im wesentlichen die Vergrößerung der Durchschlagsfestigkeit die Hauptrolle. Worauf diese Wirkung beruht, ist noch nicht ganz geklärt. Sie ist anscheinend auf die Verdichtung der Oberfläche des Papiers durch den in die Poren und Vertiefungen der Oberfläche eindringenden überzugsstoff zurückzuführen.However, the reduction does not play a role in the present invention the dielectric number, but essentially the increase in dielectric strength the main role. What this effect is based on has not yet been fully clarified. she is apparently due to the compaction of the surface of the paper through the pores and recesses in the surface of the penetrating coating material.

Als zur Herstellung von Isolierpapieren besonders geeignet erweist äuch hier Methylcellulose, da sie einen ausgezeichneten Verlustfaktor (nur 2 X 1o--3) aufweist. Daher werden die dielektrischen Verluste bei Verwendung von mit Methylcellulose behandeltem Papier nicht größer als bei Verwendung von unbehandeltem Papier, denn der Verlustfaktor der Methylcellulose entspricht etwa dem Verlustfaktor der in dieser Hinsicht günstigsten Papierbestandteile.Proven to be particularly suitable for the production of insulating paper Also here methyl cellulose, as it has an excellent loss factor (only 2 X 1o - 3) having. Therefore, the dielectric losses when using with methyl cellulose treated paper is no larger than when using untreated paper, because the loss factor of the methyl cellulose corresponds approximately to the loss factor in this one The most favorable paper components.

Infolge der höheren Belastbarkeit eines solchen Papiers ist es ganz allgemein in der Isoliertechnik als ausgezeichneter Isolierstoff verwendbar. Seine Herstellung ist außerordentlich billig, denn es bedarf dazu kaum eines. -weiteren Arbeitsganges: Bei der üblichen Papierherstellung wird das maschinenglatte Papier sowieso vor dem Kalandrieren mit Wasser angefeuchtet. Dieses Wasser ist lediglich durch eine Lösung des Überzugsstoffes in. Wasser zu ersetzen, durch die dass zu kalandrierende Papier hindurchgezogen wird. Wird der Überzugsstoff nur einseitig aufgetragen, so empfiehlt es sich, das Papier vorher durch Wasser zu ziehen, um innere mechanische Spannungen im Papier zu verhindern. In diesem Fall ist also außerdem vor dem Kalandrieren sowieso notwendigen Wasserbad noch eine Vorrichtung zum einseitigen Auftragen des Überzugsstoffes erforderlich.As a result of the higher resilience of such a paper, it is whole generally usable as an excellent insulating material in insulation technology. His Production is extremely cheap because hardly anything is required. -more Operation: In the usual paper production, the machine-smooth paper anyway moistened with water before calendering. This water is merely to replace with a solution of the coating material in water, through which that too calendering paper is pulled through. If the cover fabric is only one-sided applied, it is advisable to pull the paper through water beforehand to prevent internal mechanical tension in the paper. So in this case is also Before the calendering, a device for one-sided is necessary anyway Application of the coating material is required.

Ebensogut kann der Überzugsstoff auch nach dem Kalandrieren auf das Papier aufgetragen werden. Auf diese Weise kann man ein Papier herstellen, das auf der einen Seite rauh, auf der anderen Seite jedoch glatt ist. Dies erreicht man dadurch, daß man durch z. B. eine Methylcelluloselösung Papier nur mit einer Seite über die geheizten Trockenwalzen laufen läßt. Hierdurch wird die an den Trockenwalzen anliegende Seite glatt, während die andere Seite rauh bleibt. Die Glätte des Papiers kann weiter noch dadurch erhöht werden, daß man auf der glatten Seite nach dem Trocknen der ersten Methylcelluloseschicht eine zweite sehr dünne Methylcelluloseschicht aufbringt; die dann sofort getrocknet wird.The covering material can just as well be applied to the Paper can be applied. In this way you can make a paper that is based on rough on one side but smooth on the other. This is achieved in that one by z. B. a methyl cellulose solution paper with only one side runs over the heated drying rollers. This will reduce the pressure on the drying rollers adjacent side smooth, while the other side remains rough. The smoothness of the paper can be further increased by laying on the smooth side after drying the first layer of methyl cellulose is a second, very thin layer of methyl cellulose applies; which is then dried immediately.

Ein solches Papier eignet sich besonders gut zur Herstellung von selbstausheilenden Kondensatoren, da einerseits die durch die Methylcellulose gebildete Unterlage für den aufgedampften Metallbelag außerordentlich glatt, andererseits die Durchschlagfestigkeit des Papiers infolge der Behandlung mit Methylcellulose verbessert ist und endlich die nach dem Trocknen der Methylcellulose im Papier noch enthaltenen GasF- und Feuchtigkeitsreste auf der rauhen Seite des Papiers durch den in der Kondensatorteclinik üblichen Trocken @ und Tränkprozeß sich noch entfernen, lassen.Such a paper is particularly suitable for the production of self-healing Capacitors, as on the one hand the base formed by the methyl cellulose for the vapor-deposited metal coating is extremely smooth, and on the other hand the dielectric strength of the paper is improved and finite as a result of the treatment with methyl cellulose the gas and moisture residues still contained in the paper after the methyl cellulose has dried on the rough side of the paper through the usual drying in the capacitor clinic @ and let the soaking process take off.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Process for the production of electrical insulating paper, characterized in that at least one of the paper surfaces with an aqueous Solution of an insulating material forming an amorphous coating and coated then the water is evaporated.

2. The method according to claim s, characterized in that because B the paper is coated with methyl cellulose.

3. The method according to claim 2, characterized in that the: paper by a bath of methyl cellulose dissolved in water is pulled. ¢.

Method according to claim 2, characterized in that the methyl cellulose applied to one side of the paper prior to calendering the paper, preferably poured on and the paper is calendered on it.

5. The method according to claim q., characterized in that the paper before the one-sided Overlay moistened with methyl cellulose.

6. The method according to claim a or 3, characterized characterized in that machine-smooth for the production of a paper that is smooth on only one side Paper drawn through methyl cellulose and then drawn on one side over heated drying rollers will.

7. The method according to claim 6, in particular for the production of by vapor deposition paper to be metallized in a vacuum, characterized in that on the Drying rollers pulled side another very thin layer of methyl cellulose applied and then dried immediately. B. insulating paper produced according to the method according to any one of claims z to 7. g. Electric capacitor with dielectric layers of insulating paper according to claim B.