<Desc/Clms Page number 1>
Trägerfolie und Verfahren zur Herstellung von dünnen Kondensatorfolien aus Kunststoffen unter Verwendung dieser Trägerfolie
Die Erfindung betrifft eine Trägerfolie und ein Verfahren zur Herstellung von dünnen Kondensatorfolien aus Kunststoffen unter Verwendung dieser Trägerfolie.
Es ist bereits bekannt, dass man dünne Kondensatorfolien aus Kunststoffen herstellen kann, wenn man ein Trägermaterial mit einer Kunststoffschicht beschichtet, das Trägermaterial zusammen mit der Kunststoffolie trocknet, gegebenenfalls die Kunststoffolie im Vakuum metallisiert und anschliessend die Kunststoffolie von dem Trägermaterial wieder abtrennt. Bislang wird als Trägermaterial Papier verwendet, welches zur Oberflächenvergütung mit einer Schicht aus Polystyrol beschichtet ist. Diese Oberflächenvergütung ist notwendig, damit die Kunststoffolie einerseits genügend fest auf dem Trägermaterial haftet und anderseits von dem Trägermaterial abgelöst werden kann, ohne dass sie zerreisst. Durch die Oberflächenvergütung des Trägermaterials wird dieses Verfahren kompliziert und erfordert einen erheblichen techni- schen Aufwand.
Es besteht in der Technik ein dringendes Bedürfnis nach Trägermaterialien, die bereits als solche die folgenden Eigenschaften aufweisen :
1. Ausreichende mechanische Festigkeit,
2. ausreichend glatte Oberfläche, damit die Kondensatorfolie leicht wieder abgelöst werden kann.
3. Oberfläche mit ausreichender Haftung, damit beim Bearbeiten, wie Schneiden und Metallisieren im Hochvakuum, die Kondensatorfolie nicht von der Trägerfolie abgelöst wird.
4. Lösungsmittelbeständigkeit, damit möglichst viele unterschiedliche Lösungsmittel zum Auflösen der Kunststoffe für die Kondensatorfolie verwendet werden können.
5. Temperaturbeständigkeit, damit eine Metallisierung im Vakuum bei höheren Temperaturen vor- genommen werden kann.
6. Sie dürfen keine Stoffe enthalten, welche sich im Vakuum verflüchtigen (z. B. Weichmacher).
Aus der franz. Patentschrift Nr. 1. 277. 875 ist auch bereits bekannt, Folien aus synthetischen Stoffen als Träger zu verwenden, ohne dass jedoch ein spezieller Kunststoff genannt ist.
Es wurde nun gefunden, dass man dünne Kondensatorfolien aus Kunststoff durch Beschichten einer Trä- gerfolie mit einer Kunststofflösung, Trocknung der Trägerfolie mit der Beschichtung, gegebenenfalls Metallisieren der Kondensatorfolie im Hochvakuum und Abziehen der Kondensatorfolie von der Trägerfolie in besonders einfacher Weise erhält, wenn man als Trägerfolie eine Cellulosehydratfolie verwendet.
In Übereinstimmung mit dem allgemeinen Sprachgebrauch wird unter"Kondensatorfolie"lediglich die Folie verstanden, welche als Dielektrikum zwischen den Metallschichten in einem Kondensator liegt.
EMI1.1
tallschicht.
Es ist als ausgesprochen überraschend zu bezeichnen, dass die erfindungsgemäss verwendeten Cellulosehydratfolien die sechs obengenannten Anforderungen in besonders guter Weise erfüllen. Sehr überraschend ist dabei, dass die Cellulosehydratfolien ohne jegliche Oberflächenvergütung eine genügend grosse Haftfestigkeit für die Kondensatorfolie aufweisen und anderseits sich von dieser besonders einfach abtrennen lassen. Als Kunststoffe für die Herstellung der Kondensatorfolien kommen die üblichen filmbildenden Polymeren in Frage, z. B. Celluloseester, Celluloseäther, Polystyrol, Polyurethane und insbesondere Poly-
<Desc/Clms Page number 2>
carbonate. Von den Polycarbonaten hat sich ganz besonders gut das Polycarbonat des 4, 4'-Dioxy-di- phenyl-2, 2-propan erwiesen.
Zur Beschichtung der Trägerfolie verwendet man Lösungen dieser Filmbildner. Als Lösungsmittel können alle organischen Lösungsmittel verwendet werden, da Cellulosehydrat in keinem dieser Lösungs- mittel löslich ist. Geeignete Lösungsmittel sind z. B. Methylenchlorid, Chloroform, Aceton, Benzol, Hydroaromaten, Ketone, Ester sowie Glycole und Glycolester. Es können auch Mischungen dieser Lösungsmittel verwendet werden.
Die Cellulosehydratfolie hat vorzugsweise eine Dicke zwischen 0, 01 und 0, 05 mm. Sie besteht aus einer regenerierten Cellulose. Sie kann nach den an sich bekannten Verfahren hergestellt werden, z. B. nach dem Kupfer-Ammoniak-Verfahren oder dem Viscose-Verfahren. Die Celluloselösungen werden in bekannterweise durch Schlitzdüsen in Fällbäder gepresst. Besonders wichtig ist, dass die Cellulosehydratfolien unmittelbar für die erfindungsgemässe Verwendung eingesetzt werden können. Eine Oberflächenver- gütung ist nicht notwendig.
Die Beschichtung der Trägerfolie mit der Kondensatorfolie erfolgt über Lösungen der Kunststoffe für die Kondensatorfolien in an sich bekannter Weise. Besonders bevorzugt werden die verschiedenen Tauchverfahren angewendet. Wünscht man eine einseitige Beschichtung der Trägerfolie, so lässt man diese über eine Walze laufen, welche gerade die Oberfläche der Kunststofflösung berührt, wünscht man eine zweiseitige Beschichtung, so muss die Walze ganz in die Kunststofflösung eintauchen. Die Dicke der Kondensatorfolie richtet sich im wesentlichen nach der Viscosität der Kunststofflösung und der Geschwindigkeit, mit der die Trägerfolie durch die Lösung geführt wird. Beide Verfahren erlauben die Herstellung sehr dünner Kondensatorfolien.
Ausser dem Tauchverfahren können auch die normalen Giessverfahren angewendet werden, bei denen eine Kunststofflösung auf die Trägerfolie aufgegossen wird. Nach der Beschichtung wird die Trägerfolie zusammen mit dem Filmbildner getrocknet, wobei das Lösungsmittel verdunstet.
Die Dicke derKondensatorfolie liegt etwa zwischen 0, 5 und 6J. L, vorzugsweise zwischen 1 und 4.
Zweckmässigerweise wird dieKondensatorfolie mit einem Metall bedampft, solange sie sich noch auf der Trägerfolie befindet. Die Bedampfung mit dem Metall erfolgt ebenfalls in bekannter Weise im Hochvakuum. Als Metalle kommen im wesentlichen Aluminium und Zink, aber auch Kupfer und Silber in Frage.
Der Verfahrenschritt der Bedampfung kann auch erst nach der Trennung der Kondensatorfolie von der Trägerfolie vorgenommen werden. Diese Ausführungsform wird jedoch nur dann angewendet, wenn ganz spezielle Gründe vorliegen, weil die Kondensatorfolie wegen ihrer Dünne sehr leicht einreissen kann. Die Ablösung der Kondensatorfolie von der Cellulosehydratfolie ist besonders einfach. Es genügt bereits eine einfache mechanische Ablösung. Dabei tritt selbst bei sehr dünnen Kondensatorfolien kein Einreissen auf.
Die Ablösung kann noch erleichtert werden, wenn man den Feuchtigkeitsgehalt des Milieus verändert, in welchem sich die Trägerfolie mit der Kondensatorfolie befindet. Die CellulosehydratfoJie reagiert auf solche Feuchtigkeitsunterschiede besonders empfindlich. Im allgemeinen genügt es, den Feuchtigkeitsgehalt der Luft zu ändern. Die Folien können jedoch auch direkt in Wasserdampf oder auch in flüssiges Wasser gebracht werden. Dabei nimmt die erfindungsgemäss verwendete Cellulosehydratfolie rasch erhebliche Mengen Wasser auf und quillt. Dadurch lockert sich die Verbindung zwischen Kondensatorfolie und Trägerfolie, so dass die Trennung ohne Schwierigkeiten gelingt.
EMI2.1
mer bei 40 -100 C. Der Überzug haftet fest auf der Unterlage.
Wird die Folie kurz durch Wasser gezogen, so gelingt es leicht, die Triacetatschicht unbeschädigt abzuziehen.
Die Kondensatorfolie kann jedoch auch zunächst metallisiert und erst dann abgezogen werden. Zu diesem Zweck wird das erhaltene Folienband im Hochvakuum auf der Cellulosetriacetatseite in bekannter Weise kontinuierlich mit einer Aluminiumschicht von maximal 0, 001 mm Dicke bedampft. Dabei wird an einer Seite des Bandes durch Abschirmung ein Rand von 1 mm Breite vom Metall frei gehalten.
Das metallisierte Band wird dann von der Spule abgewickelt und durch einen feuchten Raum mit SOo relativer Luftfeuchtigkeit geführt. Dabei lockert sich die Verbindung zwischen Trägerfolie und metallisierter Kondensatorfolie derartig, dass die beiden Folienschichten ohne Schwierigkeiten voneinander abgelöst werden, können. Die metallisierte Celluloseacetatschicht wird dann sofort zum Wickeln eines Kondensators verwendet.
<Desc/Clms Page number 3>
Beispiel2 :EineCellulosehydratfolievon0,02mmDickewirdnachdemTauchverfahreneinseitig mit dem Polycarbonat aus 4, 4'-Dioxydiphenyl-2, 2-propan beschichtet. Als Beschichtungslösung verwendet man eine"oige Lösung des Polycarbonats in Methylenchlorid. Die Trägerfolie wird mit einer Geschwindigkeit von 3 m/min über die Oberfläche der Beschichtungslösung bewegt. Die Folien laufen dann durch einen Wärmeschrank, in welchem bei etwa 350C das Methylenchlorid verdampft wird. Die Polycarbonatfolie hat im trockenen Zustand eine Dicke von etwa 3 u.
Die Metallisierung geschieht wie im Beispiel 1 geschildert. Nachdem die metallisierte Folie die Hochvakuumkammer verlassen hat, wird sie in eine normale Luft mit einem relativen Feuchtigkeitsgehalt von 500/0 gebracht. In der Hochvakuumkammer ist die Feuchtigkeit wesentlich geringer. Bereits der Übergang von derHochvakuumkammer in die normale Raumatmosphäre bewirkt, dass die Kondensatorfolie ohne Beschädigung von der Trägerfolie abgelöst werden kann. Man erhält eine Polycarbonatfolie von einer Dicke von 3 li mit einer Aluminiumschicht von maximal 0, 001 mm Dicke.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Trägerfolie zur Herstellung von dünnen Kondensatorfolien aus Kunststoff durch Beschichten einer Trägerfolie mit einer Kunststofflösung, Trocknen der Folie (gegebenenfalls Metallisieren der Kondensatorfolie) und Abziehen der Kondensatorfolie von der Trägerfolie, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Cellulosehydrat besteht.
<Desc / Clms Page number 1>
Carrier foil and process for the production of thin capacitor foils from plastics using this carrier foil
The invention relates to a carrier foil and a method for producing thin capacitor foils from plastics using this carrier foil.
It is already known that thin capacitor films can be produced from plastics by coating a carrier material with a plastic layer, drying the carrier material together with the plastic film, optionally metallizing the plastic film in a vacuum and then separating the plastic film from the carrier material again. So far, paper has been used as the carrier material, which is coated with a layer of polystyrene for surface finishing. This surface treatment is necessary so that on the one hand the plastic film adheres sufficiently firmly to the carrier material and on the other hand can be detached from the carrier material without it tearing. The surface treatment of the carrier material complicates this process and requires considerable technical effort.
There is an urgent need in technology for carrier materials which, as such, already have the following properties:
1. Sufficient mechanical strength,
2. Sufficiently smooth surface so that the capacitor foil can be easily removed again.
3. Surface with sufficient adhesion so that the capacitor film is not detached from the carrier film during processing, such as cutting and metallizing in a high vacuum.
4. Solvent resistance, so that as many different solvents as possible can be used to dissolve the plastics for the capacitor film.
5. Temperature resistance so that metallization can be carried out in a vacuum at higher temperatures.
6. They must not contain any substances that volatilize in a vacuum (e.g. plasticizers).
From the French Patent specification no. 1,277,875 is also already known to use films made of synthetic materials as a carrier, but without mentioning a special plastic.
It has now been found that thin capacitor films made of plastic are obtained in a particularly simple manner by coating a carrier film with a plastic solution, drying the carrier film with the coating, optionally metallizing the capacitor film in a high vacuum and pulling the capacitor film off the carrier film, if one uses as Carrier film used a cellulose hydrate film.
In accordance with common usage, “capacitor film” is understood to mean only the film which, as a dielectric, is located between the metal layers in a capacitor.
EMI1.1
tall layer.
It can be described as extremely surprising that the cellulose hydrate films used according to the invention meet the six above-mentioned requirements in a particularly good manner. It is very surprising that the cellulose hydrate films have a sufficiently high adhesive strength for the capacitor film without any surface treatment and, on the other hand, can be separated from it particularly easily. The usual film-forming polymers are suitable as plastics for the production of the capacitor foils, e.g. B. cellulose esters, cellulose ethers, polystyrene, polyurethanes and especially poly
<Desc / Clms Page number 2>
carbonates. Of the polycarbonates, the polycarbonate of 4,4'-dioxy-diphenyl-2, 2-propane has proven to be particularly good.
Solutions of these film formers are used to coat the carrier film. All organic solvents can be used as solvents, since cellulose hydrate is not soluble in any of these solvents. Suitable solvents are e.g. B. methylene chloride, chloroform, acetone, benzene, hydroaromatics, ketones, esters and glycols and glycol esters. Mixtures of these solvents can also be used.
The cellulose hydrate film preferably has a thickness between 0.01 and 0.05 mm. It consists of a regenerated cellulose. It can be prepared by methods known per se, e.g. B. by the copper-ammonia process or the viscose process. As is known, the cellulose solutions are pressed into precipitation baths through slot nozzles. It is particularly important that the cellulose hydrate films can be used directly for the use according to the invention. Surface treatment is not necessary.
The carrier film is coated with the capacitor film using solutions of the plastics for the capacitor films in a manner known per se. The various immersion methods are particularly preferably used. If you want a one-sided coating of the carrier film, you let it run over a roller which is just touching the surface of the plastic solution, if you want a two-sided coating, the roller must be completely immersed in the plastic solution. The thickness of the capacitor film depends essentially on the viscosity of the plastic solution and the speed at which the carrier film is guided through the solution. Both processes allow the production of very thin capacitor foils.
In addition to the immersion process, normal casting processes can also be used, in which a plastic solution is poured onto the carrier film. After the coating, the carrier film is dried together with the film former, the solvent evaporating.
The thickness of the capacitor foil is approximately between 0.5 and 6J. L, preferably between 1 and 4.
The capacitor foil is expediently vaporized with a metal while it is still on the carrier foil. The metal is also vaporized in a known manner in a high vacuum. The metals essentially aluminum and zinc, but also copper and silver.
The process step of vapor deposition can also be carried out only after the capacitor film has been separated from the carrier film. However, this embodiment is only used if there are very special reasons, because the capacitor film can tear very easily because of its thinness. The detachment of the capacitor film from the cellulose hydrate film is particularly easy. A simple mechanical detachment is sufficient. Even with very thin capacitor foils, there is no tearing.
Detachment can be made even easier if the moisture content of the medium in which the carrier film with the capacitor film is located is changed. The cellulose hydrate film is particularly sensitive to such differences in moisture. In general, it is sufficient to change the moisture content of the air. However, the films can also be placed directly in steam or in liquid water. The cellulose hydrate film used according to the invention quickly absorbs considerable amounts of water and swells. This loosens the connection between the capacitor film and the carrier film, so that the separation can be achieved without difficulty.
EMI2.1
mer at 40 -100 C. The coating adheres firmly to the base.
If the film is briefly pulled through water, it is easy to pull off the triacetate layer undamaged.
However, the capacitor film can also first be metallized and only then removed. For this purpose, the film strip obtained is continuously vaporized in a known manner with an aluminum layer with a maximum thickness of 0.001 mm on the cellulose triacetate side in a high vacuum. On one side of the tape, an edge 1 mm wide is kept free of metal by shielding.
The metallized tape is then unwound from the spool and passed through a damp room with 50% relative humidity. The connection between the carrier film and the metallized capacitor film is loosened in such a way that the two film layers can be detached from one another without difficulty. The metallized cellulose acetate layer is then used immediately to wind a capacitor.
<Desc / Clms Page number 3>
Example 2: A cellulose hydrate film 0.02 mm thick is coated on one side with the polycarbonate of 4,4'-dioxydiphenyl-2, 2-propane by the dipping process. A solution of the polycarbonate in methylene chloride is used as the coating solution. The carrier film is moved over the surface of the coating solution at a speed of 3 m / min. The films then run through a heating cabinet in which the methylene chloride is evaporated at about 350.degree Polycarbonate film has a thickness of about 3 u when dry.
The metallization takes place as described in Example 1. After the metallized foil has left the high vacuum chamber, it is placed in normal air with a relative humidity of 500/0. In the high vacuum chamber the humidity is much lower. The transition from the high vacuum chamber to the normal room atmosphere already has the effect that the capacitor film can be removed from the carrier film without damage. A polycarbonate film 3 li thick with an aluminum layer with a maximum thickness of 0.001 mm is obtained.
PATENT CLAIMS:
1. Carrier film for the production of thin capacitor films made of plastic by coating a carrier film with a plastic solution, drying the film (optionally metallizing the capacitor film) and peeling off the capacitor film from the carrier film, characterized in that it consists of cellulose hydrate.