CH276535A - Elektrischer Kondensator. - Google Patents

Description

  Elektrischer Kondensator.    Die Erfindung bezieht sieh     auf    einen     elek--          triselien    Kondensator.  



  Es sind bereits Kondensatoren bekannt,  deren     Dielektrikum    ein oder mehrere feste,  polymerisierte     Olefine    aufweist, in welche  fein zerstossene anorganische Körner mit einer       -rösseren        Dielektrizitätskonstanten    eingebettet  sind, uni die     Dielektrizitätskonstante    des Ma  terials um mindestens<B>10</B> % zu erhöhen, ohne  für das sieh ergebende Material den Verlust  faktor über<B>0,0025</B>     zu    erhöhen.  



  In bestimmten Fällen bieten elektrische  Kondensatoren, die als     Dielektrikum    einen       Filni    aus Harz besitzen, in welchen fein zer  stossene Körner aus anorganischem Material  hoher     Dielektrizitätskonstante    eingebettet  sind, Vorteile<B>-</B>     genüber    den heute     gebräueh-          s        geg     liehen Kondensatoren entsprechender     Kapa-          zitüt,    da der Kondensator bedeutend kleinere       Abinessungen    aufweist als z.

   B.     PapierIzon-          densatoren,    wenn das     Dielektrikum    aus  einem Film besteht, welcher an den     Elelz-          troden    en-     anlie-#t    und eine höhere     Dielektri-          zitätskonstante    aufweist als Papier.     Ausser-          dein    können derartige Kondensatoren für be  stimmte Zwecke an Stelle von Elektrolyt  kondensatoren verwendet werden, ohne     dass     bei ihnen die Polarität     b#eaehtet    werden     muss.     



       Um        das        Filmniaterial    von Kondensatoren  hoher Kapazität     züi    verbilligen, ist es  erwünscht, das     Filinmaterial    in gleichmässi  gen Streifen von Bändern vorhanden zu ha  ben     und    es dicht, rund um eine Art Dorn     züi       winden.

   Daraus folgt,     dass    eine wichtige an  solche Filme zu stellende Forderung dieje  nige ist,     dass    die Filme stark und     bieg-sam     genug sind, um einen solchen     Aufwickelvor-          gang    auszuhalten, ohne zu brechen, rissig zu  werden oder andere mechanische Schäden zu  erleiden.  



  Um dem Film eine vernünftige Biegsam  keit zu erteilen, ist es als wünschenswert ge  funden worden, die Grösse, der verwendeten  Partikel (Körner) höchstens in der Grössen  ordnung eines Drittels der     Filindieke    zu hal  ten. Wenn z.     B.die    Körner angenähert     kugel-          förmig    oder kubisch sind, sollte die Länge  ihrer Diagonale einen Drittel der     Filindielze     nicht überschreiten.  



       Naeh    der Erfindung wird ein elektrischer  Kondensator vorgesehen, der ein     Dielektri-          ]zum    aus einem, Film aus einem organischen,  plastischen Material aufweist, in     welehes    an  organische Partikel, deren     Dielektrizitäts-          konstante    grösser als das genannte Material  ist und deren Grösse einen Drittel der Film  dicke nicht überschreitet, eingebettet sind.  



  Ausserdem werden die Zugfestigkeit und  die Biegsamkeit des beanspruchten Films  noch     beeinflusst    durch die     Si-unme    der vor  handenen Körner, genauer     ausgedrückt,dureh     den prozentualen Anteil der Körner am Vo  lumen.

   Es ist gefunden worden,     dass    mit der  Mehrzahl der     biegsa.men    organischen Film  materialien Filme mit einem Anteil der  festen Körner am Volumen von bis zu<B>50</B>     1/o         hergestellt     wer-den    können, wobei noch     geni!-          gend    Zugfestigkeit und Biegsamkeit ver  bleibt, um den Film auf einen Dorn     auf-          winden    zu können.

   Es wird jedoch vor  gezogen, mit einem     grössern    mechanischen       Sieherheitsgrad    zu rechnen und nur mit  einem Volumenanteil der Partikel zu arbei  ten, der sich zwischen<B>10</B> und<B>30</B>     1/o    bewegt.  Dies geschieht auf Kasten der     Dielektrizitäts-          konstante.     



  Handelsübliche Pulver weisen in     bezug     auf die Korngrösse einen weiten Bereich     auf.     Wenn     jedoeh    die     Partikeldurchmesser    nicht  grösser als ein Drittel der Filmdicke sind,     wer-          den    mit dem oben erwähnten prozentualen  Volumengehalt praktisch     zufriedenstellende     mechanische Resultate erzielt.  



  Angemessen feine Pulver für     #dünne     Filme können mittels eines beliebigen be  kannten Verfahrens hergestellt werden, z. B.  in Mühlen, oder durch auf die Zerkleinerung  folgende Trennung der Körner der     ge-          wünsehten    Grösse mittels eines     Luftstronies          oder,dLireh    eine spezielle Filterung.  



  Das Pulver kann den Lacken zur Her  stellung von Filmen durch irgendein bekann  tes Verfahren beigemengt werden, welches  eine einheitliche Mischung ergibt. Zum Bei  spiel hat das Mahlen in einer Kugelmühle  befriedigende Ergebnisse gezeitigt. Normaler  weise werden angemessene Mengen von zum  Harz passenden     Weiehmaehern,    wie sie     auf     diesem Gebiet     gebräuchlieh    sind, zugefügt.  



  Anderseits können die Pulver :dem     pl &           sti,sehen    Filmgrundstoff durch Kneten in  einem normalen Gummiwalzwerk beigemengt,  werden.  



  In den folgenden Beispielen beziehen sieh  die Angaben     auf    das wahre Volumen -und  nicht     aufden        durehdas    Pulver eingenomme  nen Raum.  



  <I>Beispiel<B>1:</B></I>  <B>30</B>     em\I        Rutilpulver    einer mittleren Korn  grösse von 21t wurden einem Lack bei  gemischt, der Polystyrol, einen     Weiehniaeher          und    ein     flüehtiges    Lösungsmittel enthielt, wo  bei die Menge     Laek,dergestalt    war,     dass    das    Volumen des Polystyrols plus     Weiehmacher     <B>70</B>     ein'    ausmachte.  



  Filme einer     Dieke    von<B>25</B> lt, die aus dieser  Mischung     auf    einem sieh bewegenden Band  oder einem drehenden     Zvlinder        heroestellt     wurden, wobei der Film nachfolgend abge  schält wurde, wiesen eine     Dielektrizitätskon-          stante    von<B>17,5</B> und einen Verlustfaktor von  <B>0,0011</B>     auf,    beide bei<B>1</B> MHz gemessen.  



  <I>Beispiel 2:</I>  <B>10</B>     em#        Barium-Titanat-Pulver    einer mitt  leren Korngrösse von 3,u wurden gleichmässig  einem Lack beigemengt, der Polystyrol, einen       Weiehmaeher        und    ein flüchtiges Lösungs  mittel enthielt, wobei der Anteil an Poly  styrol und     Weiehinaeher   <B>90</B>     em-*I    betrugen.

    Wenn Filme einer     Dieke    von 12     It    aus dieser  Mischung     auf    einem sieh     bewegeiiden    glat  ten Band oder Zylinder gegossen und nach  folgend abgetrennt wurden und vollkommen  trocken waren, ergab sieh ihre     Dielektrizi-          tätskonstante    zu,<B>5,1-</B> und der Verlustfaktor zu  <B>0,001,</B> beide bei<B>1</B> MHz     greme#,sen.     



  <I>Beispiel<B>3:</B></I>  <B>30</B>     em3        Baxium-Titanat-Pulver    einer mitt  leren Korngrösse von<B>5</B>     It    wurden     gleiehinä-          ssig   <B>70</B>     em"        Polystyrollaek,    dem ein     Weieb-          macher    und ein     llü.ehtiges    Lösungsmittel zu  gesetzt war, in einer Kugelmühle     beigemengt.     Wenn die     Misehun-        auf    einem     clatten    sieh  bewegenden Band oder Zylinder auf gegossen  wurde, um einen Film von 20<B>p</B> Dicke,

   der  abgetrennt wurde, herzustellen, wies dieser  eine     Dielektrizitütskonstante    von<B>1.9</B> und einen  Verlustfaktor von<B>0,0107,</B> beide bei<B>1</B>     Mliz     gemessen,     auf.     



  <I>Beispiel, 4:</I>  <B>30</B>     em\I        Barium-Titanat    einer mittleren       Korn,-Tösse    von<B>5,1,</B> wurden     gründlieh    einem  Lack aus     Cel]fLilose-Aeetat        beigemiseht,    der  <B>70</B>     ein:'        sekandäres        Celluloseaeetat,    einen  Weichmacher und     ein        flüehtiges    Lösungs  mittel enthielt.  



  Nach dem Giessen eines Films von<B>25</B>     ji     Dicke     auf    einer glatten beweglichen Platte  oder auf einem     Zvlinder    mit     darauffolgendem         Abtrennen     und    Trocknen, um ihn von     Lö-          sungmittelresten        und    Feuchtigkeit zu     be,-          freien,    ergab sieh ein Film mit einer     Dielek-          trizitätskonstante   <B>27</B>     und    einem     Verlust-          raktor    0,047 bei<B>1</B> MHz.  



  <I>Beispiel<B>5:</B></I>  <B>30</B>     em"        Barium-Titanat    einer mittleren  Korngrösse von<B>5 y</B> wurden in einem aus     Poly-          diehlorstyrol,    einem     Weiehinaeher    und einem  Lösungsmittel bestehenden Lack in solcher  Menge gemischt,     dass   <B>70</B> ein',     Polydiehlor-          styrol    und     Weiehinaeher    nach dem Entfernen  des Lösungsmittels     zurüekblieben.     



  Filme von     25,u    Dicke aus dieser Mischung  auf ein flaches bewegliches Band (oder einen  Zylinder) gegossen und davon abgehoben.  ergaben eine     Dielektrizitätskonstante    von  <B>19,2</B> und einen Verlustfaktor von<B>0,011,</B> beide  bei<B>1</B>     MIlz    gemessen.  



  <I>Beispiel,<B>6:</B></I>  20     ein'        Rutilpulver    einer mittleren Korn  grösse von     31t    in einem     (,ummi.walnverl-,     gleichmässig mit<B>80</B>     ein:'    polymerisierten       ÄtliyleiLs    vermischt, ergaben     zu    einem Blatt  von<B>25</B>     ft    Dicke geformt, eine     Dielektrizitäts-          konstante    von<B>8</B> und einen     Verltistfaktor    von       0,0008,    beide bei<B>1</B>     MI-lz    gemessen.  



  <I>Beispiel<B>7:</B></I>  <B>30</B> ein:'     Barium-Titanat-Pulver    einer     mitt-          ]eren        Korngrösse    von<B>5</B>     ju    in<B>70</B> ein-"     Polyvinyl-          ehloridpulver,    gleichmässig bei hoher Tempe  ratur     ()#eniiqeht        und    die Mischung in einer  extra starken Presse bei 200'<B>C</B> zu Folien von  <B>50011</B> gebracht, ergaben bei<B>1</B> MHz eine       Dielektrizitätskonstaiite    von 20     and    einen  Verlustfaktor von<B>0,031..</B>  



  Weichere     Polyvinyliehloride    können durch  Beigabe eines     Weiehmaehers,    in     Übereinstim-          muno,        init    bekannten Verfahren, mit Hilfe  derer die     Misehung,    hergestellt werden, erhal  ten werden. Auf eine Dicke von<B>50</B>     #t        ge-          braeht,    ergeben sie einen etwas höheren Ver  lustfaktor, der von der Menge und der Na  tur des verwendeten     Weichmaehers,    abhän  <B>gig</B> ist.

      In allen oben ausgeführten Beispielen, in  denen ein Film gegossen wurde, kann das     auf     eine Metallfolie geschehen, welche, wenn sie  überzogen ist, zur Fabrikation von     elek-tri-          sehen    Kondensatoren gebraucht werden kann,  ohne     dass    der Film von den Metallfolien! ab  gehoben werden     muss.    Wenn zwei Längen     sol-          eher    überzogener     F#olien    zusammen aufge  wunden werden, bilden sie die Elektroden  eines Kondensators.  



  Die oben ausgeführten Beispiele beziehen  sieh hauptsächlich     auf        Rutil    und     Barium-          Titanat,    doch können auch Körner von       Strontium-Titanat,        -i#lagnesium-Titanat,        Kal-          7ium-Titanat,        Blei-Titanat    -Lind ähnliche an  organische Pulver verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH- Elektrischer Kondensator, gekennzeich net durch ein Dielektrikuni aus einem Film auis einem organischen, plastischen Material, in welches anorganisehe Partikel, deren Dielektrizitätskonstante grösser als das ge nannte Material ist und deren Grösse einen Drittel der Filindieke nicht überschreitet, ein gebettet sind.

   UNTERANSPRÜCHE: <B>1.</B> Elektrischer Kondensator nach Patent- ansprueh, dadurch gekennzeichnet, ;dass die anorganischen Partikel zwischen<B>10</B> und<B>30</B> % des gesamten Filmvolamens betragen. 2. Elektriseher Kondensator naell Patent anspruch und Unterunsprueli <B>1,</B> !dadurch ge kennzeichnet, dass das organische plastische Material Polystyrol ist.

   <B>3.</B> Elektrischer Kondensator nach Patent- antspri,teh und Unteranspruch<B>1,</B> daidureh ge- kennzeiehnet, dass das organische Material Cel,1-Lilose-Aeetat ist. 4. Elektrischer Kondensator nach Patent- ansprueb. und Unteranspruch<B>1,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass das organische Material polymerisiertes Äthylen ist.

   <B>5.</B> Elektrischer Kondensator nach Patent- ansprueb. und Unteranspraeh <B>1,</B> daAureb. ge kennzeichnet, dass das organische Material ein Polyvinyl#chlorid ist. <B>6.</B> Elektrischer Kondensator nach Patent- anspruüh und Unteranspruch <B>1,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass die anorganischen Par tikel, Körner aus Rutil sind.

   7.- Elektrischer Kondensator nach Patent anspruch und Unteranspruch<B>1,</B> dadurch ge- kennzeichnet, dass die anorganischen Partikel Körner aus Barium-Titanat sind.