Brevet FR2287093A1 — publié le 19760430

Les techniques de fabrication des cnndensateurs de précision font appel à des films de matière plastique de qualité sans cesse améliorée et lton fait de plus en plus appel dans ce but aux films de polyprq ne bi étirés que Iron peut obtenir en très faibles épaisseurs, allant de 30 à 6 micrnns et meme moins puisqu'on peut même en obtenir d'une épaisseur de 2S5 microns. Les films de polypropylène présentent l'avantage dtetre très peu sensibles à Ithumidite. Ils sont en outre très faciles à métalliser sur 1 une ou sur leurs deuxf faces. La nature chimique du polypropylène, sa structure et sa pureté lui conferent les caractéristiques électriques dtun bon isolant et un faible taux de pertes diélectriques. Sa résistivité est stable en température et les variations de résistance à irisolement des condensateurs à base de polypro pylène sont très réduites. Son niveau de pertes est très bas et la stabilité de ces pertes en fonction de la fréquence et de la température recomman dent leur utilisation dans toutes les applications ou le facteur de pertes présente une importance primordiale. Le bobinage enfin des films de polypropylène ne pose aucun pro blème malgré leur relative souplesse. Toutefois, l'amplitude des variations de la capacité électriques des films de polypropylène en fonction de la température, exprimée par son coefficient de température K O, est trop élevée et ne permet pas son utilisation pour la fabrication de certains types de condensateurs. Les con densateurs utilisés dans les circuits téléphoniques, en particulier, circuits qui comportent des ferrites dont le coefficient de température KO est bien déterminé et de ltordre de 120.10 , doivent, afin que les circuits télé phoniques soient convenablement équilibrés, présenter un coefficient KO de valeur réduite et bien précise de : - 120+ 50.10-6 par degré centigrade, On est donc obligé pour cette application de faire appel à des matériaux autres que le polypropylène, malgré les avantages monandres qus ils présentent, et principalement au polystyrène bien que la température . limite d'utilisation de ce matériau soit inférieure à 75 C, alors que cel le du polypropylène atteint largement 1000 C. On a trouvé, et c'est ltobjet de la présente invention, que pouvait obtenir des films pour condensateurs de qualité améliorez et de coefficient de température réduit, à partir de copolymères du prowlene et del2éthyl vinyl éther, constitués à raison de 98,5 à 99,7 % de propylène et pour 1,5 à 0,3 % dtéthyl vinyl éther. On a trouvé que les films biétirés à base de tels copolymères, et de préférence de copolymères contenant de 0,3 à 0,5 go seulement dXéthyl vinyl éther présentaient un co8fficient de température sensiblement infé rieur à celui des films de polypropylène pur, sans que les autres caractéristiques de ces films en soient sensiblement affectés et notamment leur limite supérieure de temp érature d2utilisation. La présente invention porte également sur les films biétirés en copolymères de propylène et d'éthyl vinyl éther dans les proportions indiquées ci-dessus ainsi que sur les condensateurs électriques qui comportent de tels films. On sait que le coefficient de température des diélectriques en général et des films de matière plastique en particulier, co8fficient communément désigné par KO, désigne la pente de la courbe qui représente la variation en fonction de la température de la capacité d'un condensateur ayant ce film pour diélectrique, ce coefficient étant compté en parties par million et ramené à la variation par degré centigrade. Ce coëfficient mesuré entre une température O et la température ambiante #0 0o exprime donc par KO =C-Cn x I x 10 C0 # - #0 C et CO désignant la capacité exprimée en micro farads aux températures O et #0, ce coBfficient étant négatif du fait que la capacité C est inférieure à la capacité CO lorsque la température O est supérieure à la température ambiante Go On a trouvé, de façon surprenante, que l'incorporation dtune faible quantité d'éthyl vinyl éther à la résine de propylène lors de la polymérisation permettait de réduire sensiblement le coefficient de température KO Les résultats sont illustrés sur la figure jointe en annexe par les courbes obtenues relativement à des films à base de copolymères à teneurs différentes en éthyl vinyl éther. La courbe I illustre la variation du KO dtun film de polypropylène pur, les courbes II, m et IV celles de films de copolymères conformes à ltinvention dont les teneurs en éthyl vinyl éther sont respectivement de 0,32, 0,48 et 1,3 %. Ces courbes expriment des mesures qui ont été effectuées de la façon suivante : des polymères et copolymères des compositions et des teneurs indiquées ont été extrudés en films et étirés biaxialement de façon classique longitudinalement d'abord, dans un rapport de 6 à 1, latéralement ensuite dans un rapport de 8 à 1 de façon à former un film dtépais- seur 12 microns. Sur ce film a été déposé par métallisation sous vide, sur chacu ne de ses faces une couche dsaluminium de 500 angstroems formant électrodes sous la forme de pastilles, de diamètres 7,5 mm, constituant ainsi des condensateurs dont la capacité a été mesurée dans les conditions de la Norme UTE no 26 230 au moyen dtun pont Dekameter DK 05 de la firme allemande Wissentschaftlisch Technische Werkstatten GmbH équipé de la cellule MFO 18 T de la meme société. Les mesures obtenues ont été corroborées par celles effectuées sur des condensateurs terminés. On a constaté que les variations les plus réduites du coefficient KO des films conformes à 11 invention étaient obtenues pour des copolymè res dont la teneur en éthyl vinyl éther était comprise entre 0,30 et 0,%, des teneurs inférieures à 0,30 % conduisant à une courbe du coefficient de température KO de ces copolymères trop proche de celle du polypropylène pur. De même, lorsque la teneur d'éthyl vinyl éther augmente au delà de 0,50 %. Pour une teneur dépassant 1,50 % l'avantage résultant de linven- tion cesse dextre significatif. Les copolymères à base de propylène et dtun alcoxy éthylène à teneur supérieure à 1,5 % en alcoxyéthylène sont connus par le brevet fran çais 1 401 605 pour leur aptitude à constituer des objets moulés d'affinité à la teinture et de résistance aux chocs améliorés. De tels copolymères à base dtune teneur réduite dtéthyl vinyl éther n'ont à notre connaissance jamais été utilisés pour l'extrusion de films biétirés et les propriétés diélectriques de ces films sont tout à fait surprenantes. Les copolymères qui font l'objet de l'invention sont préparés en utilisant un système catalytique classique du type Ziegler-Natta, composé de trichlorure de titane et de diéthyl monochloro aluminium, la réaction de polymérisation étant orientée de façon à réduire le plus possible le taux des rébus catalytiques. Aux copolymères peuvent etre ajoutés les adjuvants classiques utilisés habituellement lors de l'extrusîon des films de polypropylène : lubrifiants, stabilisants thermiques, antioxydants, stabilisants aux rayons ultraviolet et autres,,, L'extrusion des films conformes à l'invention s'opère de façon identique à celle des films de polypropylène pur, en filière plate ou annulaire, avec refroidissement rapide de la nappe que l'on soumet à un étirage biaxial simultanément ou selon des séquences successives, le film obtenu étant ensuite fixé thermiquement. Le film obtenu convient particulièrement pour la confection de condensateurs soit après métallisation sous vide soit comme isolant} auquel cas il est bobiné entre des armatures métalliques constituées par des ban des d'aluminium ou d'étain selon la technique habituelle qui est connue et qui sort du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. - Matériau diélectrique de coeficient de température amélio- ré, pour la confection de condensateur de précision, constitué par des films biétirés, métallisés ou non, en copolymères de propylène et d'éthyl vinyl éther. 2 - Matériau diélectrique selon I caractérisé en ce que la Ite- neur en éthyl vinyl éther du copolymère est comprise entre 0,2 et 1,5 % et de préférence entre 0,3 et 0,5 %. 3 - Films biétirés, métallisés ou non, en matériau diélectrique selon 1 ou selon 2, d'épaisseur comprise entre 2 et 30 microns. 4 - Condensateurs électriques de précision dont le diélectrique est constitué par des films conformes à l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3.