DE2357096C3

DE2357096C3 - Hochpolymer-Elektret

Info

Publication number: DE2357096C3
Application number: DE19732357096
Authority: DE
Inventors: Isao Toyonaka Sumita (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1972-11-16
Filing date: 1973-11-15
Publication date: 1976-04-15

Description

!»5

Die Erfindung betrifft Hochpolymer-Elektrete und im besonderen hochpolymere Elektrete hoher Stabilität.

Ein Hochpolymer kann gewöhnlich durch Anlegen eines elektrischen Gleichfelds hoher Feldstärke bei 3<> einer gegebenen Temperaturbedingung und anschließende allmähliche Abkühlung polarisiert werden. Das hierbei erhaltene System wird gewöhnlich als thermischer Elektret bezeichnet. Des weiteren ist ein Elektret-Typ bekannt, bei welchem die Polarisation durch Bombardieren des hochpolymeren Materials mit geladenen Teilchen erzeugt wird.

Diese Elektrete werden nach ihrem Oberflächenpotential und ihrer Abklingcharakteristik klassifiziert. Es ist erwünscht, daß der Elektret ein hohes Ober- *° llächenpotential und eine geringe Abklingneigung besitzt. Beispielsweise gestattet Polyvinylidenfluorid die Erzielung eines hohen Oberflächenpotentials, jedoch schwächt sich das Potential rasch ab. Im Gegensatz itu Polyvinylidenfluorid zeigt Polytetrafluorethylen nur einen kleinen Schwächungs- bzw. Dämpfungs- oder Abklingfaktor der Polarisation, jedoch läßt sich sein Oberflächenpotential nur schwer erhöhen. Um beide gewünschten Eigenschaften, nämlich ausgezeichnete Stabilität bei einem hohen Oberflächenpotential zu erzielen, geht man üblicherweise so vor, daß man beispielsweise bei Verwendung von Polyvinylidenfluorid andere Hochpolymere mit einem hohen Isolationswiderstand einlagert oder die Oberfläche des Polyvinylidenfluorids mit den genannten Hochpolymeren überzieht, vgl. z. B. die deutsche Offenlegungs- »chrift 20 35 383 und 20 44 877. Selbst bei derartigen aus mehreren Hochpolymeren zusammengesetzten Elektreten werden jedoch die genannten Kenngrößen durch die Eigenschaften des Haupt-Hochpolymers beeinflußt, so daß man für dieses jeweilige Hochpolymer möglichst gute Kenngrößen als Elektret wünscht. Bisher war kein Elektret verfügbar, der sowohl hinsichtlich des erreichbaren Oberflächenpotentials wie auch hinsichtlich der Stabilität der Polarisation zu- ⁶S friedenstellend ist.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Elektret geschaffen, der hinsichtlich beider Eigenschaften den bekannten Elektreten überlegen ist. Der Hochpolymer-Elektret gemäß der Erfindung wird aus einer Hochpolymer-Zusammensetzung erhalten, die als Hauptbestandteil wenigstens einen Stoff aus der Gruppe PolyO^-bisiChlormethyOOxacyclobutan, Poly-3,3-bis-(Fiuormethyl)Oxacyclobutan und PoIy-3,3-bis(Brommethyl)Oxacyclobutan aufweist.

Mit dem Ausdruck »Hauptbestandteil« ist hierbei ein Stoff bezeichnet, dem der Charakter des Elektreten zugeschrieben werden kann. Damit liegt ein Elektret, der aus einem Gemisch der vorstehend erwähnten Hauptkomponente(n) und einem oder mehreren Hochpolymeren mit hohem Isolationswiderstand wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinyllidenfluorid und Polyäthylenterphthalat besteht, ebenfalls im Bereich der Erfindung.

Der Hochpolymer-Elektret gemäß der Erfindung kann ein hohes OberfJächenpotentiaJ besitzen und ist gleichwohl stabil, ohne einer nennenswerten Schwächung oder Abklingung der Polarisation zu unterliegen, so daß er für industrielle Anwendungszwecke äußerst vorteilhaft geeignet ist.

In der Zeichnung sind die Oberflächenpotentialeigenschaften eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Hochpslymer-Elektreten dargestellt.

Nachfolgend wird ein Beispiel der Erfindung unter Verwendung von Poly^-bisiChlorniethyO-Oxacyclobutan angegeben, jedoch wurden ähnliche Eigenschaften auch bei Verwendung von PoIy-3,3-bis(FluormethyOOxacyclobutan und Poly-3,3-bis(Brommethyl)-Oxacyclobutan erzielt. Ähnliche Eigenschaften wurden ferner auch bei Verwendung von Gemischen von ein oder mehreren dieser »Hauptbestandteile« und einem oder mehreren anderen Hochpolymeren wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylidenfluorid und Polyäthylenterphthalat erzielt.

Der Elektret kann in beliebiger bekannter Weise hergestellt werden.

Beispiel 1

An Poly-S^-bisiChlormethyOOxacyclobutan in Form eines Films von 200 μ Dicke, di;r sich anfänglich auf einer Temperatur von 160⁰C befand und allmählich auf Zimmertemperatur abkühlen gelassen wurde, wurde ein elektrisches Feld von 2000 Volt angelegt.

Die Zeichnung zeigt das Oberflächenpotential des auf diese Weise erhaltenen Elektreten, wobei das Oberflächenpotential in Abhängigkeit von der Zeit in Tagen aufgetragen ist, während welcher der Elektret auf Zimmertemperatur belassen wurde. Man erkennt, daß in diesem Beispiel das anfängliche Oberflächenpotential durchaus mit dem mit Polyvinylidenfluorid in gleicher Weise erhaltenen vergleichbar ist, während das Abkling- oder Dämpfungsverhalten dieselbe Stabilität wie im Fall von Polytetrafluorethylen zeigt. Ein derart hohes Oberflächenpotential und eine derart hohe Stabilität konnten mit einem bekannten nur aus einem Hochpolymer bestehenden Elektreten bisher nicht gleichzeitig erzielt werden. Mit Pc»ly-3,3-bis(ChlormethyO-Oxacyclobutan allein wurde in der oben beschriebenen Weise ein anfängliches Oberflächenpotential von bis zu 600 Volt erhalten, das selbst nach Ablauf von 30 Tagen kaum abgeschwächt oder abgeklungen war. Des weiteren war da« Abkling- bzw. Dämpfungsverhalten auch bei einer Temperatur von 8O⁰C und einer relativen Feuchtigkeit von 60% im wesentlichen ebenso stabil wie bei Zimmertemperatur.

Beispiel 2

Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, mit dem Unterschied, daß an Stelle des Füms aus Poly-3,3-bis-(Chlormethyl)-Oxacyclobutan Poly-3,3-bis(Fluormethyl)Oxacyclobutan verwendet wurde, wobei ähnlich gute Ergebnisse wie in Beispiel 1 e.-halten. wurden. Beispie! 3

Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, mit dem Unterschied, daß ein Film aus einem Gemisch von Poiy-3,3-bis(Chlormethyi)Oxacyclobutan und Polyäthylen verwendet wurde, wobei ähnlich gute Resultate wie in Beispiel 1 erzielt wurden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hochpolymer-Elektret, dadurch gekennzeichnet, daß es als Hauptbestandteil wenigstens einen Stoff aus der Gruppe Poly-3,3-bis(ChIormethyl)Oxacyclobutan, Poly-3,3-bis-(Fluormethyl)Oxacyclobutan und Poly-3,3-bis-(Brommethyl)Oxacyclobutan aufweist.

2. Hochpolymer-Elektret nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich einen Stoff aus der Gruppe Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylidenfluorid und Polyäthylenterphthalat enthält.

15