DE2432377C2 - Verfahren zum Herstellen eines Elektreten - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines ElektretenInfo
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Description
3 4
nen Elektreten 18, dessen Oberflächen tOA und 10ß eine auf der Metallplatte 11 angeordnet Die Nadelelektrode
gleichnamige, negative Ladung aufweisen, vgl. F i g. 2C. 12 wird 15 mm Ober dem Film vorgesehen. Mittels einer
gende Beispiele: ladung durchgeführt Dann wird der Film während
υ · · , ι 5 1,5 Stunden auf 150° C erhitzt, ohne daß er zuvor von
von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen mit einer Oberfläche —13 · 10-« C/cm2 und —2,4 · 10-* C/cm2
auf einer Metallplatte 11 angeordnet Die Nadelelekiro- io
de 12 wird in einem Abstand von 15 mm über dem Film Beispiel IV (Vergleichsversuch)
vorgesehen, vgL F i g. 1A. Eine Spannung von 8 kV wird
mit negativer Polarität an die Nadelelektrode 12 ange- Zum Vergleich wird folgender, nicht dem erfindungs-
legt, so daß während 30 s eine Koronaentladung erzeugt gemäßen Verfahren entsprechender Versuch durchgewird.
Dann wird der hochpolymere Film 10 von der 15 führt
Ladungsmeßgerätes angeordnet Die Messung der La- denen Filmes besitzt nach der Koronaentladung auf der
dungsdichte ergibt daß sie an dem der Nadelelektrode Oberseite eine Ladungsdichte von —8,6 · 10-· C/cm2
12 gegenüberliegenden Bereich des hochpo'ymeren FiI- und auf der die Metallplatte berührenden Oberfläche
mes —8 · 10-« C/cm2 beträgt Auf der gegenüberlie- 20 eine Ladungsdichte von +83 · 10-" C/cm2. Der Film
genden Seite wird eine Ladungsdichte von wird dann so auf der Metallplatte 14 angeordnet, daß —
+7,8 · 10-" C/cm2 gemessen. Sodann wird der Film mit anders als beim erfindungsgemäßen Verfahren — die
seiner positiv geladenen Oberfläche auf die Metallplatte negativ geladene Oberfläche des Filmes die Metallplat-11
gelegt und während einer Zeit von 10 min auf 155° C te 14 berührt. Sodann erfolgt wieder eine Erhitzung auf
erhitzt Die Messung der Ladungsdichte des Filmes nach 25 155° C während 10 Minuten. Eine Messung der dann
der Erhitzung ergibt —1,9· 10-9C/cm2 auf der ur- vorliegenden Ladungsdichten ergibt auf der ursprüngsprünglich
negativ geladenen Oberfläche und lieh negativ geladenen Oberfläche, nunmehr in Berüh-—23
· IO-9 C/cm2 auf der ursprünglich positiv gelade- rung mit der Metallplatte, eine Ladung von
nen Oberfläche. Beide Oberflächen sind daher nunmehr —5,7 · 10-* C/cm2 und eine Ladungsdichte der anderen,
negativ geladen. 30 nunmehr freien Oberfläche von +2,1 · 10~9 C/cm2. Das
p diesem Versuch nicht geändert
Ein Film aus einem Copolymerisat aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen mit einer Dicke von Beispiel V(Vergleichsversuch)
.12,7 μπι wird an einem Metallring mit einem Außen- 35
durchmesser von 32 mm und einem Innendurchmesser Es wird ferner eine gesonderte Probe des gemäß Bei-
von 28 mm befestigt Der Film wird dann in direkte spiel I geladenen Filmes von der Metallplatte abgezo-Berührung
mit der Metallplatte 11 gebracht. Die Nadel- gen. Dieser auf der einen Oberfläche positiv und auf der
elektrode 12 wird über dem Film in einem Abstand von anderen Oberfläche negativ geladene Film wird dann
15 mm angeordnet. Mittels einer Spannung von 7 kV, 40 erhitzt, ohne hierbei auf eine Metallplatte aufgelegt zu
mit negativer Polarität an der Nadelelektrode 12, wird werden. Eine anschließende Messung der Ladungsdichwährend
einer Zeit von 30 s eine Koronaentladung te zeigt, daß die eine Oberfläche positiv und die andere
durchgeführt Dann wird der Film von der Metallplatte negativ geblieben ist.
11 abgezogen und mit seiner geladenen Oberfläche
nach oben auf der zweiten Metallplatte 14 angeordnet. 45 Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
16O0C. Die Ladungsdichte wird nach der Erhitzung auf
der freien Oberseite mit —4,7 ■ IO-9 C/cm2 und auf der
die Metallplatte berührenden Oberfläche mit
—4,0 · IO-9 C/cm2gemessen. 50
der freien Oberseite mit —4,7 ■ IO-9 C/cm2 und auf der
die Metallplatte berührenden Oberfläche mit
—4,0 · IO-9 C/cm2gemessen. 50
Die Ladungsdichte Q des Filmes in Abhängigkeit von
der Zeit 7(in Tagen) ist in F i g. 3 veranschaulicht, wobei
der Film nach der erwähnten Wärmebehandlung bei
Raumtemperatur belassen wird. Dabei zeigt in Fig.3
die Kurve I die Ladungsdichte der freien Oberseite und 55
die Kurve Il die Ladungsdichte der auf der Metallplatte
aufliegenden Oberfläche. Man erkennt, daß die Ladungsdichte an beiden Oberflächen des Filmes negativ
und nach 10 Tagen ausgeglichen ist. Im weiteren Zeitverlauf (10 bis 35 Tage) zeigt sich eine verhältnismäßig <>o
kleine Abweichung zwischen der Ladungsdichte, die insgesamt annähernd stabil bleibt.
der Zeit 7(in Tagen) ist in F i g. 3 veranschaulicht, wobei
der Film nach der erwähnten Wärmebehandlung bei
Raumtemperatur belassen wird. Dabei zeigt in Fig.3
die Kurve I die Ladungsdichte der freien Oberseite und 55
die Kurve Il die Ladungsdichte der auf der Metallplatte
aufliegenden Oberfläche. Man erkennt, daß die Ladungsdichte an beiden Oberflächen des Filmes negativ
und nach 10 Tagen ausgeglichen ist. Im weiteren Zeitverlauf (10 bis 35 Tage) zeigt sich eine verhältnismäßig <>o
kleine Abweichung zwischen der Ladungsdichte, die insgesamt annähernd stabil bleibt.
Ein hochpolymerer Film aus einem Copolymerisat
von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen mit einer
Fläche von 1,5 ■ 1,5 cm2 und einer Dicke von 50 um wird
von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen mit einer
Fläche von 1,5 ■ 1,5 cm2 und einer Dicke von 50 um wird
Claims (2)
1. Verfahren zum Herstellen eines Elektreten aus Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeicheinem
dielektrischen hochpolymeren Film, bei dem 5 nung beispielsweise erläutert Es zeigen
der hochpolymere Film auf einer Metallplatte ange- F i g. 1A bis 1E Schemadarstellungen zur Erläuterung
ordnet wird und seine freie Oberfläche durch eine der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
Koronaentladung aufgeladen wird, dadurch ge- Fig.2A bis2CSchemadarstellungen zur Erläuterung
Koronaentladung aufgeladen wird, dadurch ge- Fig.2A bis2CSchemadarstellungen zur Erläuterung
kennzeichnet, daß der auf der Metallplatte (11) eines zweiten Ausführungsbeispieles des erfindungsge-
angeordnete dielektrische hochpolymere Film (10) io mäßen Verfahrens,
aus Tetrafluoräthylen oder einem Copolymerisat F i g. 3 ein Diagramm, das die Oberflächenladungsoder
einem Copolymerisat aus Tetrafluoräthylen dichte in Abhängigkeit von der Zeit zeigt
und Hexafluorpropylen hergestellt wird und nach Bei dem in den Fig. IA bis 1E dargestellten Ausfüh-
und Hexafluorpropylen hergestellt wird und nach Bei dem in den Fig. IA bis 1E dargestellten Ausfüh-
Beendigung der Koronaentladung so lange bei einer rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
Temperatur, die höher als die Glasübergangstempe- 15 ein dielektrischer hochpolymerer Film 10 auf einer Meratur,
aber niedriger als der Schmelzpunkt des hoch- tallplatte 11 angeordnet Eine Nadelelektrode 12 wird
polymeren Films (10) ist, wärmebehsüdelt wird, bis über dem hochplolymcren Film 10 in einem Abstand d
beide Oberflachen (10A, ViB) gleichnamige Ladung von der freien Oberfläche 10/4 des Filmes 10 vorgeseaufweisen.
hen. Der negative Pol einer Hochspannungsquelle 13
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 wird mit der Nadelelektrode 12 verbunden, während
zeichnet, daß der hochpolymere Film (10) negativ der positive Pol mit der Metallplatte 11 verbunden wird,
aufgeladen und nach Beendigung der Koronaentla- Durch eine Koronaentladung wird die freie Oberfläche
dung, aber vor der Wärmebehandlung von der Me- 1OA des hochpolymeren Filmes 10 negativ aufgeladen,
tallplatte (U) abgezogen und anschließend mit der- Dann wird der hochpolymere Film 10 von der Metallselben,
durch das Abziehen positiv aufgeladenen 2s platte 11 abgezogen. Hierbei tritt eine Ladungstren-Oberfläche
(IQB) wieder an ihr befestigt wird. nung zwischen der Oberfläche 1OB des hochpolymeren
Filmes 20 und der Oberfläche IM der Metallplatte U
auf, so daß die Oberfläche 10ß des Filmes 10 positiv
geladen wird, vgl. F i g. 1B.
30 Der hochpolymere Film 10 weist nunmehr an seinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend beiden Oberflächen 1OA und 105 gegensätzliche Ladun-
dem Oberbegriff des Anspruches 1. gen auf, vgl. Fig. IC. Er wird nun auf einer anderen
Ein dem Oberbegriff des Anspruches 1 entsprechen- Metallplatte 14 derart angeordnet, daß die Oberfläche
des Verfahren zum Herstellen eines Elektreten aus ei- 100 mit der positiven Ladung auf der Metallplatte 14
nem dielektrischen hochpolymeren Film ist bereits 35 aufliegt, die ihrerseits geerdet ist In einem Ofen 15, der
durch die DE-OS 22 32 264 bekannt Der dielektrische mit einer Heizvorrichtung 16 versehen ist, wird sodann
hochpolymere Film wird hierbei auf einer Metallplatte der hochpolymere Film 10 auf eine Temperatur erhitzt,
angeordnet und seine freie Oberfläche durch eine Koro- die höher als die Glasübergangstemperatur, aber niedri-
naentladung aufgeladen. Der hochpolymere Film be- ger als der Schmelzpunkt des hochpolymeren Films 10
steht dabei aus einer Folie aus Polypropylen, deren «o ist.
Oberfläche ständig von einem Fluid von hoher Span- Als Material für den hochpolymeren Film 10 wird bei
nungsfestigkeit bedeckt ist dem erfindungsgemäßen Verfahren Tetrafluoräthylen
Durch die DE-OS 21 11 215 ist ferner ein Verfahren oder ein Copolymerisat aus Tetrafluoräthylen und He-
zum Herstellen eines Elektreten aus einem dielektri- xafluorpropylen verwendet.
sehen hochpolymeren Film bekannt, bei dem eine stabi- 45 Durch die Wärmebehandlung entsteht ein Elektret
Ie Ladung dadurch erzeugt wird, daß der dielektrische 17, der an beiden Oberflächen 10A und 10ß negativ
Film nach der Polarisation auf eine Temperatur erhitzt geladen ist, vgl. F i g. 1E.
wird, die höher als die Glasübergangstemperatur des Bei dem vorstehend genannten, für den hochpolyme-Films
ist. Der so erhaltene Elektret weist Oberflächen-- ren Film 10 verwendeten Material wird die Wärmebedungen
entgegengesetzter Polarität auf. Als Material 50 handlung zweckmäßig mit einer Temperatur zwischen
zum Herstellen dieses Elektreten kann u.a. Polyfluor- 120und 1600Cdurchgeführt,
äthylen verwendet werden. Die Fig. 2A bis 2C veranschaulichen ein weiteres
äthylen verwendet werden. Die Fig. 2A bis 2C veranschaulichen ein weiteres
Durch die DE-OS 20 02 524 ist weiterhin ein Verfah- Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der hochpolymere
ren zum Herstellen eines Elektreten aus einem dielektri- Film 10 wird hierbei auf einer Metallplatte 11 angeord-
schen hochpolymeren Film bekannt, beispielsweise aus 55 net. Die Nadelelektrode 12 wird in einem gewissen Ab:-
einem Copolymer aus Tetrafluoräthylen und Hexafluor- stand über dem Film 10 vorgesehen. Der Anschluß der
propylen, bei dem der Elektret auf beiden Oberflächen Hochspannungsquelle 13 an die Nadelelektrode 12 und
Ladungen derselben, negativen Polarität aufweist. Die an die Metallplatte 11 erfolgt wie bei dem bereits erläu-
Polarisaten des Elektreten erfolgt dabei mittels eines terten Ausführungsbeispiel.
Elektronenstrahls. Eine Wärmebehandlung im Anschluß 60 Durch Koronaentladung wird auf der freien Oberflä-
an die Polarisation wird nicht durchgeführt. ehe des Filmes 10 eine negative Ladung erzeugt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver- Sodann werden der hochpolymere Film 10 und die
fahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Metallplatte 11 im Ofen 15 erhitzt, ohne daß zuvor der
Art so auszubilden, daß es möglich ist, mit einer einfa- Film 10 von der Metallplatte Il abgezogen wird. Die
chen Vorrichtung in kurzer Zeit und mit hohem Wir- 05 Wärmebehandlung erfolgt bei diesem Ausführungsbei-
kungsgrad einen Elektreten herzustellen, dessen zwei spiel während einer längeren Zeit als bei dem ersten
Oberflächen gleichnamige Ladung aufweisen. Ausfuhrungsbeispiel.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Man erhält als Ergebnis dieser Wärmebehandlung ei-
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2432377A Expired DE2432377C2 (de) | 1973-07-05 | 1974-07-05 | Verfahren zum Herstellen eines Elektreten |
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