JPS5832487B2 - 高分子エレクトレツト素子の製造方法 - Google Patents
高分子エレクトレツト素子の製造方法Info
- Publication number
- JPS5832487B2 JPS5832487B2 JP52025672A JP2567277A JPS5832487B2 JP S5832487 B2 JPS5832487 B2 JP S5832487B2 JP 52025672 A JP52025672 A JP 52025672A JP 2567277 A JP2567277 A JP 2567277A JP S5832487 B2 JPS5832487 B2 JP S5832487B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- pvdf
- manufacturing
- crystals
- piezoelectricity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は配向Ｉ型（β型）結晶を含むポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶＤＦ）または配向Ｉ型（β型）結晶を含むフ
ッ化ビニリデン系共重合体（以下ＰＶＤＦ等という）を
高静水圧下の融点近傍において熱処理して得られる高い
圧電性、焦電性をもつ高分子エレクトレット素子の製造
方法に関するものである。
デン（ＰＶＤＦ）または配向Ｉ型（β型）結晶を含むフ
ッ化ビニリデン系共重合体（以下ＰＶＤＦ等という）を
高静水圧下の融点近傍において熱処理して得られる高い
圧電性、焦電性をもつ高分子エレクトレット素子の製造
方法に関するものである。
高分子物質は一般にフィルム、繊維等への成形が容易で
あり、これに圧電性、焦電性等のエネルギー変換機能が
付与されるとその応用範囲は飛躍的に拡大されるものと
考えられる。
あり、これに圧電性、焦電性等のエネルギー変換機能が
付与されるとその応用範囲は飛躍的に拡大されるものと
考えられる。
圧電性、焦電性等のエネルギー変換機能を有する高分子
は数多く発表されているが、Ｉ型（β型）結晶のポリフ
ッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等は他の高分子物質と比較
して非常に大きい圧電性を示すことが河合氏等により報
告されている。
は数多く発表されているが、Ｉ型（β型）結晶のポリフ
ッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等は他の高分子物質と比較
して非常に大きい圧電性を示すことが河合氏等により報
告されている。
〔河合；「ポリフッ化ビニリデンの圧電性」ジャパン・
ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス、８巻９
７５頁（１９６９）） またＰＶＤＦの圧電性を電気音響変換素子として利用し
うろことも報告されている。
ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス、８巻９
７５頁（１９６９）） またＰＶＤＦの圧電性を電気音響変換素子として利用し
うろことも報告されている。
〔田村外；「圧電高分子フィルムによる電気音響変換素
子」アン・オージオ・エンジニアリング・ソサイエテイ
、９８６巻、Ｇ−４（１９７４）） このＩ型（β型）結晶を含むＰＶＤＦの製造方法は次の
とおりである。
子」アン・オージオ・エンジニアリング・ソサイエテイ
、９８６巻、Ｇ−４（１９７４）） このＩ型（β型）結晶を含むＰＶＤＦの製造方法は次の
とおりである。
まず、ＰＶＤＦを溶融結晶化して得られる■型（α型）
結晶を常圧で６０℃〜１００℃の温度域において約４倍
はど延伸してたとえばＰＶＤＦフィルムを作る。
結晶を常圧で６０℃〜１００℃の温度域において約４倍
はど延伸してたとえばＰＶＤＦフィルムを作る。
この延伸操作中に結晶は■型から１型へと転換すると同
時に配向する。
時に配向する。
次に直流高電界下、たとえば１００ＫＶ／ｃＩｒＬ〜１
０００ＫＶ／ｃＩｒＬの電界を印加してポーリング（分
極処理）を行ない、圧電素子としたものである。
０００ＫＶ／ｃＩｒＬの電界を印加してポーリング（分
極処理）を行ない、圧電素子としたものである。
圧電性はこの配向Ｉ型（β型）結晶に起因するものと考
えられているが、上述の製造方法ではＰＶＤＦフィルム
中に含まれる■型（β型）結晶の含有量は最大でも５０
％以下である。
えられているが、上述の製造方法ではＰＶＤＦフィルム
中に含まれる■型（β型）結晶の含有量は最大でも５０
％以下である。
そのため、ＰＶＤＦフィルム全体としては圧電率が十分
とれないから応用に際して余り高い圧電特性は期待でき
ない。
とれないから応用に際して余り高い圧電特性は期待でき
ない。
またこのＰＶＤＦフィルムで高い圧電率を得るために、
かなり高電界たとえば８００ＫＶ、４程度を加えようと
すると絶縁破壊が起り、その製造上歩留りが悪いという
欠点があった。
かなり高電界たとえば８００ＫＶ、４程度を加えようと
すると絶縁破壊が起り、その製造上歩留りが悪いという
欠点があった。
本発明の目的は高い圧電性、焦電性とくに低電界ポーリ
ングにより得られるＰＶＤＦ等より成る高分子エレクト
レット素子の製造方法を提供することである。
ングにより得られるＰＶＤＦ等より成る高分子エレクト
レット素子の製造方法を提供することである。
前記目的を達成するため、本発明の高分子エレクトレッ
ト素子の製造方法は成形し延伸された配向■型（β型）
結晶を含むポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）または配
向Ｉ型（β型）結晶を含むフッ化ビニリデン系共重合体
を静水圧１〜４０００気圧（ゲージ圧）に加圧し、該加
圧下におけるポリフッ化ビニリデンまたはフッ化ビニリ
デン系共重合体の融解温度に対して＋５°Ｃ〜−１０℃
の範囲の温度において熱処理し、次いで分極処理するこ
とを特徴とするものである。
ト素子の製造方法は成形し延伸された配向■型（β型）
結晶を含むポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）または配
向Ｉ型（β型）結晶を含むフッ化ビニリデン系共重合体
を静水圧１〜４０００気圧（ゲージ圧）に加圧し、該加
圧下におけるポリフッ化ビニリデンまたはフッ化ビニリ
デン系共重合体の融解温度に対して＋５°Ｃ〜−１０℃
の範囲の温度において熱処理し、次いで分極処理するこ
とを特徴とするものである。
以下本発明を実施例につき詳述する。
高分子の圧電性の発現は高分子結晶構造における質に依
存する。
存する。
しかし圧電率の値の大小は結晶の完全度、結晶化度、結
晶の配向度およびポーリング条件等により大きく影響を
受ける。
晶の配向度およびポーリング条件等により大きく影響を
受ける。
本発明者等はこれらの条件を制御するため、前述の製造
方法による延伸ＰＶＤＦ等を土台にして高静水圧下の融
点近傍で熱処理を施すことにより、■型結晶の完全度お
よび結晶化度を増加せしめ、圧電性、焦電性の向上を図
りうろことを見出した。
方法による延伸ＰＶＤＦ等を土台にして高静水圧下の融
点近傍で熱処理を施すことにより、■型結晶の完全度お
よび結晶化度を増加せしめ、圧電性、焦電性の向上を図
りうろことを見出した。
従って、まず■型（β型）結晶を含むＰＶＤＦ等を前述
した公知の製造方法により製造する。
した公知の製造方法により製造する。
すなわち、ＰＶＤＦ等を溶融結晶化して得られる■型（
α型）結晶を常圧で６０℃〜１００℃の温度域において
約４倍はど延伸してＰＶＤＦフィルムを作る。
α型）結晶を常圧で６０℃〜１００℃の温度域において
約４倍はど延伸してＰＶＤＦフィルムを作る。
前述のように、この延伸操作中にその１部が■型から１
型に転換し同時に配向する。
型に転換し同時に配向する。
次にこの延伸ＰＶＤＦフィルムを固定し、たとえば易融
合金を用いて静水圧１〜４０００気圧（ゲージ圧）、好
ましくは５０〜４０００気圧（ゲージ圧）に加圧し、加
えた圧力下におけるＰＶＤＦの融解温度に対し＋５°Ｃ
〜−１０℃の範囲の温度で熱処理を行なう。
合金を用いて静水圧１〜４０００気圧（ゲージ圧）、好
ましくは５０〜４０００気圧（ゲージ圧）に加圧し、加
えた圧力下におけるＰＶＤＦの融解温度に対し＋５°Ｃ
〜−１０℃の範囲の温度で熱処理を行なう。
熱処理を行なったＰＶＤＦフィルムは、従来法と同様に
直流高電界下、たとえば１００ ＫＶ／ｃｒｒＬ〜１０
００ ＫＶ／ｃｒｒＬの電界を印加して分極処理を行な
うことにより高分子エレクトレット素子を得る。
直流高電界下、たとえば１００ ＫＶ／ｃｒｒＬ〜１０
００ ＫＶ／ｃｒｒＬの電界を印加して分極処理を行な
うことにより高分子エレクトレット素子を得る。
第１図はＰＶＤＦを用いた場合の静水圧１気圧〜４００
０気圧の間の熱処理温度の範囲をハツチングにより示し
たものである。
０気圧の間の熱処理温度の範囲をハツチングにより示し
たものである。
フッ化ビニリデン系共重合体の場合には融解温度はこれ
より若干低下する。
より若干低下する。
なお静水圧４０００気圧以上では融解温度が２７０°以
上となり分解を起すことにより制限される。
上となり分解を起すことにより制限される。
熱処理時間の最適値の１例はＰＶＤＦの場合につき第３
図で示される。
図で示される。
すなわち、静水圧従って処理温度を高めることにより熱
処理時間が急激に減少することを示している。
処理時間が急激に減少することを示している。
このような熱処理を実施した結果、■型（β型）結晶の
含有率が著るしく増大することは、赤外吸収スペクトル
、Ｘ線回折、そしてポーリングして得られる圧電率の測
定により明らかに示される。
含有率が著るしく増大することは、赤外吸収スペクトル
、Ｘ線回折、そしてポーリングして得られる圧電率の測
定により明らかに示される。
第２図は分極電圧（ＫＶ／ｃＩＩＬ）に対する圧電定数
ｄ３． （Ｘ １０ ” ｃｇｓｅｓｕ）を本発明の実
施例Ａと従来例Ｂにつき比較して示したものである。
ｄ３． （Ｘ １０ ” ｃｇｓｅｓｕ）を本発明の実
施例Ａと従来例Ｂにつき比較して示したものである。
すなわち本発明の実施例Ａは常圧の融解温度１７５℃〜
１７８℃のＰＶＤＦを用い、熱処理条件は第１図のとお
り静水圧２０００気圧で温度２４０℃とし、熱処理時間
は第３図に示すように２〜３分程度行なったものである
。
１７８℃のＰＶＤＦを用い、熱処理条件は第１図のとお
り静水圧２０００気圧で温度２４０℃とし、熱処理時間
は第３図に示すように２〜３分程度行なったものである
。
従来例Ｂは本発明の熱処理前の延伸ＰＶＤＦを用いた。
同図より明らかなように、実施例Ａではたとえば分極電
圧４００ＫＶ／（１７７１においてポーリングした場合
、常温における圧電定数ｄ３１として１０ ’ ｃｇｓ
ｅｓｕ以上が得られ従来例Ｂの約２倍の値を示す。
圧４００ＫＶ／（１７７１においてポーリングした場合
、常温における圧電定数ｄ３１として１０ ’ ｃｇｓ
ｅｓｕ以上が得られ従来例Ｂの約２倍の値を示す。
現在使用されている圧電フィルムの圧電定数ｄ３．は５
Ｘ１０−７ｃｇｓｅ ｓｕ程度であるから、本発明を適
用すればこの程度の圧電定数ｄ３］は分極電圧２００
ＫＶ／ｃＩｒＬのポーリングで容易に可能である。
Ｘ１０−７ｃｇｓｅ ｓｕ程度であるから、本発明を適
用すればこの程度の圧電定数ｄ３］は分極電圧２００
ＫＶ／ｃＩｒＬのポーリングで容易に可能である。
以上の実施例の説明においてはＰＶＤＦ等の圧電性の向
上について述べたが焦電性についても同様の特性傾向を
示す。
上について述べたが焦電性についても同様の特性傾向を
示す。
すなわち、ＰｖＤＦ等の圧電性と焦電性の相関について
は直線関係を有することが報告されている。
は直線関係を有することが報告されている。
〔小笠原外ニレポート・オン・プログレス・イン・ポリ
マ・フィジックス・ジャパン１９巻３１３頁（１９７６
））従って第２図の特性比較はその数値を入替えて無電
性に適用することができる。
マ・フィジックス・ジャパン１９巻３１３頁（１９７６
））従って第２図の特性比較はその数値を入替えて無電
性に適用することができる。
以上説明したように、本発明によれば、従来の延伸ＰＶ
ＤＦ等に本発明の範囲の熱処理を施すことにより、従来
の圧電性または無電性の２倍以上の特性が得られ、その
結果、現在使用されている圧電フィルムの圧電定数ｄ３
□の５ Ｘ １０−７ｃ１０−７ｃを得るのに、絶縁破
壊等耐圧上の懸念の全くない低い分極電圧２００ ＫＶ
／４程度でポーリング可能となるから、製品の歩留りが
大幅に向上し、生産価格が安くなるという利点がある。
ＤＦ等に本発明の範囲の熱処理を施すことにより、従来
の圧電性または無電性の２倍以上の特性が得られ、その
結果、現在使用されている圧電フィルムの圧電定数ｄ３
□の５ Ｘ １０−７ｃ１０−７ｃを得るのに、絶縁破
壊等耐圧上の懸念の全くない低い分極電圧２００ ＫＶ
／４程度でポーリング可能となるから、製品の歩留りが
大幅に向上し、生産価格が安くなるという利点がある。
また圧電性においても焦電性においても従来の２倍以上
の最高値を実現しうろことは新しい応用分野の拡大に寄
与する所が大きいものと思われる。
の最高値を実現しうろことは新しい応用分野の拡大に寄
与する所が大きいものと思われる。
第１図および第３図は本発明の製造方法における熱処理
工程の実施例説明図、第２図は本発明の実施例の効果を
示す説明図である。
工程の実施例説明図、第２図は本発明の実施例の効果を
示す説明図である。
Claims (1)
- １ 成形し延伸された配向Ｉ型（β型）結晶を含むポリ
フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）または配向■型（β型）
結晶を含むフッ化ビニリデン系共重合体を静水圧１〜４
０００気圧（ゲージ圧）に加圧し、該圧力下におけるポ
リフッ化ビニリデンまたはフッ化ビニリデン系共重合体
の融解温度に対して＋５℃〜−１０°Ｃの範囲の温度に
おいて熱処理し、次いで分極処理することを特徴とする
高分子エレクトレット素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52025672A JPS5832487B2 (ja) | 1977-03-09 | 1977-03-09 | 高分子エレクトレツト素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52025672A JPS5832487B2 (ja) | 1977-03-09 | 1977-03-09 | 高分子エレクトレツト素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53111500A JPS53111500A (en) | 1978-09-29 |
| JPS5832487B2 true JPS5832487B2 (ja) | 1983-07-13 |
Family
ID=12172265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52025672A Expired JPS5832487B2 (ja) | 1977-03-09 | 1977-03-09 | 高分子エレクトレツト素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832487B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3426472A1 (de) * | 1984-07-18 | 1986-01-30 | Hartmann & Braun Ag, 6000 Frankfurt | Fotometer |
| PT103318B (pt) * | 2005-07-19 | 2009-01-22 | Univ Do Minho | Filmes não porosos na fase beta de poli(fluoreto de vinilideno) (pvdf) e método para o seu processamento |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4832877A (ja) * | 1971-08-28 | 1973-05-02 | ||
| JPS497959A (ja) * | 1972-05-12 | 1974-01-24 | ||
| JPS5035235A (ja) * | 1972-08-04 | 1975-04-03 |
-
1977
- 1977-03-09 JP JP52025672A patent/JPS5832487B2/ja not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4832877A (ja) * | 1971-08-28 | 1973-05-02 | ||
| JPS497959A (ja) * | 1972-05-12 | 1974-01-24 | ||
| JPS5035235A (ja) * | 1972-08-04 | 1975-04-03 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53111500A (en) | 1978-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4241128A (en) | Production of piezoelectric PVDF films | |
| DE2235500C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Folie aus Polyvinylidenfluorid | |
| US4308370A (en) | Piezoelectric and pyroelectric polymer film and process for preparing same | |
| US4668449A (en) | Articles comprising stabilized piezoelectric vinylidene fluoride polymers | |
| US4863648A (en) | Process for making polarized material | |
| KR870001016A (ko) | 미소다공성 폴리에틸렌 필름 및 이의 제조방법. | |
| Bharti et al. | Ferroelectric hysteresis in simultaneously stretched and corona-poled PVDF films | |
| DE3011736A1 (de) | Polymeres piezoelektrisches material und verfahren zu dessen herstellung | |
| US4521322A (en) | Process for manufacturing a piezo- or pyroelectric polymer material comprising a cross-linking step | |
| US4808352A (en) | Crystalline vinylidene fluoride | |
| US4778867A (en) | Ferroelectric copolymers of vinylidene fluoride and trifluoroethylene with increased Curie temperature and their methods of production | |
| Venkatesan et al. | Influence of film stretching on crystalline phases and dielectric properties of a 70/30 mol% poly (vinylidenefluoride-tetrafluoroethylene) copolymer | |
| US4830795A (en) | Process for making polarized material | |
| JPS5832487B2 (ja) | 高分子エレクトレツト素子の製造方法 | |
| JP3470471B2 (ja) | 高分子エレクトレット材料及びその製造法 | |
| Spector et al. | Orientation of cross-linked poly (vinylidene fluoride) crystallized from oriented amorphous melts | |
| US4486683A (en) | Piezoelectric transducer using electrically poled γ-phase nylon 11 | |
| JPS62193812A (ja) | β相ポリ弗化ビニリデンフイルムの製法 | |
| EP0118757A2 (en) | Polymeric ferro-electric material | |
| US6495642B2 (en) | Process for preparing electrostrictive polymers and resulting polymers and articles | |
| JPS6318869B2 (ja) | ||
| JPH0191412A (ja) | 高分子圧電フィルムの製造方法 | |
| US5204013A (en) | Polarized products | |
| Scheinbeim et al. | The poling field and draw dependence of the piezoelectric and pyroelectric response of pressure‐quenched, phase I poly (vinylidene fluoride) films | |
| EP0174838A2 (en) | Stabilized piezoelectric vinylidene fluoride polymers |