RU1788601C - Способ изготовлени электретного элемента - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии изготовлени  электростатических преобразователей , выполненных на базе электретных элементов, представл ющих собой электризованную полимерную пленку, прочно соединенную с электропровод щей подложкой-электродом , и может быть использовано в производстве электретных микрофонов и телефонов. Целью изобретени   вл етс  улучшение качества за счет повышени  ад- гезии пленки к электроду и упрощение способа . Способ изготовлени  электретного элемента заключаетс  в следующем. Полимерную пленку соедин ютс предварительно прогретым электродом, расплавл ют ее на поверхности электрода струей газа, а затем осуществл ют электризацию элемента, причем полимерную пленку до её соединени  с электродом электризуют, а к моменту соединени  на электрод подают электрический потенциал с пол рностью, противоположной пол рности поверхностного потенциала полимерной пленки. Приведение электризованной полимерной пленки в контакт с электродом может быть осуществлено с помощью только электростатических сил прит жени , создаваемых между электродом и пленкой. 2 ил. со с

Description

Изобретение относитс  к технологии изготовлени  электростатических преобразователей , выполненных на базе электретных элементов, представл ющих собой электризованную полимерную пленку, прочно соединенную с электропровод щей подложкой, и может быть использовано в производстве электретных микрофонов и телефонов.

Известен способ изготовлени  электретного элемента путем нанесени  полимерного покрыти  на подогретый электрод с последующей электризацией полимера.

Известен также способ изготовлени  электретного элемента путем соединени  полимерной пленки с предварительно подогретым электродом, расплавлени  ее на п о- верхности электрода струей газа, и электризации пленки.

Недостатком этих способов  вл етс  невысока  и неравномерна  по площ адй ад- гези  полимера к электроду и сложность реализации способа в услови х крупносерийного производства.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества покрыти  за счет повышени  адгезии пленки к электроду и упрощение.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что полимерную пленку до ее соединени  с электродом электризуют, а к моменту соединени  на электрод подают электрический потенциал с пол рностью, противопо лбжXI

со оо О О

ной пол рности поверхностного потенциала полимерной пленки. Приведение предва- рительно электризованной пленки в контакт с электродом, например, может быть осуществлено с помощью электроста- тических сил прит жени , создаваемых между электродом и предварительно электризованной пленкой.

Положительный эффект предлагаемого изобретени  достигаетс  благодар  тому, что в момент нанесени  на электрод пленки между электродом и пленкой создаетс  значительна  разность электрических потенциалов . Это приводит к по влению достаточно больших сил электростатического прит же- ни  пленки к электроду при ее нанесении. Эти силы преп тствуют усадке пленки и образованию складок, В результате пленка наноситс  на электрод ровным слоем даже без предварительного отжига. Способ мо- жет быть сравнительно просто автоматизирован .

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства, с помощью которого реализуетс  предлагаемый способ; на фиг. 2экспериментально полученна  св зь работы отрыва А полимерной пленки от электрода и давлени  на пленку при изготовлении электретного элемента, иллюстрирующа  эффективность данного способа,

Здесь крива  а получена в услови х, когда давление обеспечивалось только воздушной струей (f| Р), крива  б - когда давление обеспечивалось только электростатическими силами (FЈ Рэ), крива  в - когда давление обеспечивалось совместным действием воздушной струи и электростатическим зар дом.

Пример. Полимерна  пленка 1 подаетс  с катушки 2 на приемную катушку 3 с шагом ДI. При этом лента непрерывно электризуетс  одним из известных способов, например , в коронном разр де, создаваемом между заземленным валом 4, имеющим возможность вращатьс , и высокопотенциаль- ными электродами (иглой 5 и сеткой 6). Зар женна  полимерна  пленка приводитс  в контакт с электродом 7 с помощью механического приспособлени  8, зажимающего пленку и опускающего ее на поверх- ность электрода. Совместное действие высокой температуры электрода (200-230°), контролируемой термопарой 9, и механического усили , возникающего при прижатии пленки к электроду, приводит к тому, что пленка, сплавл  сь, обрываетс  по периметру электрода и образует на нем полимерное покрытие. Соответственно, в пленке остаетс  отверстие. В момент нанесени  пленки дл  создани  электростатических сил, поджимающих ее к поверхности электрода, на электрод подаетс  электрический потенциал с пол рностью, противоположной пол рности поверхностного потенциала пленки.

Если величина зазора между пленкой и поверхностью электрода не превышает 1 мм, то приведение электризованной пленки в контакт с поверхностью электрода может быть осуществлено без использовани  механического приспособлени  8, путем подачи на электрод импульса высокого напр жени  ( кВ)с пол рностью, противоположной пол рности поверхностного потенциала у пленки. В этом случае электростатические силы оказываютс  достаточными дл  того, чтобы прит нуть зар женную пленку к поверхности электрода , оборвать ее по периметру и создать затем надежный физический контакт пленки с электродом.

Затем электрод 7, наход щийс  на транспортере 10, подают с шагом Ad под воздушную струю, выход щую, например, из кварцевой трубки 11. Температура в струе должна быть не ниже температуры плавлени  полимера, но не выше температуры начала его деструкции. Контроль температуры осуществл ют термопарой 12. Температура газа определ етс  температурой нагревател  13, котора  измен етс  с помощью регул тора 14. Величина избыточного пневматического давлени  составл ет 0,005-0,4 атм. Под действием избыточного давлени  нагретого газа происходит значительное разм гчение и частичное расплавление полимера, что приводит к достижению высокой адгезии его к электроду и к одновременному формированию в нем отверстий, если они имеютс  в электроде. При следующем шаге Д d электрод с полимерным покрытием подают в зону охлаждени , а его температуру контролируют термопарой 15. Затем, при очередном шаге Д d электретный элемент электризуют одним из известных способов, например, электрод заземл ют, а полимерное покрытие электризуют в коронном разр де с помощью устройства, содержащего коронирующую иглу 16 и сетку 17, до требуемого поверхностного потенциала.

Описанным способом изготовл лись тонкопленочные массивные электретные элементы на основе пленки сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом (Ф-4МБ2) и перфорированных электродов из латуни и алюмини . Толщина пленки составл ла 10 мкм. Использовались напр жени  -Ui -Us -6 кВ, -1)2 -500 В, -IU

-200 В, При использовании механического нанесени  пленки на электрод величина напр жени  Us составл ла +500 В, а при приведении пленки в контакт с электродом с помощью электростатических сил величина Us составл ла +10 кВ. Использовались температуры Ti 210°С, Та 340°С (температура начала деструкции - 350-360°С), Тз 35°С, фиг. 1. Рассто ние между полимерной пленкой и поверхностью электро- да было 0,8 мм. Избыточное пневматическое давление воздушной струи - 0,3 атм. Рассто ние от среза кварцевой трубки & 12-мм до полимерной пленки, наносившейс  на электрод, 1 мм. Врем  выдержки в воздушной струе 30 с.

Качество покрыти  полученных элект- ретных элементов оказалось выше, чем элементов , полученных с помощью известных способов.

Так, согласно фиг. 2, величина адгезии полимера к электроду в данном случае превышает в 4-5 раз адгезию полимерных покрытий, изготовленных способом-прототипом . Следует отметить, что указанное по- вышение адгезии не  вл етс  следствием

простого суммировани  давлени  струи газа и пондермоторного давлени  Рэ, привод щего к повышению результирующего давлени  РЕ .

Claims (1)

1. По сравнению с известным способом, дополнительно улучшаетс  стабильность зар да электретного элемента, поскольку в процессе его изготовлени  полимер подвергаетс  электризации дважды: до нанесени  на электрод и при окончательной электризации электретного элемента. Формула изобретени  Способ изготовлени  электретного элемента путем соединени  полимерной пленки с предварительно подогретым электродом , расплавлени  ее на поверхности электрода струей газа и электризации пленки, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества покрыти  за счет повышени  адгезии пленки к электроду и упрощени , полимерную пленку до ее соединени  с электродом электризуют, а к моменту соединени  на электрод подают электрический потенциал с пол рностью, противоположной пол рности поверхностного потенциала полимерной пленки.