SE431139B - Forfarande for polning av polymerfilmer genom koronaurladdning for att forlena filmerna piezoelektrisk aktivitet - Google Patents

Description

20 25 30 35 8203406~7 piezo- och pyroelektriska filmer uppvisar förmåga att förvärva statiska elektriska laddningar tillsammans med den inre molekyl- orientering som de undergår under po1ning., Förfarandet enligt föreliggande uppfinning är inriktat på framställning av piezo- elektriska och pyroelektriska filmer och kräver relativt sträng kontroll eller reglering av polningsbetingelserna och av valet av den använda filmen. Användning av koronaurladdning för att producera piezoelektrisk och pyroelektrisk film är känd inom denna teknik. Användning av texturerad yta på åtminstone en elektrod i samband med användning av en Bärarfilm under korona- urladdning är huvudidën bakom föreliggande uppfinning. Förfaran- det möjliggör framställning av tunn piezoelektrisk och pyroelek- trisk film uppvisande relativt höga piezoelektriska och/eller pyroelektriska egenskaper.

DEFINITIONER Eilmi Med uttrycket "film", vilket i föreliggande fall ofta an- vändes synonymt med "tunn film", avses en tunn arkliknande struk- tur, som kan vara en kontinuerlig film [såsom en sådan som er- hålles av ett plastmaterial vid gjutning, strängsprutning eller liknande) eller en ovävd struktur, såsom papper eller varmpres- sade syntetiska fibrer, och uttrycket innefattar likaväl glas, vaxer, be- läggníngar och liknande. Dessa filmer kan ha formen av ett di- skret segment eller en kontinuerlig materíallängd.

.PIEZOELEKTRISK (ELLER PYROELEKTRISK) KÄNSLIG FILM ("PES"-FILM): En film som uppvisar förmåga att förvärva en piezoelektrisk aktivitet av minst ca 5 piko-Coulomb per Newton (p C/N), när den utsättes för en korona-urladdning av mellan ca 5 och ca 15 kilo- volt per 0,025 mm tjocklek av nämnda film.

SAMVERKANIíE FILM; En film som har en ledningsförmåga eller konduktans som inte är mindre än konduktansen för PES-filmen vid uppmätning (a) under polningsbetingelserna för koronaurladdningen och (b) i riktningen för utladdníngsfältet. Den samverkande filmen kan vara identisk med PES-filmen.

KYNAR ®7zoo= En sampolymer av approximativt 70 viktprocent vinyliden- 10 15 20 25 30 35 fluorid och 30 viktprocent tetrafluoreten.

KORONAURLADDNINGI Ett fenomen som uppträder mellan laddade plattor, vanligen under hög spänning, och som producerar en elektrisk laddning, ofta synlig, härrörande från partiell elektrisk nedbrytning i den gas som omger de laddade plattorna.

TEXTURERAD YTA: En yta som utmärkes av multipelupphöjningar eller ~fördjup- ningar, såsom gropar, krusningar, räfflor, spår och ryggar, vars utskjutande kanter vanligtvis är skarpa; uttrycket är avsett att innefatta såväl mönstrade som slumpvisa konfigurationer.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN I enlighet med föreliggande uppfinning har det nu upptäckts, att PES-filmer med utmärkta piezoelektriska och/eller pyrolek~ triska egenskaper kan erhållas med ett minimum av nedbrytning genom att man utsätter ett multiskikt av filmer, av vilka åt~ minstone ett skikt är en PES-film och åtminstone ett annat skikt är en samverkande film, för en koronaurladdníng mellan ett par elektroder, av vilka åtminstone en sådan elektrod har texturerad yta. Pörfarandet kan genomföras på kontinuerlig basis för effek- tiv framställning av polade PES-filmer i kommersiell skala.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER PES-filmmaterial använda enligt föreliggande uppfinning inkluderar vinylidenfluoridpolymerer, vinylfluorídpolymerer, vinylkloridpolymerer, polyamider och polyvinylidencyanid. Dessa kan ha formen av homopolymerer, sampolymerer eller terpolymerer liksom även pölymerblandningar. Pöredragna polymerer är sådana som innehåller åtminstone en huvudmolandel vinylidenfluorid, inkluderande t.ex. vinylidenfluoridhomopolymerer och sampoly- merer eller terpolymerer innehållande minst 65 molprocent vinyli- denfluorid, och åtminstone en annan sampolymeriserbar monomer, såsom tetrafluoreten och vinylfluorid. Utmärkta resultat erhål- les för PES-filmer omfattande en sampolymer av från ca 85 till 95 viktprocent vinylidenfluorid och från ca 15 till 5 viktpro~ cent tetrafluoreten. Speciellt goda resultat erhålles för PES- beläggningar under användning av en sampolymer av från ca 65 .8203406-7 a 10 15 20 25 30 35 5203406-70 till 75 viktprocent vinylidenfluorid och från ca 35 till 25 víktprocent tetrafluoreten.

PES-filmerna kan orienteras monoaxiellt eller multiaxiellt på konventionellt sätt, såsom genom blåsning, sträckning, vals- ning och kombinationer av dessa tekniker för att öka förmågan att tillägna sig de piezoelektriska eller pyroelektriska egen- skaperna vid polarisering. Emellertid kan man även pola oorien- terade filmer, speciellt i form av en beläggning på ett lämpligt substrat, vilket t.o.m. kan vara ytan av en av elektroderna.

En PES-filmtjocklek som varierar från ca 2,5 upp till ca 625 /um är lämplig; tjocklekar mellan 5 och 125 /um föredras dock, eftersom polade PBS-filmer med denna tjocklek oftast an- vändes i piezoelektriska och pyroelektriska anordningar och ef- tersom tjockare filmer kräver användning av högre spänningar under polning. De föredragna polyvinylidenfluorid-PBS-filmerna är speciellt känsliga för nedbrytning, när de utsättes för koro- naurladdning, eventuellt beroende på frigöring av vätefluorid.

Närvaron av en samverkande film är väsentlig vid förfaran- det för att skydda PES-filmen från nedbrytning under polning.

Det har upptäckts, att närvaron av en samverkande film i kontakt med PES~filmen gör att spänningen applicerad på filmparet före- trädesvis pålägges tvärs över PES-filmen, varigenom piezoelek- triska egenskaper åstadkommes under betingelser som i annat fall skulle förorsaka nedbrytning i PBS-filmen, om denna använ- des ensam. Även om uppfinningen inte är bunden till någon spe- ciell teori, antas det att detta resultat sker på grund av att en given spänning applicerad tvärsöver, såsom ett flerskikts- mönster, fördelas i enlighet med den elektriska ledningsförmå- gan för varje skikt. Skiktet med den lägsta ledningsförmågan -har det högsta spänningsfallet däröver; sålunda fungerar den sam- verkande filmen som spänningsfördelare. I illustrerande syfte kan nämnas att, när en spänning appliceras över ett två-skikts- mönster bestående av en PES-film av 25 /um polyvinylidenfluorid- 9 film med en uppmätt resistans av 6,8 X l0 ohm och en samver- kande film av en 150 /um Kynar 7200-film med en uppmätt resi- stans av 0,24 x 109 ohm, 97% av spänningen kommer att påläggas över den 25 /um tjocka polyvinylidenfluoridfilmen, eftersom den utgör 97% av den totala resistansen.

Materialet i den samverkande filmen kan vara detsamma som PES-filmmateríalet och kan även inkludera, utan att för den 10 15 20 30 35 8203406- skull vara begränsat därtill, värmehärdande polymerer, termo- plastiska polymerer, elaster, plaster, glas och papper. Prak- tiskt taget vilken som helst operforerad icke-ledare kan an- vändas för detta ändamål. Rekommendationen är dock att poly- merer innehållande mjukningsmedel bör undvikas, eftersom de er- hållna resultaten kanske inte är reproducerbara, när den mjuka- de polymeren användes på nytt. Den samverkande filmen kan app- liceras på endera ytan av PBS-filmen men anbringas företrädes- vis direkt på den yta av PES-filmen som är vänd mot elektroden med den texturerade ytan, eftersom den mot den texturerade ytan vända filmen kommer att mönsterpressas eller -präglas därav drift. Det substrat, på vilket en PES-filmbeläggning applice- ras för polarísering, kan väljas på lämpligt sätt så att det fungerar som nämnda samverkande film. Tjockleken av den sam- verkande filmen kan ligga inom det område som har beskrivits ovan för PBS-filmen, nämligen från ca 2,5 upp till ca 625 /um.

Vanligen omfattar flerskiktsaggregatet en PES-film och åtmin- stone en samverkande film anordnad mellan PES-filmen och elek- troden med texturerad yta. Aggregatet kan dock även uppbyggas genom att man däri införlivar ytterligare skikt av PES- och sam- verkande filmer. På detta sätt kan två eller flera PES-filmer polariseras samtidigt. Under det att PES-filmerna ochde sæmærkan- de filmerna företrädesvis anordnas omväxlande i flerskiktsaggre- gatet, kan även slumpvisa arrangemang av skikten utnyttjas.

Flerskiktsaggregatet kan betraktas som en enda tjocklek i den meningen att endast de båda yttre skikten bringas i kontakt med elektrodytorna under applicering av koronaurladdningen.

Det faktum att man förser åtminstone en av de koronapro- ducerande elektroderna med texturerad yta har befunnits vara väsentligt för åstadkommande av en jämnt díspergerad och dämpad koronaurladdning, vilket resulterar i en väsentlig reduktion av nedbrytningen av PES-filmen under polning. Elektroderna kan uppvisa olika konfiguration. Exempelvis kan båda elektro- derna vara plana när någon relativ rörelse inte skall åstadkom- mas, under applicering av urladdningsfältet,mellan elektroder- na och flerskiktsaggregatet. Å andra sidan är det vid de före- dragna utföringsformer, där sådan relativ rörelse åstadkommes, önskvärt att den ena eller båda elektroderna har cylindrisk konfiguration. Exempelvis har en cylindrisk elektrod med räff- 7' tio 15 20 25 30 35 ßzos4o6-7 lad yta och med ca l0 till 60 räfflor per 2,5 cm visat sig ge utmärkta resultat.

Elektroden med den texturerade ytan kan vara negativt eller positivt laddad, eller också kan den vara jordad.

Ytterytorna av flerskiktsaggregatet bringas företrädesvis i faktisk fysisk kontakt med ytorna av elektroderna under pro- cessen för att man skall försäkra sig om homogen laddning och för att man skall undvika behov av ytterligare utrustning för att upprätthålla konstant avstånd mellan elektroderna och fler- skiktsaggregatet. Förfarandet kan dock även användas utan ett utnyttjande av en sådan kontakt.

Vid en variation av förfarandet kan PES~filmen ha ett elektriskt ledande skikt avsatt på en av dess ytor, vilket le- dande skikt kan fungera som en av elektroderna. Avsättningen av ett sådant ledande skikt kan åstadkommas medelst teknik som är välkänd inom detta område, såsom ångavsättning, elektroplät- teríng, målning, sputtering, laminering och liknande. Elek- triskt ledande material lämpade för detta ändamål innefattar aluminium, zink, guld, silver, tenn, krom och nickel liksom även ledande oxider av dessa metaller. I g Den spänning som användes för att åstadkomma koronourladd- ningen är vanligen mellan ca 5 och ca 15 kilovolt per 25 /um tjocklek av PBS-filmen.

Vid genomförande av polariseringsförfarandet införes flerskiktsaggregatet mellan ett par elektroder, av vilka åtmin- stone den ena har texturerad yta, och utsättes för en korona- urladdning{ Företrädesvis föres den elektrod, som uppvisar den texturerade ytan, fram och tillbaka eller utsättes den för oscillerande rörelse över flerskiktsaggregatet. Det kan lätt åstadkommas genom att man använder åtminstone en elektrod med cylindrisk konfiguration, vilken kan rullas över aggregatet.

När oscillationen av den texturerade elektroden fortsätter, fortsätter de piezoelektriska egenskaper som förlänas PES- filmen att öka till ett maximivärde, som är karaktäristiskt för den speciella PES-film som polas.

Vanligen rullas den texturerade elektroden fram och till- baka från ca 5 till ca l00 gånger över en given linje av fler- skiktsaggregatet, vilken linje är vinkelrät mot rullningsvägen för den texturerade elektroden. Vid det kontinuerliga drift- 10 15 20 25 30 40 8203406-7 sättet måste följaktligen oscillationsfrekvensen ökas eller min- skas i enlighet med hastigheten för det aggregat som passerar mellan elektroderna. För mycket tjocka PES-filmer kan det vara nödvändigt att öka antalet oscillationer eller svängningar till över 100. Även om polningsförfarandet kan utföras inom ett brett tem- peraturområde, ligger den föredragna temperaturen mellan rums- temperatur och omedelbart under smälttemperaturen för PES-fíl- men. Företrädesvis upphettas PES-filmen efter det att den har utsatts för koronaurladdningen. Det efterföljande upphettnings- steget bidrar till att fortsätta polariseringen av PES-filmen utanför den yta där koronauraddningen appliceras.

Genomförandet av förfarandet enligt föreliggande uppfin- ning kommer att förstås ytterligare i samband med beskrivningen av ritningarna, på vilka: Fig. l är en perspektivvy av en apparat avsedd för polari- sering av enskilda segment av PBS-filmer enligt föreliggande uppfinning.

Pig. Z är en perspektivvy av en för närvarande föredragen apparat för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen på ett kontinuerligt sätt.

Mera konkret beträffande ritningarna gäller att fig. l vi- sar polymerisation av ett flerskiktsaggregat ll av filmer om- fattande en PES-film 13 som skall polariseras samt en samverkan- de film 15. Aggregatet placeras mellan en plan elektrod 17, som kan vara tillverkad av vilket som helst elektriskt ledande ma- terial, såsom mässing, och en cylindrisk elektrod 19 med textu- rerad yta 21. Elektroden 19 vilar direkt på aggregatet ll, vil- ket ger ledningskontakt därmed.

Vid den i fig. l visade apparaten är organ anordnade för att bringa den texturerade elektroden 19 att passera fram- och tillbaka över aggregatet ll i längdriktningen längs en väg som anges med hjälp av pilar 23. Sålunda uppvisar elektroden 19 förmåga till kontinuerlig oscillation eller svängning över en given linje av aggregatet ll, vilken linje är vinkelrät mot vä- gen för elektroden 19. Exempelvis kan elektroden 19 vara anord- nad på en axel 25, vilken utgör handtag för att bringa den att oscillera manuellt i förhållande till aggregatet ll. Naturligt- vis måste handtagen vara tillräckligt isolerade för drift på detta sätt. Alternativt kan den ena eller båda ändarna av axeln 8Ã2Û34-Û6-7 10 15 20 25 30 35 8 25 vara kopplad(e) till ett manövreringsorgan (ej visat) så- som ett ok, vilket kan vara monterat på en ram eller taket över apparaten och anslutas till en oscillerande motor för att bi- bringa elektroden l9 fram- och återgående rörelse. Vid denna utföringsform kan den texturerade elektroden oscilleras i för- hållande till aggregatet eller vice versa.' Såsom visas i fig. 1 bör den texturerade elektroden vara något smalare än flerskikts- aggregatet för att förhindra möjligheten till uppkomst av en ljusbåge vid dess sidokanter. Av samma anledning får den oscíllerande tråden 19 inte komma alltför nära intill aggrega- tets längsgående kanter.

Vid genomförande av förfarandet kopplas elektroderna till en spänningskälla [ej visad), som ger den spänning som erford- ras för att producera en koronaurladdning däremellan. Elektro- den 19 rullas fram och tillbaka över aggregatet ett flertal Därefter kan filmen upphettas i en ugn (ej visad) för att processen skall fullbordas. _ Även om en cylindrisk elektrod illustreras som texturerad elektrod i fig. 1, kan andra elektrodkonfigurationer, såsom en Den cylindriska konfigura- gånger. texturerad stav, också användas. tionen föredras dock för att underlätta kontakt med aggregatet.

Den i fig. 2 visade apparaten för kontinuerlig drift inne- fattar ett förråd av PES-film 31, som tillhandahålles medelst 7 en tillförselrulle 33, ett par elektroder 35 och 37 för applice- ring av koronaurladdningen på filmen, upphettningsorgan 39 för upphettning av filmen efter det att den har undergått koronaur- laddningen samt organ för uppsamling av den polariserade produk- ten, såsom en upptagningsrulle 4l. Elektroden 35 är försedd med texturerad yta 43. Den samverkande filmen 71 visas anordnad mellan PBS-filmen och den texturerade elektroden 35 i området för koronaurladdning; bärar- eller uppbackningsfilmen tillföres från nfllen 73för samtidig passage med PES-filmen mellan elektro- derna. Bärarfilmen lindas efter exponeringen för koronaurladd- ningen upp på upptagningsrullen 75.

I fíg. 2 utgör elektroden 37 organ för att kontinuerligt frammata PES-filmen 31 mellan elektroder 35 och 37. speciella utföringsform fungerar sålunda elektroden 37, som är monterad på axeln 45 lagrad i en ram 47 innefattande en bas 49 och elektrodstödorgan 51, som transportrulle eller -vals för Vid denna '10 15 20 25 30 35 82034Û6- 7 aggregatet. Elektrod/transportrullen 37 roterar moturs och matar kontinuerligt fram filmen 31 i pilens 53 riktning. Den roterande rörelsen förlänas elektrod/transportrullen 37 med hjälp av en motor med variabel hastighet (ej visad).

Förrådsrullen 33 och upptagningsrullen 41 är kopplade till separata motorer (ej visade) och samverkar med elektrod/tran- Drif- ten av rullmotorerna regleras med hjälp av lägesströmställare sportrulle 37 för att mata fram filmen under processen. 55, 55', vilka påverkas som ett resultat av rörelsen hos rörliga rullar 57,57”. Om sålunda den film som passerar under den rör- liga rullen 57 tillåter denna rörliga rulle att förflytta sig ett förutbestämt avstånd bort från lägesströmställaren 55, kom- mer driften av matarrullen 33 att avbrytas temporärt. På lik- nande sätt gäller att, om den film som passerar under den rörli- ga rullen 57 bringar denna rulle 57 att "dansa" alltför nära lägesströmställaren 55, denna lägesströmställare kommer att akti- veras och driften av matarrullen 33 att återupptas. Passage av filmen under den rörliga eller dansande rullen 57”ger motsatt effekt på driften av upptagningsrullen 41, vilken regkras medelst lägesströmställaren 55”.

Rörelsehastigheten för filmaggregatet kan regleras genom lämplig justering av hastigheten för den motor som driver elek- troden/transportrullen 37.

Apparaten enligt fig. 2 är också försedd med organ för att oscillera den texturerade elektroden 35 i förhållande till den film som passerar mellan denna och elektroden/transportrullen 37 längs vägen för den rörelse varande filmen. Såsom visas i fig. 2 är den texturerade elektroden 35 monterad på en axel 59, vilken via teleskopanslutningsorgan 61 är sammanlänkad med ra- men 47. Teleskopanslutningsorganet 61 innefattar en stav 63, som är förenad med en roterbar arm 64 med hjälp av en isoleran- de hylsa 65. Staven 63 och armen 64 är vardera försedda med ett par isolerade monteringspelare för montering av ett par fjädrar därpå (ej visade), utanför hylsan 65, vilka ger ett lätt nedåt- riktat tryck från den texturerade elektroden 35 på filmen, när denna passerar mellan elektroderna. På detta sätt upprätthål- les intim kontakt mellan den texturerade elektroden och aggrega- tet. Förbindningsorganen 61 bidrar också till att bibehålla po- sitionen för den texturerade elektroden 35 i förhållande till 10 15 20 25 30 35 .82034-06-7 10 elektroden/transportrullen 37, vilket förhindrar sidoförskjut- ning av den texturerade elektroden från filmens bana och möjlig- gör fram- och återgående rörelse för den texturerade elektro- den 35 i förhållande till filmen och elektroden/transportrullen 37. Den oscillerande rörelsen för den texturerade elektroden 35, vilken sker i riktningen för aggregatets rörelse mellan elek- troderna, åstadkommes med hjälp av en programmerbar likströms- stegmotor i samverkan med en lägesströmställare (ej visad), vil- ken reglerar omrädet för den fram- och återgående rörelsen.

Såsom är vanligt i en polymerfilmbehandlingsapparat av den- na typ är sträckrullar 67 anordnade för att förhindra skrynkling av filmen före och efter kontakten med elektrodenltransportrul- len 37, och odrivna rullar 69 är anordnade för att styra och ändra rörelseriktningen för filmen. Sträckrullarna och de odriv- na rullarna liksom även förråds- och upptagningsrullarna är före- trädesvis monterade på en lämplig ram (ej visad).

Tíllförselrullen 73 och upptagningsrullen 75 för den sam- verkande filmen kan vara försedda med remskivor, av vilka var- dera via en rem är ansluten till en icke driven rulle, som ock- så är försedd med en remskiva, för att ge rullarna roterande rörelse. Alternativt kan rullarna 73 och 75 vara anslutna till en enda motor eller till ett par motorer, som driver rullarna med ungefär samma hastighet.

PES-filmen kan upphettas i upphettningskammaren 39, efter det att den har exponerats för koronaurladdningen, i syfte att fullborda polarisationsprocessen.

Ytterligare detaljer för apparaten för genomförande av det kontinuerliga koronaurladdnings-polarisationsförfarandet enligt föreliggande uppfinning anges i ovannämnda samtidigt inlämnade ansökan med titeln "Rapid Continuous Corona Poling of Polymeric Films".

Följande exempel bidrar till att illustrera uppfinningen ytterligare.

EXEMPEL l I detta exempel liknade den använda apparaten den apparat som visats i fig. l. Den texturerade övre elektroden var en alumíniumcylinder, som var l0,8 cm lång och hade en ytterdíame- ter av 8,9 cm. Den yta av den övre elektroden som kommer i kon- takt med filmen var räfflad; den undre elektroden hade jämn yta 10 15 20 25 30 35 8203406- 7 ll och var en 0,64 cm tjock mässingsplatta.

PBS-filmen var en kvadrat av polyvinylidenfluoridfilm, som var 11,4 cm på ena sidan och 25 /um tjock samt på ena sidan för- sedd med en nickelmetallíserad yta i form av en 10,2 cm kvadrat.

Den samverkande filmen var en kvadrat av Kynar 200-film, som var 17,8 cm på ena sidan och 150 /um tjock. Den metallíserade sidan av PES-filmen var vänd mot den undre elektroden. En spän- ning på l3 000 volt applicerades över elektroderna, varvid den Under det att en koronaurladdníng emitterades, rullades den övre elektroden fram undre elektroden var den "varma" elektroden. och tillbaka över den samverkande filmen av två-filmskiktet 44 gånger vid rumstemperatur. PES-filmen upphettades därefter i en ugn vid 85°C i ll minuter.

När produkten hade uttagits ur ugnen och kylts, följt av tryckstabilisering, visade den sig alstra 25 pC/N piezoelektrisk aktivitet uppmätt med en elektrometer.

EXEMPEL 2 Tekniken från exempel l utnyttjades med det undantaget att en 750 /um tjock aluminiumplatta användes i stället för mät- ningsplattan som bottenelektrod. En Kynara§7200-beläggning applicerades på en aluminiumpanel som en PES-film och polarise- rades under användning av en 75 /um tjock polyvinylfluorídfilm som samverkande film. Den övre elektroden anslöts till den po- sitiva sidan av en likströmskälla, och 8 000 volt applícerades på två-skiktsaggregatet, och en koronaurladdning observerades.

Den övre elektroden fördes fram och tillbaka 30 gånger över sta- 7200 belagda plattan upphettades därefter i en ugn i 10 minuter i 85°C.

Den piezoelektriska koefficienten (d33) för beläggníngen på aluminiumplattan var 8,6 pC/N, uppmätt med en elektrometer.

Exempel 3 och 4 beskriver kontinuerlig polarisering av poly- Den öv- peln. Den med Kynar merfilmer under användning av apparaten visad i fig. 2, re elektroden var en aluminiumcylinder, som var 11,4 cm lång och som hade en ytterdiameter av 11,4 cm. Den exponerade ytan av cylindern var räfflad. Den undre elektroden var en aluminium- cylinder med jämn yta, vilken var 31,1 cm lång och uppvisade en ytterdiameter av 33,0 cm.

EXEMPEL 3 En PES-film omfattande en längd av en polyvinylidenfluorid- 8203466-7 5 H 10 15 20 25 30 35 film 31, vilken har en tjocklek av ca 27,5 /Um, drogs genom apparaten från förrådsrullen 33 till upptagningsrullen 41 och passerade därvid mellan den övre elektroden 35 (med texturerad yta) och den undre elektroden 37. Därefter lindades en samver- kande film, som var 9,1 meter och 150 /um tjock samt utgjordes av en Kyna 7200-film 71, på plats, såsom visas i fig. 2. Spän- ningen på den texturerade elektroden 35 var ll 500 volt, medan Elektroden 35 oscillerade genom en båge runt den övre ytan av elektroderna 37 över en given linje vinkelrät mot transportlinjen för de båda filmerna den undre elektroden 37 var jordad. approximativt 70 gånger, under det att filmen rörde sig med en hastighet av 0,18 m/min. Temperaturen i upphettníngskammaren 59 var 7s°c.

Den piezoelektriska aktiviteten för den polariserade filmen efter tryckstabilisering var 15,0 pC/N, uppmätt med en elektro- meter.

EXEMPEL 4 Förfarandet från exempel 3 upprepades med undantag av att närheten av elektroden 35 upphettades till 43°C, att den appli- cerade spänningen var 8 S00 volt och att elektroden 35 oscille- rade ungefär 48'gånger¿ medan filmen rörde sig med en hastighet av 0,30 m/min. _ Efter stabiliseríng över natten under tryck för avlägsnan- de av statisk laddning uppmättes den piezoelektriska aktiviteten för den polariserade filmen till 22,0 pC/N.

Följande två exempel demonstrerar reduktionen av nedbryt- ning av en polyvinylidenfluoridfilm hårrörande från användning av en texturerad elektrod och en samverkande film.

EXEMPEL 5 En 25 /um tjock polyvinylidenflhoridhomopolymerfilm som PBS- film polades med en räfflad cylindrisk elektrod under användning av en teknik och en apparat liknande de beskrivna i exempel l.

Varje PES-film var en ca 5 cm kvadrat med en metalliserad nickel- En 150 /um tjock Kyna 7200-film användes som samverkande film mot den ometalli- beläg ning med 2,5 cm diameter på dess ena yta. serade ytan av PES-filmen. Den räfflade elektroden bringades att passera fram och tillbaka 60 gånger över den samverkande filmen, 10 l5 20 25 50 35 8203406-7 13 under vilken tid en spänning av 9 kilovolt applicerades över elektroderna. Efter upphettning i en ugn vid 85°C i 10 minuter, följt av tryckstabilisering, bestämdes den piezoelektríska akti- viteten för PES-filmen till 21,6 pC/N. Ett praktiskt taget iden- tiskt resultat erhölls under användning av en spårförsedd elek- trod i stället för en räfflad elektrod. När förfarandet upp- repades under användning av färska eller nya filmer under samma betingelser med undantag av att en jämn cylindrisk aluminium- elektrod användes i stället för den med texturerad yta försedda elektroden, passerade en gnista genom filmen, vilket gav ett hål däri efter det att filmen hade införts i ugnen. Det kan antas att detta visar att koronaurladdningen inte fördelades jämnt av den jämna elektroden. Den piezoelektríska aktiviteten för fil- men, testad i ett oskadat område, bestämdes till 20,0 pC/N.

EXEMPEL 6 En 25 /um tjock PES-film av polyvinylidenfluoridfilm till- sammans med en 150 /um tjock samverkande film av Kynang 7200 polades under användning av tekniken och apparaten från exempel l med undantag av att koronaurladdningen utfördes vid 45°C, med en spänning av 7000 kilovolt applicerad över elektroderna. Den texturerade elektroden rullades fram och tillbaka över den sam- verkande filmen av de båda skikten 90 gånger, och PES-filmen upphettades därefter till 75OC i 20 minuter. Den piezoelektrís- ka aktiviteten för filmprodukten bestämdes till 23,0 pC/N. När samma teknik och utrustning användes, men utan att man använde en samverkande film, erhölls genombrott under den första passa- gen av den texturerade elektroden över PBS-filmen.

I genomsnitt har det befunnits att, när man använder den kontinuerliga utrustningen enligt fig. 2 för att pola en PES- film med ekvivalent tjocklek utan användning av en samverkande film, det sker ett flertal genomslag för var femte meter av den bearbetade filmen.

Det sista exemplet visar hur den piezoelektríska aktivite- ten hos en polyvinylidenfluoridfilm ökas när den texturerade elektroden upprepat föres fram och tillbaka längs den av flera skikt sammansatta filmen under polning.

EXEMPEL 7 _ Ett flerskiktsaggregat av en PES-film av polyvinylidenfluo- 10 15 20 25 30 ß2o34o6-7 14 rid, som var 10 /um tjock och som hade ena ytan metalliserad med nickel, och en 150 /um tjock Kyna 7200-samverkande film pla- cerad mot polymerytan av PES-filmen polades under användning av tekniken och apparaten från exempel 1 men under användning av 10 000 volt över elektroderna och passage av den texturerade elektroden 4 gånger över två-filmskikten för åstadkommande av en piezoelektrisk aktivitet i PES-filmen av 13,0 pC/N. Under användning av samma teknik och utrustning men under det att an- talet passager av den texturerade elektroden ökades till 44, visade det sig att den piezoelektriska aktiviteten för PES-fil- men ökade till 22,0 pC/N. I samtliga fall upphettades den korona- urladdade filmen därefter till 85°C i 1 minut.

Av detta exempel kan man se att upprepade passager av den texturerade elektroden över stapeln ökar den piezoelektriska aktiviteten till maximal kapacitet för det material som polas.

Av ovanstående beskrivning och exempel ser man att använd- ning av ett flerskiktsaggregat av PBS och samverkande filmer i samverkan med den texturerade koronaproducerande elektroden dämpar koronaurladdningen i luften som omger flerskiktsstapeln, vilket innebär att det material, som.skall polariseras, skyddas från nedbrytning. Vidare är det uppenbart att föreliggande upp- finning ger ett kommersiellt användbart förfarande för fram- ställning av piezoelektriska och/eller pyroelektriska filmer därigenom att det leder till höga nivåer för piezoelektrisk el- ler pyroelektrisk aktivitet, på relativt kort tid, och med ett minimum av nedbrytning av filmerna.

En fackman på området inser naturligtvis att de procedur- er som har beskrivits i ovanstående exempel enbart är avsedda att illustrera och ej begränsa uppfinningen, vars genomförande kan ske med vida variationer och modifikationer utan att man avviker från själva uppfinningsidên, såsom denna är definierad i de bilagda kraven.

Claims (18)

*” 8205406-7 PATENTKRAV

1. l. Eörfarande för polning av polymerfilmer genom koronaur- laddning för att förläna filmerna piezoelektrisk aktivitet, k ä n - n e t e c k n a t av att koronaurladdningen genomföres på ett fler- skikt av filmer, av vilka åtminstone en är en PES-film och åtminsto- ne en annan är en samverkande film, mellan ett par elektroder, av vilka åtminstone en sådan elektrod har texturerad yta.

2. Z. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att PES-filmen utgöres av vínylidenfluoridhomopolymer.

3. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att PES-filmen omfattar åtminstone 65 molprocent vinyliden- fluorid och från 0 till 35 molprocent av minst en annan sampoly- meriserbar monomer.

4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att PES-filmen föreligger i form av en film, som utgöres av en sampolymer av från ca 85 till 95 viktprocent vinylidenfluorid och från ca 15 till 5 viktprocent tetrafluoreten.

5. Förfarande enligt krav 2, 3 eller 4, k ä n n e t e c k- n a t av att PES~filmen är orienterad i åtminstone en riktning.

6. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att PBS-filmen har ett elektriskt ledande skikt avsatt på sin ena yta.

7. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att PES-filmen föreligger i form av en beläggning på den ko- ronaurladdningsproducerande delen av en av elektroderna.

8. Pörfarande enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att beläggningen utgöres av en sampolymer av från ca 65 till 75 viktprocent vinylidenfluorid och från ca 35 till 25 viktpro- cent tetrafluoreten. '

9. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att den samverkande filmen finns på en yta av PES-filmen som är vänd mot en elektrod med texturerad yta.

10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av att den samverkande filmen är densamma som PBS-filmen.

11. ll. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av att den samverkande filmen väljes ur gruppen bestående av värmehärdande polymerer, termoplastiska polymerer, elaster, plaster, glas eller papper.

12. Förfarande enligt krav ll, k ä n n e t e c k n a t s2@34o6-7 16 av att den samverkande filmen utgöres av en sampolymer av ca 70 víktprocent vinylidenfluorid och 30 viktprocent tetrafluor- eten.

13. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av att åtminstone en av elektroderna med nämnda texturerade yta föres fram och tillbaka i kontakt med nämnda flerskikt av filmer.

14. Förfarande enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a t av att den texturerade ytan av nämnda ena elektrod har cylind- risk konfiguration.

15. Förfarande enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a t av att flerskiktet av filmer upphettas till en temperatur av från ungefär rumstemperatur till ungfär smälttemperaturen för PES-filmen.

16. Förfarande enligt krav 15, k ä n n e t e c k n a t av att upphettningssteget utföres efter det att nämnda fler- skikt av filmer har utsatts för koronaurladdningen.

17. Förfarande enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a t av att koronaurladdningen utföres vid en spänning av från ca 5 till 15 kilovolt per 25 /um tjocklek av PES-filmen.

18. Förfarande enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a t av att man kontinuerligt bringar en längd av nämnda flerskikt av filmer att passera mellan elektroderna.