JPS5856987B2 - 高分子圧電体の製造方法 - Google Patents
高分子圧電体の製造方法Info
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- JPS5856987B2 JPS5856987B2 JP50058321A JP5832175A JPS5856987B2 JP S5856987 B2 JPS5856987 B2 JP S5856987B2 JP 50058321 A JP50058321 A JP 50058321A JP 5832175 A JP5832175 A JP 5832175A JP S5856987 B2 JPS5856987 B2 JP S5856987B2
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- Japan
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- film
- polarization
- polyvinylidene fluoride
- voltage
- piezoelectric material
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- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/04—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning
- H10N30/045—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning by polarising
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/09—Forming piezoelectric or electrostrictive materials
- H10N30/098—Forming organic materials
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高分子圧電体の製造方法に関し、特にポリ弗化
ビニリデン等のフィルムを用いた変換器用の高分子圧電
体を提供せんとするものである。
ビニリデン等のフィルムを用いた変換器用の高分子圧電
体を提供せんとするものである。
従来から、大きな圧電性を有する高分子圧電体、例えば
ポリ弗化ビニリデンを得るには、α型構造のポリ弗化ビ
ニリデンを機械的に一軸延伸することに依ってβ型構造
と威す方法、ポリ弗化ビニリデン酵液から結晶させる方
法、又は藩解法によって作成する方法等が知られている
。
ポリ弗化ビニリデンを得るには、α型構造のポリ弗化ビ
ニリデンを機械的に一軸延伸することに依ってβ型構造
と威す方法、ポリ弗化ビニリデン酵液から結晶させる方
法、又は藩解法によって作成する方法等が知られている
。
上述のβ型構造のポリ弗化ビニリデンを適当な温度（５
０℃以上）中で延伸すると、β型構造のポリ弗化ビニリ
デンフィルムを作ることが出来る。
０℃以上）中で延伸すると、β型構造のポリ弗化ビニリ
デンフィルムを作ることが出来る。
例えば、温度５０〜１２０℃でこのフィルムに８００〜
１ＯＯＯＫ■／Ｃｒｆｔ８度の電界を印加し、これを冷
却すると、その分子形態が変化して自発分極を生じる。
１ＯＯＯＫ■／Ｃｒｆｔ８度の電界を印加し、これを冷
却すると、その分子形態が変化して自発分極を生じる。
このようにして得られたポリ弗化ビニリデンフィルムに
電極を形成し、このフィルムに機械的変位を与えれば、
その電極間に圧電気力発生することは周知である。
電極を形成し、このフィルムに機械的変位を与えれば、
その電極間に圧電気力発生することは周知である。
これ等従来の高分子圧電体の分極装置は、第１図の如き
である。
である。
第１図の例では、β型構造のフィルム１を電極２及び２
′で挾着し、油又は空気中で直流電源３よシミ極２及び
１間に高電圧を印加してフィルム１を分極処理している
。
′で挾着し、油又は空気中で直流電源３よシミ極２及び
１間に高電圧を印加してフィルム１を分極処理している
。
然し乍ら、フィルム１の厚さを限界匝迄薄くし、直流電
圧を限界［園乞高くするようにして分極を行なっても、
この第１図に示す方法によって分極したフィルム１の圧
電定数ｇａ、は大きくすることが出来ない欠点がある。
圧を限界［園乞高くするようにして分極を行なっても、
この第１図に示す方法によって分極したフィルム１の圧
電定数ｇａ、は大きくすることが出来ない欠点がある。
従って、本発明の主目的は、分極時に電極とフィルムと
の間に、網状又は多孔質状の絶縁性物質を介在濾せて分
極させるという極めて簡単な装置によって、圧電定数ｇ
３□を大巾に増加させることか出来る高分子圧電体を提
供せんとするものである。
の間に、網状又は多孔質状の絶縁性物質を介在濾せて分
極させるという極めて簡単な装置によって、圧電定数ｇ
３□を大巾に増加させることか出来る高分子圧電体を提
供せんとするものである。
以下、本発明の一実施例を第２図及び第３図を参照して
詳細に説明しよう。
詳細に説明しよう。
尚、第２図に於て、第１図と同一な部分には同一符号を
附し、その重複説明を省略する。
附し、その重複説明を省略する。
本発明の高分子圧電体を得る装置を第２図に示す。
第２図に於て、ポリ弗化ビニリデンフィルム１とプラス
側の電極２との間に絶縁性の網、例えば絹、化学繊維網
、１０〜５００メツシュ程度の網、又は絶縁性の多孔質
板状物４を介在させる。
側の電極２との間に絶縁性の網、例えば絹、化学繊維網
、１０〜５００メツシュ程度の網、又は絶縁性の多孔質
板状物４を介在させる。
直流電源３より、ポリ弗化ビニリデンフィルム１及び網
４を挾着した電極２及び２′間に、高電圧を印加してフ
ィルム１の分極処理を行なう。
４を挾着した電極２及び２′間に、高電圧を印加してフ
ィルム１の分極処理を行なう。
以下、その分極条件を種々選択した本発明の各種実施例
を説明する。
を説明する。
実施例 ｌ
第２図に示す装置に於て、１００μの厚さのポリ弗化ビ
ニリデンフィルム１を、２００〜２５０メツシユで厚さ
８０μの絹の網４を介し、温度ゐ℃のシリコン油中で直
流電源３より電極２及び２′にｌ０ＫＶの直流電圧を１
時間加えて分極処理させる。
ニリデンフィルム１を、２００〜２５０メツシユで厚さ
８０μの絹の網４を介し、温度ゐ℃のシリコン油中で直
流電源３より電極２及び２′にｌ０ＫＶの直流電圧を１
時間加えて分極処理させる。
この分極処理を行なった後、直流電源３より電圧を印加
したまま、フィルム１等を冷却する。
したまま、フィルム１等を冷却する。
分極終了後、フィルム１の表口を洗浄し、真空蒸着によ
りアルミニウムをフィルム１の両面に蒸着して、これを
電極となした場合のフィルム１の圧電定数Ｌｌｔは２７
０ Ｘｌ ０ ３ｍＶ／Ｎであった。
りアルミニウムをフィルム１の両面に蒸着して、これを
電極となした場合のフィルム１の圧電定数Ｌｌｔは２７
０ Ｘｌ ０ ３ｍＶ／Ｎであった。
実施例 ２
第２図に示すマイナス側の電極２′と１００μの厚さの
β化したポリ弗化ビニリデンフィルム１との間に２００
〜２５０メツシユで厚さ８０μの綱網を介在させ、温度
８５℃のシリコン油中で直流電源３よりｌ０ＫＶの直流
電圧を電極２及び２′間に加え、フィルム１の分極処理
を行なう。
β化したポリ弗化ビニリデンフィルム１との間に２００
〜２５０メツシユで厚さ８０μの綱網を介在させ、温度
８５℃のシリコン油中で直流電源３よりｌ０ＫＶの直流
電圧を電極２及び２′間に加え、フィルム１の分極処理
を行なう。
分極処理を行なった後、直流電源３より電圧を印加した
まま、フィルム１等を冷却する。
まま、フィルム１等を冷却する。
分極終了後、フィルム１の表面を洗浄し、電極としてア
ルミニウムをその表面に真空蒸着したフィルム１の圧着
定数ｇ３ｔは２３０Ｘ１０−３ｍＶ／Ｎであった。
ルミニウムをその表面に真空蒸着したフィルム１の圧着
定数ｇ３ｔは２３０Ｘ１０−３ｍＶ／Ｎであった。
実施例 ３
第２図に示すプラス側の電極２及びマイナス側の電極２
′と１００μの厚さのβ化したポリ弗化ビニリデンフィ
ルム１との間に２００〜２５０メツシユで厚さ８０μの
２枚の綱網を介在させる。
′と１００μの厚さのβ化したポリ弗化ビニリデンフィ
ルム１との間に２００〜２５０メツシユで厚さ８０μの
２枚の綱網を介在させる。
次に、他の条件は実施例２と同一条件として分極したフ
ィルム１の圧電定数ｇａ、は２２８Ｘ１０−３ｍＶ／Ｎ
であった。
ィルム１の圧電定数ｇａ、は２２８Ｘ１０−３ｍＶ／Ｎ
であった。
実施例 ４
シリコン油の温度を８０℃、直流印加電圧を１２ＫＶと
し、他の条件は実施例３と同一条件として分極したフィ
ルム１の圧電定数ｇ３ｔは２１６ＸＩＯ’ ｍＶ／Ｎで
あった。
し、他の条件は実施例３と同一条件として分極したフィ
ルム１の圧電定数ｇ３ｔは２１６ＸＩＯ’ ｍＶ／Ｎで
あった。
実施例 ５
１１５μ及び１１０μの厚さのポリ塩化ビニリデンフィ
ルムを重ね、組線１枚を介して電極２及び２′間に挾み
、温度９０℃のシリコン油中で電極２及び２′間に直流
電圧１７ＫＶを加える。
ルムを重ね、組線１枚を介して電極２及び２′間に挾み
、温度９０℃のシリコン油中で電極２及び２′間に直流
電圧１７ＫＶを加える。
この場合、厚さ１１５μのプラス電極２側のフィルムの
圧電定数ｇａｒは２５２ ＸＩ Ｏ−３ｍＶ／Ｎであり
、厚さ１１０μのマイナス電極２’ｌ！ｌのフィルムの
圧錠数ｇａｒば２５１Ｘ１０ ｍＶ／Ｎであった。
圧電定数ｇａｒは２５２ ＸＩ Ｏ−３ｍＶ／Ｎであり
、厚さ１１０μのマイナス電極２’ｌ！ｌのフィルムの
圧錠数ｇａｒば２５１Ｘ１０ ｍＶ／Ｎであった。
比較例 １
第１図の構成に於て、温度８０℃のシリコン油中で、β
化した厚さ１００μのポリ弗化ビニリデンフィルム１に
直流電源３から８ＫＶの直流電圧（温度８０℃に於ける
分極電圧の限界）を１．５時間加え、フィルム１を分極
させる。
化した厚さ１００μのポリ弗化ビニリデンフィルム１に
直流電源３から８ＫＶの直流電圧（温度８０℃に於ける
分極電圧の限界）を１．５時間加え、フィルム１を分極
させる。
この場合、フィルム１の圧電定数ｇ３ｒば１９２Ｘ１０
−３ｍＶ／Ｎであった。
−３ｍＶ／Ｎであった。
比較例 ２
実施例５と比較するために、プラス電極２側に１００μ
の厚さのポリ弗化ビニリデンフィルムを配し、マイナス
電極ｉ側に１１５μの厚さの同様のフィルムを配し、こ
れ等を重ね合せて電極２及び２で圧着する。
の厚さのポリ弗化ビニリデンフィルムを配し、マイナス
電極ｉ側に１１５μの厚さの同様のフィルムを配し、こ
れ等を重ね合せて電極２及び２で圧着する。
シリコン油の温度を９０〜９５℃、直流電圧を１７ＫＶ
として分極した場合の厚さ１００μのフィルムの圧電定
数ｇ３ｚは１７０×１０ ’ ｍＶ／Ｎであり、厚さ
１１５μのフィルムの圧’ｌ数ｇａｔば１８２ＸｌＯ−
３ｍＶ／Ｎであった。
として分極した場合の厚さ１００μのフィルムの圧電定
数ｇ３ｚは１７０×１０ ’ ｍＶ／Ｎであり、厚さ
１１５μのフィルムの圧’ｌ数ｇａｔば１８２ＸｌＯ−
３ｍＶ／Ｎであった。
以上の各実施例及び比較列より考察すると、圧電定数ｇ
ｂｔは分極中の直流印加電圧Ｅと周囲温度Ｔとの積ｒに
関係する。
ｂｔは分極中の直流印加電圧Ｅと周囲温度Ｔとの積ｒに
関係する。
第１図に示す従来例の圧電定数の特性及び第２図に示す
本発明の一実施例の圧電定数の特性を、第３図の曲線５
及び曲線６に夫々示す。
本発明の一実施例の圧電定数の特性を、第３図の曲線５
及び曲線６に夫々示す。
尚、第３図では、横軸にフィルムの厚σμと前述したγ
との比γ／μをとり、縦軸に圧電定数ｇ３□をとってい
る。
との比γ／μをとり、縦軸に圧電定数ｇ３□をとってい
る。
本発明に依れば、上述の如くかなり大きな圧電定数を有
する高分子圧電体が得られるが、上述の作用は次のよう
に考えられる。
する高分子圧電体が得られるが、上述の作用は次のよう
に考えられる。
即ち、分極中のポリ弗化ビニリデンフィルムは、直流電
圧を受けてプラス電極側に強く静電吸着される。
圧を受けてプラス電極側に強く静電吸着される。
その結果、延伸したβ型フィルムの厚みの不均一性、分
極用電極とフィルムとの密着状態、及び熱収縮等に依っ
てフィルムに変形が生じる。
極用電極とフィルムとの密着状態、及び熱収縮等に依っ
てフィルムに変形が生じる。
このフィルムの変形によって電極とフィルムとの間に生
ずる不均一な空間を、網状物によって均一化し、分極電
圧を均一に印加する。
ずる不均一な空間を、網状物によって均一化し、分極電
圧を均一に印加する。
斯く７して、分極電界の局部的集中で生ずる発熱により
、フィルムが絶縁破壊する。
、フィルムが絶縁破壊する。
のを防止し得るのではないかと推考される。
上記各実施例によって興味ある結果が得られた。
即ち、実施例１及び実施列５の場合のフィルムと、実施
例３の場合のプラス電極側フィルムとには、メツシュ状
の凹凸が形成きれるのに対し、実施例２の場合のフィル
ム及び実施例３の場合のマイナス電極側フィルムには、
メツシュ状の凹凸が殆んど形成岱れない。
例３の場合のプラス電極側フィルムとには、メツシュ状
の凹凸が形成きれるのに対し、実施例２の場合のフィル
ム及び実施例３の場合のマイナス電極側フィルムには、
メツシュ状の凹凸が殆んど形成岱れない。
フィルムの表面に形成されたこれ等の凹凸部分によって
、フィルムのヤング率が変わり、フィルムの曲げ応力に
対する柔らかさが増加したことと、フィルムの表面に形
成された凹凸部分が変形して、結晶状態や分子の極微的
変形による電歪効果も相乗し、圧電定数が増大したもの
と推考することも出来る。
、フィルムのヤング率が変わり、フィルムの曲げ応力に
対する柔らかさが増加したことと、フィルムの表面に形
成された凹凸部分が変形して、結晶状態や分子の極微的
変形による電歪効果も相乗し、圧電定数が増大したもの
と推考することも出来る。
本発明は、上述の如く極めて大きな圧電ξ数を有する高
分子圧電体が得られる特徴を有するものである。
分子圧電体が得られる特徴を有するものである。
第１図は従来の高分子圧電体の分極装置、第２図は本発
明の高分子圧電体の分極装置、第３図は本発明及び従来
の分極装置により分極した高分子圧電体の圧電デ数とγ
／μとの比較特性曲線図である。 図に於て、１はフィルム、２及び２′は電極、３は直流
電源、４は網又は多孔質板状物である。
明の高分子圧電体の分極装置、第３図は本発明及び従来
の分極装置により分極した高分子圧電体の圧電デ数とγ
／μとの比較特性曲線図である。 図に於て、１はフィルム、２及び２′は電極、３は直流
電源、４は網又は多孔質板状物である。
Claims (1)
- １ 分極時に、分極されるべき物質と分極用電極との間
に網状又は多孔質状の絶縁性物質を介在させて分極処理
を威したことを特徴とする高分子圧電体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50058321A JPS5856987B2 (ja) | 1975-05-15 | 1975-05-15 | 高分子圧電体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50058321A JPS5856987B2 (ja) | 1975-05-15 | 1975-05-15 | 高分子圧電体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51133800A JPS51133800A (en) | 1976-11-19 |
| JPS5856987B2 true JPS5856987B2 (ja) | 1983-12-17 |
Family
ID=13081001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50058321A Expired JPS5856987B2 (ja) | 1975-05-15 | 1975-05-15 | 高分子圧電体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5856987B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS549568B2 (ja) * | 1972-05-22 | 1979-04-25 |
-
1975
- 1975-05-15 JP JP50058321A patent/JPS5856987B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51133800A (en) | 1976-11-19 |
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