JPS624875B2 - - Google Patents
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- JPS624875B2 JPS624875B2 JP53088531A JP8853178A JPS624875B2 JP S624875 B2 JPS624875 B2 JP S624875B2 JP 53088531 A JP53088531 A JP 53088531A JP 8853178 A JP8853178 A JP 8853178A JP S624875 B2 JPS624875 B2 JP S624875B2
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- Japan
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- piezoelectric material
- producing
- piezoelectric
- radiation
- substance
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- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S522/00—Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
- Y10S522/911—Specified treatment involving megarad or less
- Y10S522/912—Polymer derived from ethylenic monomers only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Description
本発明は圧電（ピエゾエレクトリツク）効果を
有する物質およびその製造方法に関するものであ
る。特に、圧電効果を有する重合物質であつて電
気音響変換装置に利用される物質およびその製造
方法に関する。 従来からある種の重合物質、例えばポリフツ化
ビニリデン（PVF2）に圧電効果のあることが知ら
れている。またこれらの物質はその圧電効果を高
めるためにいわゆる「ポーリング」処理を行う技
術が知られている。ポーリング処理は通常物質を
高温下で強電界中でさらすことにより行われる処
理である。 物質はフイルム状に形成されたものがよく、温
度制御の施された炉と、その中にそのフイルムの
両面が対向するように配置され高電圧の印加され
た電極とを備えた装置によつて処理される。温度
は室温から物質の融点までの間、電界強度は１cm
当り0.01〜10MV（メガボルト）をとり得るが一
例として温度は100〜120℃が好適であり、電界強
度はフイルムの厚さ１cm当り1MV（メガボル
ト）程度がよい。圧電特性の向上度は、この温度
と電界強度の関数である。一般に、温度が高く、
電界強度が大きいほど圧電特性の向上度が大きい
が、温度は物質の融点以上に上げることができ
ず、電界強度はフイルム状物質の誘電耐圧で制限
されることになる。このようなポーリング処理に
より圧電効果を高めようとすれば、フイルム状物
質には、泡、ピンホール、きずあるいは他の物質
の付着等が発生し、これらの損傷点を起点にして
電気絶縁破壊が発生することにもなる。電気絶縁
破壊が発生すると、フイルム状物質も電極も損わ
れる。また、このような電気絶縁破壊は、電界強
度が大きいとき、温度が高いときほど発生しやす
い。 このように、上述のポーリング処理により圧電
効果を大きく向上させることには限界がある。 本発明はこのような高温あるいは強電界の処理
による従来の限度を越えて、重合物質の圧電特性
を向上させる方法を提供することを目的とする。 本発明は、圧電効果のある重合物質に上述のよ
うなポーリング処理を施すに先立つて、原則とし
て室温でその物質に放射線、特にガンマ（γ）線
を照射することを特徴とする。その放射線の量は
1Mradから20Mrad（両端値を含む。）で効果があ
る。 特に、その物質がポリフツ化ビニリデンであつ
て、その物質を室温で1Mradから200Mrad（両端
値を含む。）の量のガンマ線を照射し、その後に
公知のポーリング処理を施すことにより、その物
質の圧電特性を向上させることができる。 この方法により処理された物質は圧電特性が大
きく改善され、その物質の応用、例えばこれを電
気音響変換素子として使用するとき、その感度を
著しく向上させることができる。 ガンマ線の照射に際しては、真空状態下で行う
ことが好ましい。その真空状態は10-3mmHg
（0.13N／m2）より低いことが好ましい。また照
射中にはその雰囲気に物質をもろくする性質のも
のを含まないようにすることがよい。雰囲気中か
ら酸素を除くことは極めて効果的である。また一
例として、窒素雰囲気中で照射が行われ、これも
効果的であつた。窒素を照射室内に噴出させるこ
とにより、照射室内の残留空気を追出す方法も効
果がある。 物質に照射されるガンマ線の量は、好ましくは
1Mradから99Mrad（両端値を含む。）である。特
にこの中でも低い方の値で物質の圧電特性が大き
く向上する。 一実施例として、ポリフツ化ビニリデンの二方
性フイルム状物質について、圧電特性を大きく向
上させる効果があつたので、以下これを詳しく説
明する。もちろん、これ以外の重合物質について
も同様の効果が見られ、この例示によつて本発明
の範囲を限定するものでないことはいうまでもな
い。 第１図は本発明による製造方法の実施例の装置
断面構造図である。放射線照射に先だつて、フイ
ルムは公知の方法によりその両面にアルミニウム
電極が蒸着されている。第１図で、フイルム１
は、厚さ25μｍ、幅30cm、長さ数百メートルのも
のであつて、リール２に巻きつけられている。こ
れはデシケータ３の中に配置されている。このデ
シケータ３の内部雰囲気は、室温で、酸素圧が
10-5mmHg（1.3×10-3N／m2）程度になるよう制
御されている。このデシケータ３は、コンクリー
ト製のバンカー５の内部に、ガンマ線４を発生す
る放射源６と共に配置される。放射源６は例えば
コバルト60である。 このように、フイルム１はあらかじめ定められ
た１〜200Mradの範囲のガンマ線４に照射され
る。ガンマ線４の量は、デシケータ３と放射源６
の位置関係により定まる。照射が終了すると、デ
シケータ３はバンカー５から取り出され、さらに
リール２はデシケータ３から取り出される。この
後フイルム１は高温化で両電極間に高電圧が印加
され、いわゆるポーリング処理が行われる。 試料の一例を示すと、東京の呉羽化学工業株式
会社製の25μｍ厚のものであり、この照射処理に
先立つて、フイルム両面にアルミニウム電極が公
知の手段により形成された。 ポーリング処理の後、フイルムの圧電特性の測
定が行われた。この測定は適当な大きさのフイル
ム・サンプルに、巻取方向あるいは横方向にスト
レスを与えることにより行われた。次に示す表は
この圧電特性の測定結果である。表の左欄はフイ
ルムに照射されたガンマ線の照射量である。表の
中欄はその照射にひきつづいて行われたポーリン
有する物質およびその製造方法に関するものであ
る。特に、圧電効果を有する重合物質であつて電
気音響変換装置に利用される物質およびその製造
方法に関する。 従来からある種の重合物質、例えばポリフツ化
ビニリデン（PVF2）に圧電効果のあることが知ら
れている。またこれらの物質はその圧電効果を高
めるためにいわゆる「ポーリング」処理を行う技
術が知られている。ポーリング処理は通常物質を
高温下で強電界中でさらすことにより行われる処
理である。 物質はフイルム状に形成されたものがよく、温
度制御の施された炉と、その中にそのフイルムの
両面が対向するように配置され高電圧の印加され
た電極とを備えた装置によつて処理される。温度
は室温から物質の融点までの間、電界強度は１cm
当り0.01〜10MV（メガボルト）をとり得るが一
例として温度は100〜120℃が好適であり、電界強
度はフイルムの厚さ１cm当り1MV（メガボル
ト）程度がよい。圧電特性の向上度は、この温度
と電界強度の関数である。一般に、温度が高く、
電界強度が大きいほど圧電特性の向上度が大きい
が、温度は物質の融点以上に上げることができ
ず、電界強度はフイルム状物質の誘電耐圧で制限
されることになる。このようなポーリング処理に
より圧電効果を高めようとすれば、フイルム状物
質には、泡、ピンホール、きずあるいは他の物質
の付着等が発生し、これらの損傷点を起点にして
電気絶縁破壊が発生することにもなる。電気絶縁
破壊が発生すると、フイルム状物質も電極も損わ
れる。また、このような電気絶縁破壊は、電界強
度が大きいとき、温度が高いときほど発生しやす
い。 このように、上述のポーリング処理により圧電
効果を大きく向上させることには限界がある。 本発明はこのような高温あるいは強電界の処理
による従来の限度を越えて、重合物質の圧電特性
を向上させる方法を提供することを目的とする。 本発明は、圧電効果のある重合物質に上述のよ
うなポーリング処理を施すに先立つて、原則とし
て室温でその物質に放射線、特にガンマ（γ）線
を照射することを特徴とする。その放射線の量は
1Mradから20Mrad（両端値を含む。）で効果があ
る。 特に、その物質がポリフツ化ビニリデンであつ
て、その物質を室温で1Mradから200Mrad（両端
値を含む。）の量のガンマ線を照射し、その後に
公知のポーリング処理を施すことにより、その物
質の圧電特性を向上させることができる。 この方法により処理された物質は圧電特性が大
きく改善され、その物質の応用、例えばこれを電
気音響変換素子として使用するとき、その感度を
著しく向上させることができる。 ガンマ線の照射に際しては、真空状態下で行う
ことが好ましい。その真空状態は10-3mmHg
（0.13N／m2）より低いことが好ましい。また照
射中にはその雰囲気に物質をもろくする性質のも
のを含まないようにすることがよい。雰囲気中か
ら酸素を除くことは極めて効果的である。また一
例として、窒素雰囲気中で照射が行われ、これも
効果的であつた。窒素を照射室内に噴出させるこ
とにより、照射室内の残留空気を追出す方法も効
果がある。 物質に照射されるガンマ線の量は、好ましくは
1Mradから99Mrad（両端値を含む。）である。特
にこの中でも低い方の値で物質の圧電特性が大き
く向上する。 一実施例として、ポリフツ化ビニリデンの二方
性フイルム状物質について、圧電特性を大きく向
上させる効果があつたので、以下これを詳しく説
明する。もちろん、これ以外の重合物質について
も同様の効果が見られ、この例示によつて本発明
の範囲を限定するものでないことはいうまでもな
い。 第１図は本発明による製造方法の実施例の装置
断面構造図である。放射線照射に先だつて、フイ
ルムは公知の方法によりその両面にアルミニウム
電極が蒸着されている。第１図で、フイルム１
は、厚さ25μｍ、幅30cm、長さ数百メートルのも
のであつて、リール２に巻きつけられている。こ
れはデシケータ３の中に配置されている。このデ
シケータ３の内部雰囲気は、室温で、酸素圧が
10-5mmHg（1.3×10-3N／m2）程度になるよう制
御されている。このデシケータ３は、コンクリー
ト製のバンカー５の内部に、ガンマ線４を発生す
る放射源６と共に配置される。放射源６は例えば
コバルト60である。 このように、フイルム１はあらかじめ定められ
た１〜200Mradの範囲のガンマ線４に照射され
る。ガンマ線４の量は、デシケータ３と放射源６
の位置関係により定まる。照射が終了すると、デ
シケータ３はバンカー５から取り出され、さらに
リール２はデシケータ３から取り出される。この
後フイルム１は高温化で両電極間に高電圧が印加
され、いわゆるポーリング処理が行われる。 試料の一例を示すと、東京の呉羽化学工業株式
会社製の25μｍ厚のものであり、この照射処理に
先立つて、フイルム両面にアルミニウム電極が公
知の手段により形成された。 ポーリング処理の後、フイルムの圧電特性の測
定が行われた。この測定は適当な大きさのフイル
ム・サンプルに、巻取方向あるいは横方向にスト
レスを与えることにより行われた。次に示す表は
この圧電特性の測定結果である。表の左欄はフイ
ルムに照射されたガンマ線の照射量である。表の
中欄はその照射にひきつづいて行われたポーリン
【表】
グ処理の条件である。中欄では上段が与えられた
電界強度、下段が温度および処理時間を表わす。
表の右欄は圧電効果の電圧係数（Ｖｍ／Ｎ）で、
横方向の機械的ストレスに対する測定値である。 この表から同一のポーリング処理条件下では、
ポーリング処理に先立つてガンマ線照射を行つた
ものが、圧電特性がかなり向上していることがわ
かる。また、圧電特性を同程度に設定しようとす
るならば、ポーリング処理が低温度かつ弱電界で
よいことになり、圧電物質を損うことなくポーリ
ング処理を行うことができることになる。このこ
とは顕著な効果であつて、圧電物質の品質および
信頼性を向上させることができる。 上記の例示したポレフツ化ビニリデン以外の重
合物質についても、特に通常は圧電効果を顕著に
示すことのない重合物質についても、本発明の処
理を行うことにより圧電効果が見られることがあ
る。ポリフツ化ビニリデンの共重合体、例えばポ
リフツ化エチレンおよびポリフツ化ビニリデンの
共重合体、ポリフツ化ビニリデンおよび四フツ化
エチレンの共重合体、フツ化ビニリデンおよびフ
ツ化ビニルの共重合体、フツ化ビニリデンおよび
トリフルロモノクロロエチレンの共重合体、等に
ついても本発明の効果が見られた。また、フツ化
ポリビニル、塩化ポリビニルその他のハロゲンを
含む重合体についても本発明の効果が見られた。 上記例では、電極を形成したフイルムを放射線
で照射するよう説明したが、放射線照射の後で電
極を形成するよう順を入れ換えても本発明を実施
することができる。 また、物質の形状がフイルム状、あるいは二方
向性でなくても本発明の効果が見られる。 一般に物質の圧電効果はパイロ電気効果と密接
な関係にあるので、本発明の処理により物質のパ
イロ電気効果を向上させることが考えられる。 本発明により製造された圧電物質は、マイクロ
ホン、レシーバおよび圧力変換器に使用して優れ
た効果がある。
電界強度、下段が温度および処理時間を表わす。
表の右欄は圧電効果の電圧係数（Ｖｍ／Ｎ）で、
横方向の機械的ストレスに対する測定値である。 この表から同一のポーリング処理条件下では、
ポーリング処理に先立つてガンマ線照射を行つた
ものが、圧電特性がかなり向上していることがわ
かる。また、圧電特性を同程度に設定しようとす
るならば、ポーリング処理が低温度かつ弱電界で
よいことになり、圧電物質を損うことなくポーリ
ング処理を行うことができることになる。このこ
とは顕著な効果であつて、圧電物質の品質および
信頼性を向上させることができる。 上記の例示したポレフツ化ビニリデン以外の重
合物質についても、特に通常は圧電効果を顕著に
示すことのない重合物質についても、本発明の処
理を行うことにより圧電効果が見られることがあ
る。ポリフツ化ビニリデンの共重合体、例えばポ
リフツ化エチレンおよびポリフツ化ビニリデンの
共重合体、ポリフツ化ビニリデンおよび四フツ化
エチレンの共重合体、フツ化ビニリデンおよびフ
ツ化ビニルの共重合体、フツ化ビニリデンおよび
トリフルロモノクロロエチレンの共重合体、等に
ついても本発明の効果が見られた。また、フツ化
ポリビニル、塩化ポリビニルその他のハロゲンを
含む重合体についても本発明の効果が見られた。 上記例では、電極を形成したフイルムを放射線
で照射するよう説明したが、放射線照射の後で電
極を形成するよう順を入れ換えても本発明を実施
することができる。 また、物質の形状がフイルム状、あるいは二方
向性でなくても本発明の効果が見られる。 一般に物質の圧電効果はパイロ電気効果と密接
な関係にあるので、本発明の処理により物質のパ
イロ電気効果を向上させることが考えられる。 本発明により製造された圧電物質は、マイクロ
ホン、レシーバおよび圧力変換器に使用して優れ
た効果がある。
図は本発明の製造方法の実施例装置の構造図。
１……フイルム状物質、２……リール、３……
デシケータ、４……ガンマ線、５……コンクリー
ト製バンカー、６……放射源。
デシケータ、４……ガンマ線、５……コンクリー
ト製バンカー、６……放射源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重合物質に対してその物質の融点以下の高温
下でその物質の誘電耐圧以下の電界を印加して行
うポーリング処理を含む圧電物質の製造方法にお
いて、上記ポーリング処理に先立つてその重合物
質に対して１〜200Mradの放射線を照射する工程
を含むことを特徴とする圧電物質の製造方法。 ２ 放射線を照射する工程が室温で行われること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧電物
質の製造方法。 ３ 重合物質がポリフツ化ビニリデンである特許
請求の範囲第１項または第２項記載の圧電物質の
製造方法。 ４ ポリフツ化ビニリデンが二方性フイルムに形
成された特許請求の範囲第３項記載の圧電物質の
製造方法。 ５ 放射線を照射する工程は、その重合物質の周
囲の雰囲気の酸素圧が10-3mmHg以下に設定され
た特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
に記載の圧電物質の製造方法。 ６ 放射線がガンマ線であつてその照射量が１〜
99Mradの範囲にある特許請求の範囲第１項ない
し第５項のいずれかに記載の圧電物質の製造方
法。 ７ 重合物質であつて、１〜200Mradのガンマ線
が照射され、その物質の融点以下の高温下でその
物質の誘電耐圧以下の強電界が印加されてなるポ
ーリング処理の施された圧電物質。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB3023777 | 1977-07-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5421597A JPS5421597A (en) | 1979-02-17 |
| JPS624875B2 true JPS624875B2 (ja) | 1987-02-02 |
Family
ID=10304468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8853178A Granted JPS5421597A (en) | 1977-07-19 | 1978-07-17 | Piezoelectric material and method of making same |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4239608A (ja) |
| EP (1) | EP0000449B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5421597A (ja) |
| DE (1) | DE2861190D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009066519A1 (ja) * | 2007-11-21 | 2009-05-28 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 超音波受信用振動子、その製造方法、超音波探触子及び超音波医用画像診断装置 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4951384A (en) * | 1981-04-02 | 1990-08-28 | Raychem Corporation | Method of making a PTC conductive polymer electrical device |
| US4951382A (en) * | 1981-04-02 | 1990-08-28 | Raychem Corporation | Method of making a PTC conductive polymer electrical device |
| US4955267A (en) * | 1981-04-02 | 1990-09-11 | Raychem Corporation | Method of making a PTC conductive polymer electrical device |
| US4845838A (en) * | 1981-04-02 | 1989-07-11 | Raychem Corporation | Method of making a PTC conductive polymer electrical device |
| US5140297A (en) * | 1981-04-02 | 1992-08-18 | Raychem Corporation | PTC conductive polymer compositions |
| US5195013A (en) * | 1981-04-02 | 1993-03-16 | Raychem Corporation | PTC conductive polymer compositions |
| US5227946A (en) * | 1981-04-02 | 1993-07-13 | Raychem Corporation | Electrical device comprising a PTC conductive polymer |
| US4393093A (en) * | 1981-06-12 | 1983-07-12 | Pennwalt Corporation | Preparation of high gamma (α)phase poly(vinylidene fluoride) piezoelectric materials |
| FR2535113B1 (fr) * | 1982-10-22 | 1986-05-16 | Thomson Csf | Procede de fabrication d'un materiau polymere piezo- ou pyroelectrique comportant une etape de reticulation |
| US4808352A (en) * | 1985-10-03 | 1989-02-28 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Crystalline vinylidene fluoride |
| US5204013A (en) * | 1986-07-03 | 1993-04-20 | Rutgers, The State Unversity Of New Jersey | Polarized products |
| JPH0796607B2 (ja) * | 1987-09-07 | 1995-10-18 | 富山県 | 高分子圧電材及びその製造方法 |
| JP2585018B2 (ja) * | 1987-09-08 | 1997-02-26 | 富山県 | 圧電型感圧素子及びその製造方法 |
| DE10104605A1 (de) * | 2001-02-02 | 2002-08-14 | Daimler Chrysler Ag | Klebeverbindung von Bauteilen, Kleber sowie Verfahren zur Herstellung der Klebeverbindung |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE544324A (ja) * | 1955-01-11 | |||
| US3644605A (en) * | 1969-02-11 | 1972-02-22 | Bell Telephone Labor Inc | Method for producing permanent electret charges in dielectric materials |
| JPS5040720B1 (ja) * | 1970-09-26 | 1975-12-26 | ||
| JPS5146919B1 (ja) * | 1971-02-09 | 1976-12-11 | ||
| JPS5146280B2 (ja) * | 1971-09-21 | 1976-12-08 | ||
| JPS4855273A (ja) * | 1971-11-11 | 1973-08-03 |
-
1978
- 1978-07-17 JP JP8853178A patent/JPS5421597A/ja active Granted
- 1978-07-18 EP EP78300160A patent/EP0000449B1/en not_active Expired
- 1978-07-18 DE DE7878300160T patent/DE2861190D1/de not_active Expired
- 1978-07-19 US US05/927,587 patent/US4239608A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009066519A1 (ja) * | 2007-11-21 | 2009-05-28 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 超音波受信用振動子、その製造方法、超音波探触子及び超音波医用画像診断装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2861190D1 (en) | 1981-12-24 |
| JPS5421597A (en) | 1979-02-17 |
| EP0000449B1 (en) | 1981-10-21 |
| EP0000449A1 (en) | 1979-01-24 |
| US4239608A (en) | 1980-12-16 |
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