JPH02501607A

JPH02501607A - Piezoelectric/pyroelectric element and its manufacturing method

Info

Publication number: JPH02501607A
Application number: JP50026087A
Authority: JP
Inventors: イム，ジャン‐ハイ
Original assignee: ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー
Priority date: 1986-12-08
Filing date: 1986-12-08
Publication date: 1990-05-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】圧ｔ／ピロ電気素子及びその製造方法本発明は、圧電／ピロ電気素子及びこれらの素子の新規製造方法に関する。[Detailed description of the invention] Pressure t/pyroelectric element and manufacturing method thereof The present invention relates to piezoelectric/pyroelectric elements and novel methods of manufacturing these elements.

圧電材料は、機械的歪みが加えられた際に電圧を発生するか、逆に電界内に置かれた際に機械的に変形する材料である。ピロ電気材料は、加熱された際に電圧を発生する材料である。Piezoelectric materials generate a voltage when mechanical strain is applied to them or, conversely, when placed in an electric field. This is a material that mechanically deforms when exposed to water. Pyroelectric materials generate voltage when heated It is a material that is generated.

この電圧は、通常、導線に接続されて材料の関連両面上に積載された一対の電極を介して圧電材料又はピロ電気材料から集められる。逆に電極対に接続された導線を用いて電界を加えることもある。This voltage is usually applied to a pair of electrodes connected to a conductor and mounted on the relevant sides of the material. from piezoelectric or pyroelectric materials. Conversely, the conductor connected to the electrode pair Sometimes wires are used to apply an electric field.

ある種のプラスチック物質を、強い圧電性又はと日型気性にする処理が可能な結晶形態のフィルム又はシートになし得ることは既知である０文献には、多数のポリマーが圧電材料又はピロ電気材料となる可能性あつと示されている。−特定ポリマーはポリフッ化ビニリデンとしても知られているポリにフッ化ビニル）であり、頻々ＰＶＤＦとも称されている。ＰＶＤＦの薄膜は、この薄膜を分極させるポーリング（ｐｏｔ　ｉｎｇ）なる方法で強い圧電性又はピロ電気性にすることができる。この方法では、薄膜を張力下に軟化温度近くまで加熱して強い分極電界内に配置し、電界を維持しながら室温まで徐々に放冷する。　ＰＶＤＦのような分極されたポリマーから製造される圧電素子及びピロ電気素子は、多数の分野で強い関心がもたれている０例えば、海洋波を用いて大表面積の圧電素子を機械的に変形させる発電プラントの設計が可能であろう、圧電素子のもう一つの用途はトランデュ−サーである。Some plastic materials can be processed to become strongly piezoelectric or piezoelectric. There are a number of points in the literature that are known to be able to be made into crystalline films or sheets. It has been shown that rimers have the potential to become piezoelectric or pyroelectric materials. −Specific port Remer is polyvinyl fluoride (also known as polyvinylidene fluoride). It is also often referred to as PVDF. A thin film of PVDF polarizes this thin film. Making it strong piezoelectric or pyroelectric by a method called potting Can be done. In this method, a thin film is heated under tension to near its softening temperature to create a strong polarization. The device is placed in a field and gradually cooled down to room temperature while maintaining the electric field. Like PVDF Piezoelectric and pyroelectric elements manufactured from polarized polymers are used in numerous fields. For example, there is strong interest in the use of ocean waves to mechanically fabricate large surface area piezoelectric elements. Another use of piezoelectric elements is that it may be possible to design power plants that transform is a transducer.

一部の用途では、十分に分極された圧電性／ピロ電気性ポリマー素子の感度は、少くとも理論上は薄膜の増大と共に向上する。しかしながら、ポリマー膜ポーリング工程時の熱的に活性化された電気的絶縁破壊のため、十分に分極された極度に厚いポリマー膜の製造は困難であり、所望感度を与えるほど十分厚くはならない。In some applications, the sensitivity of well-polarized piezoelectric/pyroelectric polymer elements is At least in theory, it improves with increasing thin film. However, polymer membrane poly Due to thermally activated electrical breakdown during the The production of thick polymer films is difficult and must not be thick enough to give the desired sensitivity. stomach.

キリアム（Ｑｕｉｌｌｉａｍ）の米国特許第４，４０５，４０２号は、薄い分極性プラスチック膜を電気的に分極した積層スタックからなる圧電／ピロ電気素子を開示しており、この素子は６膜が本質的にその両隣接膜と面対面接触していて、ポーリング操作は個々のプラスチック膜を組み立てたあと実施される。Quilliam, U.S. Pat. No. 4,405,402, describes thin polarization Piezoelectric/pyroelectric device consisting of a stack of electrically polarized plastic films discloses a device in which six films are essentially in face-to-face contact with both adjacent films. , the polling operation is performed after assembling the individual plastic membranes.

クルゾ（Ｋｕｒｚ）等の米国特許第４，３３０，７３０号は、柔軟な圧電材料を軸の周りに巻き付けて、一般に同心の複数圧電層にした巻き付は圧電材料多層構造を開示している０巻付は圧電材料膜の両側に導電性コーティングを巻付は前に施して電極にする。U.S. Pat. No. 4,330,730 to Kurz et al. Wrapping around an axis, typically concentric multiple piezoelectric layers, is a multilayer structure of piezoelectric materials. For those with 0 windings that disclose the structure, the conductive coating is wrapped on both sides of the piezoelectric material film before. and make it into an electrode.

発生電荷は圧電材料の界面から集めるのであるが、多層圧電素子はその界面表面積が大きいので魅力的である。The generated charge is collected from the interface of the piezoelectric material, but multilayer piezoelectric elements collect the generated charge from the interface surface. It is attractive because the product is large.

しかしながら、圧電材料を多数の層にするには、個々のプラスチック膜を積層したり、膜を折りたたんで軸の周りに巻き付けて多層にするなど重度の二次操作を施す必要がある。However, to create multiple layers of piezoelectric material, individual plastic membranes must be stacked together. or perform heavy secondary operations such as folding the membrane and wrapping it around a shaft to create multiple layers. It is necessary to apply

約５００オングストローム（０，０５ミクロン）はどの薄さで不変かつ一様な厚みを有する圧電性／ピロ電気性材料の比較的薄い個別層を製造できることは、分極化のための電圧を低下させ、かつ、分極達成時間を短縮できるなどポーリング操作の効率を高めることになる。Approximately 500 angstroms (0.05 microns) is a constant and uniform thickness at any thickness. The ability to produce relatively thin individual layers of piezoelectric/pyroelectric materials with Poling reduces the voltage for polarization and shortens the time to achieve polarization. This will increase the efficiency of operation.

多層の圧電／ピロ電気素子とくに個別プラスチック膜を積層して製造される素子にまつわる別の問題は、短絡を起こさぬように接合点を確立することの容易さである。Multilayer piezoelectric/pyroelectric elements, especially those manufactured by laminating individual plastic films Another problem is the ease of establishing junctions without shorting. be.

従って、容易に接合点が確立できて個別厚みが比較的薄い多層の圧電／ピロ電気素子及び該素子の製造方法を提供することは極めて望まれるところであろう。Therefore, a multilayer piezoelectric/pyroelectric material with relatively thin individual thicknesses where junction points can be easily established It would be highly desirable to provide a device and a method of manufacturing the same.

本発明は、（ａ）圧電性ポリマー材料、及び（ｂ）ポリマー電極材料の共押出し交互層からなり、ポリマー電極材料の各連続層の単一縁部（ａ　ｓｉｎｇｌｅ　ｅｄｇｅ）が圧電性／ピロ電気素子の分離した両面の一方に交互に露出され、両分離面（ｔｗｏ　５ｅｐａｒａｔｅ　ｆａｃｅＳ）の各面上に露出された単一縁部が導電性材料に電気接続されるよう配列された圧電／ピロ電気素子である。導線の導電性材料への取付けは容易である。The present invention provides coextrusion of (a) a piezoelectric polymer material and (b) a polymer electrode material. Consisting of alternating layers, with a single edge of each successive layer of polymeric electrode material. edges) are alternately exposed to one of the separated faces of the piezoelectric/pyroelectric element, and both A single edge exposed on each side of the separation plane (two separate faces) A piezoelectric/pyroelectric element arranged such that its parts are electrically connected to a conductive material. Guidance Attachment of the wire to conductive material is easy.

本発明の別特徴は、（ａ）（１）圧電性／ピロ電気性ポリマー材料と（２）ポリマー電極材料との交互層を共押出しして、ポリマーを極材料の各連続層の単一縁部が圧電／ピロ電気素子の両分離面の一方に交互に露出されるよう配列すること：（ｈ）両分離面の各面上で、ポリマー電極材料層の露出された単一縁部を導電性材料に電気接続すること：及び（ｃ）圧電性／ピロ電気性ポリマー材料を分極させることのステップからなる圧電／ピロ電気素子の製造方法である。Another feature of the invention is that (a) (1) a piezoelectric/pyroelectric polymeric material; Co-extruding alternating layers with the polymer electrode material, the polymer is applied to a single edge of each successive layer of electrode material. are arranged so that the portions are alternately exposed to one of both separation surfaces of the piezoelectric/pyroelectric element. :(h) conducting a single exposed edge of the polymeric electrode material layer on each side of both separation surfaces. and (c) polarizing the piezoelectric/pyroelectric polymeric material. This is a method for manufacturing a piezoelectric/pyroelectric element, which comprises the steps of:

本発明は、大表面積の圧電性／ピロ電気性材料を用いて、そこから発生荷電を集める必要がある用途及び大表面積の圧電性／ピロ電気材料を必要とする用途に用いると最も有益である。The present invention uses a large surface area piezoelectric/pyroelectric material to collect generated charges therefrom. For use in applications requiring large surface area piezoelectric/pyroelectric materials. It is most beneficial to have one.

第１図は、本発明の圧電／ピロ電気素子の実施も様を示す。FIG. 1 also shows the implementation of the piezoelectric/pyroelectric element of the invention.

第２図は、既存の原料分配リング（ｆｅｅｄ　ｄｉｓｔｒｉｂａｔｉｏｎ　ｒｉｂ）の断面を示す。Figure 2 shows the existing feed distribution ring. b) shows a cross section.

第３図は、第２図に示した材料供給スロットを３−３線に沿って切った断面図である。Figure 3 is a cross-sectional view of the material supply slot shown in Figure 2 taken along line 3-3. be.

第４図は、−変更形態の原料分配リングの断面を示す。FIG. 4 shows a cross-section of a -modified material distribution ring.

第５図は、第４図に示したポリマー電極材料供給スロットを５−５線で切った断面図である。Figure 5 is a cross-section of the polymer electrode material supply slot shown in Figure 4 taken along line 5-5. It is a front view.

第１図に示すように、本発明の圧電／ピロ電気素子は、圧電性／ピロ電気材料（１０）とポリマー電極材料（１２，１４＞の交互層を有し、導電性材料（１６，１７）が両分離面（１８，１９）の各面の露出されたポリマー電極材料の単一縁部（１３，１５）に電気接続される。As shown in FIG. 1, the piezoelectric/pyroelectric element of the present invention comprises a piezoelectric/pyroelectric material ( 10) and polymeric electrode materials (12, 14>) with alternating layers of conductive materials (16, 14) 17) a single edge of exposed polymeric electrode material on each side of both separation surfaces (18, 19); (13, 15).

本発明に使用される圧電性／ピロ電気性ポリマー材料は、フィルム又はシートにされたあと圧電性又はピロ電気性になるよう処理可能なポリマーである。多数のポリマーが圧電性又はと口重気性を有すると同定されているが、専ら使用されていると思われる一特定ポリマーは、ポリフッ化ビニリデン又はＰＶＤＦとも称されるポリにフッ化ビニル）である、　ＰＶＤＦの薄膜は、以前に開示された既知のポーリング法により圧電性にすることができる。好まし、くは、このフィルムを張力下に昇温まで、ＰＶＤＦでは一般に８０乃至１００℃範囲の温度まで加熱して強い分極電界内に配置し、次に電界内に保持したまま徐々に放冷して室温に戻すのである。この電界の強さは、ＰＶＤＦ層の厚み１センチメートル当り約１００万ボルトが適当である。ＰＶＤＦのポーリング法に関する詳細は、米国特許第３．８９４．］９８号及び英国特許第１．３４９゜８６０号の開示を引用する。The piezoelectric/pyroelectric polymer material used in the present invention can be formed into a film or sheet. It is a polymer that can be treated to become piezoelectric or pyroelectric after it has been cured. Many Polymers have been identified as having piezoelectric properties or are piezoelectric, but are not used exclusively. One particular polymer that may be present is polyvinylidene fluoride, also known as PVDF. Thin films of PVDF, which are poly(vinyl fluoride) It can be made piezoelectric by the poling method. Preferably, this film is heated under tension to an elevated temperature, typically in the range of 80 to 100°C for PVDF. and placed in a strong polarizing electric field, then gradually cooled to room temperature while being held in the electric field. I'll bring it back. The strength of this electric field is approximately 1 cm per centimeter of PVDF layer thickness. 1,000,000 volts is appropriate. For more information on the PVDF polling method, please refer to the U.S. Patent No. 3.894. ]98 and British Patent No. 1.349°860. .

ポリマー電極材料は、押出し可能な導電性ポリマー、導電性を付与されたポリマー又はポリマーブレンドが好ましい、このポリマー電極材料は、圧電性／ピロ電気性材料との相溶性乃至半相溶性を有して適正に接合するものでなければならない、ポリマー電極材料の例は、１種以上の導電性フィラーを導電量含有するポリ（メタクリル酸メチル）又はポリ（アクリル酸メチル）である、導電性フィラーには銀、銅、黒鉛又はカーボンブラックが含まれるが、これらに限定されるわけではない、導電性ポリマーに関する詳細は、米国特許第３，９１９，１２２号の開示を引用する。Polymer electrode materials include extrudable conductive polymers and conductive polymers. This polymeric electrode material, preferably a polymeric or polymeric blend, is piezoelectric/pyroelectric. It must be compatible or semi-compatible with tempered materials and bond properly. An example of a polymer electrode material is a polymer containing a conductive amount of one or more conductive fillers. (methyl methacrylate) or poly(methyl acrylate), conductive filler includes, but is not limited to, silver, copper, graphite or carbon black. For more information regarding conductive polymers that are not Cite disclosure.

圧電素子内の交互層の合計数は、交互層圧電／ピロ電気素子の製造に使用される共押出し装置によるほかは制限されない。The total number of alternating layers in a piezoelectric element is There are no limitations other than the coextrusion device.

圧電性／ピロ電気性素子内の交互層の合計数は２０乃至２５０の範囲が好適である。圧電性／ピロ電気材料層の数は１０以上であり、２０以上が好ましく、１００以上が最も好ましい。The total number of alternating layers within the piezoelectric/pyroelectric element preferably ranges from 20 to 250. Ru. The number of piezoelectric/pyroelectric material layers is 10 or more, preferably 20 or more, 10 Most preferably 0 or more.

圧電性／ピロ電気性ポリマー材料層の厚みは、０．０５乃至１２５ミクロンである。The thickness of the piezoelectric/pyroelectric polymer material layer is between 0.05 and 125 microns. Ru.

ポリマー電極材料層は、導電性を失わない範囲で出来るだけ薄いものがよい、ポリマーを極材料層は５０ミクロン未満であることが好ましく、２５ミクロン未満が最も好ましい。The polymer electrode material layer should be as thin as possible without losing conductivity. The material layer is preferably less than 50 microns and less than 25 microns thick. is most preferred.

圧電／ピロ電気素子の幅は、使用される共押出し装置及び共押出し時のドローダウンの程度によって変るが、２，５４乃至１，２７０ミリメートル（０，１乃至５０インチ〉であることが好ましい。The width of the piezoelectric/pyroelectric element depends on the coextrusion equipment used and the loader during coextrusion. Although it varies depending on the degree of 50 inches> is preferable.

共押出しは連続法なので、長さは望み通り変えられる。Since coextrusion is a continuous process, the length can be varied as desired.

設計変更して本発明圧電素子の製造に有用なシート又はフィルムの多層共押出し用の一特定装置は、シエレンク（５ｃｈｒｅｎｋ）の米国特許第３．８８４，６０６号に記載されている。Multilayer coextrusion of sheets or films useful for manufacturing piezoelectric elements of the present invention with modified designs One particular device for this purpose is U.S. Pat. It is described in No. 06.

第２図は、設計変更前の原料分配リング（米国特許第３，８８４゜６０６号ではストリームデバイダ−とも称されている）の−断面図である。スロット２２及び２４はスロット２６を横切って十分に伸長する。この部分は、第２図の３−３線に沿って切った第３図の断面図が詳しく示している。Figure 2 shows the raw material distribution ring (US Pat. No. 3,884°606) before the design change. FIG. 2 is a cross-sectional view of a stream divider (also referred to as a stream divider). slot 22 and 24 extends fully across slot 26. This part is line 3-3 in Figure 2. The cross-sectional view of FIG. 3 taken along the line shows this in detail.

第４図は、設計変更後の原料分配リングの一断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the raw material distribution ring after the design change.

スロット４２と４４は、スロット４６を横切って十分には伸長していない、この部分は、第４図の５−５線に沿って切った第５図の断面図が詳しく示している。Slots 42 and 44 do not extend fully across slot 46 in this case. The portion is shown in detail in the cross-sectional view of FIG. 5 taken along line 5--5 of FIG.

設計変更された原料分配リングスロット４２及び４４には同−若しくは相異なるポリマー電極材料が供給され、一方スロット４６には圧電性／ピロ電気性ポリマー材料が供給される。The redesigned feedstock distribution ring slots 42 and 44 have the same or different slots. A polymer electrode material is provided while slot 46 is provided with a piezoelectric/pyroelectric polymer. – Materials are supplied.

ポリマー電極材料の各連続層の華−縁部が、圧電／ピロ電気素子の両分離面の一方に交互に露出されるよう多層原料分配リングを設計変更することより、積層や折りたたみなど重度の二次操作を用いずとも多数の層を有する未分極圧電素子が形成される。必要とされる二次操作は、両分離面をトリミングしてポリマー電極材料層の単一縁部を各分離面上に露出させる軽度の操作であり、これはライン上で容易に実施することができる。The flower edges of each successive layer of polymeric electrode material meet one of both separating surfaces of the piezoelectric/pyroelectric element. By changing the design of the multilayer material distribution ring so that it is exposed alternately to the Unpolarized piezoelectric elements with multiple layers can be fabricated without using heavy secondary operations such as folding. It is formed. The secondary operation required is to trim both separation surfaces and attach the polymer electrode. It is a mild operation that exposes a single edge of the material layer on each separation surface, which is can be easily implemented.

ポリマー電極材料層の露出された単一縁部を両分離面の各面上に電気接続するため使用される導電性材料には、多くのタイプのものがある。その例には半田、銀、その他の導電性金属、導電性ポリマー及び導電性フィラーを含有するポリマーが含まれるが、それらに限定されるわけではない、導電性材料は、ストリップとして両分離面の各面を横切るように貼り付けて、ポリマー電極材料層の露出した単一縁部全体を個々の分離面上に電気接続することが好ましい９次に導線を例えば半田で導電性ストリップに取り付ける０以上で未分極圧電素子を分極させる準備が完了する。To electrically connect a single exposed edge of the polymeric electrode material layer onto each side of both separation surfaces. There are many types of conductive materials used for this purpose. Examples include solder, silver , other conductive metals, conductive polymers and polymers containing conductive fillers Conductive materials include, but are not limited to, strips and the exposed polymer electrode material layer by pasting it across each side of both separation surfaces. For the analogy of a 9-order conductor, it is preferable to electrically connect the entire single edge onto the individual separation planes. A condition that polarizes an unpolarized piezoelectric element above 0 by attaching it to a conductive strip with solder. Preparations are complete.

Ｋル贋１米国特許第３，８８４，６０６号に記載の多層共押出し装置を用い、但しポリマー電極材料の各連続層の単一縁部が、未分極の圧電／ピロ電気素子の両分離面の一方に交互に露出されるよう第４図に示す設計変更をした原料分配リングを取り付けて、合計２４９層を有する未分極の圧電／ピロ電気素子を製造した。厚み０゜０５ミクロンのＰＶＤＦ層が１２５層存在した。ポリ（アクリル酸メチル）に導電性を付与するのに十分なカーボンブラックを含有するポリ（アクリル酸メチル）は１２４層存在した。この未分極の圧ｔ／ピロ電気素子の幅は、６００ミリメートルであった。K le counterfeit 1 using a multilayer coextrusion apparatus as described in U.S. Pat. No. 3,884,606, except that the polymer - A single edge of each successive layer of electrode material covers both separating surfaces of the unpolarized piezoelectric/pyroelectric element. A raw material distribution ring with a modified design shown in Figure 4 is installed so that it is exposed alternately on one side. An unpolarized piezoelectric/pyroelectric element with a total of 249 layers was produced. Thickness 0 There were 125 0.05 micron PVDF layers. to poly(methyl acrylate) Poly(methyl acrylate) containing sufficient carbon black to impart electrical conductivity. ) had 124 layers. The width of this unpolarized pressure t/pyroelectric element is 600 mm. It was meters.

未分極の圧電／ピロ電気素子の分離両面の各面に銀ペーストの幅狭のストリップを貼り付けて、ポリマー電極材料層の露出した単一縁部の全体を分離面上に電気接続した。ペーズトを放置乾燥したあと、この銀製導電材料に導線を半田付けした。A narrow strip of silver paste on each side of the unpolarized piezoelectric/pyroelectric element separation. Paste the entire exposed single edge of the polymer electrode material layer onto the separation surface. Connected. After leaving the paste to dry, solder the conductive wire to this silver conductive material. Ta.

次に昇温かつ張力下にある圧電／ピロ電気素子に導線を介して電界をかける通常のポーリングを実施した０次に圧電／ピロ電気性素子を室温まで放冷しながら、一定時間にわたってこの電界に維持した参連続共押出し操作にて製造されたこの多層圧電性／ピロ電気性素子は、ポーリング後に電圧を発生するようになる。Next, an electric field is usually applied to the piezoelectric/pyroelectric element through a conductive wire at an elevated temperature and under tension. While cooling the zero-order piezoelectric/pyroelectric element that has been polled to room temperature, A reference maintained in this electric field for a certain period of time This multilayer piezoelectric/pyroelectric element manufactured in a continuous coextrusion operation It will start generating voltage after being plugged in.

好適実施態様を引用して本発明の詳細な説明した。しかしながら、本発明の変法及び変更が、本発明の精神及び範囲に包含されることは勿論である。The present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments. However, a variant of the invention It goes without saying that modifications and variations are included within the spirit and scope of the invention.

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　元年　６月　８日特許庁長官　吉　１）文　毅　殿１、特許出願の表示ＰＣＴ／ＵＳ８６１０２６５０２、発明の名称圧電／ピロ電気素子及びその製造方法３、特許出願人住　所　アメリカ合衆国ミシガン州４８６４０．　ミドランド。Submission of translation of written amendment (Article 184-8 of the Patent Act) June 8, 1989 Yoshi, Commissioner of the Patent Office 1) Takeshi Moon 1. Display of patent application PCT/US86102650 2. Name of the invention Piezoelectric/pyroelectric element and its manufacturing method 3. Patent applicant Address: 48640, Michigan, USA. Midland.

アボット・ロード、ダウ・センター　２０４０名　称　ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー４、代理人住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区５、補正書の提出日１９８９年　１月１１日６、添付書類の目録（１）　補正書の翻訳文　１通多層の圧電／ピロ電気素子とくに個別プラスチック膜を積層して製造される素子にまつわる別の問題は、短絡を起こさぬように接合点を確立することの容易さである。Abbott Road, Dow Center 2040 Name: The Dow Chemical Company Company 4, Agent Address: Shin-Otemachi Building, 206-ku, 2-2-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo 5. Date of submission of written amendment January 11, 1989 6. List of attached documents (1) One translation of the written amendment Multilayer piezoelectric/pyroelectric elements, especially those manufactured by laminating individual plastic films Another problem is the ease of establishing junctions without shorting. be.

本発明は、特に（ａ）（１）圧電性／ピロ電気性ポリマー材料と（２）ポリマー電極材料との交互層を共押出しして、ポリマー電極材料の各連続層の単一縁部が圧電／ピロ電気素子の両分離面の一方に交互に露出されるよう配列すること；（ｂ）両分離面の各面上で、ポリマー電極材料層の露出された単一縁部を導電性材料に電気接続すること；及び（Ｃ）圧電性／ピロ電気性ポリマー材料を分極させることのステップを含む圧電／ピロ電気素子の製造方法に関する。The present invention particularly (a) Intersection of (1) piezoelectric/pyroelectric polymer material and (2) polymer electrode material Coextrusion of alternating layers allows a single edge of each successive layer of polymeric electrode material to be piezoelectric/pyroelectric. arranging the elements so that they are alternately exposed on one of both separation surfaces of the element; (b) electrically conductive a single exposed edge of the polymeric electrode material layer on each side of both separation surfaces; (C) polarizing the piezoelectric/pyroelectric polymeric material; The present invention relates to a method of manufacturing a piezoelectric/pyroelectric element, including the step of:

第１図は、本発明の圧電／ピロ電気素子の実施態様を示す。FIG. 1 shows an embodiment of the piezoelectric/pyroelectric element of the invention.

第２図は、既存の原料分配リング（ｆｅｅｄ　ｄｉｓｔｒｉｂａｔｉｏｎ　ｒｉｎｇ＞の断面を示す。Figure 2 shows the existing feed distribution ring. ng> is shown.

第１図に示すように、本発明の圧電／ピロ電気素子は、圧電性／ピロ電気材料（１０）とポリマー＠極材料（１２，１４）の交互層を有し、導電性材料（１６，１７）が両分離面（１８，１９）の各面の露出されたポリマー電極材料の単一縁部（１３，１５）に電気接続される。As shown in FIG. 1, the piezoelectric/pyroelectric element of the present invention comprises a piezoelectric/pyroelectric material ( 10) and polymer@pole material (12, 14) with alternating layers of conductive material (16, 17) a single edge of exposed polymeric electrode material on each side of both separation surfaces (18, 19); (13, 15).

両分離面の一方に交互に露出さ、するよう配列された、（１）圧電性／ピロ電気性ポリマー材料と（２）ポリマー電極材料との交互層を共押出しすること：（ｂ）両分離面の各面上でポリマー電極材料層の露出された単一縁部を導電性材料に電気接続すること；及び（Ｃ）圧電性／ピロ電気素子を分極させることのステップを含む圧電／ピロ電気素子を製造する方法。(1) Piezoelectric/Pyroelectric, alternately exposed and arranged on one of the separation surfaces; (2) Coextruding alternating layers of polymeric material and (2) polymeric electrode material: (b) covering the single exposed edge of the polymeric electrode material layer on each side of both separation surfaces with a conductive material; and (C) the step of polarizing the piezoelectric/pyroelectric element. A method of manufacturing a piezoelectric/pyroelectric element including a tip.

２、分極処理前に両分離面の各面上に存在する導電性材料（こ導線を取り付けるステップを特徴とする請求項１記載の圧電／ピロ電気素子を製造する方法。2. Before the polarization process, attach the conductive material (conductor wires) on each side of both separation surfaces. 2. A method for manufacturing a piezoelectric/pyroelectric element according to claim 1, characterized by the step of:

３、共押出しされた圧電性ポリマー材料が１０以上の層を含む請求項１記載の圧電／ピロ電気業を製造する方法。3. The piezoelectric material of claim 1, wherein the coextruded piezoelectric polymer material comprises 10 or more layers. Method of manufacturing electric/pyroelectric industry.

４、共押出しされた圧電性ポリマー材料が１００以上の層を含む請求項１記載の圧電／ピロ電気素子を製造する方法。4. The coextruded piezoelectric polymeric material of claim 1 comprising 100 or more layers. Method of manufacturing piezoelectric/pyroelectric elements.

５、共押出しされた圧電性ポリマー材料がポリフッ化ビニリデンである請求項１記載の圧電／ピロ電気素子を製造する方法。5. Claim 1, wherein the coextruded piezoelectric polymer material is polyvinylidene fluoride. A method of manufacturing the described piezoelectric/pyroelectric element.

６、圧電性／ピロ電気性ポリマー材料の共押出し層が０．０５ミクロン乃至１２５ミクロンの厚みを有し、かつ、ポリマー電極材料の共押出し層が５０ミクロン未満の厚みを有する請求項１記載の圧電／ピロ電気素子を製造する方法。6. Co-extruded layer of piezoelectric/pyroelectric polymer material from 0.05 microns to 12 5 microns thick, and the coextruded layer of polymer electrode material is 50 microns thick. 2. A method of manufacturing a piezoelectric/pyroelectric element according to claim 1, having a thickness of less than or equal to .

７、圧電性／ピロ電気性ポリマー材料の共押出し層が０．０５ミクロン乃至１２５ミクロンの厚みを有し、がっ、ポリマー電極材料の共押出し層が２５ミクロン未満の厚みを有する請求項１記載の圧電／ピロ電気素子を製造する方法。7. Coextruded layer of piezoelectric/pyroelectric polymer material from 0.05 microns to 12 It has a thickness of 5 microns, with a coextruded layer of polymer electrode material that is 25 microns thick. 2. A method of manufacturing a piezoelectric/pyroelectric element according to claim 1, having a thickness of less than or equal to .

国際調査報告１′“１°ｊ１１６″′１ＡＤ°ｌ゛ｃ＋＋＋ｏ°”、、、ｘ６ａｇｚｎｔｇｃｎinternational search report 1'"1°j116"'1AD°l゛c+++o°",,,x6agzntgc n

Claims

【特許請求の範囲】１．（ａ）圧電柱ポリマー材料と（ｂ）ポリマー電極材料との共押出し交互層を含み、ポリマー電極材料の各連続層の単一縁部が、圧電／ビロ電気素子の両分離面の一方に交互に露出されるよう配列され、両分離面の各面上に露出された単一縁部が導電性材料に電気接続される圧電／ビロ電気素子。２．圧電素子が１０層以上の圧電性／ビロ電気性ポリマー材料を含む請求項１記載の圧電／ビロ電気素子。３．圧電素子が１００層以上の圧電性／ビロ電気性ポリマー材料を含む請求項１記載の圧電／ビロ電気素子。４．圧電性／ビロ電気性ポリマー材料がポリフッ化ビニリデンからなる請求項１記載の圧電／ビロ電気素子。５．圧電性／ビロ電気性ポリマー材料の共押出し層が０．０５ミクロン乃至１２５ミクロンの厚みを有し、かつ、ポリマー電極材料の共押出し層が５０ミクロン未満の厚みを有する請求項１記載の圧電／ビロ電気素子。６．圧電性／ビロ電気性材料の共押出し層が０．０５ミクロン乃至１２５ミクロンの厚みを有し、かつ、ポリマー電極材料の共押出し層が２５ミクロン未満の厚みを有する請求項１記載の圧電／ビロ電気素子。７．（ａ）ポリマー電極材料の各連続層の単一縁部が圧電素子の両分離面の一方に交互に露出されるよう配列された、（１）圧電性／ビロ電気性ポリマー材料と（２）ポリマー電極材料との交互層を共押出しすること；（ｂ）両分離面の各面上でポリマー電極材料層の露出された単一縁部を導電性材料に電気接続すること；及び（ｃ）圧電性／ビロ電気素子を分極させることのステップを含む圧電／ビロ電気素子を製造する方法。８．分極処理前に両分離面の各面上に存在する導電性材料に導線を取り付けるステップを更に包含する請求項７記載の圧電／ビロ電気素子を製造する方法。９．共押出しされた圧電性ポリマー材料が１０以上の層を含む請求項７記載の圧電／ビロ電気素を製造する方法。１０．共押出しされた圧電性ポリマー材料が１００以上の層を含む請求項７記載の圧電／ビロ電気素子を製造する方法。１１．共押出しされた圧電性ポリマー材料がポリフッ化ビニリデンである請求項７記載の圧電／ビロ電気素子を製造する方法。１２．圧電性／ビロ電気性ポリマー材料の共押出し層が０．０５ミクロン乃至１２５ミクロンの厚みを有し、かつ、ポリマー電極材料の共押出し層が５０ミクロン未満の厚みを有する請求項７記載の圧電／ビロ電気素子を製造する方法。１３．圧電性／ビロ電気性ポリマー材料の共押出し層が０．０５ミクロン乃至１２５ミクロンの厚みを有し、かつ、ポリマー電極材料の共押出し層が２５ミクロン未満の厚みを有する請求項７記載の圧電／ビロ電気素子を製造する方法。[Claims] 1. Coextruded alternating layers of (a) piezoelectric column polymer material and (b) polymer electrode material Contains a single edge of each successive layer of polymeric electrode material that separates both piezoelectric/viroelectric elements. Arranged so that they are exposed alternately on one side, and a single piece exposed on each side of both separating sides. A piezoelectric/viroelectric element whose edges are electrically connected to a conductive material. 2. Claim 1, wherein the piezoelectric element comprises ten or more layers of piezoelectric/viroelectric polymer material. Piezoelectric/biroelectric element. 3. Claim 1: The piezoelectric element comprises 100 or more layers of piezoelectric/viroelectric polymer material. The piezoelectric/viroelectric element described. 4. Claim 1 wherein the piezoelectric/viroelectric polymeric material comprises polyvinylidene fluoride. The piezoelectric/viroelectric element described. 5. Coextruded layer of piezoelectric/viroelectric polymeric material from 0.05 microns to 12 5 microns thick, and the coextruded layer of polymer electrode material is 50 microns thick. 2. The piezoelectric/viroelectric element of claim 1, having a thickness of less than or equal to . 6. Coextruded layer of piezoelectric/viroelectric material from 0.05 micron to 125 micron and the coextruded layer of polymeric electrode material has a thickness of less than 25 microns. 2. The piezoelectric/viroelectric element according to claim 1, wherein the piezoelectric/viroelectric element has a 7. (a) a single edge of each successive layer of polymeric electrode material is on one side of the piezoelectric element; (1) a piezoelectric/viroelectric polymeric material arranged to be alternately exposed to the (2) coextruding alternating layers with polymeric electrode materials; (b) covering the single exposed edge of the polymeric electrode material layer on each side of both separation surfaces with a conductive material; (c) the step of polarizing the piezoelectric/viroelectric element; A method of manufacturing a piezoelectric/viroelectric element including a tip. 8. A step to attach the conductor to the conductive material on each side of both separation planes before polarization. 8. The method of manufacturing a piezoelectric/viroelectric element according to claim 7, further comprising a step. 9. 8. The piezoelectric material of claim 7, wherein the coextruded piezoelectric polymeric material comprises 10 or more layers. A method of producing electro/viroelectrons. 10. 8. The coextruded piezoelectric polymeric material comprises 100 or more layers. A method of manufacturing a piezoelectric/viroelectric element. 11. A claim in which the coextruded piezoelectric polymer material is polyvinylidene fluoride. 7. A method of manufacturing a piezoelectric/viroelectric element according to 7. 12. Coextruded layer of piezoelectric/viroelectric polymeric material from 0.05 microns to 1 25 microns thick and the coextruded layer of polymer electrode material is 50 microns thick. 8. A method of manufacturing a piezoelectric/viroelectric element according to claim 7, having a thickness less than . 13. Coextruded layer of piezoelectric/viroelectric polymeric material from 0.05 microns to 1 25 microns thick, and the coextruded layer of polymer electrode material is 25 microns thick. 8. A method of manufacturing a piezoelectric/viroelectric element according to claim 7, having a thickness less than .