Home > FAQFAQ ピエゾ製品Q&A:ピエゾフィルム フィルム

Q&A:ピエゾフィルム フィルム

特徴
Q 1. PVDFは鉛フリーだと思いますが、RoHs規制の他の項目にも対応してますか?
Q 2. PZTを使ったピエゾフィルムの製品はありますか?
Q 3. ピエゾフィルムに金属は含まれているのでしょうか。荷重測定ができるシステム一式はございますでしょうか。
Q 4. PVDF、PZT、BaTiO3のうちで、同じな振動数、振幅なら 最も発電効率の高いものはどれでしょうか?
Q 5.

水中での使用も考えています。防水加工なども行っていただけますか?

Q 6.

圧電フィルムの押圧に対する寿命や強度はどれくらいでしょうか。

Q 7.

圧電フィルムの発電量はどのぐらいありますか?

Q 8.

耐久性について、特に繰り返し圧力を加え場合、割れたりしませんか?

Q 9. シートの材質は何ですか?
Q 10. DT2-028K/LとDT2-052K/Lについてのご質問なのですが、なぜフィルムの厚さが薄いほうが静電容量が多くなるのか教えてください。
Q 11. DTシリーズのおおよその共振周波数が知りたいです
Q 12. DTシリーズの圧電フィルムの最大サイズはどれくらいでしょうか。パンフレットに掲載されている以上のサイズの製造及び販売等はしていないのですか?
Q 13.

FDTシリーズエレメントの耐環境性能(動作温度等)について

Q 14.

DT1-028Kはどの程度変形するとどの程度の電圧を発生させるのでしょうか?

Q 15. LDT0-028KとLDTM-028Kの違いを教えて下さい。・重りがあるかないかの違いでしょうか。・双方とも端子部は半田付け可能でしょうか。 垂直取付(縦向き)ではなく、水平取付(横向き)で検討しています。LDT0-028KとLDTM-028Kの端子部に勘合できる推奨コネクタがあれば教えて頂けないでしょうか。
Q 16. LDTシリーズが良さそうですが特性が良くわかりません。圧電出力定数の定義をお教え下さい。できましたらリニアリティ(直線性)に関する情報もください。
Q 17. ビー玉がピエゾフィルムにあたった瞬間、電圧もしくは電流を測定できますか?
Q 18. ピエゾフィルムシートの電極の種類の違いを教えてください。
Q 19. ピエゾフィルムシート203×280のサイズのものを所要のサイズにカットして使用していますが、電極を取り出す際に、リード線をどのように接続したらいいものでしょうか。現在は、カーボンテープを使って接着しております。製品になっているものは、接合部はきちんと接合されております。テープ止め程度では、まずいものでしょうか。
Q 20. ピエゾフィルムシートを切断しようと思いますが、電極の種類の違いを教えてください。
Q 21. ピエゾフィルムで発生する電力はどのようになるでしょうか? 面積は御社のスタンダードなサイズに固定するとして圧力、周波数、発生電力、電力量はどのような関係になるでしょうか?
Q 22. ピエゾフィルムに1Vの電圧を加えた時に発生する力はどの程度となりますか?
Q 23. ピエゾフィルムについて 1.寿命 2.防水性 3.サンプル入手の可否
Q 24. ピエゾフィルムには、両面に金属膜が設置してありますが、その両方を結線し、両方から出力電流を取ることは出来ないのでしょうか?
Q 25. ピエゾフィルムの機械的性質(耐荷重、耐圧、許容曲げ等)、耐環境性能(周囲環境条件、防水性能等)、寿命(圧縮、曲げの繰り返し)等がわかる資料はありますでしょうか。
Q 26. ピエゾフィルムの規格を教えてください。圧電歪定数などではなく、m(変位)/V(電圧)などで教えてください。
Q 27. ピエゾフィルムは動圧測定用で、圧力をかけた瞬間は電圧を発生し、圧力に変化がなければ減少し、出力電圧はなくなるということでしたが、一定の圧力をかけ続け出力電圧がなくなった後、圧力をかけるのをやめた際はマイナスの電圧が出力されるなどの、出力電圧に変化はありますか。
Q 28. フィルムシートの仕様についていくつか質問があります。 1.耐熱 保管時、動作時の耐熱条件を教えていただけないでしょうか? 2.圧電感度 このピエゾフィルムに10MPaの力を加えたときに、どのくらいの電圧が出力されるか教えていただけないでしょうか?
Q 29. 押え機構の負荷力測定を検討していますが、御社のピエゾフィルムは厚み方向の力の検出は可能でしょうか。
Q 30. 型番DT1-052K/L  製品番号2-1002908-0について。「僅かな歪みでも10mV以上の電圧を発生」の僅かな歪みとはどの程度を指すのでしょうか。
Q 31. 高分子材料に衝撃を与え、そのひずみ計測にピエゾフィルムを用いたいと考えています。ピエゾフィルムのDTシリーズで全体の厚さとフィルムの厚さが異なるものがあり、静電容量が変わっているようですがこのような計測を行う場合、それによってどのようなことが変わったりするのでしょうか?
Q 32. 振動用アクチュエータを開発をする際、相手先重量を動かす(振動させる)ことは可能でしょうか?
Q 33. 水中でピエゾフィルムが使用可能でしょうか?
Q 34. 耐熱について。このピエゾフィルムを樹脂による含浸処理にて、計測部に固定することを検討しています。含浸処理中は、素子が200℃くらいの温度にさらされるのですが、処理後、常温でこの素子を使用した場合、正常動作させることはできるでしょうか?
 
性能 
Q 1. 計測可能荷重(出力ボルト)について、ピエゾフィルムおよび、DTシリーズエレメントの計測可能荷重を教えてください。(シートを使用して実験したところ、500V程度を越えると荷重の増加に対して出力の線形性が保てなりました。フィルムの計測限界の問題か、フィルムの使用方法の問題かと考えております。)DTシリーズに関しては、型番が変わって計測可能荷重が変化する場合、最大荷重(最大出力V)を取得することができるものをご紹介ください。
 
 
色/サンプル
Q 1. フィルムの色は白色あるいは透明のいずれでしょうか。無償サンプルを提供いただくことは可能でしょうか。
 
 
使い方
Q 1. 1.圧電フィルムの押圧に対する寿命や強度 2.電極パターンについて最少幅や電極間の距離など制限などはありますか
Q 2. ①ピエゾフィルムに振動を与えて発電させ、LEDを点灯させたいのですが、10Hz程度の振動周波数でも発電は可能でしょうか? また、およその発電量は何Wでしょうか?
Q 3.

5V程度の電力を発電する場合どの程度の力及びフィルムのサイズになるのでしょうか?

Q 4. DT1-028Kについて ①ピエゾセンサDT1-028Kは最大何V発生しうるのか? ②アンプをつけてADコンに投入する使い方は正しいのか? ③正しくないのであれば、一般的にはどのような使い方をするのか?
Q 5. DT2-028Kで発生電圧を確認しようとしています。オシロとかでは、曲げても数百mVしか変化しません。僅かでも電流流すと駄目な物でしょうか。
Q 6. MEMSアクチュエータにセンサーとして利用したいですが、フィルムは小さく切って(サブ?〜?)で利用します。このような製品がありましら、ぜひご紹介していただきたいです。 
Q 7. PVDFの圧電効果を利用して振動エネルギーを電気エネルギーに換えるようなデバイスの研究に、PVDFフィルムシート(型番:200 × 280× 28 CuNi)を使用しております。 PVDFはどのようにエッチングすることができるのでしょうか? また塩化第?鉄がPVDFなど高分子に及ぼす影響はどれほどあるのでしょうか? 
Q 8. このフィルムは発電用として利用することは可能なのでしょうか。また電圧、電流に関してですが、振動状況などによってその値はさまざまかとは思いますが、規格として貴社様が把握している値はございますでしょうか。
Q 9. トランスデューサNDT1-220Kに、圧力を与えて電圧発生により圧力の強さを計測するという使い方は可能でしょうか?(圧力センサのような使い方)
Q 10. ピエゾフィルム200x140x28に付いてですが両面にリード線をハンダ付けし、アンプ類を接続すれば使えのでしょうか?
Q 11. ピエゾフィルムシートについて教えてください。1-1004346-0 2-1002150-0 どちらも、必要な形状にカットしても使えると考えて良いでしょうか。
Q 12. ピエゾフィルムシートのAg電極の購入検討をしたいと思います。使用方法の資料等は同封されているのでしょうか。実験を行うに当たり別途必要なもは、リード線、オシロスコープでしょうか。
Q 13. ピエゾフィルムシートは厚み方向の荷重、ひずみによって電圧が発生するものという解釈でよろしいでしょうか。厚み方向の荷重を検出するセンサの作製することを考えているのですが、厚み方向のひずみによって電圧が発生する製品はありますか。
Q 14. ピエゾフィルムで1mm立方程度の物体を上下させる事は可能でしょうか? 変位量は10nm 以上。 また、このフィルムを1mm〜2mm四方の大きさに加工する事は出来ますか?
Q 15. ピエゾフィルムで発電した場合に、周波数と発生する電力の関係を教えてください。
Q 16. ピエゾフィルムをアクチュエータとして利用できないかと考えています。つまり、オーディオアンプの出力をピエゾフィルムに与えることで、振動子(振動フィルム)のような振る舞いが可能ではないかと思うのですが、そのような用途にも利用できますでしょうか?
Q 17. ピエゾフィルムを振動させるには何Vの電圧を印加すれば良いのでしょうか?
Q 18. ひずみの計測をしたいのですが試験方法として、10Hzで引張り方向に繰り返し応力を負荷する時の縦方向と横方向のひずみを測定したいです。縦方向に20mmが26mm横方向に5mmが2mmに変形するプラスチックの縦方向、横方向のひずみを測定したいです。
Q 19. フィルムについて、スパッター電極のものなら小さく切断が可能とのことですが、1mm四方に切断しても使用できますでしょうか。また切断が可能なフィルムについて教えていただきたいです。
Q 20. フィルムに加わる圧力が変化すると電圧を発生するとのことですが、そこから電力を取り出すことはできるでしょうか?
Q 21. フィルム上にパターン生成する際、以下の点について教えてください 1)最小幅 2)パターン間の距離 3)制限など
Q 22. 圧電素子フィルムを10枚を使用した場合最大何Vの電圧、電流が生じますか?それらを蓄電すると言う事はこのフィルムでは可能ですか?
Q 23. 下記の場合、フィルムタイプ及びエレメントタイプでどのサイズがあれば起電可能でしょうか。 電力量 100μJ 時間 0.007秒間 電圧 4V以上
Q 24. 接着剤の塗布により、CuNiが剥げましたが、フィルムそのものは溶剤で劣化するのでしょうか?
Q 25. 薄い紙のようなものの表面に貼り付けた場合、どの程度変形させることができますか?
Q 26. スピーカとして使用できるピエゾフィルムを探しております。
 
 
カスタマイズ
Q 1. 200mmx280mmの大きさで、厚さは28um(一番薄く)の製品のうち、金属コートされていないもの、あるいは片面だけ導電コートされているフィルムをサンプル販売頂けるでしょうか?
Q 2. MiniSense100に使用する重りは、別途販売されているのでしょうか?
Q 3.

ピエゾフィルムシートを使用した実験を行い、線形性(校正係数)の確認などを行っております。現状では、計測の再現性に乏しい結果となってしまっています。

Q 4. まったくなにもついていないフィルムもあるでしょうか?
Q 5. 金属皮膜ピエゾフイルムシートについて 1 定尺の値段を教えてください。1例で構いません。 2 両面金属コートですが、片面のみ金属コートのピエゾシートはありますか?特注になりますか? 3 両面金属被覆のシートの片面にテープを貼り、剥がすと金属コート面のみ剥がれ、ピエゾの層は残りますか?ピエゾ層も取れてしましますか?
Q 6. 厚さが最も薄い、アクリルコーティングされ、リード線のついたピエゾフィルムを探しております。200x280x28のNiCuシートをDTシリーズのようなカスタマイズは可能でしょうか。 
Q 7. 受信モード時の80kHzシリンダ型超音波トランスデューサのについて 1.カタログに記載してあります”共振周波数がカスタマイズできる”ですが、これはユーザがカスタマイズするという意味でしょうか? 2.この共振周波数を1MHz以上にしたいのですが、可能でしょうか? 3.この製品の応答性(立ち上がり時間)はどの位でしょうか? 
 

特徴

 
1.PVDFは鉛フリーだと思いますが、RoHs規制の他の項目にも対応してますか?
A  

ピエゾフィルムは鉛を始め、RoHS指令対象物質につきましては問題ありません。

 
 
2.PZTを使ったピエゾフィルムの製品はありますか?
A  

弊社ピエゾフィルムは全てPVDF(ポリフッ化ピニリデン)を用いています。ご参考までに、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)を用いた圧電素子は市場に多く出回っていますが、素材の組成上、フィルム状ではありません。

 
 
3.ピエゾフィルムに金属は含まれているのでしょうか。荷重測定ができるシステム一式はございますでしょうか。
A  

ピエゾフィルムの両面には電荷を取り出す為に電極(Ag:銀)が塗布されています。また、弊社ではセンサー単体は販売しておりますが、荷重測定システムは取り扱っておりません。

 
 
4.PVDF、PZT、BaTiO3のうちで、同じな振動数、振幅なら 最も発電効率の高いものはどれでしょうか?
A  

エネルギー変換効率を示す電気機械結合定数(k31)は以下の通りPZTが最も高い値です。

( PVDFは形状(薄い)、柔軟性(割れない)等がメリットとなります )

 PVDF 12%

 PZT 30%

 BaTiO3 21%

 

5.水中での使用も考えています。防水加工なども行っていただけますか?

A  

防水加工は行っておりません。

 

6.圧電フィルムの押圧に対する寿命や強度はどれくらいでしょうか。
A  

強度は、長さ方向で140〜210M[Pa]、厚さ方向は300M[Pa]程度です。

申し訳ございませんが、寿命についてはスペックされておりません。

 

7.圧電フィルムの発電量はどのぐらいありますか?
A  

加わる圧力に応じて、10mV〜100V程度の電圧を発生します。

 
 
8.耐久性について、特に繰り返し圧力を加え場合、割れたりしませんか?
A  

柔らかい素材ですのでセラミックタイプの圧電素子の様な割れはしませんが、スペックを超える応力(1方向で140〜210MPa)が加わると破損する場合があります。

 
9.シートの材質は何ですか?
A  

PVDF(ポリフッ化ピニリデン)と呼ばれるポリマーです。

 
 
10.DT2-028K/LとDT2-052K/Lについてのご質問なのですが、なぜフィルムの厚さが薄いほうが静電容量が多くなるのか教えてください。
A  

ピエゾフィルムはPVDFという誘電体の表面(裏表)に金属の電極を塗布したコンデンサー状の構造になっています。

コンデンサーの容量は電極の面積(A)に比例し、電極間の距離(d)に反比例します。

C = ε* A/d

 

11.DTシリーズのおおよその共振周波数が知りたいです

A  

ピエゾフィルムはフィルム状の薄く柔らかい素材ですのでセラミック圧電素子と異なり、それ自体の固有の共振周波数を持ちません(厳密には持ちにくい)。共振周波数は貼付する対象物(固体)の共振周波数に依存してしまいます。

DTシリーズの周波数特性、共振周波数はスペックされておりませんが、

姉妹品のSDT1-028Kのデータシート(添付)に共振周波数10MHz以上となります。

 

12.DTシリーズの圧電フィルムの最大サイズはどれくらいでしょうか。パンフレットに掲載されている以上のサイズの製造及び販売等はしていないのですか?
A  

DTシリーズの最大サイズは

 シート部:22×171(mm)、 電極部:19×156(mm)

となります。

さらに大きなものが必要な場合は、金属被膜ピエゾフィルムシートを使う方法がありますが、お客様で加工して頂く必要があります。

 
13.FDTシリーズエレメントの耐環境性能(動作温度等)について
A  

動作温度は0℃〜70℃、保存温度は-40〜70℃です。

 
 
14.DT1-028Kはどの程度変形するとどの程度の電圧を発生させるのでしょうか?
A  

発生電圧は以下の通りです。

 more then 10millivolts per micro-strain

 
 
15.LDT0-028KとLDTM-028Kの違いを教えて下さい。・重りがあるかないかの違いでしょうか。・双方とも端子部は半田付け可能でしょうか。 垂直取付(縦向き)ではなく、水平取付(横向き)で検討しています。LDT0-028KとLDTM-028Kの端子部に勘合できる推奨コネクタがあれば教えて頂けないでしょうか。
A  

違いについては、重りの有無です。また、端子部はハンダ付が可能です。

なお、端子は平らな形状でして径の情報はありません。

また、推奨勘合コネクタに関しましては情報がございませんが、コネクタ自体のパーツ番号(AMP)が記載されています。

 
 
16.LDTシリーズが良さそうですが特性が良くわかりません。圧電出力定数の定義をお教え下さい。できましたらリニアリティ(直線性)に関する情報もください。
A  

圧電出力定数(g)はPVDFに加わる圧力Xから出力電圧Vを算出する際に用いる定数です。

3方向(厚さ方向)を例にとりますと以下の関係があります。

 V = g33 x X3 x t

 ここで、

  g33: 3方向の圧電出力定数[Vm/N]

    X3: 3方向にかかる圧力[Pa]=[N/m2]

      t: PVDFフィルムの厚さ[m]

残念ながらリニアリティに関するデータはございません。

 

17.ビー玉がピエゾフィルムにあたった瞬間、電圧もしくは電流を測定できますか?

A  

ビー玉がピエゾフィルムに当たった時には、衝撃の圧力により電圧が発生しますので

その電圧をオシロスコープ等で測定することは十分可能だと思われます。"

ピエゾフィルムシート203×280のサイズのものを所要のサイズにカットして使用していますが、電極を取り出す際に、リード線をどのように接続したらいいものでしょうか。現在は、カーボンテープを使って接着しております。製品になっているものは、接合部はきちんと接合されております。テープ止め程度では、まずいものでしょうか。    "導電性テープに予めリード線をハンダ付けしておき、

それを切り取ってピエゾフィルムシートに貼る方法をお勧めします。

 

18.ピエゾフィルムシートの電極の種類の違いを教えてください。
A  

電極の種類(Ag、CuNi)の違いですが、Agの方が、柔らかく機械的な応力が加わる用途に適しています。

CuNiは真空蒸着のため、被膜が薄く、MHz以上の超音波をセンスする際には適していますが、反面、被膜が損傷し易いデメリットがあります。

上記の様な特殊な用途で無い限りはAg電極をお勧めします。

 

 
19.ピエゾフィルムシート203×280のサイズのものを所要のサイズにカットして使用していますが、電極を取り出す際に、リード線をどのように接続したらいいものでしょうか。現在は、カーボンテープを使って接着しております。製品になっているものは、接合部はきちんと接合されております。テープ止め程度では、まずいものでしょうか。
A  

導電性テープに予めリード線をハンダ付けしておき、

それを切り取ってピエゾフィルムシートに貼る方法をお勧めします。

 
 
20.ピエゾフィルムシートを切断しようと思いますが、電極の種類の違いを教えてください。
A  

電極の種類(Ag、CuNi)の違いですが、
Agの方が、柔らかく機械的な応力が加わる用途に適しています。
CuNiは真空蒸着のため、被膜が薄く、MHz以上の超音波をセンスする際には適していますが、

反面、被膜が損傷し易いデメリットがあります。上記の様な特殊な用途で無い限りはAg電極をお勧めします。

 
 
21.ピエゾフィルムで発生する電力はどのようになるでしょうか? 面積は御社のスタンダードなサイズに固定するとして圧力、周波数、発生電力、電力量はどのような関係になるでしょうか?
A  

電圧Vと圧力X[Pa]の間には以下の関係があります。
(1の方向に圧力がかかった場合を想定)
V = g31 * X * t
ここで、
 g31(圧電出力定数): 216e-3 [Vm/N]
  X: 圧力[Pa]
  t: ピエゾフィルムの厚さ[m] 

22.ピエゾフィルムに1Vの電圧を加えた時に発生する力はどの程度となりますか?

A  

アクチュエータとして用いた場合の力のスペックは有りません。

また、ピエゾフィルムは薄く柔らかいため、他の物質を駆動する目的には向いていません。

変位量も DT1-028Kを例にとると
1Vで、
長さ方向 2.46 e-8[m]
厚み方向 -3.3 e-11[m]
と、微細です。

 

23.ピエゾフィルムについて 1.寿命 2.防水性 3.サンプル入手の可否
A  

1.素材のPVDF(ポリフッ化ビニルデン)は非常に安定した素材です。
  添付は各温度における圧電歪定数d33の変化を示したものです。
  (70℃の環境でも、10000日で2%未満の変化です)
2.防水性はありません。
  濡れても壊れることはありませんが、濡れることにより電極が短絡するとセンサとして動作しなくなります。
3.少量(主だったものは5枚/組単位)から販売しています。

 

 
24.ピエゾフィルムには、両面に金属膜が設置してありますが、その両方を結線し、両方から出力電流を取ることは出来ないのでしょうか?
A  

ピエゾフィルムへのリード線取り付けは、両面必要です。

圧力により片面がプラス、もう片面がマイナスの電荷が生じ、
マイナス電荷がプラス方向に移動することにより電圧/電流が生じるからです。
片面だけでは、電荷の移動が生じません。

 
 
25.ピエゾフィルムの機械的性質(耐荷重、耐圧、許容曲げ等)、耐環境性能(周囲環境条件、防水性能等)、寿命(圧縮、曲げの繰り返し)等がわかる資料はありますでしょうか。
A  

機械的性質につきましては、添付のPVDFの特性(カタログ抜粋)をご覧ください。
引っ張強さ、伸び強度、ヤング率が記載されています。
また、防水性はございません。
保存温度は-40〜70℃です。

 
 
26.ピエゾフィルムの規格を教えてください。圧電歪定数などではなく、m(変位)/V(電圧)などで教えてください。
A  

長さ方向(1方向)、厚み方向(2方向)に分けて各々以下となります。

長さ方向(1方向)変位量 = ( l x d31 x V ) / t
厚み方向(2方向)変位量 = ( l x d33 x V ) / t

ここで、
  l : ピエゾフィルムの長さ[m]
 d31:ピエゾフィルム圧電歪定数(1方向) = 23 x 10^ -12  [m/V]
 d33:ピエゾフィルム圧電歪定数(3方向) = -33 x 10^ -12 [m/V]
 t : ピエゾフィルムの厚さ[m]
です。

 

27.ピエゾフィルムは動圧測定用で、圧力をかけた瞬間は電圧を発生し、圧力に変化がなければ減少し、出力電圧はなくなるということでしたが、一定の圧力をかけ続け出力電圧がなくなった後、圧力をかけるのをやめた際はマイナスの電圧が出力されるなどの、出力電圧に変化はありますか。

A  

圧力をかけるのを止める事は圧力の変化が生じることになりますので、
圧力をかけた時と逆の極性の電圧が発生します。

 

28.フィルムシートの仕様についていくつか質問があります。 1.耐熱 保管時、動作時の耐熱条件を教えていただけないでしょうか? 2.圧電感度 このピエゾフィルムに10MPaの力を加えたときに、どのくらいの電圧が出力されるか教えていただけないでしょうか?
A  

1.耐熱  動作時:-40〜60℃、保存時:-40〜70℃

2.圧電感度
  力の方向によって異なり、それぞれ以下となります
  厚さ方向:
   V = g33 * X * t
= (330 * 10^-3) * (10 * 10^6) * (28 * 10^-6)
= 92.4
  長さ方向:
   V = g31 * X * t
= (216 * 10^-3) * (10 * 10^6) * (28 * 10^-6)
= 60.48

 

 
29.押え機構の負荷力測定を検討していますが、御社のピエゾフィルムは厚み方向の力の検出は可能でしょうか。
A  

ピエゾフィルムは、長さ方向(1の方向)の引っ張り、および、厚さ方向(3の方向)の圧力変化に反応し、電圧を発生します。

但し、静的な圧力は測定できませんのでご注意下さい。振動、衝撃などの圧力変化のみに反応します。

 
 
30.型番DT1-052K/L  製品番号2-1002908-0について。「僅かな歪みでも10mV以上の電圧を発生」の僅かな歪みとはどの程度を指すのでしょうか
A  

1μの歪に付き10mV以上の電圧を発生致します。

 
31.高分子材料に衝撃を与え、そのひずみ計測にピエゾフィルムを用いたいと考えています。ピエゾフィルムのDTシリーズで全体の厚さとフィルムの厚さが異なるものがあり、静電容量が変わっているようですがこのような計測を行う場合、それによってどのようなことが変わったりするのでしょうか?
A  

ピエゾフィルムの発生電圧[V]、圧電出力定数g[Vm/N]、加わる応力X[Pa]、フィルムの厚さt[m]には以下の関係があります。
 V = g x Xn x t
ですので、フィルムに加わる応力が同じ場合は、厚い方が発生電圧が高くなります。

また、厚みに反比例してフィルムの静電容量Cは減少します。
オシロなどで発生波形を観測する際、オシロの入力抵抗をRとしますと、以下のカットオフ周波数を持つハイパスフィルタが形成されます。
 fc[Hz] = 1 / (2 πRC)
ですので、Cが低くなるとカットオ

32.振動用アクチュエータを開発をする際、相手先重量を動かす(振動させる)ことは可能でしょうか。

A  

ピエゾフィルムはセンサー用途が主となり、アクチュエータ用途には向きません。
薄く柔らかい素材で出来ておりますので、セラミック圧電素子に比べて、変位量は少なく、相手を動かす力もございません。

 

33.水中でピエゾフィルムが使用可能でしょうか?
A  

エゾフィルムに防水性はありません。

金属被膜間でショートが生じてしまうため、水中で使用する事ができません。

 

34.耐熱について。このピエゾフィルムを樹脂による含浸処理にて、計測部に固定することを検討しています。含浸処理中は、素子が200℃くらいの温度にさらされるのですが、処理後、常温でこの素子を使用した場合、正常動作させることはできるでしょうか?
A  

一般的に素材となるPVDFの融点が150℃ですので、200℃では融けてしまうと思います。

 

  

性能

 
1.計測可能荷重(出力ボルト)について、ピエゾフィルムおよび、DTシリーズエレメントの計測可能荷重を教えてください。(シートを使用して実験したところ、500V程度を越えると荷重の増加に対して出力の線形性が保てなりました。フィルムの計測限界の問題か、フィルムの使用方法の問題かと考えております。)DTシリーズに関しては、型番が変わって計測可能荷重が変化する場合、最大荷重(最大出力V)を取得することができるものをご紹介ください。

A  

最大荷重はPVDFの”引張り強さ(破壊に至る)”で決まります。

1方向(長さ方向)では140〜210M[Pa](=N/m^2)、となります。

3方向(厚さ方向)は表記されていませんが、200〜300M[Pa]程度です。

これは厚さ、型番によらずPVDFの共通特性です。

メーカである米国TE社から出力の直線性に関するデータ提供はございませんが、

上記の荷重([Pa])までは加えることができます。

 

  

色/サンプル

 
1.フィルムの色は白色あるいは透明のいずれでしょうか。無償サンプルを提供いただくことは可能でしょうか。

A  

ピエゾフィルム自体の色は透明ですが、発生した電荷を取り出すために金属被膜がフィルムの上下に塗布されています。

この為、ピエゾフィルムセンサとしては金属被膜の色となります。

被膜にはAg、NiCuの2種があり、Agの場合は文字通り銀色、NiCuの場合は光沢のあるメタリックシルバーの様な色になります。(金属被膜は必ず塗布されています)

申し訳ございませんが、サンプルの無償提供は行っておりません。

 
 

使い方

 
1.1.圧電フィルムの押圧に対する寿命や強度 2.電極パターンについて最少幅や電極間の距離など制限などはありますか
A  

1.強度は、長さ方向で140〜210M[Pa]、厚さ方向は300M[Pa]程度です。
  申し訳ございませんが、寿命についてはスペックされておりません。

2.確認させて頂きたいのですが、
  ご質問は、フィルム上に銀スクリーン印刷でパターンを生成する際の、
  パターンの最小幅と、パターン間の最小距離は、ということでしょうか?

 
 
2.①ピエゾフィルムに振動を与えて発電させ、LEDを点灯させたいのですが、10Hz程度の振動周波数でも発電は可能でしょうか? また、およその発電量は何Wでしょうか?
A  

①応力Pで、ピエゾフィルムを1方向に引っ張った場合、ピエゾフィルムの発生電圧は以下となります。
  V = P x g31 x t  
   ここで、
      P : 1方向への応力[Pa] *パスカル = [N/m^2]
     g31: 圧電出力定数 216 x 10^-3 [Vm/N]
      t: ピエゾフィルムの厚さ[m]

  従いまして、発生電圧は1方向にかかる応力に大きく依存します。
  応力P[Pa]でピエゾフィルムが1方向に1回引っ張られたとしますと、
  その

 
3.5V程度の電力を発電する場合どの程度の力及びフィルムのサイズになるのでしょうか?
A  

ピエゾフィルムに発生する電圧は以下の式から算出できます。

(厚さ28umのフィルムに 1方向(長さ方向)に応力を加えた場合 )
V[V] = g31[Vm/N] * X[Pa] * t[m]
    ここで、
V :発生電圧
     g31:ピエゾフィルム圧電出力定数(1方向) = 216 * 10^ -3
   t :ピエゾフィルムの厚さ = 28 *10^ -6
これから5Vに必要な応力を算出すると、約827KPaとなります。
また、サイズ(面積)は静電容量に影響し

 

 
4.DT1-028Kについて ①ピエゾセンサDT1-028Kは最大何V発生しうるのか? ②アンプをつけてADコンに投入する使い方は正しいのか? ③正しくないのであれば、一般的にはどのような使い方をするのか?
A  

①ピエゾフィルムのダイナミックレンジは広く、1方向(長さ方向)に強く力を加えると
数10V、場合によっては100Vを超えるピーク電圧が発生します。
③オシロスコープやデータロガーと呼ばれる測定器で波形の観測やデータ保存を行うのが一般的です。
これら測定器の最大入力電圧は一般的に高く、またピエゾフィルムの発生電圧は瞬時的なものですので、
一般的には問題になりません。
②ピエゾフィルムにアンプを用いる主な理由は、発生電圧が低くゲインを稼ぐ必要がある、または測定信号の周波数が低く、入力インピーダンスを大きくする

 
 
5.DT2-028Kで発生電圧を確認しようとしています。オシロとかでは、曲げても数百mVしか変化しません。僅かでも電流流すと駄目な物でしょうか。
A  

エゾフィルムは引っ張り(特に長さ方向)に対して良く反応し電圧を発生します。

ラミネート加工されたLDTシリーズですと、曲げた際に張力が
ピエゾフィルムにかかるため、数十V程度の電圧が発生します。

DT2-028Kはラミネート加工がありませんが、
両面テープでプラスチック板等に貼り付ければ同等の効果が得られ、
曲げた際の発生電圧を高めることが可能です。

 

 
6.MEMSアクチュエータにセンサーとして利用したいですが、フィルムは小さく切って(サブ?〜?)で利用します。このような製品がありましたら、ぜひご紹介していただきたいです。
A  

加工用途にはピエゾフィルムシートがございます。
PVDF厚は28um、52um、110umの3種類、
電極はAg(銀)、CuNi(銅ニッケル)の2種類です。

通常加工は鋭利なカッターを使用しますが、
MEMS用途など、非常に微細な場合、加工方法はお客様でご検討頂く必要がございます。

 

7.PVDFの圧電効果を利用して振動エネルギーを電気エネルギーに換えるようなデバイスの研究に、PVDFフィルムシート(型番:200 × 280× 28 CuNi)を使用しております。

 PVDFはどのようにエッチングすることができるのでしょうか? また塩化第?鉄がPVDFなど高分子に及ぼす影響はどれほどあるのでしょうか?

A  

NiCu電極は一般的なPCBのエッチング方法が使用できます。
以下弊社ホームページにあるQ&Aをご参照ください。
http://www.t-sensor.co.jp/faq/piezofilm/#q12

エッチング後は水洗いすればPVDFへのダメージはありません。

 

 

8.このフィルムは発電用として利用することは可能なのでしょうか。また電圧、電流に関してですが、振動状況などによってその値はさまざまかとは思いますが、規格として貴社様が把握している値はございますでしょうか。
A  

発生電圧(解放端)は、加える応力に比例し方向により以下となります。

厚さ方向:
 V = g33 * X * t
長さ方向:
 V = g31 * X * t

ここで、
 g33、g31:圧電出力定数
  g33 = 216 * e-3 [Vm/N]
  g33 = -330 * e-3 [Vm/N]
 X:加える応力[Pa]
 t:ピエゾフィルムの厚さ

比較的高い電圧がでますが、電流は僅かです。
(値は回路依存ですがμAオーダーです)

 

 
9.トランスデューサNDT1-220Kに、圧力を与えて電圧発生により圧力の強さを計測するという使い方は可能でしょうか?(圧力センサのような使い方)
A  

NDT(非破壊検査)が主な用途で、圧力測定には向きません。
厳密には1.7MHz、4MHzはピークである3MHzから-6dB点ですから、
それ以外の範囲でも測定は可能ですがゲインがかなり落ちてしまいます。

 
 
10.ピエゾフィルム200x140x28に付いてですが両面にリード線をハンダ付けし、アンプ類を接続すれば使えのでしょうか?
A  

そういう事になります。
ただし、ピエゾフィルムに直接ハンダすると溶けてしまいますので、まず、導電性テープにリード線をハンダ(2個用意)してから、ピエゾフィルムの両面に接着します。

 
 
11.ピエゾフィルムシートについて教えてください。1-1004346-0 2-1002150-0 どちらも、必要な形状にカットしても使えると考えて良いでしょうか。
A  

ピエゾフィルムシートはカットしてご使用いただけます。
この際リード線は、銅箔テープに予め半田付けしておき、ピエゾフィルムシートの両面に貼り付けます。

DTシリーズエレメントはカットした場合、リード線の付いた部分は使えますが、
その他の部分は、表面の保護コーティングがリード線をつける際に邪魔になります。
アセトンで軽く拭くことで、保護コーティングを除去することもできますが、
強くこすると電極も除去してしまうので注意が必要です。

12.ピエゾフィルムシートのAg電極の購入検討をしたいと思います。使用方法の資料等は同封されているのでしょうか。実験を行うに当たり別途必要なもは、リード線、オシロスコープでしょうか。

A  

特に加工に関する説明書は付属しておりません。
刃先の新しい、鋭利なカッターを使用してください。
リード線取付の際は直接ハンダはできませんので、市販の導電性テープ(接着材も導電性のもの)を使用してください。
予め銅箔テープ等にリード線をハンダしてから、シートの両面に取り付けます。

波形観測はオシロスコープで可能です。

 

13.ピエゾフィルムシートは厚み方向の荷重、ひずみによって電圧が発生するものという解釈でよろしいでしょうか。厚み方向の荷重を検出するセンサの作製することを考えているのですが、厚み方向のひずみによって電圧が発生する製品はありますか。
A  

ピエゾフィルムは厚み方向(3方向)、長さ/圧延方向(1方向)の
いずれの方向の動的歪に対しても反応し、電圧を発生します。
特定の方向だけということは有りません。
但し、長さ/圧延方向(1方向)の方が、電圧を発生し易くなっています。

 

 
14.ピエゾフィルムで1mm立方程度の物体を上下させる事は可能でしょうか? 変位量は10nm 以上。 また、このフィルムを1mm〜2mm四方の大きさに加工する事は出来ますか?
A  

ピエゾフィルムの厚さ方向の変位量は、
変位量 = d33 x V ※d33 = -33*10^-12 [m/V]
となります。

また、1um当たりの最大動作電圧はそれぞれ以下ですので、
直流:10V/um
交流:30V/um

厚さ52umのピエゾフィルムの最大動作電圧は、
直流:520V
交流:1560V
ですので、

これらを一番上の式に当てはめますと、最大動作電圧印加時の変位量は、
17.2nm(直流)
51.6nm(交流)

となり、
計算上、10nmは行けそうですが、やってみないと何とも言えま

 
 
15.ピエゾフィルムで発電した場合に、周波数と発生する電力の関係を教えてください。
A  

ピエゾフィルムの静電容量を C、 ある圧力を加えたときの発生電力を V としますと、
そのときの発生エネルギーは以下となります。
 E = 1/2 * C * V^2 [J]   

この圧力を加える動作が1秒間に1回とすれば、
1/2 * C * V^2 [W]
さらに、1秒間に10回とすれば、
 (1/2 * C * V^2) * 10 [W]
となり、発生電力は周波数に比例することになります。

 
16.ピエゾフィルムをアクチュエータとして利用できないかと考えています。つまり、オーディオアンプの出力をピエゾフィルムに与えることで、振動子(振動フィルム)のような振る舞いが可能ではないかと思うのですが、そのような用途にも利用できますでしょうか?
A  

そのような用途に対応した物が基本デザインキットの中に含まれています。
スピーカーフィルムと呼ばれるものです。
出力を加えることで鳴り出します。

17.ピエゾフィルムを振動させるには何Vの電圧を印加すれば良いのでしょうか?

A  

ピエゾフィルムに電圧を印加した際の歪量は、以下で算出することができます。

1.長さ方向の場合の歪量(Δl)
  Δl = l x d31 x V / t
  ここで、
   l : フィルムの長さ[m]
   d31:圧電歪定数(1方向)= 23x10E-12[m/V]
   V :印加電圧[V]
   t  :フィルムの厚さ[m]
  仮に、
   t = 28um
   V = 100V
   としますと歪は、
  Δl = 2.46E-6[m] となります。
 
2.厚み方向の場合

 

18.ひずみの計測をしたいのですが試験方法として、10Hzで引張り方向に繰り返し応力を負荷する時の縦方向と横方向のひずみを測定したいです。縦方向に20mmが26mm横方向に5mmが2mmに変形するプラスチックの縦方向、横方向のひずみを測定したいです。
A  

歪量が30%(縦方向)、40%(横方向)とかなり大きいため、
ピエゾフィルムでは強度的に耐えられません。
※ピエゾ伸び強度 縦方向:2.5〜4%、横方向:2〜5%

 

 
19.フィルムについて、スパッター電極のものなら小さく切断が可能とのことですが、1mm四方に切断しても使用できますでしょうか。また切断が可能なフィルムについて教えていただきたいです。
A  

理論的には小さく切断しても、塗布されている電極がショートしていない限りは動作(圧電効果は失われない)致します。しかし、1mm四方となると現実的には以下の問題が想定されます。
1)人間の手で1mm四方にうまく切出す事ができるか。
2)リード線をどうやって接続するか。

特に2)ですが、一般的には市販の導電性テープを用い、
予めリード線をハンダしておき、ピエゾフィルムシートの両面に貼りつけて取り付けます。
極小面積の場合は貼りつける余地がありません。

 

 
20.フィルムに加わる圧力が変化すると電圧を発生するとのことですが、そこから電力を取り出すことはできるでしょうか?
A  

電圧は発生しますが、電力的には極僅かですので、
専らセンサー用途で使用されます。

何かの電源として用いられているという実用例はありません。

 
 
21.フィルム上にパターン生成する際、以下の点について教えてください 1)最小幅 2)パターン間の距離 3)制限など
A  

1)パターンの最小幅
  0.60mm
2)パターン間の最小距離
  0.40mm
3)FPCコネクタ
  ピエゾフィルムを直接FPCコネクタに挿入することは銀インクが擦れるので推奨できません。
  通常はブリッジとして別のFPCを用います。
また、キーボード用途に対するMEAS社の見解として、「信頼性の観点から懸念があり、適したアプリケーションではない」とのコメントがございました。

22.圧電素子フィルムを10枚を使用した場合最大何Vの電圧、電流が生じますか?それらを蓄電すると言う事はこのフィルムでは可能ですか?

A  

発生する電圧はピエゾフィルムの厚さ、加わる応力[Pa]に依存し一概に言うことは出来ませんので、
具体的な例としてラミネート加工された LDT2-028K/L (C = 2.78nF) を例にとります。
指ではじくことで最大100V程度のピーク電圧が発生します。
仮に一秒間に一回の割合で弾いたとすると、電力は
0.5 x 2.78nF x 100^2 ≒ 13.9uW となります。
10枚並列に接続する場合、
各々ピエゾフィルムの振動の位相が合わない限り、互いに打ち消し合ってしまいます。
理想的に同相の

 

23.下記の場合、フィルムタイプ及びエレメントタイプでどのサイズがあれば起電可能でしょうか。 電力量 100μJ 時間 0.007秒間 電圧 4V以上
A  

電力量(100uJ)だけに着目しますと、
DT4-28K/L (静電容量:11nF) に16MPaの応力(1方向)を加えることで、
出力電圧[V] = g31 * X * t
        = (216E-3) * 16E6 * (28E6-6)
        = 96.7V   (開放電圧)  
電力 = 1/2 * C * V^2
    = 0.5 * (11E-9) * 96.7^2
    ≒ 51uJ
また、縮む時に同じ電力が生じるので、2倍となり、ほぼ目的の電力量を発生するこ

 

 
24.接着剤の塗布により、CuNiが剥げましたが、フィルムそのものは溶剤で劣化するのでしょうか?
A  

ピエゾフィルムの溶剤による劣化の恐れはあります。
例えば、金属被膜はアセトンで除去できますが、
アセトンが付いたまま長く放置すると、変質の恐れがあります。

 
 
25.薄い紙のようなものの表面に貼り付けた場合、どの程度変形させることができますか?
A  

最大動作電圧(交流)は30V/umですから、
厚さ28umのDT1-028Kを例にとると、840V(交流)まで印加できます。
この時のピエゾフィルムの変位量の算出値は
長さ方向 20.7e-6[m]
厚み方向 -2.77e-8[m]
となります。
貼る対象物がやわらかく、ピエゾフィルムの変化に100%合わせて変化したとしても
最大変位量は極わずかとなります。

 
26.スピーカとして使用できるピエゾフィルムを探しております
A  

ピエゾフィルムをスピーカーとするには、それなりの加工が必要になります。

①フィルム自身を平のままおいて信号を加えても単純にフィルムの伸び縮みが
 起きるだけで、音声出力は得られません。(微々たるものです。)
 フィルムの伸び縮みを空気の振動に変える工夫が必要です。

②ピエゾフィルムの歪(伸縮)を大きくするには、高電圧が必要になります。
 単純なコイル型のスピーカーを駆動するより高い出力電圧が必要になります。
 ピエゾ素子用アンプ等をお探しください。

③なお、基本デザインキットに含まれているスピーカーエレメントは、簡易実験用の物となります。
 銅ニッケル電極のフィルムを切り出して、両面に電極をつけただけのものです。
 高電圧の信号を加える様な対応もされておりませんので、

 カット端で放電ショートしたりするよう事が起きます。
 高い電圧をかける場合は、4辺のカット端部の電極を電圧に見合った沿面距離で

 エッチング液等を用いて落とす様な加工が必要です。

 
 
 
 

カスタマイズ

 
1.200mmx280mmの大きさで、厚さは28um(一番薄く)の製品のうち、金属コートされていないもの、あるいは片面だけ導電コートされているフィルムをサンプル販売頂けるでしょうか?
A  

全く電極のないもの、あるいは片側電極のものは販売致しておりません。

 
 
2.MiniSense100に使用する重りは、別途販売されているのでしょうか?
A  

Minisenseの重りの販売は行っておりません。

 
3.ピエゾフィルムシートを使用した実験を行い、線形性(校正係数)の確認などを行っております。現状では、計測の再現性に乏しい結果となってしまっています。
A  

大変申し訳ございませんが、お問合せのサービスは致しておりません。

ピエゾフィルムは相対的な変動の傾向や、(落下などの)イベント検出には適しておりますが、絶対値測定には向いておりません。

 

 
4.まったくなにもついていないフィルムもあるでしょうか?
A  

金属被膜(電極)もなく、PVDFフィルムそのもの、というものは販売致しておりません。

 
 
5.金属皮膜ピエゾフイルムシートについて 1 定尺の値段を教えてください。1例で構いません。 2 両面金属コートですが、片面のみ金属コートのピエゾシートはありますか?特注になりますか? 3 両面金属被覆のシートの片面にテープを貼り、剥がすと金属コート面のみ剥がれ、ピエゾの層は残りますか?ピエゾ層も取れてしましますか?
A  

1.ご参考までにサイズ200x280、厚さ28um、金属皮膜:銀を例にとりますと
  \45,000前後です。(取扱い商社によって価格が多少変わります)
2.金属皮膜片面のみは取り扱っておりません。
3.ピエゾフィルムに銀はスクリーン印刷、CuNiは蒸着により皮膜が付けられていますが、
  何れの場合もテープ等で貼付し剥がした場合は皮膜が取れます。

 

 
6.厚さが最も薄い、アクリルコーティングされ、リード線のついたピエゾフィルムを探しております。200x280x28のNiCuシートをDTシリーズのようなカスタマイズは可能でしょうか。
A  

NiCu電極は蒸着のため任意の形状にカスタマイズ加工することができません。

一方、スクリーン印刷のAg電極は任意形状加工が可能ですが、
カスタムセンサーは量産レベルの数量(数百単位)がございませんと対応できません。

 

7.受信モード時の80kHzシリンダ型超音波トランスデューサのについて 1.カタログに記載してあります”共振周波数がカスタマイズできる”ですが、これはユーザがカスタマイズするという意味でしょうか? 2.この共振周波数を1MHz以上にしたいのですが、可能でしょうか? 3.この製品の応答性(立ち上がり時間)はどの位でしょうか?

A  

以下、ご質問にお答え致します。
1.メーカ特注でカスタマイズが可能ということです。
  (但し、量産できる個数でないと対応できません。)
2.少なくとも、物理的に直径を1/12.5にする必要がありますが、その場合φ400umとなりますので無理だと推察します。
3.応答時間のスペックはありません。
  この製品は周辺回路を組みDC電圧を印加する(送信の場合)と約80KHzで発信します。
  さらに、ゲートをかけバースト状に発信させます。(添付データシートご参考)
  受信信号と位相比較することで送受信間の距

 

 
 
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