DE1564361A1

DE1564361A1 - Elektret- bzw. Polaret-Schichtkoerper

Info

Publication number: DE1564361A1
Application number: DE19661564361
Authority: DE
Inventors: Steward Lawrence L; Baxt Lawrence M; Mcdowell John R
Original assignee: Philip Morris USA Inc
Current assignee: Philip Morris USA Inc
Priority date: 1965-10-23
Filing date: 1966-10-21
Publication date: 1970-01-02
Also published as: US3449093A; DE1564362A1; NL6614919A; LU52215A1; CH474137A; BE688613A; US3496013A; NL6614917A; LU52209A1; US3449094A; BE688614A; CH469336A; NL6614918A; DE1564362B2; NL6614920A; GB1135737A

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ . ..._.. Pienzenauerstraße 28 DR. DIETER MORF Telefon 483225 und 486415

Telegramme: Chemlndus Patentanwälte

21 ο Oktober 1966 582-4890/D

PHILIP MORRIS IKCORPOHATB]) 100 Park Avenue, New York 17» K.Y*, V.StoA.

Elektret- bzw. Polaret-Schiohtkörper

Die Erfindung betrifft metallisierte Elektrete und Polarete, Verfahren zur Herstellung derselben sowie Filter» di© solche Elektrete bzw» Polare te enthalten. Insbesondere b©si©ht sich die Erfindung auf Schichtkörper aus Paaren von metallisierten Elektreten und Polareten, die aus metallisierten Kunststoff-Flächengebilden hergestellt sind, wobei der Kunststoff ein« elektrische Ladung aufweist.

Unter "Elektret" ist ein elektrifizierter Stoff zu verstehen, der an gegenüberliegenden flächen elektrische Ladwigen von ent· gegengesetztem Torzeichen aufweist, wobei die Elektrifizierung eioh nicht nur auf die Oberfläche beschränkt, sondern durch das ganze Volumen des Stoffes hindurch erstreckt.

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Ale "Polaret" wird ein elektrifizierter Stoff bezeichnet, der an gegenüberliegenden Fläohen elektrische ladungen τοη entgegengesetztem Vorzeichen aufweist, wobei die Ladung aindestene teilweise ein Volumeneffekt iet und - im Gegensatz su der bei Elektreten auftretenden Kombination von Hoisoladungen und Heteroladungen - im wesentlichen eine Honoladung darstellt.

Elektrete sind zwar bereits aus vielen Werkstoffen einschließe* lioh Kunststoffen, wie Polyrinylchlorid, oder Carnaubawaohe ait verschiedenen Zusätzen, wie Esterharzen und dergleichen, hergestellt wordeni in dtr Technik beisteht jedoch ein Bedürfnis naoh Blektreten, dl· htthere !«düngen und tint lingers Lebensdauer aufweisen. Di· erfindungsgenässen Elektret· besitsen nioht nur höhere Ladungen und sine länger· Lebensdauer al· dl· bisher bekannten, sondern lassen Bioh auch leichter herstellen und anwenden als andere Xlektrete«

Die Blektret-Schichtkörper gemäes der Erfindung eignen sioh besonders zur Anwendung in Filtern für Tabakrauch, da sie TerhäTtnlsmässig hohe Ladungen aufweisen und infolgedessen dem Tabakrauch die unerwünschten Bestandteile in höhere« Ausaasae entziehen, und da sie eine einfache uiid wirksame Anordnung τοη elektrisch geladenen Stoffen in einem Filter ermögliohen, wie sie-biaiier nicht erreicht werden konnie. Z.B. eraög?lohen sie einfache und wirksame Anordnungen von elektrisch geladenen

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Stoffen In einem Filter derart, dass positive und/oder negative Ladungen an beiden Seiten der Gebilde auftreten.

Genäse der Erfindung werden neue Elektret-Schichtkörper hergestellt, die in ihren Eigenschaften den bisher bekannten Elektreten überlegen Bind. Auseer ihrem besonderen Wert für Tabakrauchfilter haben sich die neuen Elektret-Sohichtkörper auch für andere Arten von Piltern, wie Luftfilter, sowie auoh in Vorrichtungen, wie Elektrometern, Mikrophonen und Doairaetern, als wertvoll erwiesen.

Die Slektret-Sohichtkörper gemäse der Erfindung sind ferner besondere geeignet für die Speicherung von Informationen. Sie können als Bänder und dergleichen für die elektronisch· Speicherung von Signalen verwendet werden, wie es später näher erläutert wird.

Metallisierte Blektrete, wie sie nach Patent ...._c (gleichzeitig eingereicht· Patentanmeidung (internes Zeichen 582-362 G-I-P) betreffend "Verfahren zur Herstellung von Elektreten") hergestellt werden, bringen awar einen technischen Portschritt gegenübor den früher bekannten nicht-Eeballleierten Elektreten; für gewisse Anwendung?zwecks sind sie jedoch noch nicht vollkommen zufriedenstellend. Die Elekt re-t-Schichtkörper gernäea dei Erfindung weiean Vorteile gegenüber diesen metallisierten Elektreten auf. Sie beseitigen z,B, die Bildeffekte,

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die infolge der metallisierten Auflage auftreten können. Ferner enDtfgülohen sie Anordnungen von elektrisch geladenen Stof fen und Kombinationen von Ladungen, d'e "bisher nicht erreicht worden kennten.

TUe neuen Elektret-i'chtchtkürjper gemÜ3M der Erfindung kUrmen Run den roßtalli uiorten FJ ektretbildnem odar aua den raetallinierten TSl ok trot en Ιιβτβ« ntellt werdfn die don Gegenstand genannten latente bilden.

Die neuer, i'chichtkörper gemüse der Erfindung bestehen aus Paaren von metallioie^tfin Elektreten, öle derart zuearamengehalten werden, daos Ihre olektriach leitenden Oberflächen parallel zueinander gerichtet sind und aneinander anstoeeen, ao dfiflß die elektriech geladenen Elektreteohichten oinee Jeden raotallieierten Elektreten oioh auf beiden Seiten dee Schichtkörper β befinden.

Die beiden metallisierten Elektretbl.ldner können in Fora eines Flächengebildee oder in kleineren St-icktn miteinander kombiniert werden, indes man die netallleierten Auflagen von iwei folien oder Stücken der metallioierteii Elektreten einander gogtnüber anordnet und mit eineE geeißnetan Klebstoff, wi· •iner dünnen Schiebt tiinee Polyester- und/oder Polyurethenklebetoffes oder eines Nitrooelluloeo- , Epoxy- oder Epoxy-» Pclyanldkltitietoffoe, smeaaiBanklebt.

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Wenn die beiden metallioierten Elektrete durch eine nichtleitende Schicht, z.B. eine Schicht aus einem der oben beaohriebenen nichtleitenden Klebstoffe, zusammengehalten werden, erfolg b dies gemäas der Erfindung derart, dass zwiechen den beiden aneinandergeklebten elektriooh leitenden Schichten ein guter elektrischer Kontakt besteht, was z.B„ mit Hilfe von elektrisch leitenden Voroprüngen geschehen kann, die einen guten elektrischen Kontakt zwischen den beiden elektrisch leitendon Schichten herstellen.

Ein bevorzugtes Verfahren, um zwiechen den beiden elektrisch leitenden Schiohten in den Elektret-ScMchtkörper gemäse der Erfindung einen guten elektrischen Kontakt herzustellen, beeteht darin, dass man eine Klebstoffachioht verwendet, in der eich eine auereichende Menge von elektrisch leitenden Teilchen befindet, so dass die Klobstoffschicht selbst elektrisch leitend ist. Z.Β., kann die IQebstoffschicht aus einem der oben genannten Klebstoffe boctehen und Teilchen aus elektrisch leitendem Kohlenstoff (z.B. Acetylenruss) enthalten. Gegebenenfalls kann man auoh Tellohen aus Kupfer, Bronze, Messing oder Graphit verwenden. Vorzugsweise sind die in der Klebstoffsohioht enthaltenen elektrisch leitenden Teilchen gleichaäseig Im der Heeetoffoohioht verteilt.

So erhält nan einen Schichtkörper aus finer Sohicht, die auf einer Seite eine elektrische Ladung aufweist, einer elektrisch

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leitenden Schicht in der Mitte und eirer weiteren Sohioht auf der anderen Seite, die je nach Wuneoh die gleiche ladung oder LadungBvertellung von gleicher Grüeae oder, im Falle von Mehrfaohladungen, von den gleichen Qröoaen aufweist wie die erete Sohioht, oder bei der die Ladung hinaiohtlioh Torzeichen und Grösee von derjenigen der anderen geladenen Schicht abwelohen kann.

Die erfindungsgenaae bu verwendenden uetallisierten Elektret· kunnen aus einea elektretbildenden Stoff (nachstehend als "Blektretbildner" beBelohnet) berge«teLIt werden« der Bin Dipolaoaant fön aindestens 0,1 Debye, vorBugeweise von Bindeβtens 0,5 Debye, aufweist. Vorzugsweise aoll der Elektretbildner

12 einen epeeifieohen Voluoenwideretand von »indeetene 10 , ine besondere von 10 Ohm·cn bei Rauutenperatur beeitsen. Als Slektretbildnsr kommen a.B. Kunststoffe, wie Celluloeeaoetat, Polyvinylidenohlorid, Polymonoohlortrifluoräthylen, Polytetrafluoräthylen, Polyvinylchlorid, PolynethacryleäureeBthyleeter, insbesondere aber Polyethylenterephthalat in Betracht.

Ferner können anorganische Stoffe, wie keramische Stoffe und dergleichen, als Elektretbildner verwendet werden, wie s.B. Malkali ti tanitt, -slrkonats titr

Der Elektrstbildner wird vorxugsweiee j η fora eine* flachengebildes oder einer Folie ait einer Dickt von etwa 2,34 μ bia

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1,27 «Β und dei gewtintohten Breite eingesetzt. Z.B. kann das riachengebilde oder die Folie eine Ilrske von etwa 0,127 m» υηΛ <<int Breite von «twm 2,5 cm oder weniger oder τοπ 3 in oder sehr lieeiir-en.

Per Eleitretbildne.r iet mit einer elektrieoh leitenden Schicht, si.B. aus Metall oder Kohle, vereehcm, die eine Auflage auf den KlekirotMldner tildet.

Der elektrisch leitende Stoff soll vorzugsweise die Form einer gleichoÄesigen Schicht mio einer Dicke von mindestens 100 Ä haben« Di« Schicht kann ein« abgesohielene Schicht aus Aluminium, Silber, Hiokel, Kupfer oder dergleichen oein, die durch Takuuabedaapfuttgr Aufβtäuben oder auf eonetige Weiee aufgetraf«n ist. Biae solche Schicht kann ron molekularer Dioke bis su •ititr Dlokf von 0,25 as oder »ehr variieren, iofern ei· nur al· eltktfiioit**¹ Leiter wirkt. Der tiefet rl ach leitende Stoff kasn auoh in lore einea Blechte oder einer Folie au§ Mttall, %Π· AlualnluM* ΰίηη. Silber, Nickel, Kupfer, roetfreieo Stähl, alt einer Dioke von 0,25 μ bis 25 an öler asehr vorliegen. Der •lektrieoh leitende Stoff soll eich vocsn^etjeiee über die gante Oberfläche einer der elektrisch geladenen Selten dee Slek~ tretbildnera erstrecken«

Sb können auch andere Leiter als MetalL oder Kohle für die elektrisch leitende Schicht verwendet verden, sofern ils sich

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nur auf dem Elektretbildner hinreichen! festhalten, als gleiohmäseige Sohioht herstellen lassen und elektrisch leitend sind. Z.B. kann, eine dünne Klebstoffschioht mit gleiohmttssig darin verteilten Graphitteilchen, Kohleteilohen oder leitenden Hetallteilohen ale elektrisch leitende Sohioht verwendet werden«

für gewisse Anwendungezweoke iet es vorteilhaft» einen magnetischen Stoff für die elektrisoh leitende Sohioht eu verwenden. Z.B. kann die elektrieoh leitende Schioht eine magnetische Hlokel-Eisenlegierung aufweisen, die auf den Elektretbildner al· dünner film aufgebracht wird. Andere magnetleohe Stoffe sind Eisen, Hiokel und Kobalt in verschiedenen formen und Kombinationen. Eine besondere wirkeaae magnetleohe und elektrisch leitende Sohioht läset sioh aus Nickel-Eieenlegierungen, wie den "Permalloy·" herstellen. Diese Legierungen und Verfahren su Ihrer Herstellung eind in "Physios of Thin films, Advances In Restaroh and Development", Band 1 (1963)» Seite 277-334» herausgegeben von Georg Hase (Verlag Aoademio Press» lew York und London) beschrieben.

line solche magnetische und elektrieoh leitfähige Sohioht übernimmt eine doppelte Aufgabe und eienet sich für Anwendung·· •wecke, bei denen es auf die Speioherur.g umfangreicher Informationen ankommt, da die Information von einem solchen Stoff sowohl magnetisch als auoh elektrisch feetgehalten werden kann»

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Magnetische Stoffe dieser Art eignen sich auch sun Filtrieren von elektrisch geladenen Aerosolen·

Wenn ein Metallblech oder eine Metallfolie verwendet wird» kann sie auf den Elektretbildner alt einem Klebstoff befestigt werden oder dadurch» dass nan dea Elektretbildner teilweise schmilzt oder löst, so dass er selbst ale Klebstoff wirkt.

Die metallisierte Auflage kann auf jede der beiden elektrisch geladenen Seiten des Elektreten» d.h. entweder auf die positive oder auf die negative Seite desselben» aufgebracht werden» wenn der Elektretblldner bereite nn einen Elektreten übergeführt worden 1st.

Sie metallisierte Auflage kann aber auch auf den Elektretbildner aufgebracht werden, bevor dieser in einen Elektreten umgewandelt wird» In diesem Falle kann die Metallauflage, wenn sie die Form eines Bleches hat» alt einem Klebstoff auf den Elektretbildner aufgebracht werden· Ebenso kann die Metallauflage aufgebracht werden» indem man den Elektretbildner teilweise schmilBt» so dass er selbst als Klebstoff wirkt. Sie metallische oder metallisierte Auflage kann auch auf den Elektretbildner vor oder nach dessen Umwandlung in einen Blektreten durch übliche Vakuumbedampfung und dergleichen aufgebracht werden« ZoB. kann man eine la Handel erhältliohe aetal-

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liaierte Polyäthylenterephthalatfplie als metallisierten Elektretbildner verwanden und genäse der Erfindung in einen metallisierten Elektreten umwandeln.

Es ist vorteilhaft, die metallisierte Auflag· auf den Elektretbildner vor dessen Überführung in einen Elektreten aufzubringen» da in diesem Falle die metallisierte Auflage bei der Herstellung des Elektreten, bei der dea Elektretbildner eine elektrische Ladung erteilt wird, als eine der Elektroden verwendet werden kann ο

Sie erfindungsgemäos verwendeten metallisierten Elektretβ sind Elektrete mit zwei gegenüberliegenden Seiten, die voneinander abwelohende elektrische Ladungen aufweisen, wobei eine der beiden Seiten auf praktisch ihrer ganzen Oberfläohe «inen anhaftenden» elektrisch leitenden Überzug besitst. Unter den hier verwendeten Ausdruck "metallisierte Elektret·⁹ fallen also alle Elektrete mit einer daran anhaftenden, elektrlsoh leitenden Schicht, gleich ob die Schicht aus Metall, Sohle oder irgendeinen anderen, elektrisch leitenden Stoff besteht· Die elektrisch leitend· Schicht kann ein· foil· aus eint« Leiter, wie Aluminium- oder Zinnfolie, oder «ine Schicht aus •inen elektrisch leitenden Material, wje Kohleteilchen, Graphit», Me aslug-, Kupfer- oder Bronzetejlchen, sein» die unter Verwendung eines geeigneten Klebstoffes, wie Nitrocellulose,

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Polyurethan, Äthylcellulose, Wachs und dergleichen, aufgespritzt ist. Ebenso kann sie aus einen Leiter, wie Aluminium, bestehen, der durch Vakuumbedampfung auf den Elektreten oder dem Elektretbildner abgeschieden ist, oder die leitende Schicht kann auf andere geeignete Welse aufgebracht werden.

Die Elektrete können vor oder nach den Aufbringen der metallisierten Auflage auf den Elektretbildner hergestellt werden. In beiden Fällen können die gleichen Bedingungen angewandt werden, um den Elektretbildner in einen Elektreten umzuwandeln. Sie nachfolgend, beschriebene allgemeine Methode zur Umwandlung von Elektretbildnem in Elektrete eignet sich in gleicher Weise zur Heratellung von Elektreten aus Elektretbildnern mit oder ohne metallische Auflage.

Bas erfindungsgemässe Verfahren eignet sich zwar besonders gut zur Herstellung von Elektreten aus Polyethylenterephthalat} es lässt sich aber auch auf die Herstellung von Elektreten aus anderen Arten von Elektretbildnem anwenden. Als Elektretbildner können hierbei alle bekannten Elektretbildner verwendet werden,- ' ^ ■■■·:■'■- - . ■ . ■ · ■ . - . · . _:;

Das im Rahmen der Erfindung verwendbare Polyäthylenterephthalat kann z.B.. in Folienform vorliegen. Ebenso kann man ein feistesι Stück, z.Bo eine Scheibe aus Polyalkylenterephthalat, oder auch einen festen Körper verwenden, der hauptsächlich aus- <

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Polyethylenterephthalat besteht, aber noch geringe Mengen anderer Stoffe enthalten kann. Das Material kann auch mit wasserabweisenden Stoffen, wie Siliconhar:s oder Polytetrafluoräthylen, beschichtet eein. Ebenso kann es Halbleiter oder Ferroelektrika, wie Barium- oder Calciumtitanat, enthalten oder mit Harzen beschichtet sein, die solche Halbleiter oder Ferroelektrika enthalten.

Das Molekulargewichts-Zahlennittel des verwendeten Polyäthyltnterephthalate liegt gewöhnlich im Bereich von etwa 15 000 bis 25 000. Grosse und Form des Polyäthylenterephthalatetückee können variieren. Z.B. kann der zur Herstellung des Elektreten verwendete Körper scheibenförmig, ringplattenförmig, hanteiförmig, pyramidenförmig usw. sein. Vorzugsweise soll er aber zwei verhällnismässig ebene Oberflächen besitzen, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Körpers befinden, wie es bti einer flachen Folie oder Platte der Fall ist»

Der Elektretbildner kann als Folie, ale sonstiges Flächengebilde oclar als znessivee Stück vorliegen. Grosse und Form dee aus dem Elaktretbildner bestehenden Körpere können je nach der besonderen Art des angewandten Verfahrens variieren. Vorzugsweise soll dar Körper aber zwei verhälinismässig ebene Oberflächen basitzen, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Körpers'bofinden, wie bei einer flachen Folie oder Platte. Für die kontinuierliche Herstellung von metallisierten Elek-

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treten genäos der Erfindung soll der Elektretbildner aloh In einer für diese Arbeitsweise geeigneten Form befinden·

las Verfahren zur Herstellung dee Elektret-Teiles der erfindungßgemät8en metallisierten Elektreten besteht la allgemeinen darin, dass man ein massiveβ Sttiok aus den Elektretbildner zwischen a.woi Elektroden einbringt, und mit Hilfe der beiden Elektroder, an den Elektretbildner bei näherer Temperatur ein elektrisches feld anlegt.

Des elektiisohe Feld kann von etwa 0,001 bie 1000 kV/om variieren, leträgt aber vorzügeweiee etwa 50 bis 200 kV/om· Das elektrische Feld stammt aus einer Gleichstromquelle, die mit mindestens einen Paar von Elektroden, ι·Β. flachen Platten, verbunden let. Di· erforderliche Spannung richtet eioh naoh dem Elektrodenabetand» Wenn die Elektroden z.B. aue flaohen Platten btetehen, errechnet eich die Spannung aus der Gleichung

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in der E dee elektrische PeId (In kV/oa), T die ewieohan den Elektroden herreohende Spannung (in 17) und d den Abstand «wischen den beiden Elektroden (in cm) todeutet« Z*Bo ist ein· Spannung 7on 4 kV (4000 V) erforderljch, um ein Feld von 200 kY/om herzustellen, wenn der Elektrodenabetand 0,02 cm beträft*

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Der Elektretbildner, b.B. des Polyalkylenterephthalat, muss Tor dem Einbringen «wischen die Elektroden eine geeignett fora, 8.B. Soheibenfora, Plattenform, Folienfons» Stabform oder dergleichen, Röhrenform oder die Fora von in Filtern zu verwendenden Röhrenbündeln, haben, bevor daraus genäse der Erfindung ein Elektret hergestellt wird.

laoh einer bevorzugten Ausfuhrungeform der Erfindung befindet sioh der Elektretbildner in der Fora einer Folie, eines Bandes, eines Stabes oder in einer anderen sogenannten rueannenhängenden Fora; alle diese Foraen werden hler unter dem Begriff "Fläohengebilde" sueaaaengefaest. Für einige Auefuhrungeformen der Erfindung befindet sioh der Elektretbildner vorsugswsise in For« tines biegsamen (also nioht starren oder halbstarren) Fläohengebilde·. Das Flaohengebildt kann unter eolohsn Bedingungen duroh das slsktrisohs FsId gefordert werden, dass jeder Teil desselben für die srfordsrllohs Zeitdauer der Einwirkung dss trforderllohsn slsktrisohtn Feldes und dsr erforderlichen Temperatur ausgssetst wird, ua das gewüneoht· Ergebnis su ersielen«

Venn der Elektretbildner nioht la For» eines Flächengebildes vorliegt, kann er aus eines Stuck bestehen, das dis versohle· densten Grossen und Foraen bssitsen kann. Oewöhnlioh besltst der Elektretbildner jedooh eine Dicke τοη etwa 6,35 μ bis 0,25 mti, und in diesem Falle wird er naohetehend der Einfaoh-

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heit halber als Scheibe bezeichnet, wobei eu beaohten let, dass hierunter jede geeignete Form des Elektrethildners zu verstehen let.

Nach einer besondere bevorzugten Methode zur Hereteilung von metallisierten Elektreten gemäes der Erfindung wird ein ?läohengelilde aus metallisiertem Elektretbildner, vorzugsweise in kontinuierlicher Form, d.h. in Form eines verhältnismäesig largen Stückes, derart durch eine. Zone gefördert, daee die metallisierte Auflage auf den Blektretbildntr eine Elektrode bildet und zwischen der Metallisierten Auflage und einer uweittn Elektrode ein elektrisches Feld entsteht, duroh das der Elektretbildner hindurohwandert·

Daa Verfahren wird naohstehend in eratttr Linie an Hand der Herstellung eines einzelnen Elektreten besohriebenf ee kann jedoch eo abgewandelt werden, dass gleichzeitig mehrere Elektrete oder metallieiert» Elektrete hergestellt werden, wobei die Bedingungen hinsiohtlioh Zeit, Temperatur und dergleichen im wesentlichen die gleichen sind mit der Ausnahme, daee die Behandlungszelt und die angelegte Spannung je naoh der Aneahl von Sohsiben oder Platten variiert·

Die Scheibe kann zwischen-Bwei Soheiben aus Aluminiumfolie oder ähnlicheza Material angeordnet werden, und naoh einer Aus-, führungöform der Erfindung verwendet man einen Stapel von ■»-

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tallieierten Scheiben, wobei der metallisierte Teil Jeden Blektretbildner von des nächsten trennt. Die Scheibe oder die Scheiben werden dann zwischen Metallelektroden, s.B· Soheiben aue rostfreiem Stahl oder anderes geeigneten Werkstoff, angeordnet, die die gleiche Porn besitzen oder so gross sind, dass sie die ganze Oberfläche der Blektretbildnersoheibe, s.B« der Polyäthylenterei rthalat scheibe, bedeoken. Der so entstehende Aufbau besteht z.B. aus einer Polyäthyienterephthalatsoheibe, die eioh zwischen zwei StUoken aus Aluainiuafoli· befindet, wobei jede der beiden Aluainiuafolien ait einer Elektrode aus rostfreiem Stahl in Kontakt steht. Der Elektretbildner soll vorzugsweise grosser sein als die Elektroden aus rostfreien Stahl, so dass ein Rand τοη Mindesten· 20 m übereteht, ua ein Durchschlagen des elektrischen Stroaes in der umgebenden Atmosphäre zu verhindern. Die Scheibe wird, s.B. in de» soeben beschriebenen Aufbau, im Ofen auf eine feaperatur erhitst, die mindestens der Einfriertemperatur des Elektretbildners entspricht, den Erweichungspunkt desselben aber nicht übersteigt. Pur Polyethylenterephthalat kann diese Temperatur im Bereich von etwa 80 bis 170° C liegen. Auf diese Temperatur wird die Scheibe oder der Zusammenbau Innerhalb einer Vorerhitsungsseit gebracht, die ausreicht, u» die Soheibe oder den Zussjeenbe» auf eine gleichaässige Temperatur su erhitsen, d.h. so lange, ,bis in der Scheibe praktisoh kein Teaperaturgefälle »ehr b#- «teht. Vorzugsweise erfolgt das Vorerhitzen bei Atm»Sphären-.. _: ■ ■ BAD

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druok; et kann Jedooh auoh bei höheren oder niedrigeren DrUkken durchgeführt werden. Die Scheibe aue dem Elektretbildner kann auch ohne Aluminiumfolie und ohne Elektroden aue rostfreiem Stahl auf diese Temperaturen vorerhitat werden· Ebenso können andere Werkstoffe als Aluminium und andere Elektroden· werkstoffe verwendet werden· Voreugswaise wird aber der garne Zusammenbau in der beschriebenen Weis· erhitzt, weil es hierdurch leichter wird, die Elektretbild:aerscheibe während dee weiteren Verfahrensganges auf dieser Temperatur zu halten·

Naoh dem Vorerhitzen wird die Soheibe oder der Zusammenbau einer «weiten Verfahrensstufe unterworfen, in der der Elektretbildner auf einer Temperatur oberhalb der Einfrierteaperatur und uzrtcrbj&b dee Irvtiehungepunktes gehalten wird. Ia falle ▼on Polyethylenterephthalat wird dl· Scheibe normalerweise auf einer Temperatur von etwa 80 bl· 170° 0 gehalten. Das Polyalkylenterephthalat kann aber auoh *.B. auf 600° C erhitet werden, sofern nur die Brhltiungsselt kur· genug let, i.B. eine Hlkroeekund·, danlt die ßoheibe nloht erweicht. Während der Blektretbildner auf dtr oben angegebenen Teaperatur gehalten wird, wird !wischen den Blektroder. eint Spannung angelegt, die eine Ptldetärke τοη etwa O₉OOI bit 1000 kV/oa, ToreugSWeiee Ton etwa 50 bis 200 kV/oB, ergibt. Dieee Spannung wird la Verlaufe von etwa 10"' Sek. bis 12 Stinden oder länger, Torsugs-' weiea im Verlaufe von etwa 15 Sekunder, bis 5 Stunden, innegehalten»

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Nachdem die Scheibe dieser zweiten Verfahrensstufe unterworfen worden iot, v/ird in einer dritten Varfahrensstufe die Spannung auf der gleichen Höhe gehalten wie in der zweiten · Stufe, das Erhitzen wird jedoch unterbrochen und die Scheibe, z.B₀ duroh Überleiten von Luft, gekühlt oder einfach erkalten gelassen, wobei sie in dem gleichen elektrischer, Feld gehalten wird. Dia Scheibe kann auf eine Temperatur von -30° C oder darunter gekühlt werden; vorzugsweise eoll sie auf eine Temperatur nicht über +30° C gekühlt werden. Vorzugsweise lässt man die Scheibe in dem elektrischen Feld avf Raumtemperatur (etwa 20 bis 30° C) erkalten und entfernt sie dann, immer nooh ix elektrischen Feld, aus dem Ofen oder der Heizzone. Bit Sauer der Verfahreneetufe dee Abkühlens kann etwa 1 Mikroeekundc» bis 12 Stunden oder mehr betragen. Die Kühlung kann in den gleichen Ofen oder der gleichen Heiekaiimer wie die zweite Verfahrene stufe durchgeführt werden} dies 1st aber nioht erforderlich. Dann kann der Elektret von den Elektroden und gegebenenfalls der Aluminiumfolie oder der sonstigen Folie getrennt werden, worauf er der Verwendung zugeführt werden kann*

Gegebenenfalls kann der fertige Elektret in einer Art Schutsgehäuse, z.B. einer Umhüllung aus Aluminiumfolie oder dergleichen, untergebracht werden, damit die elektrischen Ladungen Ms zur-Verwendung erhalten bleiben.

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Nach einer anderen Ausführungsform wird eine Folie oder eine aonutige zusammenhängende Form des Elektretblldners durch zwei Zonen mit gesteuerter Temperatur gefördert, deren jeder ein■elektrisches Feld zugeordnet 1st·

Der Elektretbildner kann die Form eines biegsamen Fläohengebildes mit einer Sicke von beispielsweise 2,54 μ bis 1,27 ma, die Font: eines Bandes oder irgendeine andere zusammenhängende Form f.ui'weieen, die das Hindurchführen des Elektretbildners durch mehrere gesonderte Zonen in kontinuierlicher Arbeitsweise ermöglicht. Für diese Aueführun^sform der Erfindung ist der Elektretbildner vorzugsweise so ausgebildet, dass er ewei ebene, parallele Oberflächen besitzt, die naoh der Herstellung des Slektreten die entgegengesetzt geladenen Selten desselben bilden« Vorzugsweise besitzt der Stoff eine solohe ohemisohe und physikalische Hatür, dass er sich leioht In die Form eines Fläohengebildee bringen lässt. i)er Eloktretbildner soll sieh also s.B. durch Strangpressen in eine zueaoaenhangende Form bringen lassen, und wenn er auf einem nicht-linearen Weg gefördert werden muss, eoll er in Form oinee Fläohengebildee ▼or?u£sweise verhältnismässig biegsam sein.

In der ersten Zone,, durch die der Elelctretbildner gefördert wird, befindet er sich in einem elektrischen Feld, dae b.B. von etwa 0,001 bis 1000 kV/om variier im kann und zwisohen fla-· eheii Mstallplatten durch eine an dieso Platten angelegte

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Gleichetromspannung zustande kommt. Eie Temperatur in der er-Bbeil Zono kann von einer Temperatur oberhalb der Einfriertemperutur bij unterhalb dee Erweichungepunkteβ des Elektretbildnsro vas.'it*ren. Dann wird der Elektre tbildner mit solcher Geschwind igktiit durch die erste Zone gefördert, dass Jede Stelle deHBelbsn für eine Zeitdauer von etwa 1 Mikrosekunden bie 12 Stunden oder mehr in dieser Zone vsrbleibt. Wenn der Elektretbilcjier auo Polyäthylenterephthal it, dem bevorzugten Werkstoff-, besteht, soll die erste Zone vorzugsweise auf einer Temperatur zwischen etwa 80 und 170° C, insbesondere von etwa 130 bis 150° C₁ gehalten werden.

In der zweiten Zone, durch die der Elektretbildner gefördert wird, wird das elektrische feld aufrechterhalten. Das elektrische Feld kann auoh hier wiederum Io Bereich von etwa 0,001 bie 1C00 kV/on variieren und duroh eine Gleichetromspannung erzeugt werden, die an zwei flache Platten angelegt wird. Die Temperatur in der zweiten Zone kann zwischen etwa -30° C und +30° C variieren. Vorzugsweise herrscht in der zweiten Zone eine Temperatur swiachen. etwa 20 und 30° C, und der Elektretbildner wird durch dioee Zone mit solcher Geschwindigkeit gefördert, de.se Jede Stelle desselben fttr eine Zeitdauer von etwa 1 Millisekunde bis 12 Stunden oder mehr in dieser Zone verbleibt. Wenn der Elektretbildner aus Polyäthylenterephthalat besteht, soll die zweite Zone auf einer Temperatur «wischen

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etwa -30° C und +30° G, vorzugsweise cwieohen etwa +20 und 30° C, gehalten werden.

Die erste Zone kann aus den Raum zwischen elektrisch leitenden Platten, a.B. auf Hochglanz polierten Stahlplatten, be-■tehen, die auf eine genügend hohe Temperatur erhitzt sind, UZD die Zone zwischen den Platten auf der gewünschten !Temperatur zu halten. Zwischen diesen Platten wird die gewünschte Spannung angelegt. Die erste Zone kann aber auch der Raum zwischen beheizten Walzen, z.B.- polierten Aluminium- oder Stahlwalzen, sein, die zu dem gleichen Zweoke verwendet werden können. Ebenso kann die zweite Zone so gebaut sein, dass darin die gewünschten Beziehungen zwisohen Temperatur, elektrisches Feld und Zeit innegehalten werden können_o Das gleiche Ergebnis kann auch durch Kombinationen von heisaen und kalten Platten, Walzen, Förderbändern und dergleichen erzielt werden.

Die elektrisch leitende Schicht kann euoh an dem Elektreten naoh dessen Herstellung angebracht werden. Vorzugsweise wird aber die elektrisch leitende Schicht bereite an den Elektretbildner vor dessen Uuwandiung in eines Elektreten angebracht. Durch diene Arbeitsweise wird dae Herstellungsverfahren vereinfacht und verbessert.

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Dae kontinuierliche Verfahren zur Her3teilung von Elektreten kann in verschiedener Weise abgeändert v/erden. So kann man z.B. eine Rolle aus dsm Elektretbildner in einem Ofen oder einem sonstigen erhitzten Gehäuse auf dar gewünschten Temperatur halten und in dem gleichen Ofen oder erhitzten Gehäuse elektrisch geladene Walzen anordnen, in welchem Falle die Zeitdauer, für die die Rolle aus dem- Elektretbildner der Einwirkung äea elektrischen Feldes ausgesetzt wird, viel geringer sein kann als die Zeitdauer, während deren die Rolle der Wärmeeinwii'kung ausgesetzt wird. In einer solchen Vorrichtung kann άβν aufgeladene Elekbretbildner ...nschliessend durch einen Kühlkasten geführt werden, wo er auf geeignete Weisa rasch gekühlt wird. In der Erhitzungsvorrichtung kann die elektrische Ladung dar Folie durch heisse elektri Jen geladene Walzen erteilt werden, durch die die Folie gleichzeitig in ein GleichstromfeM gebracht und erhitzt wird.

Nach einer anderen Ausführungsforra de* kontinuierlichen Verfahrene brauchen der Eloktrefcbildner und die elektrisch geladenen Walzen nicht erhitzt zu werden, sondern die Folie kann vorerhitBt warden, indem man sie zunäohet in einem Ofen bis zur Erreichung des thermischen Gleichgewichts erhitzt und erst dann zwischen den elektrisch geladenan Walzen hindurchführt. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn die Folie genügend Wärme zurückhält, eo dase sie aioh bei der Einwirkung des elektrischen Feldee auf der richtigen Temperatur befindet.

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Nach einer weiteren Ausführungsform des "bevorzugten kontinuier lichen Verfahrene genäse der Erfindung wird eine Folie aus den Eloktretbildner, die einen elektrisch leitenden Belag aufweist, 00 über geladene Elektroden gefördert, dass sie mit der Elektretbildnerseite mit den Elektrode.! in Berührung steht, wobei die Elektroden eo lang aind, dass die Folie eunächst durch ein heieses Ende der Elektrodenplatten vorerhitzt, dann der Einwirkung dee Ladestromes zwischen den Elektrodenplatten und Bürsten aucgeeetzt wird, die mit der elektrisch leitenden Seite der Folie in Berührung stehen, wobei sich die Folie auf der richtigen Tenporatur befindet, und die Folie schliesslich awieohen dem gekühlten Ende von ähnlici angeordneten, elektrisch geladenen Elektrodenplatten und Bürsten hindurchgeführt wird, so daee sie aus der Vorricitung bei der gewünschten niedrigen Temperatur austritt.

GemftBB einer weiteren Ausführungeform des Verfahrene wird eine Elektretbildnerfolie* die einen elektrisch leitenden Belag aufweist, mit Hilfe eines ostallischen Förderbandes erst durch eine heioee Zone und dann durch eine kalte Zone gefördert, wobei die Elektretbildnersaite der Folie mit den metallischen Förderband in Kontakt steht, während über dem Förderband Bürsten angeordnet sind, die mit der elektrieoh leitenden B©it© der Folie In Kontakt stehen. Zwischen den Bürsten und d@ta Forderband wird eine elektrische Spannung aufrechterhalten, rend die Folie durch die heisse Zone und durch die kalte

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Ea können auch viele andere Kombinationen von Förderbändern, Elektrodenplatten, Walzen und dergleichen angewandt werden,

sofern nur der Elektretbildner in Folienform oder in sonstiger

Fora durch die beiden Zonen verschiedener Temperatur gefördert

Ee wurden gewisse Faktoren hinsichtlioh der Bildung von Elektreten festgestellt, die einen Einfluss auf die Natur der ladung haben, die in den Elektreten erzeugt werden kann. In Anbetracht dieeer Faktoren ist ein besonders bevorzugter Elektret zur Verwendung als metallisierter Elektret gemäss der Erfindung ein solcher, dessen Ladungen praktisch vollständig aus Heteroladungen bestehen, tin dieses Ergebnis zu erzielen, Bliesen kritische Bedingungen innegehalten werden. Diese Bedingungen sind nachstehend beschrieben.

Der Elektretbildner, wie Polyäthylentare phthalat, wird ewlsehen Elektroden eingebracht und, wie oben beschrieben, auf eine Temperatur erhitzt, die mindestens der Einfriertemperatur des Elektretbildners entspricht, aber unter seiner Erwelohungsteiüperatur liegt. Dann wird an den Elektretbildner mittels der Elektroden ein elektrisches Feld angelegt. Das so eraaltene Ereeugnis wird dann rasch gekühlt, wobei das elektri-■oht Feld aufreoaterhalten bleibt. Da« Kühltn, a.B. nit Hilfe oalauftnder Kühlmittel, auf «in· Temperatur von beispielsweise 50° C bi· -100° 0 oder noch tiefer, wie -270° G, soll vorauge-

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weise in Verlaufe von etwa 1 Mikrosekunde bis 1 Minute erfolgen.

Eine Aueführungeforra der Erfindung betrifft die richtige Orientierung der Heia- und Kühlmittel eowie die richtige Orientierung anderer Mittel zur Anlegung des elektrischen Feldes an den Elektretbildner, um den Elektretbildner der grösatmöglichen Einwirkung von Bedingungen, die die Ausbildung von Heteroladungen begünstigen» und der geringstmöglichen Einwirkung von Bedingungen auszusetzen, die die Ausbildung von Homoladungen begünstigen. Wenn B.B. die Auebildung von Homoladungen verhältnismässig rasch erfolgt, soll die hoha Temperatur nur kurzzeitig zur Einwirkung gebracht werden. Wenn die Ausbildung von Homoladungen verhältnismäsaig langsam vor sich geht, können längere Erhitzungezeiten angewandt werden, ohne dass aiöh die Qesamtheteroladung dadurch vermindert.

Bei der Herstellung von Elektreten ist es technisch vorteilhaft, kontinuierlich zu arbeiten. Dies erfolgt normalerweise unter Verwendung von Walzen, wie sie oben beschrieben wurden, wobei der Elektretbildner je nach den besonderen Erfordernissen um die beheizten oder gekühlten Walzen herumgeführt wird. Eine Schwierigkeit bei dieser Herstellungeweise ergibt sich daraus, dass für den Kontakt des Elektret bildziere mit dem elektrischen Feld und für die Einwirkung der hohen oder tiefen Temperaturen verschiedene Seitdauern er forderlich sind«, Aa-

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, die beaondero vorteilhaft sind, um den. gewünschten

Grad dea elektrischen Kontaktes und der Temperaturkontrolle zu erzielen, werden nachstehend beschrieben.

Eine ier wirksamsten Methoden zur Anwendung des kontinuierlichen Verfahrens zur Herstellung von metallisierten Elektreten beruht auf der Verwendung der metallisierten Auflage ala Elektrode. Zu den besondere bevorzugten Ausführungeforoen der Erfindung gehört daher die kontinuierliche Erzeugung von metallisieren Elektreten naoh Verfahren, bei denen die metallisierta Auflage auf dem Elektretbildner mit beispielsweise Bürsten odor Hollen in Kontakt gebraoht wird, ao dass ihr eine elektrische Ladung und der anderen (nicht-metallisierten) Seite dea Elektretbildners eine Ladung von entgegengesetztem Vorzeichen erteilt wird, Während der Einwirkung dieser elektrischen Ladung wird der metallisierte Elektretbildner erst duroh eine Hochiemperaturaone und dann duroh eine Zone niedriger Temperatur geführt, wie oben besehrieben,

ΊλΙβ erfindungsgemäss hergestellten Elekfcret-Schiohtkörper können ii. Filtern für Tabakrauch verwendet werden* Z₀B. können sie in «igarettenfiltern verwendet werden, wenn sie in Stücke /on etwu 12,7 μ Sicke, 2 ππβ Breite und 5 bis 20 ram Länge geaohnitten und gekräuselt oder ungekräuBJlt in Längsrichtung in einoB herköanliohen Filterzylinder so angeordnet werben, dass ein Ende eines jeden Stückes alt dem Mund des Beuchers in Be-

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rilhrung konmt und infolge de se en durch die Feuchtigkeit geerdöt wird.

Die Wirksamkeit der erfindungsgemäBsen Elektret-Schiohtkörper elß Beatandteile von Filtern für Tabakrauch beruht darauf, dass eie dem Rauch elektrisch geladene Teilchen entziehen.

Der nicht-gasförmige Teil dee Zigarettenrauches besteht, unter dem elektrischen Gesichtspunkt betrachtet, aus drei Arten von Teilchen. Der Rauch enthält positiv geladene Teilchen, negativ geladene Teilchon und neutrale Teilchen, Gewöhnlich let etwa die Hälfte oder etwas weniger der Teilchen dee Tabakrau ehe β elektrisch neutral, während der Rast aus etwa gleichen Mengen positiver und negativer Teilchen besteht.

Das Entfernen von geladenen Teilchen aus 'tabakrauch hat sich oft als zweokmüeeig erwiesen, um den Hauch in selektiver Weise unerwünschte Bestandteile zu entziehet und den Gestotwirkungsgrad des Filters au erhöhen.

Es ist euch anzunehmen, dass duroh die Entfernung gswlsser geladener Teilchen aus dew Rauch bestimnte physiologische und psyohologiache Wirkungen erzielt

Filter, die die Elektret-Sehichtkörpei gemäBs der Brfinteig enthalten, armöglichen die gesteuerte Entfernung @in©r oä@r beider Arten von elektrisch geladenen Teilchen ana des Tabak

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rauch. Sie können auch .anderen Verwendungszwecken zugeführt werden, bei denen Fremdstoffteilchen aun Gasen entfernt werden müssen.

Man hat zwar eohon Elektrete verwendet, um dem Tabakrauoh gewisse elektrisch geladene Teilchen eu entziehen; diese Elektrete hatten jedooh nur einen beschränkten Wirkungsgrad. Ba die Slektrete auf beiden Seiten entgegengesetzte Ladungen aufweisen, kann sich kein elektrisches GeBamtfeld ausbilden, wenn sie in einem Filter oder einer sonstigen Vorrichtung verwendet werden. Es gibt also keine Möglichkeit, bei der Verwendung sol cher Stoffe eine Selektivität zu erziel.en, es sei denn, dass man ungewöhnliche und schwierige Massnahman ergreift, um die Elektrete in d«e Filter in einer solchen Weise einaubringen, dass tion die ladungen isur Braielung ties gewünschten Ergebnlese· steuern lassen. Mit anderen Worteini Bs gibt keine wirksame KttglloAkelt, üb eolohe Elektrete au eilen.

Metallisierte Elektrete weisen zwar viele dieser Nachteile der gewöhnlichen Slektrete nicht auf und ermöglichen die Herstellung einer neuen Art von elektrisch geladenem Material für Filter und mithin eine vorteilhafte Verteilung einzelner Ladungan in einem Filter unter, genauer Steuerung der Ladungsvorteilung in dem Filter. Tie Elektret-Schichtkörper gemäss der "Srf ladung bieten aber noch grosser« Vorteile bei der Anwendung in Filtern, da ran ihnen naoti einer einfachen Hsthoüe

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die verschiedensten Ladungen erteilen und auf dleae Weiee besondere und vorteilhaft Anordnungen vor Ladungsverteilungen in Filtern erzielen kann.

Die Elektret-Sohiohtkörpi-r geaäee der "Erfindung ermöglichen auch die Herstellung eines neuen Materj ale und die Anwendung einer neuen Methode zum Speiohern von informationen» Sie können als auf elektronische Impulse ansprechendθ Bänder fUr Tonbandgeräte und ähnliche Vorrichtungen -verwendet werden, da sie sich für die überlagerung eines Musters von elektronischen Signalen auf der geladenen Elektretoberfläche anpassen lassen, die den Elektreten unter ähnliohen Bedingungen mitgeteilt werden können, wie sie oben beschrieben sind. Sie ermöglichen die Speicherung von elektrisch registrierten Informationen gleichzeitig auf beiden Seiten dee Bandes ohne Störung zwischen den beiden Seiten.

Es 1st auch Möglich, ein Elektret-Sohiohtkörperband zu verwenden, bej dem auf jeder Bandseite eine Reihe von Signalen überlagert wird, so dass aus dem Band im Sniaffekt. eine Reihe von Elektreten entsteht, die entweder unmittelbar oder über elektrisch ungeladene Zwischenräume miteinander verbunden sind. Solche Bänder sind besondere wertvoll, wann die metallisierte Auflage auf dem Flektretblldrier magnetisch ist, da auf solchen Bändern mehrere elektrische und magnetische Signale überlagert werden können, so de.es aai gleichzeitig auf der gleichen Band-

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länge mehrere Signale aufnehmen kann. Solche Bänder eignen eioh für Ferneehaufnahnen, bei denen ein vieuelles Signal und ein etoreophonisches Audioeignal gleichieitig empfangen und registriert werden.

Da die beiden Seiten dee aus den erfindungsgenäeeen Elektret-Sehichtkörpern hergeatellten Bandes lastende sind, elektrische Ladungen von verschiedenem Grade und bzw» * oder entgegengesetztem Vorzeichen festzuhalten, selbst wenn die Ladungen sich auf den Band in unmittelbarer Kaohbarschaft oder einander gegenüber befinden, können sie, wie oben erwähnt, ale Regietrierbänder, aber auoh iur Herstellung von Filterelementen verwendet werden. Solche Filterelemente können die verschiedensten Ladungen in den verschiedensten Mustern aufweisen und für die Anwendung in Filtern die verschiedensten Formen aufweisen, so dass sich positive und negative Ladungan in vielen verschiedenen Arten so anordnen lassen, dass die Probleme der jeweiligen Aerooolfiltration am besten gelöst werlen. Für gewisse AnwendungßBvecke ist es besonders vorteilhaft, wenn die metallisierte Auflage magnetisch ist, so dass man in dem betreffenden Filter ε. ο wohl elektrische als auch magnetisch· Mittel anwenden kann, um dem Aerosol die unerwünschten Teilchen zu entziehen·

Zur weiteren Erläuterung dieser AuefUhrungsfora der Erfindung wird auf die Zeichnungen Besug genommen, von dfn«a Fig. 1 bis

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8 scheoatieohe Darstellungen verschiedener AuBführungeforiEen der Erfindung sind.

Fig. 1 iet eine längengetreue Darstellung eines Elektret-Sohichtkörpere 5 geuäss der Erfindung. Auf der Elektretbildnerschicht 10 befindet &ich die daran anhaftende elektrisch leitende Schicht 11. Eine ähnliche Elektrettildnerachicht 12 mit einer daran anhaftenden, elektrisch IeJtendon Schichx 13 ist mit der Oberfläche f.er elektrisch leitenden Schicht *3 an die Oberfläche der elektriech leitenden Schicht H mittels der Klebstoff schicht 14 angeklebt. In den Jilektretschichten Bind die positiven Ladungen bei A und die regativen Ladungen bei B angedeutet. In den elektrisch leitenden Schichten sind die positiven Ladungen bei C und die negativen Ladungen bei D angedeutet.

Pig. 2 erläutert ein bevorzugtee Verfahren zur Herstellung der erfindungBgeoäeBen Elektret-Sohichtköiper. Der Schichtkörper 15 ist aus den folgender. Schichten in der angegebenen Reihenfolge zusammengesetzt: Elektretbildnerschicht 20, elektrisch leitende Schicht 21, Klebstoffschicht 24, elektrioch leitende Schicht 25 und Elektretbildnerschicht Z2. Dieeer Schichtstoff wird durch die öffnung 42 in die Ζοπθ A eingeführt. Die Zone A wird auf einer Temperatur über der Einfrlertemperatur dee Elektretbildnera gehalten·

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Die elektrisch leitenden Schichten 21 und 23 olnd geerdet. Die positiv geladenen Walzen 35» 36, 37 und 38 laufen in den durch die Pfeile angedeuteten Richtungen um und treiben dio Förderbänder 47a und 47b, zwischen denen eich der Schichtetoff 15 befindet, üierdurch wird der Schicht atoff 15 durch Zone A, aus der Zone A durch öffnung 49a in die Zone B und auB der Zone B durch die öffnung 48 naoh ansäen gefördert. Die Förderbänder 47a und 47b beetehen aus elektrisch leitenden Werkstoff, wie poliertem rostfreien Stahl, und die elektrische Ladung der Walzen 35, 36, 37 und 38 wird den Förderbändern 47a und 47b mitgeteilt, wodurch ein elektrisches Feld zwischen der Oberfläohe der Förderbänder 47a und 47b einerseits und den elektrisoh leitenden Schiohten 21 und 23 den Sohichtstoffes 15 andererseits imstande kommt.

Wenn der Schichtstoff 15 in der Zone A eine auereichende Verweilzeit erhalten hat, um den vorgeschriebenen Bedingungen für die erste Behandlung der den Sohiohtstoff bildenden beiden metallisierten Elektretbildnerfolien zu genügen, d.h. wenn das durch die Spannung zwischen den Förderbändern 47a und 47b und den elektrisch leitenden Schichten 21 vmd 23 erzeugte elektrische Feld von etwa 0,001 bie 1000 kV/on für eine Zeitdauer von etwa 1 Mikrosekunde bis 12 Stunden odsi mehr auf den Schichtstoff eingewirkt hat, gelangt der Schichtstoff 15 durch die öffnung 49a in die auf einer Temperatur unterhalb etwa 30° C gehaltene Zone B, bis er selbst eine Temperatur unterhalb 30° G

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erreicht hat. Der fertige Schichtstoff verlösat die. Zone B durch die Öffnung 4-8. Das Förderband 47a läuft durch die Öffnungen 49a und 49b zwiaohen den beiden Zonen hin un-l her, während das Förderband 47b durch die Öffnungen 49a und 49c zwiaohen den beiden Zonen hin- und herlauft.

Fig. 3 und 4 zeigen eine Zigarette 61 mit einem Papierzylinder 62, der den Körper der Zigarette begrenzt. In dem Zylinder 62 befindet eich zerkleinerter Tabak 63. Am anderen Ende des zerkleinerten Tabake befindet eich der Papierzylinder 64, der an ein Ende des Papierzylindere 62 anatbsst. Der Zylinder 64 begrenzt dae Zigarettenfilter. Das Filter iet mit dem von dem Fapierzylinder 62 begrenzten TabakabBchnitt durch den PapieraylInder 65 verbunden, der den ganzen Papierzylinder 64 und einen Teil dee Papierzylindere 62 bedeckt. Der von dem Papierzylinder 64 begrenzte Filterabschnitt enthält den Elektret-Sohiohtkörper 66, der aus der an der A-uaeenseite positiv geladenen Elektreteohicht 66a, dtr elektrisch leitenden Schicht 66b, der Klebstoffechicht 66o, der elektrisch leitenden Schicht 66d und der an dar Ausaenseitp positiv geladenen Elektretsohioht 66e besteht. Der Elektret-SohiohtkÖrper 66 ist in dem Zylinder 64 spiralförmig aufgewickelt. Bei dieser Aueführung β for π sind die Zwischenräume zwischen dem Elektret-Schichtkörper 66 in dem Zylinder 64 mit Cell uloseacetatfasern 67 gefüllt; man kann hierfür jedoch auch andere Filterstoffe verwenden oder den Zwischenraum leer Ia6aen. Wichtig ist jedoch,

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dass die leitenden Schichten 66b und 66U mit dem Mund des Räuchere in Berührung kommen, bo daea sie, wenn die Zigarette 61 geraucht wird, geerdet sind.

Die in Fig. 5 und S dargestellte Zigarette 71 besitzt einen Papierzylinder 72, der den Zigarettenkörper begrenzt. In dem Zylinder 72 befindet sich zerkleinerter Tabak 75. Am anderen Ende des zerkleinerten Tabaks befindet eioh der Papierzylinder 74, der an ein Ende des Papierzylinders 72 anstösst. Das von dem Zylinder 74- begrenzte Filter der Zigarette 71 ist mit dem von dem Papierzylinder 72 begrenzten labikabachnitt durch den Papierzylinder 75 verbunden, der den ganzen Papierzylinder 74 und einen Teil des Papierzylinderβ 72 bedeckt. Der von dem Papierzylinder 74 begrenzte Filterabechnitt enthält die Elektreten-Sohichtkbrper 76, die aus je einer an der Aussenseite positiv geladenen Blektretsohlcht 76a, einer elektrisch leitenden Schicht 76b, einer Klebstoffschicht 76c, einer elektrisch leitenden Schicht Tod und einer an der Aussenseite positiv geladenen Elektretsehicht 76e bestehen. Die Elektret-Sohichtkörper 76 sind in dem Zylinder 74 In Längsrichtung derart angeordnet, dass ein Ende einer jeden leitenden Schicht 76b und 76d bis zum Ende des Filters reiaht, so dasa jede der leitenden Schichten mit dem Mund des Rauchers in Berührung kommt, und dadurch geerdet wird. Bei dieser Auaführungsform Bind die Zwischenräume zwischen den Slektret-Schichtkörpern in dem Zylinder 74 durch Celluloeeaoetatfasern 77 ausgefüllt}

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man kann jedoch hierfür auch andere FiIteratoffe verwenden oder den Zwischenraum leer lassen.

Die in Pig. 7 und 8 dargestellte Zigarette 81 besitzt einen Papierzylinder 82, der den Körper der Zigarette begrenzt. In dem Zylinder 82 befindet sich zerkleinerter Tabak 83· Am anderen Ende dee zerkleinerten Tabaks ist der Papierzylinder so angeordnet, dass er an das eine Ende des Zylinders 82 anstösst. Das von dem Zylinder 84 begrenzte Filter der Zigarette 8¹ ist mit dem von dem Zylinder 82 bagrenzten Tabakabschnitt durch den Papiercylinder 85 verbunden, der den ganzen Papierzylinder 84 und einen Teil des Papierz/Linders 82 bedeckt. Der von dem Papierzylinder 84 begrenzte FiIterabschnitt enthält die Elektreten-Suhiehtkörperzyllnder 86, die aus je einer an der Aussenseite positiv geladenen Elektretsohicht 86a, einer elektrisch leitenden Schicht 86b, einer Klebstoffsohicht 86c, einer elektrisch leitenden Schicht 86d und einer an der Auseenseite positiv geladenen Elektretschicht 86e bestehen. Die Zylinder 86 sind in dem Zylinder 84 in Längsrichtung derart angeordnet,, dass ein Ende einer jeden leitenden Schicht 86b und 86d sich bis zum Ende des Filters erstreckt und dadurch beim Rauchen der Zigarette mit dem Mund dea Rauchers in Berührung kommt und geterdet wird. Bei dieser Ausführungsform sind die Zwischenräume zwischen den metallisierten Elektreten 86 in dem Zylinder 84 mit Gelluloeeacetatfasern 87 gefüllt; man kann

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jedoch auoh aiiöar-s Filteretoffe verwenden oder dio Zwischenräume Jeer lasοon.

Eine weitere Auafuhrungqfoi^%H der Erfindung "besieht sich auf neuartige Polaret-S Ίιί eh okcrper.

Eq α ine r/var Gi^i i>o pclaretartige Stoffe bekannt; eß besteht abe:o ein IiedUrfnin ne.oh ^o^areteu mit )j^;5beren Ladungen und längerer Labeymdauer. L^J 0 Brifcugnisse gTiiäßs der Erfindung besitzen nicht.nur hohe Ladurgen und eine il&nge Lebenadaut-r, Bon'lern ^ie oind auch f'ir viele Anwsnc.u !{/aaweckö besser geeig net als d-Je b-öhor bekannten Er«eugn.isßr:.

Γ.Β. eigner: eioh die Polaret-Schichtkörpor geinäes der Erfindung besondere aur Anw«adung in Filtern füj¹ labakrauah, da gI verhältnismässig hohe Ladungen aufweisen und infolgedessen dorn Tabakrauch die unerwünenhten Besteniteile in höherem AuqnjitBöe entziehen els ^¹If; bisher bekannte 1 Erzeugnisse, und da eie eine einfache und vd.rkaarno Anordnung; von elektrisch geladenen Stoffen In cinmn Filter ermögliohon, wie sie bisher nicht erreicht werden konnten. Z.B. ermöglichen eie einfache und v.'iri:*!?KC .^ncrdrr-^cn τοη elektrisch geladenen Stoffen in einem filter dorci.¹*-, de dg positive und/uder negative ladungen an beiden Seiten der Gebilde auftreten.

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Geinäsa der Erfindung werden neue Polaret-Sohichtkörper hergestellt, die in ihren Eigenschaften den bisher bekannten Erzeugnissen überlegen sind* Aueser ihrem besonderen Wert für Tabakrauchfilter haben eich die neuen Polaret-Schichtkörper auch für andere Arten von Filtern» wie luftfilter, sowie auch in Vorrichtungen, wie Elektrometern, Mikrophonen und Dosimetern» als wertvoll erwiesen. .

Die Polaret-Sohichtkörper gemäss der Erfindung Bind ferner besonders geeignet für die Speicherung von Informationen· Sie können als Bänder und dergleichen für die elektronische Speicherung von Signalen verwendet werden, wie es später näher erläutert wird.

Die erfindungsgemäss au verwendenden metallisierten Polarete genäse der Erfindung können aus einem polaretbildenden Stoff (nachstehend ale "Polaretbildner" bezeichnet) hergestellt werden, der vorzugsweise einen spezifiachsn Volumenwidsratand von mindestens 10 , insbesondere von 10 Ohm.cm bei Raumtemperatur besitzen soll. Als Polaretbildner sommen BoB₀ Kunststoffe, wie Celluloseacetat, Polyvinylidenchlorid, Polymonoehlortrifluoräthylen, Polytetrafluoräthylen, Polyvinylchlorid, PoIymethaerylsäuremethylester, insbesondere aber Polyäthylenterephthalat in, Betraoht_e Ferner können anorganische Stoffe, wie keramische Stoffe und dergleichen, ale Polaretbildner ver-

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wendet v/erden, wie z.B. Erdalkali ei fcanate, -zirkonate oder dergleichen in keramischer Form oder in EinkriBtallform*

Der Polaretbildner wird vorzugsweise in Form eines Flächengebildes oder einer Folie nib einer Dicke von etwa 2,54 μ bis 1,27 nun und der gewünschten Breite eingesetzt. ZoBc kann das Flachengebilde oder die Folie eine Dicke von etwa O₁127 mm und eina Breite von etwa 2,5 on oder woniger oder von 3 m oder mehr beeitzen.

Der Polaretbildner ist mit einer elektrisch leitenden Schicht, z.B. aus Metall oder Kohle, versehen, die eine Auflage auf dem Polaretbildner bildet,

Der elektrisch leitende Stoff soll vorzugsweise die Form einer gleiohmässigen Schioht mit einer Dicke von mindestens 100 Ä haben. Die Schicht kann eine abgeschiedene Schicht aus Aluminium, Silber, Nickel, Kupfer oder dergleichen sein, die durch Vakuumbedampfung, Aufstäuben oder auf sonstige Weise aufgetragen ist. Eine solche Schicht kann von molekularer Dicke bis zu einer Dicke von 0,25 mm oder mehr variieren, sofern sie nur als elektrischer Leiter wirkte. Der elektrisch leitende Stoff kann auch in Form eines Bleches oder e.ner Foil θ aus Metall, wie Aluminium, Zinn, Silber, Nickel, Kupfer, roetfreiem Stahl, mit einer Dicke von 0,25 μ bis 25 mm oder mehr vorliegen» Der elektrisch leitende Stoff soll sich vorzugsweise über die gan-

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ze Oberfläche einer der elektrisch geladenen Seiten des FoIa retbildners erstrecken.

können auch andere Leiter als Metall oder Kohle für die elektrisch leitende Schicht verwendet werden, sofern sie sich nur auf dem Folaretbildner hinreichend festhalten, als gleichmassige Schicht herstellen lassen und elektrisch leitend sind. Z.B. kann eine dünne Klebstoffschicht.mit gleiohmässig darin verteilten Graphitteilchen, Kohleteilchen oder Metalltelichen verwendet werden, die der Schicht elektrische leitfähigkeit verleihen,

Pur gewisse Anwendungszwecke ist es vorteilhaft» einen magnetischen Stoff für die elektrisch leitende Schicht zu verwenden, Z_eB* kann die elektrisch leitende Schicht eine magnetische Nickel-Eisenlegierung aufweisen, die auf den Folaretbildner als dünner Film aufgebracht wird. Andere magnetische Stoffe sind Eisen, Nickel und Kobalt in verschiedenen Formen und Kombinationen. Eine besonders wirksame magnetische und elektrisch leitende Schicht lässt sioh aus Nickel-Eisenlegierungen, wie den "Fermalloys" herstellen,, Diese legierungen und Verfahren au ihrer Herstellung sind in "Fhysics of Thin Films, Advances in Research and Development", Band 1 (1963), Seite 277-334, herausgegeben von Georg Hass (Verlag Academio Frees,

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Hew York und london) beschrieben. . . „ _^·

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Eine solche nagnetische und elektrisch leitfähige Schicht übernimmt eine doppelte Aufgabe und eignet sich für Anwen-'dungeswecke, bei denen es auf die Speicherung umfangreicher Informationen ankosmt, da die Information von einem solchen Stoff sowohl magnetisch als auch elektrisch fetgehalten werden kann. Magnetische Stoffe dieser Art eignen eich auch zum Filtrieren von elektrisch geladenen Aerosolen.

Wenn ein Metallblech oder eine Metallfolie verwendet wird, kann sie auf dem Polaretbildner mit einem Klebstoff befestigt werden oder dadurch, daeo man den Polaretbildner teilweise schmilet oder löst, so dass er selbst als Klebstoff wirkt.

Diu netallisierte Auflage kann auf jede der beiden elektrisch geladenen Seiten dee Polareten, d.ho entweder auf die positive oder auf die negative Seite desselben, aufgebracht werden, wenn der Polaretbildner bereite in einen Polareten übergeführt worden iot.

Diο metallisierte Auflage kann aber auoh auf den Polaretbildner aufgebracht werden, bevor dieser in einen Polareten umgewandelt wird. In diesen Falle kann die Metallauflage, wenn eie die Forai eines Bleches hat, mit einem Klebstoff auf den PoIaret.bildner aufgebracht werden. Ebenso kann die Metallauflage aufgebracht werden, indem man den Polaretbildner teilweise :, so daea er selbst ale Klebstoff wirkt. Die metalli-

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sehe oder matallioierte Auflage kann auch auf den Polaretbi Ldney vor oder nach deaaen Umwandlung in einen Polareten durch übliche VakuuKbodampfung und dergleichen aufgebracht werden, Z.B, kaiin man eine im Handel erhältliche metalllBierta Polyäthylenterephthalatfolie als metalLieierten Polaretbildn3r verwenden und gemäes der Erfindung in einen metallisierten Polareχen umwandeln.

Be ist vorteilhaft, die metallisierte Auflage auf den Polaretbildner vor desoen überführung in einen Polareten aufzubringen, da in diesem Falle die metallisierte Auflage bei der Herst ο llung dee Polareten, bei dir dem Polaretbildner eine elektrische Ladung erteilt wird, als eine der Elektroden verwendet werden kann.

Die erflEdungsgemäss verwendeten Metallisierten Polarete sind Po]arate nit awei gegenüberliegenden Seiten, die voneinander abweiohende elektrische Ladungen aufweisen, wobei eine der bau den Seiten auf praktisch ihrer ganzen Oberfl.äohe einen anhaftenden, elektriBoh leitenden Ubersug besitzt. Unter den hler 7erwendeten Ausdruck "metallisierte Polarete" fallen also alle Polarete mit einer daran anhaftenden, elektrisch leitenden Schicht, gleich ob die Schicht rub Metall, Kohle oder Irgendeinem anderen, elektrisch leitenden Stoff besteht. Die elektrisch leitende Schicht kann eine lolie aus einem Leiter, wie Aluminium- oder Zinnfolie, oder eine Schicht aus einen

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elektrisch leitenden Material, wie Kohleteilchen, Graphit-, Messing··, Kupfer- oder Eronzeteilchen, sein, dj e unter Verwendung eines geeigneten Klebetoffee, wie Nitrocellulose, Poly-υ ce than, Äthylcellulose, Waohs und dergleichen, aufgespritzt ist. Ebenso kann sie aus eines Leiter, wie Aluminium, bestehon, der durch Vakuumbedaiipfung auf dam Polarsten oder den PolaretMldner abgeschieden ist, oder die leitende Schicht kann auf andere geeignete Weise aufgebracht werden.

Die Polarste können vor oder naoh dem Aufbringen der aetallislerten Auflage auf den Polaretbildner hergestellt werden» In beiden Fällen können die gleichen Bedingungen angewandt werden, um den Polaretbildner in einen Polarsten umzuwandeln. Die nachfolgend beschriebene allgeaeine Methode zur Umwandlung von Pclaretbildnem in Polarete eignet eich in gleicher Weise zur Herstellung von Polareten aus Polaretbildnern mit oder ohne oe tallleche Auflage.

Das srfindungegeoäsee Verfahren eignet sich zwar besonders gut j;ur Herstellung ron Polareten aus Polyethylenterephthalat; es lässt; gloh aber auch auf die Herstelluig von Polareten aus anderen Arbew von Polaretbildnern anwenden. Ale Polaretbildner können hieroei alle bekannten Polarettildner verwendet werden.

Das im Rahmen dar Erfindung verwendbare Polyäthylenterephth*- lat kann z.B. in Polienform vorliegen. Bbeneo kann man ein fe-

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ötee Stüok, z.B. eine Scheibe aus Polyöthylenterephthalat, oder εv.oh einen fanton Körper verwenden, der hauptsächlich auß Polyethylenterephthalat besteht, aber nooh geringe Mengen anderer Stoffe enthalten kann. Las Material kann auch mit wasserabweisenden Stoffen, wie Silioonhayz oder Polytetrafluoräthyleri, beschichtet sein-, Ebenso kann es Halbleiter oder Perro6lektrika, wie Barium- oder Calciuotitanat, enthalten oder ir.it Harzer besohlchtet eein, die solche Halbleiter oder j?erroe.1oktrika enthalten.

j
Dfio Mol ekulargev/ichts-ZahlenBittel de? verwendeten Polyäthylenteraphthalate liegt gewöhnlich in Bereich von etwa 15 000 bie 25 000. Gröeee und ?orn des Polyäthylcnterephthalatetückeu köim.»n vcüiiieren. Z.B. kann der tür H*reteilung dee Polarsten verwendete Körper eoheibenförnig, rinf!plattenförmig, hantelföraig, pyrairißenförjüig usv. eein. Yoiaugeweiee boII er aber Bwei verhältnieoäseig ebene Oberflächen besitzen, die eich auf gegenüberliegenden Seiten dee Körpers befinden, wie es bei einer flachen Folie oder Platte der Pell ist.

Der Polaretbiidner kann als Folie, ale sonstiges Plächengebilde odeü? als caesivee Stück vorliegen. Qrösse und Form des aue dein Polare t bild at; r bestehenden Körpere können je naoh der beflonderen Art dea angewandten Verfahrene variieren. Vorzugeweiea sal), der Körper ßter swsi verhältnietnfisBig ebene Oberflächon beottzeci, die eich auf gegenüberliegenden Seiten des

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Körpers befinden, wie bei einer flachen Folie oder Platte. Für die kontinuierliche Herstellung von metallisierten PoIareten geuäsa der Erfindung soll der Polaretbildner sich in einer für diese Arbeitsweise geeigneteα Ροπή befinden.

Das Verfahren zur Herstellung des Polaret-Teiles der erfindungßgomäßoan metallisierten Polareten besteht im allgemeinen darin, dass man ein massives Stück aus dem Polaretbildner zwischen, zwei Elektroden einbringt, und mi t Hilfe der beiden Elektroden an den Polaretbildner bei einer Temperatur unterhalb der Einfrierteirperatur desselben 3in elektrisches Feld anlegt.

Das elektrische PeId kann von etwa 0,05 bis 2000 kV/cm variieren, beträgt aber voreugeweise etwa öO bis 200 kV/oo. Das elektrische VeId eternit aus einer Gleichstromquelle, die Bit Bindestena einen Paar von Elektroden, z.B. flachen Platten, verbunden ist. Die erforderliche Spanning richtet sich nach dem Elektrodenabstand. Wenn die Elektroden z.B. aus flachen Platten bee sehen, errechnet sich die Spannung aus der Gleichung

E = J ,

in der E das elektrioohe Feld (in kV/ca)_P V die zwischen den Elektroden herracbende Spannung Un kV") und d den Abstand zwischen den beiden Elektroden (in cm) baieutet, Z.B* ist eine Spannung von 4 kV (4000 V) erforderlioh, um «in Feld von

•omi/oiii ^BAD

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200 kV/οα herzustellen, wenn der Elekirodenabstand 0,02 om beträgt.

Der Polaretblldner, z.B. das Polyalkylenterephthalat, muee ▼or dem Einbringen zwischen die Elektroden eine geeignete Fora, B.B. Scheibenform, Plattenform, Polienform, Stabforn oder dergleichen» Röhrenform oder die Form von in Filtern bu verwendenden Röhrenbündeln, haben, bevor daraus gemäss der Erfindung ein Polaret hergestellt wird.

Neon einer bevorzugten AuefUhrungeforiD der Erfindung befindet eioh der Polaretbildner in der Fora einer Folie, eines Bandes, •lnee Stabes oder in einer anderen sogenannten Busammenhängendon Poroi all· dies« Formen werden hier unter den Begriff "Flächengebild*" Bueammeagefasat. Für ainige AusftUirungeforsen de:? Erfindung befindet eich der Polare tbildner vorzugeweiae in Form eines biegsamen (also nicht starran oder halbstarren) FläcLengebildes. Das Flächengebilde kam unter solchen Bedingungen duroh das elektrische Feld gefördert werden, dass jeder Teil desselben für die erforderliche Zeitdauer der Einwirkung dee erforderlichen elektrischen Feldes und der erforderlichen temperatur ausgesetzt wird, um das gewinsohte Ergebnis au eralolen.

Venn der Polarefbildnor nicht in Form 3ines Flächengebildee vorliegt, kann er aus einem Stück bestehen, das die versohle-

^₄₅. «ο».ο,,.ο«, BADORlGiNAL

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deneten Grossen und Formen beaiteen kum. Gewöhnlich besitzt der Polaretbiliner jedoch eine Dicke ^fon etwa 6,35 H bis 0,25 nun, und in diesem Falle wird er aacfcstehend der Einfachheit halber als Scheibe bezeichnet, wobei zu beachten ist, daee hierunter jede geeignete Form des Polaretbildnere iu verstehen let.

Haoh einer besonders bevorzugten Methode zur Herstellung von metallisierten Polareten genäse der Erfindung wird ein FIaV-ohengebilde aus nie tall leiert en Polaretbildner, vorzugsweise in kontinuierlicher Form, d.h. in Fora eines verhältnismäseig laxigen Stüokea, derart durch eine Zona gefördert, dass die metallisierte Auflage auf dea PolaretbiLdner eine Elektrode bildet und zwischen der oetallisierten Aiflage und einer zweiten Elektrode ein elektrischeβ Feld entsteht, durch das der PoIaretbildner hindurchwandert.

Das Verfahren wird nachstehend in erster Linie an Hand der Herstellung eines einseinen Polarsten beschrieben} es kann jedooh eo abgewandelt werden, dass gleichzeitig mehrere PoIartte oder metallisierte Polarett herg3βteilt werden, wobei die Bedingungen hinsichtlich Zeit, Temper vtur und dergleichen im wesentlichen die gleichen sind mit der Ausnahme, das· die Behandlungsaait und die angelegte Spanning je nach der Anzahl von Scheiben oder Platten variiert.

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Die Sr-hsibe kann zwischen awei Scheiben aus. Aluminiumfolie oäer ähnlichem Material angeordnet werden, und nach einer Auefiihrungeform der Erfindung verwendet man einen Stapel von me-.'tallisierten Sehsiben, wobei der metallisierte Teil jeden Polare tbildn&r vcn dem näoheten trennt. Die Scheibe oder die Scheiben werden dann zwischen Metallolektroden, z.B„ Scheiben aue rostfreiem Stahl oder anderem geeigneten Werkstoff, angeordnet, die die gleiche Porm bealtzen oder so gross aind, dass sie die ganze Oberfläche der PölaretWldnerscheibe, z.B₀ der Polyäthylenterephthalatscheibe, bedecken. Der so entstehende Aufbau besteht z,B« aus einer Polyäthjlenterephthalatsoheibe, die sich zwischen ßwei Stücken aus Aluminiumfolie befindet, wobei jede der beiden Äluiainiuiafolien mit einer Elektrode aus rostfreien Stahl ia Kontakt steht· Der Polaretlbildner soll vorzugsweise grosser sein ale die Elektroden aua rostfreiem Stahl, so dass ein Hand von mindestens 20 mm übersteht, um ein Durchschlagen des elektrischen Stromes in der umgebenden Atmosphäre zu verhindern. Die Scheibe wird, a.B. in dem soeben beschriebenen Aufbau, auf einer Temperatur unterhalb der Einfrieffcemperatur dee Polaretbildnere, vorzugsweiee auf Raumtemp«ratur, b.B* 20 bis 30° C, gehaltei, und es wird zwischen' den Elektroden eine Spannung angelegt, die eine Feldstärke von etwa 0,3.bis 2000 kV/nm, vorzugsweise von etwa 100 bis 600 kV/ OK,, ergibt. Dlece Spannung wird im Verlaufe von etwa 10 Sekunden bla 12 Stunden odor ?vänger_f vorzugsweise im Verlaufe

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von etwa 0,01 Sekunden bis 1 Stunde, innegehalten. Der Polaret kann von den Elektroden und gegebenenfalls der Aluminiumfolie oder der sonstigen Folie getrennt werdtn, worauf er der Verwendung ßugeführt werden kann«

Gegebenenfalls kann der fertige Polare! in einer Art Schutzgehäuse, 2,B₀ einer Umhüllung aus Aluminiumfolie oder dergleichen, untergebracht werden, damit die elektrischen Ladungen bis zur Verwendung erhalten bleiben.

Nach einer bevorzugten Ausführungβform der Erfindung wird eine folie oder eine sonetige zusammenhängetde Form des Polaretbildners duroh- «ine Zone mit gesteuerter Temperatur gefördert, in der ein elektrisches Feld besteht.

Der Polaretbildner kann die Fora einte biegsamen Pläohengebildea mit einer Sicke von beispielsweise 2,54 μ bis 1,27 mn, die Fora eines Bandes oder irgendeine endere zusammenhängende Form aufweisen, die das Hindurchführen des Polaretbildnerβ duroh mehrere gesonderte Zonen in kontinuierlicher Arbeitsweise ermöglicht. Für diese Aueführungeform der Erfindung ist der Polaretbildner vorzugsweise so ausgebildet, dass er zwei ebene, parallele Oberflächen besitzt, die nach der Herstellung dee Polareten die entgegengesetzt geladenen Seiten desselben bilden. Vorzugsweise besitzt der Stoff eine solche chemische und physikalische Hatür, dass er sioh leicht in die Form eines

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Flächengebildes bringen läset. Der Polaretbildner eoll eich also ε·Β· durch Strangpressen In eine nusammenhängende Pona bringen lassen, und wenn er auf einen nicht-linearen Weg gefördert werden muss, soll er in Form eines Fläohengebildes vorzugeweiee verhältnismässig biegsam sein.

In der Zone» in der der Polaretbildner in einen Polareten umgewandelt wird, befindet er sioh in einem elektrischen FeId₁ das von etwa 0,05 bis 2000 ]c7/ob variieren kann und zwischen flachen Metallplatten duroh eine an di*ee Platten angelegte Gleichetromspannung zustande könnt. Die Temperatur in dieser Zone kann von einer sehr tiefen Temperatur, z»B. -100° C oder darunter, bis zu einer Temperatur unterhalb der Einfriertemperatur des PolexetbiXdnere variieren· Tcrsugsweise arbeitet »an Jedoch bei Baueteaptretur, d.h. bei ttva 20 bis 30° 0. Sann wird der Polaretbildner alt eoloher Geschwindigkeit durch diese Zone gefördert, dass jede Stelle derselben für eine Zeitdauer von etwa 1 Mlkrosekunden bis 12 Stunden oder »ehr in dieser Zone verbleibt. Wenn der Polaretbildner aus Polyethylenterephthalat, dem bevorzugten Werkstoff, besteht, soll die Zone vorzugsweise auf einer Temperatur utter etwa 80° C, insbesondere von etwa 20 bie 30° C, gehalter werden«

Sie Polaretbildungesone kann aus dem Raum zwischen elektrisch leitenden Platten, z.B. auf Hochglane polierten Stahlplatten, bestehen, die eine geeignete Temperstuz aufweisen, um die Zone

so

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zwischen den Platten auf der gewünschten Temperatur au halten Zwischen diesen Platten wird die gewünschte Spannung angelegt. Die "one kann aber auch der Raum zwischen Walzen, b.B. polierten AlujBtniuiE- oder Stahlwalzen, sein, die zu dem gleiohen Zwacke verwendet werden können.

Die elektrisch leitende Schicht kann auch an den Polareten nach deßoen Hernteilung angebracht werden. Vorzugsweise wird aber die elektrisoh leitende Schicht bereite an dem Polaretbildner vor dessen Umwandlung in einen Polareten angebracht. DuL'oh diese Arbeitsweise wird das Herstellungsverfahren vereinfacht und verbessert. Die erfindungfgeaässen Polaret-Sohlc-htkürper können durch Zusammenfügen zweier Polaretbildner mittels einer elektrisch, leitenden Klebstoffeohicht hergestellt worden.

Daa kontinuierliche Verfahren zur Herstellung von Polareten kaiin in veruohiedener Weise abgeändert werden. Jedoch ist das einfache Hindurchfördern des Polaretbildners mit oder ohne elektrisch leitende Schicht zwischen plattenförmigen Elektroden, wia obm argogeben, oder zwischen elektrisch geladenen Walzen bzw. Rollen für eine ausreichende Zeitdauer, üb die oben angegebenen Bedingungen auf dtn Polaretbildner einwirken zu lassen, eine zufrieden·teilende Methode für den Zweck der Erfindung. Hierbei können die veriohiedenaten Kombinationen Ton Förderbändern, Walzen, Elektrodtnplatten und dergleichen

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angoweiidt werden= Ein besonders bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der metallisierten Pclarete geaäse der Erfindung ist in Tig. ^:) dargestellt und wird nachstehend im einzelnen besohrieben«,

Bei der Herstellung von Polareten lot ea technisch vorteilhaft, kontinuierlich zu arbeiten. Dies erfolgt normalerweise unter Verwendung von Waisen oder Platten, wie sie oben beschrieben wurden, wobei der Polarstbildnea? Je nach den "besonderen Erfordernissen um di© Waisen heroiageflüis't tfird. Sine Schwierigkeit bei dieser Hsrstellungsweiee ergibt sich daraus, dass für den Kontakt dg© Polar©tfeildnecs mit dem elektrischen Feld und für Sie Einwirkung äer geeigneten Temperatur verschiedene 2eiidLau®ra ©rforfisrlisfe sindo Anordmingen, die be-BonderB YortsiUteft 8isä_e tt® S@a gewüaiohtds Qtbu dies elektrisehen IContalcteee «ad der fesperats^koatBOll© zu arsi©l©n₅. werden naoliateliead b©eoiu?i©"b®a.

Eine der wirkssiseten .Methoden zur Anweadung des kontinuierlichen Verfahrene sur Herstellung von metallisierten Polareten beiruht auf -ier Terv/endung der iaetallieLerten Auflage als Elektrode. Su dan besondere bevorzugten AuBführungsformen der Erfindung gehört daher die kontinuierlioae Erzeugung von oetallisiwrte.n Polareten nach Yerfahren, bei denen die aetallißitirt.e Auflage auf dem Polaretbildner ait beispieleweise BUr- · ston odft.r Rollen in Kontakt gebracht wLrd, so dass ihr eine

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elektriech* Ladung und der anderen (nicht metallisierten) Seite dee Polaretbildners eine Ladung von entgegengeeetztem Vor-Beioh-em erteilt wird. Während der Einwirkung dieeer elektri-Eohen Ladung wird der metallisierte Polaretbildner duroh dl· Zone geführt, in der die oben beschriebenen Tenperaturbedingungen herrschen.

Die erfindungsgemäse hergestellten Polaret-Schiohtkörper können in filtern für Tabakrauch ,rerwendet werden» Z.B. können sie in Zigarettenfiltern rerwendet werden, wenn sie in StÜoke von etwa 12,7 μ Dicke, 2 an Breite und 5 bis 20 oa Länge geschnitten und gekräuselt oder ungekrauselt in Längsrichtung in einen herkönnlichen ?iltersylinder so angeordnet werden» dass ein Ende eines jeden Stttokes alt dea Mund des Rauchers in Berührung könnt und infolgedessen durch die feuchtigkeit geerdet wird·

Die Wirksamkeit der erfindungegeaässen Polaret-Sehiohtkürper als Bestandteile von Filtern für Tabakxauoh beruht darauf, dass sie den Bauch elektrisch geladene Teilchen entstehen.

Der nioht-gaeförmige Teil dee Zigaretfcenrauohes besteht, unter de» elektrischen Gesichtspunkt betrachtet, au« drei Arten τοη Teilchen. Der Kauoh enthält positiT geladene Teilohen, negatir geladene Teilchen und neutrale Teilchen. Gewöhnlioh ist etwa die HkIfts oder etwas weniger der Teilchen des Tabakrauohes

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elektrisch Neutral, während der Rest aus etwa gleichen Mengen positiver und negativer Teilchen besteht.

Das Xntfernen von geladenen Teilchen aue Tabakrauch hat eioh oft ale zweckaässlg erwiesen, um den Rauch in selektiver Weise unerwünschte Bestandteile zu entziehen und den Geeamtwirkungegrad des Filtere zu erhöhenα

Eb ist auoh anzunehmen, daes durch die Entfernung gewisser geladener Teilchen aus dem Rauch bestimmte physiologlsohe und psyohologieohe Wirkungen ersielt werden, filter» die die PoIaret-Schiohtkörper gemäae Ger Erfindung enthalten, ermöglichen die gesteuerte Entfernung einer oder beider Arten von elektriech geladenen Teilchen aue dem Tabakrauch. Sie können auoh anderen Verwendungszwecken zugeführt werden, bei denen Freudstoffteilchen aus Gasen entfernt werden müssen·

Man hat «war schon Polarete verwendet, ua den Tabakrauch gewisse elektrisch geladene Teilchen su βαtziehen; diese PoIarete hatten jedoch nur einen beschränkt»n Wirkungsgrad. Da die Polarete auf beiden Seiten entgegengesetzte. ladungen aufweisen, kann stob ktin elektrisches Geeaotfeld luebilden, wenn sie In eine» filter oder einer sonstigen Vorrichtung verwendet werden« Es gibt also keine Möglichkeit, bei der Verwendung solcher Stoffe eine Selektivität an erzielen, e ι sei denn, dass nan ungew&h&llohe und schwierige Massnahnen ergreift, um die* PoIa-

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ret· in das Filter Xn einer solchen Weise einzubringen, dass aioh die Ladungen zur Erzielung des gewünnchten Ergebnieeee steuern lmesen. Mit anderen Wörtern Es gibt keine wirkβame Möglichkeit, um solche lolarete zu erden.

Metallieierte Folarete >eisen viele dieser Haohteile der gewöhnlichen Polarste nicht auf und ermöglichen die Herstellung einex neuen Art von elektrisch geladenem Material für Filter und nithin eine vorteilhafte Verteilung einzelner Ladungen in einen Filter unter genauer Steuerung der Ladungeverteilung in den Filter. Die Polaret-Sohichtkörper genoss der Erfindung bieten aber noch grössera Torteile bei dor Anwendung in Filtern» da nan ihnen nach 3iner einfachen Methode die verschiedensten Ladungen erteilen und auf diese Weise besondere und vorteilhafte Anordnungen von Ledungsverteilungen in Filtern erzielen kann·

Die Polaret-Sohichtkörpev genäse der Srfinlung ermöglichen au:ih die Herstellung einjs neuen Materials und die Anwendung einer nenen Methode zum Speichern von Informationen. Sie können ele auf elektronische Impulse ansprechende Bänder für Tonbar dgerate und ähnliche Vorrichtungen verwandet werden, da sie sich ftir die Überlagerung eines Mustere von elektronischen Signaisn auf der geladenen Polaretoberflache anpassen lassen, die Sea Polarst unter ähnlichen Bedingungen mitgeteilt werden können, wie eis oben beschrieben sind. Sie ernögliohen dis

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Speicherung von elektrisch registrierten Informationen gleichzeitig auf beiden Seiten des Bandes ohne Störung sswiechen den beiden Seiten,

Ee ist auch möglich, ein Polaret-Schichtkörperband zu verwenden, bei dem auf jeder Seite eine Reihe von Signalen überlagert wird, so dass aus dem Band im Endeffekt eine Reihe von Polarsten entsteht, dio entweder unmittelbar oder über elektrisch ungeladene Zwischenräume miteinander verbunden sind. Solche Bänder sind besonders wertvoll wein die metallisierte Auflage auf des Polaretbildner magnetisch ist, da auf solchen Bändern mehrere elektrische und magnetische Signale überlagert werden können, so dass »an gleichzeitig auf der glβionen Bandltefe »eh***· Signale aufnehaen kann. Solohe Bänder eignen sioh für Perneehaufnahmen, bei denen ein visuelles Signal und ein stereophoniiohes Audiosignal gleichseitig empfangen und registriert werden·

Da die beiden Seiten des aus den erfindungsgemässen Polarβt-Schlohtkörpem hergestellten Bandes imstande sind, elektrische Ladungen von verschiedenem Grade und bzw« oder entgegengesetztem Vorselohen festzuhalten, selbst wenn die Ladungen sich in' auf den Band unmittelbarer Naohbarsoh&ft voneinander oder einander gegenüber befinden, können sie, wie obtfn erwähnt, als Registrierbänder, aber auch eur Berattllung von Piltereleaen-

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ten verwendet werden. Solche Filterelemente können die versohieöensten ladungen In den verschiedensten Mustern aufweisen und für die Anwendung in Filtern die verschiedensten Formen aufweisen, so öass sich positive und negative Ladungen in vielen verschiedenen Arten so anordnen lasee^, dass die Probleme der Jeweiligen Aerosolfiltration an besten gelöst werden. Pur gewisse Anwendungsaweoke ist es besonders vorteilhaft, wenn die metallisierte Auflage magnetisch ist, so dase man in dem betreffenden Filter sowohl elektrische als auch magnetische Mittel anwenden kann, um dem Aerosol die unerwünschten Teilchen lu enteithen.

Zur weiteren Erläuterung dieser AuefUhrungsfora der Erfindung wird auf dit Selohfiungen Btfsug genomaen, τοπ denen Pig. 1 und 3 bi· 9 eohtmtisohe Darstellungen verschiedener Aue führung β-formte der Erfindung sind*

Flg. 1 ist eine längengetreue Barstellung eines Polaret-Schiohtkörptrs 5 genäse der Erfindung. Auf der Polaretbildnersohioht "iO befindet sjch die daran anlaftonde, elektrisch leitende Sohioht 11. Eine ähnliche Polaretbüdnerechicht 12 mit einer daran anhaftenden, elektrisch leitenden Sohicht 13 ist »it der Oberfläche der tlektrisch leitenden Sohioht 13 an die Oberfläche der elektrisch leitenden Schicht 11 mittels der KlebstoffsThioht 14 angeklebt. In den Poliiretschiohten sind die positiven Ladungen Lei A und die negativen Ladungen bei B

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angedeutet. In den elektrisch leitenden Sohlohten sind die positiven Ladungen bei C und die negativen Ladungen bei D angedeutet.

Flg. 9 erläutert ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der erflndungsgenäBS-en Polaret-Sohiohtkörper, Der Schichtkörper 15 ist aus den folgenden Schichten in der angigebentn Reihenfolge zueaim&engeeetztt Polaretbildnerscfeiolit 20, elektrisch leitende Sohioht 21, Klebstoffeehioht 24» elektrisch leitend· 8ohicht 23 und Polaretbildnerschicht 22. Dieser Schichtstoff wird duroh die öffnung 42 in die Zone A. eingeführt· Pie Zone A wird auf einer Temperatur unterhalb der Einfrierteiaperatur des Polaretbildnere gehalten* Die elektrisch leitenden Sohlohten 21 und 23 sind geerdet. Die negativ geladenen Waisen 35, 36, 37 und 36 laufen in den duroh die Pfeil· angedeuteten Richtungen UQ und fördern dadurch den Schichtkörper 15 duroh die Zone A. Die förderbänder 47a unfi 47b bestehen aus elektrisch leitenden Werkstoff, wi· poliertes rosfcfrei·ιβ Stahl, und dl· elektrische I»adtmg der Waleen 35₅ 36, 57 und 38 wird den Förderbändern 47a und 47b mitgeteilt, wodurch ein elektrisches PtId tvisshen der Oberfläche der Förderbänder 47« und 47% einerseits und den elektrisch leitenden Schichten 21 und 23 dea Sohiobtkörptrs 15 andererseits sus;ande körnst«

Daa Arbeiten init einer Zone A ist vorteilhaft, um bei dem Polare tbildungsvorgeng eine gleichmäsBige iTeoperatur innezuhalten.

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Dae Verfahren kann jedooh auch einfaoh in einem offenen Raum durchgeführt werden, sofern nur die Temperatur darin eo niedrig ist, dass die Einfriertemperatur des Polaretbildnerβ nicht erreicht wird.

Fig. 3 und 4 zeigen eine Zigarette 61 mit einem Papierzylinder 62, der den Körper der Zigarette begrenzt, In dem Zylinder 62 befindet sich zerkleinerter Tabak 63. Am anderen Ende des zerkleinerten Tabaks befindet eioh der Papiereylinder 64, der an ein Ende des Papierzylinderα 62 anstösst. Der Zylinder 64 begrenzt das Zigarettenfilter. Das Filter let mit dem von dem Papiersyliader 62 begrensten Tabakabsohnitt durch dtn Papier- »y linde* 65 verbunden, der dtn garnen Papier zylinder 64 und einen TtIl dts Papiersylindere 62 bedeckt. Der von den Papitrlylindtr 64 begrenzte THttrabaohnitt enthält dtn Polaret-Sohichtkörper 66, der aas der an der lueeeneeite positiv geladenen Polaretsohloht 66a, der elektricah Itittndtn Schicht 66b, dtr Klebstoffsohlent 66o, der elektrisch leitenden Sohicht 66d und der an der Aussenseite positiv geladenen PoIarttsohicht 66e besteht. Dtr Polare t-So.iiohtkörper 66 ist in dtn Zylinder 64 spiralförmig aufgewiokalt. Bei dieser Außführungeform Bind die Zwischenräuoe zwischen dem metallisierten Polareten 66 in dem Zylinder 64 mit CeLluloseaoetatfasera 67 gefüllt; man kann hierfür jtdooh auch indere Filterstoffβ verwenden oder dan Zwischenraum leer lass an. Wichtig ist Jedoch,

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dass die leitenden Schichten 66t und 66d mit dem Mund dee Rauchers in Berührung kommen, so dass sie, wenn die Zigarette 61 geraucht wird, geerdet sind.

Die in Fig„ 5 und 6 dargestellte Zigarette 71 beeitast einen Papierzylinder 72, der den Zigarettenkßrper begrenzt· In dem Zylinder 72 befindet Bioh zerkleinerter Tabak 73· An anderen Endo des zerkleinerten Tabaks befindet eich der Papierzylindor 74, der an ein Ende dea Papiereylindere 72 anstösst. Das Ton den Zylinder 74 begrenzte Filter der Zigarette 71 ist mit des Ton dem Papierzylinder 72 begrenzten Tabakabsohnitt duroh den Papiercylinder 75 Terbunden, der den ganzen Papierzylinder JA und einen Teil dee Papierzyllndere 72 bedeokt. Der τοη dem Papieraylinder 74- begrenzte Filterabeohnitt enthält die Polaret-Sohichtkörper 76, die aus je einer an der Aussenseite poßitiT geladenen Polaretschicht 76a, einer elektrisch leitenden Schicht 76b, einer Klebstoffsohioht 76o, einer elektrisch leitenden Sohicht 764 und einer an der Äussenaeite poeitiT geladenen Polaretaohioht 76e bestehen. Die Polaret-Sohiohtkörper 76 Bind in den Zylinder 74 in Längsrichtung derart angeordnet»

ein Ende einer jeden leitenden Sahioht 76b und 76d bis Ende doa Filters reicht, bo daaa as mit dem Mund des Rauohere in Berührung kommt rad dadurch jeordet wird. Bei dieser Auaführungsforra Bind die Zwischenräume £^^risohen den Polaret-Schichtkb'rpern 76 in dem Zylinder 74 durch Celluloeeacetatfaearn 77 ftMBgafiU.lt; man kann je&oeh hierfür auch andere Pil-

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teretofi'e verwenden oder den 2vd.8chen.raum leer laaeen.

Die ir I ig. 7 und 8 dargestellte Zigarette 81 besitzt einen Fapierzylirider 82, der den Körper der Zigarette begrenzt. In dem Zylinder 82 befindet aich eerkleinwrter Tabak 83. Am anderen Eiido dea zerkleinerten Tabaks iöt der Papierzylinder 84 Bo angeordnet, dass er an das eine Ende dos Zylinders 82 mnstösst. Las von dem Zylinder 84 begrenzte Filter der Zigarette 81 ist mit dem von dem Zylinder 82 begrenzten Tabakabsohnitt durch den Papierzylinder 85 verbunden, der den ganzen Papier-Bylinder 84 und einen Teil des Papiereylinders 82 bedeckt. Der τοπ des Papienylinder 84 begrantt· filterabschaitt enthält die Polaret-Sohiontkörperzylinder 86, die aus je einer an der Auesenseite potiiir geladenen Polareteohioht 86a, einer elektrieoh leitenden Bohioht 86b, einer Klebstoffschicht 86o, einer elektrisch leitenden Schicht 86d und einer an der Aueeeneeite positiv geladenen Polareteohicht 86t testehen. Die Zylinder sind in den Zylinder 84 in Längeriohtung derart angeordnet, dass ein Ende einer jeden leitenden Schicht 86b und 86d eioh bis zum Ende des Filters erstreckt, so dass dieses Ende mit dem Mund deg Haicher3 in Berührung koiroat und daduroh geerdet wird, Bei. dieser Ausfuhrxrigsform sind lie Zwischenräume sswi-, sehen den Polaret-Schicfctkörpern 86 in der Zylinder 84 mit Ce'LlUloeeacetatfaeern 87 gefüllt} man kann jedoch auoh andere Filterstof.fe verwenden oder die Zwischenräume leer lassen.

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Ein.50 μ dicker Elektreb-SohichbkÖrper aus Polyäthylentorephthalat wird zu ainem Streifen von 22 am Länge und 1,5 om-Breite Furochtgeachnitton. Der Elektret wird auf beiden Seiten

θ 2 mit eJiiar Ladung von ütwa 10 Coulomb/cm positiv geladen.

Bor Streifen wird in Stücke geaohnitbün, din in eine 30 bid lan,2.e K öhr β eing.Jbraohe werden. Die Röhre wird dann mit Klebband eji einer ni^&rstte befestigt» AIa Kontrolle dient eine Zi.gere ül-e der gleichen Irt ohno Elektrn ti*Liter. Zur Beetiniuung dar GiS£ mti".adung des Raüehee der Verauchasigaratte und der Koutrollai<;arett3 wird das folgende VürX'aaron angewandt! Ein REuohgorät (GenGral Eleotric), ein Ladungaabnehmer (Qtreral Sleotrla), ein Mlkrcmikroamporemeter (Keithley 410), ein Rßuehladungeintegrasor (Jefferaon lieoearch Laboratoriee), ϋΐη ΗΕυο1βίηηβΒ-^ηΟοη6Γο1~Οοηοο1^π (General Electric), eine Piahar-LuftpuiBpe und ein "Riietiriter" (10 MVj Texas Inetrument Coopany) wurden zueaaiaengebaut und geeicht. Die zu untereuohenden Zigaretten werden gewogen, und ihr Zugwideratand wird beatlmnt. Zuerst wird die Kontrollalgarette in die Raucheröffdes Hauongerätas eingeaetat. Die Vakuumpumpe'wird onge- und dta· Strb'oungenefser dee "Control-Oontol' auf 2,-t (10?ί> al/Kin») ilngaafesllt. Hi»rauf wird das Miki-omikroaiaptr»- B9tes *uf KuIl geatallt, der Sohaltknopf dea Integrators in Arbeite«teilung gedroht und der Regletrierlcartanantrlob einge-Dor Antrlebeaotor für das llauob^eräfe wird in (lang ga-

6ί - ·0908

50;.'-Α8Μϋ /'D ti

setz¹;, iml die Zlgarett.3 wird an josiindo t, sobald die mit ihr beee'JuCß jft'riunij des RauchgsTfitoo an dir V akuusn-Abzugeo teilung vorbolle.uft. Wemi die Zigarette ungo bildet wird, wird gleichzeitig eine Stoppuhr in Jan^ gen«hat. 'fach 35 Sekunden wird der Soha.lticuopf dee Integrators auf Arcetierung gestellt. Hierdurch kohrt der Regletrieroohroiboc sur MLtte der i5kala zur lick. '3 Ke kund en naoh der Rauohaoit wird dar Schaltknopf Winder in Arbeituetellung gedreht, uu lie näohete Rauahperlode Torzuberöittiii. Dieeee Verfahren wird bla aum Ende des Versuche Bov/ohl mit der Kontrollzigarette ale aich mit der VersuchBzigarette fortgesetet.

Die Gpeaxitladungtn erraohnen eich aua -ler Gleichung:

„_ _β AuBBchlag dg» Rftgletrlargeräteti /r„

Enρ findIichkeit dea Mikroaiikroaiopereaetere (A)

Der Mittelwort für lohn Zuge aua der Kontrollzigarette beträgt (-1,3 - 0,8; χ 10~¹¹ Coulomb je Zug. BoI den mit dem elektrostatlachen Filter gerauchten Zigaretten beträgt die Ladung des

— 10
Raucheβ »2,1 χ IO Ooulonb je Zug, woraus sich ergibt, dass eine selektive Entfernung von geladenen feilohen aus dem Rauoh ereielt worden ist.

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(S

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Fin SohiohtkörFiU" aua "25 μ dicker, rait Aluminium besohiohteter PolyRthylentarepithalatfclio wird mit Mlfe eines Polyurethanklobfl «offne- hergestellt. Hieraus wird ein mit einer Ladung versehener Elektret durch 10 Sekunden langes Anlegen eines Potentiuln von 600 V an Jede Seite hergestellt, so dass die Ge-■eemtladung positiv ist und einen Mittelwert, von 4-1x10' Coulomb, On² hat. Duron-Erden der Altiminiumauflagen und Einwirkend e&een eine3 negativen Potentials voi 700 V mit Hilfe einer Me-SBei-ßobiTAide worden auf den positiven Untergrund in Abständen von etYB 4 - 1 πω voneinander negative parallele Linien aufgedruckte Das Ganati wird derart auf eine «trosse von 20 χ 1,5 cm geschnitten, dass die negativen Linien rait den Rand einen Winkel von 45° bilden. Dann wird der Elektret in eine Glasröhre eingebracht, die gesttse Beispiel 1 an enner Zigarette befestigt wird. Die KontrollBigaretten und die Versucheisigaretten werden geraucht« und es wird die 0· samt lad luig (Lee Rauches gemäss Beispiel 1 bestiattot· Die Ladung dee Hauche« ändert eioh von -1,3 x 10""¹¹ auf +5,4 x 10"¹⁰ Coulonb J.n Zug*

Beispiel 3

In dieaein Beispiel wird kein Klebstoff verwendet. Zwei Elektrete aus 25 μ <Uoker_r mit. Aluminium beschichteter Polyäthylenterephthiilatfolie v/erden hergestellt, ir dem man auf jede Polie

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10 Sekunden ein Potential von -3 kV einwirken lässt. Man er-

q ο

hält eine Ladung τοη -24 χ 10~^y Coulomb/cm . Die beiden Soheiben W9rden dann eo zusemnengelegt, dass aie sich mit den AIuminiuuauflagen berühren, und geerdet. In dieser Anordnung weist jede Seite eine elektrische Ladung von -24 χ 10 ³ Coulomb/cm auf.

Beispiel 4

Ein 50 μ dioker Polaret-Bohiohtkörper aus Polyäthylen- terephthalat wird au einem Streifen τοη 22 ο« Länge und 1,5 on Breite aureohtgeeohnitten. Der Polaret wird auf beiden Seiten ait einer Ladung τοη etwa 10 Oouloab/oB poeitiy gliaden. Der Streifen wird in Stücke geeohnittexi» die Ia eine 30 m lange SUnxe eingebracht werden« Die Bohr· wird dann ait ELebbend an einer Zigarette befeetigt. Ale Eontrolle dient eine Zigarette der gleichen Art ohne Polaretfiltef* 2ur fieetismung der Gresantladung des Rauches der Versuchseigarette und der Kontrollaigarette wird daa folgende Verfahren angewandt: Ein Rauchgerät (General Eleotrio), ein Ladungeabnehmer (General üleotric), ein Mikronirkoaaperemeter {Keithley 410), ein Rauchladungsintegrator (Jefferson Research Laboratories), ein RauMladungs-'Oontrol-Consol¹¹ (General Eleotrio)_t eine Flehen-Luftpumpe und ein "Rectiriter" (10 MVf Texas Instrument Company) vierden aueanmengebaut und geeioht. Die zu untersuchenden Zigaretten werden gewogen, und Ihr Zugwiderstand wird

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beetiinnt. Zuerst wird die Kontrollzigarette in die Rauoheröffnungen dee Rauch*· erätes erngeoetzt. Die Vakuumpumpe wird angestellt und der Strömungsmesser dee "Cqnirol-Consol" auf 2,4 (1050 EDl/Min.) eingestellt. Hierauf wire das Mikromikroamperemeter auf ITuIl gestellt, der Sohaltknopi des Integrators In Arbeitseteilung gedreht und der Registriarkartsnantrieb eingelegt. Der Antriebsmotor für das Rauchgerät wird in Gang gesetzt, und die Zigarette wird angezündet, sobald die mit ihr beeetete Öffnung dee Rauohgerätes an der Vakuum-Abzugesteilung vorbeilJtaft. Wenn die Zigarette angeaündat wird, wird gleichseitig fiiui Stoppuhr in Gang gtectst. Iaoh 35 Sekunden wird fitr So)UXtJcuopf dee Integratore auf Arretierung gestellt. Hierduroh kehrt der Rogistrlerschxeiber but Mitte der Skala zurück. 55 Sekunden nach der Sauchzeit wire! der Schaltknopf wieder in Arbeitsstellung gedreht, um die nUchate Rauchperiode vorzubereiten. Dipsee Verfahren wird bis zum Ende des Versuohs oowohl mit der Kor trollzigarette als auch mit der Versuchszigarette fortgesetzt.

Die Gesamtladungen errechnen sich aus dex Gleichung:

m Aussohlag, des Registriergerätea 7511er IkaieSausechSli ~

Bapfindlionkeit des k aikro&aperenetere (A)

Der Mittelwert für jsehn 2üge aus der Kontrollsigarette betragt (~1f'3 i 0»β; χ 10~¹¹ CouloiEb Je Zug. Bei den mit dem elektrostatischer Pil tor gerauchte« Zigaretten beträgt die Ladung des

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Raucbee +2,1 χ ιθ Coulomb je Zug, woraus aioh orgibt, eine selektive Entfernung von geladenen Te Hoben uub dem Rauch erziel! worden j et.

Beiepiel i

Ein Schichtkörper aus 25 μ dicker, mit; AüuninLufl beschichteter Fölyäthylenterephthalatfolie wird mit Hilfe eine β Polyurethen-klebetoffes hergestellt. Hieraue wird ein ait einer Ladung versehener Folaret durch 10 Sekunden la_tng,e3 An logon eines FotertialB von 6OC V an jede Soite hergeptelLt, bo dass die 'leeaatladung positiv ist und einen Mittel were von 4 ·· I χ 10 ^J Coulomb /am hat. Biirch Frden der A3i,uM.nii;jnauilagen und F.inwir-· kenlaeeen eine» negativen Potentialo von 700 V mit Hilfe einor Meaeeredhneide werden au:' den poeitivon üntergrtind in Abständen von etwa 4- - 1 mm voneinander negative parallele Linien aufgedruckt. Das Gtanze wird derart auf ein» Gröoee von 20 χ 1,5 on geschnitten, daes die negaHven linien ait dem Rand einen Winkel von 45^C bilden. Bann wird der Folaret in eine *laerb*hre eingebracht, die genäse Eeiapiel 4 an einer Zigarette befestigt wird. Pie Kontrollzigaretten und die 7er-Bucheaigaretten werden geraucht, und e6 wird die Gesamtladung dee Rauoh3e geaäse Beispiel 4 bestinai. Sie Ladung dee Rauchte ändert aioh von -1,3 χ K"¹¹ auf +3_t4 s 10"*¹⁰ Couloob je Zug.

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Ee le pie 3. 6

In diesem Beispiel vrird kein Klebstoff verwendet. Zwei Polare te aus 25 μ dicker, mit Aluminium beschichteter Polyäthylenterephthalatfolie werden hergestellt, indem man auf Jede Folie 10 Sekunden ein Potentini von -3 kY einwirken lässt» Man er-

Q 2

hält eine Ladung von -24 x 10"' Coulonb/ora . Die beiden Scheiben werden dann go zusaumengelegt, data sie sich mit den AIuminiiuaauflagen berühren, und geerdet. In'dieser Anordnung weist jede Seite eine elektrische Ladung von -24 x 10 ³ Ooulorab/on auf.

In der vorliegenden Beschreibung beziehen sich Teile und Pro-· zentangaben, falls nichts anderes angegeben ist, auf Gewichcbmengen,

Pas Dipolmoment ist eine mathematische SrcJase. Ed ist daa Produkt aus einer der Ladungen einer MpoXeinheit und dem Abstand zwischen den beiden Ladungen in der Dipoleinheit.

Der spesifieche Yolumenwiderstand 1st d9r elektrische Widerstand, den ein Kubikzentimeter einos Stoffes dem Durchgang dee elektrischen Stromes senkrecht zu siwel parallelen Flächen dee Würfele entgegensetzt.

Die BinfrlerteropsratuTs die auoh al ο Cilae tempera tiir, Glas-

Übergangeteaperatur oder Übergangs tempera tür ssweiter Ordnung

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bezeichnet wird, ist dir jenige Temperatur, bei der bei einem amorphen Kunststoff oder im amorphen Bereich eines kristallinen Kunststoffes die Kurven für die fiele Energie, Entropie und Enthalpie kontinuierlich sind und die Kurve der Wärmekapazität diskontinuierlich ist. Die Einfriertemperatür 1st derjenige Punkt, bei dem eine Änderung in der molekularen Freiheit eines Stoffes auftritt, und sie ist weiter als der Punkt gekennzeichnet, bei dem der betreffende Stoff aue dem starren Zustand In einen kautsohukartlgen Zustand übergeht/

Der Sohaelzpunlrt, der au 3h als übergangstemperatur erster Ordnung bezeichnet wtrdtn kann, 1st diejenige Temperatur, bei der die Kurve der freien Energie kontinuierlich ist und die Kurven dtr Entropie, Enthalpie und Wärmekapazität diskontinuierlich sind.

Dtr Erweiohungspunkt, auch Erweichungstemperatur genannt, liegt unter dem Schmelzpunkt des betreffenden Stoffes. Bei amorphen Kunststoffen von hohem Molekulargswicht wird gewöhnlich kein scharfer Schmelzpunkt beobaci tet. Der Temperaturbereich des Übsrgangßpunktee, bei dem eir Stoff ohne scharfen Schmelzpunkt bei Bestimmung mit dem Plaotoiaeter aus dem Zustand des visoosen Flusses in denjenigen des plastischen Flusees ütorgeht, wird Erweichungspunkt genannt. Venn einen Stoff kein Erweichungspunkt zugeordnet werden kann, wird la Sinne der Erfindung dtr Sohaelzpunkt als dl« ober· Gren«· dt· hler Ttaperaturb«r«ioh· bttraehtot.

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Claims

Patentansprüche

ΐ.) Dielektrischer Körper mit mindestens zwei parallelen Oberflächen, die elektrische Ladungen aufweisen» dadurch gekennzeichnet» dass er ein Schichtkörper ist, der aus zwei dielektrischen Körpern mit .je mindestens zwei parallelen Oberflächen !nit einer an jt einer de? beiden Oberflächen anhaftenden, elektrisch leitenden Schicht, und einer mittleren Klebstoffsohicht so zusammengesetzt ist, dass die beiden dielektrischen Körper mit ihren elektrisch leitenden Schichten aneinander feothaften und zwischen len beiden elektrisch leitenden Schichten elektrischer Kontakt besteht»

2. Dielektrischer Körper naoh Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet _t dass er aus zwei mit elektrisch leitenden Sohichten versehenen Blektreten besteht.

3. Dielektrischer Körper naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daets er aus zwei alt elelctrisoh leitenden Schichten versehenen Polarsten bestehtο

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4» Dielektrischer Körper naoh Anspruch ">. bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Kiebsto Tfschicht gleichmöpoig darin verteilte, elektriaoh leitende Teilchen enti'älT.

5. Dielek-risoher Körper naoh Anspruch 4·, daJurch gekennzeichnet, daaa die elektrisch leitenden Teilchen Kohle teilchen aind.

6. Dielektrischer Körper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daflö die elektrisch leitenden Teilchen Me tallteilchen sind.

7. Ditlektriecher Körper naoh Anspruch 1 bi3 6, dadurch gekönnaeiohnot, dass die elektrisch leitfähigei*. Schichten auf den beiden den Sohiohtkörper bildenden dielektrischen Körpern duroh Vakuufflbedeapfung aufgedampfte Metallachichten sind.

8. Dielektrischer Körper nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenniselohneti dass die elektriaoh leitfähigen Schichten auf dfn beiden den Schichtkörper bildenden dielektrischen Körpern Metallfolien sind.

9. Polaret-Sehiohtkörper nach Anspruch 3, daduroh gekennzeichnet, daea er &ua awei Polareten besteht, die real; ,Ie einer ihrer parallelen Oberflächen aa gegenüberliegenden Saiten ein- und derselben elektrisch leitenden Schicht anhaften.

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L e e r s e ί t e