CN104838512B - 压电元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够通过用手指等摩擦表面这样的比较小的应力来取出电输出的纤维状和布帛状的压电元件。本发明为包括压电单位的压电元件，所述压电单位包括2个导电性纤维和1个压电性纤维，它们彼此具有接点并配置在大致同一平面上。

Description

压电元件
技术领域
本发明涉及用于触摸式输入装置、定点设备等的压电元件。更详细而言，涉及作为触摸传感器等能够仅通过摩擦表面而产生充分的电输出的压电元件、作为根据所施加的电信号进行形状变化的致动器（actuator）发挥作用的压电元件。
背景技术
近年来，采用了所谓的触摸面板方式的输入装置即触摸式输入装置大幅度增加。不仅在银行ATM、车站的售票机，而且在便携式电话机、便携式游戏机、便携式音乐播放器等中，与薄型显示器技术的发展互相结合，采用触摸面板方式作为输入接口的设备大幅度增加。
在最近的便携式电话、智能电话中，多采用在使用了液晶、有机电致发光等的显示装置之上设置触摸式输入装置而能够在画面上直接输入的方式。为了提高高度化进展的智能电话等便携式设备的更加的便利性，优选为，不仅在画面上设置输入装置而且有多个触摸式输入单元。
例如，在智能电话中，在想要在显示画面用手指等进行输入的情况下，用单个手拿着智能电话，用另一个手的手指进行输入，因此，不得不成为使用两手的操作。另一方面，如果在智能手机的框体也装入触摸传感器等，则有能够实现用单手的操作这样的优点。
作为其一个例子，在日本特开2001–189792号公报（专利文献1）中公开了在通常不用作传感器的显示画面背面等的非显示画面部分的框体部分装入触摸传感器等而通过该传感器对画面信息之中的项目上或者锚定（anchor）点进行选择的方式。作为专利文献1那样的实现触摸传感器的输入装置，有静电电容方式、电阻膜式、光学式、电磁感应方式、使用压电片材的方式等。
另一方面，作为使用压电片材的方式的例子，在日本特开2011–253517号公报（专利文献2）中有公开。压电片材方式与静电电容方式、电阻膜方式的触摸传感器不同，能够通过其单体同时检测施加到传感器的压力和位置信息双方，从而能够贡献于输入信息的多样性。
此外，在专利文献2中，作为压电片材的构件的具体例子，公开了利用作为压电性高分子的聚乳酸的例子。如在专利文献2中所公开的那样，由聚乳酸构成的压电片材能够实现柔性化，此外，为能够通过1个元件同时检测位置信息和应力的优秀的元件，但是，为了得到充分的电输出，需要在输入时通过该应力使压电片材弯曲某种程度。
由聚乳酸构成的压电片材由于针对片材的剪应力而产生电输出，但是，通过拉伸或压缩，不会得到充分的电输出。因此，为了得到大的电输出，需要通过从压电片材的垂直方向的挤压力使片材弯曲。
例如，当考虑将该压电片材与智能电话的背侧的框体贴合或与框体成为整体来使用时，空间上难以通过在垂直方向上施加于片材的挤压力来使片材弯曲，而期望仅通过摩擦压电元件的表面而产生充分的电输出的压电片材。此外，智能电话等的框体表面不一定限于平面，由于确保设计性等理由，期望在其形状中，三维的凹凸较多，用于此处的压电元件为柔性的。
此外，作为压电纤维技术，在专利354028号（专利文献3）中公开了使得对压电性高分子添加扭曲的取向的技术。在专利文献3中记载的压电纤维通过特殊的制造方法预先使纤维扭曲，由此，针对对纤维的拉伸、压缩得到电输出。可是，在专利文献3中，未完全示出针对对由摩擦纤维表面造成的剪应力产生充分的电输出并取出该电输出的技术。
因此，将这样的压电纤维元件装入到上述的智能电话的框体等而仅通过用手指等摩擦表面这样的比较小的施加应力就取出充分的电输出的情况是极困难的。
已知，通常单轴延伸取向的聚乳酸纤维对于针对延伸轴及其垂直方向的延伸、压缩应力几乎不产生极化，其结果是，以通过用手指等摩擦这样的表面而产生的比较小的施加应力，几乎不得到电输出。
另一方面，已知发现了通过从与聚乳酸压电纤维的延伸轴既不平行也不垂直的方向施加力即施加剪应力来产生极化而作为压电体的功能。
（专利文献1）日本特开2001–189792号公报；
（专利文献2）日本特开2011–253517号公报；
（专利文献3）日本专利第3540208号公报。
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供一种能够通过用手指等摩擦表面这样的比较小的施加应力来取出电输出的纤维状的压电元件。
用于解决课题的方案
本发明人们发现有通过2个导电性纤维和1个压电性纤维的组合形状来作为压电元件发挥作用的情况而完成了本发明。
即，本发明包含以下的发明。
1. 一种压电元件，其中，包括压电单位，所述压电单位包括2个导电性纤维和1个压电性纤维，它们彼此具有接点并配置在大致同一平面上。
2. 根据上述1所述的压电元件，其中，关于压电单位，导电性纤维、压电性纤维和导电性纤维按照该顺序被配置。
3. 根据上述2所述的压电元件，其中，关于压电单位，导电性纤维、压电性纤维和导电性纤维彼此大致平行地配置。
4. 根据上述1所述的压电元件，其中，压电单位包括绝缘性纤维，该绝缘性纤维以压电单位中的导电性纤维不与其他的压电单位中的导电性纤维和压电性纤维相接的方式被配置。
5. 根据上述1所述的压电元件，其中，压电性纤维主要包括聚乳酸。
6. 根据上述1所述的压电元件，其中，压电性纤维主要包括聚–L–乳酸或聚–D–乳酸，它们的光学纯度为99%以上。
7. 根据上述1所述的压电元件，其中，压电性纤维单轴取向并且包括晶体。
8. 根据上述1所述的压电元件，其中，导电性纤维为碳纤维。
9. 根据上述4所述的压电元件，其中，绝缘性纤维主要包括聚对苯二甲酸乙二醇酯类纤维。
10. 根据上述3所述的压电元件，其中，为含有多个并列的压电单位的编织物。
11. 根据上述10所述的压电元件，其中，为含有多个并列的压电单位的织物，并且，其织物组织为缎纹组织。
12. 根据上述11所述的压电元件，其中，在纬线方向上配置压电单位。
13. 根据上述11所述的压电元件，其中，包括于压电单位的压电性纤维的飞数为3~7。
14. 一种压电元件，其中，包括导电性纤维、包覆于其表面的压电性高分子、以及在该压电性高分子的表面形成的表面导电层。
15. 一种压电元件，其中，包括至少2个由压电性高分子包覆了导电性纤维的表面的包覆纤维，各包覆纤维彼此大致平行地配置，并且，表面的压电性高分子彼此接触。
16. 根据上述1~15的任一项所述的压电元件，其中，为检测施加到压电元件的应力的大小和/或所施加的位置的传感器。
17. 根据上述16所述的压电元件，其中，所检测的施加到压电元件的应力为向压电元件表面的摩擦力。
18. 根据上述1~15的任一项所述的压电元件，其中，为根据施加到压电元件的电信号进行形状变化的致动器。
附图说明
图1是本发明的压电元件的结构的一个例子并且是实施例1记载的压电元件的示意图。
图2是实施例1、7、比较例1的压电元件的评价系统的概略图。
图3是示出实施例1的压电元件的压电特性的图表。
图4是本发明的压电元件的结构的一个例子并且是实施例2记载的压电元件的示意图。
图5是实施例2的压电元件的评价系统的概略图。
图6是示出实施例2的压电元件的压电特性的图表。
图7是本发明的压电元件的结构的一个例子并且是实施例3记载的压电元件的示意图。
图8是示出实施例3的压电元件的压电特性（摩擦）的图表。
图9是示出实施例3的压电元件的压电特性（弯曲）的图表。
图10是本发明的压电元件的结构的一个例子并且是实施例4记载的压电元件的示意图。
图11是示出实施例4的压电元件的压电特性的图表。
图12是本发明的压电元件的结构的一个例子并且是实施例5记载的压电元件的示意图。
图13是本发明的压电元件的结构的一个例子并且是实施例6记载的压电元件的示意图。
图14是示出实施例6的压电元件的压电特性的图表。
发明效果
本发明的压电元件是柔性的并且能够仅通过用手指等摩擦表面而取出电输出。
本发明的压电元件能够优选地用作触摸传感器。将本发明的压电元件装入到智能电话等的框体，由此，能够实现能用单手进行操作的智能电话等。此外，本发明的压电元件为柔性的纤维状，因此，能够通过梭织、针织做成布状，由此，也能够实现能如手帕那样折叠的布状的触摸面板。进而，本发明的压电元件能够仅通过摩擦而取出电输出，从而也能够实现向微发电机等的应用。
进而，当对本发明的压电元件施加电信号时，形状发生变化，因此，也能够用作致动器。例如，能够对做成布帛状的压电元件施加电信号来使载置于布帛表面的对象物移动或者包住对象物。此外，也能够控制向构成布帛的各压电元件施加的电信号。
具体实施方式
本发明是通过包括压电单位的压电元件达成的，所述压电单位包括2个导电性纤维和1个压电性纤维，它们彼此具有接点并被配置在大致同一平面上。在以下对各结构进行说明。
（导电性纤维）
关于导电性纤维的直径，优选为1μm~10mm，更优选为10μm~5mm，进而优选为0.1mm~2mm。当直径小时，强度降低，处理变得困难，此外，在直径大的情况下，牺牲柔性。作为导电性纤维的剖面形状，以压电元件的设计和制造的观点，优选为圆或者椭圆，但是，并不限定于此。
作为导电性纤维的材料，只要是示出导电性的材料即可，由于需要做成纤维状，所以，优选为导电性高分子。作为导电性高分子，能够使用聚苯胺、聚乙炔、聚（对亚苯基亚乙烯基）（poly（p–phenylene vinylene））、聚吡咯、聚噻吩、聚对亚苯硫醚（poly（p–phenylenesulfide））、碳纤维等。此外，也可以是将高分子作为基体而包含了纤维状或粒状的导电性填料的材料。从柔性且长的电特性的稳定性的观点出发，更优选为碳纤维。为了高效率地取出来自压电性高分子的电输出，电阻低是优选的，作为体积电阻率，优选为10–1Ω·cm以下，更优选为10–2Ω·cm以下，进一步优选为10–3Ω·cm以下。
关于通常的碳纤维，成为集合若干纤维丝（filament）的束的多纤维丝是一般的，但是，既可以使用其，此外，也可以仅使用由1个构成的单纤维丝。以电特性的长稳定性的观点，利用多纤维丝更优选。作为单纤维丝的直径，为1μm~5000μm，优选为2μm~100μm。进一步优选为3μm~10μm。作为纤维丝数量，优选为10个~100000个，更优选为100个~50000个，进一步优选为500个~30000个。
（压电性纤维）
压电性纤维为具有压电性的纤维。优选为，压电性纤维由压电性高分子构成。作为压电性高分子，只要是聚偏二氟乙烯、聚乳酸等示出压电性的高分子，则能够利用，但是，优选为主要包括聚乳酸。聚乳酸由于在熔融纺丝之后通过延伸容易地进行取向并示出压电性而不需要在聚偏二氟乙烯等中需要的电场取向处理的方面，所以生产性优秀。进而，虽然由聚乳酸构成的压电性纤维通过向其轴方向的拉伸、压缩应力而极化小，作为压电元件发挥作用是困难的，但是，能通过剪应力得到比较大的电输出，这在具有容易将剪应力赋予给压电性高分子的结构体的本发明的压电元件中是优选的。
关于压电性高分子，优选为主要包括聚乳酸。“主要”是指优选为90mol%以上，更优选为95mol%以上，进一步优选为98mol%以上。
作为聚乳酸，根据其晶体构造，存在将L–乳酸、L–丙交酯聚合而成的聚–L–乳酸、将D–乳酸、D–丙交酯聚合而成的聚–D–乳酸，进而存在由它们的混合构造构成的立构复合聚乳酸等，但是，只要是示出压电性的聚乳酸，则都能够利用。以压电系数的高低的观点，优选为聚–L–乳酸、聚–D–乳酸。聚–L–乳酸、聚–D–乳酸分别针对相同的应力而极化相反，因此，也能够根据目的将它们组合来使用。关于聚乳酸的光学纯度，优选为99%以上，更优选为99.3%以上，进一步优选为99.5%以上。当光学纯度为不足99%时，有压电系数显著降低的情况，而有难以通过向压电元件表面的摩擦力来得到充分的电输出的情况。压电性高分子主要包括聚–L–乳酸或聚–D–乳酸，它们的光学纯度为99%以上是优选的。
压电性高分子优选为在包覆纤维的纤维轴方向上单轴取向且包括晶体的高分子，更优选为具有晶体的单轴取向聚乳酸。这是因为，聚乳酸在其晶体状态和单轴取向的情况下示出大的压电性。
聚乳酸为水解比较早的聚酯，因此，在耐湿热性为问题的情况下，也可以添加公知的异氰酸盐化合物、恶唑啉化合物、环氧化合物、碳化二亚胺化合物等水解防止剂。此外，也可以根据需要添加磷酸类化合物等氧化防止剂、增塑剂、光劣化防止剂等来进行物性改良。
此外，聚乳酸也可以用作与其他的聚合物的合金，但是，如果将聚乳酸用作主要的压电性高分子，则以合金的全重量为基准至少以50重量%以上含有聚乳酸是优选的，进一步优选为70重量%以上，最优选为90重量%以上。
作为做成合金的情况下的聚乳酸以外的聚合物，作为优选的例子可举出聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物、聚甲基丙烯酸酯等，但是，并不限定于这些，只要起到在本发明中作为目的的压电性效果，则使用怎样的聚合物都可以。
关于压电性纤维，成为集合若干纤维丝的束的多纤维丝是一般的，但是，既可以使用其，此外，也可以仅使用由1个构成的单纤维丝。以压电特性的长稳定性的观点，利用多纤维丝更优选。作为单纤维丝的直径，为1μm~5000μm，优选为5μm~500μm。进一步优选为10μm~100μm。作为纤维丝的数量，优选为1个~100000个，更优选为10个~50000个，进一步优选为100个~10000个。
为了将这样的压电性高分子做成压电性纤维，只要起到本发明的效果，则能够采用用于使高分子纤维化的公知的方法的无论哪个，能够采用将压电性高分子挤压成型来进行纤维化的方法、将压电性高分子熔融纺丝来进行纤维化的方法、通过干式或湿式纺丝将压电性高分子纤维化的方法、通过静电纺丝将压电性高分子纤维化的方法等。关于这些的纺丝条件，只要根据所采用的压电性高分子来应用公知的方法即可，通常只要采用工业上生产容易的熔融纺丝法即可。
再有，如上所述，在压电性高分子为聚乳酸的情况下，当单轴延伸取向并且包括晶体时，示出更大的压电性，因此，纤维进行延伸是优选的。
（接点）
2个导电性纤维需要与1个压电性纤维彼此具有接点。作为具有该接点的方式，只要纤维彼此接触，则无论取怎样的方式都可以。例如，能够举出2个导电性纤维平行配置而1个压电性纤维以与这2个导电性纤维相交的方式配置的方式等。进而，也可以将2个导电性纤维配置为经线（或纬线），将1个压电性纤维配置为纬线（或经线）。在该情况下，优选为2个导电性纤维彼此不接触，优选为使绝缘性物质例如具有绝缘性的聚酯纤维等绝缘性纤维介于2个导电性纤维之间的方式，除此之外，还能够采用仅在导电性纤维容易接触的表面包覆绝缘性物质而导电性纤维直接与压电性纤维接触的方式。
（大致同一平面上）
在本发明的压电元件中，2个导电性纤维和1个压电性纤维被配置在大致同一平面上。在此，大致同一平面上意味着3个纤维的纤维轴被配置在大致平面上，“大致”意味着包括在纤维彼此的交叉点产生厚度的情况。
例如，在2个平行的导电性纤维之间进一步将1个压电性纤维平行地并线的方式为具有接点并且处于大致同一平面上的方式。此外，即使使该1个压电性纤维的纤维轴倾斜成与该2个平行的导电性纤维不平行的状态，也处于大致同一平面上。进而，即使将1个导电性纤维和1个压电性纤维平行地并线并且使另一个导电性纤维与该并线后的导电性纤维和压电性纤维交叉，也处于大致同一平面上。
关于不处于这样的“大致同一平面上”的状态，有2个导电性纤维在1个压电纤维的表面上的分离位置（向上述被并线而接触的所谓的压电纤维的纤维轴的点对称部分的接触等除外）具有接点并且2个导电性纤维彼此不交叉的方式等。
通过配置在大致平面上而容易将该压电单位组合来形成纤维状、布帛状的压电元件，只要利用纤维状、布帛状的方式的压电元件，则能够在应力传感器、致动器的形状设计方面增加自由度。
（配置顺序）
关于压电单位，优选为，导电性纤维、压电性纤维、导电性纤维按照此顺序配置。通过像这样进行配置，压电单位的2个导电性纤维不会彼此接触，即使不对导电性纤维应用其他的方法例如包覆绝缘性物质等技术，也能够作为压电单位有效地发挥作用。关于压电单位，优选为，导电性纤维、压电性纤维和导电性纤维彼此大致平行地配置。
（绝缘性纤维）
本发明的压电单位包括绝缘性纤维，该绝缘性纤维优选为以压电单位中的导电性纤维不与其他的压电单位中的导电性纤维和压电性纤维相接的方式配置。本发明中的配置顺序通常为“导电性纤维/压电性纤维/导电性纤维”，因此，绝缘性纤维被配置为“绝缘性纤维/导电性纤维/压电性纤维/导电性纤维”或“绝缘性纤维/导电性纤维/压电性纤维/导电性纤维/绝缘性纤维”。
通过在压电单位中像这样配置绝缘性纤维，从而即使在组合多个压电单位的情况下，导电性纤维也不会接触，而能够使作为压电元件的性能（检测传感器的检测分辨率、致动器中的微小的形状变化）提高。
作为这样的绝缘性纤维，只要体积电阻率为106Ω·cm以上，则能够使用，更优选为108Ω·cm以上，进一步优选为1010Ω·cm以上为好。
作为绝缘性纤维，例如，除了聚酯纤维、尼龙纤维、丙烯酸纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、氯乙烯纤维、芳纶纤维、聚砜纤维、聚醚纤维、聚氨酯纤维等之外，还能够使用丝绸等天然纤维、乙酸纤维等半合成纤维、人造纤维、铜氨纤维等再生纤维。不限定于这些，能够任意使用公知的绝缘性纤维。进而，也可以组合这些绝缘性纤维来使用，也可以采用与不具有绝缘性的纤维组合而作为整体具有绝缘性的纤维。
特别地，考虑生产的容易性、操作性、强度等，优选为，绝缘性纤维主要包括聚对苯二甲酸乙二醇酯类纤维。在此，“主要”意味着该纤维以绝缘性纤维为基准超过50%地占有，优选为75%以上，进一步优选为90%以上，特别优选为99%以上，最优选为100%。聚对苯二甲酸乙二醇酯“类”意味着在该纤维中聚对苯二甲酸乙二醇酯以构成纤维的成分为基准超过50%地占有，优选为75%以上，进一步优选为90%以上，特别优选为99%以上，最优选为100%。
（压电单位的组合方式）
在本发明中，优选为含有多个并列的压电单位的编织物。能够通过为这样的方式，从而作为压电元件使形状的变形自由度（柔性）提高。
这样的编织物形状包括多个并列的压电单位，只要发挥作为压电元件的功能，则没有任何的限定。为了得到梭织物形状或针织物形状，只要通过通常的梭织机或针织机来进行编织即可。
作为梭织物的织物组织，例示了平纹组织、斜纹组织、缎纹组织等三原组织、变化组织、经二重组织、纬二重组织等单二重组织、经天鹅绒（velvet）等。
关于针织物的种类，既可以是圆机针织物（纬编针织物），也可以是经编针织物。作为圆机针织物（纬编针织物）的组织，优选地例示了平针织（plain stitch）、罗纹针织（ribstitch）、双罗纹针织（interlock stitch）、双反面针织（purl knitting）、集圈针织（tuckstitch）、浮线针织（float stitch）、半畦编针织（half cardigan stitch）、网眼针织（lacestitch）、毛圈针织等。作为经编针织，例示了单梳栉经编针织（single denbigh stitch）、单梳栉经缎针织（single vandyke stitch）、双梳栉经绒针织（double cord stitch）、经绒针织（Half tricot stitch）、起绒针织、提花针织（Jacquard stitch）等。层数也既可以是单层，也可以是2层以上的多层。进而，也可以是通过由割绒（cut pile）和/或绒圈（looppile）构成的立毛部和地组织部来构成的立毛梭织物、立毛针织物。
再有，在压电单位被装入梭织物组织或针织物组织而存在的情况下，在压电性纤维自身中存在弯曲部分，但是，为了使作为压电元件的压电性能高效率地显现，压电性纤维的弯曲部分小更优选。因此，在梭织物和针织物中，梭织物更优选。
作为梭织物，从与强度、操作性、制造的容易的兼顾的观点出发，在纬线方向上配置压电单位是优选的。在经线方向上，配置其他的纤维例如作为绝缘性纤维的聚对苯二甲酸乙二醇酯类纤维是优选的。
即使在该情况下，如上所述，压电性纤维的弯曲部分小也更高效率地显现压电性能，因此，作为织物组织，与平纹组织相比，优选斜纹组织，与斜纹组织相比，优选缎纹组织（缎纹织）。特别是在缎纹组织（缎纹织）之中，当飞数处于3~7的范围时，由于以高水平发挥织物组织的保持和压电性性能，所以是优选的。
此外，压电性纤维由于容易带电，所以，有容易误动作的情况。在这样的情况下，也能够将要取出信号的压电纤维接地（地线）来使用。作为接地（地线）的方法，优选为在取出信号的导电性纤维之外另配置导电性纤维。在该情况下，作为导电性纤维的体积电阻率，优选为10–1Ω·cm以下，更优选为10–2Ω·cm以下，进一步优选为10–3Ω·cm以下。
（压电元件的其他的方式1）
关于本发明的压电元件，作为其他的方式包括以下的压电元件。
1. 一种压电元件，包括导电性纤维、包覆于其表面的压电性高分子、以及在该压电性高分子的表面形成的表面导电层。
2. 根据前项1所述的压电元件，压电性高分子主要包括聚乳酸。
3. 根据前项1或2所述的压电元件，压电性高分子主要包括聚–L–乳酸或聚–D–乳酸，它们的光学纯度为99%以上。
4. 根据前项2或3所述的压电元件，压电性高分子单轴取向并且包括晶体。
5. 根据前项1~4的任一项所述的压电元件，导电性纤维为碳纤维。
6. 根据前项1~5的任一项所述的压电元件，为检测施加到压电元件的应力和/或应力所施加的位置的传感器。
7. 根据前项6所述的压电元件，所检测的施加到压电元件的应力为向压电元件表面的摩擦力。
（导电性纤维）
关于导电性纤维的直径，优选为1μm~10mm，更优选为10μm~5mm，进一步优选为0.1mm~2mm。当直径小时，强度降低，处理变得困难，此外，在直径大的情况下，牺牲柔性。作为导电性纤维的剖面形状，以压电元件的设计和制造的观点，优选为圆或者椭圆，但是，并不限定于此。优选为，导电性纤维尽可能与压电性高分子密合，但是，为了改良密合性，也可以在导电性纤维与压电性高分子之间设置锚定层或粘接层等。
作为导电性纤维的材料，只要是示出导电性的材料即可，由于需要做成纤维状，所以，优选为导电性高分子。作为导电性高分子，能够使用聚苯胺、聚乙炔、聚（对亚苯基亚乙烯基）、聚吡咯、聚噻吩、聚对亚苯硫醚（poly（p–phenylene sulfide））、碳纤维等。此外，也可以是将高分子作为基体而包含了纤维状或粒状的导电性填料的材料。从柔性且长的电特性的稳定性的观点出发，更优选为碳纤维。
为了高效率地取出来自压电性高分子的电输出，电阻低是优选的，作为体积电阻率，优选为10–1Ω·cm以下，更优选为10–2Ω·cm以下，进一步优选为10–3Ω·cm以下。
关于通常的碳纤维，成为集合若干纤维丝（filament）的束的多纤维丝是一般的，但是，既可以使用其，此外，也可以仅使用由1个构成的单纤维丝。以电特性的长稳定性的观点，利用多纤维丝更优选。作为单纤维丝的直径，为1μm~5000μm，优选为2μm~100μm。进一步优选为3μm~10μm。作为纤维丝数量，优选为10个~100000个，更优选为100个~50000个，进一步优选为500个~30000个。
（压电性高分子）
关于包覆导电性纤维的压电性高分子的厚度，优选为1μm~5mm，更优选为5μm~3mm，进一步优选为10μm~1mm，最优选为20μm~0.5mm。当过薄时，有在强度的方面成为问题的情况，此外，当过厚时，有难以取出电输出的情况。
虽然为该压电性高分子的导电性纤维的包覆状态，但是，作为由导电性纤维和压电性高分子构成的纤维的形状，在使导电性纤维和表面导电层的距离保持为一定这样的意思下优选为尽可能接近同心圆状。对于形成由导电性纤维和压电性高分子构成的纤维的方法，不特别限定，但是，例如有将导电性纤维作为内侧并将压电性高分子作为外侧来共同挤压而进行熔融纺丝之后进行延伸的方法等。此外，在使导电性纤维为碳纤维的情况下，也可以使用在其纤维周面上包覆熔融挤压后的压电性高分子并在包覆时施加延伸应力由此使压电性高分子延伸取向的方法。进而，也可以是预先制作中空的由延伸后的压电性高分子构成的纤维并在其中插入导电性纤维的方法。
此外，也可以是通过不同的工序制作导电性纤维和由延伸后的压电性高分子构成的纤维并进行用由压电性高分子构成的纤维卷绕导电性纤维等来包覆的方法。
在该情况下，优选以尽可能接近同心圆状的方式来进行包覆。此外，例如，也可以使用将内侧的导电性纤维、压电性高分子、表面导电层共同挤压而进行熔融纺丝之后进行延伸的方法来一次形成3层。
在通过不同的工序制作导电性纤维和由延伸后的压电性高分子构成的纤维的情况下并且作为将聚乳酸用作压电性高分子的情况下的优选的纺丝、延伸条件，分别地，熔融纺丝温度优选为150~250℃，延伸温度优选为40~150℃，延伸倍率优选为1.1倍至5.0倍，此外，作为晶体化温度优选为80~170℃。
作为压电性高分子，只要是聚偏二氟乙烯、聚乳酸等示出压电性的高分子，则能够利用，但是，优选为主要由聚乳酸构成。聚乳酸由于在熔融纺丝之后通过延伸容易地进行取向并示出压电性而不需要在聚偏二氟乙烯等中需要的电场取向处理的方面，所以生产性优秀。进而，虽然由聚乳酸构成的压电性纤维通过向其轴方向的拉伸、压缩应力而极化小，作为压电元件发挥作用是困难的，但是，能通过剪应力得到比较大的电输出，这在具有容易将剪应力赋予给压电性高分子的结构体的本发明的压电元件中是优选的。
在通过将压电性高分子的纤维卷绕到导电性纤维来进行包覆的情况下，作为压电性高分子的纤维，既可以使用将多个纤维丝束起的多纤维丝，此外，也可以使用单纤维丝。
作为将由压电性高分子构成的纤维卷绕到导电性纤维来进行包覆的方式，例如，既可以通过将由压电性高分子构成的纤维做成编织管那样的形状，将导电性纤维作为芯插入到该管中来进行包覆，此外，也可以在对由压电性高分子构成的纤维进行制绳来制造圆编织物时，将导电性纤维作为芯线并在其周围制作使用由压电性高分子构成的纤维的圆编织绳，由此，进行包覆。
单线直径为1μm~5mm，优选为5μm~2mm，进一步优选为10μ~1mm。作为纤维丝的数量，优选为1个~100000个，更优选为50个~50000个，进一步优选为100个~20000个。
关于压电性高分子，优选为主要包括聚乳酸。在此的“主要”是指优选为90mol%以上，更优选为95mol%以上，进一步优选为98mol%以上。
再有，在将多纤维丝用作导电性纤维的情况下，只要压电性高分子以多纤维丝的表面（纤维周面）的至少一部分进行接触的方式来包覆即可，既可以为压电性高分子包覆于构成多纤维丝的全部的纤维丝表面（纤维周面），此外，也可以不这样做，而考虑作为压电性元件的性能、操作性等来适当设定向构成多纤维丝的内部的各纤维丝的包覆状态即可。
作为聚乳酸，根据其晶体构造，存在将L–乳酸、L–丙交酯聚合而成的聚–L–乳酸、将D–乳酸、D–丙交酯聚合而成的聚–D–乳酸，进而存在由它们的混合构造构成的立构复合聚乳酸等，但是，只要是示出压电性的聚乳酸，则都能够利用。但是，以压电系数的高低的观点，优选为聚–L–乳酸、聚–D–乳酸。聚–L–乳酸、聚–D–乳酸分别针对相同的应力而极化相反，因此，也能够根据目的将它们组合来使用。关于聚乳酸的光学纯度，优选为99%以上，更优选为99.3%以上，进一步优选为99.5%以上。当光学纯度为不足99%时，有压电系数显著降低的情况，而有难以通过向压电元件表面的摩擦力来得到充分的电输出的情况。
压电性高分子主要包括聚–L–乳酸或聚–D–乳酸，它们的光学纯度为99%以上是优选的。
压电性高分子优选为单轴取向且包括晶体的高分子，更优选为具有晶体的单轴取向聚乳酸。这是因为，聚乳酸在其晶体状态和单轴取向的情况下示出大的压电性。
聚乳酸为水解比较早的聚酯，因此，在耐湿热性为问题的情况下，也可以添加公知的异氰酸盐、环氧、碳化二亚胺化合物等水解防止剂。此外，也可以根据需要添加磷酸类化合物等氧化防止剂、增塑剂、光劣化防止剂等来进行物性改良。此外，聚乳酸也可以用作与其他的聚合物的合金，但是，如果将聚乳酸用作主要的压电性高分子，则优选为含有至少50重量%以上，进一步优选为70重量%以上，最优选为90重量%以上。
作为做成合金的情况下的聚乳酸以外的聚合物，作为优选的例子可举出聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物、聚甲基丙烯酸酯等，但是，并不限定于这些，只要起到在本发明的效果，则使用怎样的聚合物都可以。
（表面导电层）
作为表面导电层的材料，只要是示出导电性的材料，则都能够使用。作为材料，具体而言，能够使用涂敷有包括银或铜等金属的糊状物的材料、蒸镀有银、铜、氧化铟锡等的材料、聚苯胺、聚乙炔、聚（对亚苯基亚乙烯基）、聚吡咯、聚噻吩、聚对亚苯硫醚、碳纤维等导电性高分子等。从良好地保持导电性的观点出发，作为体积电阻率，优选为10–1Ω·cm以下，更优选为10–2Ω·cm以下，进一步优选为10–3Ω·cm以下。
作为该表面导电层的厚度，优选为10nm~100μm，更优选为20nm~10μm，进一步优选为30nm~3μm。当过薄时，有导电性不好而难以得到电输出的情况，此外，当过厚时，有失去柔性的情况。
作为表面导电层，既可以形成在压电性高分子上的整个表面，此外，也可以离散地形成。其配置方法能够根据目的来设计，因此，关于其配置，不特别限定。通过离散地配置该表面导电层并从每一个表面导电层取出电输出，从而能够检测施加到压电元件的应力的强度和位置。
以表面导电层的保护、即、使作为最外层的表面导电层免受人的手等的接触的目的，可以设置任何保护层。关于该保护层，优选为绝缘性，从柔性等的观点出发，更优选为由高分子构成。当然，虽然在该情况下变为对保护层上进行摩擦，但是，只要由该摩擦产生的剪应力能够到达至压电性高分子而引起其极化，则不特别限定。作为保护层，不限定于由高分子等的涂层形成的保护层，也可以是薄膜等，或者组合了它们的保护层。作为保护层，优选地使用环氧树脂、丙烯树脂等。
作为保护层的厚度，尽可能薄的情况更容易将剪应力传至压电性高分子，但是，当过薄时容易产生破坏等问题，因此，优选为10nm~200μm，更优选为50nm~50μm，进一步优选为70nm~30μm，最优选为100nm~10μm。
也有以1个来使用压电元件的情况，但是，也可以排列多个来使用，或者编织为布帛状来使用，或者制绳为编织绳。由此，也能够实现布帛状、绳状的压电元件。在做成布帛状、绳状时，只要达成本发明的目的，也可以与压电元件以外的其他的纤维组合来进行混纤、交织、交编等，此外，也可以装入到智能电话的框体的树脂等来使用。
（压电元件的其他的方式2）
关于本发明的压电元件，作为其他的方式包含以下的压电元件。
1. 一种压电元件，包括至少2个由压电性高分子包覆了导电性纤维的表面的包覆纤维，各包覆纤维彼此大致平行地配置，并且，表面的压电性高分子彼此接触。
2. 根据前项1所述的压电元件，压电性高分子主要包括聚乳酸。
3. 根据前项1或2所述的压电元件，压电性高分子主要包括聚–L–乳酸或聚–D–乳酸，它们的光学纯度为99%以上。
4. 根据前项1~3的任一项所述的压电元件，压电性高分子单轴取向并且包括晶体。
5. 根据前项1~4的任一项所述的压电元件，导电性纤维为碳纤维。
6. 根据前项1~5的任一项所述的压电元件，为检测施加到压电元件的应力的大小和/或所施加的位置的传感器。
7. 根据前项6所述的压电元件，所检测的施加到压电元件的应力为向压电元件表面的摩擦力。
（包覆纤维）
本发明的压电元件包括至少2个由压电性高分子包覆了导电性纤维的表面的包覆纤维。
图4是表示本发明的压电元件的一个方式的构造示意图。图4中的附图标记1为压电性高分子，附图标记2为导电性纤维。
关于压电元件的长度，虽然不特别限定，但是，可以在制造中连续制造，在之后切成希望的长度来利用。在作为实际的压电元件的利用中，为1mm~10m，优选为5mm~2m，更优选为1cm~1m。当长度短时，失去作为纤维形状的便利性，此外，当长时，有由于导电性纤维的电阻值的问题等而使电输出降低等问题。
（导电性纤维）
作为导电性纤维的材料，只要是示出导电性的材料即可，由于需要做成纤维状，所以，优选为导电性高分子。作为导电性高分子，能够使用聚苯胺、聚乙炔、聚（对亚苯基亚乙烯基）、聚吡咯、聚噻吩、聚对亚苯硫醚、碳纤维等。此外，也可以是将高分子作为基体而包含了纤维状或粒状的导电性填料的材料。从柔性且长的电特性的稳定性的观点出发，更优选为碳纤维。
为了高效率地取出来自压电性高分子的电输出，导电性纤维的电阻低是优选的，作为体积电阻率，优选为10–1Ω·cm以下，更优选为10–2Ω·cm以下，进一步优选为10–3Ω·cm以下。
关于导电性纤维的直径，优选为1μm~10mm，更优选为10μm~5mm，进而优选为0.1mm~2mm。当直径小时，强度降低，处理变得困难，此外，在直径大的情况下，牺牲柔性。
作为导电性纤维的剖面形状，以压电元件的设计和制造的观点，优选为圆或者椭圆，但是，并不限定于此。当然，导电性纤维既可以仅以1个来使用，也可以束起多个来使用。
关于通常的碳纤维，成为集合若干纤维丝的束的多纤维丝是一般的，但是，既可以使用其，此外，也可以仅使用由1个构成的单纤维丝。以电特性的长稳定性的观点，利用多纤维丝更优选。
作为单纤维丝的直径，为1μm~5000μm，优选为2μm~100μm。进一步优选为3μm~10μm。作为纤维丝数量，优选为10个~100000个，更优选为100个~50000个，进一步优选为500个~30000个。
（压电性高分子）
作为压电性高分子，只要是聚偏二氟乙烯、聚乳酸等示出压电性的高分子，则能够利用，但是，优选为主要包括聚乳酸。聚乳酸由于在熔融纺丝之后通过延伸容易地进行取向并示出压电性而不需要在聚偏二氟乙烯等中需要的电场取向处理的方面，所以生产性优秀。进而，虽然由聚乳酸构成的压电性纤维通过向其轴方向的拉伸、压缩应力而极化小，作为压电元件发挥作用是困难的，但是，能通过剪应力得到比较大的电输出，这在具有容易将剪应力赋予给压电性高分子的结构体的本发明的压电元件中是优选的。
关于压电性高分子，优选为主要包括聚乳酸。在此，“主要”是指优选为90mol%以上，更优选为95mol%以上，进一步优选为98mol%以上。
作为聚乳酸，根据其晶体构造，存在将L–乳酸、L–丙交酯聚合而成的聚–L–乳酸、将D–乳酸、D–丙交酯聚合而成的聚–D–乳酸，进而存在由它们的混合构造构成的立构复合聚乳酸等，但是，只要是示出压电性的聚乳酸，则都能够利用。以压电系数的高低的观点，优选为聚–L–乳酸、聚–D–乳酸。聚–L–乳酸、聚–D–乳酸分别针对相同的应力而极化相反，因此，也能够根据目的将它们组合来使用。关于聚乳酸的光学纯度，优选为99%以上，更优选为99.3%以上，进一步优选为99.5%以上。当光学纯度为不足99%时，有压电系数显著降低的情况，而有难以通过向压电元件表面的摩擦力来得到充分的电输出的情况。压电性高分子主要包括聚–L–乳酸或聚–D–乳酸，它们的光学纯度为99%以上是优选的。
压电性高分子优选为在包覆纤维的纤维轴方向上单轴取向且包括晶体的高分子，更优选为具有晶体的单轴取向聚乳酸。这是因为，聚乳酸在其晶体状态和单轴取向的情况下示出大的压电性。
聚乳酸为水解比较早的聚酯，因此，在耐湿热性为问题的情况下，也可以添加公知的异氰酸盐化合物、恶唑啉化合物、环氧化合物、碳化二亚胺化合物等水解防止剂。此外，也可以根据需要添加磷酸类化合物等氧化防止剂、增塑剂、光劣化防止剂等来进行物性改良。
此外，聚乳酸也可以用作与其他的聚合物的合金，但是，如果将聚乳酸用作主要的压电性高分子，则含有至少50重量%以上是优选的，进一步优选为70重量%以上，最优选为90重量%以上。
作为做成合金的情况下的聚乳酸以外的聚合物，作为优选的例子可举出聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物、聚甲基丙烯酸酯等，但是，并不限定于这些，只要起到本发明的效果，则使用怎样的聚合物都可以。
（包覆）
关于各导电性纤维，由压电性高分子包覆表面。关于包覆导电性纤维的压电性高分子的厚度，优选为1μm~10mm，更优选为5μm~5mm，进一步优选为10μm~3mm，最优选为20μm~1mm。当过薄时，有在强度的方面成为问题的情况，此外，当过厚时，有难以取出电输出的情况。
优选为，导电性纤维尽可能与压电性高分子密合，但是，为了改良密合性，也可以在导电性纤维与压电性高分子之间设置锚定层或粘接层等。
关于包覆的方法和形状，只要能够针对所施加的应力供给电输出，则不特别限定。
例如，可举出通过制作电线的要领使熔融后的压电性高分子包覆于导电性纤维的周围或者在导电性纤维的周围卷绕压电性高分子的线或者用压电性高分子薄膜夹持导电性纤维来粘接等方法。此外，在像这样利用压电性高分子进行包覆时，既可以预先设置3个以上的导电性纤维，也能够通过在用压电性高分子仅包覆1个导电性纤维之后粘接压电性高分子的表面来得到本发明的压电元件。粘接的方法也不特别限定，但是，可举出粘接剂的使用、熔敷等，也可以仅进行密合。
虽然为该压电性高分子的导电性纤维的包覆状态，但是，作为导电性纤维和压电性高分子的形状，尽管不特别限定，但是，例如，在通过使以压电性高分子包覆一个导电性纤维的纤维从后粘接的方法来得到本发明的压电元件的情况下，在使导电性纤维间的距离保持为一定这样的意思下优选为尽可能接近同心圆状。
再有，在将多纤维丝用作导电性纤维的情况下，只要压电性高分子以多纤维丝的表面（纤维周面）的至少一部分进行接触的方式来包覆即可，既可以为压电性高分子包覆于构成多纤维丝的全部的纤维丝表面（纤维周面），此外，也可以不这样做，而考虑作为压电性元件的性能、操作性等来适当设定向构成多纤维丝的内部的各纤维丝的包覆状态即可。
本发明的压电元件包括至少2个导电性纤维，但是，导电性纤维并不限定于2个，也可以更多。
（平行）
各导电性纤维彼此大致平行地配置。关于导电性纤维间的距离，优选为1μm~10mm，更优选为5μm~5mm，进一步优选为10μm~3mm，最优选为20μm~1mm。当过近时，有在强度的方面成为问题的情况，当过远时，有难以取出电输出的情况。在此，“彼此大致平行地配置”意味着多个导电性纤维以彼此不接触的方式配置，根据导电性纤维的纤维长度，所容许的偏离角不同。
（接触）
关于各包覆纤维，表面的压电性高分子彼此相互接触。存在将导电性纤维作为芯、将压电性高分子作为包覆层的包覆纤维在表面的包覆层彼此接触的方式。此外，也存在用2个压电性高分子薄膜夹持平行排列的多个导电性纤维来进行包覆的方式。
（制造方法（i））
关于压电元件，能够至少粘接2个用压电性高分子包覆1个导电性纤维的表面后的包覆纤维来进行制造。作为该方法可举出以下的方法。
（i–1）存在将导电性纤维作为内侧并将压电性高分子作为外侧来共同挤压而进行熔融纺丝之后进行延伸的方法等。
（ii–2）此外，也可以使用在导电性纤维上包覆熔融挤压后的压电性高分子并在包覆时施加延伸应力由此使压电性高分子延伸取向的方法。
（iii–3）此外，也可以是预先制作中空的由延伸后的压电性高分子构成的纤维并在其中插入导电性纤维的方法。
（iv–4）此外，也可以是通过不同的工序制作导电性纤维和由延伸后的压电性高分子构成的纤维并进行用由压电性高分子构成的纤维卷绕导电性纤维等来包覆的方法。在该情况下，优选以尽可能接近同心圆状的方式来进行包覆。
在该情况下，作为将聚乳酸用作压电性高分子的情况下的优选的纺丝、延伸条件，分别地，熔融纺丝温度优选为150~250℃，延伸温度优选为40~150℃，延伸倍率优选为1.1倍至5.0倍，此外，作为晶体化温度优选为80~170℃。
作为卷绕的压电性高分子的纤维，既可以使用将多个纤维丝束起的多纤维丝，此外，也可以使用单纤维丝。
作为卷绕来包覆的方式，例如，可以通过将由压电性高分子构成的纤维做成编织管那样的形状，将导电性纤维作为芯插入到该管中来进行包覆。此外，也可以在对由压电性高分子构成的纤维进行制绳来制造圆编织物时，将导电性纤维作为芯线并在其周围制作使用由压电性高分子构成的纤维的圆编织绳，由此，进行包覆。由压电性高分子构成的纤维的单线直径为1μm~5mm，优选为5μm~2mm，进一步优选为10μm~1mm。作为纤维丝的数量，优选为1个~100000个，更优选为50个~50000个，进一步优选为100个~20000个。
通过粘接多个用以上那样的方法制造的用压电性高分子包覆导电性纤维的表面后的包覆纤维，从而能够得到本发明的压电元件。
（制造方法（ii））
此外，用压电性高分子包覆平行排列的多个导电性纤维，由此，也能够得到本发明的压电元件。例如，通过利用2个压电性高分子的薄膜夹持平行排列的多个导电性纤维，从而能够得到本发明的压电元件。此外，通过将该压电元件切成长条状，从而能够得到柔性优秀的压电元件。
（保护层）
也可以在本发明的压电元件的最外侧表面设置保护层。关于该保护层，优选为绝缘性，从柔性等观点出发，更优选为由高分子构成。当然，虽然在该情况下变为对保护层上进行摩擦，但是，只要由该摩擦产生的剪应力能够到达至压电性高分子而引起其极化，则不特别限定。作为保护层，不限定于由高分子等的涂层形成的保护层，也可以是薄膜等，或者组合了它们的保护层。作为保护层，优选地使用环氧树脂、丙烯树脂等。
作为保护层的厚度，尽可能薄的情况更容易将剪应力传至压电性高分子，但是，当过薄时容易产生保护层本身被破坏等问题，因此，优选为10nm~200μm，更优选为50nm~50μm，进一步优选为70nm~30μm，最优选为100nm~10μm。也能够通过该保护层来形成压电元件的形状。
（多个压电元件）
此外，也能够排列多个压电元件来使用。作为排列方式，既可以一维地以一段进行排列，也可以二维地重叠排列，进而还可以编织成布状来使用或者制绳成编织绳。由此，也能够实现布状、绳状的压电元件。在做成布状、绳状时，只要达成本发明的目的，也可以与压电元件以外的其他的纤维组合来进行混纤、交织、交编等，此外，也可以装入到智能电话的框体的树脂等来使用。在像这样排列多个本发明的压电元件来使用时，本发明的压电元件在表面不具有电极，因此，有其排列方式、编织方式能够广泛地选择这样的优点。
（压电元件的应用技术）
关于本发明的压电元件，无论是哪一种方式，都能够用作检测进行摩擦压电元件表面等而施加的应力的大小和/或所施加的位置的传感器。再有，关于本发明的压电元件，如果通过摩擦以外的挤压力等对压电性高分子施加剪应力，则当然也能够取出电输出。
在此，如本发明的目的所记载的那样，“所施加的应力”意味着用手指的表面摩擦的程度的应力，作为该用手指的表面摩擦的程度的应力的目标，大概为1~100Pa。当然，即使为这以上，也能够检测所施加的应力及其施加位置。
在用手指等进行输入的情况下，优选为，即使是1gf以上50gf以下（10mmN以上500mmN以下）的负荷也进行工作，进一步优选为，以1gf以上10gf以下（10mmN以上100mmN以下）的负荷进行工作是优选的。当然，如上所述，即使是超过50gf（500mmN）的负荷，也进行工作。
此外，关于本发明的压电元件，无论是哪一种方式，都能够通过施加电信号而用作致动器。因此，本发明的压电元件能够用作布帛状的致动器。该本发明的致动器通过对施加的电信号进行控制，从而能够在布帛表面的一部分形成凸部或凹部、将布帛整体做成捆卷形状。本发明的致动器能够抓住物品。此外，能够使变化成卷绕于人体（胳膊、腿、腰等）的形状来作为支承物（supporter）等发挥作用。
实施例
以下，利用实施例进一步具体地记载本发明，但是，本发明不由此受到任何的限定。
实施例1
（聚乳酸的制造）
对L–丙交酯（（股份）武藏野化学研究所制、光学纯度100%）100重量份添加0.005重量份的辛酸锡并在氮气氛下通过带有搅拌翼的反应机在180℃下反应2小时，对辛酸锡添加1.2倍当量的磷酸，之后，在13.3Pa下减压除去残存的丙交酯，进行切片（chip），得到聚–L–乳酸（PLLA1）。得到的PLLA1的重量平均分子量为15.2万，玻璃化转变点（Tg）为55℃，熔点为175℃。
（压电元件的评价）
在实施例1中，如以下那样评价压电元件。
与压电元件的长尺寸方向平行地使手指与表面导电层（金蒸镀面）表面接触并以约0.5m/s的速度摩擦，由此，对压电特性进行评价（负荷为50gf（500mmN）以下并以在全部实施例、比较例中大致相同的方式来设定）。在图2中示出实施例的评价系统。电压评价使用横河电机（股份）制的数字示波器DL6000系列商品名“DL6000”。
（压电元件的制造）
作为导电性纤维使用作为东邦tenax（股份）制的碳纤维多纤维丝的品名“HTS403K”，对该纤维使在树脂温度200℃下熔融后的PLLA1呈同心圆状地包覆并立刻在空气中冷却，得到长度10m的包覆纤维1。
在此，包覆纤维1的碳纤维为本发明中的导电性纤维，但是，该碳纤维为将3000个直径7.0μm的纤维丝做成1束的多纤维丝，体积电阻率为1.6×10–3Ω·cm。此外，该导电性纤维的直径为0.6mm，被包覆的PLLA1层的厚度为0.3mm（包覆纤维1的直径为1.2mm）。
接着，将该包覆纤维1切断成纤维长度12cm，仅将内侧的碳纤维（导电性纤维）两端1cm 1cm地除去来制作内侧的碳纤维（导电性纤维）的长度为10cm并且外侧的PLLA1层的长度为12cm的包覆纤维2。接着，将该包覆纤维2放入到设定为温度80℃的拉伸试验机中，分别用夹子（nip）抓住包覆纤维2两端的仅由PLLA1层构成的部分（端部的1cm），仅对外侧的PLLA1层进行单轴延伸。使延伸速度为200mm/min，以延伸倍率3倍进行延伸。之后，进而保持用夹子抓住的状态使温度上升到140℃，进行5分钟加热处理，在晶体化之后进行骤冷，从拉伸试验机取出该包覆纤维2。
得到的包覆纤维2为2层同心圆状的结构，直径为0.8mm，被包覆的PLLA1层的厚度为0.1mm。进而，在该包覆纤维表面的约一半通过蒸镀法以成为约100nm的厚度的方式涂敷金，从而得到本发明的压电元件。该金的表面导电层的体积电阻率为1.0×10–4Ω·cm。
在图1中记载有该压电元件的概略图。以同样的方法制作4个该压电元件。如图2所示那样将它们平行排列来进行压电特性的评价。
在图3中记载有压电元件的评价结果。已知仅通过摩擦表面就得到非常大到2V以上的电压的电压。确认了发挥作为压电元件（传感器）的功能。
实施例2
（聚乳酸的制造）
对L–丙交酯（（股份）武藏野化学研究所制、光学纯度100%）100重量份添加0.005重量份的辛酸锡并在氮气氛下通过带有搅拌翼的反应机在180℃下反应2小时，对辛酸锡添加1.2倍当量的磷酸，之后，在13.3Pa下减压除去残存的丙交酯，进行切片，得到聚–L–乳酸（PLLA1）。得到的PLLA1的重量平均分子量为15.2万，玻璃化转变点（Tg）为55℃，熔点为175℃。
（压电元件的评价）
在实施例2中，如以下那样评价压电元件。
与压电元件的长尺寸方向平行地使手指接触并以约0.5m/s的速度摩擦，由此，对压电特性进行评价。在图5中示出实施例2中的评价系统。电压评价使用横河电机（股份）制的数字示波器DL6000系列商品名“DL6000”。
（压电元件的制造）
作为导电性纤维使用作为东邦tenax（股份）制的碳纤维多纤维丝的品名“HTS403K”，对该纤维使在树脂温度200℃下熔融后的PLLA1呈同心圆状地包覆并立刻在空气中冷却，得到长度10m的包覆纤维1。
在此，包覆纤维1的碳纤维为本发明中的导电性纤维，但是，该碳纤维为将3000个直径7.0μm的纤维丝做成1束的多纤维丝，体积电阻率为1.6×10–3Ω·cm。此外，该导电性纤维的直径为0.6mm，被包覆的PLLA1层的厚度为0.3mm（包覆纤维1的直径为1.2mm）。
接着，将该包覆纤维1切断成纤维长度12cm，仅将内侧的碳纤维（导电性纤维）两端1cm 1cm地除去来制作内侧的碳纤维（导电性纤维）的长度为10cm并且外侧的PLLA1层的长度为12cm的包覆纤维2。接着，将该包覆纤维2放入到设定为温度80℃的拉伸试验机中，分别用夹子抓住包覆纤维2两端的仅由PLLA1层构成的部分（端部的1cm），仅对外侧的PLLA1层进行单轴延伸。使延伸速度为200mm/min，以延伸倍率3倍进行延伸。之后，进而保持用夹子抓住的状态使温度上升到140℃，进行5分钟加热处理，在晶体化之后进行骤冷，从拉伸试验机取出该包覆纤维2。
得到的包覆纤维2为2层同心圆状的结构，直径为0.9mm，被包覆的PLLA1层的厚度为0.15mm。进而，使2个该包覆纤维2熔敷，除去表面的压电性高分子的端的部分，剥出导电性纤维，从而得到图4所示那样的压电元件。
以如图5所示那样的结构对该压电元件进行压电特性的评价。在图6中记载有压电元件的评价结果。已知仅通过摩擦表面就得到非常大到约6V的电压。确认了发挥作为压电元件（传感器）的功能。
实施例3~7
（聚乳酸的制造）
用以下的方法制造在实施例3~7中使用的聚乳酸。
对L–丙交酯（（股份）武藏野化学研究所制、光学纯度100%）100重量份添加0.005重量份的辛酸锡并在氮气氛下通过带有搅拌翼的反应机在180℃下反应2小时，对辛酸锡添加1.2倍当量的磷酸，之后，在13.3Pa下减压除去残存的丙交酯，进行切片，得到聚–L–乳酸（PLLA1）。得到的PLLA1的重量平均分子量为15.2万，玻璃化转变点（Tg）为55℃，熔点为175℃。
（压电元件的评价）
在实施例3~7中，如以下那样评价压电元件。
通过对压电元件施加变形来评价压电特性。在图2中示出评价系统。电压评价使用横河电机（股份）制的数字示波器DL6000系列商品名“DL6000”。
用以下的方法制造了在实施例3~7中使用的压电性纤维、导电性纤维、绝缘性纤维。
（压电性纤维）
从24孔的盖以20g/min涌出在240℃下熔融后的PLLA1，以887m/min取回。以80℃、2.3倍对该未延伸多纤维丝进行延伸，并在100℃下进行热固定处理，由此，得到84dTex/24纤维丝的多纤维丝单轴延伸线1。将该多纤维丝单轴延伸线1汇总成8束，做成压电性纤维1。
（导电性纤维）
将作为东邦tenax（股份）制的碳纤维多纤维丝的品名“HTS40 3K”用作导电性纤维1。该导电性纤维1为将3000个直径7.0μm的纤维丝做成1束的多纤维丝，体积电阻率为1.6×10–3Ω·cm。
（绝缘性纤维）
从48孔的盖以45g/min涌出在280℃熔融后的PET1，以800m/min取回。以80℃、2.5倍对该未延伸线进行延伸，并在180℃下进行热固定处理，由此，由此得到167dTex/48纤维丝的多纤维丝延伸线。将该多纤维丝延伸线汇总成4束，做成绝缘性纤维1。
实施例3
制作如图7所示那样在经线配置绝缘性纤维1，在纬线交替配置压电性纤维1、导电性纤维1的平纹织物。将该平纹织物中的夹持压电性纤维的一对导电性纤维作为信号线与示波器连接，其他的导电性纤维与地线连接。通过用手指摩擦连结该信号线的导电性纤维所夹持的压电性纤维，从而得到如图8所示那样的电压信号。此外，通过弯曲纤维，从而得到如图9所示那样的电压信号。确认了作为压电元件（传感器）而发挥功能。
实施例4
制作如图10所示那样在经线交替配置压电性纤维1和绝缘性纤维1，在纬线交替配置导电性纤维1和绝缘性纤维1的平纹织物。将该平纹织物中的分离20mm的一对导电性纤维作为信号线与示波器连接，其他的导电性纤维与地线连接。通过用手指摩擦连结该织物的信号线的导电性纤维所夹持的压电性纤维，从而得到如图11所示那样的电压信号。确认了作为压电元件（传感器）而发挥功能。
实施例5
制作如图12所示那样在经线配置绝缘性纤维1，在纬线交替配置压电性纤维1、导电性纤维1的平纹织物。将该织物的两端附近的夹持压电性纤维的一对导电性纤维作为信号线与电压源连接，在施加电压时，在织物整体产生扭曲。确认了作为压电元件（致动器）而发挥功能。
实施例6
如图13所示那样在经线配置绝缘纤维1，在纬线按照绝缘性纤维1、导电性纤维1、压电性纤维1、导电性纤维1的顺序进行配置来制作缎纹织物。将该织物中的夹持压电性纤维的一对导电性纤维作为信号线与示波器连接，在对织物施加扭曲的变形时，得到如图14所示那样的电压信号。确认了作为压电元件（传感器）而发挥功能。
实施例7
将作为东邦tenax（股份）制的碳纤维多纤维丝的品名“HTS40 3K”作为芯并且将多纤维丝单轴延伸线1作为圆编织物来制作2个编织绳。
通过使用二氯甲烷使多纤维丝单轴延伸线的纤维表面的一部分溶解来熔敷该2个编织绳，得到图1所示那样的压电元件。
以如图2所示那样的结构对该压电元件进行压电特性的评价。
已知通过摩擦该压电元件的表面而得到非常大到5V的电压。确认了发挥作为压电元件（传感器）的功能。
比较例1
在使用PLLA1并且使用具有T模具（die）的薄膜熔融挤压装置来以树脂温度200℃成型之后，利用40℃的冷却辊进行骤冷来得到未延伸的薄膜。之后，接着，在张布架（tenter）方式的横延伸机中以延伸倍率2.5倍、80℃来进行横延伸，之后，在热固定区域中以140℃进行晶体化，得到宽度70cm的延伸薄膜。将该薄膜切出成宽度1cm长度10cm，在两面实施金蒸镀而制作压电元件。该金的表面导电层的体积电阻率为1.0×10–4Ω·cm。在图2中除了将压电元件改变为该薄膜压电元件之外，与实施例1同样地进行评价。
对该压电元件进行评价，但是，已知只能得到约不足0.1V的电压，不能将压电元件的表面的摩擦力充分地变换为电压。确认了未发挥本申请作为目的的作为压电元件（传感器）的功能。
图1~2的附图标记的说明
11 压电性高分子
12 导电性纤维
13 表面导电层
21 示波器
22 评价用布线
23 评价用布线
24 导电性纤维
25 金属电极
26 压电性高分子
27 表面导电层
图4、5的附图标记的说明
1 压电性高分子
2 导电性纤维
3 压电元件固定板
4 评价用布线
5 示波器
图7、10、12、13的附图标记的说明
A 压电性纤维
B 导电性纤维
C 绝缘性纤维。

Claims (15)

1.一种压电元件，其中，包括压电单位，所述压电单位包括2个导电性纤维和1个压电性纤维，它们彼此具有接点并配置在大致同一平面上，压电性纤维主要包括聚乳酸。
2.根据权利要求1所述的压电元件，其中，关于压电单位，导电性纤维、压电性纤维和导电性纤维按照该顺序被配置。
3.根据权利要求2所述的压电元件，其中，关于压电单位，导电性纤维、压电性纤维和导电性纤维彼此大致平行地配置。
4.根据权利要求1所述的压电元件，其中，压电单位包括绝缘性纤维，该绝缘性纤维以压电单位中的导电性纤维不与其他的压电单位中的导电性纤维和压电性纤维相接的方式被配置。
5.根据权利要求1所述的压电元件，其中，压电性纤维主要包括聚–L–乳酸或聚–D–乳酸，它们的光学纯度为99%以上。
6.根据权利要求1所述的压电元件，其中，压电性纤维单轴取向并且包括晶体。
7.根据权利要求1所述的压电元件，其中，导电性纤维为碳纤维。
8.根据权利要求4所述的压电元件，其中，绝缘性纤维主要包括聚对苯二甲酸乙二醇酯类纤维。
9.根据权利要求3所述的压电元件，其中，为含有多个并列的压电单位的编织物。
10.根据权利要求9所述的压电元件，其中，为含有多个并列的压电单位的梭织物，并且，其织物组织为缎纹组织。
11.根据权利要求10所述的压电元件，其中，在纬线方向上配置压电单位。
12.根据权利要求10所述的压电元件，其中，包括于压电单位的压电性纤维的飞数为3~7。
13.根据权利要求1~12的任一项所述的压电元件，其中，为检测施加到压电元件的应力的大小和/或所施加的位置的传感器。
14.根据权利要求13所述的压电元件，其中，所检测的施加到压电元件的应力为向压电元件表面的摩擦力。
15.根据权利要求1~12的任一项所述的压电元件，其中，为根据施加到压电元件的电信号进行形状变化的致动器。
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